[發明專利]多管氧化反應器

有效

• 申請號: 201110454988.5
• 申請日: 2011-12-30
• 公開（公告）號: CN102527301A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 李忠;柴華;王民濤;陳蜀康;王剛;楊會娥;張文慶;任建綱
• 申請（專利權）人: 中化藍天集團有限公司;中化近代環保化工（西安）有限公司
• 主分類號: B01J12/00
• 分類號: B01J12/00
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 劉曉春

技術領域

本發明涉及氣相氧化反應器，尤其涉及反應放熱量大、產物在高溫下容易分解且不采用催化劑的氣相氧化反應的反應器。

背景技術

氣相氧化反應是一個重要而常用的合成反應，最常見的乙烯、乙炔的氧化反應，通常會放出大量的反應熱。根據不同的反應特點，產生了不同的反應器結構形式，以及各種的反應熱移除方式。為了適用于不需要催化劑的氧化反應的引發和持續、高效地得到反應產物而需要優選合適的反應器。

中國專利CN200320120265.2組合式二合一石墨氯化氫合成爐，描述了氯氣和氫氣進行氧化反應的反應器，反應氣體在“燈頭”處混合并發生強放熱的氧化反應，燈頭裝置采用多筒型式，使氯、氫混合均勻，燃燒徹底，反應產物氯化氫在高溫下比較穩定。這種反應器結構簡單，效率高。但不適合用于高溫下易于分解的原料和產物的生產過程。

傳統的多管氧化反應器是固定床反應器，這種反應器是固定于上下管板之間的多根反應管，在反應管內部裝填有一定高度的催化劑，兩種反應氣體經過預熱混合后通過催化劑床層反應，反應熱通過殼體內循環的載熱體帶走。這種氧化反應器用的比較多且較成熟。

中國專利CN200880113893.3描述了多管式氣相催化氧化反應，兩種反應氣體混合后集中進入混合氣室，然后均勻進入裝有催化劑的反應管中進行反應，該反應器結構有效地分散了反應熱，避免了“飛溫”現象的發生，有利于保持催化劑的活性，使反應在適宜的溫度條件下進行，這類反應的特點是兩種原料氣體只有在催化劑存在下才能有效地進行。因此進入混合氣室的兩種原料氣體，即使達到反應溫度，如果沒有催化劑，氧化反應仍然是不會發生的。

綜上，目前的多管式氣相氧化還原反應器不適合溫度高、放熱強而反應氣體又易分解的不需要催化劑的氣相氧化還原反應，此類反應可以采用四氟乙烯為原料的碳酰氟的合成反應為代表，該反應中，四氟乙烯易聚合、反應強放熱（760.51KJ/mol）。

發明內容

本發明旨在提出一種多環管氧化反應器，對于不需要催化劑的氣相氧化反應能有很好的控制，該類反應具有溫度高、放熱強而反應氣體又易分解、不需要催化劑的特點。為此，本發明采用以下技術方案：??

一種多管氧化反應器，用于氣相氧化反應，包括反應器筒體，其特征在于反應器筒體中提供有上中下三部分，所述下部為反應氣體分配區、中部為反應區、上部為產物氣體換熱區；

????所述反應器筒體內在產物氣體換熱區下方設有多根與反應器筒體縱軸平行的套管，所述多根套管在反應器筒體的橫截面上分布；

所述反應氣體分配區用于將兩種反應氣體分別平均分配到各套管中；所述套管包括內管和外管，內管用于通第一種反應氣體，內管和外管之間的環隙用于通第二種反應氣體，所述反應氣體分配區包括第一種反應氣體的分配區和第二種反應氣體的分配區，第一種反應氣體的分配區和第二種反應氣體的分配區之間被隔開；

所述外管高于內管，其高出部分中形成兩種反應氣體匯合的反應區。

在采用上述技術方案的基礎上，本發明還可采用以下進一步的技術方案：

所述外管的頂部為收縮口或直口，所述收縮口形成氣體噴嘴。

所述內管的頂部為收縮口或直口，最好采用收縮口。

所述第一種反應氣體的分配區和第二種反應氣體的分配區上下配置，它們之間由第一管板隔開，第一種反應氣體的分配區處在第一管板之下，所述內管固定在第一管板上并與第一種反應氣體的分配區相通，所述反應器筒體中在所述第一管板上方設有第二管板，第二種反應氣體的分配區處在第一管板和第二管板之間，所述外管固定在第二管板上，所述環隙與第二種反應氣體的分配區相通。

所述內管和外管的入口均為直管或喇叭口。

第一種反應氣體的分配區和第二種反應氣體的分配區中采用氣體分布噴嘴或氣體分布器進氣。

所述產物氣體換熱區采用管殼式換熱器，管程通所述產物氣體，殼程通導熱體介質。

所述反應氣體分配區部位及反應區部位外的反應器筒體外設有夾套換熱器，所述夾套換熱器的介質出口通過管路與管殼式換熱器的介質入口相連，所述管殼式換熱器的介質出口通過管路與夾套換熱器的介質入口相連。

所述兩股反應氣體分別是氧氣分子或氧化性氣體和需要被反應的有機或無機氣體。所述氣相氧化反應的反應熱為10-1000KJ/kmol。

所述氣相氧化反應為四氟乙烯為原料的碳酰氟的合成反應或者以氯氣和氫氣燃燒制氯化氫的反應。