[實用新型]一種新型丁烷催化氧化反應裝置

有效

• 申請號: 201520983881.3
• 申請日: 2015-12-02
• 公開（公告）號: CN205164681U
• 公開（公告）日: 2016-04-20
• 發明（設計）人: 王志亮;孟祥發;高文斌
• 申請（專利權）人: 青島邁特達新材料有限公司
• 主分類號: B01J8/02
• 分類號: B01J8/02
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 邵朋程

技術領域

本實用新型涉及一種新型丁烷催化氧化反應裝置，屬于化工生產設備領域。

背景技術

丁烷氧化反應按原料不同可分為正丁烷氧化反應和異丁烷氧化反應，按有無催化劑參與 又可分為無催化氧化反應和催化氧化反應。丁烷無催化氧化屬于氣-液兩相反應，相比丁烷催 化氧化反應，其單程轉化率低、單一產物選擇性差。丁烷催化氧化反應屬于氣-液-固三相催 化反應，反應主要發生在催化劑周圍的液相本體內，反應程度與液相中氣含率的大小有較大 的關系。為加速反應物氣液混合，提高液相中氣含率，從而促進反應進行，常規都選用帶機 械攪拌的反應器，然而，對于高壓條件下丁烷氧化反應，這類反應器易出現泄漏情況，存在 安全隱患，另外，這類反應器日常運行能耗大，檢修麻煩，維護成本較高。

現有烷烴氧化反應器的形式大都不適用于誘導期較長的丁烷催化氧化反應。有關丁烷催 化氧化反應器的介紹更少，中國專利CN201210299239.4公開了一種適用于丁烷氧化反應的反 應器，此反應器存在反應體系氧損耗大、后續丁烷回收負荷大以及熱量浪費的問題。另外， 此反應器采用多處側線采出和外循環管道回流，存在反應器液位、溫度、壓力控制較繁瑣的 問題。

實用新型內容

基于上述技術問題，本實用新型提供一種新型丁烷催化氧化反應裝置。

本實用新型所采用的技術解決方案是：

一種新型丁烷催化氧化反應裝置，包括反應器、余熱回收鍋爐和氣液分離罐，反應器包 括筒體和位于筒體內部的氣體分布器，在筒體的底部設置有丁烷原料入口，在筒體的頂部設 置有氣相物料出口，在筒體下部側壁上設置有氧氣入口和循環丁烷入口，在筒體上部側壁上 設置有反應物出口，氧氣入口與氣體分布器連通；氣相物料出口通過第一管道連接余熱回收 鍋爐，余熱回收鍋爐通過第二管道連接氣液分離罐，氣液分離罐通過尾氣循環管道連接氧混 合器，在尾氣循環管道上設置有循環壓縮機，氧混合器與原料氧氣輸送管道連接，氧混合器 通過第三管道連接氧氣入口，氣液分離罐通過冷凝液循環管道與循環丁烷入口連接，在冷凝 液循環管道上設置有循環泵，丁烷原料入口與新鮮丁烷液體輸送管道連接。

優選的，所述筒體內設置有導流筒，氣體分布器位于導流筒的底部。

優選的，所述導流筒為中空且上下開口的圓柱形結構，導流筒的底面與反應器筒體下封 頭切線位置平齊，導流筒的高度為反應器筒體上封頭切線與下封頭切線之間高度的0.55～ 0.85倍，導流筒的直徑與反應器筒體直徑比為1∶1.2～1∶2。導流筒采用不銹鋼材質制成。 反應器內增設導流筒，并對其具體尺寸等進行優選設定，可以提高反應器內流動效果，使氣 液充分混合，增加液相中氣含率。

優選的，所述反應器筒體的高徑比為1∶1～6∶1。反應器筒體也采用不銹鋼材質制成。

優選的，所述氧氣入口設置在反應器筒體下封頭切線位置上方垂直距離100毫米處，所 述循環丁烷入口設置在氧氣入口的上方且垂直距離不小于100毫米。反應物出口的位置設置 在反應器內液面之下至少200毫米。

優選的，所述氧氣入口與氣體分布器處于同一水平面內。

上述丁烷催化氧化反應裝置中，反應器頂部出來的含有大量丁烷的氣體，經第一管道進 入余熱回收鍋爐，冷凝放熱后的氣液混合物經第二管道進入氣液分離罐，冷凝液經循環泵和 冷凝液循環管道返回反應器，實現反應熱的回收并維持反應器的操作溫度，以及丁烷的循環 利用。氣液分離罐頂部出來的不凝性氣體經尾氣循環管道進入循環壓縮機的入口，循環壓縮 機的出口氣體與原料氧氣混合后經第三管道進入反應器下部側壁的入口，實現反應尾氣的循 環。余熱回收鍋爐供應飽和熱水，吸收冷凝熱后產生低壓蒸汽，實現反應熱的回收利用。

上述丁烷催化氧化反應裝置的操作溫度為100～140℃，操作壓力為2.0～3.8MPa，該裝 置既適用于異丁烷氧化制備叔丁醇，又適用于正丁烷氧化合成甲乙酮。

本實用新型的有益技術效果是：

1、本實用新型反應器采用細粉末催化劑和原料氧氣，適用于丁烷催化氧化反應，反應效 率高，易于連續操作，穩定生產；反應尾氣的氧損耗小，反應熱全部回收利用。

2、本實用新型反應器內增設導流筒，以提高反應器內流動效果，使氣液充分混合，增加 液相中氣含率。