[發明專利]一種用于甲烷氧化偶聯制乙烯的多級噴射環流反應器

有效

• 申請號: 202110068239.2
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112619566B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 李德寶;高用祥;劉俊義;林明桂;馬軍祥;張力;賈麗濤;崔艷斌;余海兵;夏銘;牛鵬宇;荊明杰
• 申請（專利權）人: 山西潞安化工有限公司;中國科學院山西煤炭化學研究所
• 主分類號: B01J8/22
• 分類號: B01J8/22;C07C2/84;C07C11/04
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 李富元

1.一種用于甲烷氧化偶聯制乙烯的多級噴射環流反應器，其特征在于：包括噴嘴（1）、錐形底（2）、多級導流筒、氣體分布器（5）、殼體（3）、旋風分離器（9）、換熱器（11）和返料裝置，所述的噴嘴（1）位于錐形底（2）底部，錐形底（2）處于殼體（3）底端，多級導流筒位于殼體（3）中下部數，多級導流筒為量大于等于2個的等徑豎直放置的圓柱體，氣體分布器（5）處于殼體（3）中下部且數量為1個或多個，殼體（3）的殼體頂端氣體出口（7）連接旋風分離器（9）上部，旋風分離器（9）頂端設置有產品氣出口（8），旋風分離器（9）的底部連通料腿（10），料腿（10）中間設置換熱器（11），料腿（10）和返料裝置聯通，返料裝置包含返料閥（12）、二次風進氣口（13）、卸料閥（14）和返料管（15）；所述氣體分布器為環形氣體分布器，為雙環形氣體分布器、單環形氣體分布器中一種；所述雙環形氣體分布器處于組成多級導流筒的級間中心處或組成多級導流筒的各圓柱體的中間高度處，雙環形氣體分布器由內環環形分布器（17）和外環環形分布器（20）組成，內環環形分布器（17）和外環環形分布器（20）通過4根依次成90°的導管（19）連接，內環環形分布器（17）處于多級導流筒內部且垂直向上均布向上噴孔（16），外環環形分布器（20）處于多級導流筒和殼體（3）之間且垂直向下均布向下噴孔（21），向上噴孔（16）數量大于等于4小于等于向下噴孔（21），向下噴孔（21）小于等于28；所述單環形氣體分布器處于組成多級導流筒的級間中心處和組成多級導流筒的各圓柱體的中間高度處，位于級間中心處的單環形氣體分布器直徑小于多級導流筒直徑且垂直向上均布向上噴孔（16），位于各圓柱體中間高度處的單環形氣體分布器直徑介于多級導流筒和殼體（3）直徑之間且垂直向下均布向 下噴孔（21），向上噴孔（16）數量大于等于4小于等于向下噴孔（21），向下噴孔（21）小于等于28；所述噴嘴（1）、氣體分布器（5）和二次風進氣口（13）的氣體組成為甲烷、氧氣、氮氣的混合物；所述噴嘴（1）的氣體組成以甲烷含量大于90%，所述氣體分布器和二次風進氣口的氣體組成氧氣、氮氣含量大于90%。

2.根據權利要求1所述的一種用于甲烷氧化偶聯制乙烯的多級噴射環流反應器，其特征在于：噴嘴（1）為一個或者多個，噴射氣速為10~80 m/s，噴嘴（1）為一個時，所述噴嘴（1）與殼體（3）同軸，噴嘴（1）為多個時，噴嘴（1）處于中心位殼體（3）軸線上的一個圓上，各噴嘴（1）形成的最大外切圓直徑小于多級導流筒的直徑。

3.根據權利要求1所述的一種用于甲烷氧化偶聯制乙烯的多級噴射環流反應器，其特征在于：所述多級導流筒包含的多個圓柱體的中心線重合，位置處于下方的圓柱體的高度大于等于上方圓柱體的高度。

4.根據權利要求1所述的一種用于甲烷氧化偶聯制乙烯的多級噴射環流反應器，其特征在于：所述多級導流筒直徑與殼體（3）直徑比值為0.5~0.8；所述多級導流筒總高度與殼體（3）高度比值為0.4~0.7；所述多級導流筒底部到殼體（3）底部的距離與殼體（3）直徑比值為-0.3~0.3，負值代表多級導流筒最下面一個圓柱體底部在殼體（3）底部之下。

5.根據權利要求1所述的一種用于甲烷氧化偶聯制乙烯的多級噴射環流反應器，其特征在于：所述二次風進氣口具有兩種功能模式，分別為進氣模式和進催化劑模式。