專(zhuān)利名稱(chēng)：一種新型醋酸乙烯反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種合成醋酸乙烯的新型固定床反應(yīng)器，該反應(yīng)器不僅可以用于合成醋酸乙烯，而且還能夠應(yīng)用于其他需要用到固定床的放熱或吸熱反應(yīng)當(dāng)中。
背景技術(shù)：
乙炔法生產(chǎn)醋酸乙烯的催化劑為負(fù)載醋酸鋅的活性炭，原料為乙炔和醋酸，反應(yīng)溫度控制在160-220°C，反應(yīng)壓力0.02-0.04MPaG，醋酸轉(zhuǎn)化率在30-80%，未反應(yīng)的乙炔經(jīng)冷卻、洗滌、分離除去雜質(zhì)后循環(huán)使用。該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，從反應(yīng)器物料進(jìn)口開(kāi)始，溫度開(kāi)始升高，反應(yīng)速度加快，放出反應(yīng)熱量也增加，在反應(yīng)管催化劑床層內(nèi)軸向會(huì)出現(xiàn)高溫區(qū)，反應(yīng)放出的熱量由尾氣和熱載體帶走。因此在催化劑床層的某一位置會(huì)有一最高溫度即熱點(diǎn)。熱點(diǎn)溫度過(guò)高，將增加副產(chǎn)物降低醋酸乙烯的選擇性，副反應(yīng)增多，使反應(yīng)液中丙酮、丁烯醛、二乙烯基乙炔等有害雜質(zhì)增多，影響產(chǎn)品質(zhì)量；同時(shí)，會(huì)導(dǎo)致催化劑上積碳、醋酸鋅熔結(jié)和升華，造成催化劑活性下降、壽命降低。所以嚴(yán)格控制熱點(diǎn)溫度是至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。而如果軸向溫差或者徑向溫差較大，為了達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)能往往以提升熱點(diǎn)溫度作為手段，以犧牲選擇性和催化劑壽命作為代價(jià)，所以降低軸向與徑向溫差也是很重要的?，F(xiàn)有的乙炔法生產(chǎn)醋酸乙烯反應(yīng)器往往就存在軸向或徑向溫差較大的缺點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種可縮小乙炔法生產(chǎn)醋酸乙烯固定床反應(yīng)器的軸向與徑向溫差、提高產(chǎn)能的新型醋酸乙烯反應(yīng)器。本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):一種新型醋酸乙烯反應(yīng)器，包括殼體、位于殼體內(nèi)的反應(yīng)列管，位于殼體頂端的熱載體出口組和位于殼體底端熱載體下進(jìn)口組，殼體頂部設(shè)有上封頭，該上封頭頂部設(shè)有氣體分布器，該氣體分布器連接氣體入口，其特征在于，所述的熱載體出口組與熱載體下進(jìn)口組之間增設(shè)至少一組熱載體進(jìn)口組。理論上增設(shè)的進(jìn)口組數(shù)越多，軸向溫差越小，但實(shí)際設(shè)計(jì)進(jìn)口組數(shù)時(shí)應(yīng)權(quán)衡到設(shè)備成本以及加工、維修、清理、操作的便利，以及增加后對(duì)軸向溫差縮小的程度。所述的熱載體出口組與熱載體下進(jìn)口組之間增設(shè)兩組熱載體進(jìn)口組，分別為:熱載體中上進(jìn)口組和熱載體中下進(jìn)口組。在實(shí)際使用過(guò)程中根據(jù)熱點(diǎn)位置和軸向溫差選擇性使用其中一組或者兩組投入使用，溫度控制方便、快速、有效?？梢赃_(dá)到最大限度降低軸向溫差的目的。同時(shí)，為擴(kuò)大單爐生產(chǎn)能力奠定了較好的基礎(chǔ)。所謂的根據(jù)熱點(diǎn)位置選擇性使用熱載體進(jìn)口組，是因?yàn)樵谘b置運(yùn)行過(guò)程中，由于催化劑活性的逐漸下降，熱點(diǎn)位置也隨之逐漸下移，選擇使用的一組或兩組熱載體進(jìn)口應(yīng)以最接近熱點(diǎn)位置并且處在熱點(diǎn)位置以下作為選擇依據(jù)。所謂的根據(jù)軸向溫差選擇性使用熱載體進(jìn)口組，即當(dāng)軸向溫差較大時(shí)可以選擇其中兩組同時(shí)使用，軸向溫差較小時(shí)可以?xún)H選擇其中一組使用。所述的熱載體出口組與熱載體下進(jìn)口組之間增設(shè)的熱載體進(jìn)口組有多組，選擇性使用其中一組或同時(shí)使用多組。所述的熱載體出口組、熱載體下進(jìn)口組以及增設(shè)的各組熱載體進(jìn)口組每組的開(kāi)口數(shù)目至少一個(gè)。所述的各組熱載體進(jìn)口組設(shè)有多個(gè)開(kāi)口，選擇性使用其中一個(gè)開(kāi)口或同時(shí)使用多個(gè)開(kāi)口。理論上每一組設(shè)置的進(jìn)口數(shù)越多，徑向溫差越小，但實(shí)際設(shè)計(jì)開(kāi)口數(shù)數(shù)時(shí)應(yīng)權(quán)衡到設(shè)備成本以及加工、維修、清理、操作的便利，以及增加后對(duì)徑向溫差縮小的程度。增設(shè)的各組熱載體之間，以及與熱載體出口組、熱載體下進(jìn)口組之間軸向等間距分布。增設(shè)的各組熱載體之間，以及與熱載體出口組、熱載體下進(jìn)口組的開(kāi)口在徑向上的分布為重疊分布或交錯(cuò)分布。所述的反應(yīng)列管的數(shù)量為5000-7500根。所述的殼體與上封頭之間設(shè)有上管板，所述的熱載體出口組、各組熱載體進(jìn)口組相互之間均設(shè)有分布板。通過(guò)上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了以下目的:本實(shí)用新型的目的之一是縮小乙炔法生產(chǎn)醋酸乙烯固定床反應(yīng)器的軸向溫差，提高醋酸乙烯的選擇性和延長(zhǎng)催化劑的壽命。本實(shí)用新型的目的之二是縮小乙炔法生產(chǎn)醋酸乙烯固定床反應(yīng)器的徑向溫差，提高醋酸乙烯的選擇性和延長(zhǎng)催化劑的壽命。本實(shí)用新型的目的之三是增加單臺(tái)反應(yīng)器的生產(chǎn)能力，降低單位產(chǎn)能的設(shè)備成本。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型中部熱載體進(jìn)口組數(shù)為兩組，且在徑向上采用重疊分布時(shí)的俯視圖；圖3是本實(shí)用新型中部熱載體進(jìn)口組數(shù)為兩組，且在徑向上采用交錯(cuò)分布時(shí)的俯視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例1:如圖1所示，新型醋酸乙烯反應(yīng)器由氣體入口 1，氣體分布器2，上封頭3，熱載體出口組4 (該熱載體出口組設(shè)有兩個(gè)開(kāi)口:開(kāi)口 4A，開(kāi)口 4B)，熱載體上分布板5，熱載體中上進(jìn)口組6(該熱載體中上進(jìn)口組設(shè)有兩個(gè)開(kāi)口:開(kāi)口 6A，開(kāi)口 6B)，熱載體中下進(jìn)口組7(該熱載體中下進(jìn)口組設(shè)有兩個(gè)開(kāi)口:開(kāi)口 7A，開(kāi)口 7B)，熱載體下分布板8，熱載體下進(jìn)口組9 (該熱載體下進(jìn)口組設(shè)有兩個(gè)開(kāi)口:開(kāi)口 9A，開(kāi)口 9B)，出氣出口 10，反應(yīng)列管11，殼體12，下管板13,熱載體中分布板14,上管板15,法蘭16。反應(yīng)列管11設(shè)置在殼體12內(nèi)，殼體12頂部通過(guò)法蘭16連接上封頭3，上封頭3與殼體12之間設(shè)置上管板15，上封頭3頂部設(shè)有氣體分布器2，氣體分布器2連接氣體入口 I。熱載體出口組4設(shè)置在殼體12頂端，熱載體下進(jìn)口組9設(shè)置在殼體12底端，熱載體中上進(jìn)口組6與熱載體中下進(jìn)口組7軸向等間距設(shè)置在熱載體出口組4與熱載體下進(jìn)口組9之間，并在熱載體出口組4與熱載體中上進(jìn)口組6之間設(shè)有上分布板5、在熱載體中上進(jìn)口組6與熱載體中下進(jìn)口組7之間設(shè)有中分布板14、在熱載體中下進(jìn)口組7與熱載體下進(jìn)口組9之間設(shè)有下分布板8。在實(shí)施例1中，反應(yīng)列管11外徑36-45mm，長(zhǎng)度5m，總數(shù)5000-7500根；反應(yīng)器殼體12直徑4.0-5.5m ;熱載體中上進(jìn)口組的開(kāi)口 6A，開(kāi)口 6B與熱載體中下進(jìn)口組的開(kāi)口 7A，開(kāi)口 7B在徑向上的分布方式為交錯(cuò)分布。如圖3所述。新型反應(yīng)器的操作過(guò)程如下:原料氣由氣體入口 I進(jìn)入氣體分布器2，氣體被均勻分配到每一根列管，氣體進(jìn)入反應(yīng)列管11內(nèi)，在置于所述反應(yīng)列管11內(nèi)的催化劑的催化作用下進(jìn)行反應(yīng)生成醋酸乙烯及少量副產(chǎn)物，醋酸乙烯、副產(chǎn)物和未反應(yīng)的原料氣形成的混合尾氣通過(guò)氣體出口 10進(jìn)入后續(xù)處理工序。于此同時(shí)，一部分熱載體從熱載體進(jìn)口組9(開(kāi)口 9A，開(kāi)口 9B)進(jìn)入反應(yīng)器殼體12與反應(yīng)列管11之間的空腔，另外一部分熱載體從熱載體進(jìn)口組6(開(kāi)口 6A，開(kāi)口 6B)、熱載體進(jìn)口組7(開(kāi)口 7A，開(kāi)口 7B)中的一組或兩組進(jìn)口進(jìn)入反應(yīng)器殼體12與反應(yīng)列管11之間的空腔，最后所有熱載體從熱載體出口組4(開(kāi)口 4A，開(kāi)口 4B)流出反應(yīng)器。在醋酸乙烯的生產(chǎn)過(guò)程中，反應(yīng)列管內(nèi)既有反應(yīng)產(chǎn)生熱量的過(guò)程，又有熱載體通過(guò)換熱吸收反應(yīng)管內(nèi)的熱量排出反應(yīng)器的過(guò)程，兩個(gè)過(guò)程同時(shí)發(fā)生。所以在反應(yīng)列管11的中間某個(gè)位置會(huì)有一個(gè)最高溫度點(diǎn)，即熱點(diǎn)。在反應(yīng)列管11的最頂端或最底端有一個(gè)溫度最低點(diǎn)，熱點(diǎn)溫度和該最低溫度之間的差值即為軸向最大溫差。在裝置運(yùn)行的前期，熱點(diǎn)位置在反應(yīng)列管11的中上部，當(dāng)熱點(diǎn)處于熱載體出口組4和熱載體進(jìn)口組6之間時(shí)，選擇打開(kāi)熱載體進(jìn)口組6 (開(kāi)口 6A，開(kāi)口 6B)，關(guān)閉熱載體進(jìn)口組7(開(kāi)口 7A，開(kāi)口 7B)。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，熱點(diǎn)逐漸下移，當(dāng)熱點(diǎn)位置低于(開(kāi)口 6A，開(kāi)口 6B)而高于(開(kāi)口 7A，開(kāi)口 7B)時(shí)，打開(kāi)熱載體進(jìn)口組(開(kāi)口 7A，開(kāi)口 7B)，關(guān)閉熱載體進(jìn)口組(開(kāi)口 6A，開(kāi)口 6B)。在此過(guò)程中熱載體進(jìn)口組(開(kāi)口 9A，開(kāi)口 9B)始終保持打開(kāi)狀態(tài)。本實(shí)用新型包括但不限于以上具體實(shí)施方式
，在所述反應(yīng)器殼體的頂部熱載體出口組(開(kāi)口 4A，開(kāi)口 4B)及最底端熱載體進(jìn)口組(開(kāi)口 9A，開(kāi)口 9B)之間增設(shè)的熱載體進(jìn)口組也可以為一組或三組或更多組，只要在所述反應(yīng)器殼體的頂部熱載體出口組(開(kāi)口 4A，開(kāi)口 4B)及最底端熱載體進(jìn)口組(開(kāi)口 9A，開(kāi)口 9B)之間，增設(shè)有熱載體進(jìn)口組的反應(yīng)器，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。本實(shí)用新型包括但不限于以上具體實(shí)施方式
，在所述反應(yīng)器殼體的頂部熱載體出口組(開(kāi)口 4A，開(kāi)口 4B)及最底端熱載體進(jìn)口組(開(kāi)口 9A，開(kāi)口 9B)之間增設(shè)的若干熱載體進(jìn)口組的開(kāi)口在徑向上的分布方式也可以是重疊分布，如圖2所述，只要在所述反應(yīng)器殼體的頂部熱載體出口組(開(kāi)口 4A，開(kāi)口 4B)及最底端熱載體進(jìn)口組(開(kāi)口 9A，開(kāi)口 9B)之間，增設(shè)的若干熱載體進(jìn)口組的開(kāi)口在徑向上的分布方式無(wú)論是重疊分布還是交錯(cuò)分布，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。本實(shí)用新型包括但不限于以上具體實(shí)施方式
，在所述反應(yīng)器殼體的頂部熱載體出口組(開(kāi)口 4A，開(kāi)口 4B)及最底端熱載體進(jìn)口組(開(kāi)口 9A，開(kāi)口 9B)之間增設(shè)的若干熱載體進(jìn)口組的每一組的開(kāi)口數(shù)量可以是一個(gè)、三個(gè)或更多個(gè)，只要在所述反應(yīng)器殼體的頂部熱載體出口組(開(kāi)口 4A，開(kāi)口 4B)及最底端熱載體進(jìn)口組(開(kāi)口 9A，開(kāi)口 9B)之間，增設(shè)的若干熱載體進(jìn)口組的每一組的開(kāi)口數(shù)量，無(wú)論是一個(gè)、兩個(gè)或者更多，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種新型醋酸乙烯反應(yīng)器，包括殼體、位于殼體內(nèi)的反應(yīng)列管，位于殼體頂端的熱載體出口組和位于殼體底端熱載體下進(jìn)口組，殼體頂部設(shè)有上封頭，該上封頭頂部設(shè)有氣體分布器，該氣體分布器連接氣體入口，其特征在于，所述的熱載體出口組與熱載體下進(jìn)口組之間增設(shè)至少一組熱載體進(jìn)口組。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型醋酸乙烯反應(yīng)器，其特征在于，所述的熱載體出口組與熱載體下進(jìn)口組之間增設(shè)兩組熱載體進(jìn)口組，分別為:熱載體中上進(jìn)口組和熱載體中下進(jìn)口組。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型醋酸乙烯反應(yīng)器，其特征在于，所述的熱載體出口組與熱載體下進(jìn)口組之間增設(shè)的熱載體進(jìn)口組有多組，選擇性使用其中一組或同時(shí)使用多組。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種新型醋酸乙烯反應(yīng)器，其特征在于，所述的熱載體出口組、熱載體下進(jìn)口組以及增設(shè)的各組熱載體進(jìn)口組每組的開(kāi)口數(shù)目至少一個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種新型醋酸乙烯反應(yīng)器，其特征在于，所述的各組熱載體進(jìn)口組設(shè)有多個(gè)開(kāi)口，選擇性使用其中一個(gè)開(kāi)口或同時(shí)使用多個(gè)開(kāi)口。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種新型醋酸乙烯反應(yīng)器，其特征在于，增設(shè)的各組熱載體進(jìn)口組之間，以及與熱載體出口組、熱載體下進(jìn)口組之間軸向等間距分布。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的一種新型醋酸乙烯反應(yīng)器，其特征在于，增設(shè)的各組熱載體進(jìn)口組、熱載體出口組、以及熱載體下進(jìn)口組的開(kāi)口在徑向上的分布為重疊分布或交錯(cuò)分布。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型醋酸乙烯反應(yīng)器，其特征在于，所述的反應(yīng)列管的數(shù)量為5000-7500根。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型醋酸乙烯反應(yīng)器，其特征在于，所述的殼體與上封頭之間設(shè)有上管板，所述的熱載體出口組、各組熱載體進(jìn)口組相互之間均設(shè)有分布板。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種新型醋酸乙烯反應(yīng)器，包括殼體、位于殼體內(nèi)的反應(yīng)列管，位于殼體頂端的熱載體出口組和位于殼體底端熱載體下進(jìn)口組，殼體頂部設(shè)有上封頭，該上封頭頂部設(shè)有氣體分布器，該氣體分布器連接氣體入口，所述的熱載體出口組與熱載體下進(jìn)口組之間增設(shè)至少一組熱載體進(jìn)口組。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型反應(yīng)器不但移熱能力提升，而且軸向溫差和徑向溫差較小，可以保證單管轉(zhuǎn)化率和選擇性的前提下降低熱點(diǎn)溫度，既提高了醋酸乙烯的選擇性和產(chǎn)能，又延長(zhǎng)了催化劑的壽命。
文檔編號(hào)C07C69/15GK203002339SQ201220697088
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月14日
發(fā)明者梁必超, 畢永勝, 張麗麗, 計(jì)揚(yáng) 申請(qǐng)人:上海浦景化工技術(shù)有限公司