一種新型丁烷催化氧化反應(yīng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種新型丁烷催化氧化反應(yīng)裝置，屬于化工生產(chǎn)設(shè)備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]丁烷氧化反應(yīng)按原料不同可分為正丁烷氧化反應(yīng)和異丁烷氧化反應(yīng)，按有無(wú)催化劑參與又可分為無(wú)催化氧化反應(yīng)和催化氧化反應(yīng)。丁烷無(wú)催化氧化屬于氣-液兩相反應(yīng)，相比丁烷催化氧化反應(yīng)，其單程轉(zhuǎn)化率低、單一產(chǎn)物選擇性差。丁烷催化氧化反應(yīng)屬于氣-液-固三相催化反應(yīng)，反應(yīng)主要發(fā)生在催化劑周圍的液相本體內(nèi)，反應(yīng)程度與液相中氣含率的大小有較大的關(guān)系。為加速反應(yīng)物氣液混合，提高液相中氣含率，從而促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行，常規(guī)都選用帶機(jī)械攪拌的反應(yīng)器，然而，對(duì)于高壓條件下丁烷氧化反應(yīng)，這類反應(yīng)器易出現(xiàn)泄漏情況，存在安全隱患，另外，這類反應(yīng)器日常運(yùn)行能耗大，檢修麻煩，維護(hù)成本較高。
[0003]現(xiàn)有烷烴氧化反應(yīng)器的形式大都不適用于誘導(dǎo)期較長(zhǎng)的丁烷催化氧化反應(yīng)。有關(guān)丁烷催化氧化反應(yīng)器的介紹更少，中國(guó)專利CN201210299239.4公開了一種適用于丁烷氧化反應(yīng)的反應(yīng)器，此反應(yīng)器存在反應(yīng)體系氧損耗大、后續(xù)丁烷回收負(fù)荷大以及熱量浪費(fèi)的問題。另外，此反應(yīng)器采用多處側(cè)線采出和外循環(huán)管道回流，存在反應(yīng)器液位、溫度、壓力控制較繁瑣的問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]基于上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種新型丁烷催化氧化反應(yīng)裝置。
[0005]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)解決方案是:
[0006]—種新型丁烷催化氧化反應(yīng)裝置，包括反應(yīng)器、余熱回收鍋爐和氣液分離罐，反應(yīng)器包括筒體和位于筒體內(nèi)部的氣體分布器，在筒體的底部設(shè)置有丁烷原料入口，在筒體的頂部設(shè)置有氣相物料出口，在筒體下部側(cè)壁上設(shè)置有氧氣入口和循環(huán)丁烷入口，在筒體上部側(cè)壁上設(shè)置有反應(yīng)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(huán)管道連接氧混合器，在尾氣循環(huán)管道上設(shè)置有循環(huán)壓縮機(jī)，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(huán)管道與循環(huán)丁烷入口連接，在冷凝液循環(huán)管道上設(shè)置有循環(huán)栗，丁烷原料入口與新鮮丁烷液體輸送管道連接。
[0007]優(yōu)選的，所述筒體內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)流筒，氣體分布器位于導(dǎo)流筒的底部。
[0008]優(yōu)選的，所述導(dǎo)流筒為中空且上下開口的圓柱形結(jié)構(gòu)，導(dǎo)流筒的底面與反應(yīng)器筒體下封頭切線位置平齊，導(dǎo)流筒的高度為反應(yīng)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(dǎo)流筒的直徑與反應(yīng)器筒體直徑比為1: 1.2?1: 2。導(dǎo)流筒采用不銹鋼材質(zhì)制成。反應(yīng)器內(nèi)增設(shè)導(dǎo)流筒，并對(duì)其具體尺寸等進(jìn)行優(yōu)選設(shè)定，可以提高反應(yīng)器內(nèi)流動(dòng)效果，使氣液充分混合，增加液相中氣含率。
[0009]優(yōu)選的，所述反應(yīng)器筒體的高徑比為1:1?6: I。反應(yīng)器筒體也采用不銹鋼材質(zhì)制成。
[0010]優(yōu)選的，所述氧氣入口設(shè)置在反應(yīng)器筒體下封頭切線位置上方垂直距離100毫米處，所述循環(huán)丁烷入口設(shè)置在氧氣入口的上方且垂直距離不小于100毫米。反應(yīng)物出口的位置設(shè)置在反應(yīng)器內(nèi)液面之下至少200毫米。
[0011 ] 優(yōu)選的，所述氧氣入口與氣體分布器處于同一水平面內(nèi)。
[0012]上述丁烷催化氧化反應(yīng)裝置中，反應(yīng)器頂部出來(lái)的含有大量丁烷的氣體，經(jīng)第一管道進(jìn)入余熱回收鍋爐，冷凝放熱后的氣液混合物經(jīng)第二管道進(jìn)入氣液分離罐，冷凝液經(jīng)循環(huán)栗和冷凝液循環(huán)管道返回反應(yīng)器，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)熱的回收并維持反應(yīng)器的操作溫度，以及丁烷的循環(huán)利用。氣液分離罐頂部出來(lái)的不凝性氣體經(jīng)尾氣循環(huán)管道進(jìn)入循環(huán)壓縮機(jī)的入口，循環(huán)壓縮機(jī)的出口氣體與原料氧氣混合后經(jīng)第三管道進(jìn)入反應(yīng)器下部側(cè)壁的入口，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)尾氣的循環(huán)。余熱回收鍋爐供應(yīng)飽和熱水，吸收冷凝熱后產(chǎn)生低壓蒸汽，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)熱的回收利用。
[0013]上述丁烷催化氧化反應(yīng)裝置的操作溫度為100?140°C，操作壓力為2.0?3.SMPa，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。
[0014]本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果是:
[0015]1、本實(shí)用新型反應(yīng)器采用細(xì)粉末催化劑和原料氧氣，適用于丁烷催化氧化反應(yīng)，反應(yīng)效率高，易于連續(xù)操作，穩(wěn)定生產(chǎn);反應(yīng)尾氣的氧損耗小，反應(yīng)熱全部回收利用。
[0016]2、本實(shí)用新型反應(yīng)器內(nèi)增設(shè)導(dǎo)流筒，以提高反應(yīng)器內(nèi)流動(dòng)效果，使氣液充分混合，增加液相中氣含率。
[0017]3、本實(shí)用新型反應(yīng)器頂部出來(lái)的含有大量丁烷的氣體，經(jīng)第一管道進(jìn)入余熱回收鍋爐，冷凝放熱后的氣液混合物經(jīng)第二管道進(jìn)入氣液分離罐，冷凝液經(jīng)液體循環(huán)栗和冷凝液循環(huán)管道返回反應(yīng)器，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)熱的回收并維持反應(yīng)器的操作溫度，以及丁烷的循環(huán)利用。
[0018]4、氣液分離罐頂部出來(lái)的不凝性氣體經(jīng)尾氣循環(huán)管道進(jìn)入循環(huán)壓縮機(jī)的入口，循環(huán)壓縮機(jī)的出口氣體與原料氧氣經(jīng)氧混合器混合后再經(jīng)第三管道進(jìn)入反應(yīng)器下部側(cè)壁的氧氣入口，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)尾氣的循環(huán)。
[0019]5、余熱回收鍋爐供應(yīng)飽和熱水，吸收冷凝熱后產(chǎn)生低壓蒸汽，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)熱的回收利用。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為實(shí)施例1中丁烷催化氧化反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ]圖2為實(shí)施例2中丁烷催化氧化反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為實(shí)施例2中反應(yīng)器內(nèi)液相流向示意圖；
[0023]圖中:a-氧氣入口，b_丁烷原料入口，C-氣相物料出口，d-反應(yīng)物出口，e-循環(huán)丁烷入口，f-氣體分布器，L-液面，1-反應(yīng)器筒體，2-余熱回收鍋爐，3-氣液分離罐，4-丁烷循環(huán)栗，5-循環(huán)壓縮機(jī)，6-氧混合器，7-導(dǎo)流筒，8-原料氧氣輸送管道，9-第三管道，10-新鮮丁烷液體輸送管道，11-第一管道，12-第二管道，13-第一冷凝液循環(huán)管道，14-第二冷凝液循環(huán)管道，15-第一尾氣循環(huán)管道，16-第二尾氣循環(huán)管道，17-飽和熱水輸送管道，18-低壓蒸汽輸送管道，19-反應(yīng)物排出管道。
【具體實(shí)施方式】
[0024]實(shí)施例1
[0025]如圖1所示，一種新型丁烷催化氧化反應(yīng)裝置，包括反應(yīng)器筒體I，筒體I的高度與內(nèi)徑比值為1.5:1，在筒體I下部側(cè)壁上設(shè)置一個(gè)氧氣入口 a，與反應(yīng)器內(nèi)氣體分布器f相連，在筒體I底部設(shè)置一個(gè)丁烷原料入口 b，在筒體I頂部設(shè)置一個(gè)氣相物料出口 C，在筒體I上部側(cè)壁上設(shè)置一個(gè)反應(yīng)物出口 d，在筒體I下部側(cè)壁上設(shè)置一個(gè)循環(huán)