【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及固定床反應器，具體涉及一種固定床反應器系統及其應用、一種丙烯二聚制備4-甲基-1-戊烯的方法。
技術介紹
1、對于熱效應較高的催化反應，通常需要及時將反應放出的熱量取走，或者及時補充反應所需的熱量，以維持穩定的反應溫度，降低副反應的發生概率，提高目的產物的選擇性。為了方便在反應過程中取熱或供熱，通常采用列管式反應器，取走熱量或供給熱量以實現換熱，因此具有多個反應管的固定床反應器廣泛應用于石油化工行業。把催化劑裝填到這種反應器中就成為一項比較突出的問題，目前裝填催化劑的方法通常從反應器的上部裝入催化劑并使催化劑落下，人工裝填方式是最為常見的。由于列管數量較多裝填催化劑很難保證每根均勻，一方面不方便檢測裝填的均勻性，無法保證每根反應管的裝填量相同，裝填不均就會出現每根反應管阻力不同正式反應時物料分配不均勻的問題，從而影響反應的正常進行及催化劑的使用壽命。
2、列管式反應器中一般裝填催化劑顆粒，這些顆粒以自然堆積的形式存在于反應器列管內形成催化劑床層，該床層在反應器內采用下進料方式操作，或從下至上進行反應的過程中，會因沖力作用形成松動，眾多列管中催化劑顆粒隨同流體流出反應器列管，形成催化劑流失。
3、cn105363388a公開了一種用于列管式反應器的多相液體分布結構，通過蓋帽、套管和圓形擋板等液體分布結構固定在列管反應器管板上彌補不同列管內由于裝填催化劑不一致出現每根反應管阻力不同反應時物料分配不均勻的問題。cn114392702a公開了一種循環串聯的列管式反應器，當制備所需產物的反應需要加熱設
4、上述公開的列管式反應器系統雖然通過一些結構和工藝上的設計進行了補償，但都無法同時解決裝填不均出現每根反應管阻力不同造成反應時物料分配不均勻的問題及眾多列管中催化劑松動流失的問題，需要保證反應器床層溫度穩定、反應物料均勻從而不影響反應的正常進行及催化劑的使用壽命，現有公開的方法都無法滿足要求。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是為了克服上述技術問題，提供一種固定床反應器系統及其應用、一種丙烯二聚制備4-甲基-1-戊烯的方法，該系統既解決了催化劑裝填不均出現每根反應管阻力不同反應時物料分配不均勻的問題，及眾多列管中催化劑松動流失的問題，又保證了反應器床層溫度穩定。
2、為了實現上述目的，本專利技術第一方面提供一種固定床反應器系統，該系統包括固定床反應器、換熱單元和催化劑裝填單元，所述固定床反應器包括殼體，所述殼體上設置有物料出口和物料進口；所述殼體內設置有至少一根繞型反應管；所述催化劑裝填單元連接所述殼體的上部，用于將活潑金屬催化劑在惰性氣體輸送下裝填在所述繞型反應管中；所述換熱單元通過管道連接所述殼體的側壁；
3、其中，反應物料進入所述繞型反應管與所述活潑金屬催化劑接觸并進行反應，管程的物料與殼程的換熱介質換熱后，得到的換熱后物料經所述物料出口排出，得到的換熱后換熱介質經所述換熱單元冷卻后循環回用。
4、本專利技術第二方面提供一種第一方面提供的系統在丙烯二聚制備4-甲基-1-戊烯的方法。
5、本專利技術第三方面提供一種丙烯二聚制備4-甲基-1-戊烯的方法，該方法在第一方面提供的系統中進行，該方法包括：
6、(1)將所述系統處于非氧化氣氛中；
7、(2)將活潑金屬催化劑在惰性氣體輸送下裝填在繞型反應管中；
8、(3)經物料進口的丙烯與活潑金屬催化劑在所述繞型反應管中接觸并進行二聚反應，得到的混合物料與殼程的換熱介質換熱后，得到的換熱后物料經物料出口排出，得到的換熱后換熱介質經換熱單元冷卻后循環回用；
9、其中，所述混合物料包括：未反應的丙烯和反應產物。
10、相比現有技術，本專利技術具有以下優勢：
11、(1)本專利技術提供的系統，同時采用繞型反應管裝填催化劑，避免列管式固定床反應器無法保證每根反應管的裝填量相同，裝填不均就會出現每根反應管阻力不同，正式反應時物料分配不均勻的問題，保證反應器床層溫度穩定、反應過程均勻從而不影響反應的正常進行及催化劑的使用壽命，防止列管式固定床反應器下進料操作或上進料操作眾多列管中催化劑顆粒的松動流失；
12、(2)將本專利技術提供的系統用于丙烯二聚4-甲基-1-戊烯的方法，通過調控催化劑均勻裝填和引入換熱介質調控二聚反應溫度，不僅提高了丙烯轉化率，還使得反應過程高效且均勻平穩，滿足長周期運行的工藝需求。
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1.一種固定床反應器系統，其特征在于，該系統包括固定床反應器(I)、換熱單元(II)和催化劑裝填單元(III)，所述固定床反應器包括殼體(1)，所述殼體(1)上設置有物料出口(4)和物料進口(5)；所述殼體(1)內設置有至少一根繞型反應管(6)；所述催化劑裝填單元(III)連接所述殼體(1)的上部，用于將活潑金屬催化劑在惰性氣體輸送下裝填在所述繞型反應管(6)中；所述換熱單元(II)通過管道連接所述殼體的側壁；
2.根據權利要求1所述的系統，其中，所述繞型反應管(6)選自蛇形反應管、盤形反應管；
3.根據權利要求2所述的系統，其中，所述繞型反應管(6)和殼體(1)的內徑比為0.00125-0.4：1，高度比為0.7-1：1；
4.根據權利要求2或3所述的系統，其中，當所述繞型反應管(6)選自蛇形反應管時，所述蛇形反應管由串聯的列管組成，且所述列管通過接頭(8)連接；
5.根據權利要求1-4中任意一項所述的系統，其中，所述殼體(1)上還設置有惰性氣體入口(9)；
6.根據權利要求1-5中任意一項所述的系統，其中，所述催化劑
7.權利要求1-6中任意一項所述的系統在丙烯二聚制備4-甲基-1-戊烯中的應用。
8.一種丙烯二聚制備4-甲基-1-戊烯的方法，其特征在于，該方法在權利要求1-6中任意一項所述的系統中進行，該方法包括：
9.根據權利要求8所述的方法，其中，步驟(2)中，
10.根據權利要求8或9所述的方法，其中，步驟(3)中，
...【技術特征摘要】
1.一種固定床反應器系統，其特征在于，該系統包括固定床反應器(i)、換熱單元(ii)和催化劑裝填單元(iii)，所述固定床反應器包括殼體(1)，所述殼體(1)上設置有物料出口(4)和物料進口(5)；所述殼體(1)內設置有至少一根繞型反應管(6)；所述催化劑裝填單元(iii)連接所述殼體(1)的上部，用于將活潑金屬催化劑在惰性氣體輸送下裝填在所述繞型反應管(6)中；所述換熱單元(ii)通過管道連接所述殼體的側壁；
2.根據權利要求1所述的系統，其中，所述繞型反應管(6)選自蛇形反應管、盤形反應管；
3.根據權利要求2所述的系統，其中，所述繞型反應管(6)和殼體(1)的內徑比為0.00125-0.4：1，高度比為0.7-1：1；
4.根據權利要求2或3所述的系統，其中，當所述繞型反應管(6)選自蛇形...
【專利技術屬性】
技術研發人員：趙健棋，施昌智，高國華，孫鑫艷，何懿峰，劉欣陽，
申請(專利權)人：中國石油化工股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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