一種合成醋酸乙烯的新型固定床反應(yīng)器制造技術(shù)

本實(shí)用新型專利技術(shù)公布了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)用于其它的氣固相催化反應(yīng)過(guò)程中。在新型固定床反應(yīng)器的外管(4)和內(nèi)管(6)之間放置催化劑(18)，反應(yīng)氣體從上往下通過(guò)催化劑床層(5)，載熱體從載熱體第一入口(7)、載熱體第二入口(13)進(jìn)入反應(yīng)器，在內(nèi)外翅板的作用下從殼程和內(nèi)管(6)中吸收反應(yīng)過(guò)程放出的熱量，從而能夠有效的避免“飛溫”現(xiàn)象的發(fā)生，保持反應(yīng)過(guò)程在適宜的溫度中進(jìn)行。該固定床反應(yīng)器具有空時(shí)收率、醋酸轉(zhuǎn)化率較高，副產(chǎn)物較少等優(yōu)點(diǎn)。（*該技術(shù)在2021年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)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)用于其它的氣固相催化反應(yīng)過(guò)程中。
技術(shù)介紹
合成醋酸乙烯的反應(yīng)器目前主要有兩種類型，一種是流化床，另一種是固定床。反應(yīng)器的型式主要視反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率、選擇性、反應(yīng)熱的除去(或供給)方法、催化劑的性能和壽命等選擇。1965年日本可樂(lè)麗公司首先使用流化床工業(yè)反應(yīng)器；隨后，美國(guó)Du Pont公司、日本合成化學(xué)公司也相繼采用。60年代后，固定床工藝大多轉(zhuǎn)換為流化床工藝。與固定床工藝比較，采用流化床工藝生產(chǎn)醋酸乙烯的優(yōu)點(diǎn)在于催化劑在反應(yīng)器中連續(xù)和均勻地混合；可連續(xù)移除失活或部分失活的催化劑，并補(bǔ)充新催化劑，反應(yīng)過(guò)程連續(xù)進(jìn)行；流化床反應(yīng)器具有較高的傳質(zhì)傳熱速率，催化劑床層溫度分布均勻，使催化劑由于過(guò)熱而引起的失活減少到最低限度，可延長(zhǎng)催化劑使用壽命。缺點(diǎn)是催化劑顆粒在流化床反應(yīng)器內(nèi)的激烈運(yùn)動(dòng)使催化劑磨損較大，同時(shí)反應(yīng)裝置及內(nèi)部物件的磨損也較大；使用的顆粒較小，反應(yīng)器出口需設(shè)顆?；厥昭b置，氣體攜帶的粉塵也給后處理造成困難；床內(nèi)氣體以氣泡形式通過(guò)床層造成流化床反應(yīng)器的空時(shí)產(chǎn)率往往比固定床低。因此，在要求反應(yīng)轉(zhuǎn)化率高或串聯(lián)反應(yīng)中間生成物為產(chǎn)品時(shí)，不宜采用流化床反應(yīng)器。固定床反應(yīng)器被廣泛地應(yīng)用于氣固相催化和非催化反應(yīng)，尤其適用于要求高轉(zhuǎn)化率和高選擇性的反應(yīng)，具有下述優(yōu)點(diǎn)床層內(nèi)的流體軸向流動(dòng)可看成是理想平推流動(dòng)，因而化學(xué)反應(yīng)速度較快，所需要的催化劑用量和反應(yīng)器體積較小。此外，固定床中催化劑不易磨損，可在高溫高壓下操作。固定床反應(yīng)器的主要缺點(diǎn)在于傳熱性能較差?；瘜W(xué)反應(yīng)總是伴隨著熱效應(yīng)，溫度對(duì)反應(yīng)速度影響很大，反應(yīng)過(guò)程要求及時(shí)移走熱量。但在固定床內(nèi)，由于催化劑載體往往導(dǎo)熱性不良，流體流速受壓降限制又不能太大，這就造成了傳熱和溫控上的困難。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了克服固定床反應(yīng)器在醋酸乙烯合成過(guò)程中所存在的上述不足，本技術(shù)公布了一種合成醋酸乙烯的新型固定床反應(yīng)器，該反應(yīng)器能夠有效的克服醋酸乙烯合成過(guò)程中所存在的問(wèn)題。一種合成醋酸乙烯的新型固定床反應(yīng)器，該固定床反應(yīng)器由氣體入口 (1)，上封頭(2)，載熱體第二出口 (3)，外管(4)，催化劑床層(5)，內(nèi)管(6)，載熱體第一入口(7)，翅板支承柱(8)，下封頭(9)，氣體出口(10)，內(nèi)翅板(11)，外翅板(12)，載熱體第二入口(13)，外殼(14)，擋板(15)，載熱體第一出口 (16)組成，其特征是在外管(4)和內(nèi)管 (6)之間放置催化劑(18)，內(nèi)外翅板可以是直翅板、螺旋狀翅板、波紋翅板、折線翅板。本技術(shù)解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是通過(guò)改善反應(yīng)器的換熱方式從而提高反應(yīng)器的換熱能力。在外管和內(nèi)管之間裝填催化劑形成催化劑床層，在醋酸乙烯合成過(guò)程中可以選用兩種類型的催化劑，第一種類型的催化劑載體為二氧化硅或三氧化二鋁等多孔材料，活性成分為鈀和金等金屬，助催化劑為醋酸鉀等，第二種類型的催化劑載體為由耐磨物質(zhì)(如椰殼、杏殼等)經(jīng)過(guò)高溫加熱而制得的活性炭，活性成分為醋酸鋅等。原料氣由上封頭進(jìn)入催化劑床層，帶有產(chǎn)品的混合氣由下封頭導(dǎo)出。載熱體分兩部分進(jìn)入反應(yīng)器，一部分經(jīng)殼程來(lái)冷卻催化劑床層；另一部分進(jìn)入內(nèi)管，在內(nèi)管中吸收反應(yīng)放出的熱量，從而實(shí)現(xiàn)載熱體在殼程和內(nèi)管中同時(shí)吸收反應(yīng)放出的熱量，避免“飛溫”現(xiàn)象的發(fā)生，使反應(yīng)能夠在適宜的溫度中進(jìn)行。在套管的內(nèi)外兩側(cè)增加翅板，內(nèi)、外翅板可以是直翅板、螺旋狀翅板或者直翅板的變形(例如波紋翅板、折線翅板等)。通過(guò)內(nèi)、外翅板使套管內(nèi)外側(cè)的載熱體通過(guò)加快其在管內(nèi)外的流速、提高其換熱面積從而達(dá)到提高管內(nèi)外傳熱效果的目的。對(duì)螺旋翅板來(lái)說(shuō)，主要是加快螺旋翅板內(nèi)外側(cè)載熱體的流速，對(duì)直翅或其變形來(lái)說(shuō)，主要是提高內(nèi)外側(cè)載熱體的換熱面積，從而達(dá)到提高套管內(nèi)外的傳熱效果和熱量平衡的理想狀態(tài)。由于提高了熱交換效率，從而使得載熱體溫度提高，減少了載熱體的用量，從而達(dá)到了降低操作成本的目的。以下結(jié)合附圖和實(shí)施實(shí)例對(duì)本技術(shù)作進(jìn)一步說(shuō)明。附圖說(shuō)明圖1為新型固定床反應(yīng)器的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為新型固定床反應(yīng)器的A-A方向的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為新型固定床反應(yīng)器的局部視圖。圖中1.氣體入口，2.上封頭，3.載熱體第二出口，4.外管，5.催化劑床層，6.內(nèi)管，7.載熱體第一入口，8.翅板支承柱，9.下封頭，10.氣體出口，11.內(nèi)翅板，12.外翅板， 13.載熱體第二入口，14.外殼，15.擋板，16.載熱體第一出口，17.載熱體流動(dòng)通道，18.催化劑。具體實(shí)施方式如圖1所示，新型固定床反應(yīng)器由氣體入口(1)，上封頭(2)，載熱體第二出口(3)， 外管(4)，催化劑床層(5)，內(nèi)管(6)，載熱體第一入口(7)，翅板支承柱(8)，下封頭(9)，氣體出口(10)，內(nèi)翅板(11)，外翅板(12)，載熱體第二入口(13)，外殼(14)，擋板(15)，載熱體第一出口(16)等組成。新型固定床反應(yīng)器的操作過(guò)程如下原料氣由氣體入口(1)進(jìn)入套管間隙，套管間隙裝填由催化劑(18)形成的催化劑床層(5)，原料氣進(jìn)入催化劑床層(5)后，在催化劑 (18)的作用下一部分原料氣反應(yīng)生成醋酸乙烯，帶有醋酸乙烯產(chǎn)品的混合氣由下封頭(9) 導(dǎo)出。載熱體分兩部分進(jìn)入反應(yīng)器，一部分由載熱體第一入口(7)流入，由載熱體第一出口 (16)流出，經(jīng)殼程來(lái)冷卻催化劑床層(5)；另一部分由載熱體第二入口(13)流入，經(jīng)載熱體流動(dòng)通道(17)由載熱體第二出口(3)流出，經(jīng)內(nèi)管(6)來(lái)冷卻催化劑床層(5)，在內(nèi)外翅板的作用下實(shí)現(xiàn)了載熱體自內(nèi)外兩側(cè)對(duì)催化劑床層(5)進(jìn)行冷卻。實(shí)施實(shí)例用本技術(shù)所公布的新型固定床反應(yīng)器來(lái)生產(chǎn)醋酸乙烯，由于新型固定床反應(yīng)器可以迅速移除反應(yīng)過(guò)程中放出的熱量，從而能夠保證整個(gè)催化劑床層都在適宜的溫度下進(jìn)行催化反應(yīng)，因此可使得反應(yīng)器的空間速度提高10 50%，空時(shí)收率提高 20 60 %，醋酸的轉(zhuǎn)化率可以提高10 15 %，副產(chǎn)物較少。權(quán)利要求1.一種合成醋酸乙烯的新型固定床反應(yīng)器，該固定床反應(yīng)器由氣體入口(1)，上封頭 (2)，載熱體第二出口(3)，外管(4)，催化劑床層(5)，內(nèi)管(6)，載熱體第一入口(7)，翅板支承柱(8)，下封頭(9)，氣體出口(10)，內(nèi)翅板(11)，外翅板(12)，載熱體第二入口(13)，外殼(14)，擋板(15)，載熱體第一出口 (16)組成，其特征是在外管(4)和內(nèi)管(6)之間放置催化劑(18)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種合成醋酸乙烯的新型固定床反應(yīng)器，其特征在于內(nèi)外翅板可以是直翅板、螺旋狀翅板、波紋翅板、折線翅板。專利摘要本技術(shù)公布了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)用于其它的氣固相催化反應(yīng)過(guò)程中。在新型固定床反應(yīng)器的外管(4)和內(nèi)管(6)之間放置催化劑(18)，反應(yīng)氣體從上往下通過(guò)催化劑床層(5)，載熱體從載熱體第一入口(7)、載熱體第二入口(13)進(jìn)入反應(yīng)器，在內(nèi)外翅板的作用下從殼程和內(nèi)管(6)中吸收反應(yīng)過(guò)程放出的熱量，從而能夠有效的避免“飛溫”現(xiàn)象的發(fā)生，保持反應(yīng)過(guò)程在適宜的溫度中進(jìn)行。該固定床反應(yīng)器具有空時(shí)收率、醋酸轉(zhuǎn)化率較高，副產(chǎn)物較少等優(yōu)點(diǎn)。文檔編號(hào)C07C67/04GK202113842SQ201本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
１．一種合成醋酸乙烯的新型固定床反應(yīng)器，該固定床反應(yīng)器由氣體入口（１），上封頭（２），載熱體第二出口（３），外管（４），催化劑床層（５），內(nèi)管（６），載熱體第一入口（７），翅板支承柱（８），下封頭（９），氣體出口（１０），內(nèi)翅板（１１），外翅板（１２），載熱體第二入口（１３），外殼（１４），擋板（１５），載熱體第一出口（１６）組成，其特征是：在外管（４）和內(nèi)管（６）之間放置催化劑（１８）。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王寶華，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京先鋒創(chuàng)新科技發(fā)展有限公司，
類型：實(shí)用新型
國(guó)別省市：11