專利名稱：用于以含氧化合物為原料生產丙烯的臥式固定床反應器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種丙烯生產設備，尤其涉及一種用于以含氧化合物為原 料生產丙烯的臥式固定床反應器。
背景技術：
含氧化合物制丙烯技術是一種非石油資源生產丙烯的工藝，具有重大 應用前景。據眾多的公開文獻報道，含氧化合物制丙烯屬于強放熱反應類 型，且目的產物丙烯的選擇性對溫度比較敏感。
目前世界上比較成熟的含氧化合物制丙烯的技術中，UOP/Hydro聯合 開發的MTO工藝采用流化床反應器，傳熱效果較好，反應溫度較容易控 制，但是催化劑在流化過程中容易磨損，因此對催化劑的耐磨性能要求較 高；Lurgi公司的MTP工藝采用固定床反應器，丙烯選擇性較高，但是固 定床反應器的傳熱效果較差，因此Lurgi在其MTP工藝中采用設置預反應 器，薄層主反應器，級間冷卻和加入激冷液等各種方法來增加傳熱，控制 反應溫度。
移動床反應器兼具固定床反應器和流化床反應器的特點，適用于積碳 速度較快但并不迅速的催化劑，同樣地移動床反應器對催化劑的要求相對 較高，且系統比較復雜。
比較上述三種常用反應器形式，固定床反應器由于其形式筒單，反應 控制較易，丙烯選擇性較高，因此更適合于含氧化合物制丙烯的反應。固 定床反應器要解決的主要問題是反應器內的快速撤熱，保持反應溫度的穩 定。
歐洲專利DE19723363公開了 一種采用列管式固定床反應器的曱醇制 丙烯工藝，反應器內采用融鹽間接撤熱，成本較高。
專利申請WO01/92190 Al公開了一種三個固定床反應器串聯反應的 曱醇制丙烯工藝，反應器為坑狀絕熱反應器，無需采用間接冷卻設備，反 應器間設有換熱裝置。由于采用了多個反應器的組合，設備投資成本較大，
單個反應器效率不高。
歐洲專利DE 10233975A1公開了一種立式固定床薄層反應器，層間 采用換熱器移除反應熱，催化劑床層中設有冷激液降低催化劑床層上下溫 度差。該反應器高度集成了多個絕熱反應器，撤熱效果相對較好，反應器 形式簡單，反應效率高。
發明內容
本發明提供了 一種用于以含氧化合物為原料生產丙烯的臥式固定床 反應器，該反應器結構筒單，可以解決由于反應放熱導致原料溫度升高使 得丙烯選擇性降低的問題。
一種用于以含氧化合物為原料生產丙烯的臥式固定床反應器，包括殼 體，殼體橫向的一端設有原料進口，另一端設有產物出口，殼體內設有多 孔隔件，所述的多孔隔件將殼體內部空間分隔成至少4個一黃向排列的區域， 位于殼體端部的兩個區域分別與原料進口和產物出口連通，其余區域為相 互間隔設置的反應區和冷卻區；冷卻區所對應的殼體上設有冷卻液進口 。
多孔隔件的形式可以多種多樣，最簡單的方式是選用至少4個橫向平 行排列的多孔支撐板，不僅結構簡單，而且安裝制造方便，板上的篩孔直 徑需滿足催化劑不會穿透打孔板的要求。
冷卻液可以通過多種方式進入冷卻區，優選在冷卻區內裝"i殳與冷卻液 進口連通的激冷液噴嘴，那樣混合更為均勻。在單個冷卻區內的激冷液噴 嘴數量可以任意，優選4~64個。
為了更好的控制反應區的溫度，反應區內設有換熱管，換熱管內通有 換熱介質。
反應區和冷卻區的總數量至少為兩個，由于反應區和冷卻區是間隔設 置的，因此反應區和冷卻區數量相等或者相差一個，而且原料反應前和反 應完成后均不需進行冷卻，因此將其余區域兩端的兩個區域設為冷卻區顯 得意義不大，因此最好是選擇反應區數量比冷卻區數量多 一個。
多孔隔件將殼體內部空間分隔成環形區域數量可以任意，但劃分的越 多，系統越復雜，成本也越高，優選劃分成ll個區域，那樣就可以得到5 個反應區，4個冷卻區。
本發明還提供了 一種由上述臥式固定床反應器串聯、并聯或混聯組成
的反應裝置。
本發明臥式固定床反應器結構簡單，設備設計制造及維修較容易，操 作方便，易于控制反應進行并保持較好的反應條件。
將含氧化合物轉化為丙烯是一個放熱反應，反應過程當中原料溫度會 升高，部分原料液可通過冷卻液進口進入冷卻區與高溫產物混合降低原料 溫度，提高了催化劑對丙烯的選擇性，同時有效地利用了反應熱，進一步 實現了節能降耗。
該反應器可以橫向設置多個催化反應區，從而降低單個反應區的厚 度，減小了催化劑床層的溫升，同時降低單個床層的壓降，使反應在更加 均一穩定的條件下進行。
圖1為本發明臥式固定床反應器的結構示意圖。
具體實施例方式
如圖l所示， 一種用于以含氧化合物為原料生產丙烯的臥式固定床反 應器，包括一個橫臥的圓筒形殼體1,殼體1的截面也可是其它形狀，如
方形、橢圓形、梯形等。殼體1橫向的一端設有原料進口 2，另一端設有 產物出口 3。
殼體1內設有10個橫向平行排列的多孔支撐板6，多孔支撐板6為側 壁開有多個通孔的擋板，10個多孔支撐板6將殼體1內部空間劃分為11 個橫向連續排列的區域，其中位于殼體l兩端的兩個區域分別與原料進口 2和原料出口 3連通，其余9個區域為5個反應區4和4個冷卻區5,反 應區4和冷卻區5間隔i更置。
通過增加多孔支撐板6的數量可以增加反應區和冷卻區的數量，多孔 支撐板6的數量增多，使反應器變得復雜，制造成本提高，當然也會增加 原料的處理量。由于未反應的原料和反應完全的產物均不需在反應器中進 行冷卻，因此反應區的數量最好比冷卻區數量多一個，而且反應區和冷卻 區是間隔設置的，這樣就會使得反應前原料和反應后產物不通過冷卻區。
為了進一步控制反應溫度，在反應區4內加設了換熱管(圖中未示出)， 換熱所需的換熱介質可以選用甲醇、水或它們的混合物。反應區4內填充
催化劑。
冷卻區5所對應的殼體1上設有8個冷卻液進口 ，冷卻液進口與設與 冷卻區4內的激冷液噴嘴7連通，當然也可增加冷卻液進口的數量，以增 加激冷液噴嘴7的數量。從激冷液噴嘴7噴出的冷卻液可以選用原料、水 或其它惰性溶劑，最好是選用原料和水的混合物。
位于殼體1端部的兩個區域以及所有的冷卻區4下端所在的殼體1上 設有吹掃氣進口 8,吹掃氣選用水蒸氣、曱烷或其它惰性氣體。通過通入 吹掃氣，防止原料、冷卻液等液體物質在殼體1底部累計，達到連續反應 的目的。
上述臥式固定床反應器的工作原理如下
原料從原料進口 2進入殼體1內，然后沿殼體l橫向擴散，分別穿透 各個多孔支撐板6，原料在擴散過程當中，會與反應區4內的催化劑進行 接觸反應，生成產物丙烯和其它副產物。反應過程當中會釋放大量熱量， 原料溫度升高，當原料進入冷卻區5時，冷卻液通過激冷液噴7嘴噴射與 反應后的原料混合，降低原料溫度。當然由于反應區4中有換熱管，可以 更加精確地控制反應溫度。冷卻后的原料立即進入下一反應區4,如此不 斷循環。最終產物從產物出口 3流出，經分離得到產物丙烯。
為了實現更大規模的生產，可以將多個上述的固定床反應器串聯、并 聯或混聯，如何連接這需根據具體的工藝而定，由于經上述反應器的原料 最后沒有經過冷卻，可以在相鄰的兩個固定床反應器之間加設一個換熱 器，使得下一固定床反應器的反應溫度更適宜于轉化丙烯。
權利要求
1、一種用于以含氧化合物為原料生產丙烯的臥式固定床反應器，包括殼體(1)，殼體(1)橫向的一端設有原料進口(2)，另一端設有產物出口(3)，殼體(1)內設有多孔隔件，其特征在于所述的多孔隔件將殼體(1)內部空間分隔成至少5個橫向排列的區域，位于殼體(1)端部的兩個區域分別與原料進口(2)和產物出口(3)連通，其余區域為相互間隔設置的反應區(4)和冷卻區(5)；冷卻區(5)所對應的殼體(1)上設有冷卻液進口。
2、 根據權利要求1所述的臥式固定床反應器，其特征在于所述的 多孔隔件為至少4個橫向平行排列的多孔支撐板(6 )。
3、 根據權利要求1所述的臥式固定床反應器，其特征在于所述的 冷卻區(5)內設有與冷卻液進口連通的激冷液噴嘴(7)。
4、 根據權利要求3所述的臥式固定床反應器，其特征在于所述的 的激冷液噴嘴(7)在單個冷卻區(5)內的數量為4 64個。
5、 根據權利要求1所述的臥式固定床反應器，其特征在于所述的 反應區(4)內設有換熱管。
6、 根據權利要求1所述的臥式固定床反應器，其特征在于所述的 殼體(1)上設有與位于殼體(1)端部的兩個區域以及冷卻區(5)下端 連通的吹掃氣進口 (8)。
7、 根據權利要求1所述的臥式固定床反應器，其特征在于所述的 反應區(4)和冷卻區(5)的總數量為奇數個，反應區(4)數量比冷卻 區(5)數量多一個。
8、 根據權利要求1或2所述的臥式固定床反應器，其特征在于所 述的多孔隔件將殼體(l)內部空間分隔成11個區域，其中5個區域為反 應區(4), 4個區域為冷卻區(5),反應區(4)和冷卻區(5)間隔設置。
9、 一種由權利要求1所述的臥式固定床反應器串聯、并聯或混聯組 成的反應裝置。
全文摘要
本發明提供了一種用于以含氧化合物為原料生產丙烯的臥式固定床反應器，包括殼體，殼體橫向的一端設有原料進口，另一端設有產物出口，殼體內設有多孔隔件，所述的多孔隔件將殼體內部空間分隔成至少4個橫向排列的區域，位于殼體端部的兩個區域分別與原料進口和產物出口連通，其余區域為相互間隔設置的反應區和冷卻區；冷卻區所對應的殼體上設有冷卻液進口。本發明臥式固定床反應器結構簡單，設備設計制造及維修較容易，操作方便，易于控制反應進行并保持較好的反應條件。
文檔編號C07C1/00GK101376618SQ200810121469
公開日2009年3月4日 申請日期2008年9月28日 優先權日2008年9月28日
發明者伍登熙, 燁 劉, 揭元萍, 王勤獲, 王靖岱, 虞賢波, 陽永榮 申請人:上海華誼(集團)公司;浙江大學