CN111054280A - 多区硝基苯加氢制苯胺反应装置及反应方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多区硝基苯加氢制苯胺反应装置及反应方法，主要解决剂耗高、反应器内温度分布不均、催化剂容易结焦失活、无法长周期运行等问题。本发明通过一种多区组合式硝基苯加氢制苯胺反应装置及反应方法，采用两个中心反应区、两个下行区、以及三个循环区的多组组合式装置，同时在流化床反应器内设置溅射分离构件，能够强化反应器内的传质与传热，有效减缓催化剂的失活，大幅度降低剂耗，提高反应效率的技术方案，较好的解决了上述技术问题，可应用于硝基苯加氢制苯胺的工业生产中。

Description

多区硝基苯加氢制苯胺反应装置及反应方法
技术领域
本发明涉及一种用于硝基苯加氢制苯胺反应装置及反应方法。
背景技术
苯胺是一种重要的基本有机化工原料和精细化工中间体,由苯胺生产的下游产品多达 300余种，广泛应用于染料、医药、农药、炸药、香料、橡胶、合成材料等行业。近年来，随着我国和世界范围内聚氨酯工业的迅速崛起，作为其主要原料MDI(4，4-二苯甲烷二异氰酸酯)不可替代的基础原料之一的苯胺，得到了超乎寻常的快速发展。
目前工业化生产苯胺的方法有三种，硝基苯催化加氢法、苯酚氨化法及铁粉还原法。其中铁粉还原法由于生成的苯胺质量较差，逐渐被淘汰。苯酚氨化法则强烈依赖于苯酚的来源。现在的硝基苯催化加氢法为大多数厂家所采用。而硝基苯催化加氢法又分为气相催化加氢工艺与液相催化加氢工艺。硝基苯液相催化加氢工艺为美国杜邦公司首先成功开发，主要是采用贵金属催化剂在无水条件下进行，该工艺有点是反应温度低、催化剂负荷高、寿命长且设备生产能力大，缺点是所需压力高、反应物与催化剂及溶剂必须进行分离，设备操作成本高，催化剂价格昂贵，且催化剂活性过高导致副产物较多。流化床气相催化加氢法是原料硝基苯加热汽化与氢气混合后，进入装有铜-硅胶催化剂的流化床反应器中进行加氢还原反应。
硝基苯气相加氢法制苯胺在国内已有几十年的生产历史，国内不少苯胺生产厂家都采用的是流化床气相催化加氢工艺。
文献CN1528737A公布了一种硝基苯气相加氢制备苯胺的装置及方法。装置包括流化床反应器，设置在反应器底部的反应原料气体入口，设置在该入口上部的第一气体分布器，设置在反应器轴向高度中部的将反应器分为两个催化剂密相区的第二气体分布器，设置在所述反应器外部或内部的分别与上下两个催化剂密相区相连的催化剂溢流装置，同时公布了利用该装置的方法，有效提高了硝基苯转化率与苯胺的选择性。
文献CN1634860A公布了一种苯胺合成流化床中的气体分布器及苯胺合成方法。该发明的气体分布器由输送气体的主管、分管及与相连的分配气体的环形管道，以及设置在环形管道上的向下喷射气体的喷嘴和向上喷射气体的喷嘴构成，同时公布了利用该装置的硝基苯气相加氢制备苯胺的方法，可降低气体分布器区的最高及平均温度，减少催化剂上的结焦，延长催化剂寿命，提高苯胺纯度。
现在的苯胺流化床反应器内部普遍都设置了内构件，用于调整内部的气固流动，但是由于苯胺催化剂的强度较低，非常容易破碎，粒径会随着运行时间逐渐变小，细粉很容易泡入稀相区后增加了旋风分离器的负荷，从而使得催化剂跑损较为严重，随之带来的影响就是反应无法长周期运行，需要停车补剂等各种问题。
现有技术的制备苯胺的流化床反应器中，反应气体原料由底部的分布器进入流化床中，因此在底部的分布器区域附近的硝基苯浓度较高，反应相对较为激烈。而硝基苯加氢的反应属于强放热反应，因此分布器附近的区域热量过大，形成局部的高温区域。现有的流化床的传质传热水平还没有完全达到能够及时将该处的过度的热量传递出去的能力，因此一方面该处容易产生副产品、影响苯胺的产品纯度；另外一方面，也极为容易将催化剂积碳，加快催化剂的失活。
综上所述，苯胺流化床反应器内细粉的存在是不可避免的，能够减少催化剂损耗一方面是提高旋风分离器的效率，另外一方面是降低旋风分离器的入口颗粒浓度(即稀相区的颗粒浓度)。由于现实旋风分离器的技术特点，提高其效率已经很难，因此如何能够有效避免细粉进入旋风分离器(或稀相区)中，本发明有针对性地解决了这些问题。
发明内容
本发明主要解决的技术问题之一是现有技术中硝基苯加氢制苯胺工业装置内剂耗高、反应器内温度分布不均、催化剂容易结焦失活、无法长周期运行等问题，提供一种新的硝基苯加氢制苯胺的装置及方法。该装置与方法用于硝基苯加氢的工艺中，有效降低了剂耗，强化了传质传热，使得温度分布更为均匀，催化剂不容易结焦失活，提高了反应效率，延长了装置的长周期运行。
本发明所要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一相对应的反应方法。
为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种多区组合式硝基苯加氢制苯胺反应装置，主要设备包括：流化床反应器1、环隙气体分布器7、中心气体分布器11、中心气室9、环隙气室10、第二环隙气体分布器14、第二中心气体分布器13、第一环式挡板21、第二环式挡板22、溅射分离构件17以及旋风分离器19，其中中心气室9、环隙气室10分别通过中心气体分布器11、环隙气体分布器7与流化床反应器1的底部相连通，第一环式挡板21、第二环式挡板22与旋风分离器19均置于流化床反应器1内，流化床反应器1内分别包括颗粒循环进料区6、第一中心反应区5、第一下行区12、第二颗粒循环进料区15、第二中心反应区16、第二下行区4、颗粒循环返料区3与稀相区2，
上述技术方案中，所述颗粒循环进料区6的顶部与第一中心反应区5、第一下行区12 分别相连通，第二颗粒进料区15的底部与第一中心反应区5、第一下行区12分别相连通，第二颗粒进料区15的顶部与第二中心反应区16、第二下行区4分别相连通、颗粒循环返料区3的底部与第二中心反应区16、第二下行区4分别相连通，颗粒循环返料区3的顶部与稀相区相连通，第一中心反应区5与第一下行区12由第一环式挡板21隔开，第二中心反应区16与第二下行区4由第二环式挡板22隔开。
上述技术方案中，所述第一中心反应区5的横截面为矩形或圆形中的一种；和/或所述第一中心反应区5的横截面积与第一下行区12的横截面积之比不小于2。所述第二中心反应区16的横截面为矩形或圆形中的一种；和/或所述第二中心反应区16的横截面与第二下行区4的横截面面积之比不小于2。所述溅射分离构件17的数量为至少一个，并且沿着所述流化床反应器1的轴向分布；所述溅射分离构件17距离底部中心气体分布器11的垂直高度为第一中心反应区5与第二中心反应区16轴向高度总和的1.05-1.5倍。所述颗粒循环进料区6中第一下行区12流通至第一反应区5流经第一环式挡板21底部的流通面积为催化剂静止时床层的纵截面面积的0.0001-0.1倍；所述第二颗粒循环进料区15中第二下行区4流通至第二反应区16流经第二环式挡板22底部的流通面积为催化剂静止时床层的纵截面面积的0.0001-0.01倍。所述溅射分离构件17包括挡板及设置于挡板间的多组通道，所述通道包括直行通道、斜通道以及弯曲通道的一种或多种。
为解决上述问题之二，本发明采用的技术方案如下：一种多区组合式硝基苯加氢制苯胺反应的方法，采用上述的反应装置，包括如下几个步骤：
a、汽化后的硝基苯与氢气原料由中心气室9经过中心气体分布器11进入流化床反应器1的第一中心反应区5中，推动反应区内的催化剂流化后，在第一中心反应区5中进行初步反应，随后与来自第二中心气体分布器13的汽化后的硝基苯与氢气原料一起进入第二中心反应区16进行进一步反应；
b、反应生成的苯胺产物，部分气相形成气泡，在第二中心反应区16的顶端发生颗粒溅射，溅射的颗粒经过溅射分离构件17的有效拦截后返回反应区继续进行催化作用，小部分未被拦截的颗粒穿过溅射分离构件17的通道进入稀相区2中经过旋风分离器19进行分离，颗粒返回第二下行区4，粗产品气20流出流化床反应器1进入后续分离工段；
c、绝大部分催化剂离开第二中心反应区16后，经过颗粒循环返料区3流入第二下行区4中与来自环隙气体分布器7、第二环隙气体分布器14的富含氢的流化气体接触后下行，流经第二颗粒循环进料区15时，部分催化剂返回至第二中心反应区16继续进行催化反应；
d、另外一部分催化剂继续下行进入第一下行区12中，与来自环隙气体分布器7的富含氢的流化气体接触并流化后，流经颗粒循环进料区6，返回第一中心反应区5中继续进行催化反应。
上述技术方案中，所述第一中心反应区5内气体表观线速与第一下行区12内气体表观线速的比值在1.5-5之间；所述第二中心反应区16内气体表观线速与第二下行区4内气体表观线速的比值在1.3-4之间；所述第二中心反应区16内气体表观线速与第一中心反应区5内气体表观线速的比值在0.3-1之间。所述催化剂为金属负载型催化剂，以铜为主要活性组分，载体为三氧化二铝或二氧化硅，催化剂平均粒径为50-600μm，且低于80μm以下的颗粒含量不小于2％；流化床反应器1内反应条件为：流化床反应器1内反应压力为 0.05-1Mpa，氢气与硝基苯的总摩尔比为6-21，第一中心反应区5内平均反应温度控制在 180-250℃，第二中心反应区16内平均反应温度控制在220-280℃，第一下行区12与第二下行区4内平均温度均低于第二中心反应区16内平均温度20-80℃。
采用本发明的技术方案，通过一种低剂耗的硝基苯加氢制苯胺反应装置及反应方法应用在硝基苯加氢之苯胺中，多区循环流化技术改变了内部流场，消除了底部流动死区与换热不均匀的特点，完成了对原本底部的局部高温与结焦区域的改善，提高了反应器内部整体温度的均匀度。通过多区循环流化技术，有效提高了内部的流动效率，强化了传热效率，整体的换热构件的管束数量可减少很多，同时换热的工艺也得以优化，对比现有技术，本发明的剂耗减少了50％，流化床出口的粗苯胺中硝基苯含量减少了25％，积碳含量大幅度降低，取得了较好的技术效果。
附图说明
图1为本发明所述多区组合式硝基苯加氢制苯胺反应装置及流程示意图：
图1中，1为流化床反应器；2为稀相区；3为颗粒循环返料区；4为第二下行区；5 为第一中心反应区；6为颗粒循环进料区；7为环隙气体分布器；8为环隙进料；9为中心气室；10为环隙气室；11为中心气体分布器；12为第一下行区；13为第二中心气体分布器；14为第二环隙气体分布器；15为第二颗粒循环进料区；16为第二中心反应区；17为溅射分离构件；18为旋风分离器料腿；19为旋风分离器；20为粗产品气；21为第一环式挡板；22为第二环式挡板。
下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。
具体实施方式
【实施例1】
如图1所示的硝基苯加氢制苯胺装置，流化床反应器直径为45mm。在反应器内部设置有溅射分离构件。第一中心反应区的横截面积与第一下行区的横截面积之比为2。第二中心反应区的横截面与第二下行区的横截面面积之比为2。溅射分离构件距离底部中心气体分布器的垂直高度为第一中心反应区与第二中心反应区轴向高度总和的1.05倍。颗粒循环进料区中第一下行区流通至第一反应区流经第一环式挡板底部的流通面积为催化剂静止时床层的纵截面面积的0.0001倍；第二颗粒循环进料区中第二下行区流通至第二反应区流经第二环式挡板底部的流通面积为催化剂静止时床层的纵截面面积的0.0001倍。溅射分离构件包括挡板及设置于挡板间的多组通道，通道为直行通道。
所用催化剂为金属负载型催化剂，以铜为主要活性组分，载体为二氧化硅，催化剂平均粒径为400μm，且低于80μm以下的颗粒含量为5％。第一中心反应区内气体表观线速与第一下行区内气体表观线速的比值为1.5；第二中心反应区内气体表观线速与第二下行区内气体表观线速的比值为1.3；第二中心反应区内气体表观线速与第一中心反应区内气体表观线速的比值为0.3。第一中心反应区内平均反应温度控制在230℃，第二中心反应区内平均反应温度控制在270℃，第一下行区平均温度为210℃，第二下行区平均温度为 220℃。流化床出口的粗苯胺中硝基苯含量为3.6mg/kg，高空速条件(0.9h-1)下反应时间为90分钟时的积碳量为1.2％，催化剂单耗为0.07kg/t苯胺，结果详见表1。
【实施例2】
如图1所示的硝基苯加氢制苯胺装置，流化床反应器直径为45mm。在反应器内部设置有溅射分离构件。第一中心反应区的横截面积与第一下行区的横截面积之比为4。第二中心反应区的横截面与第二下行区的横截面面积之比为2。溅射分离构件距离底部中心气体分布器的垂直高度为第一中心反应区与第二中心反应区轴向高度总和的1.05倍。颗粒循环进料区中第一下行区流通至第一反应区流经第一环式挡板底部的流通面积为催化剂静止时床层的纵截面面积的0.0001倍；第二颗粒循环进料区中第二下行区流通至第二反应区流经第二环式挡板底部的流通面积为催化剂静止时床层的纵截面面积的0.0001倍。溅射分离构件包括挡板及设置于挡板间的多组通道，通道为直行通道。
所用催化剂为金属负载型催化剂，以铜为主要活性组分，载体为二氧化硅，催化剂平均粒径为400μm，且低于80μm以下的颗粒含量为5％。第一中心反应区内气体表观线速与第一下行区内气体表观线速的比值为1.5；第二中心反应区内气体表观线速与第二下行区内气体表观线速的比值为1.3；第二中心反应区内气体表观线速与第一中心反应区内气体表观线速的比值为0.3。第一中心反应区内平均反应温度控制在230℃，第二中心反应区内平均反应温度控制在270℃，第一下行区平均温度为210℃，第二下行区平均温度为 220℃。流化床出口的粗苯胺中硝基苯含量为3.4mg/kg，高空速条件(0.9h-1)下反应时间为90分钟时的积碳量为1.3％，催化剂单耗为0.07kg/t苯胺，结果详见表1。
【实施例3】
如图1所示的硝基苯加氢制苯胺装置，流化床反应器直径为45mm。在反应器内部设置有溅射分离构件。第一中心反应区的横截面积与第一下行区的横截面积之比为10。第二中心反应区的横截面与第二下行区的横截面面积之比为2。溅射分离构件距离底部中心气体分布器的垂直高度为第一中心反应区与第二中心反应区轴向高度总和的1.05倍。颗粒循环进料区中第一下行区流通至第一反应区流经第一环式挡板底部的流通面积为催化剂静止时床层的纵截面面积的0.0001倍；第二颗粒循环进料区中第二下行区流通至第二反应区流经第二环式挡板底部的流通面积为催化剂静止时床层的纵截面面积的0.0001倍。溅射分离构件包括挡板及设置于挡板间的多组通道，通道为直行通道。
所用催化剂为金属负载型催化剂，以铜为主要活性组分，载体为二氧化硅，催化剂平均粒径为400μm，且低于80μm以下的颗粒含量为5％。第一中心反应区内气体表观线速与第一下行区内气体表观线速的比值为1.5；第二中心反应区内气体表观线速与第二下行区内气体表观线速的比值为1.3；第二中心反应区内气体表观线速与第一中心反应区内气体表观线速的比值为0.3。第一中心反应区内平均反应温度控制在230℃，第二中心反应区内平均反应温度控制在270℃，第一下行区平均温度为210℃，第二下行区平均温度为 220℃。流化床出口的粗苯胺中硝基苯含量为3.4mg/kg，高空速条件(0.9h-1)下反应时间为90分钟时的积碳量为1.3％，催化剂单耗为0.07kg/t苯胺，结果详见表1。
【实施例4】
如图1所示的硝基苯加氢制苯胺装置，流化床反应器直径为45mm。在反应器内部设置有溅射分离构件。第一中心反应区的横截面积与第一下行区的横截面积之比为2。第二中心反应区的横截面与第二下行区的横截面面积之比为4。溅射分离构件距离底部中心气体分布器的垂直高度为第一中心反应区与第二中心反应区轴向高度总和的1.05倍。颗粒循环进料区中第一下行区流通至第一反应区流经第一环式挡板底部的流通面积为催化剂静止时床层的纵截面面积的0.0001倍；第二颗粒循环进料区中第二下行区流通至第二反应区流经第二环式挡板底部的流通面积为催化剂静止时床层的纵截面面积的0.0001倍。溅射分离构件包括挡板及设置于挡板间的多组通道，通道为直行通道。
所用催化剂为金属负载型催化剂，以铜为主要活性组分，载体为二氧化硅，催化剂平均粒径为400μm，且低于80μm以下的颗粒含量为5％。第一中心反应区内气体表观线速与第一下行区内气体表观线速的比值为1.5；第二中心反应区内气体表观线速与第二下行区内气体表观线速的比值为1.3；第二中心反应区内气体表观线速与第一中心反应区内气体表观线速的比值为0.3。第一中心反应区内平均反应温度控制在230℃，第二中心反应区内平均反应温度控制在270℃，第一下行区平均温度为210℃，第二下行区平均温度为 220℃。流化床出口的粗苯胺中硝基苯含量为3.3mg/kg，高空速条件(0.9h-1)下反应时间为90分钟时的积碳量为1.3％，催化剂单耗为0.07kg/t苯胺，结果详见表1。
【实施例5】
如图1所示的硝基苯加氢制苯胺装置，流化床反应器直径为45mm。在反应器内部设置有溅射分离构件。第一中心反应区的横截面积与第一下行区的横截面积之比为2。第二中心反应区的横截面与第二下行区的横截面面积之比为10。溅射分离构件距离底部中心气体分布器的垂直高度为第一中心反应区与第二中心反应区轴向高度总和的1.05倍。颗粒循环进料区中第一下行区流通至第一反应区流经第一环式挡板底部的流通面积为催化剂静止时床层的纵截面面积的0.0001倍；第二颗粒循环进料区中第二下行区流通至第二反应区流经第二环式挡板底部的流通面积为催化剂静止时床层的纵截面面积的0.0001倍。溅射分离构件包括挡板及设置于挡板间的多组通道，通道为直行通道。
所用催化剂为金属负载型催化剂，以铜为主要活性组分，载体为二氧化硅，催化剂平均粒径为400μm，且低于80μm以下的颗粒含量为5％。第一中心反应区内气体表观线速与第一下行区内气体表观线速的比值为1.5；第二中心反应区内气体表观线速与第二下行区内气体表观线速的比值为1.3；第二中心反应区内气体表观线速与第一中心反应区内气体表观线速的比值为0.3。第一中心反应区内平均反应温度控制在230℃，第二中心反应区内平均反应温度控制在270℃，第一下行区平均温度为210℃，第二下行区平均温度为 220℃。流化床出口的粗苯胺中硝基苯含量为3.2mg/kg，高空速条件(0.9h-1)下反应时间为90分钟时的积碳量为1.3％，催化剂单耗为0.07kg/t苯胺，结果详见表1。
【实施例6】
如图1所示的硝基苯加氢制苯胺装置，流化床反应器直径为45mm。在反应器内部设置有溅射分离构件。第一中心反应区的横截面积与第一下行区的横截面积之比为2。第二中心反应区的横截面与第二下行区的横截面面积之比为2。溅射分离构件距离底部中心气体分布器的垂直高度为第一中心反应区与第二中心反应区轴向高度总和的1.3倍。颗粒循环进料区中第一下行区流通至第一反应区流经第一环式挡板底部的流通面积为催化剂静止时床层的纵截面面积的0.0001倍；第二颗粒循环进料区中第二下行区流通至第二反应区流经第二环式挡板底部的流通面积为催化剂静止时床层的纵截面面积的0.0001倍。溅射分离构件包括挡板及设置于挡板间的多组通道，通道为直行通道。
所用催化剂为金属负载型催化剂，以铜为主要活性组分，载体为二氧化硅，催化剂平均粒径为400μm，且低于80μm以下的颗粒含量为5％。第一中心反应区内气体表观线速与第一下行区内气体表观线速的比值为1.5；第二中心反应区内气体表观线速与第二下行区内气体表观线速的比值为1.3；第二中心反应区内气体表观线速与第一中心反应区内气体表观线速的比值为0.3。第一中心反应区内平均反应温度控制在230℃，第二中心反应区内平均反应温度控制在270℃，第一下行区平均温度为210℃，第二下行区平均温度为 220℃。流化床出口的粗苯胺中硝基苯含量为3.6mg/kg，高空速条件(0.9h-1)下反应时间为90分钟时的积碳量为1.2％，催化剂单耗为0.074kg/t苯胺，结果详见表2。
【实施例7】
如图1所示的硝基苯加氢制苯胺装置，流化床反应器直径为45mm。在反应器内部设置有溅射分离构件。第一中心反应区的横截面积与第一下行区的横截面积之比为2。第二中心反应区的横截面与第二下行区的横截面面积之比为2。溅射分离构件距离底部中心气体分布器的垂直高度为第一中心反应区与第二中心反应区轴向高度总和的1.5倍。颗粒循环进料区中第一下行区流通至第一反应区流经第一环式挡板底部的流通面积为催化剂静止时床层的纵截面面积的0.0001倍；第二颗粒循环进料区中第二下行区流通至第二反应区流经第二环式挡板底部的流通面积为催化剂静止时床层的纵截面面积的0.0001倍。溅射分离构件包括挡板及设置于挡板间的多组通道，通道为直行通道。
所用催化剂为金属负载型催化剂，以铜为主要活性组分，载体为二氧化硅，催化剂平均粒径为400μm，且低于80μm以下的颗粒含量为5％。第一中心反应区内气体表观线速与第一下行区内气体表观线速的比值为1.5；第二中心反应区内气体表观线速与第二下行区内气体表观线速的比值为1.3；第二中心反应区内气体表观线速与第一中心反应区内气体表观线速的比值为0.3。第一中心反应区内平均反应温度控制在230℃，第二中心反应区内平均反应温度控制在270℃，第一下行区平均温度为210℃，第二下行区平均温度为 220℃。流化床出口的粗苯胺中硝基苯含量为3.6mg/kg，高空速条件(0.9h-1)下反应时间为90分钟时的积碳量为1.2％，催化剂单耗为0.08kg/t苯胺，结果详见表2。
【实施例8】
如图1所示的硝基苯加氢制苯胺装置，流化床反应器直径为45mm。在反应器内部设置有溅射分离构件。第一中心反应区的横截面积与第一下行区的横截面积之比为2。第二中心反应区的横截面与第二下行区的横截面面积之比为2。溅射分离构件距离底部中心气体分布器的垂直高度为第一中心反应区与第二中心反应区轴向高度总和的1.05倍。颗粒循环进料区中第一下行区流通至第一反应区流经第一环式挡板底部的流通面积为催化剂静止时床层的纵截面面积的0.003倍；第二颗粒循环进料区中第二下行区流通至第二反应区流经第二环式挡板底部的流通面积为催化剂静止时床层的纵截面面积的0.0001倍。溅射分离构件包括挡板及设置于挡板间的多组通道，通道为直行通道。
所用催化剂为金属负载型催化剂，以铜为主要活性组分，载体为二氧化硅，催化剂平均粒径为400μm，且低于80μm以下的颗粒含量为5％。第一中心反应区内气体表观线速与第一下行区内气体表观线速的比值为1.5；第二中心反应区内气体表观线速与第二下行区内气体表观线速的比值为1.3；第二中心反应区内气体表观线速与第一中心反应区内气体表观线速的比值为0.3。第一中心反应区内平均反应温度控制在230℃，第二中心反应区内平均反应温度控制在270℃，第一下行区平均温度为210℃，第二下行区平均温度为 220℃。流化床出口的粗苯胺中硝基苯含量为3.5mg/kg，高空速条件(0.9h-1)下反应时间为90分钟时的积碳量为1.2％，催化剂单耗为0.08kg/t苯胺，结果详见表2。
【实施例9】
如图1所示的硝基苯加氢制苯胺装置，流化床反应器直径为45mm。在反应器内部设置有溅射分离构件。第一中心反应区的横截面积与第一下行区的横截面积之比为2。第二中心反应区的横截面与第二下行区的横截面面积之比为2。溅射分离构件距离底部中心气体分布器的垂直高度为第一中心反应区与第二中心反应区轴向高度总和的1.05倍。颗粒循环进料区中第一下行区流通至第一反应区流经第一环式挡板底部的流通面积为催化剂静止时床层的纵截面面积的0.1倍；第二颗粒循环进料区中第二下行区流通至第二反应区流经第二环式挡板底部的流通面积为催化剂静止时床层的纵截面面积的0.0001倍。溅射分离构件包括挡板及设置于挡板间的多组通道，通道为直行通道。
所用催化剂为金属负载型催化剂，以铜为主要活性组分，载体为二氧化硅，催化剂平均粒径为400μm，且低于80μm以下的颗粒含量为5％。第一中心反应区内气体表观线速与第一下行区内气体表观线速的比值为1.5；第二中心反应区内气体表观线速与第二下行区内气体表观线速的比值为1.3；第二中心反应区内气体表观线速与第一中心反应区内气体表观线速的比值为0.3。第一中心反应区内平均反应温度控制在230℃，第二中心反应区内平均反应温度控制在270℃，第一下行区平均温度为210℃，第二下行区平均温度为 220℃。流化床出口的粗苯胺中硝基苯含量为3.7mg/kg，高空速条件(0.9h-1)下反应时间为90分钟时的积碳量为1.3％，催化剂单耗为0.07kg/t苯胺，结果详见表2。
【实施例10】
如图1所示的硝基苯加氢制苯胺装置，流化床反应器直径为45mm。在反应器内部设置有溅射分离构件。第一中心反应区的横截面积与第一下行区的横截面积之比为2。第二中心反应区的横截面与第二下行区的横截面面积之比为2。溅射分离构件距离底部中心气体分布器的垂直高度为第一中心反应区与第二中心反应区轴向高度总和的1.05倍。颗粒循环进料区中第一下行区流通至第一反应区流经第一环式挡板底部的流通面积为催化剂静止时床层的纵截面面积的0.003倍；第二颗粒循环进料区中第二下行区流通至第二反应区流经第二环式挡板底部的流通面积为催化剂静止时床层的纵截面面积的0.0001倍。溅射分离构件包括挡板及设置于挡板间的多组通道，通道为直行通道。
所用催化剂为金属负载型催化剂，以铜为主要活性组分，载体为二氧化硅，催化剂平均粒径为400μm，且低于80μm以下的颗粒含量为5％。第一中心反应区内气体表观线速与第一下行区内气体表观线速的比值为1.5；第二中心反应区内气体表观线速与第二下行区内气体表观线速的比值为1.3；第二中心反应区内气体表观线速与第一中心反应区内气体表观线速的比值为0.3。第一中心反应区内平均反应温度控制在230℃，第二中心反应区内平均反应温度控制在270℃，第一下行区平均温度为210℃，第二下行区平均温度为 220℃。流化床出口的粗苯胺中硝基苯含量为3.4mg/kg，高空速条件(0.9h-1)下反应时间为90分钟时的积碳量为1.2％，催化剂单耗为0.07kg/t苯胺，结果详见表2。
【实施例11】
如图1所示的硝基苯加氢制苯胺装置，流化床反应器直径为45mm。在反应器内部设置有溅射分离构件。第一中心反应区的横截面积与第一下行区的横截面积之比为2。第二中心反应区的横截面与第二下行区的横截面面积之比为2。溅射分离构件距离底部中心气体分布器的垂直高度为第一中心反应区与第二中心反应区轴向高度总和的1.05倍。颗粒循环进料区中第一下行区流通至第一反应区流经第一环式挡板底部的流通面积为催化剂静止时床层的纵截面面积的0.0001倍；第二颗粒循环进料区中第二下行区流通至第二反应区流经第二环式挡板底部的流通面积为催化剂静止时床层的纵截面面积的0.01倍。溅射分离构件包括挡板及设置于挡板间的多组通道，通道为直行通道。
所用催化剂为金属负载型催化剂，以铜为主要活性组分，载体为二氧化硅，催化剂平均粒径为400μm，且低于80μm以下的颗粒含量为5％。第一中心反应区内气体表观线速与第一下行区内气体表观线速的比值为1.5；第二中心反应区内气体表观线速与第二下行区内气体表观线速的比值为1.3；第二中心反应区内气体表观线速与第一中心反应区内气体表观线速的比值为0.3。第一中心反应区内平均反应温度控制在230℃，第二中心反应区内平均反应温度控制在270℃，第一下行区平均温度为210℃，第二下行区平均温度为 220℃。流化床出口的粗苯胺中硝基苯含量为3.8mg/kg，高空速条件(0.9h-1)下反应时间为90分钟时的积碳量为1.3％，催化剂单耗为0.07kg/t苯胺，结果详见表3。
【实施例12】
如图1所示的硝基苯加氢制苯胺装置，流化床反应器直径为45mm。在反应器内部设置有溅射分离构件。第一中心反应区的横截面积与第一下行区的横截面积之比为2。第二中心反应区的横截面与第二下行区的横截面面积之比为2。溅射分离构件距离底部中心气体分布器的垂直高度为第一中心反应区与第二中心反应区轴向高度总和的1.05倍。颗粒循环进料区中第一下行区流通至第一反应区流经第一环式挡板底部的流通面积为催化剂静止时床层的纵截面面积的0.0001倍；第二颗粒循环进料区中第二下行区流通至第二反应区流经第二环式挡板底部的流通面积为催化剂静止时床层的纵截面面积的0.0001倍。溅射分离构件包括挡板及设置于挡板间的多组通道，通道为斜通道。
所用催化剂为金属负载型催化剂，以铜为主要活性组分，载体为二氧化硅，催化剂平均粒径为400μm，且低于80μm以下的颗粒含量为5％。第一中心反应区内气体表观线速与第一下行区内气体表观线速的比值为1.5；第二中心反应区内气体表观线速与第二下行区内气体表观线速的比值为1.3；第二中心反应区内气体表观线速与第一中心反应区内气体表观线速的比值为0.3。第一中心反应区内平均反应温度控制在230℃，第二中心反应区内平均反应温度控制在270℃，第一下行区平均温度为210℃，第二下行区平均温度为 220℃。流化床出口的粗苯胺中硝基苯含量为3.6mg/kg，高空速条件(0.9h-1)下反应时间为90分钟时的积碳量为1.2％，催化剂单耗为0.065kg/t苯胺，结果详见表3。
【实施例13】
如图1所示的硝基苯加氢制苯胺装置，流化床反应器直径为45mm。在反应器内部设置有溅射分离构件。第一中心反应区的横截面积与第一下行区的横截面积之比为2。第二中心反应区的横截面与第二下行区的横截面面积之比为2。溅射分离构件距离底部中心气体分布器的垂直高度为第一中心反应区与第二中心反应区轴向高度总和的1.05倍。颗粒循环进料区中第一下行区流通至第一反应区流经第一环式挡板底部的流通面积为催化剂静止时床层的纵截面面积的0.0001倍；第二颗粒循环进料区中第二下行区流通至第二反应区流经第二环式挡板底部的流通面积为催化剂静止时床层的纵截面面积的0.0001倍。溅射分离构件包括挡板及设置于挡板间的多组通道，通道为弯曲通道。
所用催化剂为金属负载型催化剂，以铜为主要活性组分，载体为二氧化硅，催化剂平均粒径为400μm，且低于80μm以下的颗粒含量为5％。第一中心反应区内气体表观线速与第一下行区内气体表观线速的比值为1.5；第二中心反应区内气体表观线速与第二下行区内气体表观线速的比值为1.3；第二中心反应区内气体表观线速与第一中心反应区内气体表观线速的比值为0.3。第一中心反应区内平均反应温度控制在230℃，第二中心反应区内平均反应温度控制在270℃，第一下行区平均温度为210℃，第二下行区平均温度为 220℃。流化床出口的粗苯胺中硝基苯含量为3.6mg/kg，高空速条件(0.9h-1)下反应时间为90分钟时的积碳量为1.2％，催化剂单耗为0.06kg/t苯胺，结果详见表3。
【实施例14】
如图1所示的硝基苯加氢制苯胺装置，流化床反应器直径为45mm。在反应器内部设置有溅射分离构件。第一中心反应区的横截面积与第一下行区的横截面积之比为2。第二中心反应区的横截面与第二下行区的横截面面积之比为2。溅射分离构件距离底部中心气体分布器的垂直高度为第一中心反应区与第二中心反应区轴向高度总和的1.05倍。颗粒循环进料区中第一下行区流通至第一反应区流经第一环式挡板底部的流通面积为催化剂静止时床层的纵截面面积的0.0001倍；第二颗粒循环进料区中第二下行区流通至第二反应区流经第二环式挡板底部的流通面积为催化剂静止时床层的纵截面面积的0.0001倍。溅射分离构件包括挡板及设置于挡板间的多组通道，通道为直行通道。
所用催化剂为金属负载型催化剂，以铜为主要活性组分，载体为二氧化硅，催化剂平均粒径为400μm，且低于80μm以下的颗粒含量为5％。第一中心反应区内气体表观线速与第一下行区内气体表观线速的比值为3；第二中心反应区内气体表观线速与第二下行区内气体表观线速的比值为1.3；第二中心反应区内气体表观线速与第一中心反应区内气体表观线速的比值为0.3。第一中心反应区内平均反应温度控制在230℃，第二中心反应区内平均反应温度控制在270℃，第一下行区平均温度为210℃，第二下行区平均温度为220℃。流化床出口的粗苯胺中硝基苯含量为3.7mg/kg，高空速条件(0.9h-1)下反应时间为90分钟时的积碳量为1.2％，催化剂单耗为0.07kg/t苯胺，结果详见表3。
【实施例15】
如图1所示的硝基苯加氢制苯胺装置，流化床反应器直径为45mm。在反应器内部设置有溅射分离构件。第一中心反应区的横截面积与第一下行区的横截面积之比为2。第二中心反应区的横截面与第二下行区的横截面面积之比为2。溅射分离构件距离底部中心气体分布器的垂直高度为第一中心反应区与第二中心反应区轴向高度总和的1.05倍。颗粒循环进料区中第一下行区流通至第一反应区流经第一环式挡板底部的流通面积为催化剂静止时床层的纵截面面积的0.0001倍；第二颗粒循环进料区中第二下行区流通至第二反应区流经第二环式挡板底部的流通面积为催化剂静止时床层的纵截面面积的0.0001倍。溅射分离构件包括挡板及设置于挡板间的多组通道，通道为直行通道。
所用催化剂为金属负载型催化剂，以铜为主要活性组分，载体为二氧化硅，催化剂平均粒径为400μm，且低于80μm以下的颗粒含量为5％。第一中心反应区内气体表观线速与第一下行区内气体表观线速的比值为5；第二中心反应区内气体表观线速与第二下行区内气体表观线速的比值为1.3；第二中心反应区内气体表观线速与第一中心反应区内气体表观线速的比值为0.3。第一中心反应区内平均反应温度控制在230℃，第二中心反应区内平均反应温度控制在270℃，第一下行区平均温度为210℃，第二下行区平均温度为220℃。流化床出口的粗苯胺中硝基苯含量为3.7mg/kg，高空速条件(0.9h-1)下反应时间为90分钟时的积碳量为1.3％，催化剂单耗为0.08kg/t苯胺，结果详见表3。
【实施例16】
如图1所示的硝基苯加氢制苯胺装置，流化床反应器直径为45mm。在反应器内部设置有溅射分离构件。第一中心反应区的横截面积与第一下行区的横截面积之比为2。第二中心反应区的横截面与第二下行区的横截面面积之比为2。溅射分离构件距离底部中心气体分布器的垂直高度为第一中心反应区与第二中心反应区轴向高度总和的1.05倍。颗粒循环进料区中第一下行区流通至第一反应区流经第一环式挡板底部的流通面积为催化剂静止时床层的纵截面面积的0.0001倍；第二颗粒循环进料区中第二下行区流通至第二反应区流经第二环式挡板底部的流通面积为催化剂静止时床层的纵截面面积的0.0001倍。溅射分离构件包括挡板及设置于挡板间的多组通道，通道为直行通道。
所用催化剂为金属负载型催化剂，以铜为主要活性组分，载体为二氧化硅，催化剂平均粒径为400μm，且低于80μm以下的颗粒含量为5％。第一中心反应区内气体表观线速与第一下行区内气体表观线速的比值为1.5；第二中心反应区内气体表观线速与第二下行区内气体表观线速的比值为2.5；第二中心反应区内气体表观线速与第一中心反应区内气体表观线速的比值为0.3。第一中心反应区内平均反应温度控制在230℃，第二中心反应区内平均反应温度控制在270℃，第一下行区平均温度为210℃，第二下行区平均温度为 220℃。流化床出口的粗苯胺中硝基苯含量为3.5mg/kg，高空速条件(0.9h-1)下反应时间为90分钟时的积碳量为1.1％，催化剂单耗为0.07kg/t苯胺，结果详见表4。
【实施例17】
如图1所示的硝基苯加氢制苯胺装置，流化床反应器直径为45mm。在反应器内部设置有溅射分离构件。第一中心反应区的横截面积与第一下行区的横截面积之比为2。第二中心反应区的横截面与第二下行区的横截面面积之比为2。溅射分离构件距离底部中心气体分布器的垂直高度为第一中心反应区与第二中心反应区轴向高度总和的1.05倍。颗粒循环进料区中第一下行区流通至第一反应区流经第一环式挡板底部的流通面积为催化剂静止时床层的纵截面面积的0.0001倍；第二颗粒循环进料区中第二下行区流通至第二反应区流经第二环式挡板底部的流通面积为催化剂静止时床层的纵截面面积的0.0001倍。溅射分离构件包括挡板及设置于挡板间的多组通道，通道为直行通道。
所用催化剂为金属负载型催化剂，以铜为主要活性组分，载体为二氧化硅，催化剂平均粒径为400μm，且低于80μm以下的颗粒含量为5％。第一中心反应区内气体表观线速与第一下行区内气体表观线速的比值为1.5；第二中心反应区内气体表观线速与第二下行区内气体表观线速的比值为4；第二中心反应区内气体表观线速与第一中心反应区内气体表观线速的比值为0.3。第一中心反应区内平均反应温度控制在230℃，第二中心反应区内平均反应温度控制在270℃，第一下行区平均温度为210℃，第二下行区平均温度为220℃。流化床出口的粗苯胺中硝基苯含量为3.6mg/kg，高空速条件(0.9h-1)下反应时间为90分钟时的积碳量为1.2％，催化剂单耗为0.075kg/t苯胺，结果详见表4。
【实施例18】
如图1所示的硝基苯加氢制苯胺装置，流化床反应器直径为45mm。在反应器内部设置有溅射分离构件。第一中心反应区的横截面积与第一下行区的横截面积之比为2。第二中心反应区的横截面与第二下行区的横截面面积之比为2。溅射分离构件距离底部中心气体分布器的垂直高度为第一中心反应区与第二中心反应区轴向高度总和的1.05倍。颗粒循环进料区中第一下行区流通至第一反应区流经第一环式挡板底部的流通面积为催化剂静止时床层的纵截面面积的0.0001倍；第二颗粒循环进料区中第二下行区流通至第二反应区流经第二环式挡板底部的流通面积为催化剂静止时床层的纵截面面积的0.0001倍。溅射分离构件包括挡板及设置于挡板间的多组通道，通道为直行通道。
所用催化剂为金属负载型催化剂，以铜为主要活性组分，载体为二氧化硅，催化剂平均粒径为400μm，且低于80μm以下的颗粒含量为5％。第一中心反应区内气体表观线速与第一下行区内气体表观线速的比值为1.5；第二中心反应区内气体表观线速与第二下行区内气体表观线速的比值为1.3；第二中心反应区内气体表观线速与第一中心反应区内气体表观线速的比值为0.6。第一中心反应区内平均反应温度控制在230℃，第二中心反应区内平均反应温度控制在270℃，第一下行区平均温度为210℃，第二下行区平均温度为 220℃。流化床出口的粗苯胺中硝基苯含量为3.5mg/kg，高空速条件(0.9h-1)下反应时间为90分钟时的积碳量为1.0％，催化剂单耗为0.075kg/t苯胺，结果详见表4。
【实施例19】
如图1所示的硝基苯加氢制苯胺装置，流化床反应器直径为45mm。在反应器内部设置有溅射分离构件。第一中心反应区的横截面积与第一下行区的横截面积之比为2。第二中心反应区的横截面与第二下行区的横截面面积之比为2。溅射分离构件距离底部中心气体分布器的垂直高度为第一中心反应区与第二中心反应区轴向高度总和的1.05倍。颗粒循环进料区中第一下行区流通至第一反应区流经第一环式挡板底部的流通面积为催化剂静止时床层的纵截面面积的0.0001倍；第二颗粒循环进料区中第二下行区流通至第二反应区流经第二环式挡板底部的流通面积为催化剂静止时床层的纵截面面积的0.0001倍。溅射分离构件包括挡板及设置于挡板间的多组通道，通道为直行通道。
所用催化剂为金属负载型催化剂，以铜为主要活性组分，载体为二氧化硅，催化剂平均粒径为400μm，且低于80μm以下的颗粒含量为5％。第一中心反应区内气体表观线速与第一下行区内气体表观线速的比值为1.5；第二中心反应区内气体表观线速与第二下行区内气体表观线速的比值为1.3；第二中心反应区内气体表观线速与第一中心反应区内气体表观线速的比值为1。第一中心反应区内平均反应温度控制在230℃，第二中心反应区内平均反应温度控制在270℃，第一下行区平均温度为210℃，第二下行区平均温度为 220℃。流化床出口的粗苯胺中硝基苯含量为3.6mg/kg，高空速条件(0.9h-1)下反应时间为90分钟时的积碳量为1.1％，催化剂单耗为0.075kg/t苯胺，结果详见表4。
【实施例20】
如图1所示的硝基苯加氢制苯胺装置，流化床反应器直径为45mm。在反应器内部设置有溅射分离构件。第一中心反应区的横截面积与第一下行区的横截面积之比为2。第二中心反应区的横截面与第二下行区的横截面面积之比为2。溅射分离构件距离底部中心气体分布器的垂直高度为第一中心反应区与第二中心反应区轴向高度总和的1.05倍。颗粒循环进料区中第一下行区流通至第一反应区流经第一环式挡板底部的流通面积为催化剂静止时床层的纵截面面积的0.0001倍；第二颗粒循环进料区中第二下行区流通至第二反应区流经第二环式挡板底部的流通面积为催化剂静止时床层的纵截面面积的0.0001倍。溅射分离构件包括挡板及设置于挡板间的多组通道，通道为直行通道。
所用催化剂为金属负载型催化剂，以铜为主要活性组分，载体为二氧化硅，催化剂平均粒径为400μm，且低于80μm以下的颗粒含量为5％。第一中心反应区内气体表观线速与第一下行区内气体表观线速的比值为1.5；第二中心反应区内气体表观线速与第二下行区内气体表观线速的比值为1.3；第二中心反应区内气体表观线速与第一中心反应区内气体表观线速的比值为0.3。第一中心反应区内平均反应温度控制在200℃，第二中心反应区内平均反应温度控制在280℃，第一下行区平均温度为210℃，第二下行区平均温度为 220℃。流化床出口的粗苯胺中硝基苯含量为3.7mg/kg，高空速条件(0.9h-1)下反应时间为90分钟时的积碳量为1.0％，催化剂单耗为0.07kg/t苯胺，结果详见表4。
【实施例21】
如图1所示的硝基苯加氢制苯胺装置，流化床反应器直径为45mm。在反应器内部设置有溅射分离构件。第一中心反应区的横截面积与第一下行区的横截面积之比为2。第二中心反应区的横截面与第二下行区的横截面面积之比为2。溅射分离构件距离底部中心气体分布器的垂直高度为第一中心反应区与第二中心反应区轴向高度总和的1.05倍。颗粒循环进料区中第一下行区流通至第一反应区流经第一环式挡板底部的流通面积为催化剂静止时床层的纵截面面积的0.0001倍；第二颗粒循环进料区中第二下行区流通至第二反应区流经第二环式挡板底部的流通面积为催化剂静止时床层的纵截面面积的0.0001倍。溅射分离构件包括挡板及设置于挡板间的多组通道，通道为直行通道。
所用催化剂为金属负载型催化剂，以铜为主要活性组分，载体为二氧化硅，催化剂平均粒径为400μm，且低于80μm以下的颗粒含量为5％。第一中心反应区内气体表观线速与第一下行区内气体表观线速的比值为1.5；第二中心反应区内气体表观线速与第二下行区内气体表观线速的比值为1.3；第二中心反应区内气体表观线速与第一中心反应区内气体表观线速的比值为0.3。第一中心反应区内平均反应温度控制在230℃，第二中心反应区内平均反应温度控制在270℃，第一下行区平均温度为200℃，第二下行区平均温度为240℃。流化床出口的粗苯胺中硝基苯含量为3.8mg/kg，高空速条件(0.9h-1)下反应时间为90分钟时的积碳量为1.0％，催化剂单耗为0.07kg/t苯胺，结果详见表5。
【比较例1】
现有技术的硝基苯加氢制苯胺流化床反应器装置，采用与实施例1相同的溅射分离构件。流化床反应器直径为45mm。所用催化剂为金属负载型催化剂，以铜为主要活性组分，载体为二氧化硅，催化剂平均粒径为400μm，且低于80μm以下的颗粒含量为5％。流化床出口的粗苯胺中硝基苯含量为4.8mg/kg，高空速条件(0.9h-1)下反应时间为90分钟时的积碳量为3.7％，催化剂单耗为0.07kg/t苯胺，结果详见表5。
【比较例2】
采用与实施例1相同的硝基苯加氢制苯胺流化床反应器装置，不采用溅射分离构件。流化床反应器直径为45mm。所用催化剂为金属负载型催化剂，以铜为主要活性组分，载体为二氧化硅，催化剂平均粒径为400μm，且低于80μm以下的颗粒含量为5％。流化床出口的粗苯胺中硝基苯含量为3.6mg/kg，高空速条件(0.9h-1)下反应时间为90分钟时的积碳量为1.2％，催化剂单耗为1.6kg/t苯胺，结果详见表5。
【比较例3】
现有技术的硝基苯加氢制苯胺流化床反应器装置，不采用溅射分离构件。流化床反应器直径为45mm。所用催化剂为金属负载型催化剂，以铜为主要活性组分，载体为二氧化硅，催化剂平均粒径为400μm，且低于80μm以下的颗粒含量为5％。流化床出口的粗苯胺中硝基苯含量为4.8mg/kg，高空速条件(0.9h-1)下反应时间为90分钟时的积碳量为3.7％，催化剂单耗为1.5kg/t苯胺，结果详见表5。
显然，采用本发明的装置及方法，可以达到解决催化剂损耗偏高、反应器内温度分布不均、催化剂容易结焦失活、无法长周期运行等问题，降低流化床出口的粗苯胺中硝基苯含量，具有较大的技术优势，可用于硝基苯加氢制苯胺的工业生产中。
表1
Figure RE-GDA0001945430190000181
表2
Figure RE-GDA0001945430190000191
表3
Figure RE-GDA0001945430190000201
表4
Figure RE-GDA0001945430190000211
表5
Figure RE-GDA0001945430190000221

Claims (10)

1.一种多区硝基苯加氢制苯胺反应装置，主要设备包括：流化床反应器(1)、环隙气体分布器(7)、中心气体分布器(11)、中心气室(9)、环隙气室(10)、第二环隙气体分布器(14)、第二中心气体分布器(13)、第一环式挡板(21)、第二环式挡板(22)、以及旋风分离器(19)，其中中心气室(9)、环隙气室(10)分别通过中心气体分布器(11)、环隙气体分布器(7)与流化床反应器(1)的底部相连通，第一环式挡板(21)、第二环式挡板(22)与旋风分离器(19)均置于流化床反应器(1)内，流化床反应器(1)内分别包括颗粒循环进料区(6)、第一中心反应区(5)、第一下行区(12)、第二颗粒循环进料区(15)、第二中心反应区(16)、第二下行区(4)、颗粒循环返料区(3)与稀相区(2)。
2.根据权利要求1所述多区硝基苯加氢制苯胺反应装置，其特征在于所述颗粒循环进料区(6)的顶部与第一中心反应区(5)、第一下行区(12)分别相连通，第二颗粒进料区(15)的底部与第一中心反应区(5)、第一下行区(12)分别相连通，第二颗粒进料区(15)的顶部与第二中心反应区(16)、第二下行区(4)分别相连通、颗粒循环返料区(3)的底部与第二中心反应区(16)、第二下行区(4)分别相连通，颗粒循环返料区(3)的顶部与稀相区相连通，第一中心反应区(5)与第一下行区(12)由第一环式挡板(21)隔开，第二中心反应区(16)与第二下行区(4)由第二环式挡板(22)隔开。
3.根据权利要求1所述多区硝基苯加氢制苯胺反应装置，其特征在于所述第一中心反应区(5)的横截面为矩形或圆形中的一种；所述第一中心反应区(5)的横截面积与第一下行区(12)的横截面积之比不小于2。
4.根据权利要求1所述多区硝基苯加氢制苯胺反应装置，其特征在于所述第二中心反应区(16)的横截面为矩形或圆形中的一种；所述第二中心反应区(16)的横截面与第二下行区(4)的横截面面积之比不小于2。
5.根据权利要求1所述多区硝基苯加氢制苯胺反应装置，其特征在于装置中具有溅射分离构件(17)，所述溅射分离构件(17)的数量为至少一个，并沿所述流化床反应器(1)的轴向分布；所述溅射分离构件(17)距离底部中心气体分布器(11)的垂直高度为第一中心反应区(5)与第二中心反应区(16)轴向高度总和的1.05-1.5倍。
6.根据权利要求1所述多区硝基苯加氢制苯胺反应装置，其特征在于所述颗粒循环进料区(6)中第一下行区(12)流通至第一反应区(5)流经第一环式挡板(21)底部的流通面积为催化剂静止时床层的纵截面面积的0.0001-0.1倍；所述第二颗粒循环进料区(15)中第二下行区(4)流通至第二反应区(16)流经第二环式挡板(22)底部的流通面积为催化剂静止时床层的纵截面面积的0.0001-0.01倍。
7.根据权利要求1所述多区硝基苯加氢制苯胺反应装置，其特征在于所述溅射分离构件(17)包括挡板及设置于挡板间的多组通道，所述通道包括直行通道、斜通道以及弯曲通道的一种或多种。
8.一种多区硝基苯加氢制苯胺反应方法，采用权利要求1～7的装置，包括如下步骤：
(a)、汽化后的硝基苯与氢气原料由中心气室(9)经过中心气体分布器(11)进入流化床反应器(1)的第一中心反应区(5)中，推动反应区内的催化剂流化后，在第一中心反应区(5)中进行初步反应，随后与来自第二中心气体分布器(13)汽化后的硝基苯与氢气原料一起进入第二中心反应区(16)进行反应；
(b)、反应生成的苯胺产物，部分气相形成气泡，在第二中心反应区(16)的顶端发生颗粒溅射，溅射的颗粒经过溅射分离构件(17)拦截后返回反应区继续进行催化反应，小部分未被拦截的颗粒穿过溅射分离构件(17)的通道进入稀相区(2)中经过旋风分离器(19)进行分离，颗粒返回第二下行区(4)，粗产品气(20)流出流化床反应器(1)进入后续分离工段；
(c)、绝大部分催化剂离开第二中心反应区(16)后，经过颗粒循环返料区(3)流入第二下行区(4)中与来自环隙气体分布器(7)、第二环隙气体分布器(14)的富含氢的流化气体接触后下行，流经第二颗粒循环进料区(15)时，部分催化剂返回至第二中心反应区(16)继续进行催化反应；
(d)、另外一部分催化剂继续下行进入第一下行区(12)中，与来自环隙气体分布器(7)的富含氢的流化气体接触并流化后，流经颗粒循环进料区(6)，返回第一中心反应区(5)中继续进行催化反应。
9.根据权利要求8所述多区硝基苯加氢制苯胺反应方法，其特征在于所述第一中心反应区(5)内气体表观线速与第一下行区(12)内气体表观线速的比值在1.5-5之间；所述第二中心反应区(16)内气体表观线速与第二下行区(4)内气体表观线速的比值在1.3-4之间；所述第二中心反应区(16)内气体表观线速与第一中心反应区(5)内气体表观线速的比值在0.3-1之间。
10.根据权利要求8所述多区硝基苯加氢制苯胺反应方法，其特征在于所述催化剂为金属负载型催化剂，以铜为主要活性组分，载体为三氧化二铝或二氧化硅，催化剂平均粒径为50-600μm，且低于80μm以下的颗粒含量不小于2％；流化床反应器(1)内反应条件为：流化床反应器(1)内反应压力为0.05-1Mpa，氢气与硝基苯的总摩尔比为6-21，第一中心反应区(5)内平均反应温度控制在180-250℃，第二中心反应区(16)内平均反应温度控制在220-280℃，第一下行区(12)与第二下行区(4)内平均温度均低于第二中心反应区(16)内平均温度20-80℃。
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