CN114225851B - 一种间苯二甲腈氯化的流化床反应装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种间苯二甲腈氯化的流化床反应装置及方法，所述流化床反应装置包括流化床主体和自下而上依次设置于流化床主体内部的第一气体分布装置、第二气体分布装置、第一换热装置、第三气体分布装置、第二换热装置和气固分离装置；所述方法采用氯气分段进入流化床反应装置的方式，降低了流化床下段氯气量，有效抑制了过氯化，减少流化床中的气体返混，提高间苯二甲腈转化率；所述流化床反应装置中两段分别换热使催化剂的活性控制更加灵活；使用本发明所述间苯二甲腈氯化的流化床反应装置全周期间苯二甲腈转化率可达98％以上，选择性可达97％以上。
Description
技术领域
本发明涉及农药生产装置技术领域，尤其涉及一种间苯二甲腈氯化的流化床反应装置及方法。
背景技术
四氯间苯二甲腈又称百菌清，是通过间苯二甲腈氯化得到的产品，是一种高效、低毒、广谱，低残留的保护性杀菌剂，被广泛应用于农业和林业的真菌病害防治，尤其在蔬菜，水果等经济作物上应用很多。百菌清在防霉工业领域中也有重要用途，如制造防霉涂料、防霉墙纸，电器防霉，皮草、木材等的防霉。
对于间苯二甲腈氯化制备百菌清，国外多采用流化床工艺，但该工艺存在以下问题：一方面，由于该反应是强放热反应，极易造成在流化床分布板处产生大量的热，一旦降温不当就会造成分布板气孔堵塞，另一方面，由于氯气的化学性质异常活泼，且混合过程处于较高温度，使得混合过程中会发生一系列副反应，生成复杂的固态或液态的副产物，在进入流化床后会附着在分布有催化剂的孔板上，进而造成孔板堵塞，影响氯化反应的转化率，导致停工检修的周期大大缩短。
CN101985089A公开了一种百菌清生产中列管式流化床反应器，该反应器的流化床包括蛇形管换热器和列管式换热器，所述的蛇形管换热器设置在流化床的下封头下方，所述的列管式换热器设置在蛇形管换热器与流化床筒体之间。该百菌清生产中列管式流化床反应器具有产品温度、产量高、成本低等优点。但上述流化床反应器在生产百菌清时易出现间苯二甲腈的过氯化和返混现象。
固定床可以克服返混现象，但换热效果差，催化剂装卸不方便，而复合床可以综合固定床与流化床的各自优点，在百菌清的生产中发挥重要作用。
CN201825895U公开了一种新型百菌清生产装置，该装置包括制氮机、汽化器、混合器、固定床、流化床、收料器、烘干器；制氮机到汽化器间设有管道、汽化器到混合器间设有管道、混合器到固定床间设有管道、固定床到流化床间设有管道、流化床到收料器间设有管道、收料器到烘干器间设有第一输送机。但上述新型百菌清生产装置对间苯二甲腈的转化率仍有待进一步提高。
综上所述，目前亟需开发一种间苯二甲腈氯化的流化床反应装置及方法，不仅可以减少返混现象，还可以抑制间苯二甲腈的过氯化，提高其转化率和选择性。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种间苯二甲腈氯化的流化床反应装置及方法，所述装置设置上下两个氯气进气口，使氯气分段进入流化床反应装置，可有效减少气体返混；所述装置设置两组换热装置使催化剂的活性控制更加灵活；采用该流化床反应装置可大大提高间苯二甲腈的转化率和选择性。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种间苯二甲腈氯化的流化床反应装置，所述流化床反应装置包括流化床主体和自下而上依次设置于流化床主体内部的第一气体分布装置、第二气体分布装置、第一换热装置、第三气体分布装置、第二换热装置和气固分离装置。
本发明所述间苯二甲腈氯化的流化床反应装置中氯气经第二气体分布装置和第三气体分布装置均匀分布，有效解决了氯气分布不均匀的问题，提高了流化床流化状态，减少反应热点；氯气分段进入流化床反应装置，这样可以降低流化床下段的氯气量，能够有效抑制过氯化，减少流化床中的气体返混，进而增加间苯二甲腈转化率；所述间苯二甲腈氯化的流化床反应装置的中第一换热装置和第二换热装置，形成了两段分别换热，可以抑制局部产生的大量反应热，降低热点温度，使催化剂的活性控制更加灵活，减少间苯二甲腈的过氯化和其他副反应，大大提高间苯二甲腈的转化率和选择性。
优选地，所述流化床主体的底部设置有第一进气口。
本发明所述第一进气口进入的间苯二甲腈与氮气的混合气体经过第一气体分布装置进行均匀分布。
优选地，所述第二气体分布装置与第二进气口相连。
优选地，所述第三气体分布装置与第三进气口相连。
优选地，所述第一气体分布装置与第二气体分布装置的距离为流化床主体直径的5％～50％，例如可以是5％、8％、10％、15％、20％、25％、30％、40％、48％或50％。
优选地，所述第二气体分布装置与第三气体分布装置的距离是流化床主体直径的20％～200％，例如可以是20％、50％、80％、90％、100％、110％、150％、180％、190％或200％。
本发明优选所述第二气体分布装置与第三气体分布装置的距离是流化床主体直径的20％～200％，实现了氯气分段进入流化床反应装置，相较于现有技术中氯气仅从流化床反应器的下部进入而言，降低了流化床下段氯气量，有效抑制了过氯化，减少了流化床中的气体返混，提高了间苯二甲腈转化率。
优选地，所述第一换热装置的换热面积是第二换热装置的5～20倍，例如可以是5倍、6倍、8倍、10倍、12倍、15倍、19倍或20倍。
本发明优选所述第一换热装置的换热面积是第二换热装置的5～20倍，使间苯二甲腈主要在流化床反应装置的底部第一换热装置处与氯气发生氯化反应，在第二换热装置处参与氯化反应的原料间苯二甲腈较少，主要是中间产物进一步氯化，进而提高产物四氯间苯二甲腈的产率。
优选地，所述第一气体分布装置包括多孔气体分布板。
优选地，所述第二气体分布装置和第三气体分布装置包括气体分布器。
优选地，所述第一换热装置和第二换热装置包括导热油管。
本发明优选所述第一换热装置和第二换热装置包括导热油管，而不能使用电热丝等装置进行加热，主要原因是原料间苯二甲腈是易爆的危险品，而电热丝等装置可能会出现漏电问题，为保证间苯二甲腈氯化反应的安全，优选使用导热油管进行加热。
优选地，所述气固分离装置包括旋风分离器。
优选地，在流化床主体的上方一侧设置有物料进口。
优选地，所述物料进口设置在第二换热装置的上方。
优选地，在流化床主体的上方一侧设置有气体出口。
优选地，所述气体出口设置在气固分离装置的顶部。
第二方面，本发明还提供一种间苯二甲腈氯化的方法，所述方法采用第一方面所述的间苯二甲腈氯化的流化床反应装置进行。
本发明提供的间苯二甲腈氯化的方法通过使反应原料氯气分段进入流化床反应装置中，有效抑制了过氯化，减少了流化床中的气体返混，全周期间苯二甲腈转化率可达98％以上，选择性可达97％以上。
优选地，所述方法包括如下步骤：
(1)向流化床主体中加入催化剂，并将流化床主体加热到第一温度；
(2)第一氯气经第二气体分布装置进入流化床主体，与流化床中的催化剂接触流化；
(3)间苯二甲腈与氮气的混合气体经第一气体分布装置进入流化床主体，第二氯气经第三气体分布装置进入流化床主体，发生氯化反应，生成四氯间苯二甲腈，经气固分离装置排出。
优选地，步骤(1)所述流化床主体在加入催化剂之前，首先经第一换热装置和第二换热装置加热到100～120℃，例如可以是100℃、102℃、105℃、107℃、110℃、112℃、115℃、119℃或120℃。
本发明优选步骤(1)所述流化床主体在加入催化剂之前，首先经第一换热装置和第二换热装置加热到100～120℃，其主要作用是去除流化床反应装置内的水分，减少水分对流化床加热及后续进行氯化反应的不良影响。
本发明对氯化反应的催化剂不进行特殊限定，可以是本领域公知的，能够催化间苯二甲腈与氯气发生氯化反应的催化剂。
优选地，所述催化剂的加入量为0.6t～8t，例如可以是0.6t、1t、2t、3t、3.5t、4t、4.5t、6t或8t。
优选地，所述第一温度为260～300℃，例如可以是260℃、265℃、270℃、280℃、290℃、295℃或300℃。
优选地，步骤(2)所述第一氯气的温度为220～280℃，例如可以是220℃、230℃、240℃、250℃、260℃、275℃或280℃。
本发明优选步骤(2)所述第一氯气的温度为220～280℃，是因为流化床反应装置中的温度很高，为260～300℃，而氯气是从液态转化而来，如果不进行加热直接通入流化床反应装置会由于温差太大，会使流化床反应装置冷热不均，造成不良影响。
优选地，所述第一氯气的流量为300～600kg/h，例如可以是300kg/h、350kg/h、400kg/h、450kg/h、500kg/h、560kg/h、580kg/h或600kg/h。
优选地，所述接触流化的时间为2～4h，例如可以是2h、2.2h、2.5h、2.9h、3h、3.5h、3.8h或4h。
优选地，步骤(3)所述氮气的流量为300～2000m3/h，例如可以是300m3/h、500m3/h、800m3/h、1000m3/h、1200m3/h、1600m3/h、1800m3/h或2000m3/h。
本发明步骤(3)中通入间苯二甲腈与氮气的混合气体，氮气的主要作用是载带间苯二甲腈进入流化床反应装置中进行氯化反应。
优选地，所述第一氯气的流量是第二氯气流量的1～20倍，例如可以是1倍、3倍、5倍、8倍、10倍、15倍、18倍或20倍。
本发明进一步优选所述第一氯气的流量是第二氯气流量的1～20倍，既可以使得氯化反应主要在流化床反应装置的下部进行，有可以很好的抑制过氯化，进而提高间苯二甲腈转化率和选择性。
优选地，所述第一氯气和第二氯气的总量与间苯二甲腈的质量比为(2.35～2.5):1，例如可以是2.35:1、2.38:1、2.4:1、2.42:1、2.45:1、2.48:1或2.5:1。
优选地，所述氯化反应的温度为280～320℃，例如可以是280℃、285℃、290℃、295℃、300℃、310℃、315℃或320℃。
本发明优选所述氯化反应的温度为280～320℃，具有转化率高、选择高、反应稳定的优势，当温度低于280℃，会反应不完全；当温度高与320℃，会过氯化、副反应多。
优选地，所述四氯间苯二甲腈中夹带的催化剂经气固分离装置分离后返回流化床主体继续参与氯化反应。
作为本发明优选的技术方案，所述方法包括如下步骤：
(1)流化床主体经第一换热装置和第二换热装置加热到100～120℃后，加入0.6t～8t的催化剂，并将流化床主体加热到260～300℃；
(2)温度为220～280℃、流量为300～600kg/h的第一氯气经第二气体分布装置进入流化床主体，与流化床中的催化剂接触流化2～4h；
(3)间苯二甲腈与氮气的混合气体经第一气体分布装置进入流化床主体，第二氯气经第三气体分布装置进入流化床主体，发生温度为280～320℃的氯化反应，生成四氯间苯二甲腈，经气固分离装置排出；所述氮气的流量为300～2000m3/h；所述第一氯气的流量是第二氯气流量的1～20倍；所述第一氯气和第二氯气的总量与间苯二甲腈的质量比为(2.35～2.5):1；所述四氯间苯二甲腈中夹带的催化剂经气固分离装置分离后返回流化床主体继续参与氯化反应。
本发明所述的数值范围不仅包括上述列举的点值，还包括没有列举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明提供的间苯二甲腈氯化的流化床反应装置结构设计合理，有效抑制了过氯化，减少了流化床中的气体返混，催化剂的活性控制更加灵活；所述间苯二甲腈氯化的方法全周期间苯二甲腈转化率可达98％以上，选择性可达97％以上。
附图说明
图1是本发明提供的间苯二甲腈氯化的流化床反应装置的结构示意图。
图中：1-流化床主体；2-第一进气口；3-第二进气口；4-第二气体分布装置；5-第三进气口；6-第三气体分布装置；7-第一气体分布装置；8-第一换热装置；9-第二换热装置；10-物料进口；11-气固分离装置；12-气体出口。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本发明提供的间苯二甲腈氯化的流化床反应装置的结构示意图如图1所示，所述流化床反应装置包括流化床主体1和自下而上依次设置于流化床主体1内部的第一气体分布装置7、第二气体分布装置4、第一换热装置8、第三气体分布装置6、第二换热装置9和气固分离装置11。
所述流化床主体的底部设置有第一进气口2；所述第二气体分布装置4与第二进气口3相连；所述第三气体分布装置6与第三进气口5相连。所述第一气体分布装置7与第二气体分布装置4的距离为流化床主体1直径的5％～50％；所述第二气体分布装置4与第三气体分布装置6的距离是流化床主体1直径的20％～200％；所述第一换热装置8的换热面积是第二换热装置9的5～20倍。所述第一气体分布装置7包括多孔气体分布板；所述第二气体分布装置4和第三气体分布装置6包括气体分布器；所述第一换热装置8和第二换热装置9包括导热油管；所述气固分离装置11包括旋风分离器。在流化床主体1的上方一侧设置有物料进口10；所述物料进口10设置在第二换热装置9的上方；在流化床主体1的上方一侧设置有气体出口12；所述气体出口12设置在气固分离装置11的顶部。
下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。
需要理解的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本领域技术人员理应了解的是，本发明中必然包括用于实现工艺完整的必要管线、常规阀门和通用泵设备，但以上内容不属于本发明的主要发明点，本领域技术人员可以基于工艺流程和设备结构选型进可以自行增设布局，本发明对此不做特殊要求和具体限定。
实施例1
本实施例提供一种间苯二甲腈氯化的流化床反应装置，所述流化床反应装置包括流化床主体和自下而上依次设置于流化床主体内部的多孔气体分布板、第二气体分布器、第一导热油管、第三气体分布器、第二导热油管和旋风分离器。
所述流化床主体的底部设置有第一进气口；所述第二气体分布器与第二进气口相连；所述第三气体分布器与第三进气口相连。所述流化床主体的直径为800mm；所述多孔气体分布板与第二气体分布器的距离为流化床主体直径的10％；所述第二气体分布器与第三气体分布器的距离是流化床主体直径的50％；所述第一导热油管的换热面积是第二导热油管的10倍。在流化床主体的上方一侧设置有物料进口；所述物料进口设置在第二导热油管的上方；在流化床主体的上方一侧设置有气体出口；所述气体出口设置在气固分离装置的顶部。
实施例2
本实施例提供一种间苯二甲腈氯化的流化床反应装置，所述流化床反应装置包括流化床主体和自下而上依次设置于流化床主体内部的多孔气体分布板、第二气体分布器、第一导热油管、第三气体分布器、第二导热油管和旋风分离器。
所述流化床主体的底部设置有第一进气口；所述第二气体分布器与第二进气口相连；所述第三气体分布器与第三进气口相连。所述流化床主体的直径为1200mm；所述多孔气体分布板与第二气体分布器的距离为流化床主体直径的20％；所述第二气体分布器与第三气体分布器的距离是流化床主体直径的80％；所述第一导热油管的换热面积是第二导热油管的11倍。在流化床主体的上方一侧设置有物料进口；所述物料进口设置在第二导热油管的上方；在流化床主体的上方一侧设置有气体出口；所述气体出口设置在气固分离装置的顶部。
实施例3
本实施例提供一种间苯二甲腈氯化的流化床反应装置，所述流化床反应装置包括流化床主体和自下而上依次设置于流化床主体内部的多孔气体分布板、第二气体分布器、第一导热油管、第三气体分布器、第二导热油管和旋风分离器。
所述流化床主体的底部设置有第一进气口；所述第二气体分布器与第二进气口相连；所述第三气体分布器与第三进气口相连。所述流化床主体的直径为2600mm；所述多孔气体分布板与第二气体分布器的距离为流化床主体直径的25％；所述第二气体分布器与第三气体分布器的距离是流化床主体直径的80％；所述第一导热油管的换热面积是第二导热油管的12倍。在流化床主体的上方一侧设置有物料进口；所述物料进口设置在第二导热油管的上方；在流化床主体的上方一侧设置有气体出口；所述气体出口设置在气固分离装置的顶部。
实施例4
本实施例提供一种间苯二甲腈氯化的流化床反应装置，所述流化床反应装置包括流化床主体和自下而上依次设置于流化床主体内部的多孔气体分布板、第二气体分布器、第一导热油管、第三气体分布器、第二导热600油管和旋风分离器。
所述流化床主体的底部设置有第一进气口；所述第二气体分布器与第二进气口相连；所述第三气体分布器与第三进气口相连。所述流化床主体的直径为3000mm；所述多孔气体分布板与第二气体分布器的距离为流化床主体直径的30％；所述第二气体分布器与第三气体分布器的距离是流化床主体直径的100％；所述第一导热油管的换热面积是第二导热油管的15倍。在流化床主体的上方一侧设置有物料进口；所述物料进口设置在第二导热油管的上方；在流化床主体的上方一侧设置有气体出口；所述气体出口设置在气固分离装置的顶部。
实施例5
本实施例提供一种间苯二甲腈氯化的流化床反应装置，所述流化床反应装置除了将第二气体分布器与第三气体分布器的距离是流化床主体直径50％替换为10％外，其余均与实施例1相同。
实施例6
本实施例提供一种间苯二甲腈氯化的流化床反应装置，所述流化床反应装置除了将第二气体分布器与第三气体分布器的距离是流化床主体直径的50％替换为220％外，其余均与实施例1相同。
对比例1
本对比例提供一种间苯二甲腈氯化的流化床反应装置，所述流化床反应装置包括流化床主体和自下而上依次设置于流化床主体内部的多孔气体分布板、第二气体分布器、第一导热油管和气固分离装置，其余均与实施例1相同。
应用例1
本应用例提供一种间苯二甲腈氯化的方法，所述方法采用实施例1提供的间苯二甲腈氯化的流化床反应装置进行，所述方法包括如下步骤：
(1)流化床主体经第一导热油管和第二导热油管加热到110℃后，加入0.8t量的催化剂，并将流化床主体加热到280℃；
(2)温度为250℃、流量为400kg/h的第一氯气经第二气体分布器进入流化床主体，与流化床中的催化剂接触流化3h；
(3)间苯二甲腈与氮气的混合气体经多孔气体分布板进入流化床主体，第二氯气经第三气体分布器进入流化床主体，发生温度为308℃的氯化反应，生成四氯间苯二甲腈，经气固分离装置排出；所述氮气的流量为300m3/h；所述第一氯气的流量是第二氯气流量的10倍；所述第一氯气和第二氯气的总量与间苯二甲腈的质量比为2.4:1；所述四氯间苯二甲腈中夹带的催化剂经气固分离装置分离后返回流化床主体继续参与氯化反应。
应用例2
本应用例提供一种间苯二甲腈氯化的方法，所述方法采用实施例2提供的间苯二甲腈氯化的流化床反应装置进行，所述方法包括如下步骤：
(1)流化床主体经第一导热油管和第二导热油管加热到120℃后，加入2t量的催化剂，并将流化床主体加热到280℃；
(2)温度为220℃、流量为350kg/h的第一氯气经第二气体分布器进入流化床主体，与流化床中的催化剂接触流化2.5h；
(3)间苯二甲腈与氮气的混合气体经多孔气体分布板进入流化床主体，第二氯气经第三气体分布器进入流化床主体，发生温度为310℃的氯化反应，生成四氯间苯二甲腈，经气固分离装置排出；所述氮气的流量为500m3/h；所述第一氯气的流量是第二氯气流量的倍；所述第一氯气和第二氯气的总量与间苯二甲腈的质量比为2.4:1；所述四氯间苯二甲腈中夹带的催化剂经气固分离装置分离后返回流化床主体继续参与氯化反应。
应用例3
本应用例提供一种间苯二甲腈氯化的方法，所述方法采用实施例3提供的间苯二甲腈氯化的流化床反应装置进行，所述方法包括如下步骤：
(1)流化床主体经第一导热油管和第二导热油管加热到100℃后，加入4t量的催化剂，并将流化床主体加热到280℃；
(2)温度为280℃、流量为400kg/h的第一氯气经第二气体分布器进入流化床主体，与流化床中的催化剂接触流化2h；
(3)间苯二甲腈与氮气的混合气体经多孔气体分布板进入流化床主体，第二氯气经第三气体分布器进入流化床主体，发生温度为320℃的氯化反应，生成四氯间苯二甲腈，经气固分离装置排出；所述氮气的流量为800m3/h；所述第一氯气的流量是第二氯气流量的12倍；所述第一氯气和第二氯气的总量与间苯二甲腈的质量比为2.38:1；所述四氯间苯二甲腈中夹带的催化剂经气固分离装置分离后返回流化床主体继续参与氯化反应。
应用例4
本应用例提供一种间苯二甲腈氯化的方法，所述方法采用实施例3提供的间苯二甲腈氯化的流化床反应装置进行，所述方法包括如下步骤：
(1)流化床主体经第一导热油管和第二导热油管加热到100℃后，加入6t量的催化剂，并将流化床主体加热到280℃；
(2)温度为280℃、流量为300kg/h的第一氯气经第二气体分布器进入流化床主体，与流化床中的催化剂接触流化4h；
(3)间苯二甲腈与氮气的混合气体经多孔气体分布板进入流化床主体，第二氯气经第三气体分布器进入流化床主体，发生温度为305℃的氯化反应，生成四氯间苯二甲腈，经气固分离装置排出；所述氮气的流量为800m3/h；所述第一氯气的流量是第二氯气流量的15倍；所述第一氯气和第二氯气的总量与间苯二甲腈的质量比为2.42:1；所述四氯间苯二甲腈中夹带的催化剂经气固分离装置分离后返回流化床主体继续参与氯化反应。
应用例5
本应用例提供一种间苯二甲腈氯化的方法，所述方法采用实施例4提供的间苯二甲腈氯化的流化床反应装置进行，所述方法与应用例1相同。
应用例6
本应用例提供一种间苯二甲腈氯化的方法，所述方法采用实施例5提供的间苯二甲腈氯化的流化床反应装置进行，所述方法与应用例1相同。
应用例7
本应用例提供一种间苯二甲腈氯化的方法，所述方法采用实施例1提供的间苯二甲腈氯化的流化床反应装置进行，所述方法除了将步骤(3)所述氯化反应的温度308℃替换为250℃外，其余均与应用例1相同。
应用例8
本应用例提供一种间苯二甲腈氯化的方法，所述方法采用实施例1提供的间苯二甲腈氯化的流化床反应装置进行，所述方法除了将步骤(3)所述氯化反应的温度308℃替换为350℃外，其余均与应用例1相同。
应用例9
本应用例提供一种间苯二甲腈氯化的方法，所述方法采用实施例1提供的间苯二甲腈氯化的流化床反应装置进行，所述方法除了将步骤(3)所述第一氯气的流量是第二氯气流量的10倍替换为0.5倍外，其余均与应用例1相同。
应用例10
本应用例提供一种间苯二甲腈氯化的方法，所述方法采用实施例1提供的间苯二甲腈氯化的流化床反应装置进行，所述方法除了将步骤(3)所述第一氯气的流量是第二氯气流量的10倍替换为25倍外，其余均与应用例1相同。
应用对比例1
本应用对比例提供一种间苯二甲腈氯化的方法，所述方法采用对比例1提供的间苯二甲腈氯化的流化床反应装置进行，所述方法包括如下步骤：
(1)流化床主体经第一导热油管加热到110℃后，加入0.8t的催化剂，并将流化床主体加热到280℃；
(2)温度为250℃、流量为400kg/h的第一氯气经第二气体分布器进入流化床主体，与流化床中的催化剂接触流化3h；
(3)间苯二甲腈与氮气的混合气体经多孔气体分布板进入流化床主体，与第一氯气发生温度为308℃的氯化反应，生成四氯间苯二甲腈，经气固分离装置排出；所述氮气的流量为300m3/h；所述第一氯气与间苯二甲腈的质量比为2.4:1；所述四氯间苯二甲腈中夹带的催化剂经气固分离装置分离后返回流化床主体继续参与氯化反应。
上述应用例和应用对比例间苯二甲腈氯化的全周期中间苯二甲腈的转化率的选择性的结果如表1所示。
表1
从表1可以看出：
(1)综合应用例1～10可以看出，本发明提供的间苯二甲腈氯化的方法全周期间苯二甲腈转化率可达98％以上，选择性可达97％以上；
(2)综合应用例1与应用例5～6可以看出，应用例1中采用实施例1提供的间苯二甲腈氯化的流化床反应装置进行，第二气体分布器与第三气体分布器的距离是流化床主体直径50％，相较于应用例5和6分别采用实施例5～6的间苯二甲腈氯化的流化床反应装置进行，第二气体分布器与第三气体分布器的距离分别是流化床主体直径10％和220％而言，应用例1中间苯二甲腈的转化率为98.36％，选择性为97.43％，而应用例5中间苯二甲腈的转化率为95.62％，选择性为94.56％，应用例6中间苯二甲腈的转化率为95.85％，选择性为94.77％，均较应用例1小；由此表明，本发明进一步限定间苯二甲腈氯化的流化床反应装置中第二气体分布器与第三气体分布器的距离在特定范围，降低了流化床下段氯气量，有效抑制了过氯化，提高了间苯二甲腈转化率和选择性；
(3)综合应用例1与应用例7～8可以看出，应用例1步骤(3)所述氯化反应的温度308℃，相较于应用例7和8步骤(3)所述氯化反应的温度分别为250℃和350℃而言，应用例7中间苯二甲腈的转化率为94.79％，选择性为93.60％，应用例8中间苯二甲腈的转化率为95.22％，选择性为94.15％，均较应用例1小；由此表明，本发明进一步限定步骤(3)所述氯化反应的温度在特定范围，具有间苯二甲腈转化率高、选择高、反应稳定的优势；
(4)综合应用例1与应用例9～10可以看出，应用例1步骤(3)所述第一氯气的流量是第二氯气流量的10倍，相较于应用例9和10步骤(3)所述第一氯气的流量分别是第二氯气流量的0.5倍和25倍而言，应用例9中间苯二甲腈的转化率为93.18％，选择性为92.21％，应用例10中间苯二甲腈的转化率为93.12％，选择性为92.98％，均较应用例1小；由此表明，本发明进一步限定步骤(3)所述第一氯气的流量与第二氯气流量在特定范围，可以提高间苯二甲腈转化率和选择性；
(5)综合应用例1与应用对比例1可以看出，应用例1采用实施例1提供的间苯二甲腈氯化的流化床反应装置进行，而应用对比例1采用对比例1提供的间苯二甲腈氯化的流化床反应装置进行，所述流化床反应装置与实施例1的区别在于氯气仅从一个分布器进入，且只有一组导热油管，应用对比例1中间苯二甲腈的转化率为82.67％，选择性为80.33％，较应用例1小很多；由此表明，本发明提供的间苯二甲腈氯化的流化床反应装置中氯气分段进入且设置两组换热装置，可以大大提高苯二甲腈的转化率和选择性。
综上所述，本发明提供的间苯二甲腈氯化的流化床反应装置结构设计合理，有效抑制了过氯化，减少了流化床中的气体返混；所述间苯二甲腈氯化的方法全周期间苯二甲腈转化率可达98％以上，选择性可达97％以上。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (12)
1.一种间苯二甲腈氯化的方法，其特征在于，所述方法采用如下的间苯二甲腈氯化的流化床反应装置进行；
所述流化床反应装置包括流化床主体和自下而上依次设置于流化床主体内部的第一气体分布装置、第二气体分布装置、第一换热装置、第三气体分布装置、第二换热装置和气固分离装置；所述第一换热装置的换热面积是第二换热装置的5~20倍；
所述第一气体分布装置与第二气体分布装置的距离为流化床主体直径的5%~50%；
所述第二气体分布装置与第三气体分布装置的距离是流化床主体直径的20%~200%；
所述方法包括如下步骤：
（1）流化床主体经第一换热装置和第二换热装置加热到100~120℃后，加入0.6t~8t的催化剂，并将流化床主体加热到260~300℃；
（2）温度为220~280℃、流量为300~600kg/h的第一氯气经第二气体分布装置进入流化床主体，与流化床中的催化剂接触流化2~4h；
（3）间苯二甲腈与氮气的混合气体经第一气体分布装置进入流化床主体，第二氯气经第三气体分布装置进入流化床主体，发生温度为280~320℃的氯化反应，生成四氯间苯二甲腈，经气固分离装置排出；所述氮气的流量为300~2000m³/h；所述第一氯气的流量是第二氯气流量的1~20倍；所述第一氯气和第二氯气的总量与间苯二甲腈的质量比为(2.35~2.5):1；所述四氯间苯二甲腈中夹带的催化剂经气固分离装置分离后返回流化床主体继续参与氯化反应。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述流化床主体的底部设置有第一进气口。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二气体分布装置与第二进气口相连。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第三气体分布装置与第三进气口相连。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一气体分布装置包括多孔气体分布板。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二气体分布装置和第三气体分布装置包括气体分布器。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一换热装置和第二换热装置包括导热油管。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述气固分离装置包括旋风分离器。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在流化床主体的上方一侧设置有物料进口。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述物料进口设置在第二换热装置的上方。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在流化床主体的上方一侧设置有气体出口。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述气体出口设置在气固分离装置的顶部。
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