CN117323929A - 气体分布器、流化床反应装置以及烃氨氧化反应方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及化工技术领域,公开了一种气体分布器、流化床反应装置以及烃氨氧化反应方法,气体分布器包括基架和多个气体分布机构,基架包括主进气管以及沿主进气管的周向分布的多个支管,支管与主进气管相连通,主进气管设置有供气体进入的主进气口;多个气体分布机构分别设置于相应的支管,气体分布机构包括沿支管的轴向分布的多对分布管,分布管与支管相连通,在沿相应的支管内的气流方向上,成对的分布管对称设置于支管的两侧;分布管包括沿分布管的轴向分布且彼此相连通的多个分布腔体,分布腔体设置有供气体喷出的喷口,分布腔体的顶面在沿分布管内的气流方向上呈渐缩状。通过设置呈倒刺状的分布管,从而提高了气体分布器的布气均匀性。
Description
技术领域
本发明涉及化工技术领域,具体地涉及一种气体分布器、流化床反应装置以及烃氨氧化反应方法。
背景技术
气体分布器是使通入相应的反应器内的气体在反应器的截面上均匀分布的设备。气体分布器是气固流化床反应器的重要元件,其作用一方面均匀分布流化风以维持流化床的流化状态,另一方面提供进行反应的气体以保证工艺过程的进行,因此分布器的布气性能直接影响到流化床的工艺操作。
以管式分布器为例,管式分布通常会应用于芳烃氨氧化和丙烯腈流化床反应器。目前,管式分布器具有均匀分布的多个支管,每个支管上设置有均布的多个喷嘴,其中,采用直管作为支管。采用常规的管式分布器仍然使得内部流场为典型的变质量流动,布气相对不均匀,且随着反应器的直径的增大,布气不均匀性也随之增大。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的气体分布器布气不均匀性的问题,提供一种气体分布器,该气体分布器具有呈倒刺状的分布管,由此提高了气体分布器的布气均匀性。
为了实现上述目的,本发明一方面提供一种气体分布器,所述气体分布器包括:
基架,所述基架包括主进气管以及沿所述主进气管的周向分布的多个支管,所述支管与所述主进气管相连通,所述主进气管设置有供气体进入的主进气口;以及
多个气体分布机构,多个所述气体分布机构分别设置于相应的支管,所述气体分布机构包括沿所述支管的轴向分布的多对分布管,所述分布管与所述支管相连通,在沿相应的所述支管内的气流方向上,成对的所述分布管对称设置于所述支管的两侧;其中:
所述分布管包括沿所述分布管的轴向分布且彼此相连通的多个分布腔体,所述分布腔体设置有供气体喷出的喷口,所述分布腔体的顶面在沿所述分布管内的气流方向上呈渐缩状。
上述技术方案,通过将设置于支管的分布管设置成为具有沿分布管的轴向分布且彼此相连通的多个分布腔体,并且使得分布腔体的顶面在沿分布管内的气流方向上呈渐缩状,由此可使得待分布的气体分布均匀,大大提高了气体分布器的布气均匀性。
优选地,在沿所述分布管内的气流方向上,所述分布腔体的彼此相对的两个纵向开口均呈圆形状;和/或
在沿所述分布管内的气流方向上,所述分布腔体的彼此相对的两个纵向开口分别为第一纵向开口和第二纵向开口,所述第二纵向开口所在的纵向截面的面积与所述第一纵向开口所在的纵向截面的面积比为(0.1-0.9):1。
优选地,所述气体分布器包括设置于相应的所述分布腔体内的扰流器。
优选地,所述扰流器包括设置于相应的所述分布腔体内的扰流本体,所述扰流本体包括第一扰流部和能够与第一扰流部相拼合的第二扰流部,所述第一扰流部具有迎料面,所述第二扰流部具有背离所述迎料面且连接于所述迎料面的背料面,所述迎料面和所述背料面能够共同围合形成所述扰流本体的外轮廓;
其中:所述迎料面呈朝向所述扰流本体外凸出的第一弧形面,所述背料面呈朝向所述扰流本体外凸出的第二弧形面。
优选地,连接所述第一弧形面的最顶端和最底端的弦长所对应的弧长为第一弧长,连接所述第二弧形面的最顶端和最底端的弦长所对应的弧长为第二弧长;其中:所述第一弧长大于所述第二弧长。
优选地,在沿所述分布管内的气流方向上,所述分布腔体的彼此相对的两个纵向开口分别为第一纵向开口和第二纵向开口;
所述第一扰流部的纵向截面的面积与所述第一纵向开口的面积比为(0.15-0.45):1;和/或
所述第二扰流部的纵向截面的面积与所述第一纵向开口的面积比为(0.15-0.45):1。
优选地,连接所述第一弧形面的最顶端和最底端的弦长与所述分布腔体的底面之间的夹角为15°-60°;和/或
连接所述第二弧形面的最顶端和最底端的弦长与所述分布腔体的底面之间的夹角为30°-75°。
优选地,所述分布腔体设置有供气体喷出的一对喷口,在沿垂直于所述分布管的气流方向的水平方向上,一对所述喷口分别位于相应的所述扰流本体的两侧;
所述气体分布机构包括分别装配于同一个所述分布腔体的相应的所述喷口的一对喷嘴。
优选地,所述喷嘴倾斜设置,在从所述分布腔体的顶面到所述分布腔体的底面的方向上,成对的所述喷嘴逐渐远离彼此。
优选地,在沿所述分布管内的气流方向上,一对所述喷口错开设置,所述分布腔体的彼此相对的两个纵向开口分别为第一纵向开口和第二纵向开口;
一对所述喷嘴分别为靠近所述第一纵向开口的第一喷嘴和靠近所述第二纵向开口的第二喷嘴,其中:所述第一弧形面和所述第二喷嘴之间的距离与所述第二纵向开口的口径之比为0.25-0.85,所述第二弧形面和所述第二喷嘴之间的距离与所述第二纵向开口的口径之比为0.2-0.75。
本发明第二方面提供一种流化床反应装置,所述流化床反应装置包括反应壳体和设置于所述反应壳体内的本发明所提供的气体分布器,所述气体分布器沿垂直于所述反应壳体的高度方向设置;
所述流化床反应装置还包括沿垂直于所述反应壳体的高度方向设置且位于所述气体分布器的下方的空气分布器以及填充于所述反应壳体内的催化剂层,其中,所述喷口朝向所述空气分布器。通过在反应壳体内设置气体分布器,可使得用于反应的气体分布均匀,从而提高了反应效果和反应效率。
本发明第三方面提供一种烃氨氧化反应方法,利用本发明所提供的流化床反应装置进行所述烃氨氧化反应方法,所述烃氨氧化反应方法包括:
步骤S00:向所述气体分布器中通入烃和氨,使得所述气体分布器朝向所述空气分布器喷射所述烃和氨;
步骤S20:利用所述空气分布器使得空气分布在所述反应壳体内;
步骤S40:所述烃、氨和空气在催化剂的作用下进行氨氧化反应以得到腈。
优选地,在所述步骤S40中,氨氧化反应的反应温度为320℃-500℃,氨氧化反应的反应压力为0.01MPa-0.15MPa;和/或
烃、氨和空气的摩尔比为1:(1-10):(8-40)。
优选地,所述气体分布器的布气的均匀度为P,P=1-M,M通过下述公式计算获得:
其中,n为所述气体分布器中的喷口的个数,ui为相应的喷口所喷出的烃和氨的喷射流量,/>为n个喷口的喷射流量的平均值。
附图说明
图1是本发明优选实施方式的流化床反应装置的剖面结构示意图,其中装配有本发明优选实施方式的气体分布器;
图2是本发明优选实施方式的气体分布器的俯视结构示意图;
图3是本发明优选实施方式的气体分布器中的分布管的剖面结构示意图;
图4是图3所示的分布管的位于一个分布腔体处的局部结构示意图。
附图标记说明
10-气体分布器;12-基架;120-主进气管;122-支管;14-气体分布机构;140-分布管;140a-分布腔体;141-顶面;143-底面;142-第一纵向开口;144-第二纵向开口;16-扰流器;160-扰流本体;160a-迎料面;160b-背料面;18-喷嘴;18a-第一喷嘴;18b-第二喷嘴;20-流化床反应装置;22-反应壳体;24-空气分布器;26-旋风分离器;28-换热器;29a-主导气管;29b-导气管。
具体实施方式
在本发明中,在未作相反说明的情况下,使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指结合附图和实际应用中所示的方位理解,“内、外”是指部件的轮廓的内、外。
本发明提供了一种气体分布器,如图2中所示,气体分布器10包括基架12和多个气体分布机构14。
基架12包括主进气管120以及沿主进气管120的周向分布的多个支管122,多个支管122可在主进气管120的周向上均匀分布,支管122可垂设于主进气管120,支管122与主进气管120相连通,主进气管120设置有供气体进入主进气管120内的主进气口;多个气体分布机构14分别设置于相应的支管122,气体分布机构14包括沿支管122的轴向分布的多对分布管140,分布管140与支管122相连通,分布管140可垂设于支管122,在沿相应的支管122内的气流方向上,成对的分布管140对称设置于支管122的两侧,当待分布的气体进入相应的支管122后,在沿支管122内的气流方向上,待分布的气体可进入到与该支管122相对应的多对分布管140内;结合图3中所示,分布管140包括沿分布管140的轴向分布且彼此相连通的多个分布腔体140a,可以理解的是,结合图4中所示,分布腔体140a的两端呈开口状分别形成为第一纵向开口142和第二纵向开口144,多个分布腔体140a彼此相连通以共同构成相应的分布管140,分布腔体140a设置有供气体喷出的喷口,为了更稳定地喷射出,可在喷口处设置喷嘴,这部分内容将在后面的内容中进行阐述,此处不再赘述,分布腔体140a的顶面141在沿分布管140内的气流方向上呈渐缩状,也就是说,分布腔体140a的顶面141在沿分布管140内的气流方向上逐渐靠近分布腔体140a的底面143,可以理解的是,在沿分布管140内的气流方向上,分布管140的顶面141呈倒刺状,单个分布腔体140a的纵向截面呈梯形状。通过将设置于支管122的分布管140设置成为具有沿分布管140的轴向分布且彼此相连通的多个分布腔体140a,并且使得分布腔体140a的顶面141在沿分布管140内的气流方向上呈渐缩状,由此可使得待分布的气体分布均匀,大大提高了气体分布器10的布气均匀性。
需要说明的是,待分布的气体可从主进气口进入到主进气管120内,再分布到各个支管122中,待分布的气体在沿支管122流动的行程中,再分别进入到各对分布管140中,之后,待分布的气体在沿相应的分布管140流动的行程中,由相应的分布腔体140a的喷口排出。
为了进一步提高布气均匀性,同一个支管122上,在沿该支管122内的气流方向上,位于同一侧的多个分布管140的长度先逐渐变长再逐渐变短。
在沿分布管140内的气流方向上,分布腔体140a的彼此相对的两个纵向开口均呈圆形状,分布腔体140a的彼此相对的两个纵向开口可分别为第一纵向开口142和第二纵向开口144,这样,第一纵向开口142和第二纵向开口144均可呈圆形状,可以理解的是,相邻的分布腔体140a中的一个分布腔体140a的第一纵向开口142和另一个分布腔体140a的第二纵向开口144彼此相连通。
在沿分布管140内的气流方向上,分布腔体140a的彼此相对的两个纵向开口可分别为第一纵向开口142和第二纵向开口144,第二纵向开口144所在的第二纵向截面的面积与第一纵向开口142所在的第一纵向截面的面积比为(0.1-0.9):1,可以理解的是,第二纵向截面的面积:第一纵向截面的面积=(0.1-0.9):1。通过将第二纵向截面和第一纵向截面的面积比设定在上述范围内,可使得分布腔体140a具有合理的结构,可进一步提高布气效果。
结合图3和图4中所示,可在相应的分布腔体140a内设置扰流器16,这样,可对气流进行扰动,以使得气体分布的更加均匀,由此进一步提高了气体分布器10的布气均匀性。
扰流器16可包括设置于相应的分布腔体140a内的扰流本体160,扰流本体160可包括第一扰流部和能够与第一扰流部相拼合的第二扰流部,第一扰流部可设置为具有迎料面160a,第二扰流部可设置为具有背离迎料面160a且连接于迎料面160a的背料面160b,迎料面160a和背料面160b能够共同围合形成扰流本体160的外轮廓。通过将扰流器16设置成为具有能够相互拼合的第一弧形面和第二弧形面,从而可对气体进行有效扰动,并且整个扰流器16的结构简单。
需要指出的是,连接第一弧形面的最顶端和最底端的弦长所对应的弧长为第一弧长,连接第二弧形面的最顶端和最底端的弦长所对应的弧长为第二弧长,为了进一步提高扰流效果,第一弧长可设置为大于第二弧长。
第一扰流部的纵向截面的面积与第一纵向开口142的面积比为(0.15-0.45):1,也就是说,第一扰流部的纵向截面的面积:第一纵向开口142的面积=(0.15-0.45):1,这样,可使得第一扰流部具有合理的尺寸,并且还能够有效扰动流经扰流器16的气体;另外,第二扰流部的纵向截面的面积与第一纵向开口142的面积比为(0.15-0.45):1,也就是说,第二扰流部的纵向截面的面积:第一纵向开口142的面积=(0.15-0.45):1,由此进一步保证了第一扰流部的尺寸,同时还能够进一步有效保证扰流器16的扰流效果。
连接第一弧形面的最顶端和最底端的弦长与分布腔体140a的底面143之间的夹角可设定为15°-60°,这样,可使得第一弧形面具有合理的弧度;另外,连接第二弧形面的最顶端和最底端的弦长与分布腔体140a的底面143之间的夹角可设定为30°-75°,由此,可使得第二弧形面具有合理的弧度。
可在分布腔体140a上设置一对喷口,在沿垂直于分布管140的气流方向的水平方向上,一对喷口可分别位于相应的扰流本体160b的两侧;气体分布机构14可包括分别装配于同一个分布腔体140a的相应的喷口的一对喷嘴18,也就是说,成对的喷嘴18可分别装配于同一个分布腔体140a的相应的喷口。通过在相应的喷口处设置喷嘴18,从而能够更加有效且稳定的喷射出气体。
喷嘴18可倾斜设置,在从分布腔体140a的顶面141到分布腔体140a的底面143的方向上,成对的喷嘴18逐渐远离彼此,可以理解的是,成对的喷嘴18呈八字状。
在沿分布管140内的气流方向上,一对喷口错开设置,由此可以理解的是,一对喷嘴18可错可设置,分布腔体140a的彼此相对的两个纵向开口可分别设定为第一纵向开口142和第二纵向开口144;结合图3和图4中所示,一对喷嘴18可分别为靠近第一纵向开口142的第一喷嘴18a和靠近第二纵向开口144的第二喷嘴18b,其中:第一弧形面和第二喷嘴18b之间的距离与第二纵向开口144的口径之比可设定为0.25-0.85,第二弧形面和第二喷嘴18b之间的距离与第二纵向开口144的口径之比可设定为0.2-0.75,这样,可将扰流器16合理设置在相应的成对的喷嘴18之间,并且同时保证了扰流器16的扰流效果。
本发明还提供了一种流化床反应装置,如图1中所示,流化床反应装置20包括反应壳体22和设置于反应壳体22内的本发明所提供的气体分布器10,气体分布器10沿垂直于反应壳体22的高度方向设置,可以理解的是,气体分布器10可横向设置于反应壳体22;流化床反应装置20还包括沿垂直于反应壳体22的高度方向设置且位于气体分布器10的下方的空气分布器24以及填充于反应壳体22内的催化剂层,具体来讲,空气分布器24可横向设置于反应壳体22,催化剂层基本位于反应壳体22的中下部,其中,喷口朝向空气分布器24,可以理解的是,当喷口处装配喷嘴18时,喷嘴18可基本朝向空气分布器24喷射气体。通过在反应壳体22内设置气体分布器10,可使得用于反应的气体分布均匀,从而提高了反应效果和反应效率。
为了进一步提高反应效果和反应效率,气体分布器10和空气分布器24之间的距离为反应壳体22的高度的0.01-0.1。
需要指出的是,可在反应壳体22上插设主导气管29a,主导气管29a的一端与主进气管120相连通以将气体导入到气体分布器10内,主导气管29a可位于气体分布器10的上方;另外,可在反应壳体22上插设用于导入空气的导气管29b,导气管29b可设置于空气分布器24的下方,空气由导气管29b导入反应壳体22后,可经由空气分布器24均匀分布。其中,空气分布器24可为具有均匀分布的多个孔的多孔板。
另外,可在反应壳体22内设置旋风分离器26,旋风分离器26可设置于气体分布器10的上方,以便于对反应得到的产物进行分离,从而将反应产物中所携带的催化剂颗粒分离出,反应产物则由反应壳体22的排料口排出。
可在反应壳体22内设置换热器28,换热器28可设置于气体分布器10的上方,换热器28可对流经换热器28的物料进行降温处理。其中,换热器28的结构形式可根据实际需求进行选择,只要能够对物料进行降温处理即可。
本发明还提供了一种烃氨氧化反应方法,利用本发明所提供的流化床反应装置20进行所述烃氨氧化反应方法,烃氨氧化反应方法包括:
步骤S00:向气体分布器10中通入烃和氨,具体来讲,可向气体分布器10中通入汽化后的烃和氨,使得气体分布器10朝向空气分布器24喷射烃和氨,可以理解的是,汽化后的烃和氨可通过主导气管29a进入到空气分布器24内,之后可由各个喷嘴18喷出,其中,烃可为芳烃和/或烯烃,其中,芳烃可为间二甲苯,烯烃可为丙烯;
步骤S20:利用空气分布器24使得空气分布在反应壳体22内,可以理解的是,空气可首先由导气管29b导入到反应壳体22内,之后经空气分布器24均匀分布在反应壳体22内,均匀分布的空气能够与喷射出的烃和氨接触;
步骤S40:烃、氨和空气在催化剂的作用下进行氨氧化反应以得到腈,其中,反应得到的腈如芳腈可携带少量的催化剂颗粒可朝向反应壳体22的上部运行,经旋风分离器26将腈中所携带的催化剂颗粒分离后,腈可由反应壳体22的排料口排出,排出流化床反应装置20的腈可通过冷凝或溶剂吸收等方法接收,之后可通过精馏或重结晶等方法精制得到产品气。
在烃氨氧化反应方法中,所通入到流化床反应装置20内的烃、氨和空气的摩尔比为1:(1-10):(8-40),也就是说,烃的摩尔数:氨的摩尔数:空气的摩尔数=1:(1-10):(8-40)。
在上述步骤S00中,喷嘴18所喷出的气体即烃和氨的表观线速度可为0.5m/s-200m/s,进一步优选地,所喷出的气体的表观线速度可为5m/s-100m/s,更进一步优选地,所喷出的气体的表观线速度可为10m/s-50m/s。需要指出的是,可根据喷嘴18所喷出的气体的表观线速度和相应的喷嘴18的横截面积而计算出相应的喷嘴18的喷射流量。
在上述步骤S40中,氨氧化反应的反应温度可控制为320℃-500℃,氨氧化反应的反应压力可控制为0.01MPa-0.15MPa。
气体分布器10的布气的均匀度可为P,P=1-M,M通过下述公式计算获得:
其中,n为气体分布器10中的喷口的个数,ui为相应的喷口所喷出烃和氨的喷射流量,/>为n个喷口的喷射流量的平均值。通过上述计算方式,可用于评价气体分布器10的布气均匀性。本发明的气体分布器10的布气的均匀度可达到0.7以上。
下面将通过实施例和对比例进一步说明本发明的效果。
实施例
实施例1
采用图1所示的流化床反应装置20进行芳烃氨氧化反应,其中,在反应壳体22内设置有本发明所提供气体分布器10,空气分布器24设置于气体分布器10的下方,空气分布器24和气体分布器10之间的距离为反应壳体22的高度的0.05,换热器28和旋风分离器26均设置于气体分布器10的上方。
其中,采用本发明图2所示的气体分布器10,主进气管120的周向分布的4个支管122,支管122上设置有6对分布管140,分布管140由沿分布管140的轴向分布且彼此相连通的多个分布腔体140a构成,分布腔体140a上设置有一对喷嘴18即第一喷嘴18a和第二喷嘴18b,第二纵向截面的面积:第一纵向截面的面积=0.25:1,连接第一弧形面的最顶端和最底端的弦长与分布腔体140a的底面143之间的夹角为30°,连接第二弧形面的最顶端和最底端的弦长与分布腔体140a的底面143之间的夹角为50°。
向气体分布器10中通入芳烃和氨,使得气体分布器10朝向空气分布器24喷射所述芳烃和氨;利用空气分布器24使得空气分布在反应壳体22内;芳烃、氨和空气接触后在催化剂的作用下进行氨氧化反应以得到芳腈;反应生成相应的芳腈携带催化剂离开位于反应壳体22的中下部的密相区后,经旋风分离器26分离处催化剂颗粒,芳腈排出流化床反应器后经冷凝或溶剂吸收等方法接收,之后,经精馏或重结晶等方法精制得到产品气,而分离出的催化剂再次进入密相区内;其中,反应原料为间二甲苯、氨气和空气,间二甲苯、氨气和空气摩尔比为间二甲苯:氨气:空气=1:6:22.4,反应温度为405℃,所喷出的二甲苯和氨气的表观线速度为0.5m/s。经计算,气体分布器10的布气的均匀度为0.74,间苯二甲腈收率为82.4%。
对比例
对比例1
与实施例基本相同,只是采用了常规的气体分布器10,并且流化床反应器密相区内反应原料为间二甲苯、氨气和空气,摩尔比为1:6.4:26.7,反应温度420℃,所喷射的气体表观线速为0.5m/s,其余条件相同。经计算,气体分布器10的布气的均匀度为0.56,间苯二甲腈收率为79.4%。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容,均属于本发明的保护范围。
Claims (14)
1.一种气体分布器,其特征在于,所述气体分布器(10)包括:
基架(12),所述基架(12)包括主进气管(120)以及沿所述主进气管(120)的周向分布的多个支管(122),所述支管(122)与所述主进气管(120)相连通,所述主进气管(120)设置有供气体进入的主进气口;以及
多个气体分布机构(14),多个所述气体分布机构(14)分别设置于相应的支管(122),所述气体分布机构(14)包括沿所述支管(122)的轴向分布的多对分布管(140),所述分布管(140)与所述支管(122)相连通,在沿相应的所述支管(122)内的气流方向上,成对的所述分布管(140)对称设置于所述支管(122)的两侧;其中:
所述分布管(140)包括沿所述分布管(140)的轴向分布且彼此相连通的多个分布腔体(140a),所述分布腔体(140a)设置有供气体喷出的喷口,所述分布腔体(140a)的顶面(141)在沿所述分布管(140)内的气流方向上呈渐缩状。
2.根据权利要求1所述的气体分布器,其特征在于,在沿所述分布管(140)内的气流方向上,所述分布腔体(140a)的彼此相对的两个纵向开口均呈圆形状;和/或
在沿所述分布管(140)内的气流方向上,所述分布腔体(140a)的彼此相对的两个纵向开口分别为第一纵向开口(142)和第二纵向开口(144),所述第二纵向开口(144)所在的纵向截面的面积与所述第一纵向开口(142)所在的纵向截面的面积比为(0.1-0.9):1。
3.根据权利要求1所述的气体分布器,其特征在于,所述气体分布器(10)包括设置于相应的所述分布腔体(140a)内的扰流器(16)。
4.根据权利要求3所述的气体分布器,其特征在于,所述扰流器(16)包括设置于相应的所述分布腔体(140a)内的扰流本体(160),所述扰流本体(160)包括第一扰流部和能够与第一扰流部相拼合的第二扰流部,所述第一扰流部具有迎料面(160a),所述第二扰流部具有背离所述迎料面(160a)且连接于所述迎料面(160a)的背料面(160b),所述迎料面(160a)和所述背料面(160b)能够共同围合形成所述扰流本体(160)的外轮廓;
其中:所述迎料面(160a)呈朝向所述扰流本体(160)外凸出的第一弧形面,所述背料面(160b)呈朝向所述扰流本体(160)外凸出的第二弧形面。
5.根据权利要求4所述的气体分布器,其特征在于,连接所述第一弧形面的最顶端和最底端的弦长所对应的弧长为第一弧长,连接所述第二弧形面的最顶端和最底端的弦长所对应的弧长为第二弧长;其中:所述第一弧长大于所述第二弧长。
6.根据权利要求4所述的气体分布器,其特征在于,在沿所述分布管(140)内的气流方向上,所述分布腔体(140a)的彼此相对的两个纵向开口分别为第一纵向开口(142)和第二纵向开口(144);
所述第一扰流部的纵向截面的面积与所述第一纵向开口(142)的面积比为(0.15-0.45):1;和/或
所述第二扰流部的纵向截面的面积与所述第一纵向开口(142)的面积比为(0.15-0.45):1。
7.根据权利要求4所述的气体分布器,其特征在于,连接所述第一弧形面的最顶端和最底端的弦长与所述分布腔体(140a)的底面(143)之间的夹角为15°-60°;和/或
连接所述第二弧形面的最顶端和最底端的弦长与所述分布腔体(140a)的底面(143)之间的夹角为30°-75°。
8.根据权利要求4-7中任意一项所述的气体分布器,其特征在于,所述分布腔体(140a)设置有供气体喷出的一对喷口,在沿垂直于所述分布管(140)的气流方向的水平方向上,一对所述喷口分别位于相应的所述扰流本体(160b)的两侧;
所述气体分布机构(14)包括分别装配于同一个所述分布腔体(140a)的相应的所述喷口的一对喷嘴(18)。
9.根据权利要求8所述的气体分布器,其特征在于,所述喷嘴(18)倾斜设置,在从所述分布腔体(140a)的顶面(141)到所述分布腔体(140a)的底面(143)的方向上,成对的所述喷嘴(18)逐渐远离彼此。
10.根据权利要求8所述的气体分布器,其特征在于,在沿所述分布管(140)内的气流方向上,一对所述喷口错开设置,所述分布腔体(140a)的彼此相对的两个纵向开口分别为第一纵向开口(142)和第二纵向开口(144);
一对所述喷嘴(18)分别为靠近所述第一纵向开口(142)的第一喷嘴(18a)和靠近所述第二纵向开口(144)的第二喷嘴(18b),其中:所述第一弧形面和所述第二喷嘴(18b)之间的距离与所述第二纵向开口(144)的口径之比为0.25-0.85,所述第二弧形面和所述第二喷嘴(18b)之间的距离与所述第二纵向开口(144)的口径之比为0.2-0.75。
11.一种流化床反应装置,其特征在于,所述流化床反应装置(20)包括反应壳体(22)和设置于所述反应壳体(22)内的权利要求1-10中任意一项所述的气体分布器(10),所述气体分布器(10)沿垂直于所述反应壳体(22)的高度方向设置;
所述流化床反应装置(20)还包括沿垂直于所述反应壳体(22)的高度方向设置且位于所述气体分布器(10)的下方的空气分布器(24)以及填充于所述反应壳体(22)内的催化剂层,其中,所述喷口朝向所述空气分布器(24)。
12.一种烃氨氧化反应方法,其特征在于,利用权利要求11所述的流化床反应装置(20)进行所述烃氨氧化反应方法,所述烃氨氧化反应方法包括:
步骤S00:向所述气体分布器(10)中通入烃和氨,使得所述气体分布器(10)朝向所述空气分布器(24)喷射所述烃和氨;
步骤S20:利用所述空气分布器(24)使得空气分布在所述反应壳体(22)内;
步骤S40:所述烃、氨和空气在催化剂的作用下进行氨氧化反应以得到腈。
13.根据权利要求12所述的烃氨氧化反应方法,其特征在于,在所述步骤S40中,氨氧化反应的反应温度为320℃-500℃,氨氧化反应的反应压力为0.01MPa-0.15MPa;和/或
烃、氨和空气的摩尔比为1:(1-10):(8-40)。
14.根据权利要求13所述的烃氨氧化反应方法,其特征在于,所述气体分布器(10)的布气的均匀度为P,P=1-M,M通过下述公式计算获得:
其中,n为所述气体分布器(10)中的喷口的个数,ui为相应的喷口所喷出烃和氨的喷射流量,/>为n个喷口的喷射流量的平均值。
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