CN202113842U - 一种合成醋酸乙烯的新型固定床反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公布了一种合成醋酸乙烯的新型固定床反应器，该反应器不仅可以用于合成醋酸乙烯，而且还能够应用于其它的气固相催化反应过程中。在新型固定床反应器的外管(4)和内管(6)之间放置催化剂(18)，反应气体从上往下通过催化剂床层(5)，载热体从载热体第一入口(7)、载热体第二入口(13)进入反应器，在内外翅板的作用下从壳程和内管(6)中吸收反应过程放出的热量，从而能够有效的避免“飞温”现象的发生，保持反应过程在适宜的温度中进行。该固定床反应器具有空时收率、醋酸转化率较高，副产物较少等优点。

Description

一种合成醋酸乙烯的新型固定床反应器

技术领域

本实用新型涉及一种合成醋酸乙烯的新型固定床反应器，该反应器不仅可以用于合成醋酸乙烯，而且还能够应用于其它的气固相催化反应过程中。 

背景技术

合成醋酸乙烯的反应器目前主要有两种类型，一种是流化床，另一种是固定床。反应器的型式主要视反应的转化率、选择性、反应热的除去(或供给)方法、催化剂的性能和寿命等选择。1965年日本可乐丽公司首先使用流化床工业反应器；随后，美国Du Pont公司、日本合成化学公司也相继采用。60年代后，固定床工艺大多转换为流化床工艺。与固定床工艺比较，采用流化床工艺生产醋酸乙烯的优点在于：催化剂在反应器中连续和均匀地混合；可连续移除失活或部分失活的催化剂，并补充新催化剂，反应过程连续进行；流化床反应器具有较高的传质传热速率，催化剂床层温度分布均匀，使催化剂由于过热而引起的失活减少到最低限度，可延长催化剂使用寿命。缺点是：催化剂颗粒在流化床反应器内的激烈运动使催化剂磨损较大，同时反应装置及内部物件的磨损也较大；使用的颗粒较小，反应器出口需设颗粒回收装置，气体携带的粉尘也给后处理造成困难；床内气体以气泡形式通过床层造成流化床反应器的空时产率往往比固定床低。因此，在要求反应转化率高或串联反应中间生成物为产品时，不宜采用流化床反应器。 

固定床反应器被广泛地应用于气固相催化和非催化反应，尤其适 用于要求高转化率和高选择性的反应，具有下述优点：床层内的流体轴向流动可看成是理想平推流动，因而化学反应速度较快，所需要的催化剂用量和反应器体积较小。此外，固定床中催化剂不易磨损，可在高温高压下操作。固定床反应器的主要缺点在于传热性能较差。化学反应总是伴随着热效应，温度对反应速度影响很大，反应过程要求及时移走热量。但在固定床内，由于催化剂载体往往导热性不良，流体流速受压降限制又不能太大，这就造成了传热和温控上的困难。 

发明内容

为了克服固定床反应器在醋酸乙烯合成过程中所存在的上述不足，本实用新型公布了一种合成醋酸乙烯的新型固定床反应器，该反应器能够有效的克服醋酸乙烯合成过程中所存在的问题。一种合成醋酸乙烯的新型固定床反应器，该固定床反应器由气体入口(1)，上封头(2)，载热体第二出口(3)，外管(4)，催化剂床层(5)，内管(6)，载热体第一入口(7)，翅板支承柱(8)，下封头(9)，气体出口(10)，内翅板(11)，外翅板(12)，载热体第二入口(13)，外壳(14)，挡板(15)，载热体第一出口(16)组成，其特征是：在外管(4)和内管(6)之间放置催化剂(18)，内外翅板可以是直翅板、螺旋状翅板、波纹翅板、折线翅板。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：通过改善反应器的换热方式从而提高反应器的换热能力。在外管和内管之间装填催化剂形成催化剂床层，在醋酸乙烯合成过程中可以选用两种类型的催化剂，第一种类型的催化剂载体为二氧化硅或三氧化二铝等多孔材料，活性成分为钯和金等金属，助催化剂为醋酸钾等，第二种类型的催化剂载体为由耐磨物质(如椰壳、杏壳等)经过高温加热而制得的活性 炭，活性成分为醋酸锌等。原料气由上封头进入催化剂床层，带有产品的混合气由下封头导出。载热体分两部分进入反应器，一部分经壳程来冷却催化剂床层；另一部分进入内管，在内管中吸收反应放出的热量，从而实现载热体在壳程和内管中同时吸收反应放出的热量，避免“飞温”现象的发生，使反应能够在适宜的温度中进行。在套管的内外两侧增加翅板，内、外翅板可以是直翅板、螺旋状翅板或者直翅板的变形(例如波纹翅板、折线翅板等)。通过内、外翅板使套管内外侧的载热体通过加快其在管内外的流速、提高其换热面积从而达到提高管内外传热效果的目的。对螺旋翅板来说，主要是加快螺旋翅板内外侧载热体的流速，对直翅或其变形来说，主要是提高内外侧载热体的换热面积，从而达到提高套管内外的传热效果和热量平衡的理想状态。由于提高了热交换效率，从而使得载热体温度提高，减少了载热体的用量，从而达到了降低操作成本的目的。 

附图说明

下面结合附图和实施实例对本实用新型作进一步说明。 

图1为新型固定床反应器的整体结构示意图。 

图2为新型固定床反应器的A-A方向的结构示意图。 

图3为新型固定床反应器的局部视图。 

图中：1.气体入口，2.上封头，3.载热体第二出口，4.外管，5.催化剂床层，6.内管，7.载热体第一入口，8.翅板支承柱，9.下封头，10.气体出口，11.内翅板，12.外翅板，13.载热体第二入口，14.外壳，15.挡板，16.载热体第一出口，17.载热体流动通道，18.催化剂。 

具体实施方式

如图1所示，新型固定床反应器由气体入口(1)，上封头(2)，载热体第二出口(3)，外管(4)，催化剂床层(5)，内管(6)，载热体第一入口(7)，翅板支承柱(8)，下封头(9)，气体出口(10)，内翅板(11)，外翅板(12)，载热体第二入口(13)，外壳(14)，挡板(15)，载热体第一出口(16)等组成。 

新型固定床反应器的操作过程如下：原料气由气体入口(1)进入套管间隙，套管间隙装填由催化剂(18)形成的催化剂床层(5)，原料气进入催化剂床层(5)后，在催化剂(18)的作用下一部分原料气反应生成醋酸乙烯，带有醋酸乙烯产品的混合气由下封头(9)导出。载热体分两部分进入反应器，一部分由载热体第一入口(7)流入，由载热体第一出口(16)流出，经壳程来冷却催化剂床层(5)；另一部分由载热体第二入口(13)流入，经载热体流动通道(17)由载热体第二出口(3)流出，经内管(6)来冷却催化剂床层(5)，在内外翅板的作用下实现了载热体自内外两侧对催化剂床层(5)进行冷却。 

实施实例：用本实用新型所公布的新型固定床反应器来生产醋酸乙烯，由于新型固定床反应器可以迅速移除反应过程中放出的热量，从而能够保证整个催化剂床层都在适宜的温度下进行催化反应，因此可使得反应器的空间速度提高10～50％，空时收率提高20～60％，醋酸的转化率可以提高10～15％，副产物较少。 

Claims (2)

1.一种合成醋酸乙烯的新型固定床反应器，该固定床反应器由气体入口(1)，上封头(2)，载热体第二出口(3)，外管(4)，催化剂床层(5)，内管(6)，载热体第一入口(7)，翅板支承柱(8)，下封头(9)，气体出口(10)，内翅板(11)，外翅板(12)，载热体第二入口(13)，外壳(14)，挡板(15)，载热体第一出口(16)组成，其特征是：在外管(4)和内管(6)之间放置催化剂(18)。

2.根据权利要求1所述的一种合成醋酸乙烯的新型固定床反应器，其特征在于：内外翅板可以是直翅板、螺旋状翅板、波纹翅板、折线翅板。 

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