CN207576359U - 用于丙烯氨氧化反应器的进料分布器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种进料分布器，用于使丙烯氨混合气在流化床反应器内部均匀分布，其特征在于，该进料分布器包括：一个以上分布器入口；多个支管，该多个支管分别连接至所述一个以上分布器入口并分别与所述一个以上分布器入口流体连通，并且该多个支管所述分布器入口向反应器内部延伸；锐孔，该锐孔设置在所述支管上；以及喷嘴，该喷嘴围绕相应的锐孔设置在所述支管上，并且与所述相应的锐孔同轴。本实用新型的进料分布器能够满足在更大直径的反应器中使丙烯氨混合气均匀分布的要求，同时又能够避免丙烯氨进料分布器内任一位置处的混合气温度达到氨分解出活性氮原子的温度，从而降低了丙烯氨分布器发生渗氮脆裂的风险。

Description

用于丙烯氨氧化反应器的进料分布器

技术领域

本实用新型涉及一种用于丙烯氨氧化反应器的原料气进料分布器。

背景技术

丙烯腈是石油化工的重要化工原料，世界各国普遍采用丙烯氨氧化一步法生产丙烯腈。

由于目前商用丙烯氨氧化催化剂的活性温度在400～450℃的范围内，因此在丙烯腈生产过程中，丙烯氨进料分布器(以下有时也简称作“丙烯氨分布器”或“进料分布器”)长期处于高温当中，进料分布器内的丙烯氨混合气(以下简称混合气)沿进料分布器的总管/主管/支管(以下统称为导管)流动过程中不断的被床层加热，随着混合气在导管中行进的长度的增加，混合气的温度也在不断上升，当混合气的温度高于氨分解出活性氮原子的温度时(该温度以下有时简称为氮化温度)，由于混合气中游离氨的持续存在，部分氨分解出活性氮原子，并与导管中的金属原子结合，生成脆性的金属氮化物，该氮化物在工况条件下很容易发生脆裂，会造成进料分布器的破裂，致使丙烯氨分布不均，导致反应性能下降，严重时使反应器被迫停车更换分布器。文献《反应器分布器分布管断裂分析》分析了丙烯氨分布器发生脆裂的原因，文献《丙烯氨分布器材质选择的探索》认为氨在350℃～450℃时就能分解出活性氮原子。目前，丙烯氨分布器所采用的材料主要为碳钢，根据所使用的碳钢的具体材质不同，丙烯氨分布器的氮化温度(即构成丙烯氨分布器的碳钢开始发生氮化的温度)也有所区别，但现有的研究结果认为，各种碳钢的氮化温度均在上述的氨分解温度范围内。

CN1081482C公开了丙烯氨分布器排出孔孔径与温度有关，但是该专利并没有考虑丙烯氨分布器的氮化问题。换句话说就是装置存在分布器更换频率增加的风险。也有专利，如US3704690A采用抗氮化合金来制造分布器，但由于氨氧化特有的某些问题及成本原因，也在丙烯腈生产企业使用过程中，被证实是不能解决氮化脆裂问题的。再如CN1089596A提出在每个导管外表面加设一层隔热层，使得导管内含氨混合气的温度低于氮化反应温度，但是，由于设计复杂、设备成本高，该解决方案也不令人满意。

另一方面，目前国际市场上对丙烯腈的需求量日益增大，这一情况促使丙烯腈生产企业希望进一步扩大产能。采用增大反应器尺寸的方式能够在不增加反应器设备数量的情况下扩大产能，相对而言，也即减少设备制造方面的成本费用，因此也被视作扩大产能主要手段。目前普遍的商用丙烯氨氧化流化床反应器的直径为5-10米，如果能够将反应器直径进一步增大，则能够大幅提高单台反应器丙烯腈产能。

然而，如上所述，在现有反应器尺寸的情况下，仍然存在丙烯氨混合气温度过高，使进料分布器局部温度长期高于氮化温度的高温下，导致进料分布器材料的氮化脆裂的问题。如果进一步增大反应器直径，则势必会进一步增加混合气在进料分布器内行进的路径长度，从而使进料分布器氮化脆裂的问题进一步恶化。因此，急需一种既能够满足更大的反应器直径需求又不会导致由温度过高引起的氮化脆裂的新型进料分布器。

发明内容

本实用新型所要解决的问题是既满足更大直径的流化床反应器中丙烯氨混合气均匀分布的要求，又能够避免丙烯氨进料分布器局部温度高于氮化温度导致分布器渗氮脆裂造成原料气分布不均、反应结果劣化的技术问题。本实用新型提供一种用于丙烯氨氧化制丙烯腈的丙烯氨进料分布器，该进料分布器能够避免丙烯氨进料分布器内任一位置处的混合气温度达到氨分解出活性氮原子的温度，从而降低了丙烯氨分布器发生渗氮脆裂的风险，同时又能够满足在更大直径的反应器中使丙烯氨混合气均匀分布的要求。

本实用新型提供一种进料分布器，用于使丙烯氨混合气在流化床反应器内部均匀分布，该进料分布器包括：

一个以上分布器入口；

多个支管，该多个支管分别连接至分布器入口并分别与分布器入口流体连通，并且该多个支管所述分布器入口向反应器内部延伸；

锐孔，该锐孔设置在所述支管上；以及

喷嘴，该喷嘴围绕相应的锐孔设置在所述支管上，并且与所述相应的锐孔同轴，以使丙烯氨混合气经过所述分布器入口、所述支管、所述锐孔和所述喷嘴，最终在反应器内部均匀分布。

根据本实用新型的进料分布器，优选地，在延伸方向上相邻的所述支管之间相互平行。

根据本实用新型的进料分布器，优选地，相互平行的所述相邻支管间的距离是相同的。

根据本实用新型的进料分布器，优选地，在气流方向上相邻的所述锐孔间的孔间距是相同的。

根据本实用新型的进料分布器，优选地，所述相邻的锐孔间的所述孔间距与所述相邻的支管间的垂直距离的比值为1/N，其中，N为2以上的整数。

根据本实用新型的进料分布器，优选地，所述相邻的支管间的距离为250～750mm。

根据本实用新型的进料分布器，优选地，所述一个以上分布器入口和所述多个支管处于所述反应器的同一水平截面内。

根据本实用新型的进料分布器，优选地，所述支管在所述流化床反应器内部延伸的长度低于反应器的直径。

根据本实用新型的进料分布器，优选地，所述支管在所述流化床反应器内部延伸的长度低于反应器的半径。

根据本实用新型的进料分布器，优选地，所述流化床反应器的直径为5～29米。

根据本实用新型的进料分布器，优选地，所述流化床反应器的直径为5～20米。

根据本实用新型的进料分布器，优选地，所述多个支管的管径为70～145mm。

根据本实用新型的进料分布器，优选地，还包括一个以上进料总管，该进料总管设置在所述流化床反应器外部，并且该进料总管分别连接至所述一个以上分布器入口和所述多个支管连接并与所述一个以上进料分布器入口和所述多个支管流体连通。

根据本实用新型的进料分布器，优选地，所述进料总管为圆环状、半圆环状、或圆弧状。

根据本实用新型的进料分布器，优选地，还包括流量控制器，该流量控制器用于控制所述进料分布器内的丙烯氨混合气的流量。

附图说明

图1是现有技术的丙烯氨氧化流化床反应器示意图。

图2是现有技术的进料分布器的一个实例的结构示意图。

图3是现有技术的进料分布器的另一个实例的结构示意图，其中，图3A为侧视图，并且图3B为仰视图。

图4是本实用新型的进料分布器的一个实施方式的结构示意图。

图5是本实用新型的进料分布器的一个实施方式的结构示意图。

图6是本实用新型的进料分布器的一个实施方式的结构示意图。

图7是本实用新型的丙烯氨分布器一个实施方式的结构示意图。

图8是本实用新型的丙烯氨分布器一个实施方式的结构示意图。

图9是本实用新型的丙烯氨分布器一个实施方式的结构示意图。

图10是示出本实用新型的丙烯氨分布器的支管与反应器壁连接方式的一个实例的示意图。

附图标记说明

1 丙烯氨氧化反应器

13、103 锐孔

4 反应器壁

15、105 进料分布器入口

6 空气分布板

7 冷却盘管

8 工艺空气入口

10、100 进料分布器

x 总管

y 主管

z、11 支管

12 进料总管

14 流量控制器

具体实施方式

以下将参考附图具体描述本实用新型的实施方式。

如图1所示，典型的丙烯氨氧化流化床反应器1的主要内构件包括：旋风分离器(未示出)、冷却盘管7、丙烯氨混合气进料分布器100、空气分布板6和工艺空气入口8。进料分布器100位于空气分布板6与冷却盘管7之间。来自原料气混合系统(未示出)的丙烯氨混合气由进料分布器入口进入进料分布器10，经进料分布器10穿过反应器壁4，由设置于进料分布器100导管上的喷嘴进入催化剂床层，与由工艺空气入口8导入的工艺空气充分混合，在催化剂存在的情况下发生氨氧化反应生成丙烯腈等产物。

为了达到最好的效果，需要丙烯氨进料分布器能尽可能均匀地将丙烯和氨送到反应器中，以使得丙烯氨混合气在从反应器壁处至反应器中心的范围内的分布尽可能均匀。

如图2所示，现有技术的进料分布器100一般包括：进料分布器入口105、主管y(y管)、支管z(z管)、锐孔103和喷嘴(未示出)。

z管为直接和喷嘴流体连通的导气管，其主要起到将混合气输送到喷嘴的作用。z管通常为不分支导气管且排布于反应器的同一横截面内，其上按一定方式均匀分布锐孔3并因此连通喷嘴，从而实现喷嘴口在反应器的同一横截面的均匀分布。

y管为直接与z管流体连通的导气管，其主要起到将混合气输送到z管的作用。y管通常为直管，其上均匀连通z管且与z管处于反应器的同一横截面内，以实现前述喷嘴口在反应器的同一横截面的均匀分布。在某些进料分布器中，y管除了与z管流体连通，还和z管一样直接通过锐孔103与喷嘴流体连通，以用于实现前述喷嘴口在反应器的同一横截面的均匀分布。

如图3A和3B所示，在某些进料分布器中，z管与y管处于反应器的同一横截面内，但其与进料分布器入口105不在同一平面上，因此设置总管x(x管)将丙烯氨混合气由分布器入口引入y管。根据本实用新型的一些实施方式，通常情况下，x管只需要一根，且除了在末端与y管流体连通以外，在其他位置处不具有任何分支。x管为直接与y管流体连通的导气管，其主要起到将混合气输送到y管的作用。

在上述的进料分布器中，丙烯氨混合气从丙烯氨进料分布器入口105进入，沿着x管、y管、z管、并最终通过设置在y管和z管上的锐孔103经喷嘴，均匀分散至反应器床层中。

丙烯氨混合气在沿着进料分布器导管被均匀送至催化剂床层的过程中与催化剂床层发生热交换，致使温度不断上升，直至经喷嘴进入反应器前达到最高温度。但工业实践和相关研究均表明，当采用诸如图2和图3所示的现有进料分布器100时，只能够满足直径为10米左右的反应器。当反应器直径进一步增大时，进料分布器100中的丙烯氨混合气达到氮化温度的风险显著提高。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于丙烯氨氧化流化床反应器的进料分布器，该进料分布器能够在反应器直径进一步增大的情况下，确保进料分布器内任一位置处混合气的温度始终低于丙烯氨进料分布器的氮化温度。

具体而言，如图4所示，本实用新型的进料分布器10包括：分布器入口15、进料总管12、支管11、锐孔13和喷嘴(未示出)。

在本实用新型的进料分布器中，分布器入口15与来自于原料气混合系统的管路以气密性方式连接，以将混合气输送至进料分布器中。在本实用新型一些实施方式中，进料分布器可以包括一个以上的分布器入口15，每个分布器入口15与独立的进料总管12相连接。在本实用新型的另一些实施方式中，当反应器直径较小并因此设置较少的支管11时，可以省略进料总管12，将多个分布器入口15直接与相应的多个支管11直接相连。但考虑到实际生产中的可加工性，优选地，本实用新型的进料分布器优选地包括一个以上的进料总管12。

如图4～8所示，在本实用新型的一些实施方式中，一个以上进料总管12分别连接于一个以上的分布器入口15并与之流体连通，并且由分布器入口15围绕着反应器壁向两侧延伸。多个支管11在不同的位置连接至进料总管12，并与进料总管12流体连通，以将丙烯氨混合气输送至支管11中。对本实用新型的进料分布器的进料总管12的形状没有具体限制，但优选地，采用圆环状(图4和6)、半圆环状(图5和7)或圆弧状(图8)的形状。对进料总管的管径没有具体限制，但考虑到与支管11连接时的可加工型，优选地，进料总管12的管径大于支管11的管径。

在本实用新型的一些实施方式的进料分布器中，支管11为穿过反应器壁4的直管，并且除了在其上设置锐孔和喷嘴之外，支管11在反应器内部没有任何的分支。并且，多个支管11在反应器内部不互相连接或交叉。多个支管11的一端连接至进料总管12或直接连接至分布器入口15，另一端则穿过反应器壁4向反应器内部延伸。对于支管11与分布器入口15或进料总管12的连接点的具体位置没有具体限定，支管11可以在反应器外部与分布器入口15或进料总管12连接，也可以在反应器壁处与分布器入口15或进料总管12连接。在支管11与分布器入口15或进料总管12在反应器外部相连接的情况下，对于支管11与反应器壁的连接方式没有具体限定，可以采用本领域常用的焊接方式，也可以采用如图9和10所示的气密性连接方式。

在本实用新型的一些实施方式的进料分布器中，优选地，所有支管11均处于反应器的同一横截面内。更优选地，一个以上的进料分布器入口15、一个以上进料总管12以及多个支管11均处于反应器的同一横截面内。

在本实用新型的一些实施方式中，当反应器直径较小时，如图8所示，在反应器的整个横截面内，支管11可以采用由反应器横截面的一侧进入并延伸至另一侧反应器壁附近的形式。此时，支管11的长度(支管11在反应器内部的延伸长度)上限小于反应器的直径。

另一方面，在本实用新型的另一些实施方式中，当反应器直径较大时，为了避免由于支管长度过长导致混合气在支管内行进的路径长度过长而导致混合气温度达到氮化温度，可以采用如图4和5所示的布置方式。在图4和5中，在反应器横截面内，多个支管11分为两组，分别从该横截面的两侧穿过反应器壁4，并且延伸至与支管11的延伸方向垂直的该横截面的中轴线附近。在本实用新型的一些实施方式中，优选地，分别在该横截面的上述两侧对应布置的支管11彼此对称。此时，支管11的长度优选地小于反应器的半径。

如图4、5和8所示，在本实用新型的一些实施方式的进料分布器中，多个支管11在反应器内部不互相连接或交叉，并且，优选地，多个支管11相互平行。更优选地，在与支管11的延伸方向垂直的方向上相邻的支管11之间的垂直距离是相同的。该垂直距离以250～750mm为宜，优选300～650mm，更优选350～550mm。

在本实用新型的其他一些实施方式中，还可以采用如图6和7所示的将反应器的横截面分为多个扇形区域，并在每个扇形区域内平行布置多个支管11的进料分布器形式。在本实用新型的一些实施方式的进料分布器中，优选将反应器的横截面分为4个扇形区域(四象限)。同一个象限中的相邻的支管间的垂直距离是相同的，并以250～750mm为宜，优选300～650mm，更优选350～550mm。

如图4～8所示，在本实用新型的进料分布器中，在支管11上，沿其轴线方向排列有一个以上称为锐孔的圆形开口13，用于使混合气从进料分布器内喷入反应器。支管11通过锐孔13与相应设置于支管上的喷嘴流体连通，混合气因此从锐孔高速喷出后，并不直接进入反应器内部的反应床层，而是经过喷嘴整流后经喷嘴另一端的圆形开口进入反应器内部。锐孔13与相应地喷嘴同轴，且位于与支管11的中心轴线垂直的径向截面上。在本实用新型的一些实施方式中，锐孔13的孔径小于相应的喷嘴及喷嘴末端开口的直径。

在支管11上，沿支管11的轴向方向上相邻的锐孔圆心之间沿轴向方向的垂直距离称作孔间距。在本实用新型的一些实施方式中，对于任一丙烯氨进料分布器来说，在任一支管的轴向方向上相邻锐孔的孔间距是相同的。相邻锐孔间的孔间距与前述相邻的平行支管之间垂直距离的比值为1/N，N为2以上的整数。在本实用新型一些实施方式中，优选地，N为2，即相邻锐孔间的孔间距为前述相邻的平行支管之间垂直距离的二分之一。在本实用新型另一些实施方式中，优选地，N为3，即相邻锐孔间的孔间距为前述相邻的平行支管之间垂直距离的三分之一

在本实用新型的一些实施方式中，在支管11的同一径向截面上可以布置有一个以上的锐孔13(对应于这些锐孔圆心的该截面称为锐孔截面)。这些处于同一径向截面的锐孔13同样与对应的喷嘴分别相连，且与喷嘴同心。在本实用新型的一些实施方式中，在丙烯氨进料分布器的支管11上的同一径向截面均布置有同样数量的锐孔，处于同一径向截面的多个锐孔与位于其他径向截面的多个锐孔分别一一对应，从而在沿相应支管的轴向方向上排成列，这些列与该支管的轴线平行。

在本实用新型的一些实施方式中，喷嘴由支管11向下方延伸，尽管各个喷嘴的延伸角度不同，但优选的，各个支管之间不交叉不交错，并且全部喷嘴的末端应该处于同一水平截面内，并且与下方的空气分布板6的垂直距离是相同的。在本实用新型的一些实施方式中，优选的，全部喷嘴的末端与空气分布板6上设置的喷嘴一一对应。

本领域技术人员了解，根据应用的流化床反应器的操作条件的不同，进料分布器上的用于输送混合的原料气的锐孔孔径也需做相应变化。一般说来，用于输送原料气的锐孔不能太大或太小。锐孔孔径如果偏大，容易造成催化剂通过锐孔倒窜进入丙烯氨分布器主管或支管内；这部分催化剂处于丙烯氨混合气的气氛中，原料气丙烯、氨在催化剂表面进行氨氧化反应，最终催化剂将因缺氧被过度还原而失去活性；另外，进入到丙烯氨分布器主管或支管内的催化剂会造成分布器局部堵塞，引起原料气分布不匀，影响反应器的稳定运行。锐孔孔径如果偏小，原料气穿孔孔速就会增加；过快的穿孔孔速加剧了对催化剂颗粒的磨损，同时也不同程度地加剧了对锐孔的磨损。

在本实用新型的一些实施方式的进料分布器中，配合丙烯腈反应装置的较高的操作线速度，本实用新型设定的丙烯腈进料器中原料气的穿孔速度在60～250m/s范围内，优选80～230m/s，更优选100～200m/s。依此设定，所述丙烯氨进料分布器上的锐孔直径以3～10mm为宜，优选为4.5～8.5mm，更优选为5.0～7.5mm。这种情况下，即可以达到均匀布气的目的，也可避免催化剂倒窜及对催化剂和锐孔磨损的可能性降至最低。

在进料分布器的支管11中，随着混合气不停地通过锐孔和喷嘴进入催化剂床层，支管11中混合气压力在支管的延伸方向上不断增加。因此，为了使位于不同支管和相同支管上不同位置处的锐孔13处的混合气穿孔速度尽量保持在上述范围内，如图4～8所示，在本实用新型的一些实施方式的进料分布器中，位于不同支管或相同支管的不同径向截面处的锐孔的孔径可以不同。

在本实用新型的进料分布器中，z管上需要安装喷嘴，因此考虑到进料分布器的可加工性，z管的管径下限优选为70mm以上，更优选为75mm以上。当低于此管径时，导管加工性能变差，很难安装喷嘴。同时，考虑到不能影响流化效果，z管管径的上限优选为145mm以下，更优秀为135mm以下。当超出上述上限时，虽然不影响丙烯氨氧化反应效果，但是会增加设备制造成本费用的支出，在大大超出上述上限时，反应器的横截面积会被过分占用，会影响催化剂床层流化质量，最终表现为反应结果劣化。

在本实用新型的一些实施方式中，反应器内部的支管11的直径都是相同的。另一方面，为了使丙烯氨混合气在整个反应器床层中被更加均匀地分布，在本实用新型的另一些实施方式中，可以根据实际情况，在同一进料分布器中设置具有一种以上直径的支管11。此外，在本实用新型的一些实施方式中，可以使同一根支管11在其延伸方向上具有一种以上的不同直径。

在本实用新型的一些实施方式中，为了控制丙烯氨混合气在反应器内催化剂床层中的分布，可以在分布器入口15处设置流量控制器14，用以控制进料分布器内的丙烯氨混合气流量。此外，为了使丙烯氨混合气在整个反应器床层中被更加均匀地分布，如图9所示，在本实用新型的另一些实施方式中可以在每一根支管11的位于反应器外部的位置处均设置流量控制器15。

另一方面，还需要了解的是，当反应器直径增大时，同一形式进料分布器的z管的长度相应延长，因此混合气流经导管后的温升更大。而z管的长度是由所安置的喷嘴数及喷嘴间距决定的，z管内混合气质量流量是喷嘴数和单个喷嘴流出的混合气质量流量的乘积，在假定喷嘴间距及单个喷嘴混合气质量流量相同时，流过最长的z管中丙烯氨混合气的质量流量也会相应增加。在z管的管径相对固定的情况下，会导致z管中的平均升温率略有降低。因此，流经同样距离的混合气的温升幅度又将减小。最后，ΔT_i的变化将是前述变化的综合。最长的z管是如此，其它z管的ΔT_i的变化均是前述变化的综合。

本实用新型人经过大量实验、计算和计算机模拟发现，本实用新型的进料分布器能够满足直径为5～29米、优选为5～20米的丙烯氨氧化流化床反应器的要求，即确保进料分布器内的混合气温度总是低于氮化温度。

实施例

以下将通过实施例对本实用新型的进料分布器进行详细描述。但本实用新型不限于以下实施例。

以下所有实施例数据均是在实验室中分别模拟不同直径的氨氧化流化床反应器中的条件，以碳钢为材质根据说明书附图中各种进料分布器的形式模拟实际进料分布器，并在重要节点处设置温度变送器，来测量进料分布器温度。在以下实施例和比较例中，所有数据均经多次测量后取平均值。

实施例1

丙烯氨氧化流化床反应器直径为10米，采用常规商用丙烯腈催化剂用于生产丙烯腈，装置满负荷运行，原料气配比C₃H₆∶NH₃∶air为1∶1.2∶9.3，反应温度440℃，反应压力为50KPa，丙烯氨混合气入口温度控制为80℃。丙烯氨分布器采用图4的形式，材质为碳钢，z管直径为φ80mm。丙烯氨混合气通过丙烯氨分布器到达每根z管尾端喷嘴处，其中丙烯氨分布器内混合气最高点温度为丙烯氨混合气在行进长度最长z管的尾端喷嘴处，即丙烯氨分布器内混合气最高温度为混合气在z管上行进4.9米处，温度为282℃。

实施例2

丙烯氨氧化流化床反应器直径为12米，采用常规商用丙烯腈催化剂用于生产丙烯腈，装置满负荷运行，原料气配比C₃H₆∶NH₃∶air为1∶1.2∶9.5，反应温度440℃，反应压力为50KPa，丙烯氨混合气入口温度控制为80℃。丙烯氨分布器采用图5的形式，材质为碳钢，z管直径为φ100mm。丙烯氨混合气通过丙烯氨分布器到达每根z管尾端喷嘴处，其中丙烯氨分布器内混合气最高点温度为丙烯氨混合气在行进长度最长z管的尾端喷嘴处，即在z管上行进长度为5.9米处，丙烯氨分布器内混合气最高温度为282℃。

实施例3

丙烯氨氧化流化床反应器直径为15米，采用常规商用丙烯腈催化剂用于生产丙烯腈，装置满负荷运行，原料气配比C₃H₆∶NH₃∶air为1∶1.2∶9.5，反应温度435℃，反应压力为55KPa，丙烯氨混合气入口温度控制为80C。丙烯氨分布器采用图6的形式，材质为碳钢，z管直径为φ100mm。丙烯氨混合气通过丙烯氨分布器到达每根z管尾端喷嘴处，其中丙烯氨分布器内混合气最高点温度为丙烯氨混合气在行进长度最长z管的尾端喷嘴处，即在z管上行进长度为7.35米处，丙烯氨分布器内混合气最高温度为298℃。

实施例4

丙烯氨氧化流化床反应器直径为20米，采用常规商用丙烯腈催化剂用于生产丙烯腈，装置满负荷运行，原料气配比C₃H₆∶NH₃∶air为1∶1.2∶9.5，反应温度435℃，反应压力为55KPa，丙烯氨混合气入口温度控制为80℃。丙烯氨分布器采用图7的形式，材质为碳钢，z管直径为φ120mm。丙烯氨混合气通过丙烯氨分布器到达每根z管尾端喷嘴处，其中丙烯氨分布器内混合气最高点温度为丙烯氨混合气在行进长度最长z管的尾端喷嘴处，即在z管上行进长度为9.85米处，根据模型数据及现有的实验数据，丙烯氨分布器内混合气最高温度为316℃。

实施例5

丙烯氨氧化流化床反应器直径为20米，采用常规商用丙烯腈催化剂用于生产丙烯腈，装置满负荷运行，原料气配比C₃H₆∶NH₃∶air为1∶1.2∶9.5，反应温度435℃，反应压力为55KPa，丙烯氨混合气入口温度控制为100℃。丙烯氨分布器采用图7的形式，且在支管同一截面处设有3个锐孔，相邻平行支管之间的距离为750mm，相邻锐孔间的孔间距250mm，材质为碳钢，z管直径为φ130mm。丙烯氨混合气通过丙烯氨分布器到达每根z管尾端喷嘴处，其中丙烯氨分布器内混合气最高点温度为丙烯氨混合气在行进长度最长z管的尾端喷嘴处，即在z管上行进长度为9.85米处，根据模型数据及现有的实验数据，丙烯氨分布器内混合气最高温度为305℃。

比较例1

丙烯氨氧化流化床反应器直径为15米，采用常规商用丙烯腈催化剂用于生产丙烯腈，装置满负荷运行，原料气配比C₃H₆∶NH₃∶air为1∶1.2∶9.5，反应温度435℃，反应压力为55KPa，丙烯氨混合气入口温度控制为80℃。丙烯氨分布器采用图3的形式，材质为碳钢，所示x管直径为φ500mm，y管直径为φ250mm，z管直径为φ100mm；丙烯氨混合气通过丙烯氨分布器管线到达每根z管尾端喷嘴处，根据相关模型数据及现有的实验数据，丙烯氨分布器内混合气最高温度为355℃。

比较例2

丙烯氨氧化流化床反应器直径为15米，采用常规商用丙烯腈催化剂用于生产丙烯腈，装置满负荷运行，原料气配比C₃H₆∶NH₃∶air为1∶1.2∶9.5，反应温度435C，反应压力为55KPa，丙烯氨混合气入口温度控制为80℃。丙烯氨分布器采用图2的形式，材质为恢钢，所示y管直径为φ250mm，z管直径为φ100mm；丙烯氨混合气通过丙烯氨分布器管线到达每根z管尾端喷嘴处，根据相关模型数据及现有的实验数据，丙烯氨分布器内混合气最高温度为348℃。

在应用本实用新型的丙烯氨进料分布器的实施例1～4中，即使在反应器直径远大于常规丙烯氨氧化反应器的直径时，进料分布器任意一处的丙烯氨混合气的温度T_i也低于350℃，即低于氨分解出活性氮原子的温度。相比之下，在比较例1和2中，使用现有即使进料分布器形式时，进料分布器内丙烯氨温度达到了氮化温度，使进料分布器存在氮化脆裂的风险。

Claims (15)

1.一种进料分布器，用于使丙烯氨混合气在流化床反应器内部均匀分布，其特征在于，该进料分布器包括：

一个以上分布器入口；

多个支管，该多个支管分别连接至所述分布器入口并分别与所述分布器入口流体连通，并且该多个支管所述分布器入口向反应器内部延伸；

锐孔，该锐孔设置在所述支管上；以及

喷嘴，该喷嘴围绕相应的锐孔设置在所述支管上，并且与所述相应的锐孔同轴，以使丙烯氨混合气经过所述分布器入口、所述支管、所述锐孔和所述喷嘴，最终在反应器内部均匀分布。

2.根据权利要求1所述的进料分布器，其特征在于，在延伸方向上相邻的所述支管之间相互平行。

3.根据权利要求2所述的进料分布器，其特征在于，相互平行的所述相邻支管间的距离是相同的。

4.根据权利要求3所述的进料分布器，其特征在于，在气流方向上相邻的所述锐孔间的孔间距是相同的。

5.根据权利要求4所述的进料分布器，其特征在于，所述相邻的锐孔间的所述孔间距与所述相邻的支管间的垂直距离的比值为1/N，其中，N为2以上的整数。

6.根据权利要求5所述的进料分布器，其特征在于，所述相邻的支管间的距离为250～750mm。

7.根据权利要求1所述的进料分布器，其特征在于，所述一个以上分布器入口和所述多个支管处于所述反应器的同一水平截面内。

8.根据权利要求1所述的进料分布器，其特征在于，所述支管在所述流化床反应器内部延伸的长度低于反应器的直径。

9.根据权利要求1所述的进料分布器，其特征在于，所述支管在所述流化床反应器内部延伸的长度低于反应器的半径。

10.根据权利要求1所述的进料分布器，其特征在于，所述流化床反应器的直径为5～29米。

11.根据权利要求1所述的进料分布器，其特征在于，所述流化床反应器的直径为5～20米。

12.根据权利要求1所述的进料分布器，其特征在于，所述多个支管的管径为70～145mm。

13.根据权利要求1所述的进料分布器，其特征在于，还包括一个以上进料总管，该进料总管设置在所述流化床反应器外部，并且该进料总管分别连接至所述一个以上分布器入口和所述多个支管连接并与所述一个以上进料分布器入口和所述多个支管流体连通。

14.根据权利要求13所述的进料分布器，其特征在于，所述进料总管为圆环状、半圆环状、或圆弧状。

15.根据权利要求1～14任意一项所述的进料分布器，其特征在于，还包括流量控制器，该流量控制器用于控制所述进料分布器内的丙烯氨混合气的流量。