CN216799767U - 一种流化床正丁烷氧化制顺酐反应系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种流化床正丁烷氧化制顺酐反应系统，包括静态混合器、反应器、密相反应冷却器、稀相反应冷却器、汽包；所述反应器的底部设有用于进气的进气管，进气管上设有静态混合器，静态混合器的入口处连接有进空气管和进正丁烷原料管，静态混合器的出口与进气管连接，进空气管上设有空气压缩机，进空气管与大气连接；密相反应冷却器、稀相反应冷却器依次设置在反应器内；反应器通过第一管道与汽包的顶部连接，汽包的底部通过第二管道与反应器的底部连接；第二管道上设有汽包水循环泵。本实用新型所述的一种流化床正丁烷氧化制顺酐反应系统，该装置解决了现有技术中设备大、能耗高、投资大、反应器数量多的缺陷。

Description

一种流化床正丁烷氧化制顺酐反应系统

技术领域

本实用新型属于化工合成领域，尤其是涉及一种流化床正丁烷氧化制顺酐反应系统。

背景技术

目前国内顺酐主要有正丁烷氧化法和苯氧化法两种技术路线。苯氧化法由于原料成本和环保问题，已不符合市场发展需要。新建项目基本全部采用正丁烷氧化法工艺获得顺酐。顺酐经过催化加氢可制备一系列高附加值的有机化学产品和精细化学品，如1,4-丁二醇、丁二酸(酐)、γ-丁内酯等，被广泛应用于聚酯树脂、可降解塑料、农药、医药、军工等领域，具有广阔的市场前景。

正丁烷为易燃易爆介质，爆炸极限为1.9～8.9％vt。现有工艺采用固定床反应器，由于氧化反应为为强放热反应，如果不能将热量及时撤出，会造成副产物增多，产品质量下降等一系列问题，极端情况出现反应不均匀会出现闪爆等情况。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种流化床正丁烷氧化制顺酐反应系统，也解决现有技术中设备大、能耗高、投资大、反应器数量多的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种流化床正丁烷氧化制顺酐反应系统，包括静态混合器、反应器、密相反应冷却器、稀相反应冷却器、汽包；

所述反应器的底部设有用于进气的进气管，进气管上设有静态混合器，静态混合器的入口处连接有进空气管和进正丁烷原料管，静态混合器的出口与进气管连接，进空气管上设有空气压缩机，进空气管与大气连接；

密相反应冷却器、稀相反应冷却器依次设置在反应器内；

反应器通过第一管道与汽包的顶部连接，汽包的底部通过第二管道与反应器的底部连接；

第二管道上设有汽包水循环泵。

进一步的，所述反应器为流化床氧化反应器。

进一步的，所述第一管道设置在反应器、密相反应冷却器的上方，第二管道设置在反应器、密相反应冷却器的下方。

所述的密相反应冷却器与汽包液相水相连，该管路自下而上进入密相反应冷却器进行换热，换完之后气液两相管线与汽包顶部采入口连接。

所述的稀相反应冷却器与汽包液相水相连，该管路自下而上进入密相反应冷却器进行换热，换完之后气液两相管线汇入密相反应冷却采出气液两相管线。

进一步的，所述汽包的顶部设有产品采出管路进入厂区蒸汽管网。

进一步的，所述进气管伸入到反应器内设有弯管式分布器，弯管式分布器的方向朝下，原料气自下而上依次通过密相反应区、稀相反应区、旋分分离区实现整个氧化反应。

进一步的，所述流化床氧化反应器、密相反应冷却器上设有若干个多点温度计，密相反应区和稀相反应区设置了大量多点温度计，以完成对反应系统的温度监控。

进一步的，所述反应器的顶部通过第三管道与三旋分离器连接，所述的三旋分离器顶部汇入反应气，自上而下进入到旋风分离器侧入口，旋风分离器顶部气相汇合后自三旋分离器顶部侧壁口流出。

进一步的，所述反应器通过第四管道与催化剂收集罐连接，催化剂收集罐通过第五管道与反应器的底部连接。

进一步的，所述第四管道设置在稀相反应冷却器的上方。

进一步的，所述的催化剂收集罐的底部与反应器侧壁的催化剂口连接，催化剂自上而下进入催化剂收集罐。顶部出口与反应器下部侧壁口连接，催化剂自下而上汇入反应器。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种流化床正丁烷氧化制顺酐反应系统具有以下有益效果：

本实用新型提出了一种流化床正丁烷氧化制顺酐反应系统，采用流化床反应器，正丁烷体积含量可以提高到3.5～4.0％，空气补充量减少约一倍。一方面空气压缩机和尾气焚烧炉处理量大大降低，意味着设备体积、占地面积、能耗大大降低。另一方面流化床反应器理论上单台即可以达到20万吨产能，解决反应系统卡脖子问题。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的一种流化床正丁烷氧化制顺酐反应系统示意图。

附图标记说明：

1、空气压缩机；2、静态混合气；3、反应器；4、密相反应冷却器；5、稀相反应冷却器；6、汽包；7、汽包水循环泵；8、三旋分离器；9、催化剂收集罐。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，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。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

实施例1

首先通过空气采入管线，空气压缩机1将增压空气与外界的气相正丁烷充入静态混合器2，将空气和正丁烷按一定比例均匀混合得到反应原料气，从底部送入流化床氧化反应器3。混合气与底部的催化剂呈流态化充分接触，自下而上进行氧化反应。顶部的反应气和催化剂经过旋风分离器进行气固分离，催化剂返回到反应器继续反应，顶部反应气进入到三旋分离器8。顶部气相自上而下进到旋风分离器侧入口，实现气相和催化剂粉尘的分离。旋风分离器顶部收集气汇合后从三旋分离器侧出口采出。

氧化放出大量的热量经过密相反应冷却器和稀相反应冷却器及时取走，冷却介质为水，产生5.0MPaG蒸汽。

进入流化床氧化反应器1的正丁烷浓度为4％，反应压力为0.05～0.15MPaG，反应器中设有气体分布器，保证正丁烷和空气的均匀分布；填充的催化剂采用VPO系催化剂，填充层设置多点温度计，用来实时监测反应温度变化，密相反应区温度控制在410℃～430℃，稀相反应区温度控制在250℃～260℃。

实施例1中的反应系统为正丁烷氧化制顺酐，采用流化床反应器的方式，温度分布均匀，正丁烷收率达到60％。空气压缩机气量减少约一半，压缩机能耗降低约50％。由于处理量的降低，空气压缩机和尾气焚烧系统一次投资降低约30％。

实施例2

首先通过空气采入管线，空气压缩机1将增压空气与外界的气相正丁烷充入静态混合器2，将空气和正丁烷按一定比例均匀混合得到反应原料气，从底部送入流化床氧化反应器3。混合气与底部的催化剂呈流态化充分接触，自下而上进行氧化反应。顶部的反应气和催化剂经过旋风分离器进行气固分离，催化剂返回到反应器继续反应，顶部反应气进入到三旋分离器8。顶部气相自上而下进到旋风分离器侧入口，实现气相和催化剂粉尘的分离。旋风分离器顶部收集气汇合后从三旋分离器侧出口采出。

氧化放出大量的热量经过密相反应冷却器和稀相反应冷却器及时取走，冷却介质为水，产生5.0MPaG蒸汽。

进入流化床氧化反应器1的正丁烷浓度为5％，反应压力为0.05～0.15MPaG，反应器中设有气体分布器，保证正丁烷和空气的均匀分布；填充的催化剂采用VPO系催化剂，填充层设置多点温度计，用来实时监测反应温度变化，密相反应区温度控制在410℃～430℃，稀相反应区温度控制在250℃～260℃。

实施例2中的反应系统为正丁烷氧化制顺酐，采用流化床反应器的方式，温度分布均匀，正丁烷收率达到55％。空气压缩机气量减少约一半，压缩机能耗降低约60％。由于处理量的降低，空气压缩机和尾气焚烧系统一次投资降低约35％。

本装置采用流化床反应器，原料气和流化态的催化剂充分接触反应获得顺酐。催化剂经内部旋风分离后继续参加反应，反应气顶部出反应器送至下游装置。该技术解决了现有技术中设备大、能耗高、投资大、反应器数量多的缺陷。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种流化床正丁烷氧化制顺酐反应系统，其特征在于：包括静态混合器、反应器(3)、密相反应冷却器(4)、稀相反应冷却器(5)、汽包(6)；

所述反应器(3)的底部设有用于进气的进气管，进气管上设有静态混合器，静态混合器的入口处连接有进空气管和进正丁烷原料管，静态混合器的出口与进气管连接，进空气管上设有空气压缩机(1)，进空气管与空气罐连接；

密相反应冷却器(4)、稀相反应冷却器(5)依次设置在反应器(3)内；

反应器(3)通过第一管道与汽包(6)的顶部连接，汽包(6)的底部通过第二管道与反应器(3)的底部连接；

第二管道上设有汽包(6)水循环泵。

2.根据权利要求1所述的一种流化床正丁烷氧化制顺酐反应系统，其特征在于：所述反应器(3)为流化床氧化反应器(3)。

3.根据权利要求1所述的一种流化床正丁烷氧化制顺酐反应系统，其特征在于：所述第一管道设置在反应器(3)、密相反应冷却器(4)的上方，第二管道设置在反应器(3)、密相反应冷却器(4)的下方。

4.根据权利要求1所述的一种流化床正丁烷氧化制顺酐反应系统，其特征在于：所述汽包(6)的顶部设有产品采出管路进入厂区蒸汽管网。

5.根据权利要求1所述的一种流化床正丁烷氧化制顺酐反应系统，其特征在于：所述进气管伸入到反应器(3)内设有弯管式分布器，弯管式分布器的方向朝下。

6.根据权利要求1所述的一种流化床正丁烷氧化制顺酐反应系统，其特征在于：所述流化床氧化反应器(3)、密相反应冷却器(4)上设有若干个多点温度计。

7.根据权利要求1所述的一种流化床正丁烷氧化制顺酐反应系统，其特征在于：所述反应器(3)的顶部通过第三管道与三旋分离器(8)连接，所述的三旋分离器(8)顶部汇入反应气，自上而下进入到旋风分离器侧入口，旋风分离器顶部气相汇合后自三旋分离器(8)顶部侧壁口流出。

8.根据权利要求1所述的一种流化床正丁烷氧化制顺酐反应系统，其特征在于：所述反应器通过第四管道与催化剂收集罐(9)连接，催化剂收集罐(9)通过第五管道与反应器的底部连接。

9.根据权利要求8所述的一种流化床正丁烷氧化制顺酐反应系统，其特征在于：所述第四管道设置在稀相反应冷却器(5)的上方。

10.根据权利要求8所述的一种流化床正丁烷氧化制顺酐反应系统，其特征在于：所述的催化剂收集罐(9)的底部与反应器(3)侧壁的催化剂口连接，催化剂自上而下进入催化剂收集罐(9)。

Images