CN218554108U - 催化剂再生装置和芳烃氨氧化反应系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及化工技术领域，公开了一种催化剂再生装置和芳烃氨氧化反应系统，催化剂再生装置包括催化剂再生罐，催化剂再生罐设置有供待再生的催化剂进入的再生罐进口以及供再生后的催化剂排出的再生罐出口，催化剂再生罐设置有位于再生罐进口和再生罐出口之间的进气部，进气部上设置有允许催化剂再生用的气体进入的进气孔道，进气孔道的两端分别形成朝向催化剂再生罐外的孔道进口和朝向催化剂再生罐内的孔道出口，进气孔道设置有能够止挡催化剂排出所述进气孔道的止挡结构。由此不仅保证了再生催化剂用的气体顺畅进入催化剂再生装置内，而且使得催化剂不易掉落到催化剂再生装置外。芳烃氨氧化反应系统中设置有上述催化剂再生装置。

Description

催化剂再生装置和芳烃氨氧化反应系统

技术领域

本实用新型涉及化工技术领域，具体地涉及催化剂再生装置和芳烃氨氧化反应系统。

背景技术

芳腈是一类由腈基与芳环直接相连的物质，其与芳环相连的腈基具有较高的反应活性，能够通过发生水解、加成、聚合、加氢、卤化等反应制得多种精细化工产品，广泛用于农药、医药、染料、食品添加剂及高分子单体等领域，是一类重要的精细化学中间体。

芳腈的生产主要有多种方法，但最简单有效、最经济的方法是采用相应的芳烃、氨和空气进行直接氨氧化反应得到芳腈产品。芳烃或带有取代基的芳烃在气相与氨和氧气的反应，称之为芳烃的气相氨氧化反应。目前，主要利用流化床对芳烃进行氨氧化以制备得到芳腈。

在利用氨氧化生产芳腈的过程中，由于催化剂中的氧被不断消耗掉，因此需要对催化剂进行补氧以使得催化剂再生，在催化剂再生的过程中，通过向再生装置的气孔内通入氧从而使得氧补充到催化剂结构的空位中，由于再生装置中设置了气孔，因此催化剂极易从气孔中掉落到再生装置外。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了提供催化剂再生装置，该催化剂再生装置具有供再生催化剂用的气体进入的进气孔道，进气孔道设置有能够止挡催化剂排出所述进气孔道的止挡结构，由此不仅保证了再生催化剂用的气体顺畅进入催化剂再生装置内，而且使得催化剂不易掉落到催化剂再生装置外。

为了实现上述目的，本实用新型一方面提供催化剂再生装置，所述催化剂再生装置包括催化剂再生罐，所述催化剂再生罐设置有供待再生的催化剂进入的再生罐进口以及供再生后的催化剂排出的再生罐出口，所述催化剂再生罐设置有位于所述再生罐进口和所述再生罐出口之间的进气部，所述进气部上设置有允许催化剂再生用的气体进入的进气孔道，所述进气孔道的两端分别形成朝向所述催化剂再生罐外的孔道进口和朝向所述催化剂再生罐内的孔道出口，所述进气孔道设置有能够止挡催化剂排出所述进气孔道的止挡结构。

上述技术方案，在进气孔道上设置止挡结构，从而不仅使得再生催化剂所需的气体能够顺畅排放到催化剂再生罐内，而且使得催化剂不易通过进气孔道掉落到催化剂再生罐的外部。

优选地，所述进气孔道呈弯折状。

优选地，在沿所述催化剂再生罐的高度方向上，同一个所述进气孔道的所述孔道进口和所述孔道出口错开设置；

所述进气孔道包括：

第一整流孔道，所述第一整流孔道连接于所述孔道进口，所述第一整流孔道沿所述进气部的壁厚方向延伸，

第二整流孔道，所述第二整流孔道连接于所述孔道出口，所述第二整流孔道沿所述进气部的壁厚方向延伸，以及

阻流孔道，所述阻流孔道成角度连通所述第一整流孔道和所述第二整流孔道，以形成为所述止挡结构。

优选地，

所述阻流孔道的轴线与其中一个所述整流孔道的轴线之间的夹角为30° -90°；和/或

其中一个所述整流孔道的长度为所述阻流孔道的长度的0.2-5倍。

优选地，所述进气孔道呈直型状，所述进气孔道包括：

第一直孔道，所述第一直孔道连接于所述孔道进口，所述第一直孔道沿所述进气部的壁厚方向延伸，以及

第二直孔道，所述第二直孔道的两端分别连接于所述孔道出口和所述第一直孔道，所述第二直孔道沿所述进气部的壁厚方向延伸，其中，所述第一直孔道的孔径小于所述第二直孔道的孔径，以形成所述止挡结构。

优选地，所述催化剂再生罐的底端形成有锥形部，所述锥形部形成为所述进气部，所述再生罐出口设置于所述锥形部的底壁，所述再生罐进口设置于所述再生罐出口的上方，在从所述再生罐进口到所述再生罐出口的方向上，所述锥形部呈渐缩状，所述进气孔道设置于所述锥形部的周向壁。

优选地，所述锥形部的周向壁设置有多个所述进气孔道，多个所述进气孔道均布于所述锥形部的周向壁；和/或

所述催化剂再生装置包括罩设于所述锥形部外的导流套筒，所述导流套筒和所述锥形部的周向壁之间形成有环状的间隙，所述导流套筒设置有供催化剂再生用的气体进入的导流进口。

本实用新型第二方面提供芳烃氨氧化反应系统，所述芳烃氨氧化反应系统包括：

反应外壳，所述反应外壳内设置有反应腔室，所述反应腔室供含有芳烃、氨和催化剂的反应原料在流动中进行氨氧化反应以得到芳腈，所述反应腔室具有供反应原料进入的进料口和供含有芳腈的物料排出的出料口；以及

气固分布单元，所述气固分布单元设置于所述进料口处，并且所述气固分布单元设置为能够将所述反应原料均匀投放到所述进料口中。

通过在反应腔室的进料口处设置气固分布单元，可使得反应原料大致均匀的分布在反应腔室内，由此提高了反应效果和反应效率；并且由于气固分布单元将反应原料同时投放到进料口中，并朝向同一个方向流动并在流动的过程中进行氨氧化反应，由此不仅提高了目标产物的选择性，而且有效抑制了气固返混以及减少了副反应的发生如芳烃等的过氧化反应。

优选地，所述气固分布单元包括至少一个气固分布管组，所述气固分布管组包括：

中心管，所述中心管的两端分别形成为供催化剂进出的催化剂进口和催化剂出口，所述中心管沿所述反应外壳的轴向延伸；以及

套管，所述套管的两端分别形成为供芳烃和氨进出的套管进口和套管出口，所述套管套设于所述中心管的外部，所述套管和所述中心管之间形成有供芳烃和氨通过的环形间隙。

优选地，所述中心管的催化剂出口端的外径在从所述催化剂进口到所述催化剂出口的方向上呈渐缩状；和/或

所述套管的套管出口端的外径在从所述套管进口到所述套管出口的方向上呈渐缩状。

优选地，所述中心管的催化剂进口端延伸超出于所述套管以形成中心管延伸部；

所述气固分布单元包括设置于所述中心管延伸部的外部的换热体，所述换热体内设置有供与流经所述中心管的催化剂进行换热的换热介质流动的换热室，所述换热室具有分别供所述换热介质进出的换热介质进口和换热介质出口。

优选地，所述气固分布单元包括气流分布体，所述气流分布体内设置有气流分布室，所述气流分布室内设置有将所述气流分布室分隔成沿所述套管的延伸方向分布的第一腔室和第二腔室的气流分布板，所述气流分布板设置有供气体通过的多个分布孔，所述中心管的两端均穿设出所述气流分布体，所述套管的套管进口位于第一腔室内，所述套管的套管出口位于所述气流分布体外；

所述气固分布单元包括插设于所述气流分布板的导入管，所述导入管的一端形成为导入气相物料的导入口，所述导入口延伸到所述气流分布体外，所述导入管的另一端形成为供气相物料排出的导出口，所述导出口延伸进入所述第二腔室。

优选地，所述芳烃氨氧化反应系统包括设置于所述反应腔室内的能够引导物料分布的导流件。

优选地，所述芳烃氨氧化反应系统包括沿所述反应腔室的高度方向分布的多层导流层，所述导流层中设置有多个所述导流件。

优选地，在同一个所述导流层中，多个所述导流件均匀分布。

优选地，所述导流件选自下述结构中的一种或多种：

a)所述导流件呈半球体状，所述导流件的圆弧面形成为导流面；

b)所述导流件包括半球体，所述半球体的圆弧面形成为导流面，所述导流件包括设置于所述半球体的背离所述圆弧面的一侧的圆锥体，所述圆锥体在物料的流动方向上呈渐缩状；

c)所述导流件包括第一罩体以及套设于所述第一罩体外的第二罩体，所述第一罩体和所述第二罩体之间形成有供物料通过的间隙，所述第一罩体和所述第二罩体在物料的流动方向上均呈渐扩状。

优选地，所述芳烃氨氧化反应系统包括本实用新型所提供的催化剂再生装置，所述催化剂再生罐的所述再生罐出口连通于所述气固分布单元。

优选地，所述芳烃氨氧化反应系统包括收集罐，所述收集罐内设置有能够容纳含有芳腈的物料的收集腔室，所述收集腔室具有与所述反应外壳的出料口相连通的收集罐进口和供产品气芳腈排出的产品气排出口；或者

所述芳烃氨氧化反应系统包括收集罐，所述收集罐内设置有能够容纳含有芳腈的物料的收集腔室，所述收集腔室具有与所述反应外壳的出料口相连通的收集罐进口、供产品气芳腈排出的产品气排出口以及供待再生的催化剂排出的催化剂排出口，所述芳烃氨氧化反应系统包括连通所述催化剂排出口和所述再生罐进口的连通管，所述连通管设置有允许输送待再生的催化剂的输送气通过的输送气进口。

附图说明

图1是本实用新型优选实施方式的芳烃氨氧化反应系统的整体结构示意图，其中，设置有本实用新型优选实施方式的催化剂再生装置；

图2是本实用新型优选实施方式的催化剂再生装置的底端的局部剖面结构示意图，其中，示出了锥形部；

图3是图2所示的锥形部的局部剖面结构示意图；

图4是沿图2所示的锥形部的母线剪切形成的平面结构示意图；

图5是图3所示的结构的进气通道的优选结构示意图；

图6是图3所示的结构的进气通道的另一优选结构示意图；

图7是图1中的气固分布单元的局部剖面结构示意图；

图8是图7所示的结构的局部放大示意图；

图9是图7所示的气固分布单元中的气固分布管组的位于底端的部分的局部结构示意图；

图10是图1中的导流件的优选结构示意图；

图11是图1中的导流件的另一优选结构示意图；

图12是图1中的导流件的另一优选结构示意图。

附图标记说明

10-催化剂再生装置；12-催化剂再生罐；120-锥形部；122-进气孔道； 110-孔道进口；112-孔道出口；122a-第一整流孔道；122c-第二整流孔道；122b- 阻流孔道；122d-第一直孔道；122e-第二直孔道；14-导流套筒；140-导流进口；16-旋风分离器；20-芳烃氨氧化反应系统；22-反应外壳；220-反应腔室； 24-气固分布单元；240-中心管；240a-中心管延伸部；242-套管；244-环形间隙；246-换热体；246a-换热介质进口；246b-换热介质出口；248-气流分布体； 130-气流分布室；132-气流分布板；134a-第一腔室；134b-第二腔室；26-导流件；260a-半球体；262a-圆锥体；260b-第一罩体；262b-第二罩体；28-收集罐；280-产品气排出口；282-收集腔室；284-连通管。

具体实施方式

在本实用新型中，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。

需要说明的是，汽化后的芳烃和氨在催化剂的作用下进行氨氧化反应以得到芳腈，其中，催化剂可为钒系催化剂，催化剂的空位携带有氧，氨氧化反应中，氧释放参与反应，芳烃可为C7～C8的芳烃及其衍生物例如间二甲苯、甲苯。由于催化剂中的氧随着反应的进行而被消耗，因此需要向反应后的催化剂即待再生的催化剂中补氧而使得催化剂再生，从而能够再次参与反应。在催化剂再生的过程中，在加热的条件下，向催化剂中通入含有氧气的气体如空气，从而使得催化剂再生。

本实用新型提供了催化剂再生装置，催化剂再生装置10尤其适用于芳烃氨氧化制备芳腈中所用的催化剂，催化剂再生装置10包括催化剂再生罐 12，催化剂再生罐12设置有供待再生的催化剂进入的再生罐进口以及供再生后的催化剂排出的再生罐出口，催化剂再生罐12设置有位于再生罐进口和再生罐出口之间的进气部，进气部上设置有允许催化剂再生用的气体如含有氧气的气体进入的进气孔道122，进气孔道122的两端分别形成朝向催化剂再生罐12外的孔道进口110和朝向催化剂再生罐12内的孔道出口112，再生所需的气体由孔道进口110进入到进气孔道122内，并由孔道出口112 排放到催化剂再生罐12内，以对待再生的催化剂进行补氧，使得氧补充到催化剂的空位中，再生后的催化剂由再生罐出口排出，进气孔道122设置有能够止挡催化剂排出进气孔道122的止挡结构。通过在进气孔道122上设置止挡结构，从而不仅使得再生催化剂所需的气体能够顺畅排放到催化剂再生罐12内，而且使得催化剂不易通过进气孔道122掉落到催化剂再生罐12的外部。需要说明的是，在使用的过程中，由再生罐进口进入的催化剂可在重力的作用下下落，在下落的过程中，与由催化剂再生罐12的底端所通入的再生所需的气体接触反应而得到再生的催化剂，再生的催化剂最终可由位于催化剂再生罐12的底端的再生罐出口排出。另外，催化剂再生装置10可设置有加热部，加热部可对催化剂再生罐12进行加热，以保证催化剂的再生反应所需的温度。其中，催化剂再生罐12内的温度可设定为400℃-550℃，压力可设定为0.01Mpa-0.11Mpa，气体的流速为0.05m/s-0.5m/s，优选为 0.2m/s-0.3m/s。

另外，为了减少催化剂的消耗，可在催化剂再生罐12内设置旋风分离器16，旋风分离器16可设置于催化剂再生罐12的顶部，这样，使得催化剂再生罐12内的气体排放到催化剂再生罐12外，而催化剂旋流降落到催化剂再生罐12内。

结合图1和图2中所示，催化剂再生罐12的底端可形成有锥形部120，锥形部120可形成为进气部，再生罐出口可设置于锥形部120的底壁，再生罐进口可设置于再生罐出口的上方，这样，由再生罐进口进入的待再生的催化剂可在重力的作用下进行下落，在从再生罐进口到再生罐出口的方向上，锥形部120可呈渐缩状，进气孔道122可设置于锥形部120的周向壁。通过设置锥形部120，可使得再生后的催化剂稳定排出，同时也有利于催化剂的再生反应。

为了进一步提高再生反应的效果和效率，如图4中所示，可在锥形部120 的周向壁设置多个进气孔道122，多个进气孔道122可均布于锥形部120的周向壁。

可在锥形部120外罩设导流套筒14，导流套筒14和锥形部120的周向壁之间可形成有环状的间隙，导流套筒14可设置有供催化剂再生用的气体进入的导流进口140，这样，催化剂再生用的气体可由导流进口140进入到环状的间隙中，气体在环状的间隙中环绕流动，在流动的过程中，进入相应的进气孔道122。通过设置导流套筒14，可使得气体沿着锥形部120的周向均匀分布，由此使得气体能够均匀进入到锥形部120内。优选地，可在导流套筒14的周向壁上设置多个导流进口140，多个导流进口140可沿导流套筒 14的周向壁均匀分布。另外，导流套筒14可设置有与再生罐出口相连通的套筒出口，导流进口140可设置于导流套筒14的周向壁，套筒出口可设置于导流套筒14的底壁。

结合图3和图5中所示，进气孔道122可呈弯折状，这样，可使得再生所需的气体由催化剂再生罐12的外部能够顺畅进入到催化剂再生罐12内，而催化剂再生罐12内的催化剂则不易掉落至催化剂再生罐12外。

在沿催化剂再生罐12的高度方向上，同一个进气孔道122的孔道进口 110和孔道出口112错开设置，其中，孔道进口110可位于孔道出口112的上方；进气孔道122可包括第一整流孔道122a、第二整流孔道122c和阻流孔道122b，第一整流孔道122a可连接于孔道进口110，第一整流孔道122a 可沿进气部的壁厚方向延伸，第二整流孔道122c可连接于孔道出口112，第二整流孔道122c可沿进气部的壁厚方向延伸，阻流孔道122b成角度连通第一整流孔道122a和第二整流孔道122c，以形成为止挡结构。通过将进气孔道122设置为具有第一整流孔道122a、第二整流孔道122c和阻流孔道122b，从而不仅保证了气体能够顺畅进入到锥形部120内，而且使得催化剂不易掉落到催化剂再生罐12外。

如图3中所示，阻流孔道122b的轴线与其中一个整流孔道的轴线之间的夹角β为30°-90°，也就是说，阻流孔道122b的轴线与第一整流孔道 122a的轴线之前的夹角可为30°-90°，阻流孔道122b的轴线与第二整流孔道122c的轴线之前的夹角亦可为30°-90°。

其中一个整流孔道的长度可为阻流孔道122b的长度的0.2-5倍，这样，可进一步保证了进气的顺畅性，同时也进一步提高了止挡效果。可以理解的是，第一整流孔道122a的长度可为阻流孔道122b的长度的0.2-5倍，第二整流孔道122c的长度亦可为阻流孔道122b的长度的0.2-5倍。

另外，第一整流孔道122a的内径可为阻流孔道122b的内径的1/3-1倍，这样，可进一步提高止挡效果；第二整流孔道122c的内径可为阻流孔道122b 的内径的1-3倍，这样，可进一步提高止挡效果。

结合图3和图6中所示，进气孔道122可呈直型状，进气孔道122可包括第一直孔道122d和第二直孔道122e，第一直孔道122d可连接于孔道进口 110，第一直孔道122d可沿进气部的壁厚方向延伸，第二直孔道122e的两端可分别连接于孔道出口112和第一直孔道122d，第二直孔道122e可沿进气部的壁厚方向延伸，其中，第一直孔道122d的孔径可小于第二直孔道122e 的孔径，以形成止挡结构。通过将进气孔道122设置为呈直型状，不仅保证了气体的顺畅流通，而且使得催化剂不易掉落到催化剂再生罐12外。其中，第二直孔道122e的长度可为第一直孔道122d的长度的1-5倍；另外，第二直孔道122e的孔径可为第一直孔道122d的孔径的大于1且小于等于10倍。

本实用新型提供了芳烃氨氧化反应系统，如图1中所示，芳烃氨氧化反应系统20包括反应外壳22和气固分布单元24。反应外壳22内设置有反应腔室220，反应腔室220供含有芳烃、氨等反应原料和可供给反应所需氧的催化剂的反应原料在流动中进行氨氧化反应以得到芳腈，需要说明的是，含有芳烃、氨和催化剂的反应原料可在重力作用下进行流动并在流动的过程中进行氨氧化反应，其中，芳烃和氨均为汽化后呈气相，反应腔室220具有供反应原料进入的进料口和供含有芳腈的物料排出的出料口，优选地，进料口可设置于反应腔室220的顶部，出料口可设置于反应腔室220的底部；气固分布单元24设置于进料口处，并且气固分布单元24设置为能够将反应原料均匀投放到进料口中。通过在反应腔室220的进料口处设置气固分布单元24，可使得反应原料大致均匀的分布在反应腔室220内，由此提高了反应效果和反应效率；并且由于气固分布单元24将反应原料同时投放到进料口中，并朝向同一个方向流动并在流动的过程中进行氨氧化反应，由此不仅提高了目标产物的选择性，而且有效抑制了气固返混以及减少了副反应的发生如芳烃等的过氧化反应。其中，芳烃、氨气和空气的摩尔比为1：(1-10)：(10-40)，反应腔室220内的温度可设定为350℃-480℃，反应腔室220内的压力可设定为0.01Mpa-0.11Mpa。

为了保证氨氧反应有效进行，可在反应外壳22上设置供含有氧气的气体如空气进入反应腔室220的补气口。补气口可设置于反应外壳22的上部、中部和下部位置处。

结合图7和图8中所示，气固分布单元24可包括至少一个气固分布管组，优选地，气固分布单元24中可设置有多个气固分布管组，多个气固分布管组可在进料口所在的区域内均匀分布，其中，排布后的多个气固分布管组可呈正三角形、正方形或圆环形。可以理解的是，气固分布单元24可设置于反应腔室220的顶部。

气固分布管组包括中心管240，中心管240的两端可分别形成为供催化剂进出的催化剂进口和催化剂出口，从图7所示的方位看，催化剂进口可设置于中心管240的顶部，催化剂出口可设置于中心管240的底部，中心管240 可沿反应外壳22的轴向延伸；气固分布管组可包括套管242，套管242的两端可分别形成为供芳烃和氨进出的套管进口和套管出口，套管242可套设于中心管240的外部，套管242和中心管240之间形成有供芳烃和氨通过的环形间隙244，反应原料中的气相部分即芳烃和氨可由套管进口进入，流经环形间隙244后可由套管出口排出，气相部分排出口可与中心管240的催化剂出口排出的催化剂接触并进行氨氧化反应，从图7所示的方位看，套管进口可设置于套管242的顶端，套管出口可设置于套管242的底端。通过设置中心管240和套管242可限定反应原料的进料方式，可使得反应原料大致均匀分布在进料口处，并且气相物料即芳烃和氨环绕固相物料即催化剂喷出相应的气固分布管组，可使得气相物料能够与固相物料均匀接触，由此提高了反应效率，提高了目标产物的选择性。

为了较好的喷射出催化剂，中心管240的催化剂出口端的外径在从催化剂进口到催化剂出口的方向上呈渐缩状。其中，中心管240的催化剂出口端可呈锥形状，该锥形的母线与竖直方向所成的夹角α可为大于0°且小于等于60°。

此外，套管242的套管出口端的外径在从套管进口到套管出口的方向上可呈渐缩状，这样，套管242可更好的喷射出气相物料。其中，套管242的套管出口端可呈锥形状，该锥形的母线与竖直方向所成的夹角α可为大于0°且小于等于60°。

如图7中所示，中心管240的催化剂进口端延伸超出于套管242以形成中心管延伸部240a。

气固分布单元24可包括设置于中心管延伸部240a的外部的换热体246，其中，换热体246可套设于中心管延伸部240a的外部，换热体246内可设置有供换热介质流动的换热室，换热介质可与流经中心管240的催化剂进行换热以能够对再生后的催化剂进行降温，换热室可具有分别供换热介质进出的换热介质进口246a和换热介质出口246b。通过在心管延伸部240a的外部设置换热体246，可对流经中心管240内的催化剂进行降温，由此满足氨氧化所需的反应温度。需要说明的是，由于催化剂再生之后可具有较高的温度，因此，在落入中心管240之前，可利用换热体246对再生后的催化剂进行降温，例如可将催化剂的温度降至380℃-480℃。

另外，可在芳烃氨氧化反应系统中设置本实用新型所提供的催化剂再生装置10，催化剂再生罐12的再生罐出口可连通于气固分布单元24，这样，催化剂再生罐12再生后的催化剂可落入气固分布单元24的中心管240内。中心管240的催化剂进口伸入到催化剂再生罐12的再生罐出口内。其中，中心管240的伸入再生罐出口内的长度可为锥形部120的高度的0.2-0.8倍，优选为0.4-0.6。其中关于锥形部120在前面的内容中已被详细描述，此处不再赘述。

为了将反应得到芳腈和催化剂即待再生的催化剂有效分离，如图1中所示，可设置收集罐28，收集罐28内可设置有能够容纳含有芳腈的物料的收集腔室282，收集腔室282具有与反应外壳22的出料口相连通的收集罐进口和供产品气芳腈等排出的产品气排出口280，收集腔室282具有供待再生的催化剂排出的催化剂排出口，其中，收集罐进口可设置于收集罐28的顶壁，产品气排出口280和催化剂排出口均可设置于收集罐28的侧壁，催化剂排出口可设置于产品气排出口280的下方。含有产品气的物料进入收集罐28 中后，静置分离，产品气芳腈由产品气排出口280，而催化剂即待再生的催化剂由催化剂排出口排出。

另外，可设置连通催化剂排出口和再生罐进口的连通管284，连通管284 可设置有允许输送待再生的催化剂的输送气通过的输送气进口，其中，输送气进口可设置于连通管284的底端，连通管284的顶端可伸入到再生罐进口内，连通管284的侧壁与催化剂排出口相连通，排出的待再生的催化剂可在输送气的作用下被输送到催化剂再生罐12中，由此，使得催化剂在整个反应系统中循环。

为了使得套管242内的芳烃和氨混合均匀，可设置气流分布体248，结合图7和图8中所示，气流分布体248内可设置有气流分布室130，气流分布室130内可设置有将气流分布室130分隔成沿套管242的延伸方向分布的第一腔室134a和第二腔室134b的气流分布板132，其中，第一腔室134a可位于第二腔室134b的上方，气流分布板132可设置有供气体通过的多个分布孔，多个分布孔可均匀分布于气流分布板132，中心管240的两端均穿设出气流分布体248，需要说明的是，中心管240的催化剂进口可延伸超出气流分布体248的顶壁并伸入到再生催化剂罐12的再生罐出口内，中心管240 的催化剂出口可延伸超出气流分布体248的底壁并伸入到反应腔室220的进料口中，中心管240穿过气流分布板132，套管242的套管进口可位于第一腔室134a内，套管242的套管出口可位于气流分布体248外，套管242穿过气流分布板132，也就是说，套管242的套管出口可延伸超出气流分布体 248的底壁并伸入到反应腔室220的进料口中；在气流分布板132上可插设有导入管136，导入管136的一端即顶端可形成为导入气相物料即芳烃和氨的导入口，导入口延伸到气流分布体248外，导入管136的另一端可形成为供气相物料即芳烃和氨排出的导出口，导出口可延伸进入第二腔室134b，这样，气相物料可由导入管136导入第二腔室134b中，并在气流分布板132 的作用下进一步均匀分布在第一腔室134a中，由此气相物料混合均匀后进入到环形间隙244中。

可在反应腔室220内设置能够引导物料即含有芳烃、氨和催化剂的反应原料分布的导流件26，这样，可控制反应腔室220内反应物料的浓度和物料分布，由此提高了目标产物的选择性，同时降低了副反应。

为了更有效地控制反应腔室220内反应物料的浓度和物料分布，可设置多层如3-10层导流层，多层导流层可沿反应腔室220的高度方向分布，导流层中可设置有多个导流件26，优选地，在同一个导流层中，多个导流件 26均匀分布。

如图10中所示，导流件26可呈半球体状，导流件26的圆弧面形成为导流面以对反应物料进行导流，可以理解的是，半球体的圆弧面可形成为迎料面。其中，半球体的高度H为半球体的圆弧面的顶点到半球体的平面的距离，半球体的平面的直径为R，其中，H/R为0.1-10。

如图11中所示，导流件26可包括第一罩体260b以及套设于第一罩体 260b外的第二罩体262b，第一罩体260b和第二罩体262b之间可形成有供物料通过的间隙，该间隙可呈环形状，第一罩体260b和第二罩体262b在物料的流动方向上均可呈渐扩状。可以明白的是，第一罩体260b和第二罩体 262b均可呈圆台状。其中，第一罩体260b和第二罩体262b的高度可相同，均为H，第二罩体262b的底面半径可为R，第二罩体262b的顶面半径可为 R'，其中，H/R为0.1-10，R'/R为0.3-3。类似的，导流件26可由多层罩体构成，层数n为2-8；相邻两层罩体的底面半径比Rn-1/Rn为0.5-0.8。

如图12中所示，导流件26可包括半球体260a，半球体260a的圆弧面可形成为导流面，该导流面可对反应物料进行导流，也就是说，导流面可形成为迎料面，导流件26可包括设置于半球体260a的背离圆弧面的一侧的圆锥体262a，圆锥体262a在物料的流动方向上可呈渐缩状。半球体260a的高度可为h1，圆锥体262a高度可为h2，半球体260a的平面的直径为r，(h1+h2)/r 为0.5-10，h1/h2为1-5。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型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，本实用新型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实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (18)

1.催化剂再生装置，其特征在于，所述催化剂再生装置(10)包括催化剂再生罐(12)，所述催化剂再生罐(12)设置有供待再生的催化剂进入的再生罐进口以及供再生后的催化剂排出的再生罐出口，所述催化剂再生罐(12)设置有位于所述再生罐进口和所述再生罐出口之间的进气部，所述进气部上设置有允许催化剂再生用的气体进入的进气孔道(122)，所述进气孔道(122)的两端分别形成朝向所述催化剂再生罐(12)外的孔道进口(110)和朝向所述催化剂再生罐(12)内的孔道出口(112)，所述进气孔道(122)设置有能够止挡催化剂排出所述进气孔道(122)的止挡结构。

2.根据权利要求1所述的催化剂再生装置，其特征在于，所述进气孔道(122)呈弯折状。

3.根据权利要求2所述的催化剂再生装置，其特征在于，在沿所述催化剂再生罐(12)的高度方向上，同一个所述进气孔道(122)的所述孔道进口(110)和所述孔道出口(112)错开设置；

所述进气孔道(122)包括：

第一整流孔道(122a)，所述第一整流孔道(122a)连接于所述孔道进口(110)，所述第一整流孔道(122a)沿所述进气部的壁厚方向延伸，

第二整流孔道(122c)，所述第二整流孔道(122c)连接于所述孔道出口(112)，所述第二整流孔道(122c)沿所述进气部的壁厚方向延伸，以及

阻流孔道(122b)，所述阻流孔道(122b)成角度连通所述第一整流孔道(122a)和所述第二整流孔道(122c)，以形成为所述止挡结构。

4.根据权利要求3所述的催化剂再生装置，其特征在于，

所述阻流孔道(122b)的轴线与其中一个所述整流孔道的轴线之间的夹角为30°-90°；和/或

其中一个所述整流孔道的长度为所述阻流孔道(122b)的长度的0.2-5倍。

5.根据权利要求1所述的催化剂再生装置，其特征在于，所述进气孔道(122)呈直型状，所述进气孔道(122)包括：

第一直孔道(122d)，所述第一直孔道(122d)连接于所述孔道进口(110)，所述第一直孔道(122d)沿所述进气部的壁厚方向延伸，以及

第二直孔道(122e)，所述第二直孔道(122e)的两端分别连接于所述孔道出口(112)和所述第一直孔道(122d)，所述第二直孔道(122e)沿所述进气部的壁厚方向延伸，其中，所述第一直孔道(122d)的孔径小于所述第二直孔道(122e)的孔径，以形成所述止挡结构。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的催化剂再生装置，其特征在于，所述催化剂再生罐(12)的底端形成有锥形部(120)，所述锥形部(120)形成为所述进气部，所述再生罐出口设置于所述锥形部(120)的底壁，所述再生罐进口设置于所述再生罐出口的上方，在从所述再生罐进口到所述再生罐出口的方向上，所述锥形部(120)呈渐缩状，所述进气孔道(122)设置于所述锥形部(120)的周向壁。

7.根据权利要求6所述的催化剂再生装置，其特征在于，所述锥形部(120)的周向壁设置有多个所述进气孔道(122)，多个所述进气孔道(122)均布于所述锥形部(120)的周向壁；和/或

所述催化剂再生装置(10)包括罩设于所述锥形部(120)外的导流套筒(14)，所述导流套筒(14)和所述锥形部(120)的周向壁之间形成有环状的间隙，所述导流套筒(14)设置有供催化剂再生用的气体进入的导流进口(140)。

8.芳烃氨氧化反应系统，其特征在于，所述芳烃氨氧化反应系统(20)包括权利要求1-7中任意一项所述的催化剂再生装置(10)。

9.根据权利要求8所述的芳烃氨氧化反应系统，其特征在于，所述芳烃氨氧化反应系统(20)包括：

反应外壳(22)，所述反应外壳(22)内设置有反应腔室(220)，所述反应腔室(220)供含有芳烃、氨的反应原料和催化剂在流动中进行氨氧化反应以得到芳腈，所述反应腔室(220)具有供反应原料进入的进料口和供含有芳腈的物料排出的出料口；以及

气固分布单元(24)，所述气固分布单元(24)设置于所述进料口处，并且所述气固分布单元(24)设置为能够将所述反应原料均匀投放到所述进料口中，所述催化剂再生罐(12)的所述再生罐出口连通于所述气固分布单元(24)。

10.根据权利要求9所述的芳烃氨氧化反应系统，其特征在于，所述气固分布单元(24)包括至少一个气固分布管组，所述气固分布管组包括：

中心管(240)，所述中心管(240)的两端分别形成为供催化剂进出的催化剂进口和催化剂出口，所述中心管(240)沿所述反应外壳(22)的轴向延伸；以及

套管(242)，所述套管(242)的两端分别形成为供芳烃和氨进出的套管进口和套管出口，所述套管(242)套设于所述中心管(240)的外部，所述套管(242)和所述中心管(240)之间形成有供芳烃和氨通过的环形间隙(244)。

11.根据权利要求10所述的芳烃氨氧化反应系统，其特征在于，所述中心管(240)的催化剂出口端的外径在从所述催化剂进口到所述催化剂出口的方向上呈渐缩状；和/或

所述套管(242)的套管出口端的外径在从所述套管进口到所述套管出口的方向上呈渐缩状。

12.根据权利要求10所述的芳烃氨氧化反应系统，其特征在于，所述中心管(240)的催化剂进口端延伸超出于所述套管(242)以形成中心管延伸部(240a)；

所述气固分布单元(24)包括设置于所述中心管延伸部(240a)的外部的换热体(246)，所述换热体(246)内设置有供与流经所述中心管(240)的催化剂进行换热的换热介质流动的换热室，所述换热室具有分别供所述换热介质进出的换热介质进口(246a)和换热介质出口(246b)。

13.根据权利要求10所述的芳烃氨氧化反应系统，其特征在于，所述气固分布单元(24)包括气流分布体(248)，所述气流分布体(248)内设置有气流分布室(130)，所述气流分布室(130)内设置有将所述气流分布室(130)分隔成沿所述套管(242)的延伸方向分布的第一腔室(134a)和第二腔室(134b)的气流分布板(132)，所述气流分布板(132)设置有供气体通过的多个分布孔，所述中心管(240)的两端均穿设出所述气流分布体(248)，所述套管(242)的套管进口位于第一腔室(134a)内，所述套管(242)的套管出口位于所述气流分布体(248)外；

所述气固分布单元(24)包括插设于所述气流分布板(132)的导入管(136)，所述导入管(136)的一端形成为导入气相物料的导入口，所述导入口延伸到所述气流分布体(248)外，所述导入管(136)的另一端形成为供气相物料排出的导出口，所述导出口延伸进入所述第二腔室(134b)。

14.根据权利要求9所述的芳烃氨氧化反应系统，其特征在于，所述芳烃氨氧化反应系统(20)包括设置于所述反应腔室(220)内的能够引导物料分布的导流件(26)。

15.根据权利要求14所述的芳烃氨氧化反应系统，其特征在于，所述芳烃氨氧化反应系统(20)包括沿所述反应腔室(220)的高度方向分布的多层导流层，所述导流层中设置有多个所述导流件(26)。

16.根据权利要求15所述的芳烃氨氧化反应系统，其特征在于，在同一个所述导流层中，多个所述导流件(26)均匀分布。

17.根据权利要求14所述的芳烃氨氧化反应系统，其特征在于，所述导流件(26)选自下述结构中的一种或多种：

a)所述导流件(26)呈半球体状，所述导流件(26)的圆弧面形成为导流面；

b)所述导流件(26)包括半球体(260a)，所述半球体(260a)的圆弧面形成为导流面，所述导流件(26)包括设置于所述半球体(260a)的背离所述圆弧面的一侧的圆锥体(262a)，所述圆锥体(262a)在物料的流动方向上呈渐缩状；

c)所述导流件(26)包括第一罩体(260b)以及套设于所述第一罩体(260b)外的第二罩体(262b)，所述第一罩体(260b)和所述第二罩体(262b)之间形成有供物料通过的间隙，所述第一罩体(260b)和所述第二罩体(262b)在物料的流动方向上均呈渐扩状。

18.根据权利要求9-17中任意一项所述的芳烃氨氧化反应系统，其特征在于，所述芳烃氨氧化反应系统(20)包括收集罐(28)，所述收集罐(28)内设置有能够容纳含有芳腈的物料的收集腔室(282)，其中：

所述收集腔室(282)具有与所述反应外壳(22)的出料口相连通的收集罐进口和供产品气芳腈排出的产品气排出口(280)；或者

所述收集腔室(282)具有与所述反应外壳(22)的出料口相连通的收集罐进口、供产品气芳腈排出的产品气排出口(280)以及供待再生的催化剂排出的催化剂排出口，所述芳烃氨氧化反应系统(20)包括连通所述催化剂排出口和所述再生罐进口的连通管(284)，所述连通管(284)设置有允许输送待再生的催化剂的输送气通过的输送气进口。

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