CN218608084U - 琥珀酸酐生产用悬浮床反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属琥珀酸酐生产领域，尤其涉及一种琥珀酸酐生产用悬浮床反应器，包括由下至上划分为反应区Ⅰ、液固分离区Ⅱ及气液分离区Ⅲ；反应区卸料口（1）上方设置气体分布器（14），气体分布器（14）与气相入口接管（15）相连接；气体分布器（14）上方设置液体分布器（3）；液固分离区Ⅱ通过变径段（13）与反应区Ⅰ连接；在液固分离区Ⅱ设置环状径向过滤器（5）；气液分离区Ⅲ通过法兰（7）与液固分离区Ⅱ连接；法兰上方设置破沫网（8）；气液分离区Ⅲ封头上设置旋流气液分离器（11）。本实用新型具有传热传质效率高、温度浓度分布均匀及目的产物转化率高等特点。

Description

琥珀酸酐生产用悬浮床反应器

技术领域

本实用新型属琥珀酸酐生产领域，尤其涉及一种琥珀酸酐生产用悬浮床反应器。

背景技术

琥珀酸酐是一种重要的精细化工原料，在塑料、农药、医药、涂料、食品添加剂等工业领域具有广泛的用途。顺酐液相加氢是工业生产琥珀酸酐的主要方法，顺酐是一种重要的有机合成中间体，容易购买，价格便宜，在较为缓和的工艺条件下加氢可生成琥珀酸酐，副产γ-丁内脂。

CN107253938A公开了一种顺酐直接加氢制备高纯度琥珀酸酐的生产工艺，该工艺采用四段加氢反应器，反应产物经过三塔分离得到纯度为99.86%的琥珀酸酐。为提高顺酐转换率，氢/酐摩尔比控制在800:1～1000:1；为控制反应温度，设置了反应器物料外循环。但较大的氢/酐比，制约了装置处理量；较大的物料循环比降低了顺酐的转化率。

CN107253938A公开了一种顺酐直接加氢制备高纯度琥珀酸酐的生产工艺，该工艺采用列管与固定床串联结构，反应产物经过三塔分离得到纯度为99.9%的琥珀酸酐。为控制反应温度，采用了固定床列管式反应器，反应过程按照体积比3:1～30:1的比例注入溶剂。但顺酐加氢为强放热反应，列管式反应器内放热速率大于移热速率，不能完全消除内部“热点”问题；此外溶剂在分离单元需要依次被气化、冷凝后再返回反应单元，装置运行能耗高。

因此，如何精确控制顺酐加氢的反应温度，提高反应过程转化率与选择性，同时降低分离单元操作能耗与设备投资，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型旨在克服现有技术的不足之处而提供一种传热传质效率高、温度浓度分布均匀及目的产物转化率高的琥珀酸酐生产用悬浮床反应器。

为解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的：

琥珀酸酐生产用悬浮床反应器，包括由下至上依次相接的反应区Ⅰ、液固分离区Ⅱ及气液分离区Ⅲ；

所述反应区Ⅰ位于反应器下方，在反应区底部设置卸料口；卸料口上方设置气体分布器，气体分布器与气相入口接管相连接；气体分布器上方设置液体分布器，液体分布器与液相入口接管相连接；

液固分离区Ⅱ位于反应区Ⅰ之上，通过变径段与反应区Ⅰ连接；在液固分离区Ⅱ侧壁设置催化剂加料口；在液固分离区Ⅱ操作液面之下设置环状径向过滤器，环状径向过滤器与液相出口接管相连接；

气液分离区Ⅲ位于液固分离区Ⅱ之上，通过法兰与液固分离区Ⅱ连接；法兰上方设置破沫网；气液分离区Ⅲ封头上设置旋流气液分离器，旋流分离器入口连接气相导管，与悬浮床反应器气相空间相通，上方出口与气相出口接管相连接，下方出口穿过破沫网，伸入液固分离区Ⅱ液面之下。

作为一种优选方案，本实用新型所述液体分布器上方可设置导流筒。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点。

（1）悬浮床反应器温度浓度分布均匀，消除了传统反应器“热点”问题，提高了目的产品琥珀酸酐的选择性；

（2）悬浮床反应器设置外取热器，传热效率高，降低了溶剂比（γ-丁内脂用量）。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。本实用新型的保护范围不仅局限于下列内容的表述。

图1是本实用新型使用的悬浮床反应器结构示意图。

图中：1、卸料口；2、液相入口接管；3、液体分布器；4、导流筒；5、环状径向过滤器；6、液相出口接管；7、法兰；8、破沫网；9、气相导管；10、气相出口接管；11、旋流气液分离器；12、催化剂加料口；13、变径段；14、气体分布器；15、气相入口接管。

具体实施方式

图1所示的悬浮床反应器结构示意图，悬浮床反应器由下至上依次相接的反应区Ⅰ、液固分离区Ⅱ、气液分离区Ⅲ。

所述反应区Ⅰ位于反应器下方，在反应区底部设置卸料口1；卸料口1上方设置气体分布器14，气体分布器14与气相入口接管15相连接；气体分布器14上方设置液体分布器3，液体分布器3与液相入口接管2相连接；

液固分离区Ⅱ位于反应区Ⅰ之上，通过变径段13与反应区Ⅰ连接；在液固分离区Ⅱ侧壁设置催化剂加料口12；在液固分离区Ⅱ操作液面之下设置环状径向过滤器5，环状径向过滤器5与液相出口接管6相连接；

气液分离区Ⅲ位于液固分离区Ⅱ之上，通过法兰7与液固分离区Ⅱ连接；法兰上方设置破沫网8；气液分离区Ⅲ封头上设置旋流气液分离器11，旋流气液分离器11入口连接气相导管9，与悬浮床反应器气相空间相通，上方出口与气相出口接管10相连接，下方出口穿过破沫网8，伸入液固分离区Ⅱ液面之下。

本实用新型所述液体分布器3上方设置导流筒4。

在顺酐加氢反应工段，原料顺酐与循环溶剂γ-丁内脂在原料缓冲罐中充分混合，经升压换热后送至悬浮床反应器；悬浮床反应器（简称一反）内顺酐与氢气在催化剂作用下完成一次加氢反应，一反出口物料为反应产物、未转化的顺酐与氢气、γ-丁内脂溶剂，送至固定床反应器；固定床反应器（简称二反）内，未转化的顺酐与氢气在催化剂作用下完成二次加氢反应，二反出口物料为反应产物、过剩氢气、γ-丁内脂溶剂，送至闪蒸罐；闪蒸罐气相物流循环氢减压后送至分液罐与新氢混合，再经压缩机升压返回悬浮床反应器，循环氢设置间歇排氢控制氢气纯度，闪蒸罐液相物流反应产物与γ-丁内脂溶剂送至琥珀酸酐精制分离工段。

反应区Ⅰ位于悬浮床反应器下方，在反应区Ⅰ底部设置卸料口1；卸料口1上方设置气体分布器14，气体分布器14与气相入口接管15相连接；气体分布器14上方设置液体分布器3，液体分布器3与液相入口接管2相连接；液体分布器3上方设置导流筒4；顺酐与γ-丁内脂在反应区Ⅰ形成环流流动，与氢气充分接触反应生成琥珀酸酐，一反产物、未转化的顺酐、γ-丁内脂与氢气夹带少量催化剂向上流动进入液固分离区Ⅱ；

液固分离区Ⅱ位于反应区之上，通过变径段13与反应区Ⅰ连接；在液固分离区Ⅱ侧壁设置催化剂加料口12；操作液面之下设置环状径向过滤器5，环状径向过滤器5与液相出口接管6相连接；在液固分离区Ⅱ，固相催化剂完成沉降，在重力作用下向下流动，返回反应区，液相物料依次经过环状径向过滤器5、液相出口接管6离开悬浮床反应器，过量的氢气向上流动进入气固分离区；

气液分离区Ⅲ位于液固分离区之上，通过法兰7与液固分离区Ⅱ连接；法兰7上方设置破沫网8；封头上设置旋流气液分离器11，旋流气液分离器11入口连接气相导管9，与悬浮床反应器气相空间相通，上方出口与气相出口接管9相连接，下方出口穿过破沫网8，伸入液固分离区Ⅱ液面之下；来自液固分离区Ⅱ的氢气通过破沫网8进入旋流气液分离器11，分离后的氢气从气相出口接管10离开并送至固定床反应器，气相所夹带的少量液体通过料腿返回液固分离区Ⅱ。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语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。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (2)

1.琥珀酸酐生产用悬浮床反应器，其特征在于，包括由下至上依次相接的反应区Ⅰ、液固分离区Ⅱ及气液分离区Ⅲ；

在反应区Ⅰ底部设置卸料口（1）；卸料口（1）上方设置气体分布器（14），气体分布器（14）与气相入口接管（15）相连接；气体分布器（14）上方设置液体分布器（3），液体分布器（3）与液相入口接管（2）相连接；

液固分离区Ⅱ通过变径段（13）与反应区Ⅰ连接；在液固分离区Ⅱ侧壁设置催化剂加料口（12）；在液固分离区Ⅱ操作液面之下设置环状径向过滤器（5），环状径向过滤器（5）与液相出口接管（6）相连接；

气液分离区Ⅲ通过法兰（7）与液固分离区Ⅱ连接；法兰（7）上方设置破沫网（8）；气液分离区Ⅲ封头上设置旋流气液分离器（11），旋流气液分离器（11）入口连接气相导管（9），与悬浮床反应器气相空间相通，上方出口与气相出口接管（10）相连接，下方出口穿过破沫网（8），伸入液固分离区Ⅱ液面之下。

2.根据权利要求1所述琥珀酸酐生产用悬浮床反应器，其特征在于：所述液体分布器（3）上方设置导流筒（4）。

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