CN2458063Y - 一种绝热固定床氧化反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种新型的绝热固定床氧化反应器。传统的绝热固定床氧化反应器,气体分布器存在气流分布不均匀且易在催化剂表面形成旋风,造成了催化剂径向温度差大和破坏催化剂床层平整度等不足。而且过滤阻火器与反应器的分离,使反应系统能耗增加且增加了系统阻力。本实用新型采用新型一体化结构,即反应器内集分布器、过滤层、催化床于一体,简化了反应器的结构又使气流分布效果得到很大改善,同时兼备了过滤和阻火的功能。

Description

一种绝热固定床氧化反应器

本实用新型是一种新型结构的绝热固定床氧化反应器，它同时具备原料气过滤、阻火、气流均布和催化反应功能。

绝热固定床氧化反应器广泛应用于工业催化反应装置中，尤其在醇催化氧化合成醛的反应中，如：甲醇催化氧化合成甲醛，乙二醇催化氧化合成乙二醛，1,2-丙二醇催化氧化合成丙酮醛，丁醇催化氧化合成丁醛等，由于该类反应均为强放热反应，反应温度由反应放热和循环气载热平衡来维持，因此反应器气流分布的好坏直接影响到催化反应温度的均一性；当循环量大于200立方米/小时，气流容易在反应器中形成旋涡，破坏催化剂的平整度，这些均会严重影响催化反应效果；同时，由于催化反应在高温下进行，操作不当会引起回火，造成生产事故，因此必须在催化层与原料进料口间加阻火装置作为安全措施；对一些催化剂而言，杂质的进入会严重影响催化剂的活性和使用寿命，所以该类催化剂均安装过滤装置。

很多催化氧化反应，原料气进入催化床前的温度要求在200℃以上，为了减少能量的损失，过滤阻火器和反应器位置应尽量接近。但是，在传统装置中过滤阻火器与反应器分离，为了降低系统阻力、增加过滤面积，通常的过滤阻火器设备很庞大，能耗也同时增加；为了改善气流分布状况，传统反应器只有简单的喇叭形分布结构，当气流线速度大于0.5m/s时，气流均布状况显著恶化，而且气流容易在反应器中形成旋涡，破坏催化剂的平整度，严重影响了催化反应效果。

本实用新型目的是设计一种使原料气分布更为均匀、又具有过滤、阻火功能的绝热固定床氧化反应器。

本实用新型的目的是设计一种一体化的使原料气分布更为均匀、又具有过滤、阻火功能的绝热固定床催化氧化反应器。

本实用新型的绝热固定床氧化反应器，原料分布器、过滤材质层、不锈钢金属丝网、催化床层集反应器于一体，反应器呈圆柱形，其中原料气进口位于反应器上部一侧，锥形分布器在反应器的上半部向下开喇叭口，分布器锥度是45-85度，原料气进口直径D和分布器口直径之比是1.0-2.5，过滤材质层和金属丝网位于锥形分布器之下，即圆柱形反应器下部，催化床层位于金属丝网之下近反应器底部，金属丝网堆积厚度h是2-20mm，过滤材质层铺装的厚度H是10-50mm，金属丝网目数是60-120。如此结构，制作时比现有反应工艺简单方便。原料气进入反应器后经分布器均匀分布，通过过滤材质层、金属丝网、与催化床层发生反应，效果十分良好。

将本实用新型的结构参数如下所示，则将获得更好的催化反应效果：

新型结构的绝热固定床氧化反应器，进口直径D和分布口直径d比(D/d)为1.2-1.8，分布器的锥度α为55-75度，不锈钢丝网目数为80-100，其堆积厚度h为5-15mm，过滤材质为玻璃丝棉，其铺装厚度H为20-35mm。

本实用新型的金属丝网是不锈钢丝网，不锈钢丝网清洁耐用、制作方便，常规通用。

本实用新型的过滤材质层是玻璃丝绵，其过滤效果好、耐温性能好又经济耐用。

本实用新型能够应用于固定床催化氧化反应，特别适用于银基催化剂催化羟基形成羰基的氧化反应。

经工业化实践表明：该种催化氧化反应器保证了良好的气流分布，减少了催化反应温度的径向温差、降低了系统阻力和单位能耗，其一体化的反应器结构，集过滤、阻火、均匀分布反应气体的功能，提高了反应效率，降低了生产成本，取得了令人满意的效果。

1．新型催化氧化器的应用，在开、停车期间以及在风速低于0.1m/s时，阻火器有效解

   决了回火问题，保证了催化反应的安全性。

2．新型催化氧化器的应用，保证了气流分布均匀，使催化反应径向温度差小于5℃，

   提高了催化剂使用效率，生产能力比原来增加1-1.5倍。

3．新型催化氧化器的应用，保证了催化剂表面的洁净，使催化反应的选择性提高2-6

   ％，保证了产品的质量。

4．新型催化氧化器的应用，避免了气流在反应器内形成旋涡，保证了催化剂表面的平

   整，使催化剂使用寿命延长1-1.5倍，提高了生产的稳定性。

5．新型催化氧化器的应用，使单位能耗下降了23％。

6．新型催化氧化器的应用，使系统阻力下降了8-10％。

图1是本实用新型催化氧化反应器示意图。其中1是原料气进口，2是锥形分布器，3

是过滤材质层，4是金属丝网，5是催化床层，6是分布器锥度。

图2是传统催化氧化反应系统中反应器和过滤阻火器连接示意图。

实施例：

将一个内径为1000mm的绝热固定床催化氧化反应器上部一侧制成原料气进口，然后在反应器上部制一锥形分布器，锥形分布器倾角α为52度，原料气进口直径D和分布口直径d比(D/d)为和分布口直径比为1.25，金属丝网的目数为80、铺装厚度h为10mm，玻璃丝绵的铺装厚度为25mm。将该结构的反应器用于银催化乙二醇催化氧化合成乙二醛，实践表明：新型催化氧化反应器的应用，使催化床径向温差由原来的15-20℃减小到3-5℃，系统阻力比原系统下降了8％，单位能耗下降了23％，乙二醛产品的选择性由79％提高到81％。

Claims (5)

1．一种绝热固定床氧化反应器，由一体化的反应器内的原料分布器、过滤材质层、不锈钢金属丝网、催化床层组成，其特征是原料气进口(1)位于反应器上部一侧，锥形分布器(2)也在反应器的上半部向下开口，分布器锥度(6)是45-85度，原料气进口直径D和分布器口直径d之比是1.0-2.5，过滤材质层和金属丝网(4)位于反应器的下半部，催化床层(5)位于金属丝网之下近反应器底部，金属丝网堆积厚度h是2-20mm，过滤材质层铺装的厚度H是10-50mm，金属丝网目数是60-120。

2．根据权利要求1所述的绝热固定床氧化反应器，其特征是原料气进口直径D和分布器直径之比是1.2-1.8，分布器锥度是55-75度，金属丝网目数是80-100，金属丝网堆积厚度h是5-15mm，过滤材质层铺装厚度H是20-35mm。

3．根据权利要求1所述的绝热固定床氧化反应器，其特征是金属丝网是不锈钢丝网。

4．根据权利要求1所述的绝热固定床氧化反应器，其特征是过滤材质是玻璃丝绵。

5．根据权利要求1所述的绝热固定床氧化反应器，其特征是该反应器用于银基催化剂催化氧化反应。

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