EA041179B1 - GAS SUPPLY SYSTEM TO THE REACTOR FOR PROPYLENE AMMOXIDATION - Google Patents

GAS SUPPLY SYSTEM TO THE REACTOR FOR PROPYLENE AMMOXIDATION Download PDF

Info

Publication number
EA041179B1
EA041179B1 EA202090924 EA041179B1 EA 041179 B1 EA041179 B1 EA 041179B1 EA 202090924 EA202090924 EA 202090924 EA 041179 B1 EA041179 B1 EA 041179B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
propylene
ammonia
distributor
temperature
pipe
Prior art date
Application number
EA202090924
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Лэ Чжао
Лянхуа Ву
Original Assignee
Чайна Петролеум Энд Кемикал Корпорейшн
Шанхай Рисёрч Инститьют Оф Петрокемикал Текнолоджи Синопек
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Чайна Петролеум Энд Кемикал Корпорейшн, Шанхай Рисёрч Инститьют Оф Петрокемикал Текнолоджи Синопек filed Critical Чайна Петролеум Энд Кемикал Корпорейшн
Publication of EA041179B1 publication Critical patent/EA041179B1/en

Links

Description

Перекрестная ссылка на родственные заявкиCross-reference to related applications

Настоящая заявка испрашивает приоритет согласно заявке на патент Китая CN 201711128191.X, озаглавленной Система подачи газа в реактор для амоксидирования пропилена и поданной 14 ноябряThe present application claims priority according to Chinese Patent Application CN 201711128191.X entitled Gas Supply System for Propylene Ammoxidation Reactor and filed Nov. 14

2017 г., которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.2017, which is hereby incorporated by reference in its entirety.

Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention belongs

Настоящее раскрытие относится к системе подачи газа в реактор для аммоксидирования пропилена и к способу регулирования температуры смешанного газа пропилена и аммиака в реакторе для аммоксидирования пропилена через систему подачи.The present disclosure relates to a gas supply system for a propylene ammoxidation reactor and a method for controlling the temperature of a mixed gas of propylene and ammonia in a propylene ammoxidation reactor through a supply system.

Уровень техникиState of the art

Акрилонитрил является важным химическим сырьем в нефтехимической промышленности, и акрилонитрил обычно получают одностадийным аммоксидированием пропилена в различных странах.Acrylonitrile is an important chemical raw material in the petrochemical industry, and acrylonitrile is usually produced by one-step propylene ammoxidation in various countries.

Поскольку активная температура современных коммерческих катализаторов аммоксидирования пропилена находится в диапазоне 400-450°C, распределитель подачи пропилена и аммиака (далее иногда называемый также распределитель пропилена и аммиака, распределитель сырья или распределитель) находится при высокой температуре в течение длительного периода времени при производстве акрилонитрила. Смешанный газ пропилена и аммиака (в дальнейшем именуемый газовой смесью) в распределителе сырья непрерывно нагревается слоем реактора, проходя через трубчатый коллектор/магистральные трубы/патрубки (далее вместе именуемые трубами) распределителя сырья. При увеличении длины газовой смеси в трубах температура газовой смеси также увеличивается. Когда температура газовой смеси выше, чем температура (в дальнейшем иногда называемая температурой азотирования), при которой аммиак разлагается на активные атомы азота, вследствие постоянного присутствия свободного аммиака в газовой смеси, часть аммиака разлагается на активные атомы азота, которые связаны с атомами металла в трубах с образованием хрупкого нитрида металла. Нитрид склонен к хрупкому разрушению в рабочих условиях, вызывая разрушения распределителя сырья, что приводит к неравномерному распределению пропилена и аммиака, что приводит к ухудшению характеристик реакции; в серьезных случаях реактор вынужден прекращать работу и распределитель должен быть заменен. В документе Анализ причин разрушения распределительной трубы распределителя реактора проанализированы причины хрупкого разрушения распределителя пропилена и аммиака. В документе Исследование выбора материала для распределителя пропилена и аммиака утверждается, что аммиак может разлагаться на активные атомы азота при 350-450°C. В настоящее время материалом, используемым в распределителях пропилена и аммиака, является в основном углеродистая сталь. В зависимости от конкретных материалов, используемых в углеродистой стали, температура азотирования распределителей пропилена и аммиака (то есть температура, при которой будет происходить азотирование углеродистой стали, образующей распределители пропилена и аммиака), также варьируется, но результаты существующих исследований показывают, что температура азотирования различных углеродистых сталей находится в пределах вышеуказанного диапазона температур, при которых разлагается аммиак.Since the active temperature of modern commercial propylene ammoxidation catalysts is in the range of 400-450°C, the propylene and ammonia feed distributor (hereinafter sometimes also referred to as the propylene and ammonia distributor, feed distributor or distributor) is at a high temperature for a long period of time in the production of acrylonitrile. The mixed gas of propylene and ammonia (hereinafter referred to as the gas mixture) in the raw material distributor is continuously heated by the reactor bed while passing through the tubular collector/main pipes/nozzles (hereinafter collectively referred to as pipes) of the raw material distributor. As the length of the gas mixture in the pipes increases, the temperature of the gas mixture also increases. When the temperature of the gas mixture is higher than the temperature (hereinafter sometimes referred to as the nitriding temperature) at which ammonia decomposes into active nitrogen atoms, due to the constant presence of free ammonia in the gas mixture, part of the ammonia decomposes into active nitrogen atoms, which are bonded to metal atoms in pipes with the formation of brittle metal nitride. The nitride is prone to brittle fracture under operating conditions, causing the raw material distributor to fracture, resulting in uneven distribution of propylene and ammonia, resulting in poor reaction performance; in severe cases, the reactor is forced to shut down and the distributor must be replaced. The Cause Analysis of Reactor Distributor Distributor Pipe Failure analyzes the causes of brittle failure of a propylene and ammonia distributor. The document Material Selection Study for Propylene and Ammonia Dispenser states that ammonia can be decomposed into active nitrogen atoms at 350-450°C. At present, the material used in propylene and ammonia distributors is mainly carbon steel. Depending on the specific materials used in carbon steel, the nitriding temperature of propylene and ammonia distributors (that is, the temperature at which the carbon steel forming the propylene and ammonia distributors will be nitrided) also varies, but the results of existing studies show that the nitriding temperature of various carbon steel is within the above temperature range at which ammonia decomposes.

Патент CN1081482C раскрывает, что ширин в выпускного отверстия распределителя пропилена и аммиака зависит от температуры, но этот патент не учитывает азотирование распределителя пропена и аммиака. Другими словами, аппаратуре грозит повышенная частота замены распределителя. Существуют также патенты, такие как патент US 3704690A, в котором для изготовления распределителя используется сплав, устойчивый к нитридам, но из-за определенных проблем и затрат, характерных для аммоксидирования, также было показано, что проблема хрупких азотированных трещин не может быть решена при использовании распределителя на предприятиях по производству акрилонитрила. В дополнение, в патенте CN 1089596A предлагается предусмотреть изолирующий слой на наружной поверхности каждой трубы, чтобы температура газовой смеси, содержащей аммиак, в трубах была ниже, чем температура реакции азотирования, но это решение также является неудовлетворительным из-за сложности конструкции и высокой стоимости оборудования.Patent CN1081482C discloses that the outlet width of the propylene and ammonia distributor is temperature dependent, but this patent does not take into account the nitriding of the propene and ammonia distributor. In other words, the equipment is threatened with an increased frequency of distributor replacement. There are also patents such as US 3704690A which uses a nitride resistant alloy to make the distributor, but due to certain problems and costs inherent in ammoxidation, it has also been shown that the problem of brittle nitrided cracks cannot be solved by using distributor at the enterprises for the production of acrylonitrile. In addition, CN 1089596A proposes to provide an insulating layer on the outer surface of each pipe so that the temperature of the gas mixture containing ammonia in the pipes is lower than the temperature of the nitriding reaction, but this solution is also unsatisfactory due to the complexity of the design and the high cost of the equipment. .

В настоящем изобретении предложена система подачи пропилена и аммиака для аммоксидирования пропилена и получения акрилонитрила. Система подачи может предотвращать температуру газовой смеси в любом положении в распределителе подачи пропилена и аммиака от достижения или даже превышения температуры в течение длительного периода времени, при котором аммиак разлагается на активные атомы азота, тем самым уменьшая риск хрупких азотированных трещин в распределителе пропилена и аммиака.The present invention provides a propylene and ammonia supply system for the ammoxidation of propylene and the production of acrylonitrile. The supply system can prevent the temperature of the gas mixture at any position in the propylene and ammonia supply distributor from reaching or even exceeding the temperature for a long period of time at which ammonia decomposes into active nitrogen atoms, thereby reducing the risk of brittle nitrided cracks in the propylene and ammonia distributor.

Краткое описание изобретенияBrief description of the invention

Техническая проблема, решаемая настоящим изобретением, заключается в том, что в обычном устройстве локальная температура распределителя пропилена и аммиака выше, чем температура азотирования, что вызывает хрупкие азотные трещины в распределителе, что вызывает неравномерное распределение подаваемого газа и ухудшение результатов реакции. В настоящем изобретении предложена система подачи пропилена и аммиака для аммоксидирования пропилена и получения акрилонитрила. Система подачи включает систему смешивания подаваемого газа, распределитель подачи и связанные с ними устройства, и может препятствовать достижению температуры газовой смеси в любом положении в распределителе подачи пропилена и аммиака от достижения температуры, при которой аммиак разлагается наThe technical problem solved by the present invention is that in the conventional device, the local temperature of the propylene and ammonia distributor is higher than the nitriding temperature, which causes brittle nitrogen cracks in the distributor, which causes uneven distribution of the feed gas and deterioration of the reaction results. The present invention provides a propylene and ammonia supply system for the ammoxidation of propylene and the production of acrylonitrile. The supply system includes a feed gas mixing system, a feed distributor, and associated devices, and can prevent the gas mixture at any position in the propylene and ammonia feed distributor from reaching a temperature at which ammonia decomposes into

- 1 041179 активные атомы азота, тем самым снижая риск хрупких азотированных трещин в распределителе пропилена и аммиака.- 1 041179 active nitrogen atoms, thereby reducing the risk of brittle nitrided cracks in the propylene and ammonia distributor.

Настоящее раскрытие обеспечивает систему подачи для реактора аммоксидирования пропилена, причем система подачи включает в себя систему смешивания газа и распределитель подачи, где смешанный газ пропилена и аммиака смешивается системой смешивания газа и затем равномерно распределяется в реактор аммоксидирования пропилена с помощью распределителя сырья, где начальная температура T0, когда смешанный газ пропилена и аммиака поступает в распределитель сырья, составляет 10-220°C, при этом система смешивания подаваемого газа содержит испаритель пропилена, перегреватель пропилена, испаритель аммиака, перегреватель аммиака и трубопроводный смеситель, причем испаритель пропилена и испаритель аммиака сообщаются с трубопроводным смесителем соответственно, предусмотрен перегреватель пропилена между испарителем пропилена и трубопроводным смесителем, а перегреватель аммиака предусмотрен между испарителем аммиака и трубопроводным смесителем, и в которой трубопроводный смеситель представляет собой пустой трубопровод или трубопровод, снабженный внутренним компонентом, и система смешивания подаваемого газа дополнительно содержит систему управления начальной температурой T0, причем система управления начальной температурой T0 содержит передатчик, предусмотренный на входе в распределитель сырья и выполненный с возможностью определения начальной температуры T0; источник тепла, выполненный с возможностью подачи тепла в перегреватель пропилена и перегреватель аммиака; перепускные клапаны, предусмотренные на трубопроводе, соединенном между источником тепла и перегревателем пропилена, и на трубопроводе, соединенном между источником тепла и перегревателем аммиака соответственно; и контроллеры, выполненные с возможностью приема сигнала от передатчика и регулировки степени открытия соответствующих перепускных клапанов в ответ на сигнал от передатчика, чтобы достичь регулирования начальной температуры T0.The present disclosure provides a feed system for a propylene ammoxidation reactor, wherein the feed system includes a gas mixing system and a feed distributor, where the propylene and ammonia mixed gas is mixed by the gas mixing system and then uniformly distributed to the propylene ammoxidation reactor by the feed distributor, where the initial temperature T 0 , when the mixed gas of propylene and ammonia enters the raw material distributor, is 10-220°C, while the mixing system of the supplied gas contains a propylene evaporator, a propylene superheater, an ammonia evaporator, an ammonia superheater and a pipeline mixer, and the propylene evaporator and the ammonia evaporator are in communication with pipe mixer, respectively, a propylene superheater is provided between the propylene vaporizer and the pipeline mixer, and an ammonia superheater is provided between the ammonia vaporizer and the pipeline mixer, and in which the pipeline mixer is a a standing pipeline or pipeline provided with an internal component, and the supply gas mixing system further comprises an initial temperature T 0 control system, the initial temperature T 0 control system comprising a transmitter provided at the inlet to the raw material distributor and configured to determine the initial temperature T 0 ; a heat source configured to supply heat to the propylene superheater and the ammonia superheater; bypass valves provided on the pipeline connected between the heat source and the propylene superheater and on the pipeline connected between the heat source and the ammonia superheater, respectively; and controllers configured to receive a signal from the transmitter and adjust the opening degree of the respective bypass valves in response to the signal from the transmitter to achieve control of the initial temperature T0.

Согласно системе подачи предпочтительно, чтобы начальная температура T0, когда смешанный газ пропилена и аммиака поступает в распределитель сырья, была 20-200°C.According to the supply system, it is preferable that the initial temperature T 0 when the mixed gas of propylene and ammonia enters the raw material distributor is 20-200°C.

Согласно системе подачи предпочтительно, чтобы начальная температура T0, когда смешанный газ пропилена и аммиака поступает в распределитель сырья, была 35-185°C.According to the supply system, it is preferable that the initial temperature T 0 when the mixed gas of propylene and ammonia enters the raw material distributor is 35-185°C.

Согласно системе подачи предпочтительно, чтобы реактор аммоксидирования пропилена имел диаметр 5-12 м.According to the feed system, it is preferable that the propylene ammoxidation reactor has a diameter of 5-12 m.

Согласно системе подачи предпочтительно, чтобы реактор аммоксидирования пропилена имел диаметр 7,5-12 м.According to the feed system, it is preferable that the propylene ammoxidation reactor has a diameter of 7.5-12 m.

Согласно системе подачи предпочтительно реактор аммоксидирования пропилена имеет диаметр 8,5-12 м.According to the feed system, preferably the propylene ammoxidation reactor has a diameter of 8.5-12 m.

Настоящее раскрытие дополнительно обеспечивает способ регулирования температуры смешанного газа пропилена и аммиака в реакторе аммоксидирования пропилена, где реактор аммоксидирования пропилена включает в себя систему подачи, причем эта система подачи включает систему смешивания исходного газа и распределитель сырья, причем смешанный газ пропилена и аммиака смешивается системой смешивания исходного газа и затем равномерно распределяется в реакторе аммоксидирования пропилена с помощью распределителя, и способ включает обеспечение начальной температуры T0, когда смешанный газ пропилена и аммиака поступает в распределитель, в диапазоне 10-220°C; и способ также включает управление указанной первоначальной температурой T0 посредством процесса, включающего подвод тепла к перегревателю пропилена и перегревателю аммиака с помощью источника тепла; определение начальной температуры T0 с использованием передатчика, предусмотренного на входе распределителя сырья; и регулирование, в соответствии с начальной температурой T0, определенной передатчиком, степени открытия перепускных клапанов, предусмотренных в трубопроводе, соединенном между источником тепла и перегревателем пропилена, и в трубопроводе, соединенном между источником тепла и перегревателем аммиака, соответственно, так, чтобы отрегулировать начальную температуру T0.The present disclosure further provides a method for controlling the temperature of a mixed propylene and ammonia gas in a propylene ammoxidation reactor, wherein the propylene ammoxidation reactor includes a feed system, the feed system including a feed gas mixing system and a feed distributor, the propylene and ammonia mixed gas being mixed by the feed mixing system. gas and then evenly distributed in the propylene ammoxidation reactor with a distributor, and the method includes providing an initial temperature T 0 when the mixed gas of propylene and ammonia enters the distributor, in the range of 10-220°C; and the method also includes controlling said initial temperature T 0 by a process including supplying heat to the propylene superheater and the ammonia superheater by means of a heat source; determining the initial temperature T0 using a transmitter provided at the inlet of the raw material distributor; and adjusting, according to the initial temperature T0 detected by the transmitter, the opening degree of bypass valves provided in the pipeline connected between the heat source and the propylene superheater and in the pipeline connected between the heat source and the ammonia superheater, respectively, so as to adjust the initial temperature T0.

Согласно способу регулирования температуры смешанного газа пропилена и аммиака в реакторе аммоксидирования пропилена по настоящему изобретению предпочтительно, чтобы способ включал следующее: обеспечить, чтобы начальная температура T0, когда смешанный газ пропилена и аммиака поступает в распределитель, была 20-200°C.According to the method for controlling the temperature of the mixed gas of propylene and ammonia in the propylene ammoxidation reactor of the present invention, it is preferable that the method includes the following: ensure that the initial temperature T 0 when the mixed gas of propylene and ammonia enters the distributor is 20-200°C.

Согласно способу регулирования температуры смешанного газа пропилена и аммиака в реакторе аммоксидирования пропилена по настоящему изобретению предпочтительно, чтобы способ включал следующее: обеспечить, чтобы начальная температура T0, когда смешанный газ пропилена и аммиака поступает в распределитель сырья, была 35-185°C.According to the method for controlling the temperature of the mixed gas of propylene and ammonia in the propylene ammoxidation reactor of the present invention, it is preferable that the method includes the following: to ensure that the initial temperature T0 when the mixed gas of propylene and ammonia enters the raw material distributor is 35-185°C.

Согласно способу регулирования температуры смешанного газа пропилена и аммиака в реакторе аммоксидирования пропилена по настоящему изобретению предпочтительно, чтобы реактор аммоксидирования пропилена имел диаметр 5-12 м.According to the method for controlling the temperature of the mixed gas of propylene and ammonia in the propylene ammoxidation reactor of the present invention, it is preferable that the propylene ammoxidation reactor has a diameter of 5 to 12 m.

Согласно способу регулирования температуры смешанного газа пропилена и аммиака в реакторе аммоксидирования пропилена по настоящему изобретению предпочтительно, чтобы реактор аммоксидирования пропилена имел диаметр 7,5-12 м.According to the method for controlling the temperature of the mixed gas of propylene and ammonia in the propylene ammoxidation reactor of the present invention, it is preferable that the propylene ammoxidation reactor has a diameter of 7.5 to 12 m.

- 2 041179- 2 041179

Согласно способу регулирования температуры смешанного газа пропилена и аммиака в реакторе аммоксидирования пропилена по настоящему изобретению предпочтительно, чтобы реактор аммоксидирования пропилена имел диаметр 8,5-12 м.According to the method for controlling the temperature of the mixed gas of propylene and ammonia in the propylene ammoxidation reactor of the present invention, it is preferable that the propylene ammoxidation reactor has a diameter of 8.5 to 12 m.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

Чертежи, описанные в данном документе, предназначены только для пояснительных целей и никоим образом не предназначены для ограничения объема настоящего раскрытия. Кроме того, формы, пропорции и тому подобное различных компонентов на чертежах являются только схематическими и используются для содействия пониманию настоящего раскрытия, а не для конкретного ограничения форм и пропорций различных компонентов настоящего раскрытия. С учением настоящего раскрытия специалисты в данной области техники могут реализовать настоящее раскрытие посредством выбора различных возможных форм и пропорций в соответствии с конкретными обстоятельствами.The drawings described herein are for explanatory purposes only and are not intended to limit the scope of the present disclosure in any way. In addition, the shapes, proportions, and the like of the various components in the drawings are only schematic and are used to assist in understanding the present disclosure, and not to specifically limit the shapes and proportions of the various components of the present disclosure. In view of the present disclosure, those skilled in the art can implement the present disclosure by selecting various possible shapes and proportions according to particular circumstances.

Фиг. 1 - это схематическое изображение реактора аммоксидирования пропилена с псевдоожиженным слоем, известного уровня техники.Fig. 1 is a schematic representation of a prior art fluidized bed propylene ammoxidation reactor.

Фиг. 2 - это схематическое изображение, показывающее структуру варианта осуществления распределителя пропилена и аммиака по настоящему изобретению.Fig. 2 is a schematic diagram showing the structure of an embodiment of the propylene and ammonia distributor of the present invention.

Фиг. 3 - это схематическое изображение реактора аммоксидирования пропилена с псевдоожиженным слоем по настоящему изобретению.Fig. 3 is a schematic representation of the propylene ammoxidation fluidized bed reactor of the present invention.

Фиг. 4A - это вид сбоку варианта осуществления распределителя пропилена и аммиака по настоящему изобретению.Fig. 4A is a side view of an embodiment of the propylene and ammonia distributor of the present invention.

Фиг. 4B - это вид в разрезе по линии A-A на фиг. 4A.Fig. 4B is a sectional view taken along line A-A in FIG. 4A.

Фиг. 4C и 4D - это соответственно виды сверху распределителей подачи пропилена и аммиака в других вариантах осуществления настоящего раскрытия.Fig. 4C and 4D are plan views of propylene and ammonia feed distributors, respectively, in other embodiments of the present disclosure.

Фиг. 5A - это вид в продольном разрезе трубы смесителя по настоящему изобретению.Fig. 5A is a longitudinal sectional view of the mixer tube of the present invention.

Фиг. 5B - это вид в поперечном разрезе трубы смесителя по настоящему изобретению.Fig. 5B is a cross-sectional view of the mixer tube of the present invention.

Фиг. 6 - это схематическое изображение системы управления начальной температурой To системы подачи настоящего изобретения.Fig. 6 is a schematic representation of the initial temperature control system To of the supply system of the present invention.

Фиг. 7 - это схематическое изображение, показывающая структуру варианта осуществления распределителя пропилена и аммиака по настоящему изобретению.Fig. 7 is a schematic diagram showing the structure of an embodiment of the propylene and ammonia distributor of the present invention.

Описание справочных знаковDescription of reference signs

- реактор аммоксидирования пропилена- propylene ammoxidation reactor

- система смешивания исходного газа- source gas mixing system

- сопло- nozzle

- воздухораспределительная пластина- air distribution plate

- охлаждающая катушка- cooling coil

- распределитель сырья- distributor of raw materials

- испаритель пропилена- propylene evaporator

- испаритель аммиака- ammonia vaporizer

- перегреватель пропилена- propylene superheater

- перегреватель аммиака- ammonia superheater

- трубопроводный смеситель- pipeline mixer

- внутренний элемент x - трубчатый коллектор y - магистральная труба z - патрубок источник тепла (LP)- internal element x - tube collector y - main pipe z - spigot heat source (LP)

Подробное описание вариантов осуществленияDetailed description of embodiments

Варианты осуществления настоящего раскрытия будут подробно объяснены со ссылкой на прилагаемые чертежи.Embodiments of the present disclosure will be explained in detail with reference to the accompanying drawings.

Как показано на фиг. 6, система подачи исходного газа реактора аммоксидирования пропилена по настоящему изобретению включает систему 2 смешивания исходного газа и распределитель 10 подачи.As shown in FIG. 6, the feed gas supply system of the propylene ammoxidation reactor of the present invention includes a feed gas mixing system 2 and a feed distributor 10 .

Сырьевой пропилен поступает в смесительную трубу из испарителя пропилена 11 через перегреватель 13 пропилена, и сырьевой аммиак также поступает в смесительную трубу из испарителя аммиака 12 через перегреватель 14 аммиака. Сырьевой пропилен и сырьевой аммиак полностью смешиваются в смесительной трубе, а затем газовая смесь равномерно подается в слой катализатора через распределитель 10 подачи.Raw propylene enters the mixing pipe from the propylene evaporator 11 through the propylene superheater 13, and raw ammonia also enters the mixing pipe from the ammonia evaporator 12 through the ammonia superheater 14. Raw propylene and raw ammonia are completely mixed in the mixing pipe, and then the gas mixture is uniformly fed into the catalyst bed through the feed distributor 10 .

Специалист в данной области понимает, что для достижения наилучших результатов необходимо, чтобы распределитель подачи пропилена и аммиака подавал пропилен и аммиак в реактор как можно более равномерно, чтобы смешанный газ пропилена и аммиака распределялся как можно более равномерно в диапазоне от стенки реактора до центра реактора.One skilled in the art will appreciate that for best results, it is necessary that the propylene and ammonia distributor feed propylene and ammonia into the reactor as evenly as possible so that the mixed propylene and ammonia gas is distributed as evenly as possible from the reactor wall to the center of the reactor.

В типичном реакторе аммоксидирования пропилена 1 распределитель 10 подачи расположен между воздухораспределительной пластиной 6 и охлаждающей катушкой 7. Как показано на фиг. 4A-4C, согласно настоящему раскрытию распределитель 10 подачи включает впускное отверстие распределителя,In a typical propylene ammoxidation reactor 1, a feed distributor 10 is located between the air distribution plate 6 and the cooling coil 7. As shown in FIG. 4A-4C, according to the present disclosure, the supply distributor 10 includes a distributor inlet,

- 3 041179 а также трубы, направляющие газ, и сопла, расположенные внутри реактора.- 3 041179 as well as pipes that guide the gas and nozzles located inside the reactor.

Входное отверстие распределителя выполнено с возможностью ввода газовой смеси в реактор через стенку реактора. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия имеется только один распределительный вход. В соответствии с другими вариантами осуществления настоящего раскрытия может быть несколько распределительных входов. Когда имеется несколько распределительных входов, эти распределительные входы обычно равномерно распределены на одном и том же поперечном сечении окружности стенки реактора с одинаковым интервалом.The distributor inlet is configured to introduce the gas mixture into the reactor through the reactor wall. According to some embodiments of the present disclosure, there is only one distribution input. In accordance with other embodiments of the present disclosure, there may be multiple distribution inputs. When there are multiple distribution inlets, these distribution inlets are usually uniformly distributed over the same cross section of the circumference of the reactor wall at equal intervals.

Согласно настоящему раскрытию газовая смесь напрямую поступает в слой реактора через сопла. Сопла находятся в жидкостной связи с газопроводящими трубами, и все отверстия сопел должны быть расположены в одном и том же поперечном сечении и расположены в реакторе таким образом, чтобы обеспечить равномерное распределение газовой смеси.According to the present disclosure, the gas mixture enters the reactor bed directly through nozzles. The nozzles are in fluid communication with the gas-conducting pipes, and all nozzle openings must be located in the same cross section and located in the reactor in such a way as to ensure uniform distribution of the gas mixture.

Согласно настоящему раскрытию газопроводящие трубы включают в себя трубчатый коллектор-x (x-труба), магистральную трубу-y (y-труба) и / или патрубок-z (z-труба).According to the present disclosure, gas pipes include tubular header-x (x-pipe), main pipe-y (y-pipe), and/or branch pipe-z (z-pipe).

Z-труба - это газопроводная труба, которая напрямую находится в жидкостной связи с соплами и в основном играет роль в транспортировке газовой смеси к соплам. Z-трубы представляют собой неразветвленные трубы и расположены в одном и том же поперечном сечении реактора, а отверстия равномерно распределены по z-трубам таким образом, что z-трубы сообщаются с соплами, что обеспечивает равномерное распределение отверстий сопла, описанных выше в поперечном сечении реактора. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего раскрытия z-трубы могут быть прямыми трубами.The Z-pipe is a gas pipeline that is in direct fluid communication with the nozzles, and mainly plays a role in transporting the gas mixture to the nozzles. The Z-tubes are unbranched pipes and are located in the same cross section of the reactor, and the holes are evenly distributed throughout the z-tubes in such a way that the z-tubes communicate with the nozzles, which ensures a uniform distribution of the nozzle holes described above in the reactor cross-section . According to some embodiments of the present disclosure, z-pipes may be straight pipes.

Y -труба - это газопроводная труба, которая напрямую находится в жидкостной связи с z-трубами и в основном играет роль в транспортировке газовой смеси в z-трубу. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения z-трубы равномерно соединены с y-трубой, и y-труба расположена в том же поперечном сечении реактора, что и z-трубы, для достижения равномерного распределения отверстий сопла, описанных выше в поперечном сечении реактора. В некоторых вариантах осуществления, в дополнение к жидкостной связи с z -трубами, y-труба, аналогично z-трубам, также имеет прямую жидкостную связь с соплами через проходные отверстия, чтобы способствовать достижению равномерного распределения отверстий сопла, описанных выше в поперечном сечении реактора. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения z-труба может быть прямой трубой.Y-pipe is a gas pipeline that is directly in fluid communication with z-pipes and mainly plays a role in transporting the gas mixture to the z-pipe. In accordance with some embodiments of the present invention, the z-tubes are evenly connected to the y-tube and the y-tube is located in the same reactor cross section as the z-tubes to achieve a uniform distribution of the nozzle openings described above in the reactor cross-section. In some embodiments, in addition to being in fluid communication with the z-tubes, the y-tube, like the z-tubes, is also in direct fluid communication with the nozzles through the bores to help achieve a uniform distribution of the nozzle holes described above across the reactor cross section. In accordance with some embodiments of the invention, the z-tube may be a straight tube.

Х-труба представляет собой газопроводную трубу, которая напрямую находится в жидкостной связи с y-трубой, и в основном играет роль в транспортировке газовой смеси в y-трубу. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения z-трубы и y-трубы расположены в одном и том же поперечном сечении реактора, но они не находятся на одной плоскости с входным отверстием распределителя подачи сырья, и, следовательно, x-труба предусматривает введение смешанного газа пропилена и аммиака из входного отверстия распределителя подачи сырья в y-трубу. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия требуется только одна x-труба и x-труба не имеет никаких ответвлений в других положениях, за исключением того, что она находится в жидкостной связи с y-трубой на конце x-трубы.The X-pipe is a gas pipeline that is directly in fluid communication with the y-pipe, and mainly plays a role in transporting the gas mixture to the y-pipe. In accordance with some embodiments of the present invention, the z-tubes and y-tubes are located in the same cross-section of the reactor, but they are not in the same plane with the inlet of the feed distributor, and, therefore, the x-tube provides for the introduction of a mixed gas propylene and ammonia from the inlet of the feed distributor into the y-pipe. According to some embodiments of the present disclosure, only one x-tube is required and the x-tube does not have any branches at other positions, except that it is in fluid communication with the y-tube at the end of the x-tube.

В некоторых вариантах осуществления настоящего раскрытия распределитель подачи может включать в себя только у-тру6у(ы) и z-трубы, причем y-труба(ы) находятся в прямой связи с входным(и) отверстием(ями) распределителя (как показано на фиг. 2 и 4D). В других вариантах осуществления настоящего раскрытия распределитель подачи может включать в себя только z-трубы, которые находятся в прямой связи с входными отверстиями распределителя (как показано на фиг. 7).In some embodiments of the present disclosure, the supply distributor may include only y-tube(s) and z-tubes, with the y-tube(s) in direct communication with the distributor inlet(s) (as shown in FIG. .2 and 4D). In other embodiments of the present disclosure, the supply distributor may include only z-pipes that are in direct connection with the distributor inlets (as shown in FIG. 7).

Таким образом, согласно настоящему раскрытию смешанный газ пропилена и аммиака поступает из входного отверстия распределителя подачи пропилена и аммиака, проходит по трубам x, y и z или вдоль труб у и z, или только вдоль z- труб, и, наконец, проходит через отверстия, предусмотренные на у-трубе или z- трубе, и равномерно рассеивается в слое реактора через сопла.Thus, according to the present disclosure, the mixed gas of propylene and ammonia comes from the inlet of the propylene and ammonia supply distributor, passes through pipes x, y and z or along pipes y and z, or only along z-pipes, and finally passes through the holes provided on the y-tube or z-tube, and is evenly dispersed in the reactor bed through the nozzles.

Смешанный газ пропилена и аммиака подвергается тепловому обмену со слоем катализатора в процессе, когда газовая смесь равномерно подается в слой катализатора вдоль труб распределителя сырья, в результате чего температура газовой смеси непрерывно повышается до тех пор, пока она не достигнет самой высокой температуры перед входом в реактор через сопла. Однако промышленная практика и связанные с ней исследования показали, что температура газовой смеси в любом положении в распределителе подачи пропилена и аммиака всегда должна быть ниже температуры азотирования распределителя сырья. Это связано с тем, что если температура газовой смеси, проходящей где-то в распределителе сырья, постоянно выше, чем температура азотирования распределителя сырья, то распределитель сырья, который находился при этой температуре в течение длительного периода времени, чрезвычайно подвержен азотированию в указанном положении, и могут быть причинены хрупкие трещины, что увеличивает риск неравномерного распределения газовой смеси и замены распределителя сырья. Когда речь идёт о проектировании конструкции распределителя пропилена и аммиака, то такое является непозволительным.The propylene and ammonia mixed gas is subjected to heat exchange with the catalyst bed in a process where the gas mixture is evenly fed into the catalyst bed along the feed distributor tubes, whereby the temperature of the gas mixture continuously rises until it reaches the highest temperature before entering the reactor through nozzles. However, industry practice and related studies have shown that the temperature of the gas mixture at any position in the propylene and ammonia distributor must always be below the nitriding temperature of the feed distributor. This is because if the temperature of the gas mixture passing somewhere in the raw material distributor is constantly higher than the nitriding temperature of the raw material distributor, then the raw material distributor, which has been at this temperature for a long period of time, is extremely susceptible to nitriding in the specified position, and brittle cracks may be caused, which increases the risk of uneven distribution of the gas mixture and replacement of the feed distributor. When it comes to designing the design of the propylene and ammonia distributor, this is not permissible.

Смешанный газ пропилена и аммиака непрерывно нагревается в распределителе сырья, и температура Ti газовой смеси в любой точке и повышение температуры ATi в указанной точке фактически могутThe propylene and ammonia mixed gas is continuously heated in the raw material distributor, and the temperature Ti of the gas mixture at any point and the temperature rise ATi at the specified point can actually

- 4 041179 быть представлены формулой (1)- 4 041179 be represented by formula (1)

Ti = To + ATi (1)Ti = To + ATi (1)

Согласно формуле (1) температура Ti смешанного газа пропилена и аммиака в любом положении в распределителе сырья определяется температурой T0 (далее иногда называемой начальной температурой T0), когда смешанный газ пропилена и аммиака поступает в распределитель сырья, и повышением температуры ATi пропилена и аммиака, смешанного газа в распределителе сырья.According to the formula (1), the temperature Ti of the mixed gas of propylene and ammonia at any position in the raw material distributor is determined by the temperature T 0 (hereinafter, sometimes referred to as the initial temperature T 0 ) when the mixed gas of propylene and ammonia enters the raw material distributor, and by increasing the temperature ATi of propylene and ammonia , mixed gas in the raw material distributor.

Следовательно, до тех пор, пока начальную температуру T0 и/или повышение температуры ATi можно разумно контролировать или регулировать, температуру Ti смешанного газа пропилена и аммиака в любом положении в распределителе сырья можно эффективно контролировать, чтобы она была ниже, чем температура азотирования распределителя сырья. Например, когда определяется начальная температура T0, то повышение температуры ATi можно контролировать или регулировать для предотвращения превышения температуры Ti температуры азотирования; альтернативно, когда определяется повышение температуры ATi, начальная температура T0 также может контролироваться или регулироваться для достижения эффективного управления температурой Ti, чтобы сделать температуру Ti ниже, чем температура азотирования.Therefore, as long as the initial temperature T 0 and/or the temperature rise ATi can be intelligently controlled or adjusted, the temperature T i of the mixed gas of propylene and ammonia at any position in the feed distributor can be effectively controlled to be lower than the nitriding temperature of the distributor raw materials. For example, when the initial temperature T 0 is determined, the temperature rise ATi can be controlled or adjusted to prevent the temperature Ti from exceeding the nitriding temperature; alternatively, when the temperature rise ATi is determined, the initial temperature T 0 may also be controlled or adjusted to achieve effective control of the temperature T i to make the temperature T i lower than the nitriding temperature.

В настоящем раскрытии посредством множества фундаментальных исследований и имитационных расчетов, а также путем многократной экспериментальной проверки, изобретатель обнаружил, что повышение температуры Ti смешанного газа пропилена и аммиака при перемещении по трубам распределителя сырья ограничено теплообменом между газовой смесью и слоем реактора и связано с диаметром реактора, формой распределителя сырья, разностью температур между газовой смесью в трубах и слоем реактора, массовым расходом газовой смеси, коэффициентом теплопередачи и тому подобное. В итоге, эти отношения могут быть представлены следующей формулой (2):In the present disclosure, through many fundamental studies and simulations, as well as through repeated experimental verification, the inventor found that the temperature increase T i of the mixed gas of propylene and ammonia when moving through the pipes of the raw material distributor is limited by the heat exchange between the gas mixture and the reactor bed and is related to the diameter of the reactor , the shape of the raw material distributor, the temperature difference between the gas mixture in the pipes and the reactor bed, the mass flow rate of the gas mixture, the heat transfer coefficient, and the like. As a result, these relations can be represented by the following formula (2):

ATiocf (D, d, ТО, G, TR, К, ...) (2), в которой ATi - повышение температуры смешанного газа пропилена и аммиака в точке i в распределителе сьщья,°С;ATiocf (D, d, TO, G, TR, K, ...) (2), in which ATi is the temperature rise of the mixed gas of propylene and ammonia at point i in the distributor, ° C;

D - диаметр реактора;D is the diameter of the reactor;

d - структурный фактор распределителя сырья;d - structural factor of the distributor of raw materials;

G - массовый расход газовой смеси;G is the mass flow rate of the gas mixture;

T0 - температура, при которой смешанный газ пропилена и аммиака поступает в распределитель сырья, °C;T 0 is the temperature at which the mixed gas of propylene and ammonia enters the raw material distributor, °C;

TR - температура реакции, °C иTR is the reaction temperature, °C and

K - коэффициент теплопередачи.K is the heat transfer coefficient.

На основе анализа вышеупомянутых влияющих факторов изобретатель суммировал соответствующие выводы. После определения таких факторов, как размер реактора, структура распределителя сырья и массовый расход газовой смеси, в сочетании с компьютерными имитационными расчетами и экспериментальной проверкой, метод контроля повышения температуры ATi смешанного газа пропилена и аммиака в распределителе сырья был получен на практике.Based on the analysis of the aforementioned influencing factors, the inventor summarized the relevant conclusions. After determining the factors such as the reactor size, the structure of the feed distributor, and the mass flow rate of the gas mixture, combined with computer simulation calculations and experimental verification, a method for controlling the temperature rise ATi of the mixed gas of propylene and ammonia in the feed distributor was obtained in practice.

В частности, согласно настоящему раскрытию после определения таких факторов, как размер реактора, структура распределителя сырья и массовый расход газовой смеси, повышение температуры ATi смешанного газа пропилена и аммиака в распределителе сырья может быть дополнительно уточнено и представлено формулой (3)In particular, according to the present disclosure, after determining factors such as the reactor size, the structure of the feed distributor, and the mass flow rate of the gas mixture, the temperature rise ATi of the mixed gas of propylene and ammonia in the feed distributor can be further refined and represented by the formula (3)

АЪ = аХ + bY + cjZ (3) в которой X, Y и Z представляют длину путей перемещения смешанного газа пропилена и аммиака по трубам x, у и z соответственно в метрах (м); а и b представляют средние скорости повышения температуры на единицу длины, когда смешанный газ пропилена и аммиака перемещается в х- и у-трубах соответственно, в°С/м; и cj представляет скорость повышения температуры на единицу длины, когда смешанный газ пропилена и аммиака перемещается в любой z-трубе, в°С/м, где j представляет собой целое число 1 или более. Следовательно, формула (3) фактически показывает, что повышение температуры ATi можно рассчитать на основе длины путей перемещения смешанного газа пропилена и аммиака в трубах распределителя сырья и средних скоростей повышения температуры смешанного газа пропилена и аммиака, протекающего через соответствующие трубы распределителя сырья, и, соответственно, может быть достигнуто управление повышением температуры ATi.Ab = aX + bY + cjZ (3) where X, Y and Z represent the length of the paths of movement of the mixed gas of propylene and ammonia through pipes x, y and z, respectively, in meters (m); a and b represent the average rates of temperature increase per unit length when a mixed gas of propylene and ammonia travels in x- and y-pipes, respectively, in °C/m; and cj represents the rate of temperature rise per unit length when the mixed gas of propylene and ammonia moves in any z-pipe, in °C/m, where j is an integer of 1 or more. Therefore, formula (3) actually shows that the temperature rise ATi can be calculated based on the length of the propylene and ammonia mixed gas travel paths in the feed distributor tubes and the average temperature rise rates of the propylene and ammonia mixed gas flowing through the respective feed distributor tubes, and accordingly , ATi temperature rise control can be achieved.

Длина путей перемещения смешанного газа в трубах распределителя сырья зависит от конструкции распределителя сырья и его соответствующего размера. Хотя в фактическом производстве имеются распределители подачи смешанного газа пропилена и аммиака различных структур и размеров согласно настоящему раскрытию, независимо от структуры и размера распределителя подачи смешанного газа пропилена и аммиака, общая длина перемещения газовой смеси в х-, у- и / или z-трубах от впускного отверстия распределительного устройства к соплам должна быть как можно короче, чтобы соответственно уменьшить повышение температуры ATi газовой смеси в трубах.The length of the mixed gas paths in the pipes of the feed distributor depends on the design of the feed distributor and its respective size. Although in actual production there are propylene and ammonia mixed gas distributors of various structures and sizes according to the present disclosure, regardless of the structure and size of the propylene and ammonia mixed gas distributor, the total length of movement of the gas mixture in x-, y- and / or z-pipes from the inlet of the distributor to the nozzles should be as short as possible in order to correspondingly reduce the temperature rise ATi of the gas mixture in the pipes.

Для достижения вышеуказанной цели в распределителе подачи необходимо использовать различные комбинации х-, у- и/или z-труб различной длины, чтобы уменьшить расстояние перемещения газоIn order to achieve the above goal, it is necessary to use various combinations of x-, y- and / or z-pipes of different lengths in the supply distributor in order to reduce the gas travel distance

- 5 041179 вой смеси в распределителе подачи в пространственном расположении.- 5 041179 howling mixture in the feed distributor in spatial arrangement.

Например, в некоторых вариантах осуществления настоящего раскрытия форма x-трубы конкретно не ограничена и может быть сконструирована в соответствии с реальной ситуацией в реакторе. Длина пути прохождения смешанного газа пропилена и аммиака в x-трубе может быть в диапазоне 0-20 м. Когда принят распределитель подачи в форме, показанной на фиг. 2 и фиг. 4D, вход(ы) распределителя сырья и y- и z-трубы расположены в одном горизонтальном поперечном сечении реактора 1. В это время длина x-трубы может быть равна 0.For example, in some embodiments of the present disclosure, the shape of the x-tube is not particularly limited, and may be designed according to the actual situation in the reactor. The length of the path of the mixed gas of propylene and ammonia in the x-pipe may be in the range of 0-20 m. When the supply distributor in the form shown in FIG. 2 and FIG. 4D, the inlet(s) of the feed distributor and the y- and z-tubes are located in the same horizontal cross section of the reactor 1. At this time, the length of the x-tube may be 0.

В качестве другого примера в некоторых вариантах осуществления настоящего раскрытия распределитель обычно включает в себя y-трубу. Количество y-труб может составлять 1-8, предпочтительно 2 или 4 и наиболее предпочтительно 4. Согласно настоящему раскрытию длина пробега смешанного газа пропилена и аммиака в y-трубе должна находиться в диапазоне 0 к радиусу реактора, так что цель равномерной подачи газа может быть достигнута, не позволяя газовой смеси течь на длинном расстоянии в y-трубе. В некоторых вариантах осуществления y-труба также может быть снабжена множеством отверстий, находящихся в жидкостной связи с соплами, что помогает z-трубам достичь равномерного распределения смешанного газа пропилена и аммиака в реакторе.As another example, in some embodiments of the present disclosure, the distributor typically includes a y-pipe. The number of y-tubes may be 1-8, preferably 2 or 4, and most preferably 4. According to the present disclosure, the path length of the mixed gas of propylene and ammonia in the y-tube should be in the range of 0 to the radius of the reactor, so that the goal of uniform gas supply can be achieved without allowing the gas mixture to flow over a long distance in the y-pipe. In some embodiments, the y-tube can also be provided with a plurality of holes in fluid communication with the nozzles, which helps the z-tubes achieve uniform distribution of the mixed gas of propylene and ammonia in the reactor.

В качестве другого примера в некоторых вариантах осуществления настоящего раскрытия z-труба снабжена множеством отверстий, находящихся в жидкостной связи с соплами, для прямой подачи смешанного газа пропилена и аммиака в реактор, и, следовательно, это должны быть z-трубы. Форма и расположение z-труб должны соответствовать требованию, чтобы сопла, расположенные на z-трубах, могли равномерно распределять смешанный газ пропилена и аммиака в реакторе. Согласно настоящему раскрытию, в общем, длина пробега смешанного газа пропилена и аммиака в z-трубе также должна находиться в диапазоне 0 к радиусу реактора, чтобы можно было достичь цели равномерной подачи газа, не позволяя газовой смеси течь на большое расстояние в z-трубе.As another example, in some embodiments of the present disclosure, the z-pipe is provided with a plurality of orifices in fluid communication with the nozzles to directly feed the mixed gas of propylene and ammonia into the reactor, and hence these should be z-pipes. The shape and arrangement of the z-tubes must comply with the requirement that the nozzles located on the z-tubes can evenly distribute the mixed gas of propylene and ammonia in the reactor. According to the present disclosure, in general, the path length of the mixed gas of propylene and ammonia in the z-tube should also be in the range of 0 to the radius of the reactor, so that the goal of uniform gas supply can be achieved without allowing the gas mixture to flow a long distance in the z-tube.

В дополнение к длине пути смешанного газа, протекающего через распределитель сырья, из формулы (3) также видно, что повышение температуры ATi также тесно связано со средними скоростями повышения температуры смешанного газа пропилена и аммиака в соответствующих трубах распределителя сырья. Согласно настоящему раскрытию средняя скорость повышения температуры газовой смеси в трубе зависит от многих факторов, таких как разность температур между внутренней и внешней частью трубы, диаметр трубы и массовый расход газовой смеси, протекающей через трубу.In addition to the path length of the mixed gas flowing through the feed distributor, formula (3) also shows that the temperature rise ATi is also closely related to the average temperature rise rates of the mixed gas of propylene and ammonia in the respective pipes of the feed distributor. According to the present disclosure, the average rate of temperature rise of a gas mixture in a pipe depends on many factors such as the temperature difference between the inside and outside of the pipe, the diameter of the pipe, and the mass flow rate of the gas mixture flowing through the pipe.

Например, средняя скорость повышения температуры газовой смеси, протекающей по трубе, определяется разностью температур между газовой смесью и внешним миром. В других идентичных условиях, если начальная температура T0, когда смешанный газ пропилена и аммиака поступает в трубу, является высокой и имеет небольшую разницу температур со слоем реактора вне трубы, средняя скорость повышения температуры будет уменьшена.For example, the average rate of temperature rise of a gas mixture flowing through a pipe is determined by the temperature difference between the gas mixture and the outside world. Under otherwise identical conditions, if the initial temperature T 0 when the mixed gas of propylene and ammonia enters the pipe is high and has a small temperature difference with the reactor bed outside the pipe, the average temperature rise rate will be reduced.

В качестве другого примера средняя скорость повышения температуры газовой смеси, протекающей через трубу, также зависит от диаметра трубы. При прочих равных условиях средняя скорость повышения температуры газовой смеси становится меньше с увеличением диаметра трубы. Только теоретически, когда диаметр трубы увеличивается до определенной степени, изменение скорости повышения температуры можно игнорировать.As another example, the average rate of temperature rise of a gas mixture flowing through a pipe also depends on the diameter of the pipe. Other things being equal, the average rate of increase in the temperature of the gas mixture becomes less with increasing pipe diameter. Only theoretically, when the pipe diameter is increased to a certain extent, the change in the rate of temperature increase can be ignored.

В качестве другого примера, на среднюю скорость повышения температуры газовой смеси в трубе также влияет массовый расход газовой смеси. При прочих равных условиях, если смешанный газ пропилена и аммиака, транспортируемый в трубе, не имеет изменения массового расхода во время транспортировки, изменение средней скорости повышения температуры газовой смеси при прохождении через трубу можно считать в основном фиксированным значением. Однако, когда газовая смесь непрерывно распределяется в трубе через ответвления, вызывая уменьшение массового расхода газовой смеси, протекающей через трубу, средняя скорость повышения температуры будет увеличиваться.As another example, the average rate of temperature increase of a gas mixture in a tube is also affected by the mass flow rate of the gas mixture. Other things being equal, if the propylene-ammonia mixed gas transported in the pipe has no change in mass flow during transport, the change in the average rate of temperature rise of the gas mixture as it passes through the pipe can be considered to be basically a fixed value. However, when the gas mixture is continuously distributed in the pipe through the branches, causing a decrease in the mass flow rate of the gas mixture flowing through the pipe, the average temperature rise rate will increase.

Следует отметить, что вышеперечисленные влияющие факторы объединяются для получения эффектов. Например, предполагается, что газовая смесь проходит через z-трубу с постоянным диаметром и z-труба снабжена соплами, расположенными на расстоянии друг от друга вдоль направления движения газовой смеси, так что газовая смесь может поступать в реактор последовательно через эти сопла. Хотя массовый расход газовой смеси в трубе вдоль направления движения газовой смеси продолжает уменьшаться из-за непрерывного потока газовой смеси в реактор, средняя скорость повышения температуры газовой смеси в трубе не будет постоянно увеличиваться. Это связано с тем, что непрерывный рост температуры газовой смеси в проточном процессе вызывает постепенное уменьшение разности температур между газовой смесью и слоем реактора вне трубы, и уменьшение разности температур соответственно уменьшит среднюю скорость повышения температуры газовой смеси. Таким образом, скорости повышения температуры смешанного газа пропилена и аммиака в начальном конце направления движения смешанного газа пропилена и аммиака в трубе и в хвостовой части направления движения смешанного газа пропилена и аммиака в трубе, может быть относительно выше (температура смешанного газа пропилена и аммиака относительно ниже на начальном конце, что вызывает большую разницу температур внутри и снаружи трубы и, следовательно, средняя скорость повышения температуры газовой смеси увеличивается, непрерывное отклонение газовой смеси вызывает уменьшение массового расхода смешанного газаIt should be noted that the above influencing factors are combined to obtain effects. For example, it is assumed that the gas mixture passes through a z-pipe with a constant diameter and the z-pipe is provided with nozzles spaced apart along the direction of movement of the gas mixture, so that the gas mixture can enter the reactor sequentially through these nozzles. Although the mass flow rate of the gas mixture in the tube along the direction of movement of the gas mixture continues to decrease due to the continuous flow of the gas mixture into the reactor, the average rate of temperature increase of the gas mixture in the tube will not constantly increase. This is due to the fact that the continuous increase in the temperature of the gas mixture in the flow process causes a gradual decrease in the temperature difference between the gas mixture and the reactor bed outside the tube, and a decrease in the temperature difference will correspondingly reduce the average rate of increase in the temperature of the gas mixture. Therefore, the temperature rise rates of the mixed gas of propylene and ammonia at the head end of the mixed gas of propylene and ammonia in the pipe and at the tail end of the mixed gas of propylene and ammonia in the pipe can be relatively higher (the temperature of the mixed gas of propylene and ammonia is relatively lower at the initial end, which causes a large temperature difference between inside and outside of the pipe and therefore the average rate of temperature increase of the gas mixture increases, the continuous deflection of the gas mixture causes a decrease in the mass flow rate of the mixed gas

- 6 041179 пропилена и аммиака, достигающего указанной хвостовой части, и, следовательно, соответственно увеличивается средняя скорость повышения температуры газовой смеси), и скорость повышения температуры смешанного газа пропилена и аммиака в средней части направления движения смешанного газа пропилена и аммиака может быть относительно небольшой. По всей длине трубы образуется седловидное изменение скорости повышения температуры.- 6 041179 propylene and ammonia reaching the specified tail, and therefore, the average rate of temperature increase of the gas mixture increases accordingly), and the temperature increase rate of the mixed gas of propylene and ammonia in the middle part of the direction of movement of the mixed gas of propylene and ammonia can be relatively small. A saddle-shaped change in the rate of temperature rise is formed along the entire length of the pipe.

В современных процессах производства акрилонитрила для достижения большой производственной мощности и высоких выходов размеры реакторов велики. Для достижения равномерной подачи газа в реактор распределитель подачи пропилена и аммиака, используемый для реактора, также должен иметь относительно большой размер и, таким образом, формировать сложную структуру. В этом случае, чтобы контролировать температуру смешанного газа пропилена и аммиака в распределителе сырья, чтобы она не превышала соответствующую температуру азотирования, необходимо точно спроектировать и расположить структуру распределителя сырья и начальную температуру этого смешанного газа также необходимо соответствующим образом контролировать, чтобы гарантировать, что повышение температуры смешанного газа пропилена и аммиака в трубах можно полностью контролировать.In modern acrylonitrile production processes, reactors are large in size to achieve high production capacity and high yields. In order to achieve uniform gas supply to the reactor, the propylene and ammonia supply distributor used for the reactor must also be relatively large in size and thus form a complex structure. In this case, in order to control the temperature of the mixed gas of propylene and ammonia in the raw material distributor so that it does not exceed the corresponding nitriding temperature, the structure of the raw material distributor must be accurately designed and arranged, and the starting temperature of this mixed gas must also be appropriately controlled to ensure that the temperature rise mixed propylene and ammonia gas in pipes can be fully controlled.

С точки зрения размера реактора, из-за ограничения производительности промышленных катализаторов размер акрилонитрильного реактора в современном промышленном производстве фактически тесно связан с производственной мощностью. В реальном производстве реакторы со слишком маленькими диаметрами были выведены из эксплуатации из-за низкой производственной мощности и высоких затрат. Кроме того, реакторы не могут быть увеличены в размерах из-за технологичности оборудования реактора и требований к количеству загрузки катализатора для воздухораспределительных плит и фундаментов. В настоящее время диаметр реактора при фактическом производстве акрилонитрила путем аммоксидирования пропилена находится в диапазоне 5-12 м. При использовании современных коммерческих катализаторов соответствующий масштаб производства акрилонитрила составляет около 40-200 кт в год.In terms of reactor size, due to the capacity limitation of industrial catalysts, the size of an acrylonitrile reactor in modern industrial production is actually closely related to production capacity. In actual production, reactors with too small diameters have been taken out of service due to low production capacity and high costs. In addition, the reactors cannot be scaled up due to the manufacturability of the reactor equipment and the requirements for the amount of catalyst loading for air distribution plates and foundations. Currently, the reactor diameter in the actual production of acrylonitrile by propylene ammoxidation is in the range of 5-12 m. With modern commercial catalysts, the corresponding production scale for acrylonitrile is about 40-200 kt per year.

Следовательно, что касается конструктивного исполнения распределителя сырья, регулировка и расположение должны выполняться в соответствии с этим диапазоном размеров реактора.Therefore, with regard to the design of the feed distributor, the adjustment and positioning must be carried out in accordance with this range of reactor sizes.

Следует понимать, что если размер реактора становится больше, размер распределителя сырья должен быть соответственно увеличен. Для этого требуются газопроводные трубы достаточной длины и плотности размещения, чтобы обеспечить равномерное распределение газовой смеси в реакторе. Соответственно, это также означает, что необходимо учитывать, что газовая смесь должна проходить достаточное расстояние в распределителе, чтобы быть поданной в реактор. Как описано выше, в случае одинаковой средней скорости повышения температуры газопроводной трубы это означает, что повышение температуры AT газовой смеси в газопроводной трубе увеличивается. В это время, чтобы контролировать температуру газовой смеси, окончательно вытекающей из сопел, необходимо соответствующим образом отрегулировать начальную температуру T0 газовой смеси.It should be understood that if the size of the reactor becomes larger, the size of the feed distributor must be increased accordingly. This requires gas pipes of sufficient length and density to ensure uniform distribution of the gas mixture in the reactor. Accordingly, this also means that it must be taken into account that the gas mixture must travel a sufficient distance in the distributor in order to be fed into the reactor. As described above, in the case of the same average rate of temperature rise of the gas pipe, this means that the temperature rise AT of the gas mixture in the gas pipe increases. At this time, in order to control the temperature of the gas mixture finally flowing out of the nozzles, it is necessary to appropriately adjust the initial temperature T 0 of the gas mixture.

Кроме того, когда ежегодный выход акрилонитрила является фиксированным, общий массовый расход смешанного газа пропилена и аммиака, поступающего в реактор через распределитель сырья, обычно относительно постоянен. Однако во время процесса перемещения, когда смешанный газ пропилена и аммиака с определенным массовым потоком поступает в реактор через распределитель сырья, в соответствии с изменением формы распределителя сырья массовый поток смешанного газа пропилена и аммиака будет непрерывно перераспределяться в соответствующих газопроводных трубах, по которым протекает газовая смесь. В то же время газовая смесь непрерывно выпускается в реактор через сопла при прохождении через y- и/или z-трубы, что также будет вызывать постоянное снижение массового расхода смешанного газа в трубах.In addition, when the annual output of acrylonitrile is fixed, the total mass flow rate of the mixed gas of propylene and ammonia entering the reactor through the feed distributor is usually relatively constant. However, during the transfer process, when the mixed gas of propylene and ammonia with a certain mass flow enters the reactor through the raw material distributor, according to the change in the shape of the raw material distributor, the mass flow of the mixed gas of propylene and ammonia will be continuously redistributed in the respective gas pipelines through which the gas mixture flows. . At the same time, the gas mixture is continuously discharged into the reactor through the nozzles while passing through the y- and/or z-tubes, which will also cause a constant reduction in the mass flow rate of the mixed gas in the tubes.

Например, согласно варианту осуществления настоящего изобретения в распределителе подачи, показанном на фиг. 4C, x-труба распределителя подачи пропилена и аммиака подает смешанный газ пропилена и аммиака в четыре y-трубы и каждая y-труба подает газовую смесь в несколько z-труб, чтобы добиться равномерного распределения газовой смеси. Таким образом, при увеличении количества труб массовый расход газовой смеси в одной x-трубе должен быть больше массового расхода газовой смеси в одной y-трубе и массовый расход газовой смеси в одной y-трубе должен быть больше массового расхода газовой смеси в соответствующей одной z-трубе. В то же время, как описано выше, на y- и z-трубах также предусмотрены отверстия и сопла. В процессе, когда газовая смесь проходит через эти трубы, газовая смесь будет непрерывно поступать в реактор через сопла, что дополнительно приведет к уменьшению массового расхода газовой смеси в трубах.For example, according to an embodiment of the present invention, in the feed distributor shown in FIG. 4C, the x-pipe of the propylene and ammonia supply distributor feeds the mixed propylene and ammonia gas into four y-pipes, and each y-pipe supplies the gas mixture to several z-pipes to achieve uniform distribution of the gas mixture. Thus, with an increase in the number of pipes, the mass flow rate of the gas mixture in one x-pipe must be greater than the mass flow rate of the gas mixture in one y-pipe and the mass flow rate of the gas mixture in one y-pipe must be greater than the mass flow rate of the gas mixture in the corresponding one z- pipe. At the same time, as described above, holes and nozzles are also provided on the y- and z-tubes. In the process, when the gas mixture passes through these tubes, the gas mixture will continuously enter the reactor through the nozzles, which will further reduce the mass flow rate of the gas mixture in the tubes.

Как описано выше, массовый расход газовой смеси в трубе напрямую влияет на скорость повышения температуры газовой смеси, и уменьшение массового расхода газовой смеси, протекающей через трубу, приведет к увеличению средней скорости повышения температуры газовой смеси в трубе. Следовательно, расположение слишком большого количества ответвлений в распределителе подачи для формирования z- и/или y-труб, размещение длинных z- и/или y-труб и размещение сопел с небольшими интервалами на трубах несомненно затруднит управление повышением температуры ATi газовой смеси. Однако для достижения равномерного распределения смешанного газа пропилена и аммиака в реактореAs described above, the mass flow rate of the gas mixture in the pipe directly affects the rate of temperature increase of the gas mixture, and a decrease in the mass flow rate of the gas mixture flowing through the pipe will increase the average rate of temperature increase of the gas mixture in the pipe. Therefore, placing too many branches in the supply distributor to form z- and/or y-tubes, placing long z- and/or y-tubes, and placing nozzles at short intervals on the pipes will certainly make it difficult to control the temperature increase ATi of the gas mixture. However, in order to achieve uniform distribution of the mixed gas of propylene and ammonia in the reactor

- 7 041179 распределитель подачи должен быть снабжен длинными направляющими трубами для газа и множеством ответвлений, а также плотными соплами. Поэтому в конструкции распределителя подачи пропилена и аммиака эти два фактора должны учитываться одновременно.- 7 041179 The distributor must be provided with long gas guide tubes and multiple branches, as well as tight nozzles. Therefore, in the design of the distributor for the supply of propylene and ammonia, these two factors must be taken into account simultaneously.

Чтобы контролировать повышение температуры ATi в распределителе подачи, одним из возможных способов является увеличение диаметров этих патрубков. Однако, поскольку y- и z-трубы параллельны поперечному сечению реактора и перпендикулярны направлению псевдоожижения слоя реактора, чрезмерно большие диаметры труб займут большую площадь поперечного сечения реактора, что приведет к плохому качеству псевдоожижения слоя катализатора. Следовательно, при проектировании распределителя подачи необходимо учитывать этот фактор в максимально возможной степени, чтобы уменьшить площадь поперечного сечения реактора, занимаемого распределителем сырья, так чтобы общая площадь поперечного сечения, занимаемая распределителем, была уменьшена, так чтобы не влиять на реакцию псевдоожижения в слое реактора, например, при проектировании формы распределителя подачи пропилена и аммиака всегда необходимо проектировать таким образом, чтобы диаметр y-трубы (диаметр трубы) был меньше диаметра x-трубы, а диаметр z-трубы намного меньше диаметра y-трубы.In order to control the temperature rise of the ATi in the supply distributor, one possible way is to increase the diameters of these nozzles. However, since the y- and z-tubes are parallel to the cross section of the reactor and perpendicular to the fluidization direction of the reactor bed, excessively large pipe diameters will occupy a large cross-sectional area of the reactor, resulting in poor fluidization quality of the catalyst bed. Therefore, when designing the feed distributor, it is necessary to consider this factor as much as possible in order to reduce the cross-sectional area of the reactor occupied by the feed distributor, so that the total cross-sectional area occupied by the distributor is reduced so as not to affect the fluidization reaction in the reactor bed, for example, when designing the shape of a propylene and ammonia distributor, it is always necessary to design in such a way that the diameter of the y-pipe (pipe diameter) is less than the diameter of the x-pipe, and the diameter of the z-pipe is much smaller than the diameter of the y-pipe.

Изобретатель сделал много исследований и практики по этому вопросу. Согласно выводам изобретателя, учитывая, что эффект псевдоожижения не может быть затронут, верхний предел диаметра zтрубы предпочтительно составляет 120 мм или менее и более предпочтительно 115 мм или менее. Когда вышеуказанный верхний предел превышен, общая площадь поперечного сечения реактора будет чрезмерно занята, что будет влиять на качество псевдоожижения слоя катализатора. Однако поскольку сопла должны быть установлены на z-трубе, принимая во внимание технологичность распределителя подачи, нижний предел диаметра z-трубы предпочтительно составляет 70 мм или более, а более предпочтительно 75 мм или более. Когда вышеуказанный нижний предел превышен, обрабатываемость трубы ухудшается и на трубе будет трудно установить сопла.The inventor has done a lot of research and practice on the subject. According to the inventor, considering that the fluidization effect cannot be affected, the upper limit of the diameter zpipe is preferably 120 mm or less, and more preferably 115 mm or less. When the above upper limit is exceeded, the total cross-sectional area of the reactor will be excessively occupied, which will affect the fluidization quality of the catalyst bed. However, since the nozzles must be mounted on the z-pipe, considering the manufacturability of the supply distributor, the lower limit of the z-pipe diameter is preferably 70 mm or more, and more preferably 75 mm or more. When the above lower limit is exceeded, the workability of the pipe deteriorates and it becomes difficult to install nozzles on the pipe.

Поскольку z-труба должна быть установлена на y-трубе, диаметр y-трубы предпочтительно больше диаметра z-трубы, а нижний предел диаметра y-трубы составляет 180 мм или больше и предпочтительно 200 мм или более. Однако, учитывая влияние реакции псевдоожижения, верхний предел диаметра yтрубы предпочтительно составляет 400 мм или менее и более предпочтительно 370 мм или менее. Когда диаметр y-трубы превышает вышеуказанный диапазон, может влиять эффект псевдоожижения, и катализаторы могут легко накапливаться на y-трубе, образуя мертвую зону катализаторов.Since the z-pipe must be installed on the y-pipe, the diameter of the y-pipe is preferably larger than the diameter of the z-pipe, and the lower limit of the y-pipe diameter is 180 mm or more, and preferably 200 mm or more. However, considering the influence of the fluidization reaction, the upper limit of the diameter y of the pipe is preferably 400 mm or less, and more preferably 370 mm or less. When the diameter of the y-pipe exceeds the above range, the fluidization effect may be affected, and the catalysts may easily accumulate on the y-pipe to form a dead zone of the catalysts.

Точно так же, поскольку y-труба должна быть установлена на x-трубе, диаметр x-трубы предпочтительно больше диаметра y-трубы. Нижний предел диаметра x-трубы предпочтительно составляет 250 мм или более, а более предпочтительно 300 мм или более. Верхний предел диаметра x-трубы предпочтительно составляет 700 мм или менее, а более предпочтительно 650 мм или менее.Similarly, since the y-pipe is to be mounted on the x-pipe, the diameter of the x-pipe is preferably larger than the diameter of the y-pipe. The lower limit of the x-pipe diameter is preferably 250 mm or more, and more preferably 300 mm or more. The upper limit of the x-pipe diameter is preferably 700 mm or less, and more preferably 650 mm or less.

Кроме того, изобретатель обнаружил, что когда распределитель подачи пропилена и аммиака разработан с учетом существующих условий для промышленного производства акрилонитрила, удовлетворяет вышеупомянутым требованиям по размеру, конструкции и диаметру, x-, y- и/или z-трубы, включенные в распределитель подачи, каждая, всегда показывает среднюю скорость повышения температуры в определенном диапазоне из-за их соответствующих длин и диаметров, массового расхода газовой смеси, проходящей через них, и начальной температуры (T0) и температуры реакции (TR) подаваемой в них газовой смеси.In addition, the inventor has found that when the propylene and ammonia supply distributor is designed considering the existing conditions for the industrial production of acrylonitrile, satisfies the above requirements in terms of size, structure and diameter, x-, y- and/or z-pipes included in the supply distributor, each always shows an average rate of temperature increase over a certain range due to their respective lengths and diameters, the mass flow rate of the gas mixture passing through them, and the initial temperature (T 0 ) and reaction temperature (TR) of the gas mixture fed into them.

Распределитель подачи пропилена и аммиака может быть снабжен x-трубой, которая подает смешанный газ пропилена и аммиака непосредственно в y-трубу. Следовательно, не происходит изменения массового расхода газовой смеси во время перемещения газовой смеси в x-трубе, и средняя скорость повышения температуры газовой смеси в основном является фиксированной величиной. Согласно большому количеству расчетов и экспериментальных проверок, проведенных изобретателем, в целом средняя скорость повышения температуры газовой смеси в x-трубе предпочтительно находится в диапазоне 29°C/m.The propylene and ammonia supply distributor can be equipped with an x-pipe that feeds the mixed gas of propylene and ammonia directly into the y-pipe. Therefore, there is no change in the mass flow rate of the gas mixture during the movement of the gas mixture in the x-pipe, and the average rate of temperature increase of the gas mixture is basically a fixed value. According to a large number of calculations and experimental checks carried out by the inventor, in general, the average rate of temperature rise of the gas mixture in the x-pipe is preferably in the range of 29°C/m.

Поскольку необходимо обеспечить равномерное поступление смешанного газа пропилена и аммиака в реактор, распределитель подачи пропилена и аммиака предпочтительно имеет симметричную конструкцию, а изменения массового расхода смешанного газа пропилена и аммиака в соответствующих yтрубах распределителя сырья в основном одинаковы. В соответствии с большим количеством расчетов и экспериментальных проверок, проведенных изобретателем, в целом средняя скорость b повышения температуры газовой смеси в y-трубе распределителя подачи пропилена и аммиака предпочтительно находится в диапазоне 9-20°C /м.Since it is necessary to ensure that the mixed gas of propylene and ammonia enters the reactor uniformly, the propylene and ammonia supply distributor preferably has a symmetrical structure, and the changes in the mass flow rate of the mixed gas of propylene and ammonia in the respective pipes of the feed distributor are basically the same. According to a large number of calculations and experimental checks carried out by the inventor, in general, the average temperature rise rate b of the gas mixture in the y-pipe of the propylene and ammonia distributor is preferably in the range of 9-20°C/m.

Поскольку количество сопел, включенных в соответствующие z-трубы, не является точно таким же, и начальные температуры газовой смеси в местах соединения между соответствующими z-трубами и yтрубами не одинаковы, средние скорости повышения температуры соответствующих z-труб распределителя пропилена и аммиака разные. Каждая z-труба имеет независимую среднюю скорость повышения температуры. Согласно большому количеству расчетов и экспериментальных проверок, выполненных изобретателем, в целом средняя скорость cj (j представляет собой целое число 1 или более) повышения температуры смешанного газа пропилена и аммиака в соответствующих z-трубах предпочтительно находится в диапазоне 30-120°C/m.Since the number of nozzles included in the respective z-tubes is not exactly the same, and the initial temperatures of the gas mixture at the junctions between the respective z-tubes and y-tubes are not the same, the average temperature rise rates of the respective z-tubes of the propylene and ammonia distributor are different. Each z-tube has an independent average temperature rise rate. According to a large number of calculations and experimental checks made by the inventor, in general, the average rate cj (j is an integer of 1 or more) of temperature rise of the propylene and ammonia mixed gas in the respective z-tubes is preferably in the range of 30-120°C/m.

- 8 041179- 8 041179

В соответствии с требованиями производственной мощности акрилонитрила размер реактора и форма распределителя сырья обычно сильно различаются. Однако на основании вышеупомянутых результатов изобретатель обнаружил, что благодаря большому количеству расчетов и экспериментальных проверок можно разработать подходящее распределение сырья, комбинируя размер реактора и форму распределителя сырья и используя подходящую исходную температуру газовой смеси T0, причем система распределения подачи способна полностью избежать образования газовой смеси с температурой выше, чем температура азотирования в трубах.According to the requirements of the production capacity of acrylonitrile, the size of the reactor and the shape of the raw material distributor usually vary greatly. However, based on the above results, the inventor has found that through a large number of calculations and experimental checks, it is possible to develop a suitable feed distribution by combining the size of the reactor and the shape of the feed distributor and using a suitable initial gas mixture temperature T 0 , and the feed distribution system is able to completely avoid the formation of a gas mixture with temperature higher than the nitriding temperature in the pipes.

В частности, как описано выше, в распределителе сырья, a обычно составляет 2-9°C/m, b обычно составляет 9-20°C/m, a cj обычно составляет 30-120°C/m. Следовательно, до тех пор, пока длины X, Y и Z труб x-, y- и z контролируются, можно рассчитать ATi по формуле (3) и вместе с соответствующим To можно обеспечить, что температура газовой смеси в распределителе сырья всегда будет ниже температуры азотирования.In particular, as described above, in the raw material distributor, a is typically 2-9°C/m, b is typically 9-20°C/m, and cj is typically 30-120°C/m. Therefore, as long as the lengths X, Y and Z of the pipes x-, y- and z are controlled, it is possible to calculate ATi from formula (3) and together with the corresponding T o it can be ensured that the temperature of the gas mixture in the feed distributor will always be lower nitriding temperature.

Из вышеупомянутых выводов изобретателя видно, что средняя скорость повышения температуры смешанного газа пропилена и аммиака в z-трубе распределителя сырья значительно больше, чем средняя скорость повышения температуры газовой смеси в y-трубе, а средняя скорость повышения температуры в y-трубе больше, чем средняя скорость повышения температуры газовой смеси в x-трубе. Температура газовой смеси непрерывно повышается во время перемещения газовой смеси в x- и y-трубах, и повышение температуры газовой смеси ATi является суперпозицией повышения температуры газовой смеси в x-, y- и z-трубах. Следовательно, если рассматривать распределитель сырья, снабженный в реакторе только z-трубами, то при сравнении с распределителем сырья, снабженным в реакторе x- и y-трубами в дополнение к z-трубам, при прочих одинаковых условиях распределитель сырья при наличии в реакторе только z-труб может достигать более низкий максимальный рост температуры ATiMax смешанного газа пропилена и аммиака. Здесь так называемое максимальное повышение температуры ATiMax относится к максимальному повышению температуры, которое может быть достигнуто от входа распределителя сырья до сопел в одном и том же реакторе. Специалист в данной области может понять, что диапазон повышения температуры в распределителе сырья определяется максимальным повышением температуры ATiMax, поскольку начальная температура To плюс максимальное повышение температуры ATiMax не должны превышать температуру азотирования в соответствии с проектными требованиями распределителя сырья.From the above findings of the inventor, it can be seen that the average rate of temperature rise of the mixed gas of propylene and ammonia in the z-pipe of the raw material distributor is significantly larger than the average rate of temperature increase of the gas mixture in the y-pipe, and the average temperature rise rate of the y-pipe is larger than the average the rate of increase in the temperature of the gas mixture in the x-pipe. The temperature of the gas mixture rises continuously during the movement of the gas mixture in the x- and y-pipes, and the temperature increase of the gas mixture ATi is the superposition of the temperature increase of the gas mixture in the x-, y- and z-pipes. Therefore, if we consider the distributor of raw materials, equipped in the reactor with only z-pipes, then when compared with the distributor of raw materials, equipped in the reactor with x- and y-pipes in addition to z-pipes, under other identical conditions, the distributor of raw materials in the presence of only z in the reactor -pipes can achieve lower maximum temperature rise ATiMax mixed propylene gas and ammonia. Here, the so-called maximum temperature rise ATiMax refers to the maximum temperature rise that can be achieved from the feed distributor inlet to the nozzles in the same reactor. One skilled in the art can understand that the range of temperature rise in the feed distributor is determined by the maximum temperature rise AT iMax since the initial temperature To plus the maximum temperature rise ATiMax must not exceed the nitriding temperature according to the design requirements of the feed distributor.

Следовательно, в некоторых вариантах осуществления, представленных в настоящем раскрытии, как показано на фиг. 7, в распределителе сырья z-трубы непосредственно сообщаются с входами распределителя сырья на стенке реактора, так что газовая смесь подается в z-трубы через много входов; поэтому в реакторе присутствуют только z-трубы. Большое количество экспериментов и расчетов показало, что при прочих равных условиях (таких как размер реактора, масштаб производства и т.д.), по сравнению с различными распределителями пропилена и аммиака в предшествующем уровне техники и различными распределителями сырья, изобретенными изобретателем, распределитель сырья в форме, показанной на фиг. 7, может достигать наименьшего максимального повышения температуры ATiMax смешанного газа пропилена и аммиака.Therefore, in some embodiments presented in the present disclosure, as shown in FIG. 7, in the feed distributor, the z-pipes communicate directly with the inlets of the feed distributor on the reactor wall, so that the gas mixture is fed into the z-pipes through a plurality of inlets; therefore, only z-tubes are present in the reactor. A large number of experiments and calculations have shown that other things being equal (such as reactor size, scale of production, etc.), compared with the various propylene and ammonia distributors in the prior art and the various feed distributors invented by the inventor, the feed distributor in the form shown in Fig. 7 can achieve the lowest maximum temperature rise ATiMax of mixed propylene and ammonia gas.

Например, в случае того же диаметра реактора и масштаба производства в распределителе сырья в форме, показанной на фиг. 4A-4D, поскольку смешанный газ пропилена и аммиака проходит более длинный путь в распределителе сырья перед входом в слой катализатора, фактическое повышение температуры ATi смешанного газа пропилена и аммиака в распределителе сырья больше, чем повышение температуры ATi в распределителе сырья, показанном на фиг. 7, и, следовательно, распределитель сырья в форме, показанной на фиг. 4A-4D не может достигать самый низкий максимальный рост температуры ATiMax смешанного газа пропилена и аммиака.For example, in the case of the same reactor diameter and production scale in a feed distributor in the form shown in FIG. 4A-4D, since the mixed gas of propylene and ammonia travels a longer path in the feed distributor before entering the catalyst bed, the actual temperature rise ATi of the mixed gas of propylene and ammonia in the feed distributor is larger than the temperature rise ATi in the feed distributor shown in FIG. 7, and hence the raw material distributor in the form shown in FIG. 4A-4D cannot reach the lowest maximum temperature rise ATiMax of a mixed gas of propylene and ammonia.

Кроме того, следует понимать, что когда диаметр реактора находится в диапазоне 5-12 метров, по мере того как диаметр реактора увеличивается, соответственно увеличивается длина y-трубы и / или zтрубы распределителя сырья того же типа, и, таким образом, будет больше повышение температуры газовой смеси, проходящей через трубу. Длина z-трубы определяется количеством сопел, предусмотренных на ней, и интервалом между соплами. Массовый поток газовой смеси в z-трубе представляет собой произведение количества сопел на массовый поток газовой смеси, вытекающий из одного сопла. Предполагая одинаковый интервал между соплами и одинаковый массовый расход смешанного газа пропилена и аммиака, вытекающего из одного сопла, массовый расход смешанного газа пропилена и аммиака, протекающего через самую длинную z-трубу, будет соответственно увеличен. В случае z-труб с относительно фиксированным диаметром средняя скорость повышения температуры в z-трубе будет слегка уменьшена. Следовательно, повышение температуры газовой смеси, проходящей через то же расстояние, будет уменьшено. Наконец, изменение ATi будет комбинацией вышеупомянутых изменений. To же самое относится и к изменению максимального повышения температуры ATiMax.In addition, it should be understood that when the reactor diameter is in the range of 5-12 meters, as the reactor diameter increases, the length of the y-pipe and / or z-pipe of the same type of feed distributor increases accordingly, and thus there will be a greater increase temperature of the gas mixture passing through the pipe. The length of the z-pipe is determined by the number of nozzles provided on it and the spacing between the nozzles. The mass flow of the gas mixture in the z-pipe is the product of the number of nozzles and the mass flow of the gas mixture flowing from one nozzle. Assuming the same spacing between nozzles and the same mass flow rate of mixed gas of propylene and ammonia flowing from one nozzle, the mass flow rate of mixed gas of propylene and ammonia flowing through the longest z-pipe will be correspondingly increased. In the case of z-tubes with a relatively fixed diameter, the average rate of temperature rise in the z-tube will be slightly reduced. Therefore, the temperature rise of the gas mixture passing through the same distance will be reduced. Finally, the ATi change will be a combination of the above changes. T o the same applies to the change in the maximum temperature rise ATiMax.

Таким образом, специалист в данной области может понять, что максимальное повышение температуры ATiMax изменяется с изменением диаметра реактора. Согласно большому количеству расчетов и экспериментальных проверок изобретателя, когда предполагается, что диаметр реактора находится вThus, one skilled in the art can appreciate that the maximum temperature rise ATiMax varies with reactor diameter. According to a large number of calculations and experimental checks of the inventor, when it is assumed that the diameter of the reactor is in

- 9 041179 диапазоне 5-12 м для коммерчески приемлемого распределителя сырья, максимальное повышение температуры ATiMax увеличивается примерно на 10-17°C на каждый 1 м увеличения диаметра реактора.- 9 041179 range of 5-12 m for a commercially acceptable feed distributor, the maximum temperature rise of the AT iMax increases by about 10-17°C for every 1 m increase in reactor diameter.

Кроме того, контроль конечной температуры газовой смеси, выбрасываемой из сопел, не может быть достигнут путем определения только максимального повышения температуры ATiMax. Согласно формуле (1) ATi должно быть объединено с T0 для достижения контроля конечной температуры газовой смеси. Принимая во внимание, что T0 также влияет на среднюю скорость повышения температуры газопроводной трубы, изобретатель посредством большого числа вычислений и экспериментальных проверок обнаружил, что при прочих идентичных условиях для z-трубы средняя скорость повышения температуры уменьшается на примерно 0,7-1,3°C/m на каждые 10°C увеличения T0.In addition, control of the final temperature of the gas mixture ejected from the nozzles cannot be achieved by determining only the maximum temperature rise AT iMax . According to formula (1), ATi must be combined with T 0 to achieve control of the final temperature of the gas mixture. Considering that T 0 also affects the average rate of temperature rise of the gas pipe, the inventor has found through a large number of calculations and experimental tests that, under otherwise identical conditions for the z-pipe, the average rate of temperature rise decreases by about 0.7-1.3 °C/m for every 10°C increase in T0.

Таким образом, в сочетании с вышеупомянутыми условиями реализации самого низкого максимального повышения температуры ATi в системе подачи сырь, изобретатель подтвердил, что в системе подачи пропилена и аммиака для промышленных условий, предусмотренных в настоящем изобретении, чтобы обеспечить окончательную температуру газовой смеси, выбрасываемой из сопел, не превышая соответствующую температуру азотирования, начальная температура T0 смешанного газа пропилена и аммиака должна составлять 220°C или ниже. Кроме того, когда диаметр реактора больше, например, когда диаметр реактора составляет 7,5-12 м, начальная температура T0 должна составлять 200°C или ниже; когда диаметр реактора составляет 8,5-12 м, начальная температура T0 должна составлять 185°C или ниже.Thus, in combination with the above conditions for realizing the lowest maximum temperature rise ATi in the feed system, the inventor confirmed that in the propylene and ammonia supply system for industrial conditions provided in the present invention, in order to ensure the final temperature of the gas mixture ejected from the nozzles, without exceeding the appropriate nitriding temperature, the initial temperature T 0 of the mixed gas of propylene and ammonia should be 220°C or lower. In addition, when the diameter of the reactor is larger, for example, when the diameter of the reactor is 7.5 to 12 m, the initial temperature T 0 should be 200° C. or lower; when the reactor diameter is 8.5-12 m, the initial temperature T 0 should be 185°C or lower.

Кроме того, во время транспортировки газовой смеси необходимо определенное давление, чтобы обеспечить плавную подачу смешанного газа пропилена и аммиака в реактор. В то же время, чтобы избежать образования конденсата в трубах из-за низкой температуры во время транспортировки, необходимо транспортировать смешанный газ пропилена и аммиака в перегретом состоянии из испарителя в распределитель подачи пропилена и аммиака в реакторе. Следовательно, в системе подачи сырья по настоящему изобретению T0 составляет 10°C или выше, предпочтительно 20°C или выше, более предпочтительно 35°C или выше и еще более предпочтительно 45°C или выше.In addition, during the transport of the gas mixture, a certain pressure is necessary to ensure that the mixed gas of propylene and ammonia is smoothly fed into the reactor. At the same time, in order to avoid the formation of condensate in the pipes due to low temperature during transportation, it is necessary to transport the mixed gas of propylene and ammonia in a superheated state from the evaporator to the propylene and ammonia supply distributor in the reactor. Therefore, in the feed system of the present invention, T 0 is 10°C or more, preferably 20°C or more, more preferably 35°C or more, and even more preferably 45°C or more.

Следовательно, в случае реактора диаметром 5-12 м путем регулирования начальной температуры T0 смешанного газа пропилена и аммиака в вышеуказанном диапазоне температура смешанного газа пропилена и аммиака в любом положении в распределителе сырья может эффективно контролироваться в диапазоне ниже температуры азотирования.Therefore, in the case of a reactor with a diameter of 5-12 m, by adjusting the starting temperature T0 of the mixed gas of propylene and ammonia in the above range, the temperature of the mixed gas of propylene and ammonia at any position in the feed distributor can be effectively controlled in the range below the nitriding temperature.

Кроме того, чтобы контролировать начальную температуру T0 в вышеуказанном диапазоне, система подачи исходного газа по настоящему изобретению также снабжена системой 2 смешивания исходного газа. Система 2 смешивания исходного газа в системе подачи исходного газа в настоящем раскрытии описана ниже со ссылкой на чертежи. Как показано на фиг. 6, система 2 смешивания исходного газа включает в себя испаритель 11 пропилена, перегреватель 13 пропилена, испаритель 12 аммиака, перегреватель 14 аммиака и трубопроводный смеситель 15. Как описано выше, сырьевой пропилен поступает на линию смешивания от испарителя 11 пропилена через перегреватель 13 пропилена. Аналогичным образом, сырьевой аммиак также поступает на линию смешивания от испарителя аммиака 12 через перегреватель аммиака 14. Сырьевой пропилен и сырьевой аммиак смешиваются на линии смешивания и затем поступают в распределитель 10 сырья.In addition, in order to control the initial temperature T0 in the above range, the source gas supply system of the present invention is also provided with the source gas mixing system 2. The source gas mixing system 2 in the source gas supply system in the present disclosure will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 6, the feed gas mixing system 2 includes a propylene vaporizer 11, a propylene superheater 13, an ammonia vaporizer 12, an ammonia superheater 14, and an in-line mixer 15. As described above, feed propylene enters the mixing line from the propylene vaporizer 11 through the propylene superheater 13. Similarly, raw ammonia also enters the mixing line from the ammonia vaporizer 12 through the ammonia superheater 14. The raw propylene and raw ammonia are mixed in the mixing line and then enter the feed distributor 10.

Для достижения достаточного смешивания пропилена и аммиака перед входом в распределитель 10 сырья система 2 смешивания исходного газа системы подачи исходного газа пропилена и аммиака по настоящему изобретению дополнительно включает трубопроводный смеситель 15. Роль трубопроводного смесителя заключается в том, чтобы сделать смешивание сырьевых газов из перегревателей более равномерным на линии смешивания, чтобы газовая смесь, выбрасываемая из соответствующих сопел распределителя пропилена и аммиака, имела такое же соотношение сырьевых газов. Линия смешивания сырьевых пропилена и аммиака может использоваться непосредственно в качестве трубопроводного смесителя. Не существует ограничений для конкретной позиции установки трубопроводного смесителя, включая внутренние компоненты на линии смешивания пропилена и аммиака, и он может быть установлен в любом месте трубопровода, содержащего смешанный газ пропилена и аммиака, но предпочтительно, чтобы трубопроводный смеситель 15 был предусмотрен в трубопроводе смешанного газа пропилена и аммиака, вблизи реактора. Предпочтительно, чтобы внутренний элемент 16, как показано на фиг. 5B, мог бы быть добавлен в трубопроводный смеситель 15. Конкретная форма внутреннего элемента особо не ограничена, и он может иметь форму с ребристыми выступами, как показано на фиг. 5B или быть другой формы.In order to achieve sufficient mixing of propylene and ammonia before entering the raw material distributor 10, the feed gas mixing system 2 of the propylene and ammonia feed gas supply system of the present invention further includes an in-line mixer 15. The role of the in-line mixer is to make the mixing of the feed gases from the superheaters more uniform. in the mixing line so that the gas mixture ejected from the respective nozzles of the propylene and ammonia distributor has the same ratio of raw gases. The mixing line of raw propylene and ammonia can be used directly as a pipeline mixer. There is no restriction on the specific installation position of the pipeline mixer, including internal components in the propylene and ammonia mixing line, and it can be installed anywhere in the pipeline containing the mixed gas of propylene and ammonia, but it is preferable that the pipeline mixer 15 be provided in the mixed gas pipeline propylene and ammonia, near the reactor. Preferably, the inner member 16, as shown in FIG. 5B could be added to the pipeline mixer 15. The specific shape of the inner member is not particularly limited, and it may be shaped with ribbed projections as shown in FIG. 5B or be of a different shape.

Хотя трубопроводы подачи газа между перегревателями и впускным отверстием реактора для пропилена и аммиака снабжены изоляционными средствами, исходный газ всегда испытывает определенные потери тепла в трубопроводах между перегревателями пропилена и аммиака и впускным отверстием реактора для пропилена и аммиака, в связи с ограничением общей компоновки аппаратов предприятиямипроизводителями. Температура подаваемого газа после перегрева перегревателями выше, чем температура, при которой подаваемый газ достигает входа для пропилена и аммиака. Кроме того, в разные сезоны степень потери тепла также изменяется из-за разницы в разнице температур между сырьевым газом иAlthough the gas supply lines between the superheaters and the inlet of the propylene and ammonia reactor are provided with insulating means, the feed gas always experiences some heat loss in the lines between the superheaters of propylene and ammonia and the inlet of the propylene and ammonia reactor, due to the limitation of the overall layout of the apparatus by manufacturers. The temperature of the feed gas after superheating by the superheaters is higher than the temperature at which the feed gas reaches the inlet for propylene and ammonia. In addition, in different seasons, the degree of heat loss also changes due to the difference in temperature difference between the raw gas and

- 10 041179 внешней средой. Кроме того, для устройств разных размеров и различных конструктивных форм распределителя пропилена и аммиака расчетное значение начальной температуры T0 на входе распределителя пропилена и аммиака также варьируется.- 10 041179 external environment. In addition, for devices of different sizes and various structural forms of the propylene and ammonia distributor, the calculated value of the initial temperature T 0 at the inlet of the propylene and ammonia distributor also varies.

Чтобы избежать колебаний начальной температуры T0 из-за внешних неопределенных факторов, система подачи исходного газа пропилена и аммиака по настоящему изобретению, дополнительно включает в себя систему контроля начальной температуры T0 на входе распределителя подачи пропилена и аммиака. Как показано на фиг. 6, система контроля начальной температуры T0 включает в себя передатчик, источник тепла, перепускные клапаны и контроллеры. Передатчик установлен на входе в распределитель сырья и настроен для определения начальной температуры T0. Источник тепла (такой как пар низкого давления LP; температура и давление источника тепла, как правило, считаются стабильными, а источник тепла в дальнейшем иногда называют источником тепла LP) выполнен с возможностью подачи тепла в перегреватель пропилена 12 и перегреватель аммиака 14. Перепускные клапаны предусмотрены на трубопроводе, соединенном между источником LP тепла и перегревателем 12 пропилена, и на трубопроводе, соединенном между источником LP тепла и перегревателем 14 аммиака, соответственно. Контроллеры выполнены с возможностью приема сигнала от передатчика и регулировки степени открытия соответствующих перепускных клапанов в ответ на сигнал от передатчика.In order to avoid fluctuations in the initial temperature T 0 due to external uncertainties, the propylene and ammonia feed gas supply system of the present invention further includes a control system for the initial temperature T 0 at the inlet of the propylene and ammonia supply distributor. As shown in FIG. 6, the initial temperature control system T 0 includes a transmitter, a heat source, bypass valves, and controllers. The transmitter is installed at the inlet to the distributor of raw materials and configured to determine the initial temperature T 0 . The heat source (such as low pressure steam LP; the temperature and pressure of the heat source is generally considered to be stable, and the heat source is sometimes referred to as the heat source LP hereinafter) is configured to supply heat to the propylene superheater 12 and the ammonia superheater 14. Bypass valves are provided. on the pipeline connected between the heat source LP and the propylene superheater 12, and on the pipeline connected between the heat source LP and the ammonia superheater 14, respectively. The controllers are configured to receive a signal from the transmitter and adjust the degree of opening of the respective bypass valves in response to the signal from the transmitter.

Точное регулирование температуры T0 на входе в распределитель подачи пропилена и аммиака обычно достигается путем регулирования скорости потока источника тепла, такого как пар низкого давления, подаваемого в перегреватели исходного газа в ответ на измеренную температуру T0 смешанного газа пропилена и аммиака на входе. В частности, как показано на фиг. 6, когда измеренная температура смешанного газа пропилена и аммиака на входе ниже расчетной начальной температуры T0, датчик температуры передает сигнал на контроллеры и контроллеры регулируют степень открытия соответствующих перепускных клапанов в ответ на сигнал об увеличении потока источника тепла и увеличении температуры подаваемых газов на выходах соответствующих перегревателей, так что температура T0 на входе распределителя подачи пропилена и аммиака достигает расчетной начальной температуры и, наоборот, когда измеренная температура смешанного газа пропилена и аммиака на входе выше расчетной начальной температуры T0, датчик температуры передает сигнал на контроллеры, и контроллеры регулируют степень открытия соответствующих перепускных клапанов в ответ на сигнал об уменьшении потока источника тепла и уменьшении температуры подаваемых газов на выходах соответствующих перегревателей, так что температура T0 на входе распределителя подачи пропилена и аммиака достигает проектной начальной температуры. Как правило, после того, как пропиленовый газ и аммиачный газ перегреваются соответствующими перегревателями, температуры пропиленового газа и аммиачного газа на выходах соответствующих перегревателей аналогичны, и работа контроллера перепускного клапана перегревателя пропилена и контроллера перепускного клапана перегревателя аммиака реагирует на температуру на входе, а работа контроллера перепускного клапана перегревателя пропилена и работа контроллера перепускного клапана перегревателя аммиака зависят от температуры T0 на входе.Accurate control of the temperature T 0 at the inlet of the propylene and ammonia feed distributor is typically achieved by controlling the flow rate of the heat source, such as low pressure steam, supplied to the feed gas superheaters in response to the measured temperature T 0 of the mixed gas of propylene and ammonia at the inlet. In particular, as shown in FIG. 6, when the measured temperature of the mixed gas of propylene and ammonia at the inlet is lower than the calculated initial temperature T0, the temperature sensor sends a signal to the controllers and the controllers adjust the degree of opening of the respective bypass valves in response to the signal of an increase in the heat source flow and an increase in the temperature of the supply gases at the outlets of the respective superheaters , so that the temperature T0 at the inlet of the propylene and ammonia supply distributor reaches the calculated start temperature, and vice versa, when the measured temperature of the mixed gas of propylene and ammonia at the inlet is higher than the calculated start temperature T 0 , the temperature sensor sends a signal to the controllers, and the controllers adjust the opening degree of the corresponding bypass valves in response to a signal about a decrease in the heat source flow and a decrease in the temperature of the supplied gases at the outlets of the respective superheaters, so that the temperature T 0 at the inlet of the propylene and ammonia supply distributor reaches the design value at starting temperature. Generally, after the propylene gas and ammonia gas are superheated by the respective superheaters, the temperatures of the propylene gas and ammonia gas at the outlets of the respective superheaters are similar, and the operation of the propylene superheater bypass valve controller and the ammonia superheater bypass valve controller responds to the inlet temperature, and the operation of the controller of the propylene superheater bypass valve and the operation of the ammonia superheater bypass valve controller depend on the inlet temperature T0.

ПримерыExamples

Варианты осуществления настоящего раскрытия будут описаны более подробно посредством конкретных примеров.Embodiments of the present disclosure will be described in more detail through specific examples.

Все данные в следующих примерах были получены в лаборатории путем моделирования условий в реакторах с псевдоожиженным слоем аммоксидирования диаметром 5,0, 5,4, 7,5, 8,5, 10 и 12 м соответственно. Фактические распределители сырья были смоделированы с использованием углеродистой стали в качестве материала в соответствии с формами различных распределителей сырья на чертежах описания, и в важных узлах были установлены датчики температуры для измерения температуры распределителей сырья и расчета соответствующих средних скоростей повышения температуры. В следующих примерах и сравнительных примерах все данные были усреднены после нескольких измерений.All data in the following examples were obtained in the laboratory by simulating conditions in ammoxidation fluidized bed reactors with a diameter of 5.0, 5.4, 7.5, 8.5, 10 and 12 m, respectively. The actual raw material distributors were modeled using carbon steel as the material according to the shapes of the various raw material distributors in the description drawings, and temperature sensors were installed at important nodes to measure the temperature of the raw material distributors and calculate the corresponding average temperature rise rates. In the following examples and comparative examples, all data were averaged after several measurements.

Пример 1.Example 1

Реактор с псевдоожиженным слоем имел диаметр 5,0 м, и аппарат работал при полной нагрузке. Соотношение исходного газа С3Н6^Н3:воздух составляло 1:1,2:9,3, температура реакции составляла 440°C, а давление реакции составляло 55 кПа. Распределитель пропилена и аммиака имел форму, показанную на фиг. 7, был изготовлен из углеродистой стали и имел z-трубы диаметром φ 80 мм. Смешанный газ пропилена и аммиака достигал сопел хвостового конца соответствующих z-труб через распределитель пропилена и аммиака, причем смешанный газ пропилена и аммиака достигал сопел самого дальнего хвостового конца, когда он проходил длину перемещения 2,42 м в соответствующей z-трубе. Согласно соответствующим модельным данным и имеющимся экспериментальным данным температура смешанного газа пропилена и аммиака на входе в распределитель регулировалась до 220°C, средняя скорость повышения температуры на единицу длины, когда смешанный газ пропилена и аммиака перемещался в z-трубе составляла 52°C/m, а температура смешанного газа пропилена и аммиака в указанном сопле самого дальнего хвостового конца составляла 346°C.The fluidized bed reactor had a diameter of 5.0 m and the apparatus was operated at full load. The feed gas ratio C 3 H 6 ^H 3 :air was 1:1.2:9.3, the reaction temperature was 440°C, and the reaction pressure was 55 kPa. The propylene and ammonia distributor had the shape shown in FIG. 7 was made of carbon steel and had φ 80 mm z-tubes. The mixed propylene and ammonia gas reached the tail end nozzles of the respective z-pipes through the propylene and ammonia distributor, with the mixed propylene and ammonia gas reaching the farthest tail end nozzles when it passed a travel length of 2.42 m in the respective z-pipe. According to the relevant model data and available experimental data, the temperature of the mixed gas of propylene and ammonia at the inlet of the distributor was adjusted to 220°C, the average rate of temperature increase per unit length when the mixed gas of propylene and ammonia moved in the z-pipe was 52°C/m, and the temperature of the mixed gas of propylene and ammonia in said tailmost nozzle was 346°C.

Пример 2.Example 2

Реактор с псевдоожиженным слоем имел диаметр 5,4 м, и аппарат работал при полной нагрузке. Соотношение исходного газа C3H6:NH3: воздух составляло 1:1,2:9,3, температура реакции составлялаThe fluidized bed reactor had a diameter of 5.4 m and the apparatus was operated at full load. The ratio of the source gas C 3 H 6 :NH 3 : air was 1:1.2:9.3, the reaction temperature was

- 11 041179- 11 041179

440°C, а давление реакции составляло 55 кПа. Распределитель пропилена и аммиака имел форму, показанную на фиг. 7, был изготовлен из углеродистой стали и имел z-трубы диаметром φ 90 мм. Смешанный газ с пропиленом и аммиаком достигал сопел хвостового конца соответствующих z-труб через распределитель пропилена и аммиака, причем смешанный газ пропилена и аммиака достигал сопла самого дальнего хвостового конца, когда он преодолевал длину перемещения 2,6 м в соответствующей z-трубе. Согласно соответствующим модельным данным и имеющимся экспериментальным данным температура смешанного газа пропилена и аммиака на входе в распределитель регулировалась до 160°C, средняя скорость повышения температуры на единицу длины, когда смешанный газ пропилена и аммиака перемещался в z-трубе, составляла 60°C/m, а температура смешанного газа пропилена и аммиака в указанном сопле самого дальнего хвостового конца составляла 316°C.440°C, and the reaction pressure was 55 kPa. The propylene and ammonia distributor had the shape shown in FIG. 7 was made of carbon steel and had φ 90 mm z-tubes. The propylene-ammonia mixed gas reached the tail end nozzles of the respective z-tubes through the propylene-ammonia distributor, with the propylene-ammonia mixed gas reaching the tail-most nozzle when it passed a travel length of 2.6 m in the respective z-pipe. According to the relevant model data and available experimental data, the temperature of the mixed gas of propylene and ammonia at the inlet of the distributor was adjusted to 160°C, the average rate of temperature increase per unit length when the mixed gas of propylene and ammonia moved in the z-pipe was 60°C/m , and the temperature of the mixed gas of propylene and ammonia in the specified nozzle of the farthest tail end was 316°C.

Пример 3.Example 3

Реактор с псевдоожиженным слоем имел диаметр 7,5 м, и аппарат работал при полной нагрузке. Соотношение исходного газа, температура реакции и давление реакции были такими же, как в примере 1. Распределитель пропилена и аммиака имел форму, показанную на фиг. 7, был изготовлен из углеродистой стали и имел z-трубы диаметром φ 90 мм. Смешанный газ с пропиленом и аммиаком достигал сопел хвостового конца соответствующих z-труб через распределитель пропилена и аммиака, причем смешанный газ пропилена и аммиака достигал сопла самого дальнего хвостового конца, когда он проходил длину перемещения 3,65 м в соответствующей z-трубе. Согласно соответствующим модельным данным и имеющимся экспериментальным данным температура смешанного газа пропилена и аммиака на входе в распределитель регулировалась до 200°C, средняя скорость повышения температуры на единицу длины, когда смешанный газ пропилена и аммиака перемещался в z-трубе составляла 40°C/m, а температура смешанного газа пропилена и аммиака в указанном сопле самого дальнего хвостового конца составляла 346°C.The fluidized bed reactor had a diameter of 7.5 m and the apparatus was operated at full load. The feed gas ratio, reaction temperature, and reaction pressure were the same as in Example 1. The propylene and ammonia distributor had the shape shown in FIG. 7 was made of carbon steel and had φ 90 mm z-tubes. The propylene-ammonia mixed gas reached the tail end nozzles of the respective z-pipes through the propylene-ammonia distributor, with the propylene-ammonia mixed gas reaching the tail-most nozzle when it passed a travel length of 3.65 m in the respective z-pipe. According to the relevant model data and available experimental data, the temperature of the propylene and ammonia mixed gas at the inlet of the distributor was adjusted to 200°C, the average rate of temperature increase per unit length when the propylene and ammonia mixed gas moved in the z-pipe was 40°C/m, and the temperature of the mixed gas of propylene and ammonia in said tailmost nozzle was 346°C.

Пример 4.Example 4

Реактор с псевдоожиженным слоем имел диаметр 8,5 м, и аппарат работал при полной нагрузке. Соотношение исходного газа, температура реакции и давление реакции были такими же, как в примере 1. Распределитель пропилена и аммиака имел форму, показанную на фиг. 7, был изготовлен из углеродистой стали и имел z-трубы диаметром φ 90 мм. Смешанный газ пропилена и аммиака достигал сопел на концах соответствующих z-труб через распределитель пропилена и аммиака, причем смешанный газ пропилена и аммиака достигал самого дальнего конца, когда он преодолевал длину перемещения 4,15 м в соответствующей z-трубе. Согласно соответствующим модельным данным и имеющимся экспериментальным данным температура смешанного газа пропилена и аммиака на входе в распределитель регулировалась до 185°C, средняя скорость повышения температуры на единицу длины, когда смешанный газ пропилена и аммиака перемещался в z-трубе составляла 39°C/m, а температура смешанного газа пропилена и аммиака в указанном сопле самого дальнего хвостового конца составляет 347°C.The fluidized bed reactor had a diameter of 8.5 m and the apparatus was operated at full load. The feed gas ratio, reaction temperature, and reaction pressure were the same as in Example 1. The propylene and ammonia distributor had the shape shown in FIG. 7 was made of carbon steel and had φ 90 mm z-tubes. The mixed propylene and ammonia gas reached the nozzles at the ends of the respective z-pipes through the propylene and ammonia distributor, with the mixed propylene and ammonia gas reaching the farthest end when it passed a travel length of 4.15 m in the respective z-pipe. According to the relevant model data and available experimental data, the temperature of the mixed gas of propylene and ammonia at the inlet of the distributor was adjusted to 185°C, the average rate of temperature increase per unit length when the mixed gas of propylene and ammonia moved in the z-pipe was 39°C/m, and the temperature of the mixed gas of propylene and ammonia in said tailmost nozzle is 347°C.

Пример 5.Example 5

Реактор с псевдоожиженным слоем имел диаметр 12 м, и аппарат работал при полной нагрузке. Соотношение исходного газа, температура реакции и давление реакции были такими же, как в примере 1. Распределитель пропилена и аммиака имел форму, показанную на фиг. 7, был изготовлен из углеродистой стали и имел z-трубы диаметром φ 110 мм. Смешанный газ пропилена и аммиака достигал сопел хвостового конца соответствующих z-труб через распределитель пропилена и аммиака, причем смешанный газ пропилена и аммиака достигал сопла самого дальнего хвостового конца, когда он проходил длину перемещения 5,9 м в соответствующей z-трубе. Согласно соответствующим модельным данным и имеющимся экспериментальным данным температура смешанного газа пропилена и аммиака на входе в распределитель регулировалась до 130°C, средняя скорость повышения температуры при повышении температуры на единицу длины, когда смешанный газ пропилена и аммиака перемещался по z-трубе, составляла 37°C/m, а температура смешанного газа пропилена и аммиака в указанном сопле самого дальнего хвостового конца составляла 348°C.The fluidized bed reactor had a diameter of 12 m and the apparatus was operated at full load. The feed gas ratio, reaction temperature, and reaction pressure were the same as in Example 1. The propylene and ammonia distributor had the shape shown in FIG. 7 was made of carbon steel and had z-tubes with a diameter of φ 110 mm. The propylene and ammonia mixed gas reached the tail end nozzles of the respective z-pipes through the propylene and ammonia distributor, with the propylene and ammonia mixed gas reaching the tailmost nozzle when it passed a travel length of 5.9 m in the respective z-pipe. According to the relevant model data and available experimental data, the temperature of the propylene-ammonia mixed gas at the inlet of the distributor was adjusted to 130°C, the average temperature rise rate per unit length of temperature increase when the propylene-ammonia mixed gas moved through the z-pipe was 37° C/m, and the temperature of the mixed gas of propylene and ammonia in the specified nozzle of the farthest tail end was 348°C.

Пример 6.Example 6

Реактор с псевдоожиженным слоем имел диаметр 10 м, и аппарат работал при полной нагрузке. Соотношение исходного газа, температура реакции и давление реакции были такими же, как в примере 1. Распределитель пропилена и аммиака имел форму комбинации, показанной на фиг. 4A и фиг. 4C, и был изготовлен из углеродистой стали. X-труба имела диаметр φ 450 мм, y-труба имела диаметр φ 250 мм, а z-труба имела диаметр φ 90 мм. Длина перемещения смешанного газа пропилена и аммиака в x-трубе составляла 13 м. Смешанный газ пропилена и аммиака достигал сопел на концах соответствующих zтруб через трубы распределителя пропилена и аммиака, а температура смешанного газа пропилена и аммиака на входе в распределитель регулировалась до 52°C. Согласно соответствующим модельным данным и имеющимся экспериментальным данным смешанный газ пропилена и аммиака в распределителе пропилена и аммиака этой формы достиг максимальной температуры, когда смешанный газ пропилена и аммиака перемещался к соплу хвостовой части на самой длинной z-трубе, т.е. когда смешанный газ пропилена и аммиака проходил длину перемещения 13, 4,1 и 2,8 м в x-трубе, y-трубе и z-трубе соответст- 12 041179 венно. Средние скорости повышения температуры на единицу длины, когда смешанный газ пропилена и аммиака перемещался по x-трубе, y-трубе и z-трубе, составляли 4,5°C/m, 13,5°C/m и 55°C/m соответственно. Таким образом, температура смешанного газа пропилена и аммиака в указанном сопле на хвостовом конце составляла 319°C.The fluidized bed reactor had a diameter of 10 m and the apparatus was operated at full load. The feed gas ratio, reaction temperature, and reaction pressure were the same as in Example 1. The propylene and ammonia distributor had the form of the combination shown in FIG. 4A and FIG. 4C, and was made of carbon steel. The X-pipe had a diameter of φ 450 mm, the y-pipe had a diameter of φ 250 mm, and the z-pipe had a diameter of φ 90 mm. The travel length of the mixed gas of propylene and ammonia in the x-pipe was 13 m. The mixed gas of propylene and ammonia reached the nozzles at the ends of the respective zpipes through the pipes of the propylene and ammonia distributor, and the temperature of the mixed gas of propylene and ammonia at the inlet of the distributor was controlled to 52°C. According to the corresponding model data and available experimental data, the mixed gas of propylene and ammonia in the propylene and ammonia distributor of this form reached the maximum temperature when the mixed gas of propylene and ammonia moved to the tail nozzle on the longest z-pipe, i.e. when the propylene and ammonia mixed gas passed the travel length of 13, 4.1 and 2.8 m in the x-pipe, y-pipe and z-pipe, respectively. The average rates of temperature rise per unit length when the mixed gas of propylene and ammonia moved through the x-pipe, y-pipe and z-pipe were 4.5°C/m, 13.5°C/m and 55°C/m respectively. Thus, the temperature of the mixed gas of propylene and ammonia in said nozzle at the tail end was 319°C.

Пример 7.Example 7

Реактор с псевдоожиженным слоем имел диаметр 10 м, и аппарат работал при полной нагрузке. Соотношение исходного газа, температура реакции и давление реакции были такими же, как в примере 1. Распределитель пропилена и аммиака имел форму комбинации, показанной на фиг. 4A и 4B, и был изготовлен из углеродистой стали. X-труба имела диаметр φ 500 мм, y-труба имела диаметр φ 250 мм, а zтруба имела диаметр φ 100 мм. Длина перемещения смешанного газа пропилена и аммиака в x-трубе составляла 8 м. Смешанный газ пропилена и аммиака достигал сопел на концах соответствующих z-труб через трубы распределителя пропилена и аммиака, и температура T0 смешанного газа пропилена и аммиака на входе в распределитель регулировалась до 36°C. Согласно соответствующим модельным данным и имеющимся экспериментальным данным смешанный газ пропилена и аммиака в распределителе пропилена и аммиака этой формы достиг максимальной температуры, когда смешанный газ пропилена и аммиака перемещался к соплу хвостовой части на самой длинной z-трубе, т.е. когда смешанный газ пропилена и аммиака проходил длину перемещения 8, 0,3 и 4,8 м в x-трубе, y-трубе и z-трубе соответственно. Средние скорости повышения температуры на единицу длины, когда смешанный газ пропилена и аммиака перемещался по x-трубе, y-трубе и z-трубе, составляли 4°C/m, 13°C/m и 50°C/m соответственно. Таким образом, температура смешанного газа пропилена и аммиака в указанном сопле хвостовой части составляла 312°C.The fluidized bed reactor had a diameter of 10 m and the apparatus was operated at full load. The feed gas ratio, reaction temperature, and reaction pressure were the same as in Example 1. The propylene and ammonia distributor had the form of the combination shown in FIG. 4A and 4B, and was made of carbon steel. The X-pipe had a diameter of φ 500 mm, the y-pipe had a diameter of φ 250 mm, and the z-pipe had a diameter of φ 100 mm. The travel length of the mixed gas of propylene and ammonia in the x-pipe was 8 m. °C According to the corresponding model data and available experimental data, the mixed gas of propylene and ammonia in the propylene and ammonia distributor of this form reached the maximum temperature when the mixed gas of propylene and ammonia moved to the tail nozzle on the longest z-pipe, i.e. when the mixed gas of propylene and ammonia passed the travel length of 8, 0.3 and 4.8 m in x-pipe, y-pipe and z-pipe respectively. The average rates of temperature rise per unit length when the mixed gas of propylene and ammonia traveled through the x-pipe, y-pipe, and z-pipe were 4°C/m, 13°C/m, and 50°C/m, respectively. Thus, the temperature of the mixed gas of propylene and ammonia in said tail nozzle was 312°C.

Пример 8.Example 8

Реактор с псевдоожиженным слоем имел диаметр 10 м, и аппарат работал при полной нагрузке. Соотношение исходного газа, температура реакции и давление реакции были такими же, как в примере 1. Распределитель пропилена и аммиака имел форму комбинации, показанной на фиг. 1 и 4D, и был изготовлен из углеродистой стали. Y-труба имела диаметр φ 300 мм, a Z-труба имела диаметр φ 100 мм. Смешанный газ пропилена и аммиака достигал сопел на концах соответствующих z-труб через трубы распределителя пропилена и аммиака, а температура смешанного газа пропилена и аммиака на входе в распределитель регулировалась до 110°C. Согласно соответствующим модельным данным и имеющимся экспериментальным данным смешанный газ пропилена и аммиака в распределителе пропилена и аммиака этой формы достиг максимальной температуры, когда смешанный газ пропилена и аммиака перемещался к соплу хвостовой части на самой длинной z-трубе, т.е. когда смешанный газ пропилена и аммиака проходил длину перемещения 1,3 и 3,4 м в y-трубе и z-трубе соответственно. Средние скорости повышения температуры на единицу длины, когда смешанный газ пропилена и аммиака перемещался в y-трубе и z-трубе, составляли 14,5 и 58°C/m соответственно. Таким образом, температура смешанного газа пропилена и аммиака в указанном сопле на хвостовом конце составляла 326°C.The fluidized bed reactor had a diameter of 10 m and the apparatus was operated at full load. The feed gas ratio, reaction temperature, and reaction pressure were the same as in Example 1. The propylene and ammonia distributor had the form of the combination shown in FIG. 1 and 4D, and was made of carbon steel. The Y-pipe had a diameter of φ 300 mm and the Z-pipe had a diameter of φ 100 mm. The mixed gas of propylene and ammonia reached the nozzles at the ends of the respective z-pipes through the pipes of the propylene and ammonia distributor, and the temperature of the mixed gas of propylene and ammonia at the inlet of the distributor was controlled to 110°C. According to the corresponding model data and available experimental data, the mixed gas of propylene and ammonia in the propylene and ammonia distributor of this form reached the maximum temperature when the mixed gas of propylene and ammonia moved to the tail nozzle on the longest z-pipe, i.e. when the mixed gas of propylene and ammonia passed the travel length of 1.3 and 3.4 m in the y-pipe and z-pipe, respectively. The average rates of temperature increase per unit length when the mixed gas of propylene and ammonia moved in the y-pipe and z-pipe were 14.5 and 58°C/m, respectively. Thus, the temperature of the mixed gas of propylene and ammonia in said nozzle at the tail end was 326°C.

Пример 9.Example 9

Реактор с псевдоожиженным слоем имел диаметр 7,5 м, и аппарат работал при полной нагрузке. Соотношение исходного газа, температура реакции и давление реакции были такими же, как в примере 1. Распределитель пропилена и аммиака имел форму комбинации, показанной на фиг. 4A и 4C, и был изготовлен из углеродистой стали. X-труба имела диаметр φ 320 мм, y-труба имела диаметр φ 220 мм, а zтруба имела диаметр φ 90 мм. Длина перемещения смешанного газа пропилена и аммиака в x-трубе составляла 14 м. Смешанный газ пропилена и аммиака достигал сопел на концах соответствующих z-труб через трубы распределителя пропилена и аммиака, а температура смешанного газа пропилена и аммиака на входе в распределитель регулировалась до 80°C. Согласно соответствующим модельным данным и имеющимся экспериментальным данным смешанный газ пропилена и аммиака в распределителе пропилена и аммиака этой формы достиг максимальной температуры, когда смешанный газ пропилена и аммиака перемещался к соплу хвостовой части на самой длинной z-трубе, т.е. когда смешанный газ пропилена и аммиака проходил длину перемещения 14, 2,7 и 2,2 м в x-трубе, y-трубе и z-трубе соответственно. Средние скорости повышения температуры на единицу длины, когда смешанный газ пропилена и аммиака перемещался по x-трубе, y-трубе и z-трубе, составляли 5,8, 13,4 и 4,6°C/m соответственно. Таким образом, температура смешанного газа пропилена и аммиака в указанном сопле хвостовой части составляет 298°C.The fluidized bed reactor had a diameter of 7.5 m and the apparatus was operated at full load. The feed gas ratio, reaction temperature, and reaction pressure were the same as in Example 1. The propylene and ammonia distributor had the form of the combination shown in FIG. 4A and 4C, and was made of carbon steel. The X-pipe had a diameter of φ 320 mm, the y-pipe had a diameter of φ 220 mm, and the z-pipe had a diameter of φ 90 mm. The travel length of the mixed gas of propylene and ammonia in the x-pipe was 14 m. C. According to the corresponding model data and available experimental data, the mixed gas of propylene and ammonia in the propylene and ammonia distributor of this form reached the maximum temperature when the mixed gas of propylene and ammonia moved to the tail nozzle on the longest z-pipe, i.e. when the mixed gas of propylene and ammonia passed the travel length of 14, 2.7 and 2.2 m in the x-pipe, y-pipe and z-pipe, respectively. The average rates of temperature increase per unit length when the propylene and ammonia mixed gas traveled through the x-pipe, y-pipe, and z-pipe were 5.8, 13.4, and 4.6°C/m, respectively. Thus, the temperature of the mixed gas of propylene and ammonia in said tail nozzle is 298°C.

Пример 10.Example 10

Реактор с псевдоожиженным слоем имел диаметр 12 м, и аппарат работал при полной нагрузке. Соотношение исходного газа, температура реакции и давление реакции были такими же, как в примере 1. Распределитель пропилена и аммиака имел форму комбинации, показанной на фиг. 4A и 4C, и был изготовлен из углеродистой стали. X-труба имела диаметр φ 550 мм, y-труба имела диаметр φ 250 мм, а zтруба имела диаметр φ 100 мм. Длина перемещения смешанного газа пропилена и аммиака в x-трубе составляла 15 м. Смешанный газ пропилена и аммиака достигал сопел на концах соответствующих z-труб через трубы распределителя пропилена и аммиака, а температура смешанного газа пропилена и аммиакаThe fluidized bed reactor had a diameter of 12 m and the apparatus was operated at full load. The feed gas ratio, reaction temperature, and reaction pressure were the same as in Example 1. The propylene and ammonia distributor had the form of the combination shown in FIG. 4A and 4C, and was made of carbon steel. The X-pipe had a diameter of φ 550 mm, the y-pipe had a diameter of φ 250 mm, and the z-pipe had a diameter of φ 100 mm. The travel length of the mixed gas of propylene and ammonia in the x-pipe was 15 m.

- 13 041179 на входе в распределитель регулировалась до 80°C. Согласно соответствующим модельным данным и имеющимся экспериментальным данным смешанный газ пропилена и аммиака в распределителе пропилена и аммиака этой формы достиг максимальной температуры, когда смешанный газ пропилена и аммиака перемещался к соплу хвостовой части на самой длинной z-трубе, т.е. когда смешанный газ пропилена и аммиака проходил длину перемещения 15, 4,4 и 3,6 м в x-трубе, y-трубе и z-трубе соответственно. Средние скорости повышения температуры на единицу длины, когда смешанный газ пропилена и аммиака перемещался в x-трубе, y-трубе и z-трубе, составляли 3,3, 11 и 43°C/m соответственно. Таким образом, температура смешанного газа пропилена и аммиака в указанном сопле хвостовой части составляла 333°C.- 13 041179 adjustable up to 80°C at the distributor inlet. According to the corresponding model data and available experimental data, the mixed gas of propylene and ammonia in the propylene and ammonia distributor of this form reached the maximum temperature when the mixed gas of propylene and ammonia moved to the tail nozzle on the longest z-pipe, i.e. when the mixed gas of propylene and ammonia passed the travel length of 15, 4.4 and 3.6 m in the x-pipe, y-pipe and z-pipe, respectively. The average rates of temperature rise per unit length when the propylene and ammonia mixed gas traveled in the x-pipe, y-pipe, and z-pipe were 3.3, 11, and 43°C/m, respectively. Thus, the temperature of the mixed gas of propylene and ammonia in said tail nozzle was 333°C.

Пример 11.Example 11.

Реактор с псевдоожиженным слоем имел диаметр 12 м, и аппарат работал при полной нагрузке. Соотношение исходного газа, температура реакции и давление реакции были такими же, как в примере 1. Распределитель пропилена и аммиака имел форму комбинации, показанной на фиг. 4A и 4C, и был изготовлен из углеродистой стали. X-труба имела диаметр φ 550 мм, y-труба имела диаметр φ 250 мм, а zтруба имела диаметр φ 100 мм. Длина перемещения смешанного газа пропилена и аммиака в x-трубе составляла 15 м. Смешанный газ пропилена и аммиака достигал сопел на концах соответствующих z-труб через трубы распределителя пропилена и аммиака, а температура смешанного газа пропилена и аммиака на входе в распределитель регулировалась до 40°C. Согласно соответствующим модельным данным и имеющимся экспериментальным данным, смешанный газ пропилена и аммиака в распределителе пропилена и аммиака этой формы достиг максимальной температуры, когда смешанный газ пропилена и аммиака перемещался к соплу хвостовой части на самой длинной z-трубе, т.е. когда смешанный газ пропилена и аммиака проходил длину перемещения 15, 4,4 и 3,6 м в x-трубе, y-трубе и z-трубе соответственно. Средние скорости повышения температуры на единицу длины, когда смешанный газ пропилена и аммиака перемещался по x-трубе, y-трубе и z-трубе, составляли 3,3, 11,2 и 46°C/m соответственно. Таким образом, температура смешанного газа пропилена и аммиака в указанном сопле хвостовой части составляла 304°C.The fluidized bed reactor had a diameter of 12 m and the apparatus was operated at full load. The feed gas ratio, reaction temperature, and reaction pressure were the same as in Example 1. The propylene and ammonia distributor had the form of the combination shown in FIG. 4A and 4C, and was made of carbon steel. The X-pipe had a diameter of φ 550 mm, the y-pipe had a diameter of φ 250 mm, and the z-pipe had a diameter of φ 100 mm. The travel length of the mixed gas of propylene and ammonia in the x-pipe was 15 m. C. According to the corresponding model data and available experimental data, the mixed propylene and ammonia gas in this form of propylene and ammonia distributor reached the maximum temperature when the mixed propylene and ammonia gas moved to the tail nozzle on the longest z-pipe, i.e. when the mixed gas of propylene and ammonia passed the travel length of 15, 4.4 and 3.6 m in the x-pipe, y-pipe and z-pipe, respectively. The average rates of temperature rise per unit length when the mixed gas of propylene and ammonia traveled through the x-pipe, y-pipe, and z-pipe were 3.3, 11.2, and 46°C/m, respectively. Thus, the temperature of the mixed gas of propylene and ammonia in said tail nozzle was 304°C.

Сравнительный пример 1.Comparative example 1.

Реактор с псевдоожиженным слоем имел диаметр 10 м, и аппарат работал при полной нагрузке. Соотношение исходного газа, температура реакции и давление реакции были такими же, как в примере 1. Распределитель пропилена и аммиака имел форму комбинации, показанной на фиг. 4A и 4B, и был изготовлен из углеродистой стали. X-труба имела диаметр φ 500 мм, y-труба имела диаметр φ 250 мм, а zтруба имела диаметр φ 90 мм. Длина перемещения смешанного газа пропилена и аммиака в x-трубе составляла 13 м. Смешанный газ пропилена и аммиака поступал в сопла хвостовой части соответствующих z-труб через трубы распределителя пропилена и аммиака. Согласно соответствующим модельным данным и имеющимся экспериментальным данным смешанный газ пропилена и аммиака в распределителе пропилена и аммиака этой формы достиг максимальной температуры, когда смешанный газ пропилена и аммиака перемещался к соплу хвостовой части на самой длинной z-трубе, т.е. когда смешанный газ пропилена и аммиака проходил длину перемещения 13, 0,3 и 4,8 м в x-трубе, y-трубе и z-трубе соответственно. Температура T0 смешанного газа пропилена и аммиака на входе в распределитель регулировалась до 7°C. Средние скорости повышения температуры на единицу длины, когда смешанный газ пропилена и аммиака перемещался по x-трубе, y-трубе и z-трубе, составляли 4,1, 13,5 и 58°C/m соответственно. Таким образом, температура смешанного газа пропилена и аммиака в данном сопле в хвостовой части составляла 343°C. Кроме того, было также обнаружено, что на входе распределителя пропилена и аммиака образуется конденсат исходного газа.The fluidized bed reactor had a diameter of 10 m and the apparatus was operated at full load. The feed gas ratio, reaction temperature, and reaction pressure were the same as in Example 1. The propylene and ammonia distributor had the form of the combination shown in FIG. 4A and 4B, and was made of carbon steel. The X-pipe had a diameter of φ 500 mm, the y-pipe had a diameter of φ 250 mm, and the z-pipe had a diameter of φ 90 mm. The travel length of the mixed gas of propylene and ammonia in the x-pipe was 13 m. According to the corresponding model data and available experimental data, the mixed gas of propylene and ammonia in the propylene and ammonia distributor of this form reached the maximum temperature when the mixed gas of propylene and ammonia moved to the tail nozzle on the longest z-pipe, i.e. when the mixed gas of propylene and ammonia passed the travel length of 13, 0.3 and 4.8 m in x-pipe, y-pipe and z-pipe respectively. The temperature T0 of the mixed gas of propylene and ammonia at the distributor inlet was adjusted to 7°C. The average rates of temperature increase per unit length when the mixed gas of propylene and ammonia traveled through the x-pipe, y-pipe, and z-pipe were 4.1, 13.5, and 58°C/m, respectively. Thus, the temperature of the mixed gas of propylene and ammonia in this nozzle at the tail was 343°C. In addition, it has also been found that feed gas condensate is formed at the inlet of the propylene and ammonia distributor.

Сравнительный пример 2.Comparative example 2.

Реактор с псевдоожиженным слоем имел диаметр 12 м, и аппарат работал при полной нагрузке. Соотношение исходного газа, температура реакции и давление реакции были такими же, как в примере 1. Распределитель пропилена и аммиака имел форму комбинации, показанной на фиг. 4A и 4C, и был изготовлен из углеродистой стали. X-труба имела диаметр φ 650 мм, y-труба имела диаметр φ 400 мм, а zтруба имела диаметр φ 130 мм. Длина перемещения смешанного газа пропилена и аммиака в x-трубе составляла 14,5 м. Смешанный газ пропилена и аммиака достигал сопел на концах соответствующих z-труб через трубы распределителя пропилена и аммиака, а температура смешанного газа пропилена и аммиака на входе в распределитель регулировалась до 130°C. Согласно соответствующим модельным данным и имеющимся экспериментальным данным, смешанный газ пропилена и аммиака в распределителе пропилена и аммиака этой формы достиг максимальной температуры, когда смешанный газ пропилена и аммиака перемещался к соплу хвостовой части на самой длинной z-трубе, т.е. когда смешанный газ пропилена и аммиака проходил длину перемещения 14,5, 4,1 и 4,3 м в x-трубе, y-трубе и z-трубе соответственно. Средние скорости повышения температуры на единицу длины, когда смешанный газ пропилена и аммиака перемещался по x-трубе, y-трубе и z-трубе, составляли 3,0, 8,5 и 35°C/m соответственно.The fluidized bed reactor had a diameter of 12 m and the apparatus was operated at full load. The feed gas ratio, reaction temperature, and reaction pressure were the same as in Example 1. The propylene and ammonia distributor had the form of the combination shown in FIG. 4A and 4C, and was made of carbon steel. The X-pipe had a diameter of φ 650 mm, the y-pipe had a diameter of φ 400 mm, and the z-pipe had a diameter of φ 130 mm. The travel length of the mixed gas of propylene and ammonia in the x-pipe was 14.5 m. 130°C. According to the corresponding model data and available experimental data, the mixed propylene and ammonia gas in this form of propylene and ammonia distributor reached the maximum temperature when the mixed propylene and ammonia gas moved to the tail nozzle on the longest z-pipe, i.e. when the mixed gas of propylene and ammonia passed the travel length of 14.5, 4.1 and 4.3 m in the x-pipe, y-pipe and z-pipe, respectively. The average rates of temperature rise per unit length when the mixed gas of propylene and ammonia traveled through the x-pipe, y-pipe, and z-pipe were 3.0, 8.5, and 35°C/m, respectively.

Таким образом, температура смешанного газа пропилена и аммиака в данном сопле на хвостовом конце составляла 359°C.Thus, the temperature of the mixed gas of propylene and ammonia in this nozzle at the tail end was 359°C.

--

Claims (3)

Сравнительный пример 3.Comparative example 3. Реактор с псевдоожиженным слоем имел диаметр 5,0 м, и аппарат работал при полной нагрузке. Соотношение исходного газа, температура реакции и давление реакции были такими же, как в примере 1. Распределитель пропилена и аммиака имел форму, показанную на фиг. 7, был изготовлен из углеродистой стали и имел z-трубы диаметром φ 80 мм. Смешанный газ пропилена и аммиака достигал сопел хвостового конца соответствующих z-труб через распределитель пропилена и аммиака, причем смешанный газ пропилена и аммиака достигал сопла самого дальнего хвостового конца, когда он проходил длину перемещения 5,9 м в соответствующей z-трубе. Согласно соответствующим модельным данным и имеющимся экспериментальным данным средняя скорость повышения температуры смешанного газа пропилена и аммиака на единицу длины, когда смешанный газ пропилена и аммиака перемещался в z-трубе, составляла 52°C/m, температура смешанного газа пропилена и аммиака на входе в распределитель регулировали до 225°C, а температура смешанного газа пропилена и аммиака в данном сопле на хвостовом конце составляла 352°C.The fluidized bed reactor had a diameter of 5.0 m and the apparatus was operated at full load. The feed gas ratio, reaction temperature, and reaction pressure were the same as in Example 1. The propylene and ammonia distributor had the shape shown in FIG. 7 was made of carbon steel and had φ 80 mm z-tubes. The propylene and ammonia mixed gas reached the tail end nozzles of the respective z-pipes through the propylene and ammonia distributor, with the propylene and ammonia mixed gas reaching the tailmost nozzle when it passed a travel length of 5.9 m in the respective z-pipe. According to the corresponding model data and available experimental data, the average rate of temperature rise of the mixed gas of propylene and ammonia per unit length when the mixed gas of propylene and ammonia moved in the z-pipe was 52°C/m, the temperature of the mixed gas of propylene and ammonia at the inlet of the distributor adjusted to 225°C, and the temperature of the mixed gas of propylene and ammonia in this nozzle at the tail end was 352°C. В примерах 1-11, в которых используется система подачи исходного газа по настоящему изобретению, температура T смешанного газа пропилена и аммиака в любом положении распределителя сырья ниже, чем 350°C, т.е. ниже, чем температура, при которой аммиак разлагается на активные атомы азота. Для сравнения, в сравнительном примере 1, когда определенные параметры системы подачи выходили за пределы диапазона настоящей заявки, было обнаружено, что на входе в распределитель пропилена и аммиака образуется конденсат исходного газа, который может вызвать неточность в количестве подаваемого исходного газа, тогда как в сравнительных примерах 2 и 3 легко возникают хрупкие разрушения распределителя пропилена и аммиака, что увеличивает частоту замены распределителя.In Examples 1-11, in which the feed gas supply system of the present invention is used, the temperature T of the mixed gas of propylene and ammonia at any position of the feed distributor is lower than 350°C, i.e. lower than the temperature at which ammonia decomposes into active nitrogen atoms. For comparison, in Comparative Example 1, when certain parameters of the supply system were outside the range of the present application, it was found that the feed gas condensate was formed at the inlet of the propylene and ammonia distributor, which could cause inaccuracy in the amount of feed gas supplied, while in the comparative In examples 2 and 3, brittle fracture of the propylene and ammonia distributor easily occurs, which increases the frequency of distributor replacement. Технические решения настоящего раскрытия были подробно описаны в соответствии с вариантами осуществления, но объем защиты настоящей заявки этим не ограничивается.The technical solutions of the present disclosure have been described in detail in accordance with the embodiments, but the scope of protection of the present application is not limited to this. Хотя настоящее раскрытие было описано со ссылкой на предпочтительные варианты осуществления, различные модификации могут быть сделаны в настоящем раскрытии, и компоненты в данном документе могут быть заменены эквивалентами, не выходя за рамки объема настоящего раскрытия. В частности, технические признаки, упомянутые в вариантах осуществления, могут быть объединены любым способом, до тех пор пока нет структурного конфликта. Настоящее раскрытие не ограничено конкретными вариантами осуществления, раскрытыми в данном документе, но включает в себя все технические решения, попадающие в объем формулы изобретения.Although the present disclosure has been described with reference to the preferred embodiments, various modifications may be made to the present disclosure and components herein may be replaced by equivalents without departing from the scope of the present disclosure. In particular, the technical features mentioned in the embodiments can be combined in any way, as long as there is no structural conflict. The present disclosure is not limited to the specific embodiments disclosed herein, but includes all technical solutions falling within the scope of the claims. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Система подачи исходного газа для реактора аммоксидирования пропилена, где данная система подачи исходного газа содержит систему смешивания исходного газа и распределитель сырья, в которой смешанный газ пропилена и аммиака смешивается системой смешивания исходного газа и затем равномерно распределяется в реактор аммоксидирования пропилена с помощью распределителя сырья, в которой начальная температура T0, когда смешанный газ пропилена и аммиака поступает в распределитель сырья, составляет 10-220°C, при этом система смешивания подаваемого газа содержит испаритель пропилена, перегреватель пропилена, испаритель аммиака, перегреватель аммиака и трубопроводный смеситель, причем испаритель пропилена и испаритель аммиака сообщаются с трубопроводным смесителем соответственно, предусмотрен перегреватель пропилена между испарителем пропилена и трубопроводным смесителем, а перегреватель аммиака предусмотрен между испарителем аммиака и трубопроводным смесителем, и в которой трубопроводный смеситель представляет собой пустой трубопровод или трубопровод, снабженный внутренним компонентом, и система смешивания подаваемого газа дополнительно содержит систему управления начальной температурой T0, причем система управления начальной температурой T0 содержит передатчик, предусмотренный на входе в распределитель сырья и выполненный с возможностью определения начальной температуры T0;1. A feed gas supply system for a propylene ammoxidation reactor, where this feed gas supply system comprises a feed gas mixing system and a raw material distributor, in which the mixed gas of propylene and ammonia is mixed by the feed gas mixing system and then evenly distributed to the propylene ammoxidation reactor by a raw material distributor , in which the initial temperature T 0 when the mixed propylene and ammonia gas enters the raw material distributor is 10-220°C, while the feed gas mixing system comprises a propylene evaporator, a propylene superheater, an ammonia evaporator, an ammonia superheater, and a pipeline mixer, and the evaporator of propylene and the ammonia vaporizer are in communication with the pipeline mixer, respectively, a propylene superheater is provided between the propylene vaporizer and the pipeline mixer, and an ammonia superheater is provided between the ammonia vaporizer and the pipeline mixer, and in which the pipeline mixer The source is an empty pipeline or a pipeline equipped with an internal component, and the supply gas mixing system further comprises an initial temperature control system T 0 , wherein the initial temperature control system T 0 comprises a transmitter provided at the inlet to the raw material distributor and configured to determine the initial temperature T 0 ; источник тепла, выполненный с возможностью подачи тепла в перегреватель пропилена и перегреватель аммиака;a heat source configured to supply heat to the propylene superheater and the ammonia superheater; перепускные клапаны, предусмотренные на трубопроводе, соединенном между источником тепла и перегревателем пропилена, и на трубопроводе, соединенном между источником тепла и перегревателем аммиака соответственно; и контроллеры, выполненные с возможностью приема сигнала от передатчика и регулировки степени открытия соответствующих перепускных клапанов в ответ на сигнал от передатчика, чтобы достичь регулирования начальной температуры T0.bypass valves provided on the pipeline connected between the heat source and the propylene superheater and on the pipeline connected between the heat source and the ammonia superheater, respectively; and controllers configured to receive a signal from the transmitter and adjust the opening degree of the respective bypass valves in response to the signal from the transmitter to achieve control of the initial temperature T0. 2. Система подачи исходного газа по п.1, в которой начальная температура T0, когда смешанный газ пропилена и аммиака поступает в распределитель сырья, составляет 20-200°C.2. The feed gas supply system according to claim 1, wherein the initial temperature T 0 when the mixed gas of propylene and ammonia enters the raw material distributor is 20-200°C. 3. Система подачи исходного газа по п.1, в которой начальная температура T0, когда смешанный газ пропилена и аммиака поступает в распределитель сырья, составляет 35-185°C.3. The feed gas supply system according to claim 1, wherein the initial temperature T 0 when the mixed gas of propylene and ammonia enters the raw material distributor is 35-185°C. --
EA202090924 2017-11-14 2018-01-03 GAS SUPPLY SYSTEM TO THE REACTOR FOR PROPYLENE AMMOXIDATION EA041179B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711128191.X 2017-11-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA041179B1 true EA041179B1 (en) 2022-09-22

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102479325B1 (en) Feed gas supply system for propylene ammoxidation reactor
TW533090B (en) Channelized SCR inlet for improved ammonia injection and efficient NOx control
JP7216087B2 (en) Fluid distributor, reactor and its application
KR101513566B1 (en) Gaseous phase exothermic reaction method and gaseous phase exothermic reaction device
CN101443096A (en) Method and device for providing a gaseous mixture
KR102415176B1 (en) Ammoxidation Reactor Control
TW201544181A (en) Cooling coil design for oxidation or ammoxidation reactors
TWI803448B (en) Reactor and method for producing acrylonitrile
EA041179B1 (en) GAS SUPPLY SYSTEM TO THE REACTOR FOR PROPYLENE AMMOXIDATION
CN108489322A (en) Tube bundle support structure and calandria type fixed bed reactor
KR20120001026A (en) Cooling apparatus for strip which can control cooling speed
CN207576359U (en) For the feed distributor of ammoxidation of propylene reactor
CN211800722U (en) Raw material gas feeding system for propylene ammoxidation reactor
KR102453080B1 (en) Pressure drop control system and pressure drop control method for feed distributor of fluidized bed reactor
CN105107439A (en) No-heat-exchange energy saving preparation device and method for preparing ammonia water from liquid ammonia directly
CN109772235A (en) Unstripped gas feed system for ammoxidation of propylene reactor
TWI666057B (en) Cooling coil design for oxidation or ammoxidation reactors
CN208155137U (en) Tube bundle support structure and calandria type fixed bed reactor
CN102066655A (en) Cooling of a cellulose pulp web
TW201544180A (en) Cooling coil design for oxidation or ammoxidation reactors
TW202134582A (en) Heat exchanger apparatus, manifold arrangement for a heat exchanger apparatus, and methods relating to same
EA044032B1 (en) FLUID DISTRIBUTOR, REACTION DEVICE AND THEIR APPLICATION
Liu et al. Research on Optimal Adjustment Test for SCR Denitrification System in Coal-fired Power Plant
CN107088363A (en) A kind of denitration unit distribution control and method of adjustment based on multi-Dimensional parameters
RU2614861C2 (en) Method and device for steel article heat treatment