专利名称：用于以含氧化合物为原料生产丙烯的卧式移动床反应器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种丙烯生产设备，尤其涉及一种用于以含氧化合物为原 料生产丙烯的卧式移动床反应器。
背景技术：
含氧化合物制丙烯技术是一种非石油资源生产丙烯的工艺，具有重大 应用前景。据众多的公开文献报道，含氧化合物制丙烯属于强放热反应类 型，且目的产物丙烯的选择性对温度比较敏感。
目前世界上比较成熟的含氧化合物制丙烯的技术中，UOP/Hydro联合 开发的MTO工艺采用流化床反应器，传热效果较好，反应温度较容易控 制，但是催化剂在流化过程中容易磨损，因此对催化剂的耐磨性能要求较 高；Lurgi公司的MTP工艺采用固定床反应器，丙烯选择性较高，但是固 定床反应器的传热效果较差，因此Lurgi在其MTP工艺中采用设置预反应 器，薄层主反应器，级间冷却和加入激冷液等各种方法来增加传热，控制 反应温度。
移动床反应器兼具固定床反应器和流化床反应器的特点，适用于积碳 速度较快但并不迅速的催化剂。中国专利申请200610002109.4公开了 一种
使用移动床技术和独立的重烯烃互变步骤将含氧有机化合物转化为丙烯 的方法，该方法主要通过副产物循环来提高丙烯的得率，对移动床反应器 未进行任何改进，更未提及如何控制反应温度等问题。
中国专利85103262公开了 一种带可移动催化剂床的多级反应器系 统，反应器内有多个垂直隔开的催化反应区，属于重叠式径向移动床反应 器类型。
中国专利03116945.7公开了 一种连续催化重整反应器，该反应器采用 了一带有催化床的圓形容器为反应装置，反应物进口位于反应装置的上 端，出口位于反应装置的下端，催化床由外多孔壁和内多孔壁筒构成，其 中填装催化剂，催化剂借助重力由上往下作连续流动，同时反应物料在反
应装置内由中心向外作离心式流动，在分流流道和集流流道呈同向作自上 而下流动，属Z型离心式径向移动床反应器。
该径向移动床反应器在径向位置设置了唯——个催化反应区，且都未 涉及有效的撤热方法，这可能是因为上迷径向移动床反应器主要应用于催 化重整反应，该反应属于吸热类型，因此反应器的设计目标为降低器内的 热损失。
而将含氧化合物转化为丙烯的反应是一个放热反应，上述反应器不适 宜用于制备丙烯，现有的移动床反应器为了解决散热问题，往往将多个移 动床反应器连接起来，相邻的两个移动床反应器之间加设一个换热器，这 样不仅浪费了能源，而且增加了系统的复杂性，提高了制造成本。
发明内容
本发明提供了 一种用于以含氧化合物为原料生产丙烯的卧式移动床 反应器，该反应器结构简单，可以解决由于反应放热导致原料温度升高使 得丙烯选择性降低的问题。
一种用于以含氧化合物为原料生产丙埽的卧式移动床反应器，包括壳 体，壳体横向的一端设有原料进口，另一端设有产物出口，壳体内设有多
孔隔件，所述的多孔隔件将壳体内部空间分隔成至少4个4黄向排列的区域， 位于壳体端部的两个区域分别与原料进口和产物出口连通，其余区域为相 互间隔设置的反应区和冷却区；反应区上、下两端所对应的壳体上分别设 有催化剂进口、催化剂出口，冷却区所对应的壳体上设有冷却液进口。
多孔隔件的形式可以多种多样，最简单的方式是选用至少3个横向平 行排列的筛网，不仅结构简单，而且安装制造方便，筛网上的筛孔直径需 满足催化剂不会穿透筛网的要求。
催化剂在移动过程当中容易被磨损，可通过在筛网紧挨反应区的侧面 上设置多孔挡板，催化剂颗粒不容易通过，对物料气体的流动没有显著阻 碍，具体直径没有要求。
冷却液可以通过多种方式进入冷却区，优选在冷却区内装设与冷却液 进口连通的激冷液喷嘴，那样混合更为均匀。在单个冷却区内的激冷液喷 嘴数量可以任意，优选4 64个。
为了更好的控制反应区的温度，反应区内设有换热管，换热管内通有 换热介质。
反应区和冷却区的总数量至少为三个，由于反应区和冷却区是间隔设 置的，因此反应区和冷却区数量相等或者相差一个，而且原料反应前和反 应完成后均不需再进行冷却，因此将其余区域两端的两个区域设为冷却区 显得意义不大，因此最好是选择反映去数量比冷却区数量多 一个。
多孔隔件将壳体内部空间分隔成环形区域数量可以任意，但划分的越
多，系统越复杂，成本也越高，优选划分成ll个区域，那样就可以得到5 个反应区，4个冷却区。
本发明还提供了 一种由上述卧式移动床反应器串联、并联或混联组成 的反应装置。
本发明卧式移动床反应器结构简单，设备设计制造及维修较容易，操 作方便，易于控制反应进行并保持较好的反应条件。
将含氧化合物转化为丙烯是一个放热反应，反应过程当中原料温度会 升高，部分原料液可通过冷却液进口进入冷却区与高温产物混合降低原料 温度，提高了催化剂对丙烯的选择性，同时有效地利用了反应热，进一步 实现了节能降耗。
该反应器可以横向设置多个催化反应区，从而降低单个反应区的厚 度，减小了催化剂床层的温升，同时降低单个床层的压降，使反应在更加 均一稳定的条件下进行。
图1为本发明卧式移动床反应器的结构示意图。
具体实施例方式
如图l所示， 一种用于以含氧化合物为原料生产丙烯的卧式移动床反 应器，包括一个横卧的圓筒形壳体1,壳体1的截面也可是其它形状，如 方形、椭圓形、梯形等。壳体1横向的一端设有原料进口 2,另一端设有 产物出口 3。
壳体1内设有IO个横向平行排列的平面筛网8，筛网8将壳体内部空 间划分为11个横向连续排列的区域，其中位于壳体1两端的两个区域分 别与原料进口 2和产物出口 3连通，其余9个区域为5个反应区4和4个
冷却区5,反应区4和冷却区5间隔设置。除筛网8外，还可选用其它隔 件，如打孔的隔板等。
由于催化剂在反应区4连续流动，会被筛网8磨损，因此在筛网8紧 挨反应区的侧面上装设了多孔挡板9,多孔挡9板上小孔数量和小孔大小 要根据具体的反应器来进行设定，使催化剂颗粒不容易通过而对反应物流 体没有显著影响。
通过增加筛网9的数量可以增加反应区4和冷却区5的数量，筛网8 的数量增多，使反应器变的复杂，制造成本提高，当然也会增加原料的处 理量。由于未反应的原料和反应完全的产物均不需进行冷却，因此反应区 4的数量最好比冷却区5数量多一个，而且反应区4和冷却区5是间隔设 置的，这样就会使得反应前原料和反应后产物不通过冷却区5 。
反应区4上、下两端所对应的壳体1上分别设有催化剂进口 6和催化 剂出口7，催化剂可在反应区4内通过自重连续流动，为了进一步控制反 应温度，在反应区4内加设了换热管(图中未示出)，换热所需的换热介 质可以选用曱醇、水或它们的混合物。
冷却区5所对应的壳体1上设有8个冷却液进口 ，冷却液进口与设于 冷却区5内的激冷液喷嘴10连通，当然也可增加冷却液进口的数量，以 增加激冷液喷嘴10的数量， 一般当反应器直径大于5 m时，冷却液入口 增加为64个。从激冷液喷嘴IO喷出的冷却液可以选用原料、水或其它惰 性溶剂，最好是选用原料和水的混合物。
位于壳体1端部的两个区域以及所有的冷却区5下端所在的壳体1上 设有吹扫气进口 11,吹扫气选用水蒸气、曱烷或其它惰性气体。通过通入 吹扫气，防止原料、冷却液等液体物质在壳体1底部累计，达到连续反应 的目的。
上述卧式移动床反应器的工作原理如下
原料从原料进口 2进入壳体内，然后沿横向扩散，分别穿透各个筛网 8和多孔挡板9，催化剂在重力作用下在反应区4内移动，原料在扩散过 程当中，会与催化剂进行接触反应，生成产物丙烯和其它副产物。反应过 程当中会释放大量热量，原料温度升高，当原料进入冷却区5时，冷却液 通过激冷液喷嘴10喷射与反应后的原料混合，降低原料温度。当然由于 反应区4中有换热管，可以更加精确地控制反应温度。冷却后的原料立即
进入下一反应区4,如此不断循环。最终产物从产物出口流出，经分离得
到产物丙烯。
为了实现更大规模的生产，可以将多个上述的移动床反应器串联、并 联或混联，如何连接这需根据具体的工艺而定，由于经上述反应器的原料 最后没有经过冷却，可以在相邻的两个移动床反应器之间加设一个换热 器，使得下 一移动床反应器的反应温度更适宜于转化丙烯。
权利要求
1.一种用于以含氧化合物为原料生产丙烯的卧式移动床反应器，包括壳体(1)，壳体(1)横向的一端设有原料进口(2)，另一端设有产物出口(3)，壳体(1)内设有多孔隔件，其特征在于所述的多孔隔件将壳体(1)内部空间分隔成至少5个横向排列的区域，位于壳体(1)端部的两个区域分别与原料进口(2)和产物出口(3)连通，其余区域为相互间隔设置的反应区(4)和冷却区(5)；反应区(4)上、下两端所对应的壳体(1)上分别设有催化剂进口(6)、催化剂出口(7)，冷却区(5)所对应的壳体(1)上设有冷却液进口。
2、 根据权利要求1所述的卧式移动床反应器，其特征在于所述的 多孔隔件为至少4个横向平行排列的平面筛网(8)。
3、 根据权利要求2所述的卧式移动床反应器，其特征在于所述的 筛网(8)紧挨反应区(4)的侧面上设有多孔挡板(9)。
4、 根据权利要求1所述的卧式移动床反应器，其特征在于所述的 冷却区(4)内设有与冷却液进口连通的激冷液喷嘴(7)。
5、 根据权利要求4所述的卧式移动床反应器，其特征在于所述的 的激冷液喷嘴(7)在单个冷却区(5)内的数量为4 64个。
6、 根据权利要求1所述的卧式移动床反应器，其特征在于所述的 反应区(4)内设有换热管。
7、 根据权利要求1所述的卧式移动床反应器，其特征在于所述的 壳体(1)上设有与位于壳体(1)端部的两个区域以及冷却区(4)下端 连通的吹扫气进口 (11)。
8、 根据权利要求1所述的卧式移动床反应器，其特征在于所述的 反应区(4)和冷却区(5)的总数量为奇数个，反应区(4)数量比冷却 区(5)数量多一个。
9、 根据权利要求1或2所述的卧式移动床反应器，其特征在于所 述的多孔隔件将壳体(l)内部空间分隔成11个区域，其中5个区域为反 应区(4), 4个区域为冷却区(5),反应区(4)和冷却区(5)间隔设置。
10、 一种由权利要求1所述的卧式移动床反应器串联、并联或混联组 成的反应装置。
全文摘要
本发明提供了一种用于以含氧化合物为原料生产丙烯的卧式移动床反应器，包括壳体，壳体横向的一端设有原料进口，另一端设有产物出口，壳体内设有多孔隔件，所述的多孔隔件将壳体内部空间分隔成至少4个横向排列的区域，位于壳体端部的两个区域分别与原料进口和产物出口连通，其余区域为相互间隔设置的反应区和冷却区；反应区上、下两端所对应的壳体上分别设有催化剂进口、催化剂出口，冷却区所对应的壳体上设有冷却液进口。本发明卧式移动床反应器结构简单，设备设计制造及维修较容易，操作方便，易于控制反应进行并保持较好的反应条件。
文档编号C07C1/00GK101367694SQ200810120838
公开日2009年2月18日 申请日期2008年9月18日 优先权日2008年9月18日
发明者烨 刘, 汪燮卿, 王靖岱, 虞贤波, 阳永荣 申请人:浙江大学