一种苯酚气相低温加氢系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种苯酚气相低温加氢反应系统，特点是包括依次连接的苯酚预热器、苯酚汽化器、原料过热器和加氢反应器，苯酚预热器上设置有苯酚原料进口，加氢反应器的底部设置有加氢产物出口，苯酚汽化器的筒体内且位于苯酚汽化器的侧部进料口的下方水平设置有可拆卸的管式换热器，苯酚汽化器的筒壁上部水平设置有内伸至筒体内的中心的氢气入口主管，氢气入口主管的末端连接有四根纵向设置的与环形氢气分布器连接的氢气输送支管，氢气分布器包括同轴设置的内中外3圈氢气分布管，各个氢气分布管上均设置有若干个氢气分散孔，优点是可实现苯酚汽化温度低、反应器温度分布均匀、目标产物环己酮收率高。
【专利说明】
一种苯酚气相低温加氢系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种苯酚加氢反应生产环己酮的系统，尤其是苯酚在气相低温条件下实现高收率生产环己酮的系统。
【背景技术】
[0002]环己酮是一种重要化工原料，在工业生产、日常生活中应用非常广泛。环己酮按其下游用途常分为酰胺用和非酰胺用两大类，目前有70%为用于生产酰胺。常用的纤维尼龙6和尼龙66就是用环己酮制备而来的；另外，由于环己酮具有高溶解性和低挥发性等特点，可作为有机溶剂使用，即非酰胺用环己酮。另外，环己酮在医药领域、防老化剂等方面亦有广泛的应用;例如，特马伦、咳美切等药物中间体是由环己酮与氰乙酸作用，并经处理后制得。
[0003]环己酮的生产方法主要有三种:环己烷氧化法、环己烯水合法和苯酚加氢法。
[0004]环己烷氧化法因其一次转化率非常低导致能耗高，而且污染环境严重而逐渐被淘汰。
[0005]环己烯水合法因其环保而备受关注。但其流程长，且生产的环己酮杂质含量多而经常无法用于高端纺丝等领域。
[0006]苯酚加氢法生产环己酮以其生产工艺简单，流程短，产品质量最好而备受关注。
[0007]苯酚加氢生产环己酮的难点是:(I)苯酚沸点高，常压下苯酚沸点为182°C。如何有效降低苯酚汽化温度，可有效降低能耗。(2)苯酚加氢反应过程中如何有效实现高选择性、高收率。(3)苯酚加氢生产环己酮反应放热剧烈，如何实现及时换热，有效控制反应温度，直接影响反应产率。
【发明内容】
[0008]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可实现苯酚汽化温度低、反应器温度分布均匀、目标产物环己酮收率高的苯酚气相低温加氢系统。
[0009]本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种苯酚气相低温加氢反应系统，包括苯酚预热器、苯酚汽化器、原料过热器和加氢反应器，所述的苯酚预热器与所述的苯酚汽化器的侧部进料口连接，所述的苯酚汽化器的顶部出料口与所述的原料过热器的进口连接，所述的原料过热器的出口与所述的加氢反应器的顶部进料口连接，所述的苯酚预热器上设置有苯酚原料进口，所述的加氢反应器的底部设置有加氢产物出口，所述的苯酚汽化器的筒体内且位于所述的苯酚汽化器的侧部进料口的下方水平设置有可拆卸的管式换热器，所述的苯酚汽化器的筒壁上部水平设置有氢气入口主管，所述的氢气入口主管内伸至筒体内的中心，所述的氢气入口主管的末端连接有四根纵向设置的氢气输送支管，所述的氢气输送支管的下方设置有一个水平式环形氢气分布器，四根所述的氢气输送支管的末端分别与所述的环形氢气分布器连接，所述的环形氢气分布器位于所述的管式换热器的下方，所述的氢气分布器包括同轴设置的内中外3圈氢气分布管，各个所述的氢气分布管上均设置有若干个氢气分散孔。
[0010]所述的苯酚汽化器的顶部设置有除雾器。防止液态苯酚被夹带到原料过热器。
[0011 ]各个所述的氢气输送支管均布在所述的苯酚汽化器的筒体内。
[0012]所述的氢气分散孔的直径为2-10mm且开口朝下，所述的氢气分散孔的中心轴与所述的氢气分布管的中心轴之间的夹角为0-45度，在任一所述的氢气分布管上相邻的所述的氢气分散孔错开一定角度，在任一所述的氢气分布管上相邻的所述的氢气分散孔的间距为氢气分散孔孔径的2?1倍。
[0013]所述的苯酚汽化器的下部设置有LIC控制器，所述的LIC控制器上设置有低液位报警。避免液位过低，造成苯酚汽化器加热管干烧造成换热管损坏。
[0014]所述的加氢反应器为固定床-壳管式热交换型反应器，所述的加氢反应器内设置有4组温度测量点，每组所述的温度测量点设置6只温度计。监控反应器内热点温度，控制最高不超过200°C。
[0015]所述的加氢反应器内顶部预留有一定空腔。由于反应器顶部极有可能出现壳程流动死区，因此预留一定空腔可以避免换热不均。
[0016]所述的加氢反应器的壳侧下部设置有进水分布器，所述的加氢反应器的壳侧上部设置有出水分布器，所述的进水分布器上均布有四个循环供水口，所述的出水分布器上均布有四个循环出水口。从反应器壳程底部均匀进入的水自下向上流过壳程从顶部均匀分布的四个出口流出，从而保证进入反应器壳程的水分布均匀。
[0017]所述的加氢反应器的壳侧通入水，设置有四个进水口，四个进水口通过环管均匀分布。四个均匀分布的出口通过环管连接，最后汇入出口总管。
[0018]与现有技术相比，本实用新型的优点有:
[0019](I)通过设置特殊结构的苯酚汽化器，通过氢气的分压，有效降低了苯酚汽化的温度，使苯酚在低温下汽化。汽化温度由182 °C将至160 °C。
[0020](2)通过控制进入反应器的温度和压力，加氢反应器内反应管顶部一定距离(通常为100?500mm)不装催化剂，避免了反应器顶部换热不均而导致副反应发生，实现了反应的高选择性和高收率。经测试苯酚转化率大于99%，环己酮选择率大于90%，环己酮+环己醇选择率大于99%。
[0021](3)有效的反应器换热系统，保证了反应器内反应温度有效控制、温度分布均匀，避免出现飞温等破坏催化剂和增加副反应的不良后果。
【附图说明】
[0022]图1为本实用新型苯酚气相低温加氢反应系统的结构示意图；
[0023]图2为本实用新型苯酚汽化器的结构示意图一；
[0024]图3为本实用新型苯酚汽化器的结构示意图二；
[0025]图4为本实用新型进水分布器的结构示意图；
[0026]图5为本实用新型出水分布器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0027]以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。具体实施例
[0028]一种苯酚气相低温加氢反应系统，如图1、图2和图3所示，包括苯酚预热器1、苯酚汽化器2、原料过热器3和加氢反应器4，苯酚预热器I与苯酚汽化器2的侧部进料口 14连接，苯酚汽化器2的顶部出料口与原料过热器3的进口连接，原料过热器3的出口与加氢反应器4的顶部进料口连接，苯酚预热器I上设置有苯酚原料进口 5，加氢反应器4的底部设置有加氢产物出口 6，苯酚汽化器2的筒体内且位于苯酚汽化器2的侧部进料口 14的下方水平设置有可拆卸的管式换热器7，苯酚汽化器2的筒壁上部水平设置有氢气入口主管8，氢气入口主管8内伸至筒体内的中心，氢气入口主管8的末端连接有四根纵向设置的氢气支管9，氢气输送支管9的下方设置有一个水平式环形氢气分布器10，四根氢气支管9的末端分别与环形氢气分布器10连接，环形氢气分布器10位于管式热交换器7的下方，氢气分布器10包括同轴设置的内中外3圈氢气分布管11，各个氢气分布管11上均设置有若干个氢气分散孔12。
[0029]在此具体实施例中，如图1、图2和图3所示，苯酚汽化器2的顶部设置有除雾器16和压力控制器15;各个氢气输送支管9均布在苯酸汽化器2的筒体内。苯酸汽化器筒体直径为4000mm，内圈氢气分布管11的管径为1200 mm，中圈氢气分布管11的管径为2100 mm，外圈氢气分布管11的管径为3000 mm。氢气分散孔12的直接为2-10mm且开口朝下，氢气分散孔12的中心轴与氢气分布管11的中心轴之间的夹角为0-45度，在任一氢气分布管11上相邻的氢气分散孔12错开一定角度，在任一氢气分布管11上相邻的氢气分散孔12的间距为氢气分散孔12孔径的2?1倍。
[0030]在此具体实施例中，如图1、图4和图5所示，苯酚汽化器2的下部设置有LIC控制器13，LIC控制器13上设置有低液位报警。加氢反应器4为固定床-壳管式热交换型反应器，加氢反应器4内设置有4组温度测量点(图中未显示)，每组温度测量点设置6只温度计。加氢反应器4内顶部预留有一定的空腔。加氢反应器4的壳侧下部设置有进水分布器17，加氢反应器4的壳侧上部设置有出水分布器18，进水分布器17上均匀设置有四个循环供水口 19，出水分布器18上均匀设置有四个循环出水口 20。
[0031]上述实施例是对本实用新型的进一步说明，但本实用新型的保护范围以权利要求书为准。
【主权项】
1.一种苯酚气相低温加氢反应系统，其特征在于:包括苯酚预热器、苯酚汽化器、原料过热器和加氢反应器，所述的苯酚预热器与所述的苯酚汽化器的侧部进料口连接，所述的苯酚汽化器的顶部出料口与所述的原料过热器的进口连接，所述的原料过热器的出口与所述的加氢反应器的顶部进料口连接，所述的苯酚预热器上设置有苯酚原料进口，所述的加氢反应器的底部设置有加氢产物出口，所述的苯酚汽化器的筒体内且位于所述的苯酚汽化器的侧部进料口的下方水平设置有可拆卸的管式换热器，所述的苯酚汽化器的筒壁上部水平设置有氢气入口主管，所述的氢气入口主管内伸至筒体内的中心，所述的氢气入口主管的末端连接有四根纵向设置的氢气输送支管，所述的氢气输送支管的下方设置有一个水平式环形氢气分布器，四根所述的氢气输送支管的末端分别与所述的环形氢气分布器连接，所述的环形氢气分布器位于所述的管式换热器的下方，所述的氢气分布器包括同轴设置的内中外3圈氢气分布管，各个所述的氢气分布管上均设置有若干个氢气分散孔。2.根据权利要求1所述的一种苯酚气相低温加氢反应系统，其特征在于:所述的苯酚汽化器的顶部设置有除雾器。3.根据权利要求1所述的一种苯酚气相低温加氢反应系统，其特征在于:各个所述的氢气输送支管均布在所述的苯酚汽化器的筒体内。4.根据权利要求1所述的一种苯酚气相低温加氢反应系统，其特征在于:所述的氢气分散孔的直径为2-10mm且开口朝下，所述的氢气分散孔的中心轴与所述的氢气分布管的中心轴之间的夹角为0-45度，在任一所述的氢气分布管上相邻的所述的氢气分散孔错开一定角度，在任一所述的氢气分布管上相邻的所述的氢气分散孔的间距为氢气分散孔孔径的2?10倍。5.根据权利要求1所述的一种苯酚气相低温加氢反应系统，其特征在于:所述的苯酚汽化器的下部设置有LIC控制器，所述的LIC控制器上设置有低液位报警。6.根据权利要求1所述的一种苯酚气相低温加氢反应系统，其特征在于:所述的加氢反应器为固定床-壳管式热交换型反应器，所述的加氢反应器内设置有4组温度测量点，每组所述的温度测量点设置6只温度计。7.根据权利要求1所述的一种苯酚气相低温加氢反应系统，其特征在于:所述的加氢反应器内顶部预留有一定空腔。8.根据权利要求1所述的一种苯酚气相低温加氢反应系统，其特征在于:所述的加氢反应器的壳侧下部设置有进水分布器，所述的加氢反应器的壳侧上部设置有出水分布器，所述的进水分布器上均布有四个循环供水口，所述的出水分布器上均布有四个循环出水口。
【文档编号】C07C49/403GK205710517SQ201620535536
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年6月2日
【发明人】谷新春, 梅鑫, 孟启贵, 王爱芳, 陈发挥, 沈铁孟, 余爱平, 王宇光, 刘新安, 李艳霞, 曲可为
【申请人】中国化学赛鼎宁波工程有限公司