专利名称：用于乙烯气相氧化法制备醋酸乙烯的固定床立管式反应器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种用于こ烯气相氧化法制备醋酸こ烯的固定床立管式反应器。
背景技术：
醋酸こ烯(Vinyl acetate,简称VAC)是ー种重要的有机化工原料，是制造聚こ烯醇的単体，也是制造涂料、粘合剂、油漆的重要原料。目前全球醋酸こ烯总产能达到560万t/a，预计至2013年醋酸こ烯产能将达607. I万t/a，产能和需求量缺ロ仍然较大。醋酸こ烯エ业上主要由醋酸和氧气存在下由こ烯经催化剂氧化制成，生成醋酸こ烯、水和副产物ニ氧化碳。这一反应在装有催化剂的反应管中进行，反应温度约100-180°C，反应压カ O. 6-1. OMPa,空速为约500-4000hr_1o 2000年第19卷第4期的《金山油化纤》期刊第9页第2. I节介绍了现有的用于こ烯气相氧化法制备醋酸こ烯的固定床立管式反应器，该反应器的エ艺流程是将由こ烯、醋酸、氧气组成的原料混合气从反应器一端进入反应器，与催化床相接触发生反应，反应产物从反应器的另一端流出反应器。但这种形式反应器吋，こ烯和醋酸的单程转化率低、反应的时空收率和选择性均较低。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是现有技术中存在的こ烯和醋酸的单程转化率低、反应的时空收率和选择性均较低的问题，提供了一种用于こ烯气相氧化法制备醋酸こ烯的固定床立管式反应器，该固定床立管式反应器具有こ烯和醋酸的单程转化率高、反应的时空收率和选择性均较高的特点。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下一种用于こ烯气相氧化法制备醋酸こ烯的固定床立管式反应器，包括位于反应器中部的催化剂床层(I)、以及原料混合气进料ロ(2)和反应产物出料ロ(3)，所述混合气进料ロ(2)与反应产物出料ロ(3)分别位于反应器高度方向的相对两端，在催化剂床层高度的1/5 4/5处设置至少ー个氧气补加ロ(4)，与所述氧气补加ロ(4)相对应，在所述氧气补加ロ(4)上游附近设置在线分析ロ(5)。上述技术方案所述反应器的高径比优选为10 100 ;所述混合气进料ロ(2)优选位于反应器高度方向的顶端，所述反应产物出料ロ(3)位于反应器高度方向的底端；所述混合气进料ロ(2)优选位于反应器高度方向的底端，所述反应产物出料ロ(3)位于反应器高度方向的的顶端；在所述的固定床立管式反应器优选设置至少ー个热电偶插入口(6)；所述热电偶插入口(6)优选位于所述反应器高度方向的的顶端，所述热电偶插入口(6)也可以位于所述反应器高度方向的的底端，所述热电偶插入口(6)还可以位于所述反应器的侧面。由于采用本实用新型的固定床立管式反应器，弥补了氧气在反应过程中发生的消耗，大大的提闻了こ稀和醋酸的单程转化率，有效地提闻了反应的时空收率和选择性。实验表明，相同条件下，采用本实用新型后こ烯的单程转化率高达8. 5%，醋酸的单程转化率高达55%，时空收率高达430g/L. hr，选择性高达94. 8%，而现有技术的こ烯的单程转化率仅为6. 6%，醋酸的单程转化率仅为43%，时空收率仅为366g/L. hr，选择性仅为93. 8%，取得了较好的技术效果。
以下结合附图
和具体实施方式
对本实用新型作进ー步详细的说明。图I是本实用新型こ烯气相氧化法制备醋酸こ烯的固定床立管式反应器剖面结构示意图。图2是设置两个氧气补加ロ的固定床立管式反应器剖面结构示意图。图3是反应物料流动方向与热媒介质流动方向相同成并流方式的固定床立管式反应器剖面结构示意图。图4是现有こ烯气相氧化法制备醋酸こ烯的固定床立管式反应器剖面结构示意图。在图I 4中，I为催化剂床层，2为原料混合气进料ロ，3为反应产物出料ロ，4、9为氧气补加ロ，5、10为在线分析ロ，6、为热电偶插入ロ，7为热媒入ロ，8为热媒出ロ。图I给出了本实用新型こ烯气相氧化法制备醋酸こ烯的固定床立管式反应器的一种实施方式，包括催化剂床层1，原料混合气进料ロ 2，反应产物出料ロ 3，氧气补加ロ 4，氧气补加ロ相对应的在线分析ロ 5和热电偶插入口 6。由こ烯、醋酸、氧气组成的混和气从位于反应器的上端的混合气进料ロ 2进入，经过催化剂床层I进行反应，反应后产物从位于反应器的下端的反应产物出料ロ 3排出，在催化剂床层高度的中间处设置一个氧气补加ロ4，与氧气补加ロ 4相对应，在其上游附近设置在线分析ロ 5。反应器用循环热媒进行加热，热媒从入口 7逆流进入反应器壳层，从热媒出ロ 8流出。在反应器的顶端设置热电偶插入ロ 6，检测催化剂床层I的温度。上述具体实施方式
还可以采用其他变化形式。在图2中，原料混和气从位于反应器的下端的混合气进料ロ 2进入，经过催化剂床层I进行反应，反应后产物从位于反应器的上端的反应产物出料ロ 3排出，在催化剂床高度的2/5和3/5处分别设置氧气补加ロ 4和氧气补加ロ 9，与氧气补加ロ 4和氧气补加ロ 9分别相对应，在其上游附近设置在线分析ロ5和在线分析ロ 10。热媒从入口 7并流进入反应器壳层，从热媒出口 8流出。在反应器的底端设置热电偶插入口 6，检测催化剂床I的温度。在图3中在反应器的中部设置热电偶插入口 6，检测催化剂床层I的温度，反应物料流动方向与热媒介质流动方向相同成并流方式。图4给出了现有こ烯气相氧化法制备醋酸こ烯的固定床立管式反应器结构示意图，即在图I中去掉氧气补加ロ 4以及与氧气补加ロ 4相对应的在线分析ロ 5。下面通过实施例和对比例对本实用新型作进ー步的阐述，实施例和比较例中所用催化剂以除了采用滚制成型的球形ニ氧化硅为载体以外，催化剂均按照公开号为CN1297789A的中国专利申请公开的方法进行。
具体实施方式
实施例I、[0018]采用如图I所示的こ烯气相氧化法制备醋酸こ烯的固定床立管式反应器，反应器直径32mm，高800mm，催化剂装填量6L，该催化剂颗粒直径为3_6毫米，催化剂中钯含量为
3.36g/L，金含量为1.68g/L，醋酸钾含量为28.8g/L。原料进料比为こ烯/醋酸/氧气=83. 0/12. 0/5. O (摩尔比)，空速为1930hr^o反应过程中控制催化剂床层温度为145°C，反应器入口压カO.SMPa。こ烯、醋酸和氧气是经预热器中混合后进料。根据在线分析ロ的氧气含量分析结果，通过氧气补加ロ补充氧气含量至4%。用气相色谱分析反应产物的組成，并计算こ烯和醋酸的单程转化率、时空收率、和选择性。实施例2采用如图2所示的こ烯气相氧化法制备醋酸こ烯的固定床立管式反应器，根据在线分析ロ的氧气含量分析结果，通过催化剂床层高度的2/5和3/5处的氧气补加ロ均分别补充氧气含量至4%，反应条件和催化剂同实施例I。实施例3采用如图3所示的こ烯气相氧化法制备醋酸こ烯的固定床立管式反应器，反应物料流动方向与热媒介质流动方向相同成并流方式，反应条件和催化剂同实施例I。比较例采用如图4现有こ烯气相氧化法制备醋酸こ烯的固定床立管式反应器，未补充氧气。反应条件和催化剂同实施例I。各实施例和比较例催化剂的评价结果见表I :表I
权利要求1、一种用于こ烯气相氧化法制备醋酸こ烯的固定床立管式反应器，包括位于反应器中部的催化剂床层(I)、以及原料混合气进料ロ(2)和反应产物出料ロ(3)，所述混合气进料ロ(2)与反应产物出料ロ(3)分别位于反应器高度方向的相对两端，其特征在于在催化剂床层高度的1/5 4/5处设置至少ー个氧气补加ロ(4)，与所述氧气补加ロ(4)相对应，在所述氧气补加ロ(4)上游附近设置在线分析ロ(5)。
2、根据权利要求I所述的固定床立管式反应器，其特征在于所述反应器的高径比为10 100。
3、根据权利要求I所述的固定床立管式反应器，其特征在于所述混合气进料ロ(2)位于反应器高度方向的顶端，所述反应产物出料ロ(3)位于反应器高度方向的底端。
4、根据权利要求I所述的固定床立管式反应器，其特征在于所述混合气进料ロ(2)位于反应器高度方向的底端，所述反应产物出料ロ(3)位于反应器高度方向的的顶端。
5、根据权利要求I所述的固定床立管式反应器，其特征在于在所述的固定床立管式反应器设置至少ー个热电偶插入口(6)。
6、根据权利要求I所述的固定床立管式反应器，其特征在于所述热电偶插入口(6)位于所述反应器高度方向的的顶端。
7、根据权利要求I所述的固定床立管式反应器，其特征在于所述热电偶插入口(6)位于所述反应器高度方向的的底端。
8、根据权利要求I所述的固定床立管式反应器，其特征在于所述热电偶插入口(6)位于所述反应器的侧面。
专利摘要本实用新型涉及一种用于乙烯气相氧化法制备醋酸乙烯的固定床立管式反应器，主要解决现有技术中存在的乙烯和醋酸的单程转化率低、反应的时空收率和选择性均较低的问题。本实用新型通过采用一种固定床立管式反应器，包括位于反应器中部的催化剂床层(1)、以及原料混合气进料口(2)和反应产物出料口(3)，所述混合气进料口(2)与反应产物出料口(3)分别位于反应器高度方向的相对两端，在催化剂床层高度的1/5～4/5处设置至少一个氧气补加口(4)，与所述氧气补加口(4)相对应，在所述氧气补加口(4)上游附近设置在线分析口(5)的技术方案，较好地解决了该问题，可用于乙烯气相氧化法制备醋酸乙烯的工业生产中。
文档编号B01J8/06GK202427426SQ201120461860
公开日2012年9月12日 申请日期2011年11月18日 优先权日2011年11月18日
发明者张丽斌, 杨运信 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院