一种四氢呋喃硫化催化反应器及四噻吩工业合成系统

本发明涉及四氢噻吩合成，特别是指一种四氢呋喃硫化催化反应器及四噻吩工业合成系统。

背景技术：

1、四氢噻吩是一种重要的有机化合物，主要用作城市煤气、石油液化气、天然液化气等燃料气体的加臭剂，也可用作医药和农药原料。

2、四氢噻吩的主流生产工艺有两种：噻吩催化加氢法和四氢呋喃硫化合成法。噻吩催化加氢法的工艺技术发展成熟，但是原材料噻吩的成本偏高，工艺复杂，技术难度大，无法形成明显的市场优势。四氢呋喃硫化合成法是通过四氢呋喃催化反应器对四氢呋喃进行催化反应，将四氢呋喃直接硫化合成四氢噻吩。

3、但是现有技术中，四氢呋喃硫化合成法采用的四氢呋喃催化反应器，在反应过程中，催化剂床层上部分更易出现局部过热现象，反应放热致点过热致催化剂失活，同时会造成催化反应器部分过热出现开裂，导致反应器中催化效率低，使得生产能耗高。

4、此外，现有技术中的四氢噻吩的合成系统，无法对反应产生的反应热重复利用，造成浪费。公布日2010.07.07公布号为cn101768158a的中国发明专利公开了一种四氢噻吩的合成方法及工艺，将1,4-丁二醇和硫化氢加热到反应温度，经换热器汽化后，进入加热的固定床反应器，与固定床中已制备好的催化剂反应，换热后进入蒸馏塔进一步分离，经冷凝器后进入油水分离，收集得到四氢噻吩。但是该专利未对反应产生的反应热重复利用，不仅造成浪费，还不利于环保。

技术实现思路

1、针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种四氢呋喃硫化催化反应器及四噻吩工业合成系统，解决了现有技术中四氢呋喃催化反应器无法精准控温的问题。

2、本发明的技术方案是这样实现的：

3、一种四氢呋喃硫化催化反应器，包括设有进出口的壳体和设置在壳体内的催化剂，壳体外侧包裹有分段的换热装置；壳体底部纵向设有不同高度的温度传感器；所述换热装置和温度传感器与温控装置连接。

4、进一步地，所述换热装置包括套设在壳体外侧的换热套管，所述换热套管有多个，每两个换热套管之间设有绝热层；换热套管内装有用于换热的工业水或工业油。

5、进一步地，所述管所述温度传感器设有三个，三个温度传感器伸入催化剂中的高度比为1:2:3。

6、进一步地，所述壳体的进口上设有进口管，进口管位于壳体内的一端设有轴向延伸的弯折段，壳体内设有正对弯折段的扰流件。

7、进一步地，所述扰流件为开口朝向弯折段的倒u形结构或类倒u形结构或m形结构或类m形结构或圆筒结构或弧形结构或多道折弯的不规则形结构。

8、进一步地，所述弯折段的端部连接有开口朝向扰流件的导流件，导流件的上端开放、底部设有底板，且底板的中部与弯折段连通；所述扰流件位于导流件的开口内且与导流件间隙配合。

9、进一步地，所述催化剂为r-al2o3负载型催化剂；r-al2o3负载型催化剂的活性组分包括稀土元素或含mo盐或钯盐。

10、一种四噻吩工业合成系统，包括上述任一项所述的四氢呋喃硫化催化反应器，还包括硫化氢储料罐、四氢呋喃储料罐、油水分离器、粗产品罐、精馏塔和冷凝器，硫化氢储料罐和四氢呋喃储料罐分别通过第一组换热器和第二组换热器与四氢呋喃硫化催化反应器的进口端连接；四氢呋喃硫化催化反应器的出口端通过第三换热器依次连接所述油水分离器、粗产品罐、精馏塔和冷凝器。

11、进一步地，所述第一组换热器包括换热器a和换热器b，硫化氢储料罐依次通过换热器a和换热器b与四氢呋喃硫化催化反应器的进口端连接；第二组换热器包括换热器c、换热器d和换热器e；四氢呋喃储料罐依次通过换热器c、换热器d和换热器e与四氢呋喃硫化催化反应器的进口端连接，且四氢呋喃硫化催化反应器的出口端通过换热器c与第三换热器连接。

12、进一步地，所述精馏塔包括依次连接的精馏塔a和精馏塔b，冷凝器包括分别与精馏塔a和精馏塔b连接的冷凝器a和冷凝器b。

13、本发明的有益效果：

14、1.本发明通过温度传感器测得壳体内不同高度的温度，通过在壳体外从上到下设置分段的换热装置，根据温度传感器测得的温度通过温控装置控制换热装置对壳体进行换热工作，实现对催化反应过程的精准控温，避免了点过热致催化剂失活，提高催化反应器催化效率高；

15、2. 本发明通通过扰流件与导流件的共同作用对进口管进入的物料进行扰流，使得物料分布更均匀，从而提升催化剂的效率，同时使催化剂床层表面热量分布均匀，进而延长催化剂的使用寿命；

16、3. 本发明将四氢呋喃硫化催化反应器的反应热，输送至换热器，用于对加入四氢呋喃硫化催化反应器的四氢呋喃进行加热，同时反应产物实现了降温，实现热量的重复利用，达到了节能减排的目的；

17、4.本发明通过四氢呋喃直接硫化合成四氢噻吩具有流程简单，投资成本低，无废气和废固等优点。

技术特征：

1.一种四氢呋喃硫化催化反应器，其特征在于：包括设有进出口的壳体（101）和装填在壳体（101）内的催化剂，壳体（101）外侧包裹有分段式换热装置（102）；壳体（101）底部纵向设有不同高度的温度传感器（104）；所述换热装置（102）和温度传感器（104）与温控装置连接。

2.根据权利要求1所述的四氢呋喃硫化催化反应器，其特征在于：所述换热装置（102）包括套设在壳体（101）外侧的换热套管，所述换热套管有多个，每两个换热套管之间设有绝热层；换热套管内装有用于换热的工业水或工业油。

3.根据权利要求2所述的四氢呋喃硫化催化反应器，其特征在于：所述温度传感器（104）设有三个，三个温度传感器（104）伸入催化剂中的高度比为1:2:3。

4.根据权利要求1~3任一项所述的四氢呋喃硫化催化反应器，其特征在于：所述壳体（101）的进口上设有进口管，进口管位于壳体（101）内的一端设有轴向延伸的弯折段，壳体（101）内设有正对弯折段的扰流件（103）。

5.根据权利要求4所述的四氢呋喃硫化催化反应器，其特征在于：所述扰流件（103）为开口朝向弯折段的倒u形结构或类倒u形结构或m形结构或类m形结构或圆筒结构或弧形结构或多道折弯的不规则形结构。

6.根据权利要求4所述的四氢呋喃硫化催化反应器，其特征在于：所述弯折段的端部连接有开口朝向扰流件（103）的导流件（105），导流件（105）的上端开放、底部设有底板，且底板的中部与弯折段连通；所述扰流件（103）位于导流件（105）的开口内且与导流件（105）间隙配合。

7.根据权利要求1~3或5或6任一项所述的四氢呋喃硫化催化反应器，其特征在于：所述催化剂为r-al2o3负载型催化剂；r-al2o3负载型催化剂的活性组分包括稀土元素或含mo盐或钯盐。

8.一种四噻吩工业合成系统，其特征在于：包括如权利要求1~7任一项所述的四氢呋喃硫化催化反应器，还包括硫化氢储料罐（1）、四氢呋喃储料罐（2）、油水分离器（4）、粗产品罐（5）、精馏塔和冷凝器，硫化氢储料罐（1）和四氢呋喃储料罐（2）分别通过第一组换热器和第二组换热器与四氢呋喃硫化催化反应器的进口端连接；四氢呋喃硫化催化反应器的出口端通过第三换热器（10）依次连接所述油水分离器（4）、粗产品罐（5）、精馏塔和冷凝器。

9.根据权利要求8所述的四噻吩工业合成系统，其特征在于：所述第一组换热器包括换热器a（16）和换热器b（3），硫化氢储料罐（1）依次通过换热器a（16）和换热器b（3）与四氢呋喃硫化催化反应器的进口端连接；第二组换热器包括换热器c（12）、换热器d（11）和换热器e（6）；四氢呋喃储料罐（2）依次通过换热器c（12）、换热器d（11）和换热器e（6）与四氢呋喃硫化催化反应器的进口端连接，且四氢呋喃硫化催化反应器的出口端通过换热器c（12）与第三换热器（10）连接。

10.根据权利要求8或9所述的四噻吩工业合成系统，其特征在于：所述精馏塔包括依次连接的精馏塔a（13）和精馏塔b（15），冷凝器包括分别与精馏塔a（13）和精馏塔b（15）连接的冷凝器a（7）和冷凝器b（14）。

技术总结
本发明公开了一种四氢呋喃硫化催化反应器及四噻吩工业合成系统，包括设有进出口的壳体和装填在壳体内的催化剂，壳体外侧包裹有分段的换热装置；壳体底部纵向设有不同高度的温度传感器；所述换热装置和温度传感器与温控装置连接。本发明通过温度传感器测得壳体内不同高度的温度，通过在壳体外从上到下设置分段的换热装置，根据温度传感器测得的温度通过温控装置控制换热装置对壳体进行换热工作，使得壳体的上下不同位置处温度均匀，实现精准控温，提高催化反应器催化效率高。

技术研发人员：吴懿波,郭建宝,俞江鸿
受保护的技术使用者：平顶山学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14