径向移动床反应器和己内酰胺的制备方法技术

本发明专利技术涉及移动床反应器，具体涉及一种径向移动床反应器和己内酰胺的制备方法。该反应器包括：反应器壳体，以及在反应器壳体内由内到外设置的具有通孔的中心管、催化剂床层和物料分布器；其中，沿中心管的圆周方向间隔设置与中心管的管壁垂直连接的多个取热分隔件；在催化剂床层内由上到下设置上无效反应区、有效反应区和下无效反应区；其中，中心管处于上无效反应区和下无效反应区的部分没有通孔，取热分隔件的上部设置为处于上无效反应区内的无效部。本发明专利技术的移动床反应器的空间利用率提高，有效避免气流轴向分布不均问题，并控制反应温度，用于环己酮肟气相贝克曼重排生产己内酰胺工艺，能够降低载气用量，提高反应效率、转化率和选择性。化率和选择性。化率和选择性。

【技术实现步骤摘要】
径向移动床反应器和己内酰胺的制备方法


[0001]本专利技术涉及径向移动床反应器
，具体涉及一种径向移动床反应器和己内酰胺的制备方法。

技术介绍

[0002]移动床反应器是一种用以实现流体﹣固相接触的反应器形式，固体物料依靠重力作用在反应器内逐渐下移至底部卸出，流体与固相物料接触发生反应。移动床反应器兼具固定床反应器和流化床反应器的特点，特别适用于催化剂失活速度中等，但仍需要进行循环再生的反应。移动床反应器的操作性能和对催化剂的要求均介于固定床和流化床之间，较固定床而言，移动床反应器具备压降小，投资低的特点；较流化床而言，移动床反应器具备返混比例小，催化剂的粉化程度低，反应产物分布均匀，而且固体的停留时间可以在较大的范围内变动，灵活性更佳等优势。因此，移动床反应器在催化重整、汽油脱硫、重油轻质化和甲醇转化等化工过程和废弃物的处理回收等领域得到了广泛的应用。
[0003]现有的移动床反应器按照固体物料和气相物料的相对流动方式，可以分为顺流移动床、逆流移动床和错流移动床，研究表明错流移动床能够获得较大的通气截面，同时两相的通道可以分离，因此在工业实践中得到更大的应用。在气固错流移动床中，为了使得原料气相均匀分布于催化剂床层，通常采用大流速，然而大流速会导致气流在反应器中沿轴向分布不均匀，甚至造成短路。
[0004]而且，错流移动床其器内取热受限的不足一直受到诟病，为解决这一问题，多数移动床反应器采用多级串联、级间换热的方法(例如CN102875469A)或者反应器外部换热的方法(例如CN105218304A)进行移热，但是，上述两种方法会导致反应器的空间利用率低，设备投资大，操作复杂。
[0005]此外，在移动床反应器中，由于不同催化剂的失活时间不等，催化剂的寿命长至数十数百个小时，短则几个小时，所以催化剂的更换频率有很大差异；前者可以采用间歇式移动床反应器，后者可以采用连续式移动床反应器。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的移动床反应器中催化剂沿气流轴向分布不均而影响反应效果，同时解决反应过程中因大量的反应放热造成的温升剧烈而影响反应效果的不足，提供一种径向移动床反应器和己内酰胺的制备方法。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种径向移动床反应器，其中，该反应器包括：反应器壳体，以及在所述反应器壳体内由内到外设置的具有通孔的中心管、催化剂床层和物料分布器；其中，沿所述中心管的圆周方向间隔设置与所述中心管的管壁垂直连接的多个取热分隔件；在所述催化剂床层内由上到下设置上无效反应区、有效反应区和下无效反应区；其中，所述中心管处于所述上无效反应区和下无效反应区的部分没有通孔，所述取热分隔件的上部设置为处于所述上无效反应区内的无效部。
[0008]本专利技术第二方面提供一种己内酰胺的制备方法，该方法包括：将原料和催化剂分别引入反应器内进行反应；所述原料包括环己酮肟、载气和溶剂；其中，所述反应器为前述第一方面所述的移动床反应器。
[0009]通过上述技术方案，本专利技术提供的径向移动床反应器一方面，催化剂床层中设置多个取热分隔件，在采用错流形式时能够获得较大的通气截面，便于催化剂和反应原料充分接触；且采用错流的方式可以使得反应器得以以一种较低压降的方式运行；同时，采用移动的方式匹配催化剂的寿命周期，能够保证反应系统长周期运行；另一方面，取热分隔件还能够在反应过程中完成热交换过程，实现床层内温度梯度稳定，实现了反应器内换热，有效稳定反应温度，解决移动床反应器普遍存在的传热问题，提高反应效果；第三方面，催化剂出料口设置包括内环组和外环组，并限定的关系，可以改善催化剂床层中催化剂流动效果；设置上无效反应区使得床层移动过程对反应过程的影响小。
[0010]而且，整个反应器的空间利用率提高，有效避免气流轴向分布不均问题，能够满足生产负荷的要求；尤其适用于环己酮肟气相贝克曼重排生产己内酰胺工艺。
[0011]本专利技术提供的己内酰胺的制备方法，能够降低载气用量，提高反应效率，同时提高反应转化率和反应选择性。
[0012]本专利技术的其他优点将在下述具体实施方式中予以详细说明。
附图说明
[0013]图1是本专利技术径向移动床反应器的一种实施方式的结构示意图；
[0014]图2是本专利技术径向移动床反应器中，中心管和取热分隔件配合的结构示意图；
[0015]图3是本专利技术径向移动床反应器中，中心管的轴向长度h1与总长度H、取热分隔件无效部的高度h2与总高度L之间的关系图；
[0016]图4是本专利技术径向移动床反应器中，催化剂出料口的内环组和外环组的设置的截面俯视图。
[0017]附图标记说明
[0018]1‑
反应器壳体
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ2‑
催化剂床层
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ3‑
第一物料进出口
[0019]4‑
第二物料进出口
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中心管
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ6‑
取热分隔件
[0020]7‑
催化剂输送管
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物料分布器
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ9‑
通孔
[0021]101
‑
催化剂进料口
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
102
‑
催化剂出料口
具体实施方式
[0022]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0023]在本专利技术中，在未作相反说明的情况下，所述径向移动床反应器是垂直于水平面的竖直设置，使用的方位词如“上方、下方”、“上端、下端”、“顶部、底部”通常是指基于图示相应部件的上或下，也对应于自然空间的上或下；“内、外”是指对应部件外轮廓的内、外(例如，反应器壳体的内、外或者指催化剂床层的内、外)，“由内到外”是指从中心管向反应器壳
体的延伸方向，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0024]如前所述，本专利技术第一方面提供一种径向移动床反应器，一种优选实施方式如图1、3所示，其中，该反应器包括：反应器壳体1，以及在所述反应器壳体1内由内到外设置的具有通孔9的中心管5、催化剂床层2和物料分布器8；其中，沿所述中心管5的圆周方向间隔设置与所述中心管5的管壁垂直连接的多个取热分隔件6；在所述催化剂床层2内由上到下设置上无效反应区、有效反应区和下无效反应区；其中，所述中心管5处于所述上无效反应区和下无效反应区的部分没有通孔，所述取热分隔件6的上部设置为处于所述上无效反应区内的无效部。
[0025]专利技术人研究发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种径向移动床反应器，其特征在于，该反应器包括：反应器壳体(1)，以及在所述反应器壳体(1)内由内到外设置的具有通孔的中心管(5)、催化剂床层(2)和物料分布器(8)；其中，沿所述中心管(5)的圆周方向间隔设置与所述中心管(5)的管壁垂直连接的多个取热分隔件(6)；在所述催化剂床层(2)内由上到下设置上无效反应区、有效反应区和下无效反应区；其中，所述中心管(5)处于所述上无效反应区和下无效反应区的部分没有通孔，所述取热分隔件(6)的上部设置为处于所述上无效反应区内的无效部。2.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述取热分隔件(6)设置于所述中心管(5)的外周面，并形成为沿所述中心管(5)的轴向延伸的板状。3.根据权利要求1或2所述的反应器，其特征在于，多个取热分隔件(6)设置位于沿所述中心管(5)的直径延伸方向上。4.根据权利要求1
‑
3中任意一项所述的反应器，其特征在于，相邻的两个取热分隔件(6)之间的最短距离为所述催化剂床层(2)内装填的催化剂颗粒平均粒径的6倍以上，更优选为10倍以上。5.根据权利要求1
‑
4中任意一项所述的反应器，其特征在于，所述取热分隔件(6)内设置有供换热介质流通的通道；优选地，所述取热分隔件(6)上设置有换热介质入口和换热介质出口，所述换热介质入口和换热介质出口分别与所述通道连通；更优选地，所述换热介质入口和换热介质出口分别位于所述取热分隔件(6)的顶部和底部；优选地，所述移动床反应器还包括与所述取热分隔件(6)连接的换热管线，所述换热管线设置在所述取热分隔件(6)的上方，且位于所述上无效反应区内。6.根据权利要求1
‑
5中任意一项所述的反应器，其特征在于，所述中心管(5)处于所述上无效反应区的部分的轴向长度h1与所述中心管(5)的总长度H之间满足：h1/H≤0.4，优选为h1/H≤0.3；优选地，垂直方向上，所述取热分隔件(6)的无效部的高度h2与所述取热分隔件(6)的总高度L之间满足：h2/L≤0.2，优选为h2/L≤0.1；优选地，垂直方向上，所述取热分隔件(6)的无效部的上沿高于所述中心管(5)处于所述上无效反应区内部分的下沿。7.根据权利要求1
‑
6中任意一项所述的移动床反应器，其特征在于，所述通孔设置在相邻的两个所述取热分隔件(6)之间的所述中心管(5)的管壁上；优选地，所述中心管(5)处于所述有效反应区内的部分具有变开孔率；优选地，沿所述中心管(5)自上而下，所述开孔率的变化范围为1％
‑
15％。8.根据权利要求1
‑
7中任意一项所述的反应器，其特征在于，所述移动床反应器还包括设置在所述反应器壳体(1)内的多个催化剂下料管(7)，多个催化剂下料管(7)位于所述催化剂床层(2)上方，且沿所述中心管(5)的圆周方向间隔分布。9.根据权利要求1
‑
8中任意一项所述的反应器，其特征在于，所述移动床反应器还包括；催化剂进料口(101)、催化剂出料口(102)、第一物料进出口(3)和第二物料进出口(4)；所述催化剂进料口(101)、催化剂出料口(102)与所述催化剂床层(2)连通；所述催化剂进料口(101)和催化剂出料口(102)分别设置在所述反应器壳体(1)的上端和下端；所述第二物料进出口(...

【专利技术属性】
技术研发人员：王皓，范瑛琦，罗一斌，谢丽，张晓昕，丁晖殿，李强，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：