專利名稱：用于乙烯氣相氧化法制備醋酸乙烯的固定床立管式反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種用于こ烯氣相氧化法制備醋酸こ烯的固定床立管式反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
醋酸こ烯(Vinyl acetate,簡稱VAC)是ー種重要的有機(jī)化工原料，是制造聚こ烯醇的単體，也是制造涂料、粘合劑、油漆的重要原料。目前全球醋酸こ烯總產(chǎn)能達(dá)到560萬t/a，預(yù)計(jì)至2013年醋酸こ烯產(chǎn)能將達(dá)607. I萬t/a，產(chǎn)能和需求量缺ロ仍然較大。醋酸こ烯エ業(yè)上主要由醋酸和氧氣存在下由こ烯經(jīng)催化劑氧化制成，生成醋酸こ烯、水和副產(chǎn)物ニ氧化碳。這一反應(yīng)在裝有催化劑的反應(yīng)管中進(jìn)行，反應(yīng)溫度約100-180°C，反應(yīng)壓カ O. 6-1. OMPa,空速為約500-4000hr_1o 2000年第19卷第4期的《金山油化纖》期刊第9頁第2. I節(jié)介紹了現(xiàn)有的用于こ烯氣相氧化法制備醋酸こ烯的固定床立管式反應(yīng)器，該反應(yīng)器的エ藝流程是將由こ烯、醋酸、氧氣組成的原料混合氣從反應(yīng)器一端進(jìn)入反應(yīng)器，與催化床相接觸發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物從反應(yīng)器的另一端流出反應(yīng)器。但這種形式反應(yīng)器吋，こ烯和醋酸的單程轉(zhuǎn)化率低、反應(yīng)的時(shí)空收率和選擇性均較低。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中存在的こ烯和醋酸的單程轉(zhuǎn)化率低、反應(yīng)的時(shí)空收率和選擇性均較低的問題，提供了一種用于こ烯氣相氧化法制備醋酸こ烯的固定床立管式反應(yīng)器，該固定床立管式反應(yīng)器具有こ烯和醋酸的單程轉(zhuǎn)化率高、反應(yīng)的時(shí)空收率和選擇性均較高的特點(diǎn)。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下一種用于こ烯氣相氧化法制備醋酸こ烯的固定床立管式反應(yīng)器，包括位于反應(yīng)器中部的催化劑床層(I)、以及原料混合氣進(jìn)料ロ(2)和反應(yīng)產(chǎn)物出料ロ(3)，所述混合氣進(jìn)料ロ(2)與反應(yīng)產(chǎn)物出料ロ(3)分別位于反應(yīng)器高度方向的相對(duì)兩端，在催化劑床層高度的1/5 4/5處設(shè)置至少ー個(gè)氧氣補(bǔ)加ロ(4)，與所述氧氣補(bǔ)加ロ(4)相對(duì)應(yīng)，在所述氧氣補(bǔ)加ロ(4)上游附近設(shè)置在線分析ロ(5)。上述技術(shù)方案所述反應(yīng)器的高徑比優(yōu)選為10 100 ;所述混合氣進(jìn)料ロ(2)優(yōu)選位于反應(yīng)器高度方向的頂端，所述反應(yīng)產(chǎn)物出料ロ(3)位于反應(yīng)器高度方向的底端；所述混合氣進(jìn)料ロ(2)優(yōu)選位于反應(yīng)器高度方向的底端，所述反應(yīng)產(chǎn)物出料ロ(3)位于反應(yīng)器高度方向的的頂端；在所述的固定床立管式反應(yīng)器優(yōu)選設(shè)置至少ー個(gè)熱電偶插入口(6)；所述熱電偶插入口(6)優(yōu)選位于所述反應(yīng)器高度方向的的頂端，所述熱電偶插入口(6)也可以位于所述反應(yīng)器高度方向的的底端，所述熱電偶插入口(6)還可以位于所述反應(yīng)器的側(cè)面。由于采用本實(shí)用新型的固定床立管式反應(yīng)器，彌補(bǔ)了氧氣在反應(yīng)過程中發(fā)生的消耗，大大的提聞了こ稀和醋酸的單程轉(zhuǎn)化率，有效地提聞了反應(yīng)的時(shí)空收率和選擇性。實(shí)驗(yàn)表明，相同條件下，采用本實(shí)用新型后こ烯的單程轉(zhuǎn)化率高達(dá)8. 5%，醋酸的單程轉(zhuǎn)化率高達(dá)55%，時(shí)空收率高達(dá)430g/L. hr，選擇性高達(dá)94. 8%，而現(xiàn)有技術(shù)的こ烯的單程轉(zhuǎn)化率僅為6. 6%，醋酸的單程轉(zhuǎn)化率僅為43%，時(shí)空收率僅為366g/L. hr，選擇性僅為93. 8%，取得了較好的技術(shù)效果。
以下結(jié)合附圖
和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)ー步詳細(xì)的說明。圖I是本實(shí)用新型こ烯氣相氧化法制備醋酸こ烯的固定床立管式反應(yīng)器剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是設(shè)置兩個(gè)氧氣補(bǔ)加ロ的固定床立管式反應(yīng)器剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是反應(yīng)物料流動(dòng)方向與熱媒介質(zhì)流動(dòng)方向相同成并流方式的固定床立管式反應(yīng)器剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是現(xiàn)有こ烯氣相氧化法制備醋酸こ烯的固定床立管式反應(yīng)器剖面結(jié)構(gòu)示意圖。在圖I 4中，I為催化劑床層，2為原料混合氣進(jìn)料ロ，3為反應(yīng)產(chǎn)物出料ロ，4、9為氧氣補(bǔ)加ロ，5、10為在線分析ロ，6、為熱電偶插入ロ，7為熱媒入ロ，8為熱媒出ロ。圖I給出了本實(shí)用新型こ烯氣相氧化法制備醋酸こ烯的固定床立管式反應(yīng)器的一種實(shí)施方式，包括催化劑床層1，原料混合氣進(jìn)料ロ 2，反應(yīng)產(chǎn)物出料ロ 3，氧氣補(bǔ)加ロ 4，氧氣補(bǔ)加ロ相對(duì)應(yīng)的在線分析ロ 5和熱電偶插入口 6。由こ烯、醋酸、氧氣組成的混和氣從位于反應(yīng)器的上端的混合氣進(jìn)料ロ 2進(jìn)入，經(jīng)過催化劑床層I進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后產(chǎn)物從位于反應(yīng)器的下端的反應(yīng)產(chǎn)物出料ロ 3排出，在催化劑床層高度的中間處設(shè)置一個(gè)氧氣補(bǔ)加ロ4，與氧氣補(bǔ)加ロ 4相對(duì)應(yīng)，在其上游附近設(shè)置在線分析ロ 5。反應(yīng)器用循環(huán)熱媒進(jìn)行加熱，熱媒從入口 7逆流進(jìn)入反應(yīng)器殼層，從熱媒出ロ 8流出。在反應(yīng)器的頂端設(shè)置熱電偶插入ロ 6，檢測催化劑床層I的溫度。上述具體實(shí)施方式
還可以采用其他變化形式。在圖2中，原料混和氣從位于反應(yīng)器的下端的混合氣進(jìn)料ロ 2進(jìn)入，經(jīng)過催化劑床層I進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后產(chǎn)物從位于反應(yīng)器的上端的反應(yīng)產(chǎn)物出料ロ 3排出，在催化劑床高度的2/5和3/5處分別設(shè)置氧氣補(bǔ)加ロ 4和氧氣補(bǔ)加ロ 9，與氧氣補(bǔ)加ロ 4和氧氣補(bǔ)加ロ 9分別相對(duì)應(yīng)，在其上游附近設(shè)置在線分析ロ5和在線分析ロ 10。熱媒從入口 7并流進(jìn)入反應(yīng)器殼層，從熱媒出口 8流出。在反應(yīng)器的底端設(shè)置熱電偶插入口 6，檢測催化劑床I的溫度。在圖3中在反應(yīng)器的中部設(shè)置熱電偶插入口 6，檢測催化劑床層I的溫度，反應(yīng)物料流動(dòng)方向與熱媒介質(zhì)流動(dòng)方向相同成并流方式。圖4給出了現(xiàn)有こ烯氣相氧化法制備醋酸こ烯的固定床立管式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖，即在圖I中去掉氧氣補(bǔ)加ロ 4以及與氧氣補(bǔ)加ロ 4相對(duì)應(yīng)的在線分析ロ 5。下面通過實(shí)施例和對(duì)比例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)ー步的闡述，實(shí)施例和比較例中所用催化劑以除了采用滾制成型的球形ニ氧化硅為載體以外，催化劑均按照公開號(hào)為CN1297789A的中國專利申請(qǐng)公開的方法進(jìn)行。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例I、[0018]采用如圖I所示的こ烯氣相氧化法制備醋酸こ烯的固定床立管式反應(yīng)器，反應(yīng)器直徑32mm，高800mm，催化劑裝填量6L，該催化劑顆粒直徑為3_6毫米，催化劑中鈀含量為
3.36g/L，金含量為1.68g/L，醋酸鉀含量為28.8g/L。原料進(jìn)料比為こ烯/醋酸/氧氣=83. 0/12. 0/5. O (摩爾比)，空速為1930hr^o反應(yīng)過程中控制催化劑床層溫度為145°C，反應(yīng)器入口壓カO.SMPa。こ烯、醋酸和氧氣是經(jīng)預(yù)熱器中混合后進(jìn)料。根據(jù)在線分析ロ的氧氣含量分析結(jié)果，通過氧氣補(bǔ)加ロ補(bǔ)充氧氣含量至4%。用氣相色譜分析反應(yīng)產(chǎn)物的組成，并計(jì)算こ烯和醋酸的單程轉(zhuǎn)化率、時(shí)空收率、和選擇性。實(shí)施例2采用如圖2所示的こ烯氣相氧化法制備醋酸こ烯的固定床立管式反應(yīng)器，根據(jù)在線分析ロ的氧氣含量分析結(jié)果，通過催化劑床層高度的2/5和3/5處的氧氣補(bǔ)加ロ均分別補(bǔ)充氧氣含量至4%，反應(yīng)條件和催化劑同實(shí)施例I。實(shí)施例3采用如圖3所示的こ烯氣相氧化法制備醋酸こ烯的固定床立管式反應(yīng)器，反應(yīng)物料流動(dòng)方向與熱媒介質(zhì)流動(dòng)方向相同成并流方式，反應(yīng)條件和催化劑同實(shí)施例I。比較例采用如圖4現(xiàn)有こ烯氣相氧化法制備醋酸こ烯的固定床立管式反應(yīng)器，未補(bǔ)充氧氣。反應(yīng)條件和催化劑同實(shí)施例I。各實(shí)施例和比較例催化劑的評(píng)價(jià)結(jié)果見表I :表I
權(quán)利要求1、一種用于こ烯氣相氧化法制備醋酸こ烯的固定床立管式反應(yīng)器，包括位于反應(yīng)器中部的催化劑床層(I)、以及原料混合氣進(jìn)料ロ(2)和反應(yīng)產(chǎn)物出料ロ(3)，所述混合氣進(jìn)料ロ(2)與反應(yīng)產(chǎn)物出料ロ(3)分別位于反應(yīng)器高度方向的相對(duì)兩端，其特征在于在催化劑床層高度的1/5 4/5處設(shè)置至少ー個(gè)氧氣補(bǔ)加ロ(4)，與所述氧氣補(bǔ)加ロ(4)相對(duì)應(yīng)，在所述氧氣補(bǔ)加ロ(4)上游附近設(shè)置在線分析ロ(5)。
2、根據(jù)權(quán)利要求I所述的固定床立管式反應(yīng)器，其特征在于所述反應(yīng)器的高徑比為10 100。
3、根據(jù)權(quán)利要求I所述的固定床立管式反應(yīng)器，其特征在于所述混合氣進(jìn)料ロ(2)位于反應(yīng)器高度方向的頂端，所述反應(yīng)產(chǎn)物出料ロ(3)位于反應(yīng)器高度方向的底端。
4、根據(jù)權(quán)利要求I所述的固定床立管式反應(yīng)器，其特征在于所述混合氣進(jìn)料ロ(2)位于反應(yīng)器高度方向的底端，所述反應(yīng)產(chǎn)物出料ロ(3)位于反應(yīng)器高度方向的的頂端。
5、根據(jù)權(quán)利要求I所述的固定床立管式反應(yīng)器，其特征在于在所述的固定床立管式反應(yīng)器設(shè)置至少ー個(gè)熱電偶插入口(6)。
6、根據(jù)權(quán)利要求I所述的固定床立管式反應(yīng)器，其特征在于所述熱電偶插入口(6)位于所述反應(yīng)器高度方向的的頂端。
7、根據(jù)權(quán)利要求I所述的固定床立管式反應(yīng)器，其特征在于所述熱電偶插入口(6)位于所述反應(yīng)器高度方向的的底端。
8、根據(jù)權(quán)利要求I所述的固定床立管式反應(yīng)器，其特征在于所述熱電偶插入口(6)位于所述反應(yīng)器的側(cè)面。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于乙烯氣相氧化法制備醋酸乙烯的固定床立管式反應(yīng)器，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的乙烯和醋酸的單程轉(zhuǎn)化率低、反應(yīng)的時(shí)空收率和選擇性均較低的問題。本實(shí)用新型通過采用一種固定床立管式反應(yīng)器，包括位于反應(yīng)器中部的催化劑床層(1)、以及原料混合氣進(jìn)料口(2)和反應(yīng)產(chǎn)物出料口(3)，所述混合氣進(jìn)料口(2)與反應(yīng)產(chǎn)物出料口(3)分別位于反應(yīng)器高度方向的相對(duì)兩端，在催化劑床層高度的1/5～4/5處設(shè)置至少一個(gè)氧氣補(bǔ)加口(4)，與所述氧氣補(bǔ)加口(4)相對(duì)應(yīng)，在所述氧氣補(bǔ)加口(4)上游附近設(shè)置在線分析口(5)的技術(shù)方案，較好地解決了該問題，可用于乙烯氣相氧化法制備醋酸乙烯的工業(yè)生產(chǎn)中。
文檔編號(hào)B01J8/06GK202427426SQ201120461860
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月18日
發(fā)明者張麗斌, 楊運(yùn)信 申請(qǐng)人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院