管18之間，換熱管18內(nèi)通冷卻介質(zhì)，形成管內(nèi)通換熱介質(zhì)的換熱系統(tǒng)，第二段軸向催化劑床層下方再設(shè)置一個(gè)直接換熱段，其中第二段催化劑床層下方設(shè)置的冷激噴嘴可以根據(jù)實(shí)際情況選擇是否添加水以及調(diào)節(jié)丁烯、空氣、水之間的摩爾比。實(shí)施例6采用與實(shí)施例2相同結(jié)構(gòu)的反應(yīng)器，但其中的一些參數(shù)做出調(diào)整，調(diào)整如下:
[0060](I)在第一段軸向催化劑床層(絕熱催化劑床層)的上方設(shè)有18cm厚度的瓷環(huán)層，用以穩(wěn)定原料混合氣的分布；
[0061](2)絕熱催化劑床層的厚度為30cm，并在內(nèi)部設(shè)有與反應(yīng)器軸向平行的擋板，將軸向催化劑床層的橫截面劃分成大小相等的正三角形，并且在擋板上沿設(shè)置噴嘴，絕熱催化劑床層的直徑為750cm;
[0062](3)在絕熱催化劑床層下方設(shè)置直接換熱段，直接換熱段包括冷激物料進(jìn)口、冷激物料分布管、冷激噴嘴和混合空間;冷激物料分布管與絕熱催化劑床層平行，并位于軸向催化劑床層的下端;冷激物料進(jìn)口位于冷激物料分布管的兩端，冷激噴嘴位于冷激物料分布管上，兩個(gè)冷激噴嘴間的間距為40cm，軸向向下噴射冷激物料，混合空間位于所述的冷激噴嘴的下方，來(lái)自于絕熱催化劑床層反應(yīng)后的出口熱物料與來(lái)自于冷激噴嘴的冷激物料經(jīng)氣體分布器分布后在混合空間內(nèi)充分接觸混合，進(jìn)行換熱;該直接換熱段高度為150cm;
[0063](4)在上述直接換熱段下方設(shè)置第二段軸向催化劑床層，該軸向催化劑床層為含間接換熱的催化劑床層，其高度為50cm;
[0064](5)但第二段軸向催化劑床層為含間接換熱的催化劑床層，間接換熱段與軸向催化劑床層垂直，其中催化劑裝填在換熱管內(nèi)，換熱管外通冷卻介質(zhì)。
[0065]實(shí)施例7
[0066]采用與實(shí)施例2相同結(jié)構(gòu)的反應(yīng)器，但其中的一些參數(shù)做出調(diào)整，調(diào)整如下:
[0067](I)在第一段軸向催化劑床層(絕熱催化劑床層)的上方設(shè)有22cm厚度的瓷環(huán)層，用以穩(wěn)定原料混合氣的分布；
[0068](2)絕熱催化劑床層的厚度為70cm，并在內(nèi)部設(shè)右與反應(yīng)器軸向平行的擋板，將軸向催化劑床層的橫截面劃分成大小相等的正三角形，并且在擋板上沿設(shè)置噴嘴，絕熱催化劑床層的直徑為1200cm;
[0069](3)在絕熱催化劑床層下方設(shè)置直接換熱段，直接換熱段包括冷激物料進(jìn)口、冷激物料分布管、冷激噴嘴和混合空間;冷激物料分布管與絕熱催化劑床層平行，并位于軸向催化劑床層的下端;冷激物料進(jìn)口位于冷激物料分布管的兩端，冷激噴嘴位于冷激物料分布管上，兩個(gè)冷激噴嘴間的間距為80cm，軸向向下噴射冷激物料，混合空間位于所述的冷激噴嘴的下方，來(lái)自于絕熱催化劑床層反應(yīng)后的出口熱物料與來(lái)自于冷激噴嘴的冷激物料經(jīng)氣體分布器分布后在混合空間內(nèi)充分接觸混合，進(jìn)行換熱;該直接換熱段高度為180cm;
[0070](4)在上述直接換熱段下方設(shè)置第二段軸向催化劑床層，該軸向催化劑床層為含間接換熱的催化劑床層，其高度為90cm;
[0071](5)但第二段軸向催化劑床層為含間接換熱的催化劑床層，間接換熱段與軸向催化劑床層垂直，其中催化劑裝填在換熱管內(nèi)，換熱管外通冷卻介質(zhì)。
[0072]實(shí)施例8
[0073]如圖6所示，由上到下分別設(shè)置了I個(gè)絕熱催化劑床層，I個(gè)含間接換熱催化劑床層，I個(gè)絕熱催化劑床層，I個(gè)含間接換熱催化劑床層，I個(gè)絕熱催化劑床層共五個(gè)軸向催化劑床層的大型軸向多段混合換熱式丁烯氧化脫氫反應(yīng)器，采用與實(shí)施例5相似的結(jié)構(gòu)，第一段軸向催化劑床層下方設(shè)置有一個(gè)直接換熱段，第二段軸向催化劑床層為含間接換熱的催化劑床層，含間接換熱催化劑床層包括換熱管18、換熱管20、催化劑5和換熱系統(tǒng)，換熱管18與軸向催化劑床層以平行方式排布，其中催化劑裝填在換熱管18之間，換熱管18內(nèi)通冷卻介質(zhì)，形成管內(nèi)通換熱介質(zhì)的換熱系統(tǒng)，不同的是，第二段軸向催化劑床層下方不再設(shè)置一個(gè)直接換熱段，而在第三段絕熱催化劑床層下方設(shè)置有一個(gè)直接換熱段，其中第三段絕熱催化劑床層下方設(shè)置的冷激噴嘴可以根據(jù)實(shí)際情況選擇是否添加水以及調(diào)節(jié)丁烯、空氣、水之間的摩爾比。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種大型軸向多段混合換熱式丁烯氧化脫氫反應(yīng)器，包括反應(yīng)器殼體，該反應(yīng)器殼體上部設(shè)置混合裝置，其特征在于，所述的反應(yīng)器殼體內(nèi)至少設(shè)有兩個(gè)軸向催化劑床層，至少含有一個(gè)直接換熱段;所述的直接換熱段位于兩個(gè)軸向催化劑床層之間，冷激流股通入反應(yīng)器殼體內(nèi)的直接換熱段，與其上方軸向催化劑床層反應(yīng)后的出口物料進(jìn)行混合直接換熱后，進(jìn)入其下方軸向催化劑床層進(jìn)行反應(yīng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型軸向多段混合換熱式丁烯氧化脫氫反應(yīng)器，其特征在于，所述的混合裝置包括側(cè)壁裝有至上而下平行排列的對(duì)置式噴嘴(2)的直筒或錐形筒，形成混合空間(7)，原料通過(guò)所述的對(duì)置式噴嘴(2)進(jìn)入混合裝置，在混合空間(7)內(nèi)充分混合； 所述的混合裝置下連接反應(yīng)器進(jìn)口分布器(3)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型軸向多段混合換熱式丁烯氧化脫氫反應(yīng)器，其特征在于，多個(gè)軸向催化劑床層至上而下在反應(yīng)器殼體內(nèi)平行排布，各軸向催化劑床層的高度為30?90cm，直徑為750?1200cm。4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種大型軸向多段混合換熱式丁烯氧化脫氫反應(yīng)器，其特征在于，所述的軸向催化劑床層包括絕熱催化床層或絕熱催化床層與含間接換熱催化劑床層的組合，所述絕熱催化床層高度為30?70cm，含間接換熱的催化劑床層高度為50?90cm，所述直接換熱段高度為150?180cmo5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種大型軸向多段混合換熱式丁烯氧化脫氫反應(yīng)器，其特征在于，所述的絕熱催化床層包括支撐篩板(10)、上沿帶有噴嘴的擋板(9)和橫梁，催化劑(5)裝填在支撐篩板(10)和橫梁之間，并通過(guò)擋板(9)將催化劑(5)劃分為面積相等且相互之間隔離的催化劑床層。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種大型軸向多段混合換熱式丁烯氧化脫氫反應(yīng)器，其特征在于，所述的含間接換熱催化劑床層包括換熱管(18)、催化劑和換熱系統(tǒng)，換熱管(18)與軸向催化劑床層以平行或垂直方式排布，換熱管(18)內(nèi)通冷卻介質(zhì)或填催化劑，每根換熱管(18)上設(shè)有若干翅片。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種大型軸向多段混合換熱式丁烯氧化脫氫反應(yīng)器，其特征在于，所述的換熱管為軸向換熱管或徑向換熱管； 當(dāng)換熱管(18)為軸向換熱管時(shí)，催化劑裝填于換熱管(18)內(nèi)，冷卻介質(zhì)在換熱管(18)外流動(dòng)，形成管外通換熱介質(zhì)的換熱系統(tǒng)； 當(dāng)換熱管(18)為徑向換熱管時(shí)，催化劑裝填于換熱管(18)間，冷卻介質(zhì)在換熱管(18)內(nèi)流動(dòng)，形成管內(nèi)通換熱介質(zhì)的換熱系統(tǒng)。8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的一種大型軸向多段混合換熱式丁烯氧化脫氫反應(yīng)器，其特征在于，所述的冷卻介質(zhì)包括熔鹽、脫鹽水或?qū)嵊椭械囊环N。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型軸向多段混合換熱式丁烯氧化脫氫反應(yīng)器，其特征在于，所述的直接換熱段包括水平排列帶有冷激噴嘴(11)的冷激物料分布管(16)、氣體分布器、氣體均勻混合的空間(17)，冷激流股通過(guò)冷激物料進(jìn)口(6)進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)的冷激物料分布管(16)后，經(jīng)冷激噴嘴與來(lái)自直接換熱段上方的軸向催化劑床層的出口物料通過(guò)氣體分布器分布后進(jìn)入氣體均勻混合的空間(17)，在該空間內(nèi)冷熱流股直接接觸充分混合進(jìn)行換熱。10.根據(jù)權(quán)利要求1或9所述的一種大型軸向多段混合換熱式丁烯氧化脫氫反應(yīng)器，其特征在于，所述的直接換熱段的冷激流股組分為丁烯、空氣和水的混合物或丁烯和空氣混合物。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型軸向多段混合換熱式丁烯氧化脫氫反應(yīng)器，其特征在于，所述的反應(yīng)器殼體內(nèi)含有2?5個(gè)軸向催化劑床層。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種大型軸向多段混合換熱式丁烯氧化脫氫反應(yīng)器，包括反應(yīng)器殼體，該反應(yīng)器殼體上部設(shè)置混合裝置，所述的反應(yīng)器殼體內(nèi)至少設(shè)有兩個(gè)軸向催化劑床層，至少含有一個(gè)直接換熱段；所述的直接換熱段位于兩個(gè)軸向催化劑床層之間，冷激流股通入反應(yīng)器殼體內(nèi)的直接換熱段，與其上方軸向催化劑床層反應(yīng)后的出口物料進(jìn)行混合直接換熱后，進(jìn)入其下方軸向催化劑床層進(jìn)行反應(yīng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有易于實(shí)現(xiàn)大型化、能夠有效控制反應(yīng)溫度、床層壓降低，能量利用率高、生產(chǎn)能力大的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類(lèi)】B01J8/04, C07C5/48, C07C11/167
【公開(kāi)號(hào)】CN105536654
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510935008
【發(fā)明人】張梁, 呂建寧, 李延生, 解建國(guó), 田靖
【申請(qǐng)人】惠生工程（中國(guó)）有限公司
【公開(kāi)日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年12月15日