[发明专利]乙酸热裂解反应中乙酸与催化剂的混合装置

说明书

技术领域

本发明涉及乙酸热裂解反应，更涉及乙酸热裂解反应中乙酸与催化剂的混合装置。

背景技术

以乙酸为原料，用磷酸或磷酸酯或其它磷酸盐的水溶液为催化剂，在裂解炉中，高温反应条件下，进行催化裂解是目前国内外制取乙烯酮、双乙烯酮、醋酐及乙烯酮衍生产品最主要的生产方法。此法生产过程中，乙酸气体与催化剂能否有效均匀地混合是决定乙酸转化率与选择性的关健因素。目前的生产过程中，往往在裂解炉的进料口直接设置进料管，进料管上设置乙酸进料管和催化剂的进料管，并且在两路管子中通有乙酸蒸汽和催化剂液体，两路管子中的气液汇合混合后由进料管进入裂解炉内进行反应。上面所述的乙酸与催化剂的混合装置容易导致催化剂液体与乙酸蒸汽接触时间短且混合不均匀，出现局部没有催化剂或催化剂偏少和局部催化剂过量的情况，从而导致乙酸的转化率不高，并且局部过量的催化剂会吸收裂解炉的热量导致燃料的浪费。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能使乙酸与催化剂混合均匀的乙酸热裂解反应中乙酸与催化剂的混合装置。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：乙酸热裂解反应中乙酸与催化剂的混合装置，包括混合筒体，所述的混合筒体的顶部设置有乙酸进料管，所述的乙酸进料管的底端伸入混合筒体内，位于混合筒体外的乙酸进料管上设置有开口，所述的开口上连接有催化剂进料管，乙酸进料管的底端设置有喷射嘴，喷射嘴下方的混合筒体内设置有填料层；所述的混合筒体的底部设置有出料管。

所述的混合筒体的顶部还设置有清洗喷嘴。

本发明的有益效果：本发明所述的混合装置结构简单，能使乙酸与催化剂混合均匀，有效提高乙酸的转化率和选择性，降低生产成本。

附图说明

图1是本发明乙酸热裂解反应中乙酸与催化剂的混合装置的结构示意图，

图中：1、混合筒体，2、乙酸进料管，3、开口，4、催化剂进料管，5、喷射嘴，6、填料层，7、出料管，8、清洗喷嘴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，乙酸热裂解反应中乙酸与催化剂的混合装置，其特征在于：包括混合筒体1，所述的混合筒体1的顶部设置有乙酸进料管2，所述的乙酸进料管2的底端伸入混合筒体1内，位于混合筒体1外的乙酸进料管2上设置有开口3，所述的开口3上连接有催化剂进料管4，乙酸进料管2的底端设置有喷射嘴5，喷射嘴5下方的混合筒体1内设置有填料层6；所述的混合筒体1的底部设置有出料管7，所述的出料管7与裂解炉连接。所述的混合筒体1的顶部还设置有清洗喷嘴8，清洗喷嘴8的数量可以是多个，这样可以清洗的混合筒体1内任意的角度和位置，定期开启清洗喷嘴8，除去混合筒体1内部填料层6产生的积灰或酸垢，无需拆开清洗。所述的填料为耐高温型材料。

生产中将经由乙酸汽化器和乙酸预热器的温度为420℃的乙酸蒸汽加入到混合筒体1上的乙酸进料管2中，此时采用离心泵以0.5Mpa的压力以18L/H流量将质量浓度为15％磷酸二铵水溶液稳定加入至催化剂进料管4内，催化剂在催化剂进料管4的管口流速为2米/秒，一般可将催化剂在催化剂进料管4的管口流速控制在1-3米/秒；乙酸蒸汽与喷入的磷酸二铵溶液混合后在喷射嘴5处的流速为15米/秒，一般可将乙酸蒸汽与催化剂在喷射嘴5处的流速控制在10-20米/秒；喷出的混合的气体和未完全汽化的液滴进入到填料层6中，未汽化的磷酸二铵水溶液在填料层6吸收填料层中畜积的热量进一步汽化并与乙酸蒸汽混合，充分混合后的气体通过出料管7进入裂解炉中进行裂解反应并生成乙烯酮和水等，反应气体进入冷却段进行分离和净化。于裂解炉出口取样分析得到以下数据：转化率为90.5％，选择性为96.2％。相同条件下使用管道式加入催化剂得到的数据为：催化剂加入量为20L/H，转化率为89.8％，选择性为95.1％。

本发明所述的乙酸热裂解反应中乙酸与催化剂的混合装置，结构简单，使乙酸与催化剂混合充分，有效提高乙酸的转化率和选择性，减少了催化剂的损失，降低生产成本。