[发明专利]预混合器、径向固定床反应器和丁烯氧化脱氢反应系统

权利要求书

1.一种用于至少两种气体的预混合器，包括：

筒状的主体，包括封闭端和相对的敞开端；

用于接受第一气体的第一流动通道，其沿轴向密封式穿过所述封闭端并延伸到所述主体中；

设置在所述主体内的锥形管，所述锥形管的小端与所述第一流动通道连通，所述锥形管的大端朝向所述敞开端延伸并在边缘处固定在所述主体的内壁上，从而在所述主体和锥形管之间形成了密封的分布腔；和

设于主体侧部的用于接受第二气体的第二流动通道，其与所述分布腔连通，使得第二气体能经所述分布腔而大致径向地引入到所述锥形管内。

2.根据权利要求1所述的预混合器，其特征在于，所述第一流动通道为管状通道，其密封式地穿过所述锥形管的小端而伸入到所述锥形管内。

3.根据权利要求2所述的预混合器，其特征在于，所述第一流动通道的伸入到所述锥形管内的端部包括多孔分布板，所述多孔分布板为半球形、圆锥形或平板形，并且所述孔的孔径为5-100mm，优选20-60mm。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的预混合器，其特征在于，所述锥形管的半锥角设置成5-20°，优选为8-16°。

5.根据权利要求1到3中任一项所述的预混合器，其特征在于，在所述锥形管的靠近小端的侧部上设置有用于将第二气体引入到所述锥形管内的喷嘴，所述喷嘴优选构造为导流锥形体。

6.根据权利要求5所述的预混合器，其特征在于，所述喷嘴包括多组分别布置在所述锥形管的侧部上的不同高度处的导流锥形体，每一组包括沿周向均匀布置的多个导流锥形体。

7.根据权利要求6所述的预混合器，其特征在于，相邻组中的对应导流锥形体在周向上相互错开。

8.根据权利要求1到7中任一项所述的预混合器，其特征在于，所述预混合器通过所述敞开端与用于丁烯氧化脱氢反应的反应器连通，其中所述第一气体为水蒸气和含氧气体的混合物，所述第二气体为丁烯。

9.一种用于丁烯氧化脱氢反应的径向固定床反应器，包括：

根据权利要求1到8中任一项所述的预混合器；

圆筒形壳体，其顶端与所述预混合器的主体的敞开端连通；

设置在所述壳体内的催化剂床组件，所述催化剂床组件包括设置在所述壳体的内壁上的多个扇形筒分布器、设置在所述壳体的中心并延伸到所述壳体之外的多孔壁筒，以及设置在扇形筒分布器和多孔壁筒之间的催化剂床，其中，所述催化剂床的上端设置有密封件，使得来自所述预混合器的混合气体被引导到所述扇形筒分布器，并经由所述催化剂床和所述多孔壁筒排出到所述壳体之外；和

与所述预混合器的主体的敞开端相连并伸入到所述壳体内的气体分布器，在所述气体分布器的下端设置有大小朝向所述主体渐减的锥台形挡板，使得来自预混合器的混合气体通过形成在所述锥台形挡板和所述壳体之间的侧向环隙进入到所述壳体中。

10.根据权利要求9所述的径向固定床反应器，其特征在于，所述气体分布器还包括若干沿周向均匀布置的筋板，用于将锥台形挡板连接到所述预混合器的主体的敞开端。

11.根据权利要求9或10所述的径向固定床反应器，其特征在于，所述锥台形挡板的锥角为90-135°，优选为120-135°。

12.根据权利要求9到11中任一项所述的径向固定床反应器，其特征在于，所述侧向环隙的大小设置成使得从中流过的混合气体保持10-40米/秒、优选20-35米/秒的平均流速。

13.根据权利要求9到12中所述的径向固定床反应器，其特征在于，所述扇形筒分布器包括至少6个沿周向均匀分布且整体上构成整个圆周的扇形筒，所述扇形筒的内侧面和顶部而均设有分布孔。

14.根据权利要求13所述的径向固定床反应器，其特征在于，所述分布孔的开孔率为10-50%，优选为20-40%。

15.根据权利要求9到14中任一项所述的径向固定床反应器，其特征在于，所述多孔壁筒包括处于中心的多孔圆筒、紧贴在所述多孔圆筒上的多孔板，以及处于外侧的筛网或格栅，其中，所述筛网与所述多孔板之间通过支撑筋条连接，或者所述格栅紧贴在所述多孔板上。