[实用新型]用于丙烯氨氧化反应器的进料分布器

说明书

本实用新型提供一种进料分布器，用于使丙烯氨混合气在流化床反应器内部均匀分布，其特征在于，该进料分布器包括：一个以上分布器入口；多个支管，该多个支管分别连接至所述一个以上分布器入口并分别与所述一个以上分布器入口流体连通，并且该多个支管所述分布器入口向反应器内部延伸；锐孔，该锐孔设置在所述支管上；以及喷嘴，该喷嘴围绕相应的锐孔设置在所述支管上，并且与所述相应的锐孔同轴。本实用新型的进料分布器能够满足在更大直径的反应器中使丙烯氨混合气均匀分布的要求，同时又能够避免丙烯氨进料分布器内任一位置处的混合气温度达到氨分解出活性氮原子的温度，从而降低了丙烯氨分布器发生渗氮脆裂的风险。

技术领域

本实用新型涉及一种用于丙烯氨氧化反应器的原料气进料分布器。

背景技术

丙烯腈是石油化工的重要化工原料，世界各国普遍采用丙烯氨氧化一步法生产丙烯腈。

由于目前商用丙烯氨氧化催化剂的活性温度在400～450℃的范围内，因此在丙烯腈生产过程中，丙烯氨进料分布器(以下有时也简称作“丙烯氨分布器”或“进料分布器”)长期处于高温当中，进料分布器内的丙烯氨混合气(以下简称混合气)沿进料分布器的总管/主管/支管(以下统称为导管)流动过程中不断的被床层加热，随着混合气在导管中行进的长度的增加，混合气的温度也在不断上升，当混合气的温度高于氨分解出活性氮原子的温度时(该温度以下有时简称为氮化温度)，由于混合气中游离氨的持续存在，部分氨分解出活性氮原子，并与导管中的金属原子结合，生成脆性的金属氮化物，该氮化物在工况条件下很容易发生脆裂，会造成进料分布器的破裂，致使丙烯氨分布不均，导致反应性能下降，严重时使反应器被迫停车更换分布器。文献《反应器分布器分布管断裂分析》分析了丙烯氨分布器发生脆裂的原因，文献《丙烯氨分布器材质选择的探索》认为氨在350℃～450℃时就能分解出活性氮原子。目前，丙烯氨分布器所采用的材料主要为碳钢，根据所使用的碳钢的具体材质不同，丙烯氨分布器的氮化温度(即构成丙烯氨分布器的碳钢开始发生氮化的温度)也有所区别，但现有的研究结果认为，各种碳钢的氮化温度均在上述的氨分解温度范围内。

CN1081482C公开了丙烯氨分布器排出孔孔径与温度有关，但是该专利并没有考虑丙烯氨分布器的氮化问题。换句话说就是装置存在分布器更换频率增加的风险。也有专利，如US3704690A采用抗氮化合金来制造分布器，但由于氨氧化特有的某些问题及成本原因，也在丙烯腈生产企业使用过程中，被证实是不能解决氮化脆裂问题的。再如CN1089596A提出在每个导管外表面加设一层隔热层，使得导管内含氨混合气的温度低于氮化反应温度，但是，由于设计复杂、设备成本高，该解决方案也不令人满意。

另一方面，目前国际市场上对丙烯腈的需求量日益增大，这一情况促使丙烯腈生产企业希望进一步扩大产能。采用增大反应器尺寸的方式能够在不增加反应器设备数量的情况下扩大产能，相对而言，也即减少设备制造方面的成本费用，因此也被视作扩大产能主要手段。目前普遍的商用丙烯氨氧化流化床反应器的直径为5-10米，如果能够将反应器直径进一步增大，则能够大幅提高单台反应器丙烯腈产能。

然而，如上所述，在现有反应器尺寸的情况下，仍然存在丙烯氨混合气温度过高，使进料分布器局部温度长期高于氮化温度的高温下，导致进料分布器材料的氮化脆裂的问题。如果进一步增大反应器直径，则势必会进一步增加混合气在进料分布器内行进的路径长度，从而使进料分布器氮化脆裂的问题进一步恶化。因此，急需一种既能够满足更大的反应器直径需求又不会导致由温度过高引起的氮化脆裂的新型进料分布器。

发明内容

本实用新型所要解决的问题是既满足更大直径的流化床反应器中丙烯氨混合气均匀分布的要求，又能够避免丙烯氨进料分布器局部温度高于氮化温度导致分布器渗氮脆裂造成原料气分布不均、反应结果劣化的技术问题。本实用新型提供一种用于丙烯氨氧化制丙烯腈的丙烯氨进料分布器，该进料分布器能够避免丙烯氨进料分布器内任一位置处的混合气温度达到氨分解出活性氮原子的温度，从而降低了丙烯氨分布器发生渗氮脆裂的风险，同时又能够满足在更大直径的反应器中使丙烯氨混合气均匀分布的要求。