[发明专利]芳烃氨氧化制芳腈的流化床反应装置及其反应方法

权利要求书

1.一种芳烃氨氧化制芳腈的流化床反应装置，包括两段变径流化床反应器（1）、芳烃分布器（6）、芳烃/氨分布器（8）、空气分布板（9）、空气进料管（10）、催化剂外循环管（12）与大孔筛板分布器（13）；两段变径流化床反应器（1）包括反应器稀相区（2）、反应器第二密相区（3）与反应器密相区（4）；两段变径流化床反应器（1）内由下而上分别设有空气进料管（10）、空气分布板（9）、芳烃/氨分布器（8）、大孔筛板分布器（13）与芳烃分布器（6）；

其中，所述两段变径流化床反应器（1）的反应器第二密相区（3）的上端与稀相区（2）相连通；反应器第二密相区（3）的下端与反应器密相区（4）的上端通过大孔筛板分布器（13）相连通；催化剂外循环管（12）的上端与反应区第二密相区（3）相连通，催化剂外循环管（12）的下端与反应区密相区（4）相连通；

芳烃/氨分布器（8）和空气分布板（9）位于反应器密相区（4）内；

芳烃分布器（6）位于反应器第二密相区（3）内。

2.根据权利要求1所述的芳烃氨氧化制芳腈的流化床反应装置，其特征在于所述反应器第二密相区（3）的横截面与反应器密相区（4）的横截面面积之比为1.1~8倍。

3.根据权利要求1所述的芳烃氨氧化制芳腈的流化床反应装置，其特征在于在流化床反应器（1）第二密相区（3）处设置内取热器或外取热器移走反应产生的热量，控制流化床反应器（1）的反应温度；在流化床反应器（1）密相区（4）设置内取热器或外取热器移走反应产生的热量，控制流化床反应器（1）密相区（4）的反应温度。

4.一种芳烃氨氧化制芳腈的流化床反应方法，采用权利要求1～3中任一种所述的芳烃氨氧化制芳腈的流化床反应装置，芳烃/氨经上述反应装置反应得到芳腈。

5.根据权利要求4所述的芳烃氨氧化制芳腈的流化床反应方法，其特征在于包括如下步骤：

（a）、一股C7~C8的芳烃及其衍生物和氨气，及空气分别通过设置在下部密相区（4）的芳烃/氨分布器（8）和空气分布板（9）从流化床反应器下部进入密相区（4）和催化剂接触生成富含芳腈的产品气，富含芳腈的产品气包含未反应的氨气和空气；

（b）、夹带着催化剂的富含芳腈的产品气，向上通过大孔筛板（13）进入第二密相区（3），并和从芳烃分布器（6）进入的另一股C7~C8的芳烃及其衍生物（20）混合，与催化剂接触生成芳腈产品；

（c）、来自第二密相区（3）夹带催化剂的芳腈产品流出物（21），通过稀相区（2）的旋风分离器（16）进行气固分离后离开流化床反应器（1）进入后续分离系统，回收的催化剂返回第二密相区（3），第二密相区（3）的催化剂料位通过催化剂外循环管（12）流入密相区（4）的催化剂循环量控制。

6.根据权利要求4所述的芳烃氨氧化制芳腈的流化床反应方法，其特征在于所述C7~C8的芳烃及其衍生物、氨气和空气总摩尔比为1：2～8.5：10～30，第二密相区（3）和密相区（4）的反应温度350～480℃，压力0.05～0.11MPa。

7.根据权利要求4所述的芳烃氨氧化制芳腈的流化床反应方法，其特征在于所述C7~C8的芳烃及其衍生物按照0.85～0.5：0.5～0.15的比例分两股物流分别进入流化床反应器（1）密相区（4）和第二密相区（3），氨和空气一次进入流化床反应器（1）密相区（4）。

8.根据权利要求4所述的芳烃氨氧化制芳腈的流化床反应方法，其特征在于所述流化床反应器（1）第二密相区（3）和密相区（4）中原料C7~C8的芳烃及其衍生物、氨气和空气摩尔比为1：2～10：10～40。

9.根据权利要求4所述的芳烃氨氧化制芳腈的流化床反应方法，其特征在于所述流化床反应器（1）密相区（4）的气体表观线速为0.6～1.0m/s，第二密相区（3）的气体表观线速为0.2～0.8m/s。

10.根据权利要求4所述的芳烃氨氧化制芳腈的流化床反应方法，其特征在于含钒和铬的催化剂选用以二氧化硅为载体和以原子比计化学式如下的组合物：V1.0CraAbBcCdOx，式中A 为选自锂、钠、钾、铷或铯中的至少一种；B为选自镁、钙、钡、钨、钛、钼、锰、铁、钴、镍或锡中的至少一种；C为选自硼或磷中的至少一种；其中a为0.3～2.0；b为0.01～0.5；c为0.05～1.0；d为0～2.0；x为满足其它元素化合价所需氧原子数的总和；催化剂中载体二氧化硅的含量以重量百分比计为30～90％，平均粒径70～100μm。