[发明专利]芳烃氨氧化流化床耦合反应装置及其反应方法

说明书

本发明涉及一种芳烃氨氧化流化床耦合反应装置及其反应方法，主要解决现有装置氨比大，空气比大，原料利用率低的问题。本发明通过一种芳烃氨氧化流化床耦合反应装置及其反应方法，芳烃/氨经汽化后与空气分别由反应区气体分布器的环管式喷嘴的环管式喷嘴中心直管段与环管式喷嘴环隙段中喷出混合后，在催化剂的作用下进行芳烃氨氧化反应，参与反应的催化剂离开反应区后，经过循环返料区流入供氧区中与空气充分混合、接触，随后催化剂再由循环进料区返回反应区继续参与芳烃氨氧化反应的技术方案，较好地解决了该技术问题。本发明有效降低氨比和空气比，达到节能、降耗、减排的目的，同时提高产品收率，可用于芳烃氨氧化生产芳腈的生产中。

技术领域

本发明涉及一种芳烃氨氧化流化床耦合反应装置及其反应方法。

背景技术

芳腈是一类由氰基与芳环直接相连的物质，其与芳环相连的氰基具有较高的反应活性，能够通过发生水解、加成、聚合、加氢、卤化等反应制得多种精细化工产品，广泛用于农药、医药、染料、食品添加剂及高分子单体等领域，是一类重要的精细化学中间体。

芳腈的生产主要有多种方法，但最简单有效、最经济的方法是采用相应的芳烃、氨和空气进行直接氨氧化反应得到芳腈产品。芳烃或带有取代基的芳烃在气相与氨和氧气的反应，我们称之为芳烃的气相氨氧化反应。气相氨氧化反应的反应主要包括固定床和流化床工艺。芳烃的气相氨氧化反应是强放热反应，反应过程中会产生大量的反应热，因此，采用流化床反应器是一种较好的解决方法。

JP10120641公开了一种生产芳腈的流化床工艺，采用V/Mo为主要组分的多组分催化剂，氧气和原料分段进气，分段进气口分别装填不同组成的催化剂生产2，6-二氯苯甲腈及苯甲腈类产品；US6429330、JP2001348370公开了采用流化床生产间苯二甲腈及3-氰基吡啶的方法，采用流化床气相氨氧化工艺，V/Mo/Fe为主要组分的多组分催化剂，其中未反应的氨气通过吸收器再生器回收进行循环；US5747411也公开了一种采用流化床生产邻苯二甲腈的方法，采用载体浸渍负载V/Sb为主要组分的多组分催化剂，CN204429253U公开了一种氨氧化流化床双级分布装置，在第一分布板上方3.6m处设置第二分布板，可减少间苯二甲腈单独精制过程，优化生产工艺，降低生产成本。

上述专利均采用流化床反应形式通过氨氧化生产芳腈，采用含V的多组分催化剂得到较高的产品收率，但较多过量的氨和空气，削减了生产工艺的经济性，也增加了氨回收及其三废处理的压力，增加了生产能耗，并且影响催化剂的稳定性。本发明通过反应器设备结构的优化和反应工艺条件的改进可降低反应的氨比和空气比，有效降低生产成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中存在氨比大，空气比大，原料未充分利用，废水中氨含量高，且反应过程中产生大量氮气，削减了生产工艺的经济性的问题，提供一种新的芳烃氨氧化流化床耦合反应装置，该方法提出采用两个反应区来实现工艺条件优化，在保证降低总氨比、空气比的条件下来，获得较高的产品收率，提高了原料的利用率，达到节能、降耗、减排的目的。

本发明所要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一相对应的反应方法。

为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种芳烃氨氧化流化床耦合反应装置，装置包括流化床耦合反应器1、供氧区气体分布器7和反应区气体分布器13；流化床耦合反应器1包括隔离挡板20、旋风分离器15、循环返料区3、供氧区4、反应区5、循环进料区6与反应器稀相区2。所述供氧区4底部与气室8通过供氧区气体分布器7相连通，反应区5与反应区气体分布器13相连通，旋风分离器15的上端侧面与反应器稀相区2相连通、底部通过旋风料腿14与供氧区4相连通。