[实用新型]正丁烷选择氧化生产顺酐装置

说明书

本实用新型属于顺酐生产领域，具体涉及一种正丁烷选择氧化生产顺酐装置。包括正丁烷蒸发器，正丁烷蒸发器进口连接正丁烷进管，正丁烷蒸发器出口通过管线依次连接正丁烷过热器、正丁烷/助剂混合器和空气/正丁烷混合器，正丁烷/助剂混合器上还设有助剂进管，增湿混合器依次连接空气加热器和空气/正丁烷混合器，增湿混合器上还设有空气进管和增湿蒸汽进管，空气/正丁烷混合器通过管道连接反应器，反应器内设有多根列管，采用隔板将列管外部的壳程分割为多个上下互不相通的拿热腔，每个拿热腔进口均连接拿热介质进管，每个拿热腔出口均连接拿热介质出管。本实用新型能有效防止反应器温度局部过热，提高催化剂活性，延长催化剂的使用寿命。

技术领域

本实用新型属于顺酐生产领域，具体涉及一种正丁烷选择氧化生产顺酐装置。

背景技术

顺丁烯二酸酐简称顺酐，又名马来酸酐，是一种重要的有机化工原料，广泛用于石油化工、食品加工、医药、建材等行业。按原料路线，顺酐的生产方法可分为苯氧化法、正丁烷氧化法。正丁烷法具备原料价廉，污染相对较轻，碳原子利用率高和顺酐生产成本低等优点，其生产能力约占世界顺酐总生产能力的80％，并有逐步取代苯氧化法的趋势。

顺酐生产技术的核心是正丁烷与空气在装填有钒磷氧催化剂的反应器内发生气固相催化氧化反应。该氧化反应具有强放热的特点，主反应生成顺酐的反应热为1236KJ/mol，副反应生成CO₂、CO反应热分别为2656KJ/mol和1521KJ/mol，而反应热点的存在会对催化剂性能产生不利影响，具体的讲催化剂床层的热点高低直接影响正丁烷的转化率、顺酐的选择性、产品顺酐的收率以及催化剂的稳定性。因此反应过程中降低或消除反应热点成为反应过程控制的关键。

在实际应用过程中，反应器出现热点的一个原因是反应原料气流分布不均匀。专利CN201310018157.2公开了一种气体预分布器，该气体预分布器包括水平导流片、导流管、锥形帽，以解决以往技术中存在的反应物流经固定床反应器进口处的气体预分布器后分布不均，反应物转化率低和目的产物选择性低的问题，该专利存在的缺点是导流片等部件的形状和大小受反应器内部空间所限、拆卸困难、检修程序繁琐。

反应器出现热点的另一个原因是由于正丁烷在反应器的入口附近处反应，使反应器入口处的床层温度急剧上升。专利CN201110236413.6提出了一种顺酐生产反应温度调节控制装置及方法，该专利的核心技术是采用一种壳/管型反应器，反应器壳程中采用一种熔融的硝酸钾和亚硝酸钠混合物，通过熔盐泵往复循环用作移热冷却介质，该专利的缺点是：熔盐在降低热点温度的同时，也会降低床层其它部位的温度，导致正丁烷转化率和顺酐收率降低。专利USP4855459采用惰性的硅铝球与催化剂稀释装填的方法，通过在反应管的热点产生部位进行稀释装填，来达到降低反应热点温度的目的，上述专利的缺点是惰性物资的加入降低了反应器的有效体积，也降低了生产效率。专利CN201510806387.4公开了一种降低反应器反应热点的方法，该专利的核心技术是采用三个串联的钒磷氧催化剂床层，这三个串联的催化剂床层中钒的平均价态依次呈先高、后低、再升高的趋势，该专利的缺点是对催化剂制备及活化工艺要求高，可实施性差。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种正丁烷选择氧化生产顺酐装置，有效防止反应温度局部过热，提高催化剂活性，延长催化剂的使用寿命。

本实用新型所述的正丁烷选择氧化生产顺酐装置，包括正丁烷蒸发器，正丁烷蒸发器进口连接正丁烷进管，正丁烷蒸发器出口通过管线依次连接正丁烷过热器、正丁烷/助剂混合器和空气/正丁烷混合器，正丁烷/助剂混合器上还设有助剂进管，增湿混合器依次连接空气加热器和空气/正丁烷混合器，增湿混合器上还设有空气进管和增湿蒸汽进管，空气/正丁烷混合器通过管道连接反应器，反应器内设有多根列管，采用隔板将列管外部的壳程分割为多个上下互不相通的拿热腔，每个拿热腔进口均连接拿热介质进管，每个拿热腔出口均连接拿热介质出管，每个拿热腔与拿热介质进管之间的管道上均设置流量控制阀。

反应器出口连接生成气排出管。