[发明专利]一种装填列管式固定床反应器用催化剂的弹簧组合

说明书

本发明提供一种装填列管式固定床反应器用催化剂的弹簧组合，其中，所述弹簧组合包括依次设置在列管式固定床反应器中的第一弹簧，第二弹簧和第三弹簧；所述第一弹簧设置在列管式反应器中反应段与急冷段交界处，所述第二弹簧内装入惰性介质，所述第三弹簧固定于列管式反应器靠近地面的一端。整个弹簧在列管式反应器内部自下而上形成高度耦合的有机组合体。所述弹簧组合在使用时，随着生产装置的连续运行，反应气体从列管式反应器顶部不断地通过催化剂床层、无任何介质填充的第一弹簧簧、载有惰性介质的第二弹簧及无任何介质填充的第三弹簧。

技术领域

本发明涉及化工技术领域，具体涉及一种新型的装填列管式固定床反应器用催化剂的弹簧组合，包括该弹簧组合的列管式固定床反应器用列管和包括该弹簧组合或列管的列管式固定床反应器，还涉及到一种用于丙烯氧化制备丙烯醛反应的方法。

背景技术

丙烯醛是最简单的不饱和醛，是非常重要的化工合成中间体，可用于合成蛋氨酸，还可用于合成甲基吡啶、吡啶和戊二醛等重要化工产品，其中用途最多的是以丙烯为原料，经与空气中的氧气一步氧化得到丙烯醛，丙烯醛继续与空气中的氧气可以发生氧化反应生产丙烯酸。丙烯酸具有优良的聚合性能，可与甲醇、乙醇及丁醇酯化后进行聚合或与其他乙烯类单体进行共聚。

发明内容

丙烯氧化制丙烯醛的工艺中，Bi₂O₃-MoO₃催化剂具有活性最高、选择性最好，其包括八面体结构的钼酸盐离子[MoO₆]，具有Mo＝O键。但是，当MoO₃在 300-500℃与丙烯接触时，在高温水蒸气的作用下易与水汽结合，以MoO₃-nH₂O 的形式升华而造成催化剂活性下降，即从催化剂组分本身的角度来讲，存在活性组分升华导致的组分流失现象。

丙烯氧化制备丙烯醛反应器常规为列管式固定床三管板反应器，沿反应管入口至出口装填有不同活性的催化剂，底部仅设有一段支撑弹簧；三管板分别为上管板、中间管板和下管板，其中中间管板位于反应器中下部，将反应器分隔为两个独立空间，上部为反应段，下部为冷却段，用于及时将反应段产生的热量导出，避免床层过热导致的床层飞温。反应段和冷却段的温差为80-110℃，由于温差相对较大，很容易导致反应产物中的高沸点有机组分在反应段与冷却段的交界处发生沉积。该高沸点有机组分粘度大、流动慢，会产生一种类似“种子效应”，阻碍物料流和流失活性组分在列管中的正常流动，从而使得床层阻力降(压降)不断上升，使得装置的整体运行能耗不断升高，催化剂的反应性能逐渐劣化，使用寿命大幅缩短，严重影响催化剂的长周期稳定运行。

针对上述缺陷，采用传统的烧焦方法很难将积聚在催化剂一侧的金属杂质消除，如采用物理方法进行局部清焦，由于传统催化剂在装填时一侧仅设有一根支撑弹簧，且结焦后仅对催化剂或其他工艺等进行剖析改进研究，以防再次结焦，较少涉及从装填工艺方面进行实质性改进；不仅如此，为保证催化剂长周期稳定运行，采用传统装填方法催化剂清焦过程易造成反应段催化剂层的脱落，给催化剂的再生利用带来很大的难题。因此，如何阻止活性组分和高沸点有机物在催化剂层与惰性介质层间的积聚，使催化剂的作用得到充分发挥是今后催化剂装填工艺改进研究的一个重要方向。