[发明专利]一种用于环己烷氧化反应器的新型组合式气体分布器

说明书

本发明提供了一种用于环己烷氧化反应器的新型组合式气体分布器。该分布器包括：环管式气体分布器和气体定向再分布器；其中，所述环管式气体分布器由至少一个进气分配总管和多个管径相同的环形管组成，环形管在同一水平高度上沿径向同轴排布，且在每个环形管的顶部和两侧都按一定规律开孔，所述气体定向再分布器由两个紧密结合的环柱状填料组成，外层为高孔隙率纤维填料，内层为低孔隙率纤维填料。本发明改善了反应器中气泡分布状况，实现了气泡整合破碎后的定向再分布，有助于均匀流场、强化传质和提高耗氧能力。能够有效地解决现有技术中环己烷氧化后有用产物收率低的问题，从而显著提高其经济效益。

技术领域

本发明涉及一种环己烷氧化制备环己酮生产装置，更具体地说，涉及一种提高环己烷氧化反应产物收率的新型组合式气体分布器。

背景技术

环己酮是重要的化工原料，广泛应用于纤维、合成橡胶、工业涂料、医药、农药、有机溶剂等工业。目前，由于聚酰胺行业迅速发展，环己酮作为生产己内酰胺的原料也得到了快速发展。传统生产环己酮的方法是将苯加氢生成环己烷，再将环己烷氧化制得环己醇、环己酮，或将苯酚加氢生成环己醇，环己醇经过催化脱氢得到环己酮。

目前，国外生产环己酮的主要方法是环己烷氧化法，环己烷氧化生产环己酮的工业路线有两条：一是环己烷的催化氧化，另一是环己烷的无催化氧化。催化氧化法采用钴盐、硼酸或偏硼酸为催化剂。采用钴盐催化剂的工艺包括荷兰Stamicarbon公司工艺、荷兰DSM、波兰POLIMEX等；采用硼酸或偏硼酸催化剂的工艺包括日本的三菱化成，美国Scientific Design等公司的工艺。钴盐催化法反应条件温和，反应温度、压力低，停留时间短，对设备要求不严格。但是反应过程中设备及管道壁上出现结渣的问题。硼酸催化法环己烷利用率高，环己酮收率高，耗碱少，但是此法必须有水解过程和硼酸的回收系统，使设备投资比钴盐催化法高。

我国的环己酮生产厂家不多，其中3万吨/年规模以上的有13大生产厂家，环己酮的生产主要是为了满足己内酰胺生产的需要。我国环己酮生产采用的催化合成路线主要是钴盐催化氧化，与国外的相比，原料消耗大，操作稳定性差。

环己烷氧化反应为复杂的多重反应，如串联副反应存在导致环己酮、环己醇继续氧化生成酯和酸，甚至氧化生成一氧化碳和二氧化碳。为了减少副反应的产生，提高目的产物环己醇、环己酮的选择性和收率，必须控制环己烷的转化率，以及环己醇、环己酮的停留时间，但是如果环己烷的转化率过低，大量的环己烷未反应，则后续的分离过程负荷大，经济效益差。氧化反应器中气体分布器的设计是影响反应产物环己酮选择性的重要因素。氧化反应器中气体分布器的改进，可以实现既能满足环己烷较好的吸氧率，保证尾氧含量处于安全条件，又能控制较好的转化率，减少副产物的生成。

环己酮工业生产中存在混合效果不好、收率低、经济效益差等问题。迄今为止，现有技术中还没有提到解决上述问题的办法。

因此，本领域迫切需要开发出一种新型气体分布器能够好地完成环己烷的氧化，提高其转化率，减小后续分离的负荷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有环己酮工业生产中的不足之处，提供一种用于环己烷氧化反应器的新型组合式气体分布器，提高反应器内气液两相的混合效果和耗氧能力，从而提高环己烷氧化的转化率。

本发明的技术方案如下：

一种用于环己烷氧化反应器的新型组合式气体分布器，它包括环管式气体分布器和气体定向再分布器。

所述环管式气体分布器由至少一个进气分配总管和多个管径相同的环形管组成，环形管在同一水平高度上沿径向同轴排布，且在每个环形管的顶部和两侧都按一定规律开孔，所述的规律是：所述环形管在内外两侧依次间隔开孔，环形管顶部均布开孔；顶部开孔数为内外两侧开孔总数的1-10％。

所述气体定向再分布器，它由两个紧密结合的环柱状填料组成，外层为高孔隙率纤维填料和内层为低孔隙率纤维填料。