[实用新型]径向固定床脱水反应器

说明书

本实用新型涉及一种径向固定床脱水反应器，包括进气加热段、径向反应段；所述进气加热段设有上封头和下封头；所述径向反应段包括壳体、中心分气管和带有若干通气孔的径向反应筐，所述中心分气管的侧壁上开有若干分气孔，所述中心分气管与壳体之间的环状空间通过径向反应筐划分为径向反应腔和集气腔，所述径向反应腔内设置形成催化剂床层；所述中心分气管内设有中心导流锥，所述中心导流锥的锥尖对应着中心分气管的进口；所述径向反应段进口端的壳体与进气加热段下封头焊接相连，径向反应段的进气口与进气加热段的管侧出气口相连。本实用新型能够更高效适应有机醇的脱水反应，使烯烃产品有更高的选择性。

技术领域

本实用新型属于化工设备领域，具体涉及一种径向固定床反应器，特别适用于共氧化法环氧丙烷装置中的联产品：例如1-苯乙醇、二甲基苄醇、叔丁醇等的脱水反应。

背景技术

用有机物过氧化氢作为载氧体（如乙苯过氧化氢、叔丁基过氧氢、异丙苯过氧化氢）来氧化丙烯，得到环氧丙烷和苯乙烯的方法，即哈康法是众所周知的，目前已经有工业化装置。

一个典型的共氧化法环氧丙烷联合生产过程包括以下步骤：

(a)有机物与含氧气体中的氧反应，生成有机物过氧化氢；

(b)有机物过氧化氢与丙烯反应，生成环氧丙烷和有机醇；

(c)有机醇脱水，生成烯烃产品。

其中，联产品有机醇的脱水反应为吸热反应，能够在气相和液相中进行。以环氧丙烷/苯乙烯联产技术为例，美国Halcon公司的专利US3526674中报道了芳醇的液相脱水方法，采用氧化铝微粒催化剂，在一个带搅拌器的反应器中进行高温液相脱水。而后，美国Lyondell公司在专利CN102361838A中公开了一种由1-苯乙醇脱水生产苯乙烯的方法，该方法采用对甲苯磺酸和邻甲苯磺酸混合物作为催化剂，在液相中进行脱水。而荷兰Shell公司（US6504038、CN10189644A）公开的环氧丙烷和苯乙烯联产方法中，采用了气相脱水法制备苯乙烯，采用具有多峰型孔径分布的氧化铝颗粒的催化剂，在固定床反应器中进行脱水反应。

目前，有机醇的液相脱水和气相脱水方法均有实际运行的工业装置案例（例如镇海炼化的1-苯乙醇液相脱水及中海壳牌的1-苯乙醇气相脱水）。比较来看，液相脱水的优点是能够长期稳定运行，采用与反应物料互溶的有机强酸催化剂，没有催化剂再生和切换的问题；但采用有机强酸催化剂，使液相反应原料与烯烃产物长时间曝露在酸性环境中，造成较多的烯烃聚合生成重质焦油，使烯烃产品的物料损失增加，同时，生成的焦油量也显著增加，这又增加了焦油处理的经济成本。而气相脱水没有烯烃酸性聚合的问题，具有更高的烯烃收率，但气相脱水一般采用二氧化钛或氧化铝为催化剂，随着反应的进行，催化剂的活性中心会逐渐被焦炭覆盖，需要进行再生和催化剂的切换操作。与催化剂再生和反应器切换操作相比，物料的大量损失在经济性是是更难以接受的，因而有机醇气相脱水方法更具有经济优势。

有机醇的气相脱水反应有如下几个特点：

1、有机醇脱水制烯烃是强吸热反应，随着脱水反应器的进行，反应物料的温度将逐渐降低，脱水速率逐渐降低至催化剂的适宜温度范围以外，因而需要在反应过程中对反应物料进行加热。

2、有机醇脱水制烯烃为增分子反应，采用较低的反应压力更加有利于脱水反应的进行，因而，工艺上一般采用负压操作，以尽量提高有机醇的转化率，但采用负压操作也对脱水催化床的阻力降也提出了较高要求。

3、有机醇脱水后的烯烃产品（如苯乙烯）聚合性能很强，大反应器中应该尽量减少死区及停留时间，以减少烯烃聚合，防止局部结焦造成反应不均匀或堵塞设备。