[实用新型]一种丙烯酸生产过程中的冷却装置

说明书

本实用新型公开了一种丙烯酸生产过程中的冷却装置，属于化工设备领域。第一氧化反应器底部的出料口连接至第二氧化反应器；第一氧化反应器包括上部和下部，上部为催化氧化部，下部为冷却部；冷却部由上至下依次包括冷却器、支撑架、除沫器，冷却器上设有冷却器进水口和冷却器出水口；底部的出料口上设有气体分布器；冷却器进水口和冷却器出水口分别连接至闪蒸器进行换热。本实用新型具有换热面积大、冷却效果好、结构简单、物料结碳少、温度控制稳定等优势。

技术领域

本实用新型涉及一种丙烯酸生产过程中的冷却装置，属于化工设备领域。

背景技术

丙烯酸是一种重要的有机合成原料及合成树脂单体，是聚合速度非常快的乙烯类单体。目前，广泛采用的生产工艺是丙烯氧化法，将气化后的丙烯与增湿空气按一定配比混合后，连续通过两段固定床反应器，在一定温度下快速进行气相非均相氧化反应生产丙烯酸。丙烯首先在第一反应器内被氧化成丙烯醛，丙烯醛进一步在第二反应器内被氧化成丙烯酸，采用水吸收反应气中的丙烯酸得到粗丙烯酸水溶液，粗丙烯酸进入脱水塔，用甲苯做共沸剂脱水。脱水塔塔釜物料进入脱酸塔，塔顶蒸出甲苯、醋酸（含丙烯酸）返回到脱水塔。脱酸塔釜物料进入精制塔，精制塔塔顶得到丙烯酸产品，塔釜物料去丙烯酸回收、脱重组分。

上述是丙烯酸的制备过程，丙烯在第一反应器内被氧化成丙烯醛后，丙烯醛很容易进一步在第一反应器内深度氧化成一氧化碳和二氧化碳，不仅会影响最终丙烯酸的收率、增加物料消耗，还会造成反应器内结碳，影响设备的使用寿命。因此，通常需要对第一反应器内生成的丙烯醛进行适当冷却，以减少丙烯醛的深度氧化反应，提高丙烯酸的产率。

申请号为98123609.X的发明申请中公开了一种丙烯酸的生产方法，该方法中使用了一种固定床壳管式热交换器型反应器，其包括壳体和壳体内部竖直安装的大量反应管，在每一反应管的下部，设置装有第一阶段催化剂的第一阶段催化剂层，在每一反应管的上部，设置装有第二阶段催化剂的第二阶段催化剂层，装有惰性物质的惰性物质层设置于第一阶段催化剂层和第二阶段催化剂层之间；该惰性物质层的空隙比介于40～99.5%；该惰性物质层具有足够的长度以便将从第一阶段催化剂层出来的反应气体冷却到适于导入第二阶段催化剂层的温度，且位于的位置使得第一阶段催化剂层上端的催化剂和第二阶段催化剂层下端的催化剂基本不受隔板的热影响；含有丙烯的起始气态物质由反应管的下部导入，反应气体以上流流过反应管。从隔板到惰性物质层底端的长度为至少30mm，惰性物质层的长度足以将经过惰性物质层进入第二阶段催化剂层的反应气体冷却到不高于进入上部空间的载热体入口温度的15℃。

上述发明中，在反应管内由上至上依次设置第一阶段催化剂层、惰性物质层和第二阶段催化剂层，反应气为下进上出，在第一阶段催化剂层中进行第一阶段氧化后，通过惰性物质层进行冷却，冷却后再进入第二阶段催化剂层中进行第二阶段氧化。

又如申请号为200880025466.X发明申请中公开了一种通过两段催化气相氧化制备丙烯酸的方法，包括利用第一固定床反应器将含丙烯的气体催化气相氧化生成含丙烯醛的气体，然后利用第二固定床反应器将所得到的反应生成气相催化气相氧化制备丙烯酸的两段催化气相氧化中，在设置于第一固定床反应器内的催化剂层的气流方向下游侧和/或第一固定床反应器的气体出口侧的冷却部，以空隙率为45～99%来配置由固体惰性材料形成的填充物，其中所述第一固定床反应器中填充有用于将丙烯通过催化气相氧化转化为丙烯醛的催化剂，所述第二固定床反应器中填充有用于将丙烯醛通过催化气相氧化转化为丙烯酸的催化剂。在设置于第二固定床反应器内的催化剂层的气流方向上游侧和/或第二固定床反应器的气体入口侧的冷却部，配置用于吸附和/或吸收有机物和/或碳化物的处理剂。

上述发明中，通过在设置于第一固定床反应器内的催化剂层的气流方向下游侧和/或第一固定床反应器的气体出口侧的冷却部，以空隙率为45～99%来配置由固体惰性材料形成的填充物，由此可以得到高的热效率，并且可以可靠地抑制丙烯醛的自动氧化以及有机物或碳化物的附着或堆积。