[发明专利]一种异丁烯氧乙酰化反应装置及方法

说明书

本发明公开一种异丁烯氧乙酰化反应装置及方法。所述反应装置中的反应器包括进料口、固定床层和至少一个设置在固定床层中的空腔，所述空腔将固定床层分为上、下不连通的部分；所述空腔上设有若干气体入口，通过所述气体入口向固定床层内的催化剂床层中引入氧气或氮氧混合物。所述空腔能够使通入的气体在固定床层内与催化剂和反应物流均匀、充分接触。在不同床层高度上补充氧气或氮氧混合物，可以使反应在整个催化剂床层上分布更均衡，降低了因各管催化剂装填状态不同引起的各管内物流差异性的累积效应。

技术领域

本发明属于异丁烯氧乙酰化反应领域，具体涉及一种异丁烯氧乙酰化反应装置及方法。

背景技术

异丁烯氧乙酰化反应是指异丁烯、氧气和乙酸在一定温度压力下与催化剂接触生成甲基丙烯醇乙酸酯和2-亚甲基-1,3丙二醇二乙酯的反应。该反应是一个强放热反应，在反应器中容易发生热积累，沿着物流方向温度不断升高，使反应温度不易控制。此外，该反应存在异丁烯过度氧化生成甲基丙烯醛或二氧化碳等副反应，导致异丁烯氧乙酰化反应选择性低。再有，积碳是导致该反应催化剂失活的主要原因。这些因素均会影响异丁烯氧乙酰化反应选择性，影响反应产率。

对于列管式反应器，除存在上述缺点外，还会因各管内催化剂装填的差异导致各管压降不同，从而影响物料流速，影响反应效果。

发明内容

为改善上述技术问题，本发明提供一种异丁烯氧乙酰化反应器，所述反应器包括进料口、固定床层和至少一个设置在固定床层中的空腔，所述空腔将固定床层分为上、下不连通的部分；所述空腔上设有若干气体入口，通过所述气体入口向固定床层内的催化剂床层中引入氧气或氮氧混合物。

根据本发明的实施方案，所述空腔能够使通入的气体在固定床层内与催化剂和反应物流均匀、充分接触。

根据本发明的实施方案，所述空腔设置在反应器的轴向方向上。

根据本发明的实施方案，所述空腔的数量可以为一个、两个、三个或更多个。进一步地，当空腔数量大于等于三个时，各空腔之间的间隔相同或不同，优选为相同。更优选地，当空腔数量大于等于二个时，由各个空腔将固定化床层分隔成为等高或不等高的多段固定床层。

根据本发明的一个实施方案，当所述空腔的数量为一个时，其设置在固定床层的中部，优选为正中部。

根据本发明的一个实施方案，当所述空腔的数量为两个时，其分别设置在固定床层的上部和下部。

根据本发明的一个实施方案，当所述空腔的数量为三个时，其分别设置在固定床层的上部、中部和下部。

根据本发明的实施方案，所述空腔的顶部设置催化剂支撑盘，用于支撑催化剂。优选地，所述催化剂支撑盘具有能够允许物料通过但不允许催化剂通过的孔隙；例如，所述催化剂支撑盘为多孔板。

根据本发明的实施方案，所述空腔的底部设置物流分配器，用于分配物流。优选地，所述物流分配器具有能够允许物料通过但不允许催化剂通过的孔隙；例如，所述物流分配器为多孔板。

根据本发明的实施方案，所述气体入口设置在空腔的侧壁上。优选地，所述气体入口与输送气体的管路连接。

根据本发明的实施方案，所述反应器可以为单管固定床反应器或列管固定床反应器。

根据本发明的实施方案，所述反应器为单管固定床反应器时，所述固定床层即为催化剂床层，至少一个空腔设置在催化剂床层中，所述空腔将催化剂床层分为上、下不连通的部分。

根据本发明的实施方案，所述反应器为列管固定床反应器时，所述固定床层包括多根列管和设置在列管内的催化剂床层，至少一个空腔设置在固定床层中。进一步地，所述空腔还具有再分配作用，使进入下一段固定床层的物流条件相同，降低了因各管内催化剂装填状态不同引起的各管内物流差异性的累积效应。