[发明专利]一种连续化生产低价态铬负载催化剂的系统及方法

权利要求书

1.一种连续化生产低价态铬负载催化剂的反应系统，其包括：

首段管式反应器，其中发生氧化还原反应，沿着物料流动的方向，所述首段管式反应器依次包括：第一进料口、第二进料口、多层筛板、第三进料口和用于排出反应物料的第一出料口；

次段管式反应器，其中发生浸渍反应，其包括：设置在其内部的气液再分布器、具有与所述次段管式反应器的长度方向平行且端部开口的多个反应管的多管程管式反应器，设置在所述次段管式反应器的入口处的气液再分布器的一端与所述首段管式反应器的第一出料口相连通，用于进料来自所述首段管式反应器的反应物料；所述气液再分布器中的分布孔与所述多管程管式反应器的多个反应管一一对应；

雾化器，该雾化器与所述多管程管式反应器的出料口连通，用于喷雾反应物料；

干燥塔，所述雾化器设置在所述干燥塔的上部空间内，所述干燥塔用于接收来自所述雾化器的反应物料，并进行干燥；

焙烧炉，其接收来自所述干燥塔的反应物料，并进行焙烧获得产品。

2.根据权利要求1所述的反应系统，其中，

所述首段管式反应器为蛇形管式反应器；

优选地，所述第一进料口设置在所述首段管式反应器的端部，第二进料口设置在所述首段管式反应器的侧面，并在所述第二进料口上设置进料混合器；

优选地，所述进料混合器为设置在首段管式反应器的内部且位于所述第二进料口前端的折流挡板，其使得来自第二进料口的物料的流动方向改变为沿着所述首段管式反应器流动。

3.根据权利要求1或2所述的反应系统，其中，

在所述首段管式反应器内设置多个相互交错的挡板，所述挡板位于所述第二进料口和所述筛板之间；更优选地，所述挡板切割率为30％～40％；

优选地，所述筛板孔为缩径孔，缩径角度α为10～20°，进料端孔径β为5～10mm；更优选地，筛板之间的间距1.5～2m。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的反应系统，其中，

所述第一进料口和第二进料口与原料的储料罐之间分别设置高压进料泵和进料管道；

优选地，在所述次段管式反应器外设置保温夹套；

优选地，连接管路、首段管式反应器和次段管式反应器的材质为非金属、钛材或哈氏合金。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的反应系统，其中，

所述雾化器设置多个剪切盘和雾化喷管，喷管上均匀分布直径100～150μm的出料孔；

优选地，在所述干燥塔顶部设置出口，用于排出干燥过程中产生的气体。

6.一种连续化生产低价态铬负载催化剂的方法，其使用根据权利要求1至5中任一项所述的反应系统，并且包括如下步骤：

1)通过第一进料口进料草酸，以及通过第二进料口进料高价态铬，经过任选的挡板，以及在所述筛板的扰流作用下混合，并在所述首段管式反应器中发生氧化还原反应；

2)通过第三进料口进料载体和任选的助剂，并与经历氧化还原反应的反应物料混合，再经由所述气液再分布器流入所述多管程管式反应器的反应管中发生浸渍反应，

3)来自步骤2)的反应物料经过所述雾化器雾化后，在干燥塔内进行闪蒸、干燥，得到催化剂前驱体；

4)将所述催化剂前驱体进料至焙烧炉，经空气氛围焙烧后得到低价态铬负载催化剂。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，

步骤1)中，所述高价态铬原料中的铬元素与所述草酸的进料摩尔比1∶(2.8～3.2)，优选为1∶(2.9～3.1)；

优选地，所述高价态铬原料为铬价态为+4以上的化合物，进一步优选选自三氧化铬、重铬酸、重铬酸钠和醋酸铬中的一种或多种；

优选地，所述草酸以溶液的形式进料，优选以水溶液的形式进料，进一步更优选所述草酸溶液的质量浓度为30％～55％；

优选地，所述高价态铬原料以溶液形式进料，优选以水溶液形式进料，进一步优选所述高价态铬原料的质量浓度为40％～60％。