仲丁醇脱氢制甲乙酮的进料及反应装置制造方法及图纸

技术编号:20890212 阅读:33 留言:0更新日期:2019-04-17 14:04
本实用新型专利技术涉及一种仲丁醇脱氢制甲乙酮的进料及反应装置,属于低碳醇脱氢制酮装置领域。所述的进料及反应装置,仲丁醇线依次与第一换热器和汽化罐相连接,汽化罐上端连接有第二换热器,第二换热器依次与加热器和反应器上端相连接;反应器底端通过反应物流出线依次与第二换热器和第一换热器相接通。本实用新型专利技术所提供的仲丁醇脱氢制甲乙酮的进料及反应装置,解决了反应器因出现“冷点”而导致的催化剂利用率低的难题,提高了催化剂利用率,降低反应器设备投资,具有仲丁醇转化率高、操作弹性区间宽的优点,能满足高空速进料要求。

【技术实现步骤摘要】
仲丁醇脱氢制甲乙酮的进料及反应装置
本技术涉及一种仲丁醇脱氢制甲乙酮的进料及反应装置,属于低碳醇脱氢制酮装置领域。
技术介绍
甲乙酮(简称MEK)又名甲基乙基酮、2-丁酮,是一种无色透明液体,有类似丙酮的气味。甲乙酮是一种优良的有机溶剂,具有优异的溶解性和干燥特性,其溶解能力与丙酮相当,但具有沸点较高,蒸汽压较低的优点,可与多种烃类溶剂互溶,对各种天然树脂、纤维素酯类、合成树脂具有良好的溶解性能,具有广泛的用途。目前,工业上反应器多采用等温列管式,即列管内装填催化剂,而壳程中的导热油为反应提供热量,通过控制导热油进入壳程的量控制列管温度。由于仲丁醇脱氢制甲乙酮是一个吸热反应,沿着物料流动方向床层温度先降后升,会出现一个“冷点”,即反应平衡点,在“冷点”附近,反应速率低,催化剂利用率小。传统仲丁醇脱氢工艺物料液相空速为3-5h-1,随着空速的增加床层冷点温度不断降低,导致催化剂利用率和甲乙酮收率变低,提高导热油温度容易发生仲丁醇脱水,醇酮缩合及酮酮缩合等副反应,并易导致催化剂表面积碳。提高导热油循环流量能提高床层“冷点”区域温度,但由于化学反应的放热与床层温度为非线性关系,而应用于移热过程的冷却规律却呈现线性关系,导致反应器中床层温度的非线性分布,单纯提高导热油循环量会导致催化剂上段床层导热油供应“过度”,造成能源浪费。采用多段固定床反应器,在段间设置换热器,通过调节反应物的温度,限制每段床层的温降,使反应在最适宜温度下进行,适用于控制床层温度和实现最适宜反应温度操作的需要,但这样会增大投资,使装置经济性降低。延长反应器高度、拓宽反应稳定温区也有利于提高仲丁醇的转化率和甲乙酮收率,但是这依旧没有解决因“冷点”带来的催化剂利用率低的难题。此外,该方法还会因物料停留时间延长而增加副反应发生的几率;采用多个反应器并联分流的方法能显著提高床层“冷点温度”,提高装置操作弹性,但是该方法存在设备投资大的问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足,本技术的目的是:提供一种仲丁醇脱氢制甲乙酮的进料及反应装置,解决了反应器因出现“冷点”而导致的催化剂利用率低的难题,提高了催化剂利用率,降低反应器设备投资,具有仲丁醇转化率高、操作弹性区间宽的优点,能满足高空速进料要求。为解决上述问题,本技术所采取的技术方案是:一种仲丁醇脱氢制甲乙酮的进料及反应装置,仲丁醇线依次与第一换热器和汽化罐相连接,汽化罐上端连接有第二换热器,第二换热器依次与加热器和反应器上端相连接;反应器底端通过反应物流出线依次与第二换热器和第一换热器相接通。所述的反应器一端设置有导热油上线,另一端设置有导热油回线;导热油上线与反应器之间设置有导热油流量控制阀。所述的反应器壳程内设置有N个隔板,将反应器壳程内分为N+1个加热腔,N为等于大于1的整数;反应器内还设置有反应列管。所述的反应列管数量为10000-40000根,反应列管长为2-8米,内径为1-5cm。所述的反应器为等温列管反应器,反应列管内装填催化剂。所述的催化剂为铜锌铝系催化剂。所述的加热腔内加热介质为导热油,导热油温度为260℃。导热油流经加热腔,实现对列管内温度的控制,通过控制导热油流量控制阀控制各个加热腔内加热介质的流量,从而实现对相应的列管内催化剂床层温度的控制。所述的反应器入口温度由加热器控制,加热器的加热介质为导热油或蒸汽的一种,反应器入口温度为260℃。仲丁醇脱氢制甲乙酮是一体积增大的吸热反应,沿着物料流动方向床层温度逐渐下降并达到冷点,随后床层温度上升并趋于平稳,通过控制导热油流量控制阀的流量开度,加大出现冷点处的反应列管对应加热腔中导热油循环量,使反应平衡点下移,其余加热腔由于相应的列管吸热量很小,可以减少导热油循环量。反应过程中,通过控制加热器加热介质的流量控制反应器入口温度260℃,通过控制反应列管对应加热腔中导热油循环量,使反应器床层温度控制在250-260℃。随着反应的进行,催化剂活性逐渐降低,这时应降低相应反应列管对应加热腔中导热油循环量,节省能源损耗。仲丁醇脱氢制甲乙醇物料液相空速能达到4-8h-1。与现有技术相比,本技术具有如下有益效果:1.本技术解决了反应器因出现“冷点”而导致的催化剂利用率低的难题,实现反应器温度的分区控制,在保证仲丁醇高转化率、甲乙酮高收率及操作弹性的同时,提高了催化剂的利用率,降低反应器设备投资;2.采用气相法仲丁醇脱氢制甲乙酮工艺,与液相法相比,具有仲丁醇转化率高、甲乙酮选择性高、反应活性高的优点;3.原料仲丁醇经过汽化罐汽化及进一步加热后进入反应器,管道中不会出现液相仲丁醇,气体分布性好,能有效克服因原料分布不均匀而出现的反应热点问题;在汽化罐设定的条件下,原料中夹杂的少量重组分不会汽化进入反应器,能有效保护催化剂;4.本技术分两段回收反应生成气的热量,具有热源利用率高的优点。附图说明图1是本技术的结构示意图;图2是反应器内部结构示意图;图中,1-仲丁醇线;2-第一换热线;3-汽化罐;4-第二换热器;5-加热器;6-反应器;7-导热油回线;8-导热油上线;9-导热油流量控制阀;10-反应物流出线;11-隔板;12-加热腔;13-反应列管。具体实施方式下面结合实施例和附图对本技术做进一步的描述。实施例1一种仲丁醇脱氢制甲乙酮的进料及反应装置,仲丁醇线1依次与第一换热器2和汽化罐3相连接,汽化罐3上端连接有第二换热器4,第二换热器4依次与加热器5和反应器6上端相连接;反应器6底端通过反应物流出线10依次与第二换热器4和第一换热器2相接通。所述的反应器6一端设置有导热油上线8,另一端设置有导热油回线7;导热油上线8与反应器6之间设置有导热油流量控制阀9。所述的反应器6壳程内设置有3个隔板11,将反应器6壳程内分为4个加热腔12;反应器6内还设置有反应列管13。所述的反应列管13数量为3000根,反应列管13长为4m,内径为3cm。所述的反应器6为等温列管反应器,反应列管13内装填催化剂。所述的催化剂为铜锌铝系催化剂。所述的加热腔12内加热介质为导热油,导热油温度为260℃。导热油流经加热腔12,实现对反应列管13内温度的控制,通过控制导热油流量控制阀9控制各个加热腔12内加热介质的流量,从而实现对相应的反应列管13内催化剂床层温度的控制。所述的反应器6入口温度由加热器5控制,加热器5的加热介质为导热油,反应器入口温度为260℃。工作过程如下:来自仲丁醇线1的原料仲丁醇经过第一换热器2预热后进入汽化罐3,汽化罐3采用低压蒸汽作为热源,通过控制蒸汽量使仲丁醇汽化,未能汽化的重质物通过汽化罐3底部线排出,汽化后的仲丁醇从汽化罐3顶部排出,气相仲丁醇先后经过第二换热器4和加热器5加热后,自上而下进入反应器6;反应产物通过反应物流出线10先后经过第二换热器4和第一换热器2换热后,继续沿着反应物流出线10排往下一单元;导热油通过导热油上线8进入加热腔12,与列管13内物料换热后通过导热油回线7排出,通过调节导热油上线8与反应器6之间的导热油流量控制阀9开度调节与各加热腔12连通的加热介质流量,进而控制各加热腔12内反应列管13内的床层的温度。本实施例中,床层温度控制在250℃,仲丁醇脱氢工艺物料液相空速为7h-1,仲丁本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种仲丁醇脱氢制甲乙酮的进料及反应装置,其特征在于:仲丁醇线(1)依次与第一换热器(2)和汽化罐(3)相连接,汽化罐(3)上端连接有第二换热器(4),第二换热器(4)依次与加热器(5)和反应器(6)上端相连接;反应器(6)底端通过反应物流出线(10)依次与第二换热器(4)和第一换热器(2)相接通。

【技术特征摘要】
1.一种仲丁醇脱氢制甲乙酮的进料及反应装置,其特征在于:仲丁醇线(1)依次与第一换热器(2)和汽化罐(3)相连接,汽化罐(3)上端连接有第二换热器(4),第二换热器(4)依次与加热器(5)和反应器(6)上端相连接;反应器(6)底端通过反应物流出线(10)依次与第二换热器(4)和第一换热器(2)相接通。2.根据权利要求1所述的仲丁醇脱氢制甲乙酮的进料及反应装置,其特征在于:反应器(6)一端设置有导热油上线(8),另一端设置有导热油回线(7);导热油上线(8)与反应器(6)之间设置有导热油流量控制阀(9)。3.根据权利要求2所述的仲丁醇脱氢制甲乙酮的进料及反应装置,其特征在于:反应器(6)壳程内设置有N个隔板(1...

【专利技术属性】
技术研发人员:冯伟王晓芳蒋强陈鹤车平生焦卫
申请(专利权)人:淄博齐翔腾达化工股份有限公司
类型:新型
国别省市:山东,37

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