一种树脂催化剂在工业列管反应器上的装填方法技术

本发明专利技术公开了一种树脂催化剂在工业列管反应器上的装填方法，包括如下内容：（1）催化剂装填前在溶剂中浸泡溶胀；（2）在列管反应器底部安装溢流管；（3）将反应器列管中装满溶剂；（4）将所需催化剂加入到装填器中，然后再加入对应量的溶剂，然后打开装填器阀门让溶剂带动催化剂流入列管进行装填，催化剂在列管的溶剂中自然沉降，同时列管中多余的溶剂将从溢流管出口处流出；（5）装填完毕后，将列管中的溶剂放净并回收。该方法使得催化剂在列管反应器上的装填效果均一，操作连贯，可避免催化剂破碎所引起的催化剂损失。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种树脂催化剂在工业列管反应器上的装填方法。
技术介绍
甲基异丁基酮（简称MIBK），是一种用途非常广泛的中沸点溶剂，主要用作硝化纤维、环氧树脂的溶剂等方面。此外，MIBK还是一些有机合成的主要原料，如用于生产甲基异丁基醇、橡胶防老剂4020等许多下游产品。MIBK的生产方法一般分为三步法和一步法。三步法生产流程长，过程复杂，生产效率低，产品成本高。一步法可使得三步法中的三个反应在Pd/树脂催化剂上一步完成。与三步法相比，一步法生产流程短，过程简单，产品成本低。一步法中所使用的Pd/树脂催化剂是在阳离子交换树脂上载钯而制备的。CN1331251A公开了一种树脂催化剂在列管反应器上的装填方法。但该方法在工业化的列管反应器上操作时却很难实现，缺点为：1、催化剂处理步骤复杂；2、每批催化剂表面风干后的干湿程度不一致；3、原料丙酮进入后依旧会在径向上发生膨胀，造成一些催化剂破碎，进而造成催化剂的流失。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种树脂催化剂在工业列管反应器上的装填方法，该方法使得催化剂在列管反应器上的装填效果均一，操作连贯，可避免催化剂破碎所引起的催化剂损失。本专利技术的树脂催化剂在工业列管反应器上的装填方法，包括如下内容：（1）催化剂装填前在溶剂中浸泡溶胀；（2）在列管反应器底部安装溢流管；（3）将反应器列管中装满溶剂；（4）将所需催化剂加入到装填器中，然后再加入对应量的溶剂，然后打开装填器阀门让溶剂带动催化剂流入列管进行装填，催化剂在列管的溶剂中自然沉降，同时列管中多余的溶剂将从溢流管出口处流出；（5）装填完毕后，将列管中的溶剂放净并回收。本专利技术方法中，所述的溶剂为去离子水、丙酮、甲基异丁基酮、异丙醇、异丙叉丙酮或甲基异丁基醇等一步法生产甲基异丁基酮时的产物及副产物中的一种，优选去离子水或丙酮。本专利技术方法中，步骤（1）所述的浸泡时间为12~48小时，优选20~30小时，一般在常温下进行。本专利技术方法中，步骤（2）所述的溢流管由水平横管1、竖直立管2、水平横管2和竖直立管2组成，其中水平横管1一端与反应器底部水平管线连接，另一端连通竖直立管1底端，竖直立管1顶端与水平横管2一端连通，水平横管2另一端与竖直立管2连通，竖直立管2开口向下；水平横管2上部管壁与大气平衡管连通，大气平衡管连通大气；所述溢流管的管径是列管的4~9倍，优选6~8倍，材质一般为耐酸碱塑料管；其中所述的水平即为水平方向，竖直即为竖直方向。一般水平横管为2~4m，竖直立管1的高度不超过列管反应器中列管的顶部高度，大气平衡管内径为25-30mm，竖直立管2的长度不做要求，能够使溶剂流出即可。本专利技术方法中，步骤（4）所述的装填器中溶剂和催化剂的比例为1：3~1：1，其中催化剂的体积以浸泡后的催化剂体积为基准；装填过程中每根列管只装填一次。与现有技术相比，本专利技术方法的优点在于：1）用该方法装填的催化剂，各列管中的催化剂床层高度一致；2）可同时对多个列管进行装填；3）每根反应列管只装填一次，不分次装填，这样能保证催化剂在列管中无分层现象；4）在溶剂中装填，在装置开车前再放净溶剂，可保持催化剂的水分，彻底避免干法装填时催化剂破碎所引起的催化剂损失；5）装填催化剂使用的溶剂可以回收再利用。本专利技术方法应用于丙酮一步法生产甲基异丁基酮工艺中，原料的转化率高、目的产品的选择性好，反应器中的气液分布均匀稳定。附图说明图1为安装溢流管的反应器的结构示意图。其中，1为列管反应器，2为溢流管，3为大气平衡管，4为法兰-1，5为法兰-2，6为水平横管1，7为竖直立管1，8为水平横管2，9为竖直立管2。图2为装填器结构示意图。其中，1为杯体，2为把手，3为放料管，4为放料阀。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术的技术方案作更为详细地说明，而且所述实施例不应理解为本专利技术范围的限制。本专利技术实施例中所使用的催化剂：抚顺石油化工研究院开发的丙酮合成MIBK的专用催化剂，牌号为M-3；反应器为列管反应器，反应管内径为27mm，长6m，该中试反应器共有55根管，每根管可装入3.0L催化剂，催化剂床层设计装填高度为5.3m。实施例11）将所有催化剂浸泡在去离子水中24h，使其骨架充分膨胀。2）如图1所示安装溢流管，在列管反应器底部的法兰-1处断开，用法兰-2连接溢流管；溢流管的管径是列管的6倍左右，材质为耐酸碱塑料管，大气平衡管的内径为25-30mm；3）向反应器内装满去离子水；4）用量筒量取用溶剂浸泡的3.0L催化剂，加入到装填器中，然后加入1L去离子水，然后打开装填器阀门让溶剂带动催化剂流入列管中，催化剂会在水中自然沉降，同时列管中多余的溶剂将从溢流管出口处流出，每根列管装填一次；5）装填完毕，回收溶剂。实施例2同实施例1，只是溶剂变为丙酮，装填器中溶剂和催化剂的比例变为2:3。比较例1催化剂及反应器同实施例1。装填方法如下：将170升M-3催化剂浸泡在丙酮中30分钟，然后过滤出催化剂，并将其铺成5mm左右厚的催化剂层。在阴凉处，用自然风吹干催化剂表面及其孔内的丙酮。在吹干过程中不断翻动催化剂，风干时间为24小时。风干结束后，用量筒称取好所需用量，装填至列管中。比较例2催化剂及反应器同实施例1。装填方法如下：催化剂装填前将所有催化剂浸泡在溶剂中24h，使其骨架充分膨胀。用量筒量取好用溶剂浸泡的3.0L催化剂，然后用溶剂冲送入列管中。比较例3催化剂及反应器同实施例1。装填方法为专利CN1331251A中所述方法。具体步骤如下：将170升催化剂浸在去离子水中24h后，在湿基状态下量取3.0L催化剂并浸泡在丙酮溶剂中，使催化剂表面侵过漂洗溶剂8s左右，然后取出催化剂，倒入搪瓷盘中，铺成5mm左右厚的催化剂料层，在阴凉处风干催化剂表面的丙酮，并在此过程中不断翻动催化剂料层，直到催化剂表面已风干并能自由滚动时，即可装填。将实施例1、2及对比例1~3装填催化剂后的列管反应器进行丙酮一步法生产甲基异丁基酮工艺，反应条件及结果见表1。表1反应条件及结果。由表1中的结果可知，比较例1干基催化剂装填方法，在反应原料丙酮进入列管反应器后，列管内的催化剂轴向膨胀受限，径向膨胀过度，造成少量催化剂因挤压而破碎，使得催化剂流失率升高，并造成催化剂床层入口和出口压差较大。比较例2的湿基催化剂装填方法，在装填过程中催化剂容易挂壁，且伴有气泡，从而影响每根列管中催化剂的装填量，进而影响催化剂的装填效果，此外，如果由于催化剂挂壁或者有少量催化剂残留在量筒中，造成单个列管中催化剂的二次装填，这样会使得催化剂有明显的分层现象，影响催化剂装填效果。比较例3的装填方法，用丙酮漂洗催化剂时，丙酮的挥发可能对操作人员的健康有危害。此外，在风干催化剂表面丙酮这一过程中，催化剂表面丙酮风干程度无法精细掌握，因此风干后的催化剂的含水量会有所偏差，影响催化剂装填效果。采用本专利技术的方法装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种树脂催化剂在工业列管反应器上的装填方法，其特征在于包括如下内容：（1）催化剂装填前在溶剂中浸泡溶胀；（2）在列管反应器底部安装溢流管；（3）将反应器列管中装满溶剂；（4）将所需催化剂加入到装填器中，然后再加入对应量的溶剂，然后打开装填器阀门让溶剂带动催化剂流入列管进行装填，催化剂在列管的溶剂中自然沉降，同时列管中多余的溶剂将从溢流管出口处流出；（5）装填完毕后，将列管中的溶剂放净并回收。

【技术特征摘要】
1.一种树脂催化剂在工业列管反应器上的装填方法，其特征在于包括如下内容：（1）催化剂装填前在溶剂中浸泡溶胀；（2）在列管反应器底部安装溢流管；（3）将反应器列管中装满溶剂；（4）将所需催化剂加入到装填器中，然后再加入对应量的溶剂，然后打开装填器阀门让溶剂带动催化剂流入列管进行装填，催化剂在列管的溶剂中自然沉降，同时列管中多余的溶剂将从溢流管出口处流出；（5）装填完毕后，将列管中的溶剂放净并回收。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的溶剂为去离子水、丙酮、甲基异丁基酮、异丙醇、异丙叉丙酮或甲基异丁基醇中的一种。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的溶剂为去离子水或丙酮。
4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的浸泡时间为12~48小时。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：祁文博，艾抚宾，徐彤，袁毅，乔凯，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21