用于流化床反应的方法与装置制造方法及图纸

一种在催化剂流化床存在下，让（ａ）至少一种气体反应剂和（ｂ）至少一种选自反应剂、冷却剂及其它们的混合物的液体接触的方法和装置，其中液体通过至少一个位于流化区域内的入口加入反应器，气体反应剂通过至少一个靠近所述支撑部件的流化区域内的入口加入反应器。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般地涉及流化床多相气-相反应，还涉及用于这些反应的装置。例如，由EP-A-0546677、EP-A-0685449和EP-A-0847982知道，流化床反应器及它们在涉及含分子氧的气体与多相气相反应固体催化剂的处理中的应用。EP-A-0546677描述了在流化床反应区域将乙烷氧化成乙酸的方法。在EP-A-0546677描述的实施例中，乙烷与含有水、CO、CO2、O2乙烯和乙烷的循环气流合并，而这种合并的气流加到流化床反应器。含分子氧的气流与蒸汽分开加入流化床反应器。热的氧化产物从反应器顶部排出。EP-A-0685449公开了一种在流化床反应器中生产乙酸乙烯酯的方法，该方法包括乙烯和乙酸通过一个或多个入口加入流化床反应器、含氧气体通过至少另外一个入口加入流化床反应器，在流化床反应器中合并含氧气体、乙烯和乙酸，同时与流化床催化剂材料接触，能够使乙烯、乙酸和氧反应生成乙酸乙烯酯，再从流化床反应器回收乙酸乙烯酯。根据EP-A-0685449，可以加入纯氧或它与氮或二氧化碳之类的惰性气体的混合物。由于氧和烃直到其在反应器内两者才混合，有催化剂时，它们相遇就立刻进行反应，这样导致氧分压降低。因此，除了乙烯和乙酸反应物外，含氧气体通过至少另外一个入口加入反应器的优点是，可允许安全地使用非常高含量的氧气，而不用高投料量可燃性气体混合物。EP-A-0847982公开了一种生产乙酸乙烯酯的方法，该方法是在流化床反应器中，在高温与在流化床催化剂材料存在下，让乙烯、乙酸和含氧气体进行反应，其特征在于将液体引入流化床反应器，其目的是通过液体蒸发除去反应产生的热量。根据EP-A-0847982，适合加入流化床反应器的液体可以是反应物、惰性液体或反应产物，或它们中两种或多种混合物。因此，至少部分乙酸反应物可以液体形式加入流化床反应器。据说一种适合的产品是水，它是以乙烯、乙酸和氧的反应副产物生成的，因为它具有相对高的蒸发潜热。该申请还指出乙酸乙烯酯产物和/或乙醛副产物也可以循环，以液体形式加入流化床反应器。根据EP-A-0847982，该液体可以通过适当排列的注入设备加入流化床反应器中。已指出在流化床反应器中可以使用单个注入设备，或可以排列多个注入设备。根据EP-A-0847982，将液体加入流化催化剂床时，使用的注入设备的数量是使用每台注入设备都提供充分穿透和分散的液体以达到使液体良好分散通过流化催化剂床。据说优选的注入设备是一个喷嘴或多个喷嘴，它们包括以气体引发的雾化喷嘴，其中使用气体有助于注入液体，还包括只是喷液体类型的喷嘴。根据EP-A-0847982，可以采用乙烯和/或含氧气体和/或循环气体在加入反应器之前鼓泡通过液体的方法，让液体与乙烯和/或含氧气体和/或循环气体加入流化床反应器。在另外实施方案中，指出液体可以泵入构成流化床反应器基本组件的格栅板区域，在这里与进入的乙烯和/或含氧气体和/或循环气体接触会推动液体向上流入流化催化剂床。在另一种实施方案中，指出液体可以通过一个或多个喷射棒，还可与一种或多种气体原料一起泵入反应器中。根据EP-A-0847982，一个或多个喷嘴可以位于反应器格栅中或位于格栅上的反应器壁中。EP-A-0985655公开了一种生产乙酸乙烯酯的流化床方法，该方法包括将乙烯、液体乙酸和含氧气体加入流化床反应器，反应器中共-助催化剂的量高到6％(重量)催化剂。该申请指出，乙酸以液体形式加入反应器，还可与某些呈蒸汽形式的酸一起加入反应器，还指出，可以采用任何合适的注入设备将液体乙酸加入流化床反应器，例如其设备可以是以气体引发的雾化喷嘴或只是液体喷射类喷嘴。该申请还指出，可以使用一个或多个喷嘴，另外，循环的乙酸可以通过与粗制乙酸预混合或使用分开的注入设备加入反应器。在EP-A-0985655描述的实施例中，来自储存器(1)的新乙酸和循环的乙酸，与某些循环气体(3)一起泵入到流化床(2)内的双流体喷嘴。余下的循环气体原料(3)、新乙烯(4)和氧(5)进入增压室，通过烧结板进入反应器。新氧(6)可以直接加入流化床。提供稀相区以分离催化剂(7)。气体产物通过烧结过滤器元件(未绘出)由出口(8)离开反应器。还需要一种用于流化床多相气体-相反应的改进方法和装置，其中至少一种气体和至少一种液体被加入催化剂流化床。因此，根据本专利技术一个实施方案，提供一种在催化剂流化床存在下，让(a)至少一种气体反应剂和(b)至少一种选自反应剂、冷却剂及其它们的混合物的液体接触的方法，该方法包括(i)用流化气体使反应器流化区域中的可流化催化剂床进行流化，所述的反应器有所述催化剂床的流化区域，和所述催化剂床在所述流化区域中的支撑部件；(ii)所述至少一种液体通过至少一个位于所述流化区域内的入口加入到所述反应器；以及(iii)所述至少一种气体反应剂通过至少一个位于靠近所述支撑部件的所述流化区域内的入口加入到所述反应器。根据本专利技术另一种实施方案，提供流化床多相反应的装置，其中将(a)至少一种气体反应剂和(b)至少一种选自反应剂、冷却剂及其它们的混合物的液体加入到催化剂流化床，其装置包括反应器，它具有(1)催化剂流化床的流化区域；(2)在所述流化区域内催化剂流化床的支撑部件；(3)至少将一种气体反应剂加入所述反应器的至少一个入口；以及(4)至少将一种选自反应剂、冷却剂及其它们的混合物的液体加入所述反应器的至少一个入口，其中所述至少一个液体入口位于所述的流化区域内，所述至少一个气体反应剂入口位于靠近所述支撑部件的所述流化区域内。在本专利技术的方法和装置中，加入到催化剂流化床的液体反应剂和/或冷却剂，可以在相对于流化区域内支撑部件的任何位置加入，因为流化催化剂循环可使其分散在整个区域。采用流化催化剂分配液体的优点是可以需要较少的液体入口。通过适当催化剂孔隙度和/或采用适当的化学试剂，可能有利于用流化催化剂分配液体。在本专利技术的方法和装置中，气体反应剂通过至少一个位于靠近所述支撑部件的所述流化区域内的入口加入到催化剂流化床，为气体反应剂与催化剂流化床之间提供长接触时间，还提供整个床中的高气体反应剂浓度。这有利于反应速率取决于气体反应剂(例如乙烯乙酰化生成乙酸乙烯酯中的氧)浓度的反应。气体反应剂进入在催化剂床支撑件下部的增压室也可以提供气体反应剂与催化剂之间的接触时间，这一点可能受到限制。例如，如果气体反应剂含有分子氧，则需要避免反应器中可能的爆炸混合物和/或高投料量的含分子氧的气体。用于本专利技术的合适的流化床方法包括烯烃乙酰化作用，例如乙烯、乙酸和氧反应生成乙酸乙烯酯，如EP-A-0847982，该申请内容作为参考文献引入本文。在这种方法中，气体反应剂包括含分子氧的气体，它可以与乙烯一起加入到反应器，或优选地至少部分乙烯分开加入到反应器。流化气体可以包括作为新原料和作为循环气体组分的乙烯和氧。至少部分乙酸反应剂可作为液体反应剂和/或冷却剂加入。其他的液体可以作为冷却剂加入。通过至少一个位于靠近流化床支撑部件的流化区域内的入口加入含分子氧的气体，可达到氧与催化剂的长接触时间，而反应器增压室内没有混合物爆炸的危险。通过至少一个位于流化区域内的入口加入到催化剂流化床的液体乙酸反应剂和冷却剂，被催化剂吸收并通过催化剂流化床分配到整个反应器。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在催化剂流化床存在下，让（ａ）至少一种气体反应剂和（ｂ）至少一种选自反应剂、冷却剂及其它们的混合物的液体接触的方法，该方法包括： （ｉ）用流化气体使反应器流化区域中的可流化催化剂床进行流化，所述的反应器有所述催化剂床的流化区域，和所述催化剂床在所述流化区域中的支撑部件； （ｉｉ）所述至少一种液体通过至少一个位于所述流化区域内的入口加入到所述反应器；以及 （ｉｉｉ）所述至少一种气体反应剂通过至少一个靠近所述支撑部件的所述流化区域内的入口加入到所述反应器。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：SJ贝克，TC布里斯托，RW克拉克，M菲奥伦蒂诺，D纽顿，IAB雷德，BL威廉斯，
申请(专利权)人：英国石油化学品有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]