【技术实现步骤摘要】
本专利技术具体涉及一种径向床反应器及二元胺的制备方法。
技术介绍
1、现有间苯二甲腈(ipn)催化加氢生产间苯二甲胺(mxda)工艺，国外普遍采用先进的连续加氢工艺；国内多为釜式间歇加氢工艺，产品质量不稳定、安全性差、废碱液难处理。
2、固定床连续加氢工艺采用负载型催化剂，可避免间歇釜式反应工艺品质、安全和环保等各种问题。现有的工业化固定床连续加氢设备，以轴向滴流床为主。随着反应器尺寸的扩大，轴向滴流床气-液分布不均匀的问题越来越突出，严重影响反应器性能。
3、专利cn101954263b提到了一种制备mxda的滴流床设备，滴流床包括反应器壳体，反应器壳体内由上至下依次设置有气液分布器、瓷球床层、催化剂床层，壳体上设置有进料口和出料口，进料口与气液混合器连接，气液混合器将气、液原料进行混合，然后送入进料口。该技术通过气液混合器使气体和液体在进入气液分布器前就可以充分混合，但该设备内部的气液混合体在进入到反应器壳体内部后，不能均匀地通过气液分布器流下，且液体在由液体入口进入到气液混合器内部后，并不能实现气液的均匀混合。该反应器仍属于轴向滴流床型式，无法解决反应器扩能过程中的气-液均布问题，随着生产规模的扩大，轴向滴流床床层直径增加，其产物收率和选择性也会逐渐下降。
技术实现思路
1、本专利技术所解决的技术问题在于克服现有的固定床在扩能过程中存在气液分布不均匀，进而影响产物收率和选择性的问题，提供一种径向床反应器及二元胺的制备方法。本专利技术能有效解决固定床大型
2、本专利技术通过以下技术方案解决上述技术问题：
3、本专利技术公开了一种径向床反应器，其包括：反应床和套管；
4、所述反应床包括用于填充催化剂的第一外壳，所述第一外壳上设置有第一孔和第三孔；所述第一孔位于所述第一外壳的顶部且中心位置，所述第一孔的轴线沿所述反应床轴向；所述第三孔设置在所述第一外壳的侧壁上，所述第三孔轴线沿所述反应床径向，所述第三孔设置有多个，用于流出物料；
5、所述套管设置在所述第一孔中；所述套管包括第一内管和套设在所述第一内管外的第一外管，所述第一内管管壁和所述第一外管管壁之间形成有第一环形通道，所述第一外管的外径与所述第一孔的孔径匹配；所述第一内管的顶部端口开放，底部端口封闭，所述第一内管管壁上设置有多个第一出料孔；所述第一外管的顶部端口开放，底部端口封闭，所述第一外管管壁上设置有多个第二出料孔。
6、本专利技术的径向床反应器运行时，所述套管的第一内管进气体(例如h2)，第一环形通道进液体物料(例如间苯二甲腈ipn和液氨)，第一内管中气体的压力应高于第一环形通道中液体物料的压力，避免气体因液体压力反流；通过高压气体将第一环形通道中的液体撕裂分散，在第一环形通道中，气液两相处于高度的湍流混合状态，使得气液两相在流出第二出料孔时已经达到气液分布均匀的效果。
7、本专利技术的径向床反应器内气、液沿径向流动，流通截面大，床层阻力小，有利于气液的平稳流动；且气体从套管中心进入，将第一环形通道中的液体撕裂分散，在第一环形通道中，气液两相处于高度的湍流混合状态，使得气液两相在流出第二出料孔时已经达到气液分布均匀的效果，能有效解决轴向滴流床大型化时轴向气液分布不均的问题。
8、本专利技术中，较佳地，沿所述第一内管管壁周向设置有多组第一出料孔单元，每组第一出料孔单元包括沿所述第一内管轴向依次分布的多个所述第一出料孔。
9、本专利技术中，较佳地，沿所述第一外管管壁周向设置有多组第二出料孔单元，每组第二出料孔单元包括沿所述第一外管轴向依次分布的多个所述第二出料孔。
10、本专利技术中，较佳地，所述第一出料孔位置和所述第二出料孔位置在所述套管轴向和径向上均错开。更佳地，所述第一出料孔的中心与处于距其最近的四个所述第二出料孔对角连线的中心在所述套管同一径向上。这一优选技术方案使得气体从第一出料孔出来后先喷射到第一外管的内壁上，由第一外管内壁再散开，会让气液物料更均匀通过第二出料孔。
11、本专利技术中，较佳地，所述第二出料孔的直径为所述第一出料孔直径的1.2～1.5倍。优化的方案能够减缓优化气液物料累计在第一环形通道中使第一环形通道内压力过大。
12、本专利技术中，所述第一出料孔的孔径较佳地为2～20mm，更佳地为8mm。第一出料孔孔径越小，第一环形通道内流体湍流越剧烈，混合效果越好，在一般尺寸能够实现本专利技术的基础上，优选方案能够平衡孔径与压降的关系。
13、本专利技术中，所述第二出料孔的孔径较佳地为5～25mm，更佳地为15mm。
14、本专利技术中，较佳地，所述第三孔在所述第一外壳的侧壁上均匀分布。
15、本专利技术中，所述第一内管的开放端和所述第一外管的开放端可位于同一端也可设置在不同的两端，但为了方便进料，所述第一内管的开放端和所述第一外管的开放端位于同一端，均位于所述反应床顶部。
16、本专利技术中，所述第一外管的横截面较佳地为圆形。所述第一内管的横截面较佳地为圆形，提升气体均布效果。
17、本专利技术中，所述第一外管的外径d3与第一内管的外径之比较佳地为1.2～3.0，更佳地为1.6。
18、本专利技术中，所述第一外管外径d3与反应床的直径d1之比较佳地为0.2～0.5，更佳地为0.3。这一优选的技术方案综合协调了气液分布均匀性，和控制尽量小的压降，以及综合反应床径向厚度与催化剂用量对反应效果的影响，实现气液分布均匀性，压降小催化剂量合适，反应效果好。
19、本专利技术中，所述反应床的横截面形状较佳地为圆形，优选形状使得气液分布更均匀，避免出现“死区”。
20、本专利技术中，所述反应床的直径较佳地为1～3m。
21、本专利技术中，所述反应床的高度l1与所述反应床的直径d1之比较佳地为1～4，更佳地为2。这一优选的技术方案综合协调压降分布均匀，使气液均布。
22、本专利技术中，所述第一内管上所述第一出料孔的开孔率较佳地为5～20％，更佳地为5～16％，例如8％。所述第一外管上所述第二出料孔的开孔率较佳地为5～20％，更佳地为5～16％，例如8％。这一优选的技术方案综合协调了物料处理量和气液分布均匀性，同时控制尽量小的压降。
23、本专利技术中，所述径向床反应器较佳地还包括换热件；所述第一外壳的顶部设置有第二孔，所述第二孔轴线均沿所述反应床轴向，所述第二孔设置有多个，多个所述第二孔围绕所述第一孔的周向依次分布；所述换热件设置在所述第二孔中，所述换热件外径与所述第二孔直径匹配，所述换热件用于换热，所述换热件的轴向与所述第二出料孔的轴向垂直，所述换热件与所述第二出料孔位于所述反应床同一径向，使得所述换热件对从所述第二出料孔出来的物料进行分流。
24、本专利技术优选使用换热件，优选的方案进一步使得物料沿径向的路径移动，经所述换热件分流，可以减少或者避免反应床出现“混合死区”，同时换热件还能起到换热效果。
25、本专利技术中，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种径向床反应器，其特征在于，其包括：反应床和套管；
2.如权利要求1所述的径向床反应器，其特征在于，所述第一出料孔位置和所述第二出料孔位置在所述套管轴向和径向上均错开；
3.如权利要求2所述的径向床反应器，其特征在于，沿所述第一内管管壁周向设置有多组第一出料孔单元，每组第一出料孔单元包括沿所述第一内管轴向依次分布的多个所述第一出料孔；沿所述第一外管管壁周向设置有多组第二出料孔单元，每组第二出料孔单元包括沿所述第一外管轴向依次分布的多个所述第二出料孔；所述第一出料孔的中心与处于距其最近的四个所述第二出料孔对角连线的中心在所述套管同一径向上；
4.如权利要求1所述的径向床反应器，其特征在于，所述第一外管的外径d3与第一内管的外径之比为1.2～3.0；
5.如权利要求4所述的径向床反应器，其特征在于，所述第一外管的外径d3与第一内管的外径之比为1.6；
6.如权利要求1至5任一项所述的径向床反应器，其特征在于，所述径向床反应器还包括换热件；所述第一外壳的顶部设置有第二孔，所述第二孔轴线均沿所述反应床轴向，所述第二孔设置有
7.如权利要求6所述的径向床反应器，其特征在于，所述换热件底部与所述第一外壳底部的距离L2与反应床高度L1之比为0.1～0.3；
8.如权利要求1至5任一项所述的径向床反应器，其特征在于，所述径向床反应器还包括第二外壳，所述第二外壳的底部设置有出料口；所述反应床设置在所述第二外壳中，所述第二外壳的内壁与所述第一外壳的外壁之间形成有供所述物料流动的第三环形通道，所述第三环形通道与所述出料口连通。
9.一种二元胺的制备方法，其特征在于，其采用权利要求1～8任一项所述的径向床反应器进行制备，其制备方法包括以下步骤：
10.如权利要求9所述的二元胺的制备方法，其特征在于，所述二元腈为邻苯二甲腈、间苯二甲腈、对苯二甲腈或己二腈，较佳地为间苯二甲腈；
...【技术特征摘要】
1.一种径向床反应器，其特征在于，其包括：反应床和套管；
2.如权利要求1所述的径向床反应器，其特征在于，所述第一出料孔位置和所述第二出料孔位置在所述套管轴向和径向上均错开；
3.如权利要求2所述的径向床反应器，其特征在于，沿所述第一内管管壁周向设置有多组第一出料孔单元，每组第一出料孔单元包括沿所述第一内管轴向依次分布的多个所述第一出料孔；沿所述第一外管管壁周向设置有多组第二出料孔单元，每组第二出料孔单元包括沿所述第一外管轴向依次分布的多个所述第二出料孔；所述第一出料孔的中心与处于距其最近的四个所述第二出料孔对角连线的中心在所述套管同一径向上；
4.如权利要求1所述的径向床反应器，其特征在于，所述第一外管的外径d3与第一内管的外径之比为1.2～3.0；
5.如权利要求4所述的径向床反应器，其特征在于，所述第一外管的外径d3与第一内管的外径之比为1.6；
6.如权利要求1至5任一项所述的径向床反应器，其特征在于，所述径向床反应器还包括换热件；所述第一外壳的顶部设置有第二孔，所述第二孔轴线均沿所述反应床轴向，所述第二...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋慧源，王大军，谢锦锋，罗致远，
申请(专利权)人：上海中化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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