将流体加入工艺物流中的设备制造技术

一种用于将流体加入工艺物流中的设备，例如将助催化剂加入到制备乙烯基乙酸盐的反应器的供料物流中，该设备包括：（ａ）一个带有弯头的工艺物流管，和（ｂ）一个将流体加入弯头下游的工艺物流中的喷嘴，其特征在于，在管内有一位于弯头下游的流量调整装置，以及喷嘴安装在流量调整装置下游的支撑杆端部，该支撑杆沿基本平行于弯头下游管的方向伸入管内。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种将流体加入工艺物流中的设备，具体说，本专利技术涉及一种将流体加入乙烯基乙酸盐反应器中的设备。乙烯基乙酸盐可通过将乙酸、氧和乙烯在催化剂存在下制备出来，通过采用如乙酸钾水溶液的助催化剂可增强催化剂的活性。通常，反应在含有催化剂的固定床反应器中进行。包括乙酸蒸汽、乙烯和氧的反应工艺物流通过进口送入反应器中。进口包括一位于反应器上游的带有45-90°弯头的管。当反应物分子流(reactant molecules flow)流过管中的弯头时，通过改变流量而加速。这样就改变了反应物分子的速度分布，结果造成工艺物流的速度分布不对称。助催化剂也通过该管加入到反应器中，这通常采用一个安装在刚性支撑杆端部的喷嘴来完成。支撑杆位于弯头的下游，从管壁垂直申入管内。助催化剂以液滴的形式从喷嘴加入管内，同时在管内部分蒸发。通过反应工艺物流携带的助催化剂进入反应器中在催化剂床的上方分布。然而，由于改变了反应工艺物流的速度分布，助催化剂不能在催化剂上方均匀地沉积。问题在于支撑杆相对于物流方向呈直角，进一步改变了反应工艺物流的速度分布。我们旨在提供一种将流体加入工艺物流中的新设备以消除上述的问题。根据本专利技术，提供一种将流体加入工艺物流中的设备，该设备包括(a)一个用于传导工艺物流的管，所述的管有一弯头；和(b)将所述流体加入所述弯头下游的工艺物流中的喷嘴，其特征在于，所述的管有一位于所述弯头下游的流量调整装置，以及所述喷嘴安装在所述流量调整装置下游的支撑杆端部，所述的支撑杆沿着基本平行于所述弯头下游的所述管的方向延伸进入所述管内。管的弯头呈40-120°角，优选约45-100°。在一优选的实施例中，管的弯头呈约90°角。使用中，在位于管的弯头的上游将工艺物流送入管内，工艺物流通过管和该管的弯头。流体通过喷嘴加入到管内。喷嘴流体在弯头的下游位置加入并被工艺物流带走。喷嘴安装在支撑杆上，支撑杆以基本平行于弯头下游的管的方向伸入管内。因此，支撑杆对流过弯头的工艺物流引起的扰动很小。优选地，支撑杆呈管状并连接到喷嘴流体供给源上。优选地，喷嘴流体是液体。当工艺物流通过弯头时，通过改变流量加速该分子流。这样改变了工艺物流的速度分布，其结果，工艺物流速度分布是不均匀不对称的。该弯头还可引起工艺物流涡流。通过在本专利技术的管内安装流量调整装置可缓解上述缺陷中的至少一种。在一优选的实施例中，流量调整装置包括一带有一组轴向通道的本体。在使用中，本体位于该管弯头的下游，并使该通道基本平行于该弯头下游的管的方向(纵轴)。当工艺物流通过该通道时，在流体流形中的任意涡流都减少了。然而，该工艺物流的速度分布仍没有改变。在本专利技术的优选实施例中，流量调整装置包括一带有许多孔的板。优选这些孔呈小孔或缝隙状并彼此均匀分开，例如板可包括一组直径为5-30mm，优选8-12mm的孔，这些孔的间隔约为5-30mm，优选12-17mm。在一优选的实施例中，板有一组直径为10mm，间隔为14.7mm的孔。在使用中，板减少了流体流过管的自由面积，因而工艺物流通过这些孔产生了压力降。按照管进口的流体计，压力降相当于约5-20速位差。压力降使扰动增强，并接近于通过板的孔的流量。其结果，减缓或限制了工艺物流速度分布的改变。喷嘴位于流量调整装置的下游，这样，加入该管的喷嘴流体被工艺物流携带沿着该管行进，工艺物流的流型对于涡流和/或对于速度分布不均匀来说都得到了调整。当采用多孔板作为流量调整装置时，喷嘴可连接到板上。在一优选的实施例中，提供的多孔板带有孔。在使用时，喷嘴通过孔插入并通过如夹持装置固定就位。夹持装置可采用一种连接到板上的导向筒形。使用导向筒可保证在每次使用时喷嘴都处于相同的位置。优选地，导向筒应确保喷嘴的端部刚好从板的下侧伸出。这样可使要加入的喷嘴流体进入管的最佳混合区域。可采用本专利技术作为固定床反应器的进口，例如可使工艺物流和喷嘴流体与位于其中用催化剂床接触。在一优选的实施例中，该进口可连接到用于生产乙烯基乙酸盐的固定床反应器上。在这个实施例中，包含乙酸蒸汽，乙烯和氧的工艺物流被送入反应器中，同时还将作为喷嘴流体的助催化剂例如乙酸钾溶液加入反应器中。助催化剂在进入管内后蒸发并被反应物流带入反应器中，在催化剂床上方沉积。我们发现，上述物流以蒸汽形式在催化剂床上方沉积比以液体形式更为均匀。这样，在一优选的实施例中，喷嘴和催化剂床之间的距离可调节到在进口内喷嘴流体的滞留时间达到最大。这样，就确保高比例的喷嘴流体在进入反应器之前被蒸发。本专利技术还包括一个分配器，例如是板形的。优选板是圆形的，当将其安装在催化剂床以上的部分时，提供一直立的平面，该平面基本垂直于弯头下游管的方向。该板可消除进入的工艺物流/喷嘴流体混合物通过湍动涡流时产生的冲击压力，并通过在反应器顶部空间形成循环来促使工艺物流和喷嘴流体混合物的反混。这样就确保喷嘴流体充分地分散在工艺物流中，并可均匀地在催化剂床上沉积。该板可安装在支承构件上，该支承构件可紧固到催化剂床的表面，例如将该构件嵌入到催化剂床表面以下预定的深度。优选该板安装在催化剂床的中心区域上方。根据本专利技术的又一个方面，提供一在固定床反应器中生产乙烯基乙酸盐的方法，该方法包括如下步骤提供一带有弯头和位于所述弯头下游的流量调整装置的管，将管连接到固定床反应器上，提供一安装在支撑杆端部的喷嘴，将喷嘴放置于管内，使喷嘴位于弯头的下游和流量调整装置的下游，支撑杆沿着基本平行于弯头下游管的方向伸入管内，沿着管将包括乙酸、乙烯和氧的反应工艺物流送入反应器中，通过喷嘴将助催化剂流体送入反应工艺物流中，在催化剂床上沉积助催化剂，和在反应器中，使乙烯、乙酸和含氧的气体反应生产乙烯基乙酸盐。现在，本专利技术的这些和其它的方面通过实施例并参看附附图说明图1描述，附图1示出根据本专利技术的实施例将流体加入工艺物流中的设备。在图1中，进口(10)安装在带有催化剂床(13)的固定床反应器(12)上。进口(10)包括管(14)，喷嘴(16)，支撑杆(18)和流量调整装置(20)。管(14)有在反应器(12)上游的一约为90°的弯头(15)。该喷嘴(16)位于该弯头的下游并安装在支撑杆(18)的端部，该支撑杆是一连接到喷嘴流体的供给源(28)上的管。如图所示，支撑杆(18)按照“D”方向，即平行于弯头(15)下游的管(14)的方向伸入管(14)内。在应用中，包含乙酸蒸汽、乙烯和氧的反应工艺物流经管(14)加入反应器(12)内。当反应物流沿着弯头(15)送入时，通过改变流量反应物分子流将加速。这样，就改变了物流的速度分布。接着采用流量调整装置(20)调整速度分布。流量调整装置(20)包括多孔板，该板安装在管(14)的“P”位置。板包括一组10mm直径孔(21)，彼此间隔14.7mm。在应用中，板减少了流体流通过管的自由面积，这样，工艺物流在通过这些孔时会产生压力降。这将强化物流的湍动，并使通过这些孔的流量几乎相同。其结果，减弱或限制了物流速度分布的改变。用喷嘴(16)将乙酸钾溶液助催化剂加入到管(14)中的工艺物流中，并将被“调整”的反应物流带入反应器(12)中。喷嘴(16)插入多孔板的一个孔内，使喷嘴的端部刚好从板的下侧伸出。喷嘴(16)通过导向筒(没有示出)保持在这个位置。本文档来自技高网...

【技术保护点】
将流体加入工艺物流中的设备，该设备包括： （ａ）一个传导所述工艺物流的管，所述管有一弯头；和 （ｂ）一个将所述流体加入所述弯头下游的工艺物流内的喷嘴；其特征在于所述管有一个位于所述弯头下游的流量调整装置，以及所述喷嘴安装在所述流量调整装置下游的支撑杆端部，该支撑杆沿着基本平行于所述弯头下游管的方向伸入所述的管内。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：DA科尔曼，
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]