一种羰基化反应釜制造技术

本发明专利技术涉及一种羰基化反应釜，包括：釜体与设置在所述釜体内的隔板将所述釜体分隔成两端相通的上行区与下行区；在所述釜体的底部设有液体出口，顶部设有气体出口；在所述釜体的上部设有液体进口与液体分布器，所述液体分布器的至少一个开口向上的液体喷射口设于所述上行区内或位于所述上行区朝向顶部的纵向延伸区内，且液体分布器的至少一个开口向下的液体喷射口设于所述下行区内或位于所述下行区朝向顶部的纵向延伸区内；在所述釜体的下部设有气体进口与气体分布器，所述气体分布器的气体喷射微孔位于所述上行区内或位于所述上行区朝向底部的纵向延伸区内且开口向上；所述液体分布器的设置位置高于所述气体分布器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种羰基化反应釜，属于化工设备领域。
技术介绍
醋酸与醋酸酐是重要的有机化工原料，广泛用作医药、染料、香料和有机合成的原料，它们的工业合成一般采用羰基化的方法。具体为采用甲醇、CO为原料与催化剂进行羰基化反应得到醋酸；以乙酸甲酯、甲醇和一氧化碳为原料，在铑系催化剂作用下反应制得醋酐。由于醋酸与醋酸酐的羰基化是多相化学反应，为了使反应物混合均勻，一般采用带有搅拌器的反应釜，但由于带有搅拌器的反应釜密封性差，耗费能源大，且产生故障后不易拆卸而影响反应进度，因此近年来多采用无搅拌装置的反应釜来进行羰基化反应。上述无搅拌器的羰基化反应釜，诸如日本专利JP8188M7A，其公开了一种内循环式羰基化反应釜，包括釜体，釜体内有一圆柱形两端开口的内筒；在釜体底部且位于所述内筒的下方设置有液体进口、气体进口及喷嘴，在釜体的上部设置有将催化剂从液体中进行分离的分离室，分离后的液态反应产物从设置与所述分离室侧壁的液体出口处排出；此外， 在分离室顶部还设有气体出口，气体出口连接冷凝器；该技术中的羰基化反应釜在运行时， 催化剂事先分布在反应釜中，由液体进口和气体喷嘴向内筒内导入液体和气体，液体和气体带动催化剂流动，从而在内筒内形成催化剂、气体和液体向上流动的混合物流体，在釜体与内筒之间的间隙处形成向下的流体，从而在整体上构成料液流动的循环，最后，反应产物经分离室分离后由液体出口排出，未反应的气体和产生的尾气由气体出口排出。上述技术中，由于在该反应釜中，气体和液体的出口均设置在内筒的底端，工作时内筒中的反应混合物需要在气体原料向上喷射力的带动下向上运动，但当气体原料的喷射力不足时则不能有效地带动反应混合物向上运动至内筒的顶端，更无法实现反应混合物自内筒顶端向下循环的顺利进行。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是现有技术中的羰基化反应釜气体和液体的出口均设置在内筒的底端，工作时内筒中的反应混合物需要在气体原料向上喷射力的带动下向上运动，但当气体原料的喷射力不足时则不能有效地带动反应混合物向上运动至内筒的顶端，更无法实现反应混合物自内筒顶端向下循环的顺利进行；进而提出一种能够在反应釜中形成快速有效的反应混合物循环的羰基化反应釜。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种羰基化反应釜，其包括釜体，连接设置在所述釜体内的隔板将所述釜体分隔成两端相通的上行区与下行区； 在所述釜体上设有液体进口、液体出口和气体进口，顶部设有气体出口 ；与所述液体进口相连接，在所述釜体内设置有液体分布器，所述液体分布器上设有液体喷射口 ；与所述气体进口相连接，在所述釜体内设置有气体分布器，所述气体分布器上设有气体喷射微孔；所述液体分布器的设置位置高于所述气体分布器，所述液体分布器的至少一个第一液体喷射口位于所述上行区内或位于所述上行区朝向顶部的纵向延伸区内，且液体分布器的至少一个第二液体喷射口位于所述下行区内或位于所述下行区朝向顶部的纵向延伸区内；所述第一液体喷射口的开口向上，所述第二液体喷射口的开口向下；所述气体分布器的气体喷射微孔位于所述上行区内或位于所述上行区朝向底部的纵向延伸区内，所述气体喷射微孔的开口向上。所述液体分布器的设置位置不高于所述隔板的顶端，所述气体分布器的设置位置不低于所述隔板的底端。所述隔板以所述釜体的轴线为中心轴线环绕连接形成圆柱形。所述气体分布器的气体喷射微孔以所述釜体的轴线为中心对称设置。所述第一液体喷射口以所述釜体的轴线为中心对称设置，所述第二液体喷射口以所述釜体的轴线为中心对称设置。所述隔板为圆弧形曲面，所述隔板与所述釜体内壁相连接，从所述隔板的上端与所述釜体相接处开始向下倾斜设有第一开口截面，从所述隔板的下端与所述釜体相接处开始向上倾斜设有第二开口截面。所述第一开口截面与所述釜体轴线的夹角为20-90°。所述夹角为45°。所述第二开口截面与所述釜体轴线的夹角为20-90°。所述夹角为60°。其中，本专利技术所述的气体喷射微孔中所述微孔是指孔的直径达微米级。所述气体喷射微孔的直径为5-20微米。本专利技术与现有技术方案相比具有以下有益效果(1)本专利技术所述的羰基化反应釜中，所述液体分布器的设置位置高于所述气体分布器， 所述液体分布器的至少一个第一液体喷射口位于所述上行区内或位于所述上行区朝向顶部的纵向延伸区(将隔板沿轴向延伸，延伸出的隔板将釜体分割成上行区的纵向延伸区与下行区的纵向延伸区)内，且液体分布器的至少一个第二液体喷射口位于所述下行区内或位于所述下行区朝向顶部的纵向延伸区内；所述第一液体喷射口的开口向上，所述第二液体喷射口的开口向下；所述气体分布器的气体喷射微孔位于所述上行区内或位于所述上行区朝向底部的纵向延伸区内，所述气体喷射微孔的开口向上；液体原料与液体催化剂由液体进口及液体喷射口输入到釜体中，同时气体原料由气体进口及气体喷射微孔输入到上行区或上行区朝向顶部的纵向延伸区中，气体喷射微孔开口向上，喷出的气体与上行区或上行区纵向延伸区中的液体混合后形成均勻的反应混合物并进行反应，且反应混合物在气体喷射微孔喷射力的带动下自下而上运动，当达到上行区或上行区朝向顶部的纵向延伸区中的第一液体喷射口附近时，第一液体喷射口向上的喷射力能够补充提供动力带动反应混合物继续向上运动，当反应混合物进入到下行区或下行区朝向顶部的纵向延伸区中受重力的影响向下运动时，由第二液体喷射口喷出的液体原料与液体催化剂补充进反应混合物中， 为羰基化反应提供新的反应物，同时第二液体喷射口向下的喷射力提供动力带动反应混合物向下运动回到上行区或上行区朝向底部的纵向延伸区中继续参与反应与循环，进而使反应混合物在釜体中形成了快速有效的循环。(2)本专利技术所述的羰基化反应釜中，所述液体分布器的设置位置不高于所述隔板的顶端，所述气体分布器的设置位置不低于所述隔板的底端；反应混合物在上行区与下行区的轴向延伸区中进行循环时，由于没有隔板的隔离，上行与下行的反应混合物容易相遇并发生混合而使向上或向下的喷射力相抵消，从而较弱了循环的进行，将反应混合物的循环限定在上行区与下行区之间避免了这种情况的发生，而且缩短了循环的运行距离，加快了循环的进行。(3)本专利技术所述的羰基化反应釜中，所述隔板以所述釜体的轴线为中心轴线环绕连接形成圆柱形，所述气体分布器的气体喷射微孔以所述釜体的轴线为中心对称设置，所述第一液体喷射口以所述釜体的轴线为中心对称设置，所述第二液体喷射口以所述釜体的轴线为中心对称设置；上行区与下行区之间反应混合物的循环在各个方向上均勻进行，从而保证了反应混合物在上行区中的分布均勻，在整个上行区中均能进行羰基化反应，提高了反应的效率和产率。(4)本专利技术所述的羰基化反应釜中，所述隔板为圆弧形曲面，所述隔板与所述釜体内壁相连接，从所述隔板的上端与所述釜体相接处开始向下倾斜设有第一开口截面，从所述隔板的下端与所述釜体相接处开始向上倾斜设有第二开口截面。所述隔板与釜体的内壁相接将釜体分隔为上行区与下行区，这样节省了反应釜的制造材料，而且方便釜体内不同区域的修整与清洗，向下倾斜与向上倾斜的开口截面使得反应混合物在上行区与下行区间的循环距离缩短，从而无需很大的动力就能构成反应混合物的循环，使得循环更易实现。附图说明为了使本专利技术的内容更容易被理解，本专利技术结合附图和具体实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王振宇，唐应吉，尚建选，马晓迅，张蕾，
申请(专利权)人：陕西煤业化工技术开发中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：