[实用新型]羰基化制甲酸甲酯反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种化工反应器，具体地说是一种用于生产甲酸甲酯的羰基化反应器。

背景技术

在一定压力和温度下，甲醇与CO在催化剂的作用下，发生羰基化反应生成甲酸甲酯。甲醇羰基化合成甲酸甲酯属于剧烈放热的气液反应，每生成1mol的甲酸甲酯大约会放出7kcal热量。

为了使气体充分分散，现有的生产甲酸甲酯使用的羰基化气液反应器多使用高转速的机械搅拌方式，而这种机械搅拌方式必须要求良好的密封条件，否则容易出现气液渗漏问题，然而良好的密封条件不仅使反应器的制作和运行费用偏高，而且还会造成反应压力无法提高，导致高能耗低收率的不良结果。

公告号为CN2367383Y，名称为“气液反应器”的中国专利 ，公告日为2000年3月8日，公开了一种新型气液反应器，由主反应器的上部设有多头雾化喷射器，底部设有微孔气体分布器连接在一氧化碳进气管上，甲酸甲酯出液管与循环泵的进液口相接，循环泵的出液口经换热器与多头雾化喷射器相接，该新型气液反应器如附图3，在主反应器中采用多喷射口喷射雾化技术，代替现有技术中使用机械搅拌和普通单管喷头喷淋的气液反应的装置，来提高甲酸生产中一氧化碳和甲醇的气液反应程度，使反应物的收率大大提高，但是由于循环液中含有不可避免的盐沉淀物，极易堵塞多头喷射口，长时间运行会降低喷射雾化效果，一方面反应器内盐沉淀物的累积沉淀堵塞喷射口会逐渐加剧，另一方面羰基化反应的收率逐渐降低，生产效率不高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种避免使用机械搅拌的方式并且防止盐沉淀物积聚沉淀引起堵塞，提高CO的单程转化率从而提高生产效率，适合于连续大规模生产甲酸甲酯的羰基化制甲酸甲酯反应器。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种羰基化制甲酸甲酯反应器，包括反应釜体，文丘里管喷射器和螺旋型多孔气体分布器，反应釜体顶部开有出气口，反应釜体底部开有出液管，所述的反应釜体壳内上部设有文丘里管喷射器，反应釜体壳内下部设有螺旋型多孔气体分布器。

所述的文丘里管喷射器包括吸入室、喉管和扩散管，所述的吸入室、喉管和扩散管连接在一起，所述的吸入室正中间设有锥形进料管，吸入室的右上方设有吸气管，所述的锥形进料管的大端口为进料口，进料口延伸到所述的反应釜体的壳体外，所述的锥形进料管的小端的开口为喷嘴，所述的喷嘴延伸至喉管处。

所述的螺旋型多孔气体分布器底部连接有CO进气管，所述的CO进气管延伸至反应釜体的壳体外；所述的螺旋型多孔气体分布器由多层环管盘旋而成，所述的环管上还分布有小孔，此种结构有利于CO气体在反应釜体内的充分流动，有利于CO气体和甲醇液体的充分混合。

作为优选，所述的反应釜体包括上封头、筒体和下封头，所述的上封头和下封头呈圆弧形，筒体是圆柱形，上封头、筒体和下封头的高度比为1∶6∶1～1∶15∶1，所述的反应釜体的高径比为2.5∶1～3.5∶1，这种比例设计有利于CO和甲醇溶液有足够的时间和空间混合充分均匀，有利于废气在反应釜体停留时间较长，以及提供反应液体流出出液管时一个缓冲，利于反应的充分进行。

所述的吸入室为圆筒形，喉管为漏斗形，扩散管为圆台形。

作为优选，所述的喉管的入口段收缩角β=10°～ 20°，所述的扩散管的扩散角α=5°～15°。

作为优选，所述的螺旋环型多孔气体分布器的环管之间的间隙为环管管径的1/2，所述的环管上的小孔总截面积为环管表面积的1～10%，所述的小孔的轴向与该孔在环管的切向之间的夹角为锐角，有规律性沿螺旋环喷射出的一氧化碳气体对反应液体有一定的冲击力，同时气体在混合及反应过程中又向上运动，所以容易搅动气液混合物，有利于提高气流分散度和增大气液接触面积，延长了气体在反应混合液体中的停留时间，可提高气液反应效率。

所述的文丘里管喷射器至少两个。

所述的反应釜体、文丘里管喷射器及螺旋环型多孔气体分布器的材质均为碳钢或不锈钢，羰基化甲酸甲酯反应后产物具有很强的腐蚀性，所以选择化学性能稳定的碳钢或者不锈钢。