[发明专利]一种用于草酸烷基酯加氢合成乙二醇的耦合反应器

说明书

本发明涉及一种用于草酸烷基酯加氢合成乙二醇的耦合反应器，包括上封头、下封头以及设置在上封头与下封头之间的反应器壳体，所述的上封头设有反应气体进口、冷媒出口以及人孔，所述的下封头设有反应气体出口、冷媒进口以及催化剂卸料口，所述的反应器壳体内部由上而下依次设有第一气体分布器、绝热反应段、第二气体分布器以及轴径向反应段。与现有技术相比，本发明整体结构简单、紧凑，经济实用性好，安全稳定，具有反应气体分布均匀、床层温度分布合理、乙二醇选择性高，且能在不增加反应器直径的前提下大幅度提高反应器的生产能力等优点，工业应用前景好。

技术领域

本发明属于化学工艺技术领域，涉及一种耦合反应器，尤其是涉及一种用于草酸烷基酯加氢合成乙二醇的耦合反应器。

背景技术

乙二醇是一种重要的有机化工原料，它可以与对苯二甲酸(PTA)反应生成聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，即聚酯树脂，可作为聚酯纤维和聚酯塑料的原料，这是目前乙二醇的最主要用途。乙二醇还可以与邻苯二甲酸、顺丁烯二酸和反丁烯二酸等多元酸反应生成相应的聚合物，统称醇酸树脂。其次，乙二醇还可直接用作防冻剂和配制发动机的冷却剂，乙二醇的二硝酸酯可用作炸药，同时也是生产增塑剂、油漆、胶粘剂、表面活性剂、炸药及电容器电解液等产品不可缺少的物质。

煤基合成气制乙二醇，是从合成气出发由CO气相催化偶联合成草酸烷基酯，再加氢制备乙二醇，从原料上摆脱对石油资源的依赖，积极顺应乙二醇生产技术发展潮流，符合我国能源开发的发展战略。

煤基合成气制乙二醇的关键技术之一是草酸烷基酯加氢合成乙二醇反应器的开发。目前，工业装置中草酸烷基酯加氢合成乙二醇采用列管式反应器，该反应器属于轴向型，催化剂装于列管内，壳层走冷媒，单台反应器列管数达4000-5000根，反应器外径约4米，单台反应器乙二醇产能约7.5万吨/年。由于受到运输方面的限制，反应器直径不能过大，一般控制在4米左右，因而采用列管式反应器无法实现单台草酸烷基酯加氢反应器的大型化。另，现有列管式反应器换热能力有限，热点温度较高，导致过加氢产物生成量较多，乙二醇选择性无法进一步提高。

与轴向流反应器相比，径向反应器中具有流体流通面积大，催化剂床层薄，床层压降小的优点，近年来径向反应器在国内外多种化工领域中得到应用。专利CN202876771U公开了一种应用于草酸烷基酯加氢合成乙二醇的径向反应器，从上到下依次包括位于进口端的反应器进口管、进口气体分布器、换热室、上端惰性填料层、中间径向反应床层、下端惰性填料层、出口气体分布器和反应器出口管；所述中间径向反应床层，由外到内依次包括与上端惰性填料层连接的反应器壳体内壁与外分布筒间环隙、外分布筒、催化剂床层、内分布筒和中心集气管。该专利中反应器催化剂装填系数高，压降小，生产能力大，但是该径向反应器由于流体流通面积很大，催化剂床层较薄，存在流体沿轴向分布不均匀的可能性。另，由于上游DMO来料中含有对催化剂有破坏作用的杂质，缺乏保护床，较薄的径向床层无法保证催化剂的使用寿命。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种气体分布均匀、床层温度分布合理、乙二醇选择性高、适应单系列大型化生产的用于草酸烷基酯加氢合成乙二醇的耦合反应器。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于草酸烷基酯加氢合成乙二醇的耦合反应器，包括上封头、下封头以及设置在上封头与下封头之间的反应器壳体，所述的上封头设有反应气体进口、冷媒出口以及人孔，所述的下封头设有反应气体出口、冷媒进口以及催化剂卸料口，所述的反应器壳体内部由上而下依次设有第一气体分布器、绝热反应段、第二气体分布器以及轴径向反应段。

所述的第一气体分布器、第二气体分布器为扩散式混合分布器或喷射式混合分布器。

所述的绝热反应段采用可拆卸的整体框式结构，包括一上一下平行设置的耐火瓷球层以及设置在两耐火瓷球层之间的绝热段催化剂层。