[实用新型]一种轴径向HPPO固定床反应器

说明书

本实用新型公开了一种轴径向HPPO固定床反应器，其包括壳体(1)，所述壳体的上封头设有物料进口管(2)，所述壳体的下封头设有物料出口管(3)，所述壳体包括n个径向流催化剂床层(4)，其中n是2以上的整数；每个所述径向流催化剂床层设有外筒体(5)和内筒体(6)，所述内筒体中心设有中心换热筒(9)，其出口设置混合装置(12)，所述中心换热筒内安装有中心管(7)，所述中心管的上部高出所述径向流催化剂床层，高出部分设置预混合装置(10)，每个所述径向流催化剂床层均连接有引流管(11)，所述引流管与所述中心管上部的所述预混合装置相连。本实用新型反应器温度分布均匀，换热效率高，操作快捷，占地小，容易放大。

技术领域

本实用新型属于石油化工技术领域，具体涉及一种轴径向HPPO固定床反应器。

背景技术

环氧丙烷是仅次于聚丙烯的第二大类丙烯衍生物，目前国内生产环氧丙烷的工艺方法包括：氯醇法、共氧化法、和过氧化氢直接氧化法(HPPO法)。氯醇法、共氧化法生产环氧丙烷具有流程长、设备成本高、污染环境大等缺点。HPPO法是在钛硅分子筛催化剂作用下，双氧水催化氧化丙烯合成环氧丙烷。工艺简单，条件温和，基本无污染，产品单一，是目前公认的最环保生产技术。

丙烯环氧化反应为强放热反应，单位反应放热量约为220KJ/mol，绝热温升大于100℃。对反应器的要求极高，需要反应流体分布均匀，快速换热，以便控制反应温度，使环氧丙烷的选择性和催化剂的寿命得到保障。传统的控制方案是采用列管式固定床反应器，使用大量的冷却水来移走反应热。而且列管的管径较小，容易造成壁面效应，催化剂装填不均匀，物料分布不均匀。

中国专利CN103638876A公开了一种HPPO装置反应器的节能优化方法。在列管式固定床反应器的夹套内通入冷却介质与反应器换热，控制反应器内的温升；当反应温度为30～40℃时，采用冷冻水移走反应的热量；当反应温度为40～50℃时，采用循环水移走反应产生的热量；当反应温度为50～60℃时，采用较高温度的循环水移走反应产生的热量。该方法采用了大量的冷冻水和循环水，运行成本高，经济效益低。

中国专利CN103724299A公开了一种制备环氧丙烷的方法。丙烯原料与甲醇溶剂混合后再与双氧水混合，依次进入n个串联反应器，与各个反应器内的钛硅分子筛催化剂接触，每个反应器的产品物流可以选择性的进入后续分离工段和/或进入其余反应器中的至少一个。该方法通过采用多级串联工艺，分级进行反应、冷却和控制，缺点是每台反应器未设置出现超温或者热点温度时的控制手段。

因此，需要提供一种轴径向HPPO固定床反应器以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有技术中催化剂装填不均匀、需用大量的冷却水移走反应热，反应温度不均匀、控温手段不灵活等问题。

本实用新型提供了一种轴径向HPPO固定床反应器，其包括壳体，壳体包括上封头、下封头。所述壳体还包括n个径向流催化剂床层，其中n是2以上的整数，每个径向流催化剂床层设有外筒体和内筒体，内筒体中心为中心换热筒，中心换热筒的出口设置混合装置；中心换热筒内安装有中心管，所述中心管的上部高出径向流催化剂床层，高出部分设置预混合装置；每个径向流催化剂床层均连接有引流管，所述引流管与中心管上部预混合装置相连。

优选的，所述外筒体为表面凹凸不平的多孔筒，孔直径小于催化剂的颗粒度，外筒体和催化剂之间铺设丝网，其目数小于催化剂的颗粒度。

优选的，所述内筒体为表面凹凸不平的多孔筒，孔直径小于催化剂的颗粒度，内筒体和催化剂之间铺设丝网，其目数小于催化剂的颗粒度。

内、外筒体为表面凹凸不平的多孔筒，使径向流分布均匀，反应充分，效果好；铺设丝网可消除死角，使径向流更加均匀。

优选的，所述中心管表面设置有规则排布的喷嘴，所述喷嘴为扇形、锥形、直流形中的至少一种或几种组合。