[发明专利]一种用于甲烷氧化偶联制乙烯的多级喷射环流反应器

权利要求书

1.一种用于甲烷氧化偶联制乙烯的多级喷射环流反应器，其特征在于：包括喷嘴（1）、锥形底（2）、多级导流筒、气体分布器（5）、壳体（3）、旋风分离器（9）、换热器（11）和返料装置，所述的喷嘴（1）位于锥形底（2）底部，锥形底（2）处于壳体（3）底端，多级导流筒位于壳体（3）中下部数，多级导流筒为量大于等于2个的等径竖直放置的圆柱体，气体分布器（5）处于壳体（3）中下部且数量为1个或多个，壳体（3）的壳体顶端气体出口（7）连接旋风分离器（9）上部，旋风分离器（9）顶端设置有产品气出口（8），旋风分离器（9）的底部连通料腿（10），料腿（10）中间设置换热器（11），料腿（10）和返料装置联通，返料装置包含返料阀（12）、二次风进气口（13）、卸料阀（14）和返料管（15）；所述气体分布器为环形气体分布器，为双环形气体分布器、单环形气体分布器中一种；所述双环形气体分布器处于组成多级导流筒的级间中心处或组成多级导流筒的各圆柱体的中间高度处，双环形气体分布器由内环环形分布器（17）和外环环形分布器（20）组成，内环环形分布器（17）和外环环形分布器（20）通过4根依次成90°的导管（19）连接，内环环形分布器（17）处于多级导流筒内部且垂直向上均布向上喷孔（16），外环环形分布器（20）处于多级导流筒和壳体（3）之间且垂直向下均布向下喷孔（21），向上喷孔（16）数量大于等于4小于等于向下喷孔（21），向下喷孔（21）小于等于28；所述单环形气体分布器处于组成多级导流筒的级间中心处和组成多级导流筒的各圆柱体的中间高度处，位于级间中心处的单环形气体分布器直径小于多级导流筒直径且垂直向上均布向上喷孔（16），位于各圆柱体中间高度处的单环形气体分布器直径介于多级导流筒和壳体（3）直径之间且垂直向下均布向 下喷孔（21），向上喷孔（16）数量大于等于4小于等于向下喷孔（21），向下喷孔（21）小于等于28；所述喷嘴（1）、气体分布器（5）和二次风进气口（13）的气体组成为甲烷、氧气、氮气的混合物；所述喷嘴（1）的气体组成以甲烷含量大于90%，所述气体分布器和二次风进气口的气体组成氧气、氮气含量大于90%。

2.根据权利要求1所述的一种用于甲烷氧化偶联制乙烯的多级喷射环流反应器，其特征在于：喷嘴（1）为一个或者多个，喷射气速为10~80 m/s，喷嘴（1）为一个时，所述喷嘴（1）与壳体（3）同轴，喷嘴（1）为多个时，喷嘴（1）处于中心位壳体（3）轴线上的一个圆上，各喷嘴（1）形成的最大外切圆直径小于多级导流筒的直径。

3.根据权利要求1所述的一种用于甲烷氧化偶联制乙烯的多级喷射环流反应器，其特征在于：所述多级导流筒包含的多个圆柱体的中心线重合，位置处于下方的圆柱体的高度大于等于上方圆柱体的高度。

4.根据权利要求1所述的一种用于甲烷氧化偶联制乙烯的多级喷射环流反应器，其特征在于：所述多级导流筒直径与壳体（3）直径比值为0.5~0.8；所述多级导流筒总高度与壳体（3）高度比值为0.4~0.7；所述多级导流筒底部到壳体（3）底部的距离与壳体（3）直径比值为-0.3~0.3，负值代表多级导流筒最下面一个圆柱体底部在壳体（3）底部之下。

5.根据权利要求1所述的一种用于甲烷氧化偶联制乙烯的多级喷射环流反应器，其特征在于：所述二次风进气口具有两种功能模式，分别为进气模式和进催化剂模式。