[发明专利]一种间二甲苯氨氧化的流化床装置及方法

说明书

本发明涉及一种间二甲苯氨氧化的流化床装置，所述流化床装置中设置一个多孔分布板，所述多孔分布板将流化床装置分成两个填料段；由下到上依次为第一反应填料段和第二反应填料段；所述第一反应填料段的上部设置第一物料进口，所述第一物料进口连接第一物料分布组件；所述第一物料进口与第一物料分布组件之间设置第一换热组件；所述第二反应填料段的底部设置第二物料分布组件，所述多孔分布板的上方设置第二换热组件。本发明通过设置间甲基苯甲腈的物料分布组件，降低反应中间甲基苯甲腈的生成，又可将分离出的间甲基苯甲腈再反应，设置间二甲苯分段进料，抑制了间二甲苯脱烷基反应，使得苯甲腈的含量降低，进而提高间苯二甲腈的收率。

技术领域

本发明属于化学工艺过程及设备技术领域，尤其涉及一种间二甲苯氨氧化的流化床装置及方法。

背景技术

间苯二甲腈(IPN)是一种重要的有机合成原料，是制备百菌清(四氯苯二甲腈，一种广谱、低毒、高效的除草剂)的关键中间体，还可以作为塑料、合成纤维以及环氧树脂固化剂等产品的原料。

目前合成间苯二甲腈常用的方法是间二甲苯在催化剂作用下，与氨气、氧气通过氨氧化反应制备，其原理为采用金属氧化物型催化剂，与间二甲苯、空气和氨在400-450℃反应，其中空气为氧化性介质，间二甲苯与氨具有还原性，需要分别通入，在催化剂上吸附后再进行反应。因该反应是一个强放热反应，通常使用流化床反应器控制反应温度。然而，由于空气与氨等反应剧烈，使反应中大量的间二甲苯与氨被转化为CO、CO₂，导致目标产品(间苯二甲腈)的收率低于78％；同时，由于流化床中气固返混与中间产物转化不完全，导致部分中间产品直接逸出反应器，这部分杂质增加了产品分离难度，还降低了目标产物的收率。

CN204434527U公开了一种提高间苯二甲腈收率的生产装置，所述装置包括液氨罐、蒸发器、初级汽化器、氨气缓冲罐、间二甲苯高位槽、汽化器、静态混合器、流化床和冷凝器，其在汽化器和流化床反应器之间增加一个静态混合器，使汽化后的氨气和间二甲苯在静态混合器中提前互混，提高物料在流化床内反应的停留时间和接触面积，进而提高了间苯二甲腈收率。

但该反应强放热、温度高，催化剂在含氧气氛中，氧化态占优，导致间二甲苯在反应过程中，有脱烷基行为，从而导致生成苯甲腈副产物，增加了分离难度和分离成本。

因此，亟需开发一种新的间二甲苯氨氧化的流化床装置及方法，能够解决上述问题，同时提高间二甲苯转化率，降低生产成本。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种间二甲苯氨氧化的流化床装置及方法，所述流化床装置通过设置副产物-间甲基苯甲腈的物料分布组件，从而将副产物充分转化；通过设置间二甲苯分段进料，改变了第二反应填料段的原料分布，增加了催化剂的还原性，抑制了催化剂在高温、氧含量高的状态下的过度氧化，进而抑制了间二甲苯的脱烷基反应及减少副产物-苯甲腈的生成。

为达到上述技术效果，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种间二甲苯氨氧化的流化床装置，所述流化床装置中设置一个多孔分布板，所述多孔分布板将流化床装置分成两个填料段；由下到上依次为第一反应填料段和第二反应填料段；

所述流化床装置的底部设置气体入口，所述气体入口上方设置有气体分布组件；

所述第一反应填料段的上部设置第一物料进口，所述第一物料进口连接第一物料分布组件，所述第一物料分布组件设置于所述气体分布组件的上方；

所述第一物料进口与第一物料分布组件之间设置第一换热组件；

所述第二反应填料段的底部设置第二物料分布组件，所述第二物料分布组件设置有第二物料进口；

所述第二反应填料段的侧壁设置催化剂进口；

所述多孔分布板的上方设置第二换热组件，所述第二换热组件位于所述催化剂进口下方；