一种用于甲烷氧化偶联制乙烯的喷射环流反应器.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112808181A(43)申请公布日2021.05.18(21)申请号202110068610.5(22)申请日2021.01.19(71)申请人中国科学院山西煤炭化学研究所地址030001山西省太原市桃园南路27号(72)发明人李德宝高用祥刘俊义林明桂马军祥张力贾丽涛崔艳斌余海兵栗鑫(74)专利代理机构太原市科瑞达专利代理有限公司14101代理人李富元(51)Int.Cl.B01J8/08(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种用于甲烷氧化偶联制乙烯的喷射环流反应器(57)摘要本发明涉及甲烷转化技术领域，一种用于甲烷氧化偶联制乙烯的喷射环流反应器，包括喷嘴、锥形底、导流筒、壳体、气体分布器、旋风分离器、换热器和返料装置，所述的喷嘴位于锥形底底部，锥形底位于壳体底部，导流筒置于壳体中且处于下部，气体分布器横贯壳体且其竖直中心线与导流筒中心线重合，壳体顶端设置壳体顶端气体出口与旋风分离器（8）的上部相连通。本发明利用喷嘴、锥形底、导流筒和气体分布器形成物料的强制内环流，能促进物料的规则运动，减小返混，强化传质、传热，有助于反应器内温度均匀分布，提高催化剂利用率和产品收率。CN112808181ACN112808181A权利要求书1/1页1.一种用于甲烷氧化偶联制乙烯的喷射环流反应器，其特征在于：包括喷嘴（1）、锥形底（2）、导流筒（5）、壳体（3）、气体分布器（4）、旋风分离器（8）、换热器（10）和返料装置，所述的喷嘴（1）位于锥形底（2）底部，锥形底（2）位于壳体（3）底部，导流筒（5）置于壳体（3）中且处于下部，气体分布器（4）横贯壳体（3）且其竖直中心线与导流筒（5）中心线重合，壳体（3）顶端设置壳体顶端气体出口（6）与旋风分离器（8）的上部相连通，旋风分离器（8）顶部设有产品气出口（7），旋风分离器（8）的底部的催化剂颗粒通过其底部的料腿（9）经过换热器（10）换热后通入返料装置进入锥形底（2）中，返料装置包含返料阀（11）、二次风进气口（12）、卸料阀（13）、返料管（14）及料腿（9）下部。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喷射环流反应器，其特征在于：所述喷嘴（1）喷射气速为10~80m/s，喷嘴（1）为一个或者多个。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喷射环流反应器，其特征在于：所述锥形底（2）锥底角为50~70°。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喷射环流反应器，其特征在于：所述导流筒（5）的直径与壳体（3）的直径比值为0.5~0.8；所述导流筒（5）的高度与壳体（3）高度比值为0.40.7；所述导流筒（5）的底部到壳体（3）底部的距离与壳体（3）直径比为‑~表导流筒（5）的底部处于壳体（3）的底部之下。0.3~0.3，负值代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喷射环流反应器，其特征在于：所述气体分布器（4）为双环形气体分布器，气体分布器内环（16）处于导流筒（5）内部，气体分布器外环（19）处于导流筒（5）和壳体（3）之间，气体分布器内环（16）和气体分布器外环（19）通过4根依次成90°的导管（18）连接，气体气体分布器内环（16）均布有内环向上喷孔（15），气体分布器外环（19）上均布外环向下喷孔（20），内环向上喷孔（15）数量大于等于4且小于外环向下喷孔（20）数量，外环向下喷孔（20）数量小于等于28。6.根据权利要求1所述的一种用于甲烷氧化偶联制乙烯的喷射环流反应器，其特征在于：所述换热器（10）冷却介质为水。7.根据权利要求1所述的一种用于甲烷氧化偶联制乙烯的喷射环流反应器，其特征在于：所述二次风进气口（12）具有两种功能模式，分别为进气模式和进催化剂模式。8.根据权利要求1所述的一种用于甲烷氧化偶联制乙烯的喷射环流反应器，其特征在于：所述喷嘴（1）、气体分布器（4）和二次风进气口（12）的气体组成为甲烷、氧气、氮气的混合物。9.根据权利要求8所述的一种用于甲烷氧化偶联制乙烯的喷射环流反应器，其特征在于：所述喷嘴（1）的气体中甲烷体积百分比大于90%，所述气体分布器（4）和二次风进气口（12）的气体中氧气、氮气的气体百分比大于90%。2CN112808181A说明书1/4页一种用于甲烷氧化偶联制乙烯的喷射环流反应器技术领域[0001]本发明涉及甲烷转化技术领域，特别是涉及一种用于甲烷氧化偶联制乙烯的喷射环流反应器。背景技术[0002]乙烯是一种重要的基础有机化工产品及原料，其生产水平是衡量一个国家化工实力的重要指标。目前乙烯生产以石脑油裂解为主，存在成本、能耗较高及温室气体排放等问题。随着国际经济的发展，乙烯生产原料趋向