一种用于甲烷氧化偶联制乙烯的多级喷射环流反应器.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CN112619566A(43)申请公布日2021.04.09(21)申请号202110068239.2(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夏铭牛鹏宇荆明杰(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.B01J8/22(2006.01)C07C2/84(2006.01)C07C11/04(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图3页(54)发明名称一种用于甲烷氧化偶联制乙烯的多级喷射环流反应器(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多级喷射环流反应器，包括喷嘴、锥形底、多级导流筒、气体分布器、壳体、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，锥形底处于壳体底端，多级导流筒位于壳体中下部数，多级导流筒为量大于等于2个的等径竖直放置的圆柱体，气体分布器处于壳体中下部且数量为1个或多个。本发明利用喷嘴、锥形底、多级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。CN112619566ACN112619566A权利要求书1/2页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）、二次风进口（13）、卸料阀（14）和返料管（15）。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10~80m/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或者为它们的混合组合。6.根据权利要求5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。7.根据权利要求5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。8.根据权利要求1所述的一种用于甲烷氧化偶联制