專利名稱：一種設備及其用于氧氯化反應的用途的制作方法
“氧氯化”被理解為乙烯與氯化氫和氧氣或含氧氣體的反應，其中生成1，2-二氯乙烷(EDC)。這里通常使用在EDC熱裂解為氯乙烯時產(chǎn)生的氯化氫作為氯化氫。
此外，對于氧氯化使用在細粉末載體如氧化鋁上含有金屬鹵化物，優(yōu)選是氯化銅的催化劑。這里，催化劑顆粒的平均直徑大約是50μm并且形成流化床，該流化床或者僅由反應氣流(必要時含惰性氣體組份)支持，或者另外還由循環(huán)氣流支持。對于這種方法，反應熱分布在流化床中和在一冷卻面上被移去，這樣可以在流化床反應器中得到均勻的溫度分布。這里，催化劑顆粒必須具有高的耐磨性。通過載體材料基本上賦予這種性能，為此除了已經(jīng)提到的氧化鋁外；還使用硅酸、硅藻土或浮石。在耐磨性不足時，催化劑顆粒特別由氣體入口裝置噴射的氣體磨碎，并且這樣產(chǎn)生的催化劑載體粉塵通過向上流動的氣體被排出氧氯化反應器。這不僅僅造成催化劑損失，而且提高了裝置的磨耗。
另一方面，使用耐磨的載體材料伴隨有氣體導入設備的磨損增大，這樣導致經(jīng)常更換該設備，也意味著增加費用和附加的由生產(chǎn)中斷造成的開支。
除了要使催化劑顆粒的穩(wěn)定性和由此產(chǎn)生的磨損平衡外，還必須注意催化劑顆粒不能凝聚，因為由此造成的塊結將導致流化床的破壞。結果是流化床中溫度分布不均勻并伴隨相應的不利的反應過程以及可能造成裝置中狹窄部位的堵塞，例如在流化床上面的用于除塵的旋風分離器中或者用于將來自旋風分離器的灰塵再循環(huán)至流化床的垂直管中。除了催化劑的性質(zhì)和其在催化劑載體上的分布外，結塊的可能性特別與流化床中反應氣體的濃度有關。
由WO94/19099已知一種用于氧氯化的設備，其特征在于反應器1，用于流化床催化劑3的下邊界2、包含噴嘴5的氣體入口管(分配管)4和在邊界2下面的氣體入口管9，其中噴嘴5開口于管6中，管6使排出的氣流在流動方向上具有水平的分支。
優(yōu)選的實施例強調(diào)所提及的噴嘴開口于其中的管在端部包括具有流出口的轉向裝置，或者該管向上傾斜或在水平方向上或者向下傾斜和該管敞開著在催化劑床中終止，或者這些管或鄰近的管的流出口這樣布置，以使流出的噴射氣體不會相互正面遭遇和/或不會碰到鄰近的管。其它優(yōu)選的實施例強調(diào)，管穿過邊界，其中噴嘴布置在邊界的下方，但在貫通的管的下端的上方，優(yōu)選地該噴嘴安裝在所涉及管的下半部，特別是從下端部到該噴嘴的距離大約為該管的直徑。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在長期運轉和高的通過量下，也是說在高的氣流速度下，該已知設備表現(xiàn)出在氣體入口設備中一定的磨損。另外令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，如果噴嘴開口于其中的管以與保持催化劑為流化床形式的氣流相反的方向引導排出氣流，那么這種磨損不存在或僅在相對小的程度上發(fā)生。
因此，本發(fā)明涉及用于氧氯化的裝置，其包括-反應器1，-催化劑流化床3的下邊界2-在邊界2上方和在催化劑流化床之內(nèi)的氣體入口管(分配管)4，該氣體入口管包含分布在反應器1整個橫截面上的噴嘴5，-噴嘴5開口于管6中，該管6基本上以與使催化劑流化的氣流逆流的方向引導排出的氣流，以及-氣流入口管7在邊界2的下方。
本發(fā)明的裝置有利地是這樣設計，即一定數(shù)目的管8與相同數(shù)目的管6相對并均勻分布在反應器橫截面上。通過各管8和6的分別定位可以適中地分配來自于管8和6的相互反應氣體的量。
在另一個本發(fā)明的設備的實施方案中，以交錯的方式相對安裝相同數(shù)目的管8和6。這種幾何圖形盡可能減小通過來自管8的上升氣流對管6的磨損此外，借助于這種布置可以實現(xiàn)，來自管8和6進入催化劑流化床3的反應產(chǎn)物立即與催化劑緊密地接觸。因此，有利于所希望的朝著形成EDC的方向進行的反應和抑制了副反應，例如乙烯與氧的燃燒。
該設備的另一個實施方案對它的配置和結構允許有較大的自由度。其中管6的數(shù)目與管8的數(shù)目不同。然而，在這種情況下，重要的是這些管盡可能均勻地布置在反應器1的橫截面上。這種形式產(chǎn)生這種可能性，即改變現(xiàn)存的反應器中的管6的數(shù)目，而不必同時調(diào)整管8，同時調(diào)整管8意味著高的費用。
在下面的實施例中進一步詳細地說明本發(fā)明。
實施例使用

圖1的裝置。在直徑2.8m和高26m的反應器1中加入氣態(tài)的預熱至160℃的反應物。5974kg/h的氯化氫和1417kg/h的氧氣的混合物通過氣體入口管4經(jīng)過噴嘴5和管6進入催化劑流化床3。噴嘴5具有不同的尺寸，以使在所有噴嘴5上得到盡可能均勻的氣體分布和由此在整個反應器1橫截面上得到盡可能均勻的氣體分布。為了補償沿著氣體入口管直到各自的噴嘴5的不同的壓力損失，順著氣體入口管4的下流方向噴嘴5的直徑從8.6mm增大到9.3mm和進一步增加到10mm。內(nèi)徑為40mm的管6的長度為300mm。2380kg/h的乙烯經(jīng)過氣體入口管7和帶有噴嘴9的管8流過下邊界2。在反應器1中，在氧化鋁載體上的氯化銅(II)以催化劑流化床3的形式作為催化劑存在。將上面所提到的反應物加到流化床中。為了流化床的流化，使另外的8780kg/h的循環(huán)氣流經(jīng)過氣體入口管7和管8流過下邊界2進入反應器1中。管8的上端與下邊界2齊平。下邊界和管6下端的距離為400mm。在這區(qū)域中，反應物被分布在反應器整個橫截面上，并且在單個反應物和催化劑之間形成混合區(qū)。乙烯和循環(huán)氣體從下向上流入反應器中。在該方向上它與氯化氫和氧氣相遇并在所存在的催化劑的共同作用下反應生成EDC和水。所形成的238.5kJ/mol的反應熱經(jīng)過催化劑流化床3轉移到蛇形冷卻管12中，在這里水在183℃被蒸發(fā)。在反應器中，在3.2巴的壓力下反應溫度為225℃。在反應器的上部由反應產(chǎn)物和循環(huán)氣體組成的氣流經(jīng)過三個旋風分離器離開反應器1至進一步的加工步驟(圖中沒有示出)中。三個順序連接的旋風分離器用于從催化劑流化床上方的反應器頂部的氣流中分離出被夾帶的催化劑塵粒。
權利要求
1.用于氧氯化的設備，其特征在于-反應器(1)，-催化劑流化床(3)的下邊界(2)，-在邊界(2)上面和催化劑流化床(3)內(nèi)的氣體入口管(分配管)(4)，它包含分布在整個反應器(1)橫截面上的噴嘴(5)，-其中，噴嘴(5)開口于管(6)中，管(6)基本上以與流化催化劑的氣流逆流的方向引導所排出的氣流和-氣體入口管(7)在邊界(2)的下方。
2.根據(jù)權利要求1的設備，其特征是管(8)穿過邊界(2)，在管(8)中噴嘴(9)安裝在邊界(2)的下方但在(8)的下端的上方。
3.根據(jù)權利要求2的設備，其特征是，將噴嘴(9)布置在離管(8)的上端這樣長的距離上，以便從噴嘴(9)噴射的氣體向上的流動速度直到管(8)的上端在每個管(8)的各自的橫截面上是均勻的。
4.根據(jù)權利要求3的設備，其特征是，噴嘴(9)安裝在距離管(8)的下端大約為管(8)直徑的地方。
5.根據(jù)權利要求1的設備，其特征是，管(6)的長度是這么長，以使從噴嘴(5)噴射的氣體向下的流動速度直到管(6)的下端在每個管(6)各自的橫截面上是均勻的。
6.根據(jù)權利要求1和5的設備，其特征是，噴嘴(5)具有不同的直徑，以使通過氣體入口管(4)導入的氣體量均勻地分布在反應器(1)的橫截面上。
7.根據(jù)權利要求1～6的設備，其特征是，在管(8)的上端和管(6)的下端之間的空間構成混合區(qū)域，該區(qū)域的尺寸這么大，以使一方面反應物與催化劑的混合可在此就已進行和另一方面不再導致管(4、6、8)以及下邊界(2)的高的相互磨蝕應力。
8.根據(jù)權利要求1～7的設備的用途，用于乙烯與氯化氫和氧或一種含氧的氣體反應得到1，2-二氯乙烷。
全文摘要
在具有催化劑流化床下邊界的反應器中由乙烯、氯化氫和氧或含氧的氣體制備1,2－二氯乙烷(氧氯化反應),其中第一個氣體入口管(分配管)(4)安裝在邊界上方和催化劑流化床中,其含有分布在整個反應器橫截面上的噴嘴(5),噴嘴(5)開口于管(6)中,管(6)基本上以與流化催化劑的氣流相反的方向引導所排出的氣流,用于流化催化劑的氣流通過邊界下方的第二氣體入口管(7)供給。
文檔編號C07C19/045GK1175219SQ95197689
公開日1998年3月4日 申請日期1995年5月17日 優(yōu)先權日1995年2月20日
發(fā)明者R·科胡姆別克 申請人:赫徹斯特股份公司