專(zhuān)利名稱(chēng)：一種催化劑的不等高裝填方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣固相多段冷激式固定床反應(yīng)器內(nèi)催化劑的不等高裝填方法。
對(duì)某些強(qiáng)的放熱反應(yīng)，如稀乙烯與苯在催化劑存在的條件下進(jìn)行的烷基化反應(yīng)，為了取走和利用反應(yīng)熱，將冷干氣(稀乙烯)以多段絕熱激冷方式進(jìn)入反應(yīng)器，以保證每段床層絕熱溫升接近最佳反應(yīng)溫度。
通常采用的多段冷激式絕熱反應(yīng)器，催化劑床層分為2-5層，每層原料入口為冷激進(jìn)料口，每層的裝填高度是相等的，這種裝填方法存在如下弊端仍以稀乙烯與苯的烷基化反應(yīng)為例，在第一段反應(yīng)床入口處反應(yīng)物中乙烯的濃度最高，從反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的角度看，反應(yīng)速度也越快，在完成相同轉(zhuǎn)化率的情況下，在催化劑上只要停留較短的時(shí)間即可完成反應(yīng)。多裝的催化劑則不能起催化作用，甚至?xí)l(fā)不希望的副反應(yīng)發(fā)生。相反在最后一段的冷激進(jìn)料處，由于與上游進(jìn)入該段的產(chǎn)物相混合，而使反應(yīng)物中乙烯的濃度被稀釋?zhuān)磻?yīng)速度大幅度減慢，要求催化劑提供更長(zhǎng)的停留時(shí)間才能完成反應(yīng)。但由于現(xiàn)有技術(shù)中采用等高裝填催化劑的方法，該段催化劑又會(huì)感到裝量不夠從而達(dá)不到要求的轉(zhuǎn)化率，這樣必然要影響到總的轉(zhuǎn)化率。
US4107224，US4922053，CN1051166A中均涉及了多床層冷激式反應(yīng)器，但均為等高裝填催化劑床層，所以同樣存在前述缺陷。
US4922053是在催化劑存在的條件下，反應(yīng)物料苯和乙烯化劑在一個(gè)多床層反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生反應(yīng)，生成乙苯和多乙苯等。該專(zhuān)利涉及了反應(yīng)設(shè)備為多床層反應(yīng)器，且反應(yīng)器床層規(guī)定了至少為幾層，但未涉及到多床層反應(yīng)器設(shè)備本身如何設(shè)置床層，如床層高度的確定。
US4107224公開(kāi)了一種在烷基化反應(yīng)條件下，芳烴組分如苯和乙烯以氣相發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)器的反應(yīng)床層可為多層，通常在床層間加入冷態(tài)反應(yīng)物來(lái)取走反應(yīng)熱。該專(zhuān)利未涉及多床層的結(jié)構(gòu)和催化劑的裝填方法。
本發(fā)明的目的在于提供一種多床層冷激式反應(yīng)器內(nèi)催化劑的裝填方法，使得在稀乙烯與苯烷基化反應(yīng)中，在進(jìn)料相同的情況下，獲得相同的乙烯轉(zhuǎn)化率，提高催化劑的利用率，延長(zhǎng)催化劑壽命，減少副反應(yīng)發(fā)生。
本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)本發(fā)明將氣固相多段冷激式固定床反應(yīng)器內(nèi)催化劑采用不等高裝填，以上部第一段為基準(zhǔn)，自上向下各段高度比例為1∶1.1--1∶5，自上向下高度逐層增加。
由于采用不等高裝填后，催化劑床層第一層與最后一層高度差別較大，在一個(gè)各段直徑相同的筒式反應(yīng)器中，對(duì)前幾段床層，將會(huì)造成氣流沿徑向分布不均勻，從而影響催化劑的有效利用率，為此，本發(fā)明采用一種幾何形狀與催化劑完全相同的而無(wú)任何催化活性的惰性填料與催化劑以體積比1∶2-1∶3比例充分混合后裝填于比例不等的床層中。
上述的惰性填料包括Al2O3。
本發(fā)明具有如下效果1 反應(yīng)器軸向溫升適中，反應(yīng)溫度接近最佳反應(yīng)溫度根據(jù)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)特性，反應(yīng)物濃度越高，反應(yīng)速度越快，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率越高，催化劑床層溫升也越高。由于各段床層參與反應(yīng)的反應(yīng)物濃度(主要是稀乙烯濃度)依次降低，為了完成相同的轉(zhuǎn)化率，反應(yīng)后多床層溫度保持在最佳反應(yīng)溫度區(qū)，要求每段催化劑用量依次增加，為此本發(fā)明采用不等高裝填技術(shù)可以保證反應(yīng)器軸向溫升適中，反應(yīng)溫度接近最佳反應(yīng)溫度，處于最佳反應(yīng)溫度區(qū)。
2 反應(yīng)器徑向溫差小根據(jù)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)要求的不等高裝填的前幾段催化劑床層的厚度較薄，實(shí)際反應(yīng)過(guò)和中反應(yīng)物氣流可能出現(xiàn)溝流，短路等，造成反應(yīng)物沿床層徑向分布不均，反應(yīng)不完全，從而影響催化劑的有效利用，為此本發(fā)明采用惰性填料與催化劑充分混合后的混合催化劑可以加厚催化劑床層，保證反應(yīng)物沿徑向分布均勻，反應(yīng)完全，反應(yīng)器徑向溫差小。
3 能保證反應(yīng)選擇性和轉(zhuǎn)化率高，充分利用了催化劑由于采用催化劑不等高裝填和惰性填料與催化劑混裝的技術(shù)，使得反應(yīng)溫度在反應(yīng)器內(nèi)各微小區(qū)域處于要求的最佳反應(yīng)溫度區(qū)，因此保證了反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)選擇性均較高，且充分利用了催化劑。
附

圖1為反應(yīng)器示意圖其中1 苯入口2 稀乙烯入口3 反應(yīng)產(chǎn)物出口以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明以稀乙烯與苯烷基化反應(yīng)為例反應(yīng)器分為5層，催化劑體積比為1∶1.1∶1.7∶2.2∶3.05，原料苯從頂部(1)進(jìn)入，稀乙烯經(jīng)計(jì)量分別從反應(yīng)器側(cè)面2-1，2-2，2-3，2-4進(jìn)入。在催化劑的作用下進(jìn)行反應(yīng)。反應(yīng)器內(nèi)各床層徑向溫差為第一段2.5℃，第二段2.5℃，第三段1.6℃，第四段0.4℃，第五層2.5℃；軸向溫升為第一段20.6℃，第二段24,8℃，第三段28.5℃，第四段25.5℃，第五段軸向溫升20℃。
權(quán)利要求
1 一種氣固相多段冷激式固定床反應(yīng)器內(nèi)催化劑的裝填方法，其特征在于催化劑采用不等高裝填，以上部第一段床層高度為基準(zhǔn)，自上向下各段高度比例為1∶1.1--1∶5，自上向下高度逐層增加。
2 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于將一種幾何形狀與催化劑完全相同的而無(wú)任何催化活性的惰性填料與催化劑以體積比1∶2--1∶3比例充分混合后裝填于比例不等的床層中。
3 根據(jù)權(quán)利要求2的惰性填料包括惰性的Al2O3瓷條。
全文摘要
一種氣固相多段冷激式固定床反應(yīng)器內(nèi)催化劑的裝填方法，其特征在于催化劑采用不等高裝填，以上部第一段床層高度為基準(zhǔn)，自上向下各段高度比例為1∶1.1-1∶5，自上向下高度逐層增加。且將一種幾何形狀與催化劑完全相同的而無(wú)任何催化活性的惰性填料與催化劑以體積比1∶2-1∶3比例充分混合后裝填于比例不等的床層中。
文檔編號(hào)B01J8/02GK1132112SQ94116548
公開(kāi)日1996年10月2日 申請(qǐng)日期1994年10月6日 優(yōu)先權(quán)日1994年10月6日
發(fā)明者李建保, 董世達(dá), 陳伯倫, 張淑蓉, 孫吉民, 王清遐, 劉偉成, 劉玉生 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工總公司, 中國(guó)石化洛陽(yáng)石油化工工程公司, 撫順石油化工公司石油二廠, 中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所