一種新型丁烷催化氧化反應裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種新型丁烷催化氧化反應裝置，屬于化工生產設備領域。
【背景技術】
[0002]丁烷氧化反應按原料不同可分為正丁烷氧化反應和異丁烷氧化反應，按有無催化劑參與又可分為無催化氧化反應和催化氧化反應。丁烷無催化氧化屬于氣-液兩相反應，相比丁烷催化氧化反應，其單程轉化率低、單一產物選擇性差。丁烷催化氧化反應屬于氣-液-固三相催化反應，反應主要發生在催化劑周圍的液相本體內，反應程度與液相中氣含率的大小有較大的關系。為加速反應物氣液混合，提高液相中氣含率，從而促進反應進行，常規都選用帶機械攪拌的反應器，然而，對于高壓條件下丁烷氧化反應，這類反應器易出現泄漏情況，存在安全隱患，另外，這類反應器日常運行能耗大，檢修麻煩，維護成本較高。
[0003]現有烷烴氧化反應器的形式大都不適用于誘導期較長的丁烷催化氧化反應。有關丁烷催化氧化反應器的介紹更少，中國專利CN201210299239.4公開了一種適用于丁烷氧化反應的反應器，此反應器存在反應體系氧損耗大、后續丁烷回收負荷大以及熱量浪費的問題。另外，此反應器采用多處側線采出和外循環管道回流，存在反應器液位、溫度、壓力控制較繁瑣的問題。
【實用新型內容】
[0004]基于上述技術問題，本實用新型提供一種新型丁烷催化氧化反應裝置。
[0005]本實用新型所采用的技術解決方案是:
[0006]—種新型丁烷催化氧化反應裝置，包括反應器、余熱回收鍋爐和氣液分離罐，反應器包括筒體和位于筒體內部的氣體分布器，在筒體的底部設置有丁烷原料入口，在筒體的頂部設置有氣相物料出口，在筒體下部側壁上設置有氧氣入口和循環丁烷入口，在筒體上部側壁上設置有反應物出口，氧氣入口與氣體分布器連通;氣相物料出口通過第一管道連接余熱回收鍋爐，余熱回收鍋爐通過第二管道連接氣液分離罐，氣液分離罐通過尾氣循環管道連接氧混合器，在尾氣循環管道上設置有循環壓縮機，氧混合器與原料氧氣輸送管道連接，氧混合器通過第三管道連接氧氣入口，氣液分離罐通過冷凝液循環管道與循環丁烷入口連接，在冷凝液循環管道上設置有循環栗，丁烷原料入口與新鮮丁烷液體輸送管道連接。
[0007]優選的，所述筒體內設置有導流筒，氣體分布器位于導流筒的底部。
[0008]優選的，所述導流筒為中空且上下開口的圓柱形結構，導流筒的底面與反應器筒體下封頭切線位置平齊，導流筒的高度為反應器筒體上封頭切線與下封頭切線之間高度的
0.55?0.85倍，導流筒的直徑與反應器筒體直徑比為1: 1.2?1: 2。導流筒采用不銹鋼材質制成。反應器內增設導流筒，并對其具體尺寸等進行優選設定，可以提高反應器內流動效果，使氣液充分混合，增加液相中氣含率。
[0009]優選的，所述反應器筒體的高徑比為1:1?6: I。反應器筒體也采用不銹鋼材質制成。
[0010]優選的，所述氧氣入口設置在反應器筒體下封頭切線位置上方垂直距離100毫米處，所述循環丁烷入口設置在氧氣入口的上方且垂直距離不小于100毫米。反應物出口的位置設置在反應器內液面之下至少200毫米。
[0011 ] 優選的，所述氧氣入口與氣體分布器處于同一水平面內。
[0012]上述丁烷催化氧化反應裝置中，反應器頂部出來的含有大量丁烷的氣體，經第一管道進入余熱回收鍋爐，冷凝放熱后的氣液混合物經第二管道進入氣液分離罐，冷凝液經循環栗和冷凝液循環管道返回反應器，實現反應熱的回收并維持反應器的操作溫度，以及丁烷的循環利用。氣液分離罐頂部出來的不凝性氣體經尾氣循環管道進入循環壓縮機的入口，循環壓縮機的出口氣體與原料氧氣混合后經第三管道進入反應器下部側壁的入口，實現反應尾氣的循環。余熱回收鍋爐供應飽和熱水，吸收冷凝熱后產生低壓蒸汽，實現反應熱的回收利用。
[0013]上述丁烷催化氧化反應裝置的操作溫度為100?140°C，操作壓力為2.0?3.SMPa，該裝置既適用于異丁烷氧化制備叔丁醇，又適用于正丁烷氧化合成甲乙酮。
[0014]本實用新型的有益技術效果是:
[0015]1、本實用新型反應器采用細粉末催化劑和原料氧氣，適用于丁烷催化氧化反應，反應效率高，易于連續操作，穩定生產;反應尾氣的氧損耗小，反應熱全部回收利用。
[0016]2、本實用新型反應器內增設導流筒，以提高反應器內流動效果，使氣液充分混合，增加液相中氣含率。
[0017]3、本實用新型反應器頂部出來的含有大量丁烷的氣體，經第一管道進入余熱回收鍋爐，冷凝放熱后的氣液混合物經第二管道進入氣液分離罐，冷凝液經液體循環栗和冷凝液循環管道返回反應器，實現反應熱的回收并維持反應器的操作溫度，以及丁烷的循環利用。
[0018]4、氣液分離罐頂部出來的不凝性氣體經尾氣循環管道進入循環壓縮機的入口，循環壓縮機的出口氣體與原料氧氣經氧混合器混合后再經第三管道進入反應器下部側壁的氧氣入口，實現反應尾氣的循環。
[0019]5、余熱回收鍋爐供應飽和熱水，吸收冷凝熱后產生低壓蒸汽，實現反應熱的回收利用。
【附圖說明】
[0020]圖1為實施例1中丁烷催化氧化反應裝置的結構示意圖；
[0021 ]圖2為實施例2中丁烷催化氧化反應裝置的結構示意圖；
[0022]圖3為實施例2中反應器內液相流向示意圖；
[0023]圖中:a-氧氣入口，b_丁烷原料入口，C-氣相物料出口，d-反應物出口，e-循環丁烷入口，f-氣體分布器，L-液面，1-反應器筒體，2-余熱回收鍋爐，3-氣液分離罐，4-丁烷循環栗，5-循環壓縮機，6-氧混合器，7-導流筒，8-原料氧氣輸送管道，9-第三管道，10-新鮮丁烷液體輸送管道，11-第一管道，12-第二管道，13-第一冷凝液循環管道，14-第二冷凝液循環管道，15-第一尾氣循環管道，16-第二尾氣循環管道，17-飽和熱水輸送管道，18-低壓蒸汽輸送管道，19-反應物排出管道。
【具體實施方式】
[0024]實施例1
[0025]如圖1所示，一種新型丁烷催化氧化反應裝置，包括反應器筒體I，筒體I的高度與內徑比值為1.5:1，在筒體I下部側壁上設置一個氧氣入口 a，與反應器內氣體分布器f相連，在筒體I底部設置一個丁烷原料入口 b，在筒體I頂部設置一個氣相物料出口 C，在筒體I上部側壁上設置一個反應物出口 d，在筒體I下部側壁上設置一個循環