用于商用氧化或氨氧化反應(yīng)器的改進(jìn)的進(jìn)料系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種用于商用氧化或氨氧化反應(yīng)器的改進(jìn)的進(jìn)料系統(tǒng)。當(dāng)分布器系統(tǒng)(16)和空氣格柵(14)之間的距離被控制在6至24英寸(~15至~61cm)、優(yōu)選地8至12英寸(~20至~30.5cm)內(nèi)時(shí)，商用丙烯腈反應(yīng)器中不充分的反應(yīng)物混合以及局部反應(yīng)器過熱點(diǎn)可顯著地減輕。此外，空氣格柵接觸或離開支撐件的移動(dòng)和空氣格柵機(jī)械失效的問題可借助于用于將空氣格柵附連到反應(yīng)器的壁以及其內(nèi)部的支撐梁的改進(jìn)的系統(tǒng)來基本上完全地消除。
【專利說明】用于商用氧化或氨氧化反應(yīng)器的改進(jìn)的進(jìn)料系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于商用氧化或氨氧化反應(yīng)器的改進(jìn)的進(jìn)料系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]在丙烯腈的商業(yè)制造中，丙烯、氨和氧按照以下反應(yīng)圖式一起反應(yīng):
[0003]CH2=CH-CH3 + NH3 + 3/2 O2 — CH2=CH-CN+ 3 H2O
[0004]通常稱為氨氧化的這個(gè)過程在合適的流化床氨氧化催化劑的存在下在高溫下以氣相進(jìn)行。
[0005]圖1示出了用來進(jìn)行該過程的典型的氨氧化反應(yīng)器。如該圖所示，反應(yīng)器10包括反應(yīng)器壁12、空氣格柵14、進(jìn)料分布器(sparger) 16、冷卻盤管18和旋流器(cyclone) 20。在正常操作期間，工藝空氣通過空氣入口 22充入反應(yīng)器10中，而丙烯和氨的混合物通過進(jìn)料分布器16充入反應(yīng)器10中。兩者的流量都足夠高，以使反應(yīng)器內(nèi)部的氨氧化催化劑的床24流化，在其中發(fā)生丙烯和氨向丙烯腈的催化氨氧化。
[0006]由反應(yīng)產(chǎn)生的產(chǎn)物氣體通過反應(yīng)器流出物出口 26離開反應(yīng)器10。在這樣做之前，產(chǎn)物氣體穿過旋流器20，旋流器20去除這些氣體可夾帶的任何氨氧化催化劑，以通過料腿(diplegs) 25返回到催化劑床24。氨氧化是高度放熱的，因此使用冷卻盤管18來帶走過量的熱量，從而將反應(yīng)溫度保持在適當(dāng)水平。
[0007]丙烯和氨可與氧形成爆炸性混合物。然而，在正常操作溫度下，在反應(yīng)器10內(nèi)部由流化的氨化作用催化劑來防止爆炸，該催化劑在爆炸可發(fā)生之前優(yōu)先催化氨氧化反應(yīng)。相應(yīng)地，反應(yīng)器10被設(shè)計(jì)和操作成使得在正常操作期間允許工藝空氣接觸丙烯和氨的唯一地方是在氨氧化催化劑24的流化床內(nèi)，且因此僅在催化劑的溫度高至足以催化氨氧化反應(yīng)時(shí)。
[0008]為此，將丙烯和氨進(jìn)料到反應(yīng)器10的傳統(tǒng)方式使用諸如在U.S.5，256，810中所示的進(jìn)料分布器系統(tǒng)16，該專利的公開內(nèi)容以引用方式并入本文中。如‘810專利的圖1和圖2(這兩幅圖被重新編號(hào)為本文獻(xiàn)的圖2和圖3)中所示，進(jìn)料分布器16采取一系列供應(yīng)管或管道的形式，其包括主集管30和支管(lateral) 32，支管32附連到集管30且從集管30分出。一系列面向下的進(jìn)料噴嘴34被限定在集管30和支管32中，丙烯和氨的混合物在正常反應(yīng)器操作期間通過進(jìn)料噴嘴34充入。支管32和進(jìn)料噴嘴34的數(shù)目和間距使得橫跨反應(yīng)器10的整個(gè)橫截面積大致均勻地定位有每平方米總共約10至30個(gè)進(jìn)料噴嘴。
[0009]通常，每個(gè)進(jìn)料噴嘴34都被進(jìn)料護(hù)罩36包圍，進(jìn)料護(hù)罩36采取管道的短部段的形式，該管道的內(nèi)徑為噴嘴34直徑的若干倍。進(jìn)料護(hù)罩36使得穿出噴嘴34的氣體的速度能夠在離開進(jìn)入催化劑床24之前顯著減慢，這防止了本來可發(fā)生的催化劑的崩解(disintegrat1n)。
[0010]工藝空氣通常在穿過空氣格柵14之后進(jìn)入催化劑床24 (圖1)，空氣格柵14位于進(jìn)料分布器16下方。如熟知的，空氣格柵14通常采取連續(xù)的金屬片材的形式，其限定在其中的一系列空氣孔或噴嘴?？諝鈬娮斓闹睆?、穿過空氣格柵14的工藝空氣的質(zhì)量流量和穿過進(jìn)料分布器16的丙烯/氨混合物的質(zhì)量流量經(jīng)選擇，使得催化劑床24中的氨氧化催化劑在正常操作期間被這些氣體完全流化。
[0011]空氣孔76 (在圖5中)通常設(shè)有其自己的保護(hù)性空氣護(hù)罩(未示出)，該護(hù)罩通常位于空氣格柵14下方。此外，在許多情況下，進(jìn)料噴嘴34與空氣格柵14中的空氣噴嘴以一對(duì)一關(guān)系設(shè)置，其中，每個(gè)進(jìn)料護(hù)罩36直接對(duì)準(zhǔn)其對(duì)應(yīng)的空氣噴嘴以促進(jìn)穿出這兩種不同噴嘴的氣體的快速且充分的混合。就本申請(qǐng)的目的而言，這樣的空氣噴嘴被稱為無蓋的。參見U.S.4，801，731。在其它情況下，空氣噴嘴可具有安裝在其正上方的蓋，以優(yōu)先地沿格柵水平地(以定向或均勻方式)而不是正對(duì)著進(jìn)料護(hù)罩豎直地分配空氣。這些蓋可以是焊接在這樣的空氣噴嘴上方的小金屬罩。將蓋附連到格柵的腿部的設(shè)計(jì)可選擇成優(yōu)化水平氣體分布模式。在空氣孔上方的這些蓋也可設(shè)計(jì)成防止處于反流化狀態(tài)的催化劑(i)通過空氣孔下落和/或(ii)沉降在蓋本身上(例如，通過具有坡面或由角鐵制成)。
[0012]雖然這種一般類型的丙烯/氨進(jìn)料系統(tǒng)效果良好，但其可存在某些缺點(diǎn)。例如，穿出進(jìn)料分布器16的丙烯/氨進(jìn)料混合物與穿出空氣格柵14的空氣的混合可能是不充分的。這會(huì)降低反應(yīng)器性能，導(dǎo)致反應(yīng)物向產(chǎn)物的不太理想的轉(zhuǎn)化。
[0013]此外，由氨氧化催化劑產(chǎn)生的鑰垢(molybdenum scale)可造成一小堆這種鑰垢加上額外量的夾帶的催化劑以小的催化劑堆的形式積聚在空氣格柵14的上表面上。這些堆作用類似于其中氨氧化反應(yīng)持續(xù)發(fā)生的微型的靜止或“固定的”催化劑床。因?yàn)楣潭ǖ拇呋瘎┐矁?nèi)部的熱傳遞遠(yuǎn)弱于在流化床中，所以這些催化劑堆產(chǎn)生局部過熱點(diǎn)，該過熱點(diǎn)的溫度高到足以損壞剛好到達(dá)附近的任何流化的催化劑。例如，這樣的溫度高到足以煅燒到達(dá)附近的任何流化催化劑的表面，這繼而減小表面積和因此減小催化劑活性。并且，由于形成流化催化劑床的各個(gè)催化劑顆粒自由地循環(huán)通過其整個(gè)體積，所以隨時(shí)間推移，這些過熱點(diǎn)可損壞反應(yīng)器中的流化床催化劑的所有裝料。
[0014]另外的缺點(diǎn)包括丙烯腈反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)的機(jī)械問題。典型的商用丙烯腈反應(yīng)器在大約400至550° C的相對(duì)恒定的溫度下操作，但的確會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)。此外，氨氧化反應(yīng)器必須定期停機(jī)，以進(jìn)行正常維護(hù)、催化劑更換等，并且由于突發(fā)性的故障，諸如例如電源故障。由于正常操作溫度如此之高，當(dāng)反應(yīng)器在環(huán)境溫度和正常操作溫度之間轉(zhuǎn)變時(shí)，反應(yīng)器內(nèi)部的溫度變化可高達(dá)500° C或以上。這種在低溫和高溫之間的循環(huán)可在形成反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)構(gòu)件上施加相當(dāng)大的應(yīng)力，尤其是在它們連接到彼此的地方，因?yàn)檫@些結(jié)構(gòu)構(gòu)件的固有膨脹和收縮響應(yīng)于溫度變化而發(fā)生。隨著時(shí)間推移，這些應(yīng)力可導(dǎo)致機(jī)械失效，尤其是在由焊接形成的接頭處。
[0015]例如，空氣格柵14附連到反應(yīng)器10的壁12的正常方式在圖4中示出。如圖所示，空氣格柵14由折角(knuckle) 44附連到反應(yīng)器的側(cè)壁12，該空氣格柵14采用在其中具有一系列孔的基本上平坦的金屬板40的形式。如在該圖中所示，折角44在橫截面上采用金屬的凹形截面的形式，其上端46與側(cè)壁12基本上齊平且由焊縫48焊接到側(cè)壁12，并且其下端50與空氣格柵板40的面對(duì)的邊緣基本上共平面且由焊縫52焊接到該邊緣。
[0016]在直徑31英尺Γ9.4米)的大型商用丙烯腈反應(yīng)器中，例如，空氣格柵板40可響應(yīng)于在反應(yīng)器啟動(dòng)和停機(jī)期間所經(jīng)歷的溫度變化而水平地膨脹和收縮多達(dá)1A英寸(1.27cm)。這在折角44上產(chǎn)生很大的應(yīng)力，且尤其是在用來將折角44附連到空氣格柵板40和反應(yīng)器側(cè)壁12的焊縫48和52。遺憾的是，隨時(shí)間推移，這些應(yīng)力可導(dǎo)致機(jī)械失效，這又需要長(zhǎng)的停機(jī)時(shí)間以進(jìn)行修理和/或更換。
[0017]與上述常規(guī)設(shè)計(jì)相關(guān)聯(lián)的另一個(gè)缺點(diǎn)涉及空氣格柵撓曲。由于在反應(yīng)器10停機(jī)時(shí)空氣格柵16必須支撐反應(yīng)器10內(nèi)部的催化劑裝料的整個(gè)重量，因此需要從下方支撐空氣格柵板40以適應(yīng)該重量。通常，這借助于上面擱置空氣格柵板40的工字梁系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。在一些反應(yīng)器設(shè)計(jì)中，空氣格柵板40僅擱置在這些工字梁上。遺憾的是，在這些設(shè)計(jì)中，空氣格柵板40具有在正常操作期間顫動(dòng)的趨勢(shì)，這不僅是由于向上移動(dòng)通過該空氣格柵板的空氣的力，而且也由于當(dāng)其溫度升高至正常操作溫度時(shí)其固有的膨脹。在其它設(shè)計(jì)中，空氣格柵板40焊接到這些工字梁的頂部。遺憾的是，在這些設(shè)計(jì)中，向上移動(dòng)的空氣的力加上空氣格柵板的固有膨脹可導(dǎo)致這些焊縫的機(jī)械失效。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0018]根據(jù)本公開的技術(shù)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)分布器系統(tǒng)16和空氣格柵14之間的距離被控制在6至24英寸Γ15至?61cm)、優(yōu)選8至12英寸Γ20至?30.5cm)內(nèi)時(shí)，反應(yīng)物混合不充分以及局部反應(yīng)器過熱點(diǎn)的上述問題可顯著地減輕。此外，還發(fā)現(xiàn)的是，空氣格柵顫動(dòng)和空氣格柵機(jī)械失效的上述問題可借助于用于將空氣格柵附連到反應(yīng)器的壁以及其內(nèi)部的支撐梁的改進(jìn)的系統(tǒng)來基本上完全地消除。
[0019]因此，本公開根據(jù)一個(gè)特征提供了一種用于諸如丙烯腈反應(yīng)器的商用氧化或氨氧化反應(yīng)器的改進(jìn)的進(jìn)料系統(tǒng)，其包括:進(jìn)料分布器，其用于將不飽和的和/或飽和的C3至C4烴與氨的混合物供應(yīng)至反應(yīng)器的內(nèi)部；以及空氣格柵系統(tǒng)，其用于將空氣供應(yīng)至反應(yīng)器的內(nèi)部，進(jìn)料分布器包括主集管管道和流體附連到主集管管道且從主集管管道分出的支管管道，主集管管道和支管管道兩者均限定面向下的進(jìn)料噴嘴，進(jìn)料分布器系統(tǒng)還包括與相應(yīng)的進(jìn)料噴嘴相關(guān)聯(lián)的進(jìn)料護(hù)罩，每個(gè)進(jìn)料護(hù)罩包括近端，該近端連接到相應(yīng)的支管管道或集管管道且布置成將穿出其相應(yīng)的進(jìn)料噴嘴的C3至C4烴和氨向下導(dǎo)向進(jìn)入反應(yīng)器的內(nèi)部，空氣格柵系統(tǒng)包括布置在進(jìn)料分布器系統(tǒng)的下方的連續(xù)金屬板，連續(xù)金屬板限定在其中的一系列空氣孔以用于將工藝空氣從連續(xù)金屬板的下方朝分布器系統(tǒng)導(dǎo)向至連續(xù)金屬板的上方，其中在連續(xù)金屬板的上表面和進(jìn)料護(hù)罩的遠(yuǎn)端之間的距離被選擇為在約6至24英寸Γ15至飛Icm)之間。如本文中所用地，不飽和的和/或飽和的C3至C4烴的混合物是指包括丙烷、丙烯、丁烷、丁烯、以及它們的混合物的C3至C4烴。
[0020]在另一方面，提供了一種用于為氧化或氨氧化反應(yīng)器供料的方法，其包括將飽和的和/或不飽和的C3至C4烴和氨的混合物通過進(jìn)料分布器供應(yīng)至反應(yīng)器的內(nèi)部。進(jìn)料分布器包括主集管管道和流體附連到主集管管道且從主集管管道分出的支管管道，主集管管道和支管管道兩者均限定面向下的進(jìn)料噴嘴。進(jìn)料分布器系統(tǒng)還包括與相應(yīng)的進(jìn)料噴嘴相關(guān)聯(lián)的進(jìn)料護(hù)罩，每個(gè)進(jìn)料護(hù)罩包括近端，該近端連接到相應(yīng)的支管管道或集管管道且布置成將穿出其相應(yīng)的進(jìn)料噴嘴的飽和的和/或不飽和的C3至C4烴和氨向下導(dǎo)向進(jìn)入丙烯腈反應(yīng)器的內(nèi)部。該方法還包括將空氣通過空氣格柵系統(tǒng)供應(yīng)至反應(yīng)器的內(nèi)部?？諝飧駯畔到y(tǒng)包括布置在進(jìn)料分布器系統(tǒng)的下方的連續(xù)金屬板，連續(xù)金屬板限定在其中的一系列空氣孔以用于將工藝空氣從連續(xù)金屬板的下方朝分布器系統(tǒng)導(dǎo)向至連續(xù)金屬板的上方。在一方面，在連續(xù)金屬板的上表面和進(jìn)料護(hù)罩的遠(yuǎn)端之間的距離為約6至約24英寸(約15至約61cm)之間。
[0021]此外，本公開根據(jù)另一個(gè)特征提供了一種用于在諸如丙烯腈反應(yīng)器的商用氧化或氨氧化反應(yīng)器中使用的改進(jìn)的空氣格柵系統(tǒng)，該改進(jìn)的空氣格柵系統(tǒng)包括:連續(xù)金屬板，其限定上表面、下表面和在上表面與下表面之間延伸的周邊，該連續(xù)金屬板還限定一系列空氣孔以用于將工藝空氣從連續(xù)金屬板下方朝位于連續(xù)金屬板上方的分布器進(jìn)料系統(tǒng)導(dǎo)向；以及支撐系統(tǒng)，其用于支撐連續(xù)金屬板和可擱置在連續(xù)金屬板上的任何氧化或氨氧化催化劑的重量，其中支撐系統(tǒng)包括一系列支撐梁和固定地附連到連續(xù)金屬板的下側(cè)的一系列支撐件壓具(hold-downs)，每個(gè)支撐梁具有接合連續(xù)金屬板的下側(cè)的上支撐表面，每個(gè)支撐件壓具布置成以如下方式接合在相應(yīng)的支撐梁中限定在其上表面下方的配合表面，即使得支撐件壓具防止連續(xù)金屬板被抬離成系列支撐梁。
[0022]在另一方面，提供了一種用于減少商用氧化或氨氧化反應(yīng)器中的空氣格柵系統(tǒng)的移動(dòng)的方法。該方法包括提供空氣格柵系統(tǒng)，該空氣格柵系統(tǒng)包括:連續(xù)金屬板，其限定上表面、下表面和在上表面與下表面之間延伸的周邊。該連續(xù)金屬板還限定用于將工藝空氣從連續(xù)金屬板的下方導(dǎo)向至連續(xù)金屬板的上方的一系列空氣孔；以及支撐系統(tǒng)，其用于支撐連續(xù)金屬板和可擱置在連續(xù)金屬板上的任何氧化或氨氧化催化劑的重量。在一方面，支撐系統(tǒng)包括均具有接合連續(xù)金屬板的下側(cè)的上支撐表面的成系列支撐梁和固定地附連到連續(xù)金屬板的下側(cè)的成系列支撐件壓具。每個(gè)支撐件壓具布置成以如下方式接合在相應(yīng)的支撐梁中限定在其上表面下方的配合表面，即使得支撐件壓具防止連續(xù)金屬板被抬離成系列支撐梁。
[0023]此外，本公開根據(jù)另一個(gè)特征提供了一種用于在諸如丙烯腈反應(yīng)器的商用氧化或氨氧化反應(yīng)器中使用的改進(jìn)的空氣格柵系統(tǒng)，該改進(jìn)的空氣格柵系統(tǒng)包括:連續(xù)金屬板，其限定上表面、下表面和在上表面與下表面之間延伸的周邊，該連續(xù)金屬板還限定一系列空氣孔以用于將工藝空氣從連續(xù)金屬板的下方朝位于連續(xù)金屬板上方的分布器進(jìn)料系統(tǒng)導(dǎo)向；以及連接組件，其用于將連續(xù)金屬板的周邊附連到氧化或氨氧化反應(yīng)器的側(cè)壁，其中連接組件包括撓性板和配合的隔板，撓性板和隔板各自包括限定頂部和底部的環(huán)形金屬片材，撓性板和隔板均布置成與氧化或氨氧化反應(yīng)器的側(cè)壁基本上一致(congruent)，其中隔板附連到氧化或氨氧化反應(yīng)器的側(cè)壁，其中撓性板的底部附連到連續(xù)金屬板的周邊，并且其中撓性板以使得撓性板限定在隔板的底部下方延伸的下部的方式附連到隔板，以使得因反應(yīng)器內(nèi)部的溫度變化所導(dǎo)致的連續(xù)金屬板的直徑中的偏差可通過使撓性板的下部撓曲而適應(yīng)。
[0024]在另一方面,提供了一種用于適應(yīng)在空氣格柵系統(tǒng)中的撓曲的方法,該方法包括提供連續(xù)金屬板，該連續(xù)金屬板限定上表面、下表面和在上表面與下表面之間延伸的周邊。連續(xù)金屬板還限定一系列空氣孔以用于將工藝空氣從連續(xù)金屬板的下方導(dǎo)向至連續(xù)金屬板的上方，以及用于將連續(xù)金屬板的周邊附連到反應(yīng)器的側(cè)壁的連接組件。連接組件包括撓性板和配合的隔板，撓性板和隔板各自包括限定頂部和底部的環(huán)形金屬片材。撓性板和隔板均布置成與反應(yīng)器的側(cè)壁基本上一致，其中隔板附連到反應(yīng)器的側(cè)壁，其中撓性板的底部附連到連續(xù)金屬板的周邊，并且其中撓性板以使得撓性板限定在隔板的底部下方延伸的下部的方式附連到隔板，以使得因丙烯腈內(nèi)部的溫度變化導(dǎo)致的連續(xù)金屬板的直徑上的偏差可通過使撓性板的下部撓曲而適應(yīng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是示意圖，其示出了用于制備丙烯腈的常規(guī)氨氧化反應(yīng)器的反應(yīng)器部段；
[0026]圖2是平面圖，其示出了圖1的氨氧化反應(yīng)器的常規(guī)分布器系統(tǒng)的下側(cè)；
[0027]圖3是沿圖2的線3-3截取的剖視圖，圖3示出了圖2的常規(guī)分布器系統(tǒng)的進(jìn)料噴嘴和相關(guān)聯(lián)的進(jìn)料護(hù)罩；
[0028]圖4示出將丙烯腈反應(yīng)器的空氣格柵附連到反應(yīng)器的壁的常規(guī)方式；
[0029]圖5是丙烯腈反應(yīng)器的局部剖視圖，其示出了本公開的第一特征，其中通過將空氣格柵和進(jìn)料分布器彼此間隔開適當(dāng)距離而改善了常規(guī)的丙烯腈反應(yīng)器的性能，并且減小了對(duì)丙烯腈反應(yīng)器的某些部件的機(jī)械損壞；
[0030]圖6示出本公開的第二特征，其中提供了用于支撐丙烯腈反應(yīng)器的空氣格柵的新型支撐系統(tǒng)；以及
[0031]圖7示出本公開的第三特征，其中提供了用于將丙烯腈反應(yīng)器的空氣格柵14固定到反應(yīng)器的側(cè)壁的獨(dú)特連接組件。

【具體實(shí)施方式】
[0032]圖5不出了本公開的技術(shù)的第一特征,其中空氣格柵14與進(jìn)料分布器16間隔開適當(dāng)距離，特別地6至24英寸Γ15至飛lcm)。具體而言，如圖所示，進(jìn)料分布器16包括多個(gè)進(jìn)料護(hù)罩60，每個(gè)進(jìn)料護(hù)罩與限定在分布器系統(tǒng)的集管30或支管32中的相應(yīng)的進(jìn)料噴嘴相關(guān)聯(lián)。每個(gè)進(jìn)料護(hù)罩限定連接到其相應(yīng)的集管30或支管32的近端62和從其遠(yuǎn)離的遠(yuǎn)端64，其中進(jìn)料護(hù)罩60布置成將穿出其相應(yīng)的進(jìn)料噴嘴的丙烯和氨進(jìn)料朝空氣格柵14向下導(dǎo)向進(jìn)入丙烯腈反應(yīng)器的內(nèi)部。同時(shí)，空氣格柵14采用連續(xù)金屬板70的形式，連續(xù)金屬板70布置在進(jìn)料分布器16下方并且限定上表面72、下表面74和在上表面72與下表面74之間延伸的一系列空氣孔76，用于將從連續(xù)金屬板下方進(jìn)入氨氧化反應(yīng)器的工藝空氣朝進(jìn)料分布器16向上導(dǎo)向。
[0033]根據(jù)本實(shí)用新型的該特征，進(jìn)料護(hù)罩60的遠(yuǎn)端64布置成在離連續(xù)金屬板70的上表面72的距離為6至24英寸Γ15至飛Icm)處。優(yōu)選地，進(jìn)料護(hù)罩60的遠(yuǎn)端64布置成在離連續(xù)金屬板70的上表面72的距離為8至12英寸Γ20至?30.5cm)處。根據(jù)本公開的該特征，已發(fā)現(xiàn)的是，不但由不充分的反應(yīng)物混合導(dǎo)致的較差反應(yīng)器性能可通過遵循該方法而大大消除，而且對(duì)氨氧化催化劑的損壞和由局部反應(yīng)器過熱點(diǎn)導(dǎo)致的其它問題也可通過遵循該方法而消除或至少大致減少。
[0034]從理論/概念角度來看，看起來有益的是最小化在空氣格柵14和進(jìn)料分布器16之間的距離，因?yàn)檫@似乎有助于在穿出分布器16的進(jìn)料氣和穿出空氣格柵16的工藝空氣之間的最大可能程度的混合。然而，在實(shí)踐中已發(fā)現(xiàn)，將空氣格柵14布置得太靠近進(jìn)料分布器16有助于形成反應(yīng)器過熱點(diǎn)，如上所述。當(dāng)在空氣格柵14和進(jìn)料分布器16之間的距離太小時(shí)，連續(xù)金屬板70中的一些空氣孔76或進(jìn)料護(hù)罩60的遠(yuǎn)端64或兩者變得位于固有地堆積在連續(xù)金屬板70的上表面72上的催化劑/鑰垢堆內(nèi)。這導(dǎo)致丙烯、氨和空氣反應(yīng)物在這些催化劑堆內(nèi)部彼此接觸，催化劑堆行為類似于其中熱傳遞較差且因此溫度迅速升高的固定的催化劑床。相應(yīng)地，在進(jìn)料護(hù)罩60的遠(yuǎn)端64和連續(xù)金屬板的上表面72之間測(cè)量的在空氣格柵14和進(jìn)料分布器16之間的距離應(yīng)為至少6英寸ri5cm)且優(yōu)選地至少約8英寸(1cm)，以避免該問題。
[0035]就在空氣格柵14和進(jìn)料分布器16之間的最大距離而言，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是，在大于約24英寸reicm)的距離處，反應(yīng)器中的催化劑的一部分，特別是位于空氣格柵14和進(jìn)料分布器16之間的部分，不能有效地用于反應(yīng)中。這降低了丙烯和氨反應(yīng)物向產(chǎn)物丙烯腈的轉(zhuǎn)化，這顯然是不利的。相應(yīng)地，在進(jìn)料護(hù)罩60的遠(yuǎn)端64和連續(xù)金屬板70的上表面72之間測(cè)量的在空氣格柵14和進(jìn)料分布器16之間的最大距離保持在不超過約24英寸reicm)、優(yōu)選地不超過18英寸Γ45.7cm)、在另一方面不超過14英寸Γ35.5cm)、并且在另一方面不超過12英寸Γ30.5cm)，以防止發(fā)生這種情況。
[0036]圖6示出了本公開的技術(shù)的第二特征，其中提供了大體用80表示的新型支撐系統(tǒng)以用于支撐空氣格柵14的連續(xù)金屬板70的重量，包括可擱置在該連續(xù)金屬板上的任何氨氧化催化劑的重量。如在該圖中所示，支撐系統(tǒng)80采用一系列支撐梁82的形式，該支撐梁在特定實(shí)施例中顯示為常規(guī)的工字梁。每個(gè)工字梁82包括上部橫部段84，其限定在其上擱置連續(xù)金屬板70的上表面86。此外，每個(gè)上部橫部段84的下側(cè)限定配合表面88，以用于與由空氣格柵14的連續(xù)金屬板70承載的支撐件壓具接合，如下文進(jìn)一步討論地。
[0037]如圖6中進(jìn)一步所示，一系列支撐桿90焊接到連續(xù)金屬板70的下側(cè)，支撐桿的每個(gè)端部限定突出部(nose)92。如該圖中進(jìn)一步所示，每個(gè)突出部92在相應(yīng)的工字梁82的上部橫部段84的下側(cè)延伸，在那里，突出部92接合配合表面88。利用該結(jié)構(gòu)，每個(gè)支撐桿90起到壓具的作用，用于使連續(xù)金屬板70與工字梁82的上表面86保持接觸，從而防止該連續(xù)金屬板由于向上流過該金屬板中的空氣孔76的工藝空氣的力而被抬離這些工字梁。
[0038]如圖6中進(jìn)一步所示，在每個(gè)支撐桿90的端部和工字梁82的面對(duì)部分之間布置有適當(dāng)?shù)目臻g94和96，以用于適應(yīng)由于在啟動(dòng)和停機(jī)期間反應(yīng)器內(nèi)部經(jīng)歷的溫度變化而固有地發(fā)生的這些支撐桿的長(zhǎng)度中的變化。
[0039]利用該結(jié)構(gòu)，通過支撐桿90的突出部92接合工字梁82的相應(yīng)的配合表面88而將連續(xù)金屬板70牢固地壓緊在工字梁的上表面86上?？梢岳斫?，提供類似的附連方式的其它結(jié)構(gòu)可代替支撐桿90和其相關(guān)聯(lián)的突出部92來使用。在任何情況下，由于布置在每個(gè)支撐桿90的端部和工字梁82的面對(duì)部分之間的空間94和96，作為在啟動(dòng)和停機(jī)期間反應(yīng)器10內(nèi)部發(fā)生的顯著溫度變化的結(jié)果而發(fā)生的支撐桿90的長(zhǎng)度上的變化通過這些空間來容易地適應(yīng)。因此，支撐系統(tǒng)80的機(jī)械失效被大大消除。
[0040]圖7示出了本公開的技術(shù)的第三特征，其中提供了獨(dú)特的連接組件以用于將空氣格柵14的連續(xù)金屬板70的周邊固定到反應(yīng)器10的側(cè)壁12。如在該圖中所示，大體用100表示的該連接組件包括撓性板102和配合的隔板104。撓性板102包括細(xì)長(zhǎng)的金屬片材，其兩端焊接在一起，以使得撓性板102呈現(xiàn)出環(huán)形形狀，特別是柱形的右部段形狀。利用該形狀，撓性板102與空氣格柵14所附連到的反應(yīng)器10的側(cè)壁12基本上一致，因?yàn)榉磻?yīng)器10的中部也成形為柱形形式。同樣地，隔板104也包括細(xì)長(zhǎng)的金屬片材，其兩端焊接在一起，以使得隔板104也呈現(xiàn)出環(huán)形形狀。
[0041]如在圖7中進(jìn)一步所示，隔板104布置在撓性板102和反應(yīng)器10的側(cè)壁12之間，使得撓性板102限定在隔板104的底部112下方延伸的下部114。優(yōu)選地，撓性板102的底部110在隔板104的底部112下方延伸約6至約10英寸(約15至約25cm)、更理想地約7至約9英寸(約18至約23cm)的距離。
[0042]如圖7中進(jìn)一步所示地，撓性板102的底部110優(yōu)選地通過焊接附連到空氣格柵14的連續(xù)金屬板70的周邊。利用該結(jié)構(gòu)，由于在啟動(dòng)和停機(jī)期間反應(yīng)器10內(nèi)部發(fā)生的溫度上的顯著變化而發(fā)生在空氣格柵14的連續(xù)金屬板70的直徑中的變化通過撓性板102的下部114(即，在隔板104的底部112下方延伸的撓性板102的部分)的撓曲而容易地適應(yīng)。因此，將空氣格柵14的連續(xù)金屬板70的周邊連接到反應(yīng)器10的側(cè)壁12的接頭的機(jī)械失效被大大消除。
[0043]本文中所述的各個(gè)方面，更具體地圖4-7中所示的方面，可用于具有各種尺寸直徑的反應(yīng)器。在優(yōu)選的方面，反應(yīng)器可具有從約5至約12米、在另一方面約8至約12米、并且在另一方面約9至約11米的外徑。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，當(dāng)使用在約8至約12米、或約9至約11米之間的反應(yīng)器外徑時(shí)，空氣噴嘴為無蓋的，空氣被豎直地引入反應(yīng)器中，最優(yōu)選地豎直地朝進(jìn)料護(hù)罩導(dǎo)向。在一個(gè)備選實(shí)施例中，當(dāng)使用在約8至約12米、或約9至約11米之間的反應(yīng)器外徑時(shí)，空氣格柵中的空氣噴嘴為帶蓋的，空氣優(yōu)先地被蓋水平地分布到反應(yīng)器中。
[0044]雖然本文中僅描述了本公開的技術(shù)的若干實(shí)施例，但應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本技術(shù)的精神和范圍的情況下，可進(jìn)行許多修改。所有這樣的修改旨在包括在僅由所附權(quán)利要求限制的本技術(shù)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于商用氧化或氨氧化反應(yīng)器的改進(jìn)的進(jìn)料系統(tǒng)，包括: 進(jìn)料分布器，其用于將飽和的和/或不飽和的C3至C4烴和氨的混合物供應(yīng)至所述反應(yīng)器的內(nèi)部；以及 空氣格柵系統(tǒng)，其用于將空氣供應(yīng)至所述反應(yīng)器的內(nèi)部， 其中，所述進(jìn)料分布器包括主集管管道和流體地附連到所述主集管管道且從所述主集管管道分出的支管管道，所述主集管管道和所述支管管道兩者均限定面向下的進(jìn)料噴嘴，所述進(jìn)料分布器系統(tǒng)還包括與相應(yīng)的進(jìn)料噴嘴相關(guān)聯(lián)的進(jìn)料護(hù)罩，每個(gè)進(jìn)料護(hù)罩包括近端，所述近端連接到相應(yīng)的支管管道或集管管道且布置成將穿出其相應(yīng)的進(jìn)料噴嘴的飽和的和/或不飽和的C3至C4烴和氨向下導(dǎo)向進(jìn)入所述反應(yīng)器的內(nèi)部， 其中，所述空氣格柵系統(tǒng)包括布置在所述進(jìn)料分布器系統(tǒng)下方的連續(xù)金屬板，所述連續(xù)金屬板限定在其中的一系列空氣孔，用于將工藝空氣從所述連續(xù)金屬板的下方導(dǎo)向至所述連續(xù)金屬板的上方，其中，在所述連續(xù)金屬板的上表面和所述進(jìn)料護(hù)罩的遠(yuǎn)端之間的距離在15至61cm之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的進(jìn)料系統(tǒng)，其特征在于，在所述連續(xù)金屬板的上表面和所述進(jìn)料護(hù)罩的遠(yuǎn)端之間的距離為20至30.5cm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的進(jìn)料系統(tǒng)，其特征在于，所述反應(yīng)器的外徑在8至12米之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的改進(jìn)的進(jìn)料系統(tǒng)，其特征在于，所述反應(yīng)器的外徑在9至11米之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的改進(jìn)的進(jìn)料系統(tǒng)，其特征在于，所述空氣孔為不帶蓋的。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的改進(jìn)的進(jìn)料系統(tǒng)，其特征在于，所述空氣孔為帶蓋的。
【文檔編號(hào)】C07C253/26GK203916628SQ201420150059
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年3月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月31日
【發(fā)明者】T.R.麥克唐奈, J.R.庫奇, D.R.瓦納, P.T.瓦赫滕多夫, T.G.特拉弗斯 申請(qǐng)人:英尼奧斯歐洲股份公司