[发明专利]气相催化氧化反应器

说明书

本发明涉及一种其壳体内部分隔成许多室的壳管热交换器式反应器，以及一种采用该反应器生产(甲基)丙烯酸的方法。更具体而言，本发明涉及一种适合抑制传热介质(热传递介质)在用隔板隔开的相邻室之间迁移的壳管热交换器式反应器，以及一种采用该反应器生产(甲基)丙烯酸的方法。

采用气相催化氧化丙烯的反应以生产丙烯酸的方法，一般伴有大量的热生成。为了控制一定范围内的反应温度，或防止在反应区内出现热点(在催化层内温度异常高的局部点)，例如，已经提出一种迅速吸收或循环这些热量的方法。

日本专利-A-54-21966公开一种壳管热交换器式反应器，采用隔板将该反应器分隔成二个或多个室，该反应器适合采用设置在每个室中的传热介质循环系统控制传热介质的温度。虽然采用隔板将该反应器分隔成一些沿竖直方向分开的室，但该反应器能使分别在这些室中的传热介质通过隔板迁移到相邻的室中。因此，不能认为已经基本上将这些分开的室完全隔绝。该专利还提到，在反应管和隔板碰巧固定在非常靠近的位置上时，A区和B区之间的任何温度差，或频繁地使用反应器进行加热和冷却，都会带来一些缺点，例如引起反应管和隔板发生热变形，并使它们互相接触和发生磨损。

日本专利-B-07-73674公开一些在容器方面的和涉及容器的改进，该容器设有隔板，将容器分隔成许多在不同温度下操作的室，分别在这些室中进行高温反应和使产品迅速冷却的骤冷。

因此，本发明的目的是解决上述现有技术存在的问题，并提供一种用于气相催化氧化的反应器，以及一种采用这种反应器生产(甲基)丙烯酸的方法，在壳管热交换器式反应器中，采用隔板将反应器的内部分隔成许多室，这种反应器，基本上能够抑制传热介质在用隔板隔开的这些室之间的迁移。

本发明的目的，是通过一种用于气相催化氧化的反应器实现的，即在壳管热交换器式反应器中，采用隔板将其内部分隔成许多室，该反应器的特征在于，在膨胀状态下，将反应管固定到至少一个设在隔板上固定反应管部位的凹槽中，形成一个中间管板，从而形成由中间管板隔开的许多室，还沿这些室周围的壳体设置膨胀节。

本发明的目的，也是通过一种采用这种反应器生产(甲基)丙烯酸的方法实现的。

根据本发明的反应器，由于中间管板基本上将上室和下室密封，并由于这些室每个都沿其周围的壳体设置膨胀节，所以很容易维持和控制每个室中传热介质的温度，还可减轻由热引起的反应器变形，并能迅速地吸收反应产生的热量。

根据本发明的方法，还能在高产率下生产所需的产品。

从下面对优选实施方案的说明中，会清楚地看出本发明上述的以及其它的目的、特征和优点。

图1是本发明一个实施例的气相催化氧化反应器纵剖面示意图；

图2是反应管与中间管板的固定部位放大的剖面示意图；和

图3是一个实施例中装填催化剂的反应管的剖面示意图。

本发明采用的壳管热交换器式反应器，没有具体的限制，只要是反应器壳体的内部(反应管束的外侧)，能用隔板分隔成许多室的壳管热交换器式反应器就行。可以采用常规的壳管热交换器式反应器，这种反应器具有圆形或多边形的横截面，适合吸收放热反应产生的热量，或为反应提供所需的热量。优选立式的壳管热交换器式反应器，以便从上面或从下面加入原料气体。

优选在反应器的壳体内设置能够改变加入壳体内的如熔盐之类传热介质的移动方向的挡板。本文所用的术语“挡板”，系指能使传热介质主要在二个方向上移动的装置，例如选自圆盘、环形盘、弓形盘和孔板形已知挡板的单个元件，或二个或多个元件的组件。更优选反应器安装一个具有许多开孔的圆形管道，用于从反应器的周边加入和排出传热介质，以减轻传热介质在传热介质入口和出口附近水平板上的温度分布。

例如，将壳管热交换器式反应器分隔成基本上处于密闭状态的二个室。这种密闭状态是通过使反应管膨胀实现的，即面对凹槽的反应管部分膨胀到设在管板上固定反应管部位的至少一个凹槽中，形成一个隔板，这个管板就被称作“中间管板”。在上室和下室之间建立的基本上密闭的状态，一般是靠反应管的膨胀部分保证的，反应管面对凹槽的部分，紧密地固定在管板上相对的凹槽中。为了减少室之间的泄漏，优选在每个固定反应管的部位都设二个凹槽。当固定反应管的部位具有足够的位置时，在该部位制成的凹槽数可增加到三个，或在必要时，甚至可增加到四个或更多。