[发明专利]一种固定床异构烷烃合成反应器及其多段进料设备和合成异构烷烃的方法

权利要求书

1.一种采用固定床异构烷烃合成反应器合成异构烷烃的方法，所述固定床异构烷烃合成反应器设置圆筒形的壳体(1)、沿轴向由上至下设置于所述壳体(1)中的一个或多个催化剂床层(2)，至少一个所述催化剂床层(2)的上方设置有多段进料设备(4)；

所述多段进料设备(4)包括上床层支撑部件(5)、下床层流体分布部件(6)、进料分配管(8)、设置于所述上床层支撑部件(5)和下床层流体分布部件(6)之间的流体收集板(7)和流体分布板(10)，所述流体收集板(7)位于所述流体分布板(10)上方；

所述上床层支撑部件(5)与流体收集板(7)之间形成上层空间(11)，所述流体收集板(7)与所述流体分布板(10)之间形成中层空间(12)，所述流体分布板(10)与所述下床层流体分布部件(6)之间形成下层空间(13)，且所述中层空间(12)和下层空间(13)通过流体分布板(10)连通；

所述进料分配管(8)的入口端用于连通外部进料管线(3)，出口端设置于所述上层空间(11)中；

所述流体收集板(7)中贯穿固定有流体混合室(9)并使所述流体混合室(9)被分为分别位于上层空间(11)和位于中层空间(12)的两部分，位于上层空间(11)的流体混合室(9)的侧壁设置有第一开口(23)，位于中层空间(12)的流体混合室(9)的底部或侧壁设置有第二开口(31)，所述上层空间(11)仅通过所述第一开口(23)、流体混合室(9)内部空间和第二开口(31)与所述中层空间(12)流体连通；

所述流体混合室(9)设置有从上至下贯穿所述流体混合室(9)并固定于所述流体分布板(10)上的固定轴(17)，所述流体混合室(9)的固定轴(17)上固定有螺旋叶片(18)；螺旋叶片(18)的直径与流体混合室(9)的宽度之比为(0.3-0.9):1，螺旋叶片(18)与流体混合室(9)的高度之比为(0.5-2):1；所述螺旋叶片(18)以固定轴(17)为中心盘绕，固定轴(17)的直径为5-20mm，固定轴(17)与流体混合室(9)的高度比为(1.1-2.5):1；

该方法包括：将液相反应原料从所述进料分配管(8)的入口端送入所述多段进料设备(4)中并将经所述多段进料设备(4)分布后的液相反应原料与所述催化剂床层(2)中的催化剂接触并进行合成反应；

所述合成反应的条件包括：反应温度为30-150℃，液相反应原料在反应器内的表观流速为0.01-0.3m/s，所述反应器中烯烃的重量空速为0.05-0.2小时^-1；反应器中烷烃与烯烃的摩尔比为(200-2000)：1。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述进料分配管(8)的侧壁设置有第三开口(15)，所述流体混合室(9)为多个且紧贴于所述进料分配管(8)的侧面；

所述第三开口(15)为小孔或条缝，所述第三开口(15)的宽度为1.5-10mm，相邻第三开口(15)的间距为5-30mm，所述进料分配管(8)上第三开口(15)的总开口面积与流体混合室(9)总截面积的比为1：(5-100)。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述流体收集板(7)为无孔的平板、斜板或阶梯状板，所述流体混合室(9)穿过流体收集板(7)形成的开孔的总横截面积与流体收集板(7)的横截面积的比例为1：(3-90)；

所述流体混合室(9)的高度为10-200mm，横截面积的形状为圆形、椭圆形或矩形，所述流体混合室(9)与所述流体分布板(10)间隔设置且间距为1-50mm；

所述第一开口(23)为小孔或条缝，宽度为2-100mm，相邻第一开口(23)的间距为10-100mm，所述第一开口(23)的总开口面积与流体收集板(7)的横截面积之比为1：(1.5-10)；

所述第二开口(31)为小孔或条缝，宽度为2-100mm，相邻第二开口(31)的间距为10-100mm，所述第二开口(31)的总开口面积与流体收集板(7)的横截面积之比为1：(10-100)。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述螺旋叶片(18)的数量为1-100，间距为5-100mm，所述螺旋叶片(18)与水平方向的夹角为5-30°，螺旋叶片(18)的层数为2-15。