專利名稱:催化劑分段在線再生的徑向固定床氧化脫氫反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種催化劑分段在線再生的徑向固定床氧化脫氫反應(yīng)器,屬于化工生產(chǎn)設(shè)備領(lǐng)域。
背景技術(shù):
丁二烯是生產(chǎn)合成橡膠的重要原料,利用丁烯-I氧化脫氫制取丁二烯是生產(chǎn)丁二烯的重要手段。按比例混合的蒸汽、空氣和丁烯-1,在合適的溫度和催化劑的作用下,發(fā)生氧化脫氫反應(yīng),生成丁二烯,同時放出大量熱能。在丁烯-I氧化脫氫制取丁二烯的生產(chǎn)裝置中,反應(yīng)單元通常根據(jù)裝置生產(chǎn)規(guī)模,按一條生產(chǎn)線2萬噸左右的能力設(shè)置若干生產(chǎn)線,每條生產(chǎn)線設(shè)置2臺串聯(lián)操作的軸向固 定床反應(yīng)器。按比例配制的水蒸汽和空氣混合氣,加熱至300°C左右,加入丁烯-1,進入1# 反應(yīng)器,沿設(shè)備軸向通過反應(yīng)器內(nèi)的催化劑層,丁烯-I與氣體中的氧氣發(fā)生反應(yīng),生成丁二烯,同時氣體溫度上升至500°C左右,經(jīng)換熱器換熱后,氣體溫度降低至300多。C,再次加入丁烯-I后,進入2#反應(yīng)器,氣體中的丁烯-I與氧氣發(fā)生反應(yīng),生成丁二烯,最終獲得較好的轉(zhuǎn)化率和選擇性在反應(yīng)條件下,氣體中的烴類易因裂解等副反應(yīng),在催化劑表面生成焦碳,使催化劑的活性降低,造成轉(zhuǎn)化率和選擇性降低,裝置生產(chǎn)能力下降和能耗增加,不得不每隔I 3個月左右對催化劑進行燒焦再生。不僅嚴(yán)重影響裝置的經(jīng)濟效益,還造成后續(xù)的精制等生產(chǎn)單元操作波動。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種催化劑分段在線再生的徑向固定床氧化脫氫反應(yīng)器,縮短催化劑燒焦再生周期,使催化劑的活性、轉(zhuǎn)化率和選擇性在裝置一個生產(chǎn)周期內(nèi)始終保持在較好的水平。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種催化劑分段在線再生的徑向固定床氧化脫氫反應(yīng)器,包括·Λ#反應(yīng)器和2#反應(yīng)器,1#反應(yīng)器的反應(yīng)氣體出口通過管路經(jīng)中間換熱器連接2#反應(yīng)器的反應(yīng)氣入口,其特征在于所述的1#和2#反應(yīng)器為圓筒體、上封頭和下封頭組成的承壓殼體,承壓殼體內(nèi)設(shè)置同心的催化劑內(nèi)筒和催化劑外筒,催化劑內(nèi)筒內(nèi)設(shè)置分布錐,催化劑外筒與圓筒之間設(shè)置有多個環(huán)板,將催化劑外筒與圓筒之間的空間分為多段,每段均設(shè)置有物料進口,其中2#反應(yīng)器每段還單獨設(shè)置有再生氣進口,上封頭處設(shè)置反應(yīng)氣出口。1#反應(yīng)器和2#反應(yīng)器的上封頭上設(shè)置有催化劑裝填口 ;下封頭上設(shè)置有催化劑卸出口。所述的催化劑卸出口和上封頭上設(shè)置有保護氣體入口。所述的分布錐下端的下封頭上設(shè)置有人孔,人孔上設(shè)置有保護氣體入口。所述的上封頭上設(shè)置有3 4個熱電偶接口,每個接口插入數(shù)量與分段數(shù)相同數(shù)量的熱電偶,分別監(jiān)測各段出口側(cè)的溫度。所述的催化劑外筒與圓筒之間設(shè)置的多個環(huán)板均勻分布。所述的催化劑內(nèi)筒上端設(shè)置有膨脹節(jié)。所述的催化劑內(nèi)筒和催化劑外筒均由開孔圓筒和約翰遜網(wǎng)組成,且催化劑內(nèi)筒和催化劑外筒之間的寬度大于等于500mm。為了方便溫度測量在每段催化劑靠近內(nèi)筒約翰遜網(wǎng)處(氣體出口側(cè))設(shè)置3 4個測溫點,用于監(jiān)測脫氫和再生的操作過程。將蒸汽和空氣的混合氣體加熱后,通過1#反應(yīng)器圓筒體上的物料入口進入反應(yīng)器,原料丁烯-I氣體在各物料入口處的管線上加入?;旌蠚怏w進入1#反應(yīng)器,通過催化劑層發(fā)生氧化脫氫反應(yīng),同時溫度上升,反應(yīng)后的氣體從1#反應(yīng)器頂部的出口排出。 來自1#反應(yīng)器的反應(yīng)氣經(jīng)換熱降溫后,通過2#反應(yīng)器圓筒體上的入口進入2#反應(yīng)器,補加的原料丁烯-I氣體在各反應(yīng)氣入口處的管線上加入。通過催化劑層發(fā)生氧化脫氫反應(yīng)后的氣體從2#反應(yīng)器頂部的出口排出,進入后續(xù)的換熱、冷凝、分離和精餾過程。當(dāng)通過溫度檢測和取樣分析,發(fā)現(xiàn)催化劑活性降低到一定程度時,開始進行催化劑的分段在線再生。1#反應(yīng)器催化劑再生時,只需順序停止各物料入口處原料丁烯-I的加入即可。各段催化劑再生的初始階段,設(shè)置在該段的溫度檢測顯示溫度較高,當(dāng)溫度檢測顯示溫度開始下降,并略高于入口溫度時,即表明該段催化劑再生完成,恢復(fù)該段原料丁烯-I氣體的加入,該段即進入脫氫反應(yīng)階段。停止下一段的原料丁烯-I的加入,開始進行催化劑再生。按上述步驟依次進行,直至整個催化劑床層全部再生完成。2#反應(yīng)器催化劑再生時,需順序停止各反應(yīng)氣入口反應(yīng)氣體的加入,從再生氣入口加入再生氣。同1#反應(yīng)器再生時相同,當(dāng)設(shè)置在再生段的溫度檢測顯示溫度開始下降,并略高于入口溫度時,即表明該段催化劑再生完成,恢復(fù)該段反應(yīng)氣體的加入,該段即進入脫氫反應(yīng)階段。按上述步驟依次對下一段催化劑進行再生操作,直至整個催化劑床層全部再生完成。根據(jù)催化劑裝填量以及再生間隔,每段催化劑再生時間約為2 4小時。本發(fā)明的有益效果是催化劑分段在線再生的徑向固定床氧化脫氫反應(yīng)器,實現(xiàn)了氧化脫氫反應(yīng)與催化劑再生同時在線進行的目的,使催化劑的活性、轉(zhuǎn)化率和選擇性在裝置一個生產(chǎn)周期內(nèi)始終保持在較好的水平,延長裝置連續(xù)運行周期,降低了反應(yīng)單元的生產(chǎn)波動,后續(xù)的冷凝、分離和精餾等生產(chǎn)單元操作穩(wěn)定,整個裝置產(chǎn)能和能耗保持在很好的水平,提高裝置的運行效益。
圖I為本發(fā)明的1#反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖;圖2為本發(fā)明的2#反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖;圖中I為上封頭;2為圓筒體;3為催化劑外筒;4為催化劑內(nèi)筒;5為分布錐;6為環(huán)板;7為下封頭;8為人孔;9為催化劑卸出口 ;10為膨脹節(jié);11為保護氣體入口 ;12為熱電偶接口 ;13為催化劑裝填口 ;14為反應(yīng)氣體出口 ;15為物料入口 ;16為反應(yīng)氣入口 ;17為再生氣入口。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例做進一步描述如圖f 2所示,本發(fā)明包括1#反應(yīng)器和2#反應(yīng)器,1#反應(yīng)器的反應(yīng)氣體出口 14通過管路連接2#反應(yīng)器的反應(yīng)氣入口 16,其特征在于所述的1#反應(yīng)器和2#反應(yīng)器為圓筒體2、上封頭I和下封頭7組成的承壓殼體,承壓殼體內(nèi)設(shè)置同心的、由開孔圓筒和約翰遜網(wǎng)組成的催化劑內(nèi)筒4和催化劑外筒3,催化劑內(nèi)筒4和催化劑外筒3之間的環(huán)形空間填充催化劑,無約翰遜網(wǎng)的部分填充惰性磁球。催化劑內(nèi)筒4內(nèi)設(shè)置分布錐5,催化劑外筒3與圓筒體2之間設(shè)置有7個環(huán)板6,將催化劑外筒3與圓筒體2之間的空間分為8段,其中1#反應(yīng)器每段均設(shè)置有物料入口 15,2#反應(yīng)器每段均設(shè)置有反應(yīng)氣入口 16和再生氣入口 17。1#反應(yīng)器和2#反應(yīng)器,上封頭I上設(shè)置有催化劑裝填口 13 ;下封頭7上設(shè)置有催化劑卸出口 9和人孔8。
1#反應(yīng)器和2#反應(yīng)器,上封頭I、催化劑卸出口 9和人孔8設(shè)置有保護氣體入口11。1#反應(yīng)器和2#反應(yīng)器,上封頭I上設(shè)置有3個熱電偶接口 12,每個接口插入8根熱電偶,分別監(jiān)測各段出口側(cè)的溫度。1#反應(yīng)器和2#反應(yīng)器,催化劑內(nèi)筒4上端設(shè)置有膨脹節(jié)10。
權(quán)利要求
1.一種催化劑分段在線再生的徑向固定床氧化脫氫反應(yīng)器,包括1#反應(yīng)器和2#反應(yīng)器,1#反應(yīng)器的反應(yīng)氣體出口( 14)通過管路連接2#反應(yīng)器的反應(yīng)氣入口( 16),其特征在于所述的1#反應(yīng)器和2#反應(yīng)器為圓筒體(2)、上封頭(I)和下封頭(7)組成的承壓殼體,承壓殼體內(nèi)設(shè)置同心的、由開孔圓筒和約翰遜網(wǎng)組成的催化劑內(nèi)筒(4)和催化劑外筒(3),催化劑內(nèi)筒4和催化劑外筒3之間的環(huán)形空間填充催化劑,無約翰遜網(wǎng)的部分填充惰性磁球,催化劑內(nèi)筒(4)內(nèi)設(shè)置分布錐(5),催化劑外筒(3)與圓筒體(2)之間設(shè)置有多個環(huán)板(6),將催化劑外筒(3)與圓筒體(2)之間的空間均勻地分為多段,其中1#反應(yīng)器每段均設(shè)置有物料入口( 15),2#反應(yīng)器每段均設(shè)置有反應(yīng)氣入口( 16)和再生氣入口( 17)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的催化劑分段在線再生的徑向固定床氧化脫氫反應(yīng)器,其特征在于所述1#反應(yīng)器和2#反應(yīng)器,上封頭(I)上設(shè)置有催化劑裝填口(13);下封頭(7)上設(shè)置有催化劑卸出口(9)和人孔(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的催化劑分段在線再生的徑向固定床氧化脫氫反應(yīng)器,其特征在于所述的1#反應(yīng)器和2#反應(yīng)器,上封頭(I)、催化劑卸出口(9)和人孔(8)設(shè)置有保護氣體入口(11)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的催化劑分段在線再生的徑向固定床氧化脫氫反應(yīng)器,其特征在于所述的1#反應(yīng)器和2#反應(yīng)器,上封頭(I)上設(shè)置有3 4個熱電偶接口(12),每個接口插入數(shù)量與分段數(shù)相同數(shù)量的熱電偶,分別監(jiān)測各段出口側(cè)的溫度。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的催化劑分段在線再生的徑向固定床氧化脫氫反應(yīng)器,其特征在于所述的1#反應(yīng)器和2#反應(yīng)器,催化劑內(nèi)筒(4)上端設(shè)置有膨脹節(jié)(10)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種催化劑分段在線再生的徑向固定床氧化脫氫反應(yīng)器,屬于化工生產(chǎn)設(shè)備領(lǐng)域,1#反應(yīng)器的反應(yīng)氣體出口通過管路連接2#反應(yīng)器的反應(yīng)氣入口,其特征在于所述的1#反應(yīng)器和2#反應(yīng)器為圓筒體、上封頭和下封頭組成的承壓殼體,承壓殼體內(nèi)設(shè)置同心的、由開孔圓筒和約翰遜網(wǎng)組成的催化劑內(nèi)筒和催化劑外筒,催化劑內(nèi)筒和催化劑外筒之間的環(huán)形空間填充催化劑,無約翰遜網(wǎng)的部分填充惰性磁球。催化劑外筒與圓筒之間設(shè)置多個環(huán)板,將催化劑外筒與圓筒之間的空間分為多段,其中1#反應(yīng)器每段均設(shè)置有物料入口,2#反應(yīng)器每段均設(shè)置有反應(yīng)氣入口和再生氣入口。催化劑分段在線再生的徑向固定床氧化脫氫反應(yīng)器,實現(xiàn)了氧化脫氫反應(yīng)與催化劑再生同時在線進行的目的。
文檔編號C07C5/48GK102814150SQ20121032321
公開日2012年12月12日 申請日期2012年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月4日
發(fā)明者劉善兵, 宋守剛, 徐偉強 申請人:山東齊魯石化工程有限公司