[發(fā)明專利]用于進(jìn)行自熱氣相脫氫的反應(yīng)器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201180061323.6
• 申請(qǐng)日: 2011-12-13
• 公開（公告）號(hào): CN103391812A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: G·奧爾貝特;U·韋格勒;G·科利歐斯;A·科斯托瓦;J·克塞爾;A·韋克;A·禮薩伊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 巴斯夫歐洲公司
• 主分類號(hào): B01J19/24
• 分類號(hào): B01J19/24;C07C5/48
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 劉金輝;林柏楠

本發(fā)明涉及一種使用構(gòu)造為單塊的非均相催化劑進(jìn)行自熱氣相脫氫的反應(yīng)器以及使用該反應(yīng)器的方法。

陶瓷或金屬單塊已經(jīng)被確定為用于移動(dòng)和固定廢氣提純中稀有金屬催化劑的催化劑載體。通道提供低的流動(dòng)阻力以及同時(shí)對(duì)用于氣相反應(yīng)介質(zhì)的催化劑外表面的均勻的可及性。與其中大的壓降來自顆粒周圍流動(dòng)中的許多偏轉(zhuǎn)且催化劑表面不可均勻利用的無序床相比，這是有利的。對(duì)于在高溫以及絕熱反應(yīng)條件下具有高體積流動(dòng)的催化方法，單塊的使用通常是有利的。在化學(xué)方法技術(shù)中，這些特征尤其施用于在400-700℃的溫度范圍內(nèi)發(fā)生的脫氫反應(yīng)。

如US7,034,195所述，催化劑技術(shù)中的進(jìn)步使脫氫氫氣可在烴存在下選擇性燃燒。這種操作模式被稱作自熱脫氫且允許直接加熱脫氫反應(yīng)器，使得用于間接預(yù)熱和中間加熱反應(yīng)混合物的復(fù)雜設(shè)備成為不必需的。一個(gè)這種方法例如描述在US2008/0119673中。然而，該方法具有嚴(yán)重的缺點(diǎn)，即脫氫在呈粒料形式的非均相催化劑上進(jìn)行：粒料床的高流動(dòng)阻力要求大的反應(yīng)器橫截面和相應(yīng)的低流速，以限制催化活性層中的壓降。該缺點(diǎn)由用于引入并分配氧氣的非常復(fù)雜的設(shè)備彌補(bǔ)，這消弱了自熱脫氫的優(yōu)點(diǎn)。非先前公開的歐洲專利申請(qǐng)(相當(dāng)于08/1021EP)公開了用于使用配置成單塊的非均相催化劑將烴自熱氣相脫氫的反應(yīng)器以及方法，其確保了可燃反應(yīng)介質(zhì)在高反應(yīng)溫度，常常約400-700℃下的安全控制，以及單塊的容易可達(dá)性和處理，特別是關(guān)于裝配反應(yīng)器以及關(guān)于改變催化劑。

歐洲專利(相當(dāng)于08/1021EP)提供了呈基本臥式圓柱形式的反應(yīng)器，其用于借助含氧氣流在配置成單塊的非均相催化劑上進(jìn)行含烴氣流的自熱氣相脫氫以得到反應(yīng)氣體混合物，其中：

-反應(yīng)器的內(nèi)部被可拆卸的圓柱狀或棱柱狀套殼G分成如下區(qū)域，所述套殼G在反應(yīng)器的縱向上設(shè)置且在圓周方向上為氣密的且在套殼的兩個(gè)端面上為開放的：

-具有一個(gè)或多個(gè)催化活性區(qū)的內(nèi)部區(qū)域A，其中提供由上下、左右及前后相互堆積的單塊組成的填充物和每種情況下在各個(gè)催化活性區(qū)之前的具有固體內(nèi)部件的混合區(qū)，和

-與內(nèi)部區(qū)域A共軸設(shè)置的外部區(qū)域B，和

-具有一個(gè)或多個(gè)用于將待脫氫含烴氣流供入外部區(qū)域B中的進(jìn)料管道，其中待脫氫烴氣流在反應(yīng)器的一端偏移并經(jīng)由流量均衡器引入內(nèi)部區(qū)域A中，

-具有一個(gè)或多個(gè)可相互獨(dú)立調(diào)節(jié)的進(jìn)料管道，其中各個(gè)進(jìn)料管道供給一個(gè)或多個(gè)分配腔，其用于將含氧氣流供入各個(gè)混合區(qū)中，和

-在與待脫氫烴氣流的進(jìn)料管道相同的反應(yīng)器末端具有用于自熱氣相脫氫的反應(yīng)混合物的排料管道。

在來自自熱氣相脫氫的反應(yīng)氣體混合物的排料管道置于的反應(yīng)器末端，有利地提供殼管式換熱器，其具有來自自熱氣相脫氫的反應(yīng)氣體混合物通過的一束管，以及待脫氫含烴氣流與來自自熱氣相脫氫的反應(yīng)混合物逆流通過的管之間的中間空間。

然而，以上反應(yīng)器具有從安全觀點(diǎn)來看的缺點(diǎn)，因?yàn)檫\(yùn)送氧氣的管道引導(dǎo)通過含烴料流循環(huán)的空間。因此，在通過管中的裂縫泄漏的情況下，可能發(fā)生著火/爆炸。另外，在具有從反應(yīng)器的外壁伸出的殼管式換熱器的實(shí)施方案中，僅不令人滿意地解決該處的密封。

因此，本發(fā)明的目的是提供克服以上缺點(diǎn)的改進(jìn)反應(yīng)器。

該目的通過呈臥式圓柱或棱柱形式的反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)，所述反應(yīng)器用于在配置成單塊的非均相催化劑上借助含氧氣流進(jìn)行含烴氣流的自熱氣相脫氫以得到反應(yīng)氣體混合物，其中：

-反應(yīng)器的內(nèi)部被在反應(yīng)器的縱向上設(shè)置的可拆卸圓柱狀或棱柱狀氣密套殼G分成：

-具有一個(gè)或多個(gè)催化活性區(qū)的內(nèi)部區(qū)域A，其中各自提供由上下、左右及前后相互堆積的單塊組成的填充物和每種情況下在各個(gè)催化活性區(qū)之前的具有固體內(nèi)部件的混合區(qū)，和

-與內(nèi)部區(qū)域A共軸設(shè)置的外部區(qū)域B，和

-在反應(yīng)器一端提供換熱器(12)并連接在套殼G上，

-具有一個(gè)或多個(gè)用于待脫氫含烴氣流的進(jìn)料管道，

-具有一個(gè)或多個(gè)可相互獨(dú)立調(diào)節(jié)的進(jìn)料管道，其中各個(gè)進(jìn)料管道供給一個(gè)或多個(gè)分配腔，其用于將含氧氣流供入各個(gè)混合區(qū)中，和

-具有用于自熱氣相脫氫的反應(yīng)氣體混合物的排料管道，

其中向外部區(qū)域B提供在自熱氣相脫氫反應(yīng)條件下呈惰性的氣體，和將待脫氫含烴氣流經(jīng)由進(jìn)料管道引入換熱器中，通過間接熱交換而借助反應(yīng)氣體混合物逆流加熱并進(jìn)一步輸送至與換熱器相反的反應(yīng)器端，在那里改變方向，借助流量均衡器引入內(nèi)部區(qū)域A中并在混合區(qū)中與含氧氣流混合，因此在反應(yīng)器的內(nèi)部區(qū)域A中進(jìn)行自熱氣相脫氫。