[發明專利]丁烯氧化脫氫徑向固定床反應器

無效

• 申請號: 201310033990.4
• 申請日: 2013-01-30
• 公開（公告）號: CN103071429A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 黃云群;劉文杰
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類號: B01J8/02
• 分類號: B01J8/02;C07C11/167;C07C5/48
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種用于丁烯氧化脫氫的徑向固定床反應器。

背景技術

丁二烯是合成橡膠、合成樹脂的重要單體，主要用于合成順丁橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠及ABS樹脂等。丁二烯也是多種涂料和有機化工原料。?

丁烯氧化脫氫是目前生產丁二烯較有競爭力的工藝技術，丁烯氧化脫氫制丁二烯是在水蒸汽存在下，利用氧與丁烯分子中的氫結合，得到丁二烯和結構穩定的水。該反應基本為不可逆反應。主反應方程式如下：

其它副反應主要有：

丁烯氧化脫氫反應的主要影響因素有反應溫度、反應壓力、水烯比、氧烯比等。為保護催化劑和控制反應溫度，反應過程中需要引入大量的水蒸汽，通常水蒸汽是原料丁烯的8~16倍（摩爾比）或更高；氧參與主、副反應，氧的加入量不僅影響丁烯的轉化率，而且也決定主、副反應進行的程度，氧的加入量還決定著生產的安全性，決不能使原料配比落入爆炸極限內操作；丁烯氧化脫氫對壓力比較敏感，較低的壓力有利于丁烯轉化率和丁二烯選擇性的提高，因此丁烯氧化脫氫反應器對于整個丁烯氧化脫氫技術的應用至關重要。

由丁烯氧化脫氫反應原理，可以知道丁烯氧化脫氫反應器需要具備以下特點：原料丁烯和氧氣、水蒸汽混合均勻，氣流在反應器內分布均勻，反應器壓降低。

專利CN101367702公開了一種軸向固定床丁烯氧化脫氫制備丁二烯的方法，其流程為采用兩段軸向固定床反應器，丁烯原料、水蒸汽和空氣分段進入，反應器出口通過加熱水蒸汽而冷卻，達到下一段反應器入口溫度后進入下一段反應器，但是由于丁烯氧化脫氫反應對壓力敏感，軸向固定床床層無法做得很高，專利給出的床層高度僅0.4~0.6米，限制了裝置規模放大。

專利CN?102205220A公開了一種反應器，采用包含催化劑、吸附劑或類似物的填充床，反應器被構造成使得其反應容器為管狀且流體在反應容器的徑向方向上通過填充床，但是這種反應器允許流體沿軸向流動會造成副反應的增加而降低選擇性。

專利CN2626604Y公開了一種流體整體均布的徑向反應器，在現有的徑向反應器的錐形圓柱體導流器和內多孔筒之間設置有一組縱向隔板，將現有徑向反應器的分流流動通道和合流流動通道均勻分割為多個單元，避免在上述通道內產生環向流動以及由此造成對反應器轉化率和收率的影響，但是這種并沒有解決進入通道流體分布問題，并且反應器結構復雜。

專利CN102675027A公開了一種丁烯氧化脫氫制備丁二烯工藝，采用絕熱徑向固定床由丁烯氧化脫氫制備丁二烯，徑向絕熱固定床由三段組成，但是專利未公開反應器具體結構型式和適用范圍。

目前，工業上丁烯氧化脫氫制丁二烯裝置普遍采用軸向絕熱固定床反應器，這種形式反應器結構簡單，但是丁烯氧化脫氫的反應機理表明，低壓能提高反應的轉化率和選擇性，這就要求反應器壓降要小，同時原料丁烯和氧氣、水蒸汽混合均勻程度對于反應效果甚至裝置安全性都非常重要，軸向固定床雖然結構簡單，但是為滿足低壓降要求，催化劑床層高度受到限制，采用軸向固定床反應器的丁烯氧化脫氫裝置普遍規模在0.5~1.5萬噸/年，而隨著丁二烯需求的增長和丁烯氧化脫氫技術的進步，丁烯氧化脫氫制丁二烯裝置規模都在10萬噸/年以上，為此，采用軸向固定床反應器工藝的裝置不得不采用4組或以上反應線的方法，即采用4組8臺軸向反應器，操作復雜，投資和占地面積大，嚴重限制了丁烯氧化脫氫工藝的工業應用。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是現有技術中存在的反應器壓降大、流體分布不均、丁烯轉化率選擇性低的問題。提供了一種新的丁烯氧化脫氫的徑向固定床反應器，該反應器具有壓降低、流體分布均勻、丁烯轉化率選擇性高的優點。