用于C3至C5链烷烃脱氢的反应器制造技术

本发明专利技术涉及石油化学领域，并且具体涉及链烷烃脱氢反应器。用于在细粒催化剂的流化床中使C3至C5链烷烃脱氢的反应器包括：立式圆柱形容器；与位于反应器容器底部的原料分配器连通的原料蒸气入口；接触气体出口；循环催化剂入口和循环催化剂出口；将催化剂的流化床分成区段的分隔栅板，其中所述分隔栅板具有沿反应器高度增加的自由截面积，其特征在于，在下分隔栅板与原料分配器之间设置静止栅板，其中静止栅板的自由截面积超过下分隔栅板的自由截面积且基于容器的截面积为大于25％且小于90％，并且其中静止栅板与下分隔栅板之间的距离为下分隔栅板上方的区段的高度的0.5至2.0倍。下分隔栅板的自由截面积可为基于容器的截面积的10％至30％，并且上分隔栅板的自由截面积可为基于容器的截面积的20％至60％。所要求保护的发明专利技术的技术成果在于反应器生产能力的增加和脱氢性能的改善。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于C3至C5链烷烃脱氢的反应器
本专利技术涉及石油化学领域，并且具体涉及用于使C3至C5链烷烃脱氢成相应烯烃的反应器，所述烯烃用于生产合成橡胶的主要单体以及用于聚丙烯、甲基-叔丁基醚等的生产中。
技术介绍
存在用于在细粒催化剂的流化床中使链烷烃脱氢的已知反应器，所述反应器包括立式圆柱形容器和在流化床的整个高度上规则设置的分隔栅板。催化剂在反应器-再生器系统内循环并与上升的原料蒸气流逆流向下通过反应器(“Syntheticrubberindustry”,Moscow,TsNIITEhNeftekhim,1968,第2期,第8页,R.K.Mikhailov,A.N.Bushin“Butaneandisopentaneco-dehydrogenationinafluidizedbedoffinegrainedcatalyst”)。然而，该反应器中的分隔栅板具有相同的自由截面积，这导致催化剂在反应器区段中不均匀分布以及导致低的脱氢性能，具体地就通过且分解的原料的量而言的烯烃的产量。最接近的现有技术是用于在细粒催化剂的流化床中使C3至C5链烷烃脱氢的反应器，所述反应器包括立式圆柱形容器；将催化剂床分成区段的分隔栅板，其中所述分隔栅板具有沿反应器高度增加的自由截面积；与位于反应器容器底部的原料分配器连通的原料蒸气入口；接触气体出口；循环催化剂入口和循环催化剂出口(于2000年9月20日公布的专利RU2156161、IPCB01J8/04、С07С5/333)。基于容器的截面积，所述反应器中的下栅板的自由截面积为10％至30％，并且上栅板的自由截面积为20％至60％。用于反应器中且具有上述自由截面积的分隔栅板在接近溢流状态的有效状态下操作，其中催化剂在反应器中循环并且气体(原料蒸气)逆流移动。此外，为了提高反应器的下栅板与汽提区段之间的空间中的催化剂流化床的底部中的性能，提出了以下解决方案：-使用管状分配器作为原料分配器，所述分配器设置有向下的管并且在中心具有自由截面积，所述自由截面积为汽提区段的截面积的0.25至4.00倍。分配器设置在离汽提区段等于催化剂流化床下区段的高度的0.5至3.0倍距离处；或者-在离主分配器等于下区段高度的0.5至2.0倍距离处放置额外的管状原料分配器，为此目的，应当使用设置有向下的管且覆盖反应器容器的所有截面积的分配器。使用后两种设计解决方案导致分配器区域中的停滞区域减少，汽提区段的操作改善和反应器截面上的气体分布改善。已知反应器的设计消除了上述现有技术的缺点，然而，其反过来特征在于相对低的生产能力，低的脱氢性能和短的周转时间，这主要与上分隔栅板和下分隔栅板的不适当操作和反应器底部焦化(通过用固体焦炭逐渐填充反应器底部)有关。存在已知的反应器(于2007年6月20日公布的专利RU2301107、IPCB01J8/04、С07С5/333)，其中分隔栅板的自由截面积沿反应器高度增加直至60％至90％的上栅板自由截面积值，并且其中所述反应器包括用于使催化剂循环的入口和旋风分离器提升管，所述旋风分离器提升管的末端安装有位于上分隔栅板与流化床表面水平之间的流化床顶部中的排尘阀。然而，由于不能在反应器的上分隔栅板处提供有效的“溢流”状态这一事实，因此产生的提高反应器生产能力的机会不能平衡脱氢性能(烯烃产量)的显著降低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提高反应器生产能力和脱氢性能。为了解决该问题，本专利技术人提出用于在细粒催化剂的流化床中使C3至C5链烷烃脱氢的反应器，所述反应器包括：立式圆柱形容器；与位于反应器容器底部的原料分配器连通的原料蒸气入口；接触气体出口；循环催化剂入口和循环催化剂出口；将催化剂的流化床分成区段的分隔栅板，其中所述分隔栅板具有沿反应器高度增加的自由截面积，其特征在于，在下分隔栅板与原料分配器之间设置有静止栅板，其中所述静止栅板的自由截面积超过下分隔栅板的自由截面积且基于容器的截面积为大于25％且小于90％，并且其中静止栅板与下分隔栅板之间的距离为下分隔栅板上方的区段的高度的0.5至2.0倍。此外，反应器中的分隔栅板可以按组设置，每组由2至6个栅板组成，其中每组中的栅板具有相同的自由截面积并且自由截面积沿反应器高度从一个组向另一个组增加。同时，静止栅板可以设置在上分隔栅板的上方，其中静止栅板的自由截面积超过上分隔栅板的自由截面积且基于容器的截面积为大于35％且小于90％，并且其中静止栅板与上分隔栅板之间的距离为上分隔栅板下方的区段的高度的1.0至3.0倍。具有被分隔栅板分成区段的细粒催化剂的流化床的已知反应器的特征在于在流化床内存在三个区域：具有分隔栅板的床的中部中的主反应区域，气体(原料蒸气)分配器与下分隔栅板之间的区域以及反应器中上分隔栅板与流化床表面水平之间的区域。原料分配器与下分隔栅板之间的区域的高度由在其中安装用于固定分隔栅板的支撑装置以及使得能够在原料分配器位于的区域中的反应器底部(通过人孔等进入)进行安装和维修工作的必要性来确定。所述空间的高度随着反应器生产能力(直径)的增加而显著增加并且在高单位生产能力的反应器中达到数米。因为需要在其中安装旋风分离器提升管的排尘阀和用于“热”循环催化剂的入口，因此顶部区域(上分隔栅板上方直至反应器的流化床表面水平)也具有很高的高度并包含大量的催化剂。因此，已知反应器中的大部分催化剂位于具有自由无序流化床的低效率区域中。同时，具有强烈传热和传质的区域(其中流化床通过分隔栅板组织)仅包含反应器中(在原料分配器与流化床表面水平之间的空间中)的总催化剂量的50％至60％。在已知反应器中的下分隔栅板的自由截面积为10％至30％的情况下，当栅板以接近“溢流”状态的气-固逆流状态操作时，在栅板下方形成大的气体覆盖层。随着这发生，在分配器与下栅板之间的反应器底部中形成具有自由表面的无序流化床。因此，流化床是混乱的。大的自由无序流化床的特征在于细分散的催化剂的不均匀沸腾与形成大气泡和气相通道断裂。因此，在流化床内形成关于催化剂和气体的停滞区域，在床中存在显著的压力波动，在设备横截面中存在流化床水平的局部波动和大量催化剂释放到床上方空间中。关于已知的脱氢反应器的操作条件，在大量催化剂从反应器底部的自由流化床释放到下分隔栅板的气体覆盖层空间的作用下，反应器底部中的无序流化床的所述特性是流化床的该区域中的低的传热和传质以及停滞的原因，并且也是反应器下栅板故障的原因。所有这些导致脱氢性能降低，导致反应器底部焦化，并因此缩减了设备的周转时间(由于检修周期和非预定停工的增加)，同时降低其生产能力。包含大量催化剂的上分隔栅板上方的无序流化床具有低的传热和传质，并且在水平的显著波动干扰反应器上分隔栅板的稳定操作的情况下，其也导致脱氢性能降低。在所提出的反应器中，在下分隔栅板下方安装具有增加的自由截面积(大于下分隔栅板的自由截面积)的静止栅板与静止栅板和下分隔栅板之间的指定距离组合允许减小流化床底部中的压力波动，使反应器中原料分配器和位于上方的分隔栅板的操作稳定。同时，沿设备轴线逆流运动的催化剂和气体在反应器截面中更均匀地分布，传热和传质得到改善，减少了流化床中的停滞以及热量和浓度变化。这导致脱氢性能(就通过且分解的原料的量而言烯烃的产量)增加，导致在生产期本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在细粒催化剂的流化床中使C3至C5链烷烃脱氢的反应器，所述反应器包括：立式圆柱形容器(1)；与位于反应器容器(1)底部的原料分配器(6)连通的原料蒸气入口(4)；接触气体出口(5)；循环催化剂入口(2)和循环催化剂出口(3)；将所述催化剂的所述流化床分成区段的分隔栅板，其中所述分隔栅板具有沿反应器高度增加的自由截面积，其特征在于，在下分隔栅板(9)与所述原料分配器(6)之间设置有静止栅板(11)，其中所述静止栅板(11)的自由截面积超过所述下分隔栅板(9)的自由截面积且基于所述容器(1)的截面积为大于25％且小于90％，并且其中所述静止栅板(11)与所述下分隔栅板(9)之间的距离为所述下分隔栅板(9)上方的区段的高度的0.5至2.0倍。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.20 RU 20151353971.一种用于在细粒催化剂的流化床中使C3至C5链烷烃脱氢的反应器，所述反应器包括：立式圆柱形容器(1)；与位于反应器容器(1)底部的原料分配器(6)连通的原料蒸气入口(4)；接触气体出口(5)；循环催化剂入口(2)和循环催化剂出口(3)；将所述催化剂的所述流化床分成区段的分隔栅板，其中所述分隔栅板具有沿反应器高度增加的自由截面积，其特征在于，在下分隔栅板(9)与所述原料分配器(6)之间设置有静止栅板(11)，其中所述静止栅板(11)的自由截面积超过所述下分隔栅板(9)的自由截面积且基于所述容器(1)的截面积为大于25％且小于90％，并且其中所述静止栅...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯坦尼斯拉夫·米哈伊洛维奇·科马罗夫，亚历山大·阿列克谢耶维奇·杜申，阿列克谢·亚历山德罗维奇·克雷克尔，
申请(专利权)人：特殊设计和工程局卡塔利扎托尔股份公司，
类型：发明
国别省市：俄罗斯,RU