一种丙烯气体催化脱氧反应装置及脱氧方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种丙烯气体催化脱氧反应装置及脱氧方法，其装置包括换热器、电加热器、脱氧反应器、空气冷凝器、气液分离罐、压缩机及分离塔，原料丙烯尾气经换热器换热后，进一步由电加热器加热到反应操作温度，进入脱氧反应器，脱氧反应器内设置有催化剂床层，脱氧反应后的气体与原料气换热后，经空气冷凝器降温进入气液分离罐，分离出反应过程中产生的液相，气相经压缩机升压后进入不凝气分离塔，气相分离出不凝气，液相得到纯丙烯。本发明专利技术丙烯气体催化脱氧反应装置及脱氧方法，直接使丙烯与氧气反应生成CO

A device and method of propylene gas catalytic deoxidation

【技术实现步骤摘要】
一种丙烯气体催化脱氧反应装置及脱氧方法
本专利技术涉及化工尾气处理
，具体涉及一种丙烯气体催化脱氧反应装置及脱氧方法。
技术介绍
含氧有机烃类气体或尾气是目前化工生产与储运过程中的常见气体，例如氧化与过氧化工艺中的有机尾气、油罐区联通系统尾气、垃圾填埋气等，常常由于氧气含量高而带来燃爆风险；并且SH3009-2013《石油化工可燃性气体排放系统设计规范》5.3.1中规定，“氧气含量大于2％(v％)的可燃性气体”不应排入全厂可燃气体排放系统，如火炬、焚烧炉等。因此，为降低燃爆风险、回收利用有机气体或者保证含氧有机尾气满足排放要求，需要对含氧有机气体或尾气进行脱氧处理。对于环氧丙烷装置，包括传统的氯醇法环氧丙烷装置、近几年应用的双氧水法制环氧丙烷装置，丙烯尾气中的氧气含量在0.5％～8％的范围波动，按照上述规范要求该股气体不能排入可燃气体排放系统，需将氧气含量降低到0.5％以下进行排放，或降低到0.1％以下进行循环利用。现有技术中的脱氧技术主要有变压吸附脱氧、化学吸附脱氧、活性炭燃烧除氧、催化燃烧脱氧，其中物理化学吸附脱氧负荷较小，适合于微量氧的脱除，活性炭脱氧温度高，能耗高。现有技术中的催化脱氧技术基本需要加入H2等还原性气体，而还原气的分离成为较难解决的问题。当前现有技术中的有机气体催化氧化脱氧技术主要针对煤层气、垃圾填埋气等含甲烷气体，针对乙烯、丙烯等烯烃的脱氧技术只适用于ppm级微量氧气的脱除，未见针对乙烯、丙烯等烯烃的催化脱氧技术，而烯烃在一定温度下易在催化剂表面发生积碳，其脱氧技术与甲烷脱氧技术具有一定差异。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种丙烯气体催化脱氧反应装置及脱氧方法，无须添加H2等还原性气体，直接使丙烯与氧气反应生成CO2和H2O，达到丙烯尾气脱氧的目的，且该反应装置安全、环保、节能。本专利技术的任务之一在于提供一种丙烯气体催化脱氧反应装置，其所采用的技术方案为：一种丙烯气体催化脱氧反应装置，其包括换热器、电加热器、脱氧反应器、空气冷凝器、气液分离罐、压缩机及分离塔，所述换热器上设置有进口一、进口二、出口一、出口二，所述进口一与出口一位置相对，所述进口一连接有第一进口管路，所述第一管路用于向所述换热器内送入原料丙烯尾气；所述出口一连接有第一出口管路；所述第一出口管路的另一端连接所述电加热器的进口端，所述电加热器的出口端连接所述脱氧反应器的进口端；所述脱氧反应器的出口端连接有第二出口管路，所述第二出口管路的另一端连接在所述进口二上；所述出口二上连接有第三出口管路，所述第三出口管路连接在所述空气冷凝器的进口端，所述空气冷凝器的出口端连接在所述气液分离罐的进口端，所述气液分离罐设置有出口三和出口四，所述出口三用于排出气相，所述出口四用于排出液相，所述出口三上连接有第四出口管路，所述第四出口管路连接在所述压缩机的进口端，所述压缩机的出口端连接在所述分离塔的进口端，所述分离塔设置有出口五和出口六，所述出口五用于排出气相，所述出口六用于排出液相。作为本专利技术的一个优选方案，所述丙烯气体按照体积百分比浓度计，其组成为：氧气0.5％～8％、丙烯20％～95％、余量为氮气、二氧化碳及氢气。作为本专利技术的另一个优选方案，所述脱氧反应器为固定床绝热反应器，操作压力为1～3MPa，反应操作温度100～430℃。优选的，所述脱氧反应器内设置有催化剂床层，所述催化剂床层的出口温度为200～600℃，所述丙烯气体在催化剂床层的空速为500～50000hr-1。进一步的，所述催化剂床层所选用的催化剂包括主催化剂和助催化剂，所述主催化剂为贵金属催化剂，所述助催化剂为土、碱金属或碱土金属氧化物中一种或多种混合物。进一步的，所述贵金属催化剂含有Pt、Pd、Ru、Rh、Ag、Ir中的一种或几种活性组分。进一步的，所述催化剂所选用的载体为氧化铝球、二氧化硅球、二氧化钛、分子筛、活性炭或者碳纳米管。本专利技术的另一任务在于提供一种丙烯气体催化脱氧方法，其采用上述反应装置，依次包括以下步骤：a丙烯气体经过第一进口管路进入换热器，经换热器换热后，从出口一排出，经第一出口管路进入所述电加热器中；所述丙烯气体按照体积百分比浓度计，其组成为：氧气0.5％～8％、丙烯20％～95％、余量为氮气、二氧化碳、少量氢气；b由电加热器加热到反应所需温度，进入脱氧反应器中进行反应，脱氧反应器中操作压力为1～3MPa，反应操作温度100～430℃；c脱氧反应后的气体经第二出口管路进入所述换热器中，与原料气换热后，经空气冷凝器降温后进入所述气液分离罐，经出口四分离出反应过程中产生的液相；d经出口三分离出气相，气相经压缩机升压后进入分离塔，气相分离出不凝气，液相得到纯丙烯。进一步的，在所述第一进口管路上设置有阀门。进一步的，经空气冷凝器降温至20℃进入所述气液分离罐。现有技术中的有机气体催化氧化脱氧技术主要针对煤层气、垃圾填埋气等含甲烷气体，针对乙烯、丙烯等烯烃的脱氧技术只适用于ppm级微量氧气的脱除，未见针对乙烯、丙烯等烯烃的催化脱氧技术，而烯烃在一定温度下易在催化剂表面发生积碳。本专利技术丙烯气体催化脱氧反应装置及脱氧方法，直接使丙烯与氧气反应生成CO2和H2O，能够抑制催化剂表面的积碳的发生和副产物CO的生成、对原料气氧含量的波动具有较强的承受能力。附图说明下面结合附图对本专利技术做进一步说明：图1为本专利技术丙烯气体催化脱氧工艺流程图；图中，1-换热器，2-电加热器，3-脱氧反应器，4-空气冷凝器，5-气液分离罐，6-压缩机，7-不凝气分离塔。具体实施方式本专利技术提出了一种丙烯气体催化脱氧反应装置及脱氧方法，为了使本专利技术的优点、技术方案更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本专利技术做详细说明。本专利技术原料丙烯尾气组成：氧气体积百分比浓度为0.5％～8％；丙烯体积百分比浓度为20％～95％，其他为氮气、二氧化碳及少量氢气和有机气体。脱氧反应器为固定床绝热反应器，操作压力0～4MPa，反应操作温度100-430℃，催化剂床层出口温度为200-600℃，空速500-50000hr-1。反应尾气中氧气积百分比浓度<0.2％，CO选择性<0.5％，CO2选择性>98％。催化剂为贵金属催化剂，含有Pt、Pd、Ru、Rh、Ag、Ir中的一种或几种活性组分，助催化剂为稀土、碱金属或碱土金属氧化物中一种或多种任意比例组合，载体为氧化铝球、二氧化硅球、二氧化钛、分子筛、活性炭或者碳纳米管等。如图1所示，本专利技术一种丙烯气体催化脱氧反应装置，包括换热器1、电加热器2、脱氧反应器3、空气冷凝器4、气液分离罐5、压缩机6及不凝气分离塔7，在换热器1上设置有进口一、进口二、出口一、出口二，进口一与出口一位置相对，进口一连接有第一进口管路，第一管路用于向换热器内送入原料丙烯尾气；出口一连接有第一出口管路；第一出口本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种丙烯气体催化脱氧反应装置，其包括换热器、电加热器、脱氧反应器、空气冷凝器、气液分离罐、压缩机及分离塔，其特征在于：所述换热器上设置有进口一、进口二、出口一、出口二，所述进口一与出口一位置相对，所述进口一连接有第一进口管路，所述第一管路用于向所述换热器内送入原料丙烯尾气；所述出口一连接有第一出口管路；/n所述第一出口管路的另一端连接所述电加热器的进口端，所述电加热器的出口端连接所述脱氧反应器的进口端；/n所述脱氧反应器的出口端连接有第二出口管路，所述第二出口管路的另一端连接在所述进口二上；/n所述出口二上连接有第三出口管路，所述第三出口管路连接在所述空气冷凝器的进口端，所述空气冷凝器的出口端连接在所述气液分离罐的进口端，所述气液分离罐设置有出口三和出口四，所述出口三用于排出气相，所述出口四用于排出液相，所述出口三上连接有第四出口管路，所述第四出口管路连接在所述压缩机的进口端，所述压缩机的出口端连接在所述分离塔的进口端，所述分离塔设置有出口五和出口六，所述出口五用于排出气相，所述出口六用于排出液相。/n

【技术特征摘要】
1.一种丙烯气体催化脱氧反应装置，其包括换热器、电加热器、脱氧反应器、空气冷凝器、气液分离罐、压缩机及分离塔，其特征在于：所述换热器上设置有进口一、进口二、出口一、出口二，所述进口一与出口一位置相对，所述进口一连接有第一进口管路，所述第一管路用于向所述换热器内送入原料丙烯尾气；所述出口一连接有第一出口管路；
所述第一出口管路的另一端连接所述电加热器的进口端，所述电加热器的出口端连接所述脱氧反应器的进口端；
所述脱氧反应器的出口端连接有第二出口管路，所述第二出口管路的另一端连接在所述进口二上；
所述出口二上连接有第三出口管路，所述第三出口管路连接在所述空气冷凝器的进口端，所述空气冷凝器的出口端连接在所述气液分离罐的进口端，所述气液分离罐设置有出口三和出口四，所述出口三用于排出气相，所述出口四用于排出液相，所述出口三上连接有第四出口管路，所述第四出口管路连接在所述压缩机的进口端，所述压缩机的出口端连接在所述分离塔的进口端，所述分离塔设置有出口五和出口六，所述出口五用于排出气相，所述出口六用于排出液相。


2.根据权利要求1所述的一种丙烯气体催化脱氧反应装置，其特征在于：所述丙烯气体按照体积百分比浓度计，其组成为：氧气0.5％～8％、丙烯20％～95％、余量为氮气、二氧化碳及氢气。


3.根据权利要求2所述的一种丙烯气体催化脱氧反应装置，其特征在于：所述脱氧反应器为固定床绝热反应器，操作压力为0～4MPa，反应操作温度100～430℃。


4.根据权利要求3所述的一种丙烯气体催化脱氧反应装置，其特征在于：所述脱氧反应器内设置有催化剂床层，所述催化剂床层的出口温度为200～600℃，所述丙烯气体在催化剂床层的空速为500～50000hr-1。

【专利技术属性】
技术研发人员：姜杰，冯俊杰，赵磊，文松，徐伟，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院，
类型：发明
国别省市：山东;37