碳四异构化反应装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种碳四异构化反应装置及方法，其中，该装置包括：异构化反应器，异构化反应器包括：反应腔，反应腔包括进料段、反应段及出料段；进料管，其中，进料管穿过反应腔的上部侧壁伸入反应腔的进料段中，且物料出口与物料在反应腔中的物料流动方向相反。通过使用本申请的异构化反应器，可大大提高烯烃转化的效率，且成本也有所减低，达到经济高效的工业原料再利用的目的。料再利用的目的。料再利用的目的。

【技术实现步骤摘要】
碳四异构化反应装置及方法


[0001]本专利技术涉及烯烃转化技术工艺领域，具体而言，涉及一种碳四异构化反应装置及方法。

技术介绍

[0002]石油炼制化工和煤化工生产过程中副产的大量碳四烃，包括正丁烷、异丁烷、正丁烯、异丁烯和丁二烯等。全球大量碳四烃主要用作燃料，相对碳四烃直接作燃料使用而言，将碳四烃加工成烷基化油、甲基叔丁基醚及车用液化石油气等各种液体燃料或添加剂和聚合级化工原料具有较高的应用价值，因此开发和应用环保型碳四烃利用新技术，是发展碳四烃利用的总趋势。
[0003]丁二烯抽提工艺产生的抽余C4副产品，其中异丁烯含量可达到25％以上(正丁烯含量为20
‑
35％，其余为丁烷)，本身是一种优质的化工原料，但由于异丁烯与异丁烷及1
‑
丁烯沸点接近，无法低成本的获取高纯度的产品。若将抽余C4直接外卖，不仅存在组分较轻、价格较低等问题，且需要缴纳消费税，经济性不高。如将其与丁烷送至裂解炉回炼，则会导致裂解炉结焦加速，缩短其运行周期。若将其转化为高纯度正丁烯，配合烯烃转化技术，利用乙烯与2
‑
丁烯反应生成丙烯或配合丁烯异构化技术将2
‑
丁烯异构为1
‑
丁烯，分离得到聚合级1
‑
丁烯产品，则可大大增加其产品附加值。
[0004]当前有关烯烃转化的现有技术多注重于对于烯烃转化催化剂的研发，烯烃异构催化体系及应用，烯烃异构催化剂再生方法等。针对烯烃异构化工艺，尤其异丁烯异构为正丁烯的技术涉及相对较少。烯烃转化单元异丁烯异构化系统可将异丁烯异构化为正丁烯，但由于异丁烯异构化反应器装填为进口催化剂，不仅价格昂贵，催化剂设计寿命仅为1年，而且催化剂装填量少仅为2.3吨，负荷低，导致装置运行负荷无法提高、成本无法有效降低；反应器的最高反应温度仅为310℃，无法装填反应温度高于310℃的新型催化剂，极大地制约着烯烃转化装置运行的经济效益。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于提供一种碳四异构化反应装置及方法，以解决现有技术中烯烃转化效率低、成本高的问题。
[0006]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种碳四异构化反应装置，该装置包括：异构化反应器，异构化反应器包括：反应腔，反应腔包括进料段、反应段及出料段；进料管，其中，进料管穿过反应腔的上部侧壁伸入反应腔的进料段中，且物料出口与物料在反应腔中的物料流动方向相反。
[0007]进一步地，上述装置还包括：多个串联的进料加热器，多个进料加热器，沿着物料流动方向，位于异构化反应器的上游，通过进料管与异构化反应器连通。
[0008]进一步地，上述装置还包括：异丁烯供应装置，通过进料管与多个串联的进料加热器相连通。
[0009]进一步地，上述异构化反应器的反应段设置有催化剂；优选地，催化剂装填量为3～5t/台；优选地，进料段占反应腔的18
‑
22％，反应段占反应腔的60
‑
65％。
[0010]进一步地，上述催化剂包括SHBSI
‑
01异丁烯异构化催化剂。
[0011]进一步地，上述异构化反应器的反应腔负荷量为18t/h～22t/h。
[0012]进一步地，上述异构化反应器的反应温度为330～370℃。
[0013]进一步地，上述异构化反应器由耐高温14Cr1MoR材料制成，优选地，耐高温14Cr1MoR材料为S30409。
[0014]进一步地，上述异构化反应器的上游的多个进料加热器的总功率为620～2100kW。
[0015]进一步地，上述异丁烯供应装置中的异丁烯来源于煤基石脑油。
[0016]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种碳四异构化反应的方法，该方法包括：采用上述的碳四异构化反应装置进行反应。
[0017]应用本专利技术的技术方案，通过改变反应器的结构，将进料口开口方向进行改变，可以避免进料对反应段床层的冲击破坏催化剂，以延长催化剂的使用寿命。通过使用本申请的异构化反应器，使得在反应器中进行的催化反应的效率提高，从而降低了反应中催化剂的消耗成本，达到经济高效的工业原料再利用的目的。
附图说明
[0018]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0019]图1示出了现有技术中的碳四异构化反应器。附图标记中，10
’
为反应腔，20
’
为进料管，11
’
为进料段，12
’
为反应段，13
’
为出料段。
[0020]图2示出了本申请中的碳四异构化反应器。附图标记中，10为反应腔，20为进料管，11为进料段，12为反应段，13为出料段。
具体实施方式
[0021]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本专利技术。
[0022]如
技术介绍
所提到的，对于现有的烯烃异构化工艺，尤其异丁烯异构为正丁烯的工艺技术研究相对较少，使得当前工艺技术存在烯烃转化效率低、成本高的问题。因此，在本申请中专利技术人通过选择对发生异构化反应的反应器的进料管结构进行改变，使其进料管开口方向与物料在反应腔中的流动方向相反。同时，反应腔中的进料段与反应段的占比也进行了调整。进而，在减小了物料对催化剂的冲击力的同时，提升了催化剂的装填量，使得反应器的负荷量得以增加，提高了烯烃异构化工艺中的烯烃转化效率。此外，对反应器的材质进行改进，使得反应器的反应温度提高，可以使用成本较低且具有相同催化功能的国产催化剂，大大降低了该烯烃转化反应的成本。
[0023]本专利技术的第一种典型的实施方式中，提供了一种碳四异构化反应装置，该装置包括：异构化反应器(如图2所示)，该反应器包括：反应腔10，该反应腔包括进料段11、反应段12及出料段13；进料管20，该进料管穿过反应腔的上部侧壁伸入反应腔的进料段中，且物料出口与物料在反应腔中的物料流动方向相反。
[0024]现有技术中的碳四异构化反应装置如图1所示，其中包括进料管20
’
、反应腔10
’
、进料段11
’
、反应段12
’
及出料段13
’
。本专利技术通过改变现有技术中异构化反应器进料管的物料出口方向，使得进料管的出口与反应腔中的物料流动相反，以防止原本的竖直向下的物料出口冲击固定床床层造成对催化剂的破坏。改良后的物料出口避免了物料对催化剂的直接冲击损耗的同时，可以使得反应腔内装填更多的催化剂，进而可以在单位时间内催化更多烯烃转化为正丁烯。其中，国产异丁烯催化剂整体重油收率为进口催化剂的1/3左右，单台反应器进口催化剂装填量4.2吨，更换为国产催化剂装填量增加至4.9吨，则催化剂价格降低约50万元。这无论从减少催化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳四异构化反应装置，其特征在于，所述装置包括：异构化反应器，所述异构化反应器包括：反应腔，所述反应腔包括进料段、反应段及出料段；进料管，其中，所述进料管穿过所述反应腔的上部侧壁伸入所述反应腔的所述进料段中，且物料出口与物料在所述反应腔中的物料流动方向相反。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：多个串联的进料加热器，多个所述进料加热器，沿着物料流动方向，位于所述异构化反应器的上游，通过所述进料管与所述异构化反应器连通。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：异丁烯供应装置，通过所述进料管与多个串联的所述进料加热器相连通。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的装置，其特征在于，所述异构化反应器的反应段设置有催化剂；优选地，所述催化剂装填量为3～5t/台；优选地，所述进料段占所述反应腔体积的18
‑
22％，所述反应段占所述反应腔体积的60
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65％。5.根据权利要求4所述的装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞忠荣，袁玉龙，吴荣炜，陈俊，陈华，王俊杰，贾向凡，杨震，王军平，杨红红，崔凡，李成明，刘永成，孙向龙，苗磊，薛亚雄，
申请(专利权)人：国家能源集团宁夏煤业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：