一种低碳烷烃脱氢提升管流化床反应器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种低碳烷烃脱氢提升管流化床反应器，属于石油化工技术领域，解决了现有技术中反应时间短、反应末端副反应增多、生产效率低、操作弹性小等问题。其包括提升管反应器，提升管反应器连接有反应沉降器，反应沉降器连通有再生器，再生器的底部连接有与提升管反应器连通的再生斜管，反应沉降器连接有与提升管反应器连通的下料管。反应气体进入到反应沉降器中进行气固分离，反应气与催化剂接触时间减少，降低了裂解、结焦等副反应，使得脱氢装置的转化率和选择性更高；下料管将反应沉降器中的部分催化剂通入提升管反应器，提高了提升管反应器的催化剂密度，增加了气固接触时间，能灵活调整反应的转化率和选择性，从而增加操作弹性。增加操作弹性。增加操作弹性。

【技术实现步骤摘要】
一种低碳烷烃脱氢提升管流化床反应器


[0001]本技术属于石油化工
，具体属于一种低碳烷烃脱氢提升管流化床反应器。

技术介绍

[0002]乙烯、丙烯、丁烯属于石油化工领域重要的基础化学品，广泛应用于塑料、纤维、医药、纺织等领域。生产乙烯、丙烯、丁烯主要有催化裂化法，甲醇制乙烯、丙烯、丁烯法，乙烷、丙烷、丁烷脱氢法，石脑油蒸汽裂解法。其中乙烷、丙烷、丁烷等低碳烷烃脱氢由于投资少，污染小，越来越受到重视。低碳烷烃脱氢反应属于强吸热反应，反应温度不断降低，当反应温度降低后，低碳烷烃的转化率和选择性都会下降。在已经工业化的生产装置中，主要有流化床反应器、固定床反应器和移动床反应器三种形式。
[0003]Catofin工艺属于固定床反应器，这种工艺需要多组并联的反应器，通过程控阀门的切换实现连续生产。一个完整的反应周期包含反应、吹扫、再生、抽真空及还原多个步骤。该工艺优点是催化剂不容易磨损，反应为单程平推流反应，不易返混，转化率高。缺点是床层补热复杂，反应器有效利用率低。
[0004]Oleflex工艺采用的是移动床技术。该技术的优点是反应器操作连续，不需要为催化剂的再生进行切换。但是该工艺的缺点是催化剂为贵金属，价格昂贵，设备复杂，投资费用较高，需要设置4
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5个移动床反应器和再生器进行催化剂的循环再生。而且丙烷一次转化率和选择性一直受到反应条件限制，一直较低。
[0005]流化床脱氢工艺可以解决固定床和移动床传热和传质的问题。现有技术中采用的床层流化床反应器，其反应再生采用等高并列式结构，采用U型管结构实现催化剂的输送。这种单一形式的流化床反应器，物料返混严重，为了保证较高的转化率和选择性，需要增加床层格栅。格栅的设置，导致催化剂磨损更严重，同时，增加了催化剂循环线路堵塞风险，严重影响连续稳定运行时间。该种床层流化床反应器一般连续运行周期只有4
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6个月。
[0006]专利号为CN102040445A公开了一种丙烷或富含丙烷的脱氢工艺装置，反应再生系统采用流化床反应技术，分为并列式和同轴式两种布置方案，并列式反应再生系统的提升管为内提升管或外提升管，同轴式反应再生系统的提升管为外提升管。这种提升管结构为上下同径式结构，本身存在缺陷。因为脱氢反应属于体积增大的反应，随着反应的进行，反应气体体积膨胀，导致提升管反应末端气速增加，增加了催化剂的磨损，减小了反应时间，转化率会降低。
[0007]专利号为CN115253934A公开了一种丙烷催化脱氢流化床反应
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再生耦合装置。脱氢反应器把提升管反应器和床层反应器耦合在一起，延长了脱氢反应时间。这种装置虽然增加了脱氢的转化率，但是由于反应床层末段温度仍旧较高，导致反应产物中烯烃发生裂解的概率增加，选择性有所降低。另外，这种结构内构件多而且复杂，增加了操作难度以及设备投资费用。
[0008]专利号为CN113227022A公开了一种循环流化床床层反应工艺，在高速流化床中利
用根据脱氢催化剂，从碳氢化合物原料中制造烯烃，该专利技术在循环流化床工艺中利用可进行脱氢反应的催化剂和高速流态化区域，从而提供可产生脱氢反应的更加充分的催化剂的体积比及分布，有效地增进烯烃的生产量，尤其可保持丙烯的优秀收率。这种高速的循环流化床反应，不止小颗粒会被拖拽出反应器，甚至大颗粒也会被带出反应器，造成催化剂更大的浪费，另外高速后带出的催化剂颗粒也将对后部反应产物的分离造成严重影响。

技术实现思路

[0009]针对低碳烷烃床层流化床反应器反应时间短、反应末端副反应增多、生产效率低、操作弹性小等问题,本技术的目的在于提供一种低碳烷烃脱氢提升管流化床反应器，低碳烷烃在提升管反应器中与催化剂反应，产生的混合气体进入到反应沉降器中进行产物和催化剂的分离，反应气与催化剂气固接触时间减少，降低了裂解、结焦等副反应，使得脱氢装置的转化率和选择性更高；再生器再对分离的催化剂进行烧焦处理，恢复催化剂的活性，最后将再生催化剂再通入提升管反应器中继续参加反应，设置下料管将反应沉降器中的部分催化剂通入提升管反应器中进行反应，提高了提升管反应器的催化剂密度，增加了气固接触时间，能灵活调整反应的转化率和选择性，从而增加操作弹性。
[0010]本技术采用的技术方案如下：
[0011]一种低碳烷烃脱氢提升管流化床反应器，包括提升管反应器，所述提升管反应器的出气端连接有反应沉降器，所述反应沉降器连通有再生器，所述再生器的底部连接有再生斜管，所述再生器通过再生斜管与提升管反应器连通，所述反应沉降器连接有下料管，所述下料管与提升管反应器连通。
[0012]优选的，所述提升管反应器包括下部提升管以及依次竖直连接在下部提升管上的扩径管、上部提升管，所述上部提升管的上端连接有水平管，所述水平管与反应沉降器连通，所述下部提升管的底部设置有第一提升介质入口，所述下部提升管设置有位于第一提升介质入口上方的进料口。
[0013]优选的，所述扩径管的上下两端连接有锥形管，所述扩径管通过锥形管与下部提升管、上部提升管连接。
[0014]优选的，所述反应沉降器包括反应沉降器外壳，所述反应沉降器外壳内设置有粗级旋风分离器和单级旋风分离器，所述粗级旋风分离器的进气端与提升管反应器的出气端连接，所述反应沉降器外壳的内部下端设置有第一汽提段。
[0015]优选的，所述再生器包括再生器外壳以及贯穿再生器外壳底部的导入管，所述导入管的底部设置有第二提升介质入口，所述导入管连通有待生斜管，所述待生斜管与第一汽提段连通，所述再生器外壳的内部下端设置有第二汽提段。
[0016]优选的，所述再生器内设置有位于第二汽提段上方的格栅组。
[0017]优选的，所述导入管的上端连接有待生催化剂分布器，所述再生器外壳连接有位于待生催化剂分布器下方的主风分布器。
[0018]优选的，所述待生催化剂分布器位于格栅组的最上层格栅的下方。
[0019]优选的，所述再生器外壳内设置有旋风分离器组。
[0020]优选的，所述旋风分离器组为两级旋风分离器。
[0021]综上所述，由于采用了上述技术方案，本技术的有益效果是：
[0022]低碳烷烃在提升管反应器中与催化剂反应，产生的混合气体进入到反应沉降器中进行产物和催化剂的分离，反应气与催化剂气固接触时间减少，降低了裂解、结焦等副反应，使得脱氢装置的转化率和选择性更高；再生器再对分离的催化剂进行烧焦处理，恢复催化剂的活性，最后将再生催化剂再通入提升管反应器中继续参加反应，设置下料管将反应沉降器中的部分催化剂通入提升管反应器中进行反应，提高了提升管反应器的催化剂密度，增加了气固接触时间，能灵活调整反应的转化率和选择性，从而增加操作弹性，可以实现低碳烷烃操作弹性在70％～110％。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低碳烷烃脱氢提升管流化床反应器，包括提升管反应器(1)，所述提升管反应器(1)的出气端连接有反应沉降器(8)，所述反应沉降器(8)连通有再生器(20)，所述再生器(20)的底部连接有再生斜管(13)，所述再生器(20)通过再生斜管(13)与提升管反应器(1)连通，其特征在于，所述反应沉降器(8)连接有下料管(6)，所述下料管(6)与提升管反应器(1)连通。2.根据权利要求1所述的一种低碳烷烃脱氢提升管流化床反应器，其特征在于，所述提升管反应器(1)包括下部提升管(11)以及依次竖直连接在下部提升管(11)上的扩径管(2)、上部提升管(3)，所述上部提升管(3)的上端连接有水平管(4)，所述水平管(4)与反应沉降器(8)连通，所述下部提升管(11)的底部设置有第一提升介质入口(29)，所述下部提升管(11)设置有位于第一提升介质入口(29)上方的进料口(5)。3.根据权利要求2所述的一种低碳烷烃脱氢提升管流化床反应器，其特征在于，所述扩径管(2)的上下两端连接有锥形管(17)，所述扩径管(2)通过锥形管(17)与下部提升管(11)、上部提升管(3)连接。4.根据权利要求1所述的一种低碳烷烃脱氢提升管流化床反应器，其特征在于，所述反应沉降器(8)包括反应沉降器外壳，所述反应沉降器外壳内设置有粗级旋风分离器(10)和单级旋风分离器(32)，所述粗级旋风...

【专利技术属性】
技术研发人员：王刚，卓润生，杨果，张信，马晓忠，
申请(专利权)人：润和科华催化剂上海有限公司，
类型：新型
国别省市：