【技术实现步骤摘要】
本申请涉及一种具备反应速率控制功能的热综合反应器及其应用，属于化工。
技术介绍
1、碳四化合物是石脑油裂解制乙烯、甲醇制烯烃等生产工艺的副产物，富含碳四烷/烯烃，是重要的化工原料。其可作为燃料供生产生活使用，也可通过提纯工艺获取高纯度正丁烷、异丁烷、正丁烯、异丁烯等化工产品、其中异丁烯主要用于油品调制和甲基叔丁基醚(mtbe)合成，生产丁基橡胶、甲基丙烯腈及抗氧剂等化工产品，市场需求量有限，开拓新型异丁烯下游衍生品生产工艺成为亟待解决的问题。正丁烷是炼油过程中副产纯化得到的一种重要化工产品，不仅可以直接作为燃料使用，还可以用作亚临界生物技术的提取溶剂。近年来随着正丁烷热裂解制乙烯技术和正丁烷法制顺酐技术的持续扩张，高纯度正丁烷的需求节节攀升，同时国内正丁烷资源的供应短缺进一步推动正丁烷市场上行。综合异丁烯和正丁烷的市场对应效应可知，对于异丁烯正构加氢制取正丁烷技术进行研究探索有极大的科研和经济意义。
2、现有研究中异丁烯制正丁烷的相关信息十分稀少，反应器的具体设计，反应流程的控制改进更少有涉及，有必要对相关问题进行深入研究。
技术实现思路
1、针对异丁烯正构加氢制正丁烷反应的放热特性及氢气对连串反应中不同反应的控制影响，本专利技术提供一种具备反应速率控制功能的热综合反应器，实现固有的正构加氢连串反应速率分布控制，提升正构加氢产物收率，并提升热能利用效率。
2、本申请的一个方面，提供了一种热综合反应器，所述热综合反应器为立式反应器；
3、所述热综合
4、所述管式换热反应室i设有管程进口i、管程出口i；
5、所述文丘里喷射混合室自上至下设有入口段、缩颈段、扩散段，所述入口段设有第一进口，所述扩散段第设有第一出口，所述第一进口与所述管程出口i连通，所述文丘里喷射混合室的缩颈段设有第二入口；
6、所述管式换热反应室ii设有壳程进口ii和壳程出口ii，所述壳程进口ii与所述第一出口连通；
7、所述管式换热反应室ii还设有管程进口ii-1、管程出口ii-1；
8、所述管程出口ii-1与所述第二入口连通。
9、可选地，所述管式换热反应室i还包括壳程进口i和壳程出口i；
10、所述壳程出口ii与所述壳程进口i连通。
11、可选地，所述管式换热反应室ii还设有管程进口ii-2和管程出口ii-2。
12、本申请的另一个方面，提供一种正构加氢反应器，所述正构加氢反应器包括上述的热综合反应器，
13、其中，所述管程进口i为反应原料进口；
14、所述管程进口ii-1为h2进口；
15、所述管程出口ii-1为h2出口；
16、所述壳程出口ii为正构加氢反应产物i出口。
17、可选地，所述壳程出口i为正构加氢反应产物ii出口；
18、所述管程进口ii-2为冷却水进口。
19、可选地，管式换热反应室ii的管程分别进入冷却水和氢气两种介质进行冷却换热，
20、本申请的再一个方面，提供一种正构加氢反应的方法，所述方法采用上述的正构加氢反应器；
21、所述方法包括：
22、将含有氢气i、异丁烯的原料从管程进口i通入管式换热反应室i，与催化剂i接触，发生催化临氢正构反应，获得临氢正构反应产物；
23、将氢气ii从管程进口ii-1通入，经由第二入口进入所述文丘里喷射混合室内，与所述临氢正构反应产物混合，经由第一出口进入所述管式换热反应室ii，与催化剂ii接触，发生催化加氢反应，获得正构加氢反应产物。
24、可选地，所述正构加氢反应产物经由壳程出口ii、壳程进口i进入所述管式换热反应室i的壳程，与所述原料换热i后，经由壳程出口i排出。
25、可选地，冷却水经由所述管程进口ii-2通入所述管式换热反应室ii，与所述氢气ii换热ii后，经由所述管程出口ii-2排出。
26、可选地，催化临氢正构反应所需热量由管式换热反应室ii流出的反应产物在壳程换热补偿。
27、可选地，从管式换热反应室i流出的临氢正构反应产物汇入文丘里喷射混合室，在缩颈处流速急剧升高，产生压降，吸入加氢需要的大量氢气并充分混合，之后进入管式换热反应室ii壳程，发生催化加氢反应。
28、可选地，管式换热反应室ii的管程通过冷却水和加氢所需氢气换热移出反应产生的热量，控制温升，加热后的氢气通过文丘里喷射混合式与管式换热反应室i流出的产物充分混合。管式换热反应室ii壳程得到的高温加氢反应产物流入第一反应室壳程，为临氢正构反应补偿热量后流出反应器。
29、可选地，所述原料中，氢气i、异丁烯的摩尔比为0.5～2:1；
30、所述氢气ii与所述异丁烯的摩尔比0.5～3:1。
31、可选地，所述催化临氢正构反应的反应温度为200～400℃；
32、所述催化临氢正构反应的反应压力为0.5～5mpag。
33、可选地，所述氢气i、异丁烯的摩尔比独立地选自0.5：1、1：1、1.5：1、2：1中的任意值或上述任意两点间的范围值。
34、可选地，所述氢气ii与所述异丁烯的摩尔比独立地选自0.5：1、1：1、1.5：1、2：1、2.5：1、3：1中的任意值或上述任意两点间的范围值。
35、可选地，所述催化临氢正构反应的反应温度独立地选自200℃、260℃、300℃、350℃、400℃中的任意值或上述任意两点间的范围值。
36、可选地，所述催化临氢正构反应的反应压力独立地选自0.5mpag、1mpag、2mpag、2.4mpag、3mpag、4mpag、5mpag中的任意值或上述任意两点间的范围值。
37、可选地，所述换热i后，所述正构加氢反应产物的降温温度差为3～10℃；
38、所述换热ii后，所述氢气ii的温度为170～370℃，温度差控制在20℃以内。
39、可选地，所述催化剂i位于所述管式换热反应室i的管程内；
40、所述催化剂ii为所述管式换热反应室ii的壳程内。
41、作为一种具体的实施方式，所述具备反应速率控制功能的热综合反应器包括：
42、一种具备反应速率控制功能的热综合反应器，包括由上到下依次连接的第一反应室、文丘里喷射混合室、第二反应室。第一反应室为列管式换热反应器，催化剂填装在管程，其入口与第二反应室壳程出口连接。文丘里喷射混合室设两个入口，一个入口与第一反应室管程出口连接，第二入口设在缩颈处，与第二反应室的氢气管程出口连接。第二反应室为列管式换热反应器，催化剂填装在壳程，其管程分别进入冷却水和氢气两种介质进行冷却换热，氢气管程出口与文丘里喷射混合室第二入口连接。
43、本申请能产生的有益效果包括：
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1.一种热综合反应器，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的热综合反应器，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的热综合反应器，其特征在于，
4.一种正构加氢反应器，其特征在于，所述正构加氢反应器包括权利要求1～3任一项所述的热综合反应器，
5.根据权利要求4所述的正构加氢反应器，其特征在于，
6.一种正构加氢反应的方法，其特征在于，
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种热综合反应器，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的热综合反应器，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的热综合反应器，其特征在于，
4.一种正构加氢反应器，其特征在于，所述正构加氢反应器包括权利要求1～3任一项所述的热综合反应器，
5.根据权利要求4所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁辉，黄声骏，张大治，邹明明，焦雨桐，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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