用于生产苯乙烯的多段式绝热负压脱氢方法技术

本发明专利技术涉及一种多段式绝热负压脱氢方法。主要解决以往技术中采用两段式反应器，效果不太理想，催化活性及生产能力较低的问题。本发明专利技术通过采用反应系统包括至少两个串联排列的脱氢反应器，其中至少一种反应器中装填高活性催化剂，至少一个装填高选择性脱氢催化剂，原料乙苯先通过至少一个高活性脱氢催化剂床层的反应器，然后通过至少一个装填高选择性脱氢催化剂床层反应器的技术方案，较好地解决了该问题，可用于乙苯脱氢的工业生产中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
乙苯脱氢的主反应为。它是分子数增大的强吸热反应。从热力学上看，提高温度、降低体系压力对反应有利。目前大多数采用负压装置，但催化脱氢的单程转化率受热力学平衡限制，反应需在高温下进行，而过高的反应温度不仅容易导致乙苯裂解，而产生苯、甲苯、CO、CO2等副产物，而且能耗很大，经济上不合理。因此，必须选择良好的催化剂来加以解决。因此，自从乙苯脱氢催化剂20世纪30年代问世以来，人们花费大量的精力对其各项性能进行持续改进，并已取得了长足的进步，如已公开的美国专利6177602研究了在Fe-K-Ce-Mo-Mg体系中添加极少量的贵金属，从而使催化剂性能大幅度提高。催化剂研发过程中，研究人员发现催化剂的活性和选择性往往难以兼顾，即活性高的催化剂，其选择性往往较低；而高选择性的催化剂，其活性往往较低。如何充分发挥催化剂的各自优势，使催化剂得到最充分的应用，协助装置取得效益最大化，也是企业非常关心的问题。人们对径向反应器中催化剂装填方式也进行过试验。CN1153159A中报道，将低选择性催化剂装填在高选择性催化剂上游的效果不理想，结果是活性和生产能力下降。而推荐采用在上游反应器中使用高选择性脱氢催化剂，随后在下游的反应器中使用低选择性催化剂的方案。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是以往技术中仅采用两段式反应器，且是在上游反应器中使用高选择性脱氢催化剂，在下游的反应器中使用低选择性催化剂的方案，效果不理想，催化活性和生产能力下降的问题，提供一种新的。该方法具有催化效果好、生产能力增加、烯基芳烃的收率高的特点。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下一种，包括至少两个串联排列的脱氢反应器，其中至少一个反应器中装填高活性脱氢催化剂，至少一个反应器中装填高选择性脱氢催化剂，原料乙苯先通过至少一个装填高活性脱氢催化剂床层的反应器，然后进入至少一个装填高选择性脱氢催化剂床层的反应器。上述技术方案中，串联排列的脱氢反应器优选方案为两个，原料乙苯先通过至少一个装填高活性脱氢催化剂床层的反应器，然后进入装填高选择性脱氢催化剂床层的反应器；串联排列的脱氢反应器的另一优选方案为三个，原料乙苯先通过至少一个装填高活性脱氢催化剂床层的反应器，然后进入至少一个装填高选择性脱氢催化剂床层的反应器；串联排列的脱氢反应器的第三个优选方案为四个，原料乙苯先通过至少一个装填高活性脱氢催化剂床层的反应器，然后进入至少一个装填高选择性脱氢催化剂床层的反应器。本专利技术中，由于采用多段式绝热负压脱氢方法，即在至少一个反应器中装填高活性脱氢催化剂，在至少一个反应器中装填高选择性脱氢催化剂，原料乙苯先通过至少一个装填高活性脱氢催化剂床层的反应器，然后进入至少一个装填高选择性脱氢催化剂床层的反应器，脱氢催化活性可提高10％左右，选择性可提高1.2％，苯乙烯单收可提高10％以上，取得了较好的技术效果。本专利技术的催化剂制备方法将按配比称量的Fe、K、Ce、Mo、碱土金属、B族元素、A族元素、粘合剂、制孔剂均匀混合后，加入适量的脱离子水，制成有粘性、适合挤条的面团状物，经挤条、切粒成直径为3毫米、长8～10毫米的颗粒，于80～120℃干燥4小时，然后在500～1000℃下焙烧4小时，就可获得成品催化剂。按上述方法制得的催化剂在多段绝热式负压脱氢反应器中进行活性评价，对乙苯脱氢制苯乙烯活性评价而言，简述过程如下该装置主要由原料供应系统，物料汽化过热系统，脱氢反应系统和后处理系统几个部分组成。其核心部分是确保脱氢反应在绝热、负压条件下进行，整个操作过程全部由计算机控制。催化剂装在反应器的下部距出口约45厘米处。二反、三反、四反上部设有电加热用以加热一反过来的反应气体并调节二反、三反、四反的入口温度。二反、三反、四反内催化剂的装填量和装填位置同一反，其出口的脱氢反应气体经冷却后由输液泵打入油水分离器进行自动油水分离。系统的负压是由真空泵提供。每段反应器催化剂的装填量为750毫升，反应条件为各段入口温度均为620℃，乙苯空速0.50小时-1，水蒸汽/乙苯(重量/重量)＝1.30，反应器压力为50KPaA。冷凝液用气相色谱仪分析其组成。下面通过实施例对本专利技术作进一步的阐述。具体实施例方式实施例1～5及比较例1～4将高活性的重量组成为Fe2O3(70％)-K2O(12％)-Ce2O3(10％)-MoO3(3％)-CuO(5％)催化剂A装填在第一反应器，将高选择性的组成为Fe2O3(72％)-K2O(10％)-Ce2O3(9％)-WO3(4％)-CaO(5％)脱氢催化剂B装填在第二反应器，反应压力为常压、液体空速0.5小时-1、反应温度620℃、水蒸汽/乙苯(重量)＝1.30，反应器压力为50KPaA条件下进行性能评价。实施例2、3、4及对比例1、2、3、4各类催化剂的装填量、评价条件与实施例1相同，只是组合方式有所改变。组合方式见表1，评价结果见表2。表1两种催化剂的装填方案 表2各种方案的效果对比 本专利技术提供了一种多段负压绝热反应器中最佳的脱氢催化剂组合方案，包括三个串联排列的脱氢反应器，其中第一反应器中装填高活性催化剂，第二反应器中装填高选择性催化剂，第三反应器中装填高活性催化剂，既有利于提高催化剂的转化率，又使反应保持较高的选择性，即提高催化效率，提高装置产能。权利要求1.一种，包括至少两个串联排列的脱氢反应器，其中至少一个反应器中装填高活性脱氢催化剂，至少一个反应器中装填高选择性脱氢催化剂，原料乙苯先通过至少一个装填高活性脱氢催化剂床层的反应器，然后进入至少一个装填高选择性脱氢催化剂床层的反应器。2.根据权利要求1所述，其特征在于串联排列的脱氢反应器为两个，原料乙苯先通过至少一个装填高活性脱氢催化剂床层的反应器，然后进入装填高选择性脱氢催化剂床层的反应器。3.根据权利要求1所述，其特征在于串联排列的脱氢反应器为三个，原料乙苯先通过至少一个装填高活性脱氢催化剂床层的反应器，然后进入至少一个装填高选择性脱氢催化剂床层的反应器。4.根据权利要求1所述，其特征在于串联排列的脱氢反应器为四个，原料乙苯先通过至少一个装填高活性脱氢催化剂床层的反应器，然后进入至少一个装填高选择性脱氢催化剂床层的反应器。全文摘要本专利技术涉及一种多段式绝热负压脱氢方法。主要解决以往技术中采用两段式反应器，效果不太理想，催化活性及生产能力较低的问题。本专利技术通过采用反应系统包括至少两个串联排列的脱氢反应器，其中至少一种反应器中装填高活性催化剂，至少一个装填高选择性脱氢催化剂，原料乙苯先通过至少一个高活性脱氢催化剂床层的反应器，然后通过至少一个装填高选择性脱氢催化剂床层反应器的技术方案，较好地解决了该问题，可用于乙苯脱氢的工业生产中。文档编号C07C5/00GK1765859SQ20041006762公开日2006年5月3日 申请日期2004年10月29日 优先权日2004年10月29日专利技术者缪长喜, 张惠明 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生产苯乙烯的多段式绝热负压脱氢方法，包括至少两个串联排列的脱氢反应器，其中至少一个反应器中装填高活性脱氢催化剂，至少一个反应器中装填高选择性脱氢催化剂，原料乙苯先通过至少一个装填高活性脱氢催化剂床层的反应器，然后进入至少一个装填高选择性脱氢催化剂床层的反应器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：缪长喜，张惠明，
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上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]