异丁烷和/或丙烷脱氢的方法技术

本发明专利技术涉及一种异丁烷和/或丙烷脱氢的方法，主要解决现有异丁烷和/或丙烷脱氢制异丁烯和/或丙烯生产难以操作、平稳生产的技术难题。本发明专利技术采用固定床反应器，通过采用的反应器包括反应原料进料口(1)、催化剂再生气进料口(2)、反应器吹扫口(3)、还原/抽空入口(4)、反应产物出口(5)、催化剂再生废气出口(6)、吹扫气/抽空废气出口(7)的技术方案，通过在各个进料口或出口分别设置时序切换阀A～G进行切换，完成原料反应、反应器内部吹扫、催化剂再生、反应器还原/抽空工序，利用至少4个反应器的切换完成异丁烷和/或丙烷脱氢制异丁烯和/或丙烯的生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种异丁烷和/或丙烷脱氢的方法，可利用至少四个反应器平稳进行异丁烷和/或丙烷脱氢制异丁烯和/或丙烯的生产。
技术介绍
反应是指在石油化工生产过程中，将诸如石油、天然气、煤炭等原材料转化为工业及人类生活所需的目标产品，其主要生产设备为反应器。反应器实现反应过程的设备，广泛应用于化工、炼油、冶金、轻工等工业部门。用于实现液相单相反应过程和液液、气液、液固、气液固等多相反应过程。反应器在过程工业生产中占有重要地位。就全流程的建设投资和操作费用而言，反应器所占的比例未必很大。但其性能和操作的优劣却影响着前后处理及产品的产量和质量，对原料消耗、能量消耗和产品成本也产生重要影响。对于特定的反应过程，反应器的选型需综合考虑技术、经济及安全等诸方面的因素。反应过程的基本特征决定了适宜的反应器形式。例如气固相反应过程大致是用固定床反应器、流化床反应器或移动床反应器。但是适宜的选型则需考虑反应的热效应、对反应转化率和选择率的要求、催化剂物理化学性态和失活等多种因素，甚至需要对不同的反应器分别做出概念设计，进行技术的和经济的分析以后才能确定。如今学术界和工业界的工作者针对不同的对象通过各种方法，成功开发了多种具有特色反应过程的反应器。例如流态化催化裂化工业装置、流化床丙烯腈合成、固定床径向及轴径向氨合成、乙苯脱氢制苯乙烯、甲醇合成、丁烯氧化脱氢等多种形式的催化反应器，事实上反应器的设计必须和具体的原料路线、生产方法、流程设置、生产规模及原料组成、转化率、选择性等操作条件密切相关，反应器的结构选型和操作条件必须立足于化学工艺。在反应器选型确定后，要有对应的合适的生产方法。异丁烯/丙烯是重要的有机化工原料。异丁烯主要用于制备甲基叔丁基醚、丁基橡胶、异戊橡胶、聚异丁烯。另外，它也可用来合成甲基丙烯酸甲酯、异戊二烯等。传统工艺中，异丁烯的主要来源是石脑油蒸汽裂解制乙烯装置的副产C4馏分、炼厂流化催化裂化装置的副产C4馏分和Halcon法环氧丙烷合成中的副产物叔丁醇。随着异丁烯下游产品的开发利用，全球性异丁烯资源不足的矛盾日益突出。丙烯同样作为重要的有机化工原料，除了生产聚丙烯外，还大量的生产丙烯腈、丁醇、环氧乙烷、异丙苯等产品的重要原料。异丁烷脱氢制异丁烯和丙烷脱氢制丙烯具有类似的反应原理，且所使用催化剂也相似，如今面临着烯烃裂解产生丙烯及异丁烯的产能不足问题，由烷烃脱氢生产异丁烯的脱氢技术越发重要。丙烯是三大合成材料的基本原料，主要用于生产聚丙烯、丙烯腈、异丙烯、丙酮和环氧丙烷等。用以生产多种重要有机化工原料、生成合成树脂、合成橡胶及多种精细化学品等。其代表性的生产工艺技术主要有蒸气裂解法、催化裂化法和丙烷(丁烷)脱氢法等三种类型。据有关统计资料显示，全球目前约有60％的丙烯来自乙烯蒸气裂解装置，35％左右来自炼油厂(主要是催化裂化装置)，来自丙烷脱氢等其他工艺的约占5％。其中，催化裂化法生产的丙烯约占炼油企业所产丙烯的90％以上。丙烯的最大来源是乙烯工厂副产的15％丙烯,提供了约70％的石化原料丙烯。丙烯的第二大来源是流化催化裂化装置(FCCU),提供了约28％的丙烯需求量.此外,还有少量丙烯来自丙烷脱氢,这仅限于轻烃资源丰富的地区,在我国难以实现.在汽油价格疲软和丙烯需求增长的形势下,对于炼油厂来说,增加炼厂丙烯产率是一条提高炼厂效益的有效途径.最近10多年来，丙烷脱氢成为工业化丙烯生产的重要工艺过程，然而，其推广应用因丙烷价值较高、工艺过程投资较大而受到某些限制。但是，丙烯需求增长和丙烯价值提高以及过程改进，致使丙烷脱氢成为有效的增产丙烯工艺，该技术对富产丙烷和短缺丙烯的地区尤为有用。丙烯需求的增速高于汽油和乙烯的需求增速，为此，常规丙烯供应和需求之间的差额将由丙烷脱氢来弥补。Nexant化学系统公司指出，前20年来，丙烯需求增速高于乙烯，在美国，丙烯需求/乙烯需求之比已由1980年0.48提高到2003年0.6，其他一些地区如中东、西欧和东亚也与此相似。炼油厂的副产物主要由C3-C6链烷烃组成，这些副产物一直作为低价值的燃料使用，化工利用率低。丙烷/异丁烷脱氢比烃类蒸汽裂解技术能生产更多的丙烯及异丁烯。例如当蒸汽裂解技术生产丙烯时，丙烯收率最多只有33％，而用丙烷脱氢技术生产丙烯，总收率可达74％-86％。单一原料生产单一产品，丙烷脱氢技术的设备投资比烃类蒸汽裂解技术低33％，并能有效利用液化石油气资源使之转化为有用的烯烃。目前世界上先进成熟的丙烷催化脱氢生产丙烯的技术有美国UOP公司的Oleflex工艺和美国Lummus公司的Catofin工艺，两者均经过了多年的技术开发与工程应用，具有高度的可靠性。两种工艺的大体流程相似，主要区别在于丙烷催化脱氢的Catofin工艺采用的是铬系催化剂，稳定性差，且具有毒性。而Oleflex工艺采用的是铂系催化剂，对热更稳定，不存在毒性。与其他生产工艺相比，Oleflex工艺具有较少的反应器、较少的催化剂装填量和占地面积，而且更重要的是Oleflex采用无铬催化剂，避免了失效铬催化剂的污染问题。但是铂系列催化剂再生周期长，但其选择性和收率低；铬催化剂系列再生周期短，但是选择性和收率都相对较高，且铂系列催化工艺一般采用移动床反应器，铬催化剂系列采用固定床反应器。但相对一次投资而言，铂系列催化剂投入要大，且反应压力较高。循环固定床反反应器使用铬类非贵重金属催化剂，对原材料杂质要求低，价格便宜，使用过程中无对化剂损失。高单程转化率和高催化剂选择性使得操作压力和温度降低，反应中无氢的循环，无蒸汽稀释，可有效降低能耗和操作费用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的是异丁烷和/或丙烷脱氢制异丁烯和/或丙烯反应的实现问题及存在的操作困难、平稳生产的技术问题，通过采用一种新的异丁烷和/或丙烷脱氢的方法，可以解决上述技术问题，具有工业化生产操作简单、装置运行平稳、降低反应操作压力，提高反应的转化率和目标产物收率等优点。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：一种异丁烷和/或丙烷脱氢的方法，采用固定床反应器，包括反应原料进料口(1)、催化剂再生气进料口(2)、反应器吹扫口(3)、还原/抽空入口(4)、反应产物出口(5)、催化剂再生废气出口(6)、吹扫气/抽空废气出口(7)；通过在各个进料口或出口分别设置时序切换阀A～G进行切换，完成原料反应、反应器内部吹扫、催化剂再生、反应器还原/抽空工序，利用至少4个反应器的切换完成生产。上述技术方案中，优选地，固定床反应器为卧式结构；上述技术方案中，优选地，反应器还包含进料分布器(9)；更优选地，进料分布器(9)悬挂于反应器内上壁；优选地，反应器还包含催化剂支撑板(10)；优选地，反应原料进料口(1)、催化剂再生气进料口(2)、反应器吹扫口(3)、还原/抽空入口(4)通过反应器顶部的总进料口(11)与反应器相连；优选地，反应产物出口(5)、催化剂再生废气出口(6)通过反应器底部的第一出口(12)与反应器相连；优选地，吹扫气/抽空废气出口(7)通过反应器底部的第二出口(13)与反应器相连；优选地，反应原料进料口(1)、催化剂再生气进料口(2)、反应器吹扫口(3)、还原/抽空入口(4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种异丁烷和/或丙烷脱氢的方法，采用固定床反应器，包括反应原料进料口(1)、催化剂再生气进料口(2)、反应器吹扫口(3)、还原/抽空入口(4)、反应产物出口(5)、催化剂再生废气出口(6)、吹扫气/抽空废气出口(7)；通过在各个进料口或出口分别设置时序切换阀A～G进行切换，完成原料反应、反应器内部吹扫、催化剂再生、反应器还原/抽空工序，利用至少4个反应器的切换完成生产。

【技术特征摘要】
1.一种异丁烷和/或丙烷脱氢的方法，采用固定床反应器，包括反应原料进料口(1)、催化剂再生气进料口(2)、反应器吹扫口(3)、还原/抽空入口(4)、反应产物出口(5)、催化剂再生废气出口(6)、吹扫气/抽空废气出口(7)；通过在各个进料口或出口分别设置时序切换阀A～G进行切换，完成原料反应、反应器内部吹扫、催化剂再生、反应器还原/抽空工序，利用至少4个反应器的切换完成生产。2.根据权利要求1所述的异丁烷和/或丙烷脱氢的方法，其特征在于固定床反应器为卧式结构。3.根据权利要求1所述的异丁烷和/或丙烷脱氢的方法，其特征在于反应器还包含进料分布器(9)。4.根据权利要求1所述的异丁烷和/或丙烷脱氢的方法，其特征在于反应器还包含催化剂支撑板(10)。5.根据权利要求1所述的异丁烷和/或丙烷脱氢的方法，其特征在于反应原料进料口(1)、催化剂再生气进料口(2)、反应器吹扫口(3)、还原/抽空入口(4)通过反应器顶部的总进料口(11)与反应器相连。6.根据权利要求1所述的异丁烷和/或丙烷脱氢的方法，其特征在于反应产物出口(5)、催化剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：张彬，刘文杰，
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：北京;11