减缓结焦的轻烃芳构化反应器及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及轻烃芳构化设备领域，公开了一种减缓结焦的轻烃芳构化反应器及其制备方法与应用。所述方法包括：将低氧分压气体与芳构化反应器进行接触反应，即得所述减缓结焦的轻烃芳构化反应器；其中，所述低氧分压气体的露点为

【技术实现步骤摘要】
减缓结焦的轻烃芳构化反应器及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及轻烃芳构化设备领域，具体地，涉及一种减缓结焦的轻烃芳构化反应器及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]轻烃芳构化技术是近20年发展起来的一种新型石油加工技术，其特征是利用改性沸石分子筛催化剂将低分子烃类直接转化为BTX(苯-甲苯-二甲苯)或汽油等轻质芳烃。随着现代工业的发展，作为基础化学工业原料和高辛烷值汽油组分的轻质芳烃的需求量不断增加，而石油资源却日益短缺。因此，立足现有石油资源，利用芳构化工艺来拓宽生产芳烃的原料资源及增加芳烃产量均具有重要的现实意义。
[0003]轻烃芳构化反应器通常选用304、316、321等不锈钢材质，其元素主要由Fe、Cr、Ni组成。芳构化反应的工况条件一般为，原料C6、C7的链烷烃，压力0.3MPa左右，温度500℃左右。在这种工况条件下，Fe、Ni元素对轻烃结焦具有显著的催化作用，导致反应器内壁积碳严重，床层压降增大、不能长周期运行。
[0004]芳构化反应的运行环境是一种低硫(不大于0.3ppm)、低水蒸气(不大于1ppm)氛围，因此反应器内表面不能形成Cr2O3氧化层将Fe、Ni覆盖，也无法采用硫元素形成FeS、NiS等硫化物对表面的Fe、Ni元素进行钝化来减少催化结焦。
[0005]工业芳构化反应器一般采用电镀和磁控溅射等方式在内壁形成惰性涂层，屏蔽Fe、Ni元素，从而减少结焦。
[0006]CN105506713A公开了一种在构件上形成铬基涂层的方法，其包括：将所述构件及对电极浸入包括三价铬盐和纳米陶瓷微粒的电解液中；在所述构件和对电极上施加电流；以及在所述构件上电镀一层包括铬和纳米陶瓷微粒的铬基涂层。其通过电镀形成铬涂层来覆盖Fe、Ni元素。
[0007]CN103374705A公开了一种磁控溅射装置，包括反应腔室、卡盘以及靶材，所述卡盘设置在所述反应腔室底部，其用于承载被加工工件，所述靶材设置在所述反应腔室顶部，在所述反应腔室侧壁的外侧设有边磁体，而且所述边磁体位于所述卡盘的上方，其中，在所述卡盘的边缘包括辅助磁体，所述辅助磁体的磁极与所述边磁体的磁极同向设置，所述辅助磁体和所述边磁体形成磁回路，借助所述磁回路使等离子体中的金属离子向所述反应腔室的边缘区域移动，以增加靶材粒子在所述被加工工件边缘区域的沉积量。通过磁控溅射装置来形成惰性涂层。
[0008]但是，这些施加外来元素形成的惰性涂层在实际工业应用过程中，使用寿命较短，往往经过几个周期运行后涂层就会大量剥落，因此这些涂层并没有在工业上广泛使用。

技术实现思路

[0009]针对现有技术的不足，本专利技术的目的是为了解决现有技术中芳构化反应器内部的结焦问题，提供一种可以减缓结焦的轻烃芳构化反应器及其制备方法与应用。该方法制得
的轻烃芳构化反应器内表面具有原位生长形成的致密氧化膜保护层，可以有效覆盖Fe、Ni催化结焦元素，使得焦炭在反应器内表面的沉积显著减少，反应器运行周期明显延长。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种制备减缓结焦的轻烃芳构化反应器的方法，其特征在于，所述方法包括：将低氧分压气体与芳构化反应器进行接触反应，即得所述减缓结焦的轻烃芳构化反应器；
[0011]其中，所述低氧分压气体的露点为-15℃至15℃。
[0012]本专利技术第二方面提供一种由本专利技术所述的方法制得的减缓结焦的轻烃芳构化反应器。
[0013]本专利技术第三方面提供一种本专利技术所述的减缓结焦的轻烃芳构化反应器在芳构化反应中的应用。
[0014]通过上述技术方案，本专利技术所提供的减缓结焦的轻烃芳构化反应器及其制备方法与应用获得以下有益地效果：
[0015]本专利技术所提供的减缓结焦轻烃芳构化反应器的制备工艺简单，且易于实现。由本专利技术所述方法制得的轻烃芳构化反应器能够抑制轻烃芳构化反应器内的催化结焦，使得焦炭在反应器内表面的沉积显著减少，反应器运行周期明显延长。
具体实施方式
[0016]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0017]本专利技术第一方面提供一种制备减缓结焦的轻烃芳构化反应器的方法，其特征在于，所述方法包括：将低氧分压气体与芳构化反应器进行接触反应，即得所述减缓结焦的轻烃芳构化反应器；
[0018]其中，所述低氧分压气体的露点为-15℃至15℃。
[0019]本专利技术通过在低氧分压气体气氛下处理芳构化反应器，在反应器内表面形成具有较高热稳定性的惰性保护膜，能够显著抑制并减缓催化结焦现象。
[0020]本专利技术中，所述低氧分压气氛中的氧分压较低，所以发生的氧化过程非常缓慢，利于在材料表面生成致密的氧化膜。氧分压是指气氛中存在的氧气所占的压力，在低氧分压气氛下，气氛中的氧气主要来自含氧化合物(如H2O)分解产生的氧。
[0021]而本领域技术人员知晓，无论是在工程上还是在实验室中，低氧分压气氛是很难获得的，通过流量控制装置获得稳定的低氧分压气氛非常困难且难以实现。本专利技术的专利技术人通过理论分析及大量试验，巧妙地发现了通过控制混合气露点能够实现准确控制低氧分压气氛的目的。
[0022]本专利技术中，所述露点，指空气中饱和水汽开始凝结结露的温度，在100％的相对湿度时，周围环境的温度就是露点温度。
[0023]本专利技术中，所述方法还包括测定低氧分压气体的露点的步骤。
[0024]本专利技术中，所述方法还包括在低氧分压气体与芳构化反应器进行接触反应前，(采用市售的露点测定仪)对低氧分压气体的露点进行测试，以使得与芳构化反应器接触的低
氧分压气体具有本专利技术所限定的露点。
[0025]进一步地，所述方法还包括在接触反应期间，采用市售的露点测定仪实时地对接触反应体系中低氧分压气体的露点进行监控的步骤。
[0026]根据本专利技术，所述低氧分压气体的露点为-5℃至5℃。
[0027]根据本专利技术，所述低氧分压气体为CH4和H2O的混合物。
[0028]根据本专利技术，所述接触反应的条件包括：反应温度400-1100℃，优选为750-950℃；反应时间5-100h，优选为20-60h。
[0029]本专利技术中，低氧分压气体的流速为100-500ml/min，优选为200-400ml/min。
[0030]根据本专利技术，所述轻烃芳构化反应器由合金材料制得；优选地，由不锈钢制得。
[0031]根据本专利技术，所述芳构化反应器的合金材料选自不锈钢304、316和321中的至少一种。
[0032]本专利技术中，所述芳构化反应器可以为现有技术中常规的芳构化反应器或采用现有技术中常规的制造技术制得的芳构化反应器。
[0033]本专利技术第二方面提供一种由本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备减缓结焦的轻烃芳构化反应器的方法，其特征在于，所述方法包括：将低氧分压气体与芳构化反应器进行接触反应，即得所述减缓结焦的轻烃芳构化反应器；其中，所述低氧分压气体的露点为-15℃至15℃。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述低氧分压气体的露点为-5℃至5℃。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述低氧分压气体为CH4和H2O的混合物；优选地，所述方法还包括测定低氧分压气体的露点的步骤。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述接触反应的条件包括：反应温度400-1100℃，优选为750-950℃；反应时间5-100h，优选为20-60h。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，所述轻烃芳构化反应器由合金材料制得；优选地，由不...

【专利技术属性】
技术研发人员：王红霞，王申祥，郏景省，张利军，王国清，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：