一种下行间歇式固定床反应工艺系统技术方案

本技术提供了一种下行间歇式固定床反应工艺系统，属于低碳烷烃脱氢固定床反应技术领域，所述下行间歇式固定床反应工艺系统包括变径低碳烷烃脱氢反应器，所述变径低碳烷烃脱氢反应器连接有氮氧分离器、进料加热炉、天然气燃烧室和换热器，所述换热器连接有进料加热炉和第一冷却器，所述第一冷却器、压缩机、第二冷却器和反应产物分离系统依次连接，所述变径低碳烷烃脱氢反应器的反应阶段包括脱氢反应段、真空/吹扫段、催化剂再生段和真空/吹扫/还原段，所述变径低碳烷烃脱氢反应器的低碳烷烃进口的直径与出口直径的比值为1.5～3.0；可有效解决现有低碳烷烃脱氢反应催化剂存在易积碳的问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及低碳烷烃脱氢固定床反应，特别是涉及一种下行间歇式固定床反应工艺系统。

技术介绍

1、固定床反应是一种常见反应过程，催化剂装填在反应器中，反应原料经过催化剂，转化成目标产物。对于高温有机过程固定床反应，有机原料在反应过程中，不可避免的会发生生焦反应，这就需要通过在氧化气氛中，将催化剂焙烧再生。

2、低碳烷烃脱氢固定床反应是一种典型的间歇式固定床反应，催化床层经过氢气吹扫，烷烃脱氢，烷烃抽真空，催化剂再生，催化剂蒸气吹扫，抽真空，催化剂氢气还原过程。其中烷烃脱氢仅占反应过程的1/3，催化剂燃烧再生占反应时间的1/3。传统的催化剂再生过程的氧化气氛是经过天然气燃烧后的稀氧气体，催化剂中的积碳去除缓慢，再生过程能耗高。另外，吹扫过程需要大量的高温蒸气，高温蒸气会加快催化剂失活，降低催化剂使用寿命。

技术实现思路

1、针对现有技术中的上述问题，本技术提供了一种下行间歇式固定床反应工艺系统，以解决现有低碳烷烃脱氢反应催化剂存在易积碳的问题。

2、为了达到上述专利技术目的，本技术采用的技术方案如下：

3、第一方面，本技术提供一种下行间歇式固定床反应工艺系统，所述下行间歇式固定床反应工艺系统包括变径低碳烷烃脱氢反应器，所述变径低碳烷烃脱氢反应器连接有氮氧分离器、进料加热炉、天然气燃烧室和换热器，所述换热器连接有进料加热炉和第一冷却器，所述第一冷却器、压缩机、第二冷却器和反应产物分离系统依次连接，所述变径低碳烷烃脱氢反应器的反应阶段包括脱氢反应段、真空/吹扫段、催化剂再生段和真空/吹扫/还原段，所述变径低碳烷烃脱氢反应器的低碳烷烃进口的直径与出口直径的比值为1.5～3.0。

4、进一步地，所述氮氧分离器包括吸氮产氧生产富氧气体段和变压脱氮生产富氮气体段；

5、所述吸氮产氧生产富氧气体段分离出的富氧气体和天然气混合后进入所述天然气燃烧室，得到高温富氧气体，所述高温富氧气体作为所述催化剂再生段气体；

6、所述变压脱氮生产富氮气体段分离出的富氮气体作为吹扫气体。

7、进一步地，所述变径低碳烷烃脱氢反应器为下行间歇式烷烃脱氢固定床反应器；

8、所述下行间歇式烷烃脱氢固定床反应器的顶部设置有第一低碳烷烃入口、第一空气/燃气入口、第一蒸气/氢气入口和反应床层入口；

9、所述反应床层下行间歇式烷烃脱氢固定床反应器的底部设置有第一碳氢化合物出口、第一燃烧尾气出口和反应床层出口；

10、所述反应床层入口和所述反应床层出口之间从进到出依次设置有第一惰性瓷球层、第一脱氢催化剂/惰性氧化铝层、第一脱氢催化剂/发热助剂层、第二脱氢催化剂/惰性氧化铝层、第一脱氢催化剂层和第二惰性瓷球层；

11、床层顶部和底部设置有惰性填充层。

12、进一步地，所述反应产物分离系统分离得到物料包括氢气、干气、低碳烯烃和循环低碳烷烃，所述循环低碳烷烃和所述干气返回进料中用于循环脱氢。

13、进一步地，所述真空/吹扫段排出的吹扫尾气和所述催化剂再生段排出的再生尾气均进入去预热锅炉。

14、本技术的有益效果为：提供的一种下行间歇式固定床反应工艺系统，通过氧氮分离，分离出来的富氧空气与甲烷反应，生成高温富氧氧化气氛，用于去除催化剂反应中的积碳，分离出来的氮气，用于吹扫反应体系。氧氮分离系统选用lix分子筛，活性炭等，空气进入氧氮分离系统，氮气吸附在吸附剂中，出口为常压富氧氧化气氛，待吸附剂将氮气吸附饱和，进行低压出来，该低压可以和反应过程的低压吹扫匹配，低压吹扫完毕后，吸附剂可以进行下一轮的制造富氧氧化气氛，解决了催化剂易积碳的问题。

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【技术保护点】

1.一种下行间歇式固定床反应工艺系统，其特征在于，所述下行间歇式固定床反应工艺系统包括变径低碳烷烃脱氢反应器，所述变径低碳烷烃脱氢反应器连接有氮氧分离器、进料加热炉、天然气燃烧室和换热器，所述换热器连接有进料加热炉和第一冷却器，所述第一冷却器、压缩机、第二冷却器和反应产物分离系统依次连接，所述变径低碳烷烃脱氢反应器的反应阶段包括脱氢反应段、真空/吹扫段、催化剂再生段和真空/吹扫/还原段，所述变径低碳烷烃脱氢反应器的低碳烷烃进口的直径与出口直径的比值为1.5～3.0。

2.根据权利要求1所述的下行间歇式固定床反应工艺系统，其特征在于，所述氮氧分离器包括吸氮产氧生产富氧气体段和变压脱氮生产富氮气体段；

3.根据权利要求1所述的下行间歇式固定床反应工艺系统，其特征在于，所述变径低碳烷烃脱氢反应器为下行间歇式烷烃脱氢固定床反应器；

4.根据权利要求1所述的下行间歇式固定床反应工艺系统，其特征在于，所述反应产物分离系统分离得到物料包括氢气、干气、低碳烯烃和循环低碳烷烃，所述循环低碳烷烃和所述干气返回进料中用于循环脱氢。

5.根据权利要求1所述的下行间歇式固定床反应工艺系统，其特征在于，所述真空/吹扫段排出的吹扫尾气和所述催化剂再生段排出的再生尾气均进入去预热锅炉。

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【技术特征摘要】

1.一种下行间歇式固定床反应工艺系统，其特征在于，所述下行间歇式固定床反应工艺系统包括变径低碳烷烃脱氢反应器，所述变径低碳烷烃脱氢反应器连接有氮氧分离器、进料加热炉、天然气燃烧室和换热器，所述换热器连接有进料加热炉和第一冷却器，所述第一冷却器、压缩机、第二冷却器和反应产物分离系统依次连接，所述变径低碳烷烃脱氢反应器的反应阶段包括脱氢反应段、真空/吹扫段、催化剂再生段和真空/吹扫/还原段，所述变径低碳烷烃脱氢反应器的低碳烷烃进口的直径与出口直径的比值为1.5～3.0。

2.根据权利要求1所述的下行间歇式固定床反应工艺系统，其特征在于，所述氮氧分...

【专利技术属性】
技术研发人员：施宗波，张青，卓润生，刘新生，王瑞林，
申请(专利权)人：润和催化剂股份有限公司，
类型：新型
国别省市：