專利名稱：催化劑分段在線再生的徑向固定床氧化脫氫反應器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種催化劑分段在線再生的徑向固定床氧化脫氫反應器，屬于化工生產設備領域。
背景技術：
丁二烯是生產合成橡膠的重要原料，利用丁烯-I氧化脫氫制取丁二烯是生產丁二烯的重要手段。按比例混合的蒸汽、空氣和丁烯-1，在合適的溫度和催化劑的作用下，發生氧化脫氫反應，生成丁二烯，同時放出大量熱能。在丁烯-I氧化脫氫制取丁二烯的生產裝置中，反應單元通常根據裝置生產規模，按一條生產線2萬噸左右的能力設置若干生產線，每條生產線設置2臺串聯操作的軸向固 定床反應器。按比例配制的水蒸汽和空氣混合氣，加熱至300°C左右，加入丁烯-1，進入1# 反應器，沿設備軸向通過反應器內的催化劑層，丁烯-I與氣體中的氧氣發生反應，生成丁二烯，同時氣體溫度上升至500°C左右，經換熱器換熱后，氣體溫度降低至300多。C，再次加入丁烯-I后，進入2#反應器，氣體中的丁烯-I與氧氣發生反應，生成丁二烯，最終獲得較好的轉化率和選擇性在反應條件下，氣體中的烴類易因裂解等副反應，在催化劑表面生成焦碳，使催化劑的活性降低，造成轉化率和選擇性降低，裝置生產能力下降和能耗增加，不得不每隔I 3個月左右對催化劑進行燒焦再生。不僅嚴重影響裝置的經濟效益，還造成后續的精制等生產單元操作波動。

發明內容
根據現有技術的不足，本發明要解決的技術問題是提供一種催化劑分段在線再生的徑向固定床氧化脫氫反應器，縮短催化劑燒焦再生周期，使催化劑的活性、轉化率和選擇性在裝置一個生產周期內始終保持在較好的水平。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是提供一種催化劑分段在線再生的徑向固定床氧化脫氫反應器，包括·Λ#反應器和2#反應器，1#反應器的反應氣體出口通過管路經中間換熱器連接2#反應器的反應氣入口，其特征在于所述的1#和2#反應器為圓筒體、上封頭和下封頭組成的承壓殼體，承壓殼體內設置同心的催化劑內筒和催化劑外筒，催化劑內筒內設置分布錐，催化劑外筒與圓筒之間設置有多個環板，將催化劑外筒與圓筒之間的空間分為多段，每段均設置有物料進口，其中2#反應器每段還單獨設置有再生氣進口，上封頭處設置反應氣出口。1#反應器和2#反應器的上封頭上設置有催化劑裝填口 ；下封頭上設置有催化劑卸出口。所述的催化劑卸出口和上封頭上設置有保護氣體入口。所述的分布錐下端的下封頭上設置有人孔，人孔上設置有保護氣體入口。所述的上封頭上設置有3 4個熱電偶接口，每個接口插入數量與分段數相同數量的熱電偶，分別監測各段出口側的溫度。所述的催化劑外筒與圓筒之間設置的多個環板均勻分布。所述的催化劑內筒上端設置有膨脹節。所述的催化劑內筒和催化劑外筒均由開孔圓筒和約翰遜網組成，且催化劑內筒和催化劑外筒之間的寬度大于等于500mm。為了方便溫度測量在每段催化劑靠近內筒約翰遜網處(氣體出口側)設置3 4個測溫點，用于監測脫氫和再生的操作過程。將蒸汽和空氣的混合氣體加熱后，通過1#反應器圓筒體上的物料入口進入反應器，原料丁烯-I氣體在各物料入口處的管線上加入。混合氣體進入1#反應器，通過催化劑層發生氧化脫氫反應，同時溫度上升，反應后的氣體從1#反應器頂部的出口排出。 來自1#反應器的反應氣經換熱降溫后，通過2#反應器圓筒體上的入口進入2#反應器，補加的原料丁烯-I氣體在各反應氣入口處的管線上加入。通過催化劑層發生氧化脫氫反應后的氣體從2#反應器頂部的出口排出，進入后續的換熱、冷凝、分離和精餾過程。當通過溫度檢測和取樣分析，發現催化劑活性降低到一定程度時，開始進行催化劑的分段在線再生。1#反應器催化劑再生時，只需順序停止各物料入口處原料丁烯-I的加入即可。各段催化劑再生的初始階段，設置在該段的溫度檢測顯示溫度較高，當溫度檢測顯示溫度開始下降，并略高于入口溫度時，即表明該段催化劑再生完成，恢復該段原料丁烯-I氣體的加入，該段即進入脫氫反應階段。停止下一段的原料丁烯-I的加入，開始進行催化劑再生。按上述步驟依次進行，直至整個催化劑床層全部再生完成。2#反應器催化劑再生時，需順序停止各反應氣入口反應氣體的加入，從再生氣入口加入再生氣。同1#反應器再生時相同，當設置在再生段的溫度檢測顯示溫度開始下降，并略高于入口溫度時，即表明該段催化劑再生完成，恢復該段反應氣體的加入，該段即進入脫氫反應階段。按上述步驟依次對下一段催化劑進行再生操作，直至整個催化劑床層全部再生完成。根據催化劑裝填量以及再生間隔，每段催化劑再生時間約為2 4小時。本發明的有益效果是催化劑分段在線再生的徑向固定床氧化脫氫反應器，實現了氧化脫氫反應與催化劑再生同時在線進行的目的，使催化劑的活性、轉化率和選擇性在裝置一個生產周期內始終保持在較好的水平，延長裝置連續運行周期，降低了反應單元的生產波動，后續的冷凝、分離和精餾等生產單元操作穩定，整個裝置產能和能耗保持在很好的水平，提高裝置的運行效益。


圖I為本發明的1#反應器的結構示意圖；圖2為本發明的2#反應器的結構示意圖；圖中I為上封頭；2為圓筒體；3為催化劑外筒；4為催化劑內筒；5為分布錐；6為環板；7為下封頭；8為人孔；9為催化劑卸出口 ；10為膨脹節；11為保護氣體入口 ；12為熱電偶接口 ；13為催化劑裝填口 ；14為反應氣體出口 ；15為物料入口 ；16為反應氣入口 ；17為再生氣入口。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的實施例做進一步描述如圖f 2所示，本發明包括1#反應器和2#反應器，1#反應器的反應氣體出口 14通過管路連接2#反應器的反應氣入口 16，其特征在于所述的1#反應器和2#反應器為圓筒體2、上封頭I和下封頭7組成的承壓殼體，承壓殼體內設置同心的、由開孔圓筒和約翰遜網組成的催化劑內筒4和催化劑外筒3，催化劑內筒4和催化劑外筒3之間的環形空間填充催化劑，無約翰遜網的部分填充惰性磁球。催化劑內筒4內設置分布錐5，催化劑外筒3與圓筒體2之間設置有7個環板6，將催化劑外筒3與圓筒體2之間的空間分為8段，其中1#反應器每段均設置有物料入口 15，2#反應器每段均設置有反應氣入口 16和再生氣入口 17。1#反應器和2#反應器，上封頭I上設置有催化劑裝填口 13 ;下封頭7上設置有催化劑卸出口 9和人孔8。

1#反應器和2#反應器，上封頭I、催化劑卸出口 9和人孔8設置有保護氣體入口11。1#反應器和2#反應器，上封頭I上設置有3個熱電偶接口 12，每個接口插入8根熱電偶，分別監測各段出口側的溫度。1#反應器和2#反應器，催化劑內筒4上端設置有膨脹節10。
權利要求
1.一種催化劑分段在線再生的徑向固定床氧化脫氫反應器，包括1#反應器和2#反應器，1#反應器的反應氣體出口( 14)通過管路連接2#反應器的反應氣入口( 16)，其特征在于所述的1#反應器和2#反應器為圓筒體(2)、上封頭(I)和下封頭(7)組成的承壓殼體，承壓殼體內設置同心的、由開孔圓筒和約翰遜網組成的催化劑內筒(4)和催化劑外筒(3)，催化劑內筒4和催化劑外筒3之間的環形空間填充催化劑，無約翰遜網的部分填充惰性磁球，催化劑內筒(4)內設置分布錐(5)，催化劑外筒(3)與圓筒體(2)之間設置有多個環板(6)，將催化劑外筒(3)與圓筒體(2)之間的空間均勻地分為多段，其中1#反應器每段均設置有物料入口( 15)，2#反應器每段均設置有反應氣入口( 16)和再生氣入口( 17)。
2.根據權利要求I所述的催化劑分段在線再生的徑向固定床氧化脫氫反應器，其特征在于所述1#反應器和2#反應器，上封頭(I)上設置有催化劑裝填口(13);下封頭(7)上設置有催化劑卸出口(9)和人孔(8)。
3.根據權利要求I所述的催化劑分段在線再生的徑向固定床氧化脫氫反應器，其特征在于所述的1#反應器和2#反應器，上封頭(I)、催化劑卸出口(9)和人孔(8)設置有保護氣體入口(11)。
4.根據權利要求I所述的催化劑分段在線再生的徑向固定床氧化脫氫反應器，其特征在于所述的1#反應器和2#反應器，上封頭(I)上設置有3 4個熱電偶接口(12)，每個接口插入數量與分段數相同數量的熱電偶，分別監測各段出口側的溫度。
5.根據權利要求I所述的催化劑分段在線再生的徑向固定床氧化脫氫反應器，其特征在于所述的1#反應器和2#反應器，催化劑內筒(4)上端設置有膨脹節(10)。
全文摘要
本發明涉及一種催化劑分段在線再生的徑向固定床氧化脫氫反應器，屬于化工生產設備領域，1#反應器的反應氣體出口通過管路連接2#反應器的反應氣入口，其特征在于所述的1#反應器和2#反應器為圓筒體、上封頭和下封頭組成的承壓殼體，承壓殼體內設置同心的、由開孔圓筒和約翰遜網組成的催化劑內筒和催化劑外筒，催化劑內筒和催化劑外筒之間的環形空間填充催化劑，無約翰遜網的部分填充惰性磁球。催化劑外筒與圓筒之間設置多個環板，將催化劑外筒與圓筒之間的空間分為多段，其中1#反應器每段均設置有物料入口，2#反應器每段均設置有反應氣入口和再生氣入口。催化劑分段在線再生的徑向固定床氧化脫氫反應器，實現了氧化脫氫反應與催化劑再生同時在線進行的目的。
文檔編號C07C5/48GK102814150SQ20121032321
公開日2012年12月12日 申請日期2012年9月4日 優先權日2012年9月4日
發明者劉善兵, 宋守剛, 徐偉強 申請人:山東齊魯石化工程有限公司