[发明专利]丁烯多级等温氧化脱氢制丁二烯的方法

权利要求书

1.一种丁烯氧化脱氢制丁二烯的方法，采用至少两段绝热固定床反应器，反应器形式为轴向绝热固定床反应器和径向绝热固定床反应器的组合形式；反应方法包括以下几个步骤：

a）水蒸汽以串联形式全部从第一段反应器进入，含丁烯的原料和含氧气体以并联形式分别进入两段反应器，进入第一段反应器的原料配比为：丁烯：氧气：水蒸汽摩尔比为1：0.4~1.5：2~20；

b）第一段反应器反应后的物料，再和原料丁烯、含氧气体混合后进入第二段反应器；其中进入第二段反应器的物料配比为丁烯：氧气：水蒸汽摩尔比为1：0.4~1.5：2~20；

c）第二段反应器出口产物进入后续分离工段，回收丁二烯；

其中，各段反应器的反应温度为300~600℃，反应压力为0.0~2.0MPaG。

2.根据权利要求1所述的丁烯氧化脱氢制丁二烯的方法，其特征在于原料丁烯含有1-丁烯、顺-2-丁烯、反-2-丁烯中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的丁烯氧化脱氢制丁二烯的方法，其特征在于，反应器的组合形式为串联、并联或串联和并联的组合，每段反应器入口丁烯、氧气和水蒸汽的摩尔比为1：0.45～0.9：6～16。

4.根据权利要求1所述的丁烯氧化脱氢制丁二烯的方法，其特征在于所述的轴向绝热固定床反应器为圆筒形容器，内部设置进口分布器、筛板、支撑板、出口气体收集器，催化剂装填在筛板和支撑板上，床层高度为400～1000mm，反应物料沿轴线方向上进下出，丁烯体积空速200~450h^-1。

5.根据权利要求1所述的丁烯氧化脱氢制丁二烯的方法，其特征在于所述的径向绝热固定床反应器为立式筒状容器，进料口位于反应器顶部，出料口位于反应器底部，顶部进料口设有圆锥形单级挡板的气体进口分布器，催化剂床由位于外圈的扇形筒分布器和内圈的圆形内多孔壁筒构成，中间装催化剂，催化剂顶部设盖板密封结构，原料气由反应器顶部进料口进入，经气体分布器分布后，经扇形筒、催化剂床层、内多孔壁筒作向心流流动，催化剂床层厚度400~1200mm，床层高度与床层厚度之比为4~20，丁烯体积空速200~450h^-1。

6.根据权利要求1所述的丁烯氧化脱氢制丁二烯的方法，其特征在于某段反应器中的轴向绝热固定床反应器为多个并联；每段反应器入口丁烯、氧气和水蒸汽的摩尔比为1：0.5～0.8：6～12。

7.根据权利要求1所述的丁烯氧化脱氢制丁二烯的方法，其特征在于各段反应器的反应温度为310～480℃，压力为0.05～0.5MPaG；每段反应器入口丁烯、氧气和水蒸汽的摩尔比为1：0.5～0.7：6～10。

8.根据权利要求1所述的丁烯氧化脱氢制丁二烯的方法，其特征在于含氧气体为空气或纯氧，或者空气和氧气的混合物；各段反应器的反应温度为310～380℃，压力为0.05～0.5MPaG；每段反应器入口丁烯、氧气和水蒸汽的摩尔比为1：0.5～0.6：8～10。

9.根据权利要求1所述的丁烯氧化脱氢制丁二烯的方法，其特征在于催化剂为具有尖晶石结构的铁系复合氧化物催化剂，按化学组成其通式为Fe₂O₃·MgO·ZnO·P₂O₅ ·MxOy ，M选自第四周期表Sc、Ti、V、Cr、Fe、Mn、Co、Ni、Cu、Zn中的至少一种。

10.根据权利要求1所述的丁烯氧化脱氢制丁二烯的方法，其特征在于步骤c）中后续工段为反应气体冷凝、水洗、油吸收和丁二烯萃取精馏。