[发明专利]一种电加热板式反应器及其应用

说明书

本发明涉及一种电加热板式反应器及其应用，包括加热板、反应区和电加热丝，所述加热板设有多个，加热板之间固定连接，两块加热板之间设有反应区，每块加热板上安装有电加热丝，所述加热板上分别设有反应气进口、生成物出口、再生气进口和再生气出口，该反应器用于丙烷脱氢反应中，可极大的提高传热效率，降低了反应温度，减少了副反应的发生，节约了能源和成本。

技术领域

本发明属于反应器设计领域，具体涉及一种电加热板式反应器及其应用。

背景技术

丙烷脱氢反应是吸热反应，传统工艺加热炉为绝热反应器，在反应过程中由于吸热，反应温度会逐渐下降。所以为了维持反应器出口仍有足够的反应温度满足反应需求，在进入入口前会通过加热炉将反应器加热到一个高于最优反应温度的值。但高温对丙烷脱氢反应是极为不利的。不仅会加剧裂解反应的发生，导致积碳严重，影响装置的长周期稳定运行，同时也会造成能量的浪费。在反应一段时间后，催化剂会由于积碳累积导致反应性能下降，所以需要使用氧气对催化剂进行烧焦再生。

传统的电加热形式为在反应器外包裹电加热套对整个反应器进行加热，产生的热量通过反应器壁面以辐射和对流的方式传递给催化剂和反应气，热能利用效率相对较低。所以为了满足丙烷脱氢的反应需求，必须使用一种持续供热，可同时对催化剂实现反应和再生、直接接触式加热的反应器以降低能量损失，节约运行成本。专利CN204710301U提供了一种电加热管式反应器，该专利验证了使用电加热的方式为反应器提供热能思路的可行性，但其并不是应用于丙烷脱氢领域，而且，该反应器升温过程缓慢，加热能效低。

专利CN104371754A介绍了一种应用于乙烯裂解炉的电加热设备，通过对现有的管式乙烯裂解炉进行适当的改进，采用电阻丝加热技术，使电能转化为热能来提供乙烯裂解炉中烷烃裂解的所需要的能量，以提高乙烯裂解炉裂解选择性，降低反应器能耗的同时减少大气污染。但是，该专利中给出的电加热反应器热能损耗大，此外该种加热形式的反应器不能同时兼顾反应和再生，不适配于丙烷脱氢反应。

专利CN203454756U公开了一种新型的丙烷脱氢加热装置，包括辐射室，支撑桁架和烟道。该发明结构简单、制作成本低但相较于目前的加热形式，本质上并没有做出改变，仍是使用燃料燃烧和辐射传热的形式，浪费燃料且传热效果较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种电加热板式反应器，其结构简单、传热效率高、热量利用率高、占地面积小且可同时实现催化剂的反应和再生。

本发明的另一个目的是提供该反应器在丙烷脱氢反应中的应用，将加热板与催化剂直接接触，将传统工艺的辐射以及对流的传热形式变更为热传导，大大降低了在传热过程中造成的热能损耗，节约了能源，更加有利于环保。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现。

一种电加热板式反应器，包括加热板、反应区和电加热丝，所述加热板设有多个，加热板之间固定连接，两块加热板之间设有反应区，每块加热板上安装有电加热丝，所述加热板上分别设有反应气进口、生成物出口、再生气进口和再生气出口。

所述的加热板中间为反应区，反应气进口、生成物出口、再生气进口和再生气出口与反应区之间均设有伸缩挡板，根据反应需要设计伸缩挡板收缩或弹出使反应区与不同的进出口连接，以使该区域在反应和再生之间切换。

具体的，当该区域需进行反应时，再生气进口和再生气出口与反应区之间的伸缩挡板弹出，将反应区与再生气进口和再生气出口隔开，反应气进口、生成物出口与反应区之间的挡板收缩，使反应区与反应气进口、生成物出口相通，此时该区域通入反应气进行反应；当反应进行一段时间后，由于催化剂积碳活性下降，需对催化剂进行再生，此时，将再生气进口和再生气出口与反应区之间的伸缩挡板收缩，使反应区与再生气进口和再生气出口联通，反应气进口、生成物出口与反应区之间的挡板弹出，使反应区与反应气进口、生成物出口隔开，此时，该区域通入再生气，进行催化剂再生。

各加热板之间通过密封胶圈紧密贴合在一起，保证装置整体的密封性。