[发明专利]一种利用硫化催化剂进行烷烃脱氢的连续反应再生装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种烷烃脱氢的连续反应再生装置，具体的，涉及一种利用硫化催化剂进行烷烃脱氢的连续反应再生装置。

背景技术

丙烷、丁烷脱氢转化成相应的烯烃的反应热在120kJ/mol左右，强吸热反应。另外，丙烷、丁烷催化脱氢反应过程中，催化剂会积炭失活，有的催化剂几十分钟就需要烧焦再生，有的几十个小时进行烧焦再生。对于这样的反应体系，采用固定床反应器，一是催化剂床层传热效率低，不便于给反应及时供热；二是催化剂需要频繁烧焦再生，反应与再生状态的切换，不仅要调整床层的温度，而且在反应与再生空气切换之间，必须用蒸汽等惰性介质吹扫床层。显然，固定床反应器看起来简单，对丙烷、丁烷脱氢这样的强吸热、催化剂需频繁烧焦再生的反应体系，操作非常不便，且存在安全隐患。

采用移动床反应器进行催化脱氢，虽然实现了反应与催化剂烧焦再生的连续进行；但是，移动床反应器的传热性质与固定床是相同的，固体催化剂，纯金属催化剂除外，都是热的不良导体，因而，如何给反应床层高效供热，仍然是个难题。

从丙烷、丁烷催化脱氢制相应烯烃的反应特点来看，最适合的应该是循环流化床反应器。循环流化床反应器不仅传热效率高，而且可以连续进行反应和催化剂烧焦再生，更为难得的是，可以利用高温再生剂携带的热量来满足吸热的脱氢反应对热量的需求。俄罗斯的Snamprogetti公司的FBD-4技术，采用的就是循环流化床反应器。

循环流化床的最大的缺点就是催化剂存在磨损、破碎现象。磨损、破碎的催化剂颗粒，小到一定程度，比如10μm以下，旋风分离器就无法将其回收回来。从反应系统的旋风分离器回收不回来的颗粒，将进入到气体的分离系统；从再生系统的旋风分离器回收不回来的颗粒，将进入到烟气中。催化剂这种跑损现象的存在，限定了循环流化床反应器不能使用太昂贵的催化剂，不能使用有毒的催化剂。催化剂太昂贵，导致过程没有经济性可言；催化剂有毒，会带来环境的灾难。

因此，对于丙烷、丁烷脱氢制相应烯烃的反应体系，若采用循环流化床，既不能用负载型Pt催化剂，因为其价格太昂贵，也不能用有毒的负载型Cr₂O₃催化剂，因为跑损的催化剂会污染环境，即便是能够全部回收回来，也存在无害化处理方面的难题。

为了将高效率的循环流化床反应器应用到丙烷、丁烷脱氢反应中，我们先后开发了适合于循环流化床反应器使用的无毒、非贵金属氧化物脱氢催化剂和无毒、非贵金属硫化物催化剂，本发明是针对无毒、非贵金属硫化物催化剂开发的可维持催化剂处于硫化状态的连续反应、催化剂再生和硫化的循环流化床反应装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用硫化催化剂进行烷烃脱氢的连续反应再生装置，该装置具有预硫化功能的循环流化床反应器技术，可以实现脱氢反应、催化剂再生和补燃、以及催化剂的预硫化连续不断进行，大幅度提高了装置的生产效率。

为实现本发明的发明目的，一种利用硫化催化剂进行烷烃脱氢的连续反应再生装置，包括反应器、催化剂再生器以及催化剂预硫化器，反应器和催化剂再生器通过催化剂待生斜管、催化剂提升输送管相连，催化剂再生器与催化剂预硫化器通过再生斜管相连，催化剂预硫化器包括进口、出口，其出口直接与反应器联通。

所述的催化剂硫化器的出口在距离反应器顶端1/8-1/4反应器高度的位置与反应器联通。

催化剂经预硫化器硫化后，从预硫化器的出口进入反应器内，由于其出口是距离反应器顶端1/8-1/4反应器高度的位置与之联通，催化剂直接进入反应器沉降段，有利于高温催化剂在脱氢反应器内的均匀分布，避免高温催化剂集中分布在脱氢反应器的某一局部造成非选择性的热反应。

所述的催化剂预硫化器设置在反应器内或者反应器外；其优选，催化剂预硫化器设置在反应器内；更优选，催化剂预硫化器设置在反应器内，且置于脱氢反应器催化剂沉降段；沉降段位于反应器上部，占整个反应器高度的1/4-1/2。如此，有利于减少散热损失，降低装置的能耗。

反应器内和催化剂再生器内均设置分布板；优选，均设置两层以上的分布板；更优选，均设置两层分布板。

所述的分布板为多孔分布板，或者格栅分布板。反应器内设置多孔分布板或格栅，可以破碎气泡，强化气固两相的接触，提高反应效率。

催化剂预硫化器内也设置分布板。

反应器的顶部设有旋分器、分离系统，同样，在催化剂再生器内也设置旋分器。

在待生斜管和再生斜管上均设有调节阀。

所述的连续反应再生装置还包括原料加热炉。