[发明专利]一种用于甲烷氧化偶联制乙烯的流化床反应装置和工艺

权利要求书

1.一种用于甲烷氧化偶联制乙烯的流化床反应装置，其特征在于：包括流化床、旋风分离器和换热器；

流化床最外层有耐火材料，流化床底端设有主进气口和副进气口，主进气口与流化床底部的分布板相通，副进气口位于底部流化床轴线方向；在流化床中部设有二次风进口和分配管，二次风进口与相应分配管相连；

在流化床中下部内置有换热管，换热管设在耐火材料内侧，在换热管底端有循环冷却介质进口，在换热管顶端有循环冷却介质出口，循环冷却介质进口和出口之间设有二次风进口；

流化床顶端出口与旋风分离器的进口连接，旋风分离器的固体出口通过料腿与换热器相连，在料腿上设有催化剂进料口，换热器底端设有吹送气口和卸料口，换热器内部有换热管，换热器下部设有循环冷却介质进口，换热器上部设有循环冷却介质出口，换热器通过返料管与流化床下部相连，返料管上设有返料阀。

2.根据权利要求1所述的用于甲烷氧化偶联制乙烯的流化床反应装置，其特征在于：所述分配管为圆环形管，在圆环形管面向圆心的一侧均匀设有若干个布气孔。

3.根据权利要求2所述的用于甲烷氧化偶联制乙烯的流化床反应装置，其特征在于：所述的分配管内侧水平面内布置有4~20个布气孔。

4.根据权利要求1所述的用于甲烷氧化偶联制乙烯的流化床反应装置，其特征在于：所述二次风进口和分配管配套设有1~4个。

5.一种用于甲烷氧化偶联制乙烯的流化床反应工艺，采用权利要求1~4任一项所述的用于甲烷氧化偶联制乙烯的流化床反应装置，其特征在于：原料反应气从主进气口、副进气口和二次风进口通入流化床内；催化剂从料腿上的催化剂进料口进入管道内，经换热器后进入流化床内，换热器的作用是降低固体催化剂的温度；催化剂与反应气在流化床内呈流态化并发生催化反应；携带催化剂颗粒的气流在流化床内向上运动，进入旋风分离器，经旋风分离器气固分离后，固体催化剂落入料腿，分离后的产品气从旋风分离器的气体出口排出；旋风分离器分离下的固体催化剂首先进入料腿，再通过换热器降温，在返料阀的控制下经返料管返回流化床，整个过程循环进行；在反应过程中通过换热管的换热作用将反应过程中产生的热量及时移出。

6.根据权利要求5所述的用于甲烷氧化偶联制乙烯的流化床反应工艺，其特征在于：

所述从主进气口、副进气口、二次风进口进入流化床的原料反应气为甲烷、氧气、氮气中的一种或它们的混合气体。

7.根据权利要求5所述的用于甲烷氧化偶联制乙烯的流化床反应工艺，其特征在于：冷却介质包括水、水蒸汽中的一种或两者混合物。

8.根据权利要求5所述的用于甲烷氧化偶联制乙烯的流化床反应工艺，其特征在于：所述催化剂颗粒的平均粒径为20~200μm。

9.根据权利要求5所述的用于甲烷氧化偶联制乙烯的流化床反应工艺，其特征在于：反应温度为600~800℃，反应压力为常压至1.0MPaG，空速为2000~20000h^-1，烷氧比为2:1~8:1，氧氮比为2:1~1:5，甲烷转化率为＞40%，乙烯的收率为＞20%。