[实用新型]一种低碳烷烃脱氢反应系统

说明书

本实用新型是有关于一种低碳烷烃脱氢反应系统，包括控制器，若干组反应器组，每组反应器组包括3台反应器，每组反应器组在同一时间有两台反应器串联进行一段反应和二段反应，另一台反应器进行再生反应或备用，且每个反应器均经历半个周期的一段反应和半个周期的二段反应后进入再生阶段。本实用新型提供的反应系统具有反应器数量少、反应器在线率高、单反应器一次循环周期长、反应条件稳定、关键设备运行条件缓和、再生过程能耗低等优点。

技术领域

本实用新型属于石油化工工艺领域，涉及一种可用于低碳烷烃催化脱氢反应系统，特别适用于采用非临氢、非贵金属催化剂、固定床反应器的丙烷催化脱氢制丙烯、异丁烷催化脱氢至异丁烯、丙烷和异丁烷联合催化脱氢制丙烯和异丁烯、正丁烷催化脱氢制正丁烯或正丁烯催化脱氢制丁二烯等过程的反应系统。

背景技术

当前通过脱氢工艺加工丙烷、正丁烷、异丁烷等分子量较小的低碳烷烃，是丙烯、丁烯、异丁烯等基础化工原料的重要生产方法之一。根据反应器形式的不同，分为流化床、移动床和固定床三类工艺技术，其中固定床脱氢工艺以LUMMUS公司的Catofin工艺为代表，具有单程转化率和选择性高、原料适应性强、运行灵活性大等突出优点，在大规模C3/C4脱氢装置上得到广泛应用。

当前世界上固定床C3/C4脱氢反应系统采用多个反应器并联的运行方案，每个反应器单独运行，反复进行反应、蒸汽吹扫、再生加热、蒸汽吹扫、反应的循环流程。脱氢反应是高反应热的吸热反应，高反应温度有助于提高单程转化率。为了弥补反应热带来的反应温度降低，除了设置反应进料加热炉外，反应器中除催化剂外，还加入了价格高昂的蓄热体和惰性体作为热载体，补充提供热量。反应器的反应时间受到催化剂床层温度的控制，当热载体供热量减少，催化剂床层温度降低到一定程度时，就需要切换为再生加热阶段，而此时催化剂仍然维持较高的活性。为了增加热载体的供热量，热载体的装填量很大，甚至超过催化剂的量，造成投资增加。

在反应器的再生加热阶段，由于该阶段时间很短，仅有几分钟，因此需要加大风量以能够在短时间内完成催化剂和热载体的升温，该风量远远超过催化剂烧焦再生用风量以及防止催化剂床层升温过快所需的用风量，造成再生鼓风机耗电量大以及加热再生风所需的燃料气耗量大等后果，增加装置运行费用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，克服现有的并联式脱氢反应系统在上述工况中应用存在的缺陷，而提供一种新型的低碳烷烃脱氢反应系统，所要解决的技术问题是解决反应的供热问题，大幅延长反应器单循环周期的运行时间。同时大幅延长反应器的再生加热时间，能够降低再生风量，采用再生气循环流程，提高热利用率，大幅减少燃料气用量。

本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本实用新型提出的一种低碳烷烃脱氢反应系统，包括控制器，若干组组反应器组，每组反应器组包括3台反应器、与每台反应器入口端通过阀门连接的循环再生风入反应器管线、吹扫蒸汽入反应器管线、新鲜原料入一段反应器管线和一段反应产物升温后入二段反应器管线以及与每台反应器出口通过阀门连接的循环再生风出反应器管线、扫蒸汽出反应器管线、一段反应产物出一段反应器管线和最终反应产物出二段反应器管线；上述反应器与管线之间的阀门均与控制器连接，通过控制器控制上述阀门的开闭，使得每组反应器组在同一时间有两台反应器串联进行一段反应和二段反应，另一台反应器进行再生反应或备用，且每个反应器均经历半个周期的一段反应和半个周期的二段反应后进入再生阶段；所述的反应器入口端均设有加热炉，通过反应器入口端连接管线输送的物料均经加热炉加热后进入反应器内。

本实用新型的目的还可以采用以下技术措施来实现。