[发明专利]一种丁烯氧化脱氢制备丁二烯的工艺

权利要求书

1.一种丁烯氧化脱氢制备丁二烯的工艺，其特征在于，由丁烯、含氧气和蒸汽在轴向固定床反应器中催化氧化脱氢反应生成，所述的轴向固定床反应器包括串联的氧化脱氢第一反应器和第二反应器，所述的第一反应器、第二反应器内均装填两段催化剂床层；在物料流动方向上，依次包括前换热器、第一反应器一级、二级进料混合器、第一反应器、一级余热锅炉、第二反应器一级、二级进料混合器、第二反应器、二级余热锅炉、后换热器、急冷与洗酸、生成气压缩和吸附单元；

所述工艺包括以下步骤：

(1)原料气相丁烯分成四股，分别送去氧化脱氢第一反应器和第二反应器的一段和二段床层入口；配料蒸汽与第二反应器出料反应生成气在前换热器中换热升温，升温后的蒸汽与送入第一反应器一段床层的气相丁烯混合；总有效丁烯和水蒸气按照摩尔比1:4～10配置；

(2)富氧气与来自吸附单元的富氮气混合形成的含氧气分成四股，分别送去第一反应器和第二反应器的一段和二段床层入口；其中，总有效丁烯与氧气摩尔比按照1:0.4～0.80配置，每段床层丁烯与氧气按照摩尔比1:0.2～0.70配置；

(3)在第一反应器中，进入第一反应器一段床层的丁烯与蒸气在第一反应器一级进料混合器混合后，混合气体与含氧气在第一反应器二级进料混合器中进一步混合均匀，控制第一反应器一段床层的进料温度在260℃～370℃，进入一段床层充分反应后进入二段床层，控制第一反应器一段床层出口的温度在430℃～510℃；在二段床层通入气相丁烯，按比例配入含氧气以及段间激冷水，控制二段床层入口温度在260℃～370℃，在二段床层充分反应后，控制二段床层的出口温度在430℃～510℃；二段床层出口的生成气通过一级余热锅炉回收热能后进入第二反应器；

(4)在第二反应器中，来自第一反应器的生成气与气相丁烯在第二反应器一级进料混合器中充分混合后，再与含氧气在第二反应器二级进料混合器中进一步混合均匀，控制第二反应器一段床层的入口温度在260℃～370℃，进入第二反应器一段床层充分反应后进入二段床层，控制一段床层的出口温度在430℃～510℃；在二段床层入口通入气相丁烯，按比例配入含氧气以及段间激冷水，控制二段床层入口温度在260℃～370℃，在二段床层充分反应后，控制二段床层的出口温度在430℃～510℃；二段床层出口的生成气经前换热器、二级余热锅炉和后换热器进行换热；

(5)换热后的反应生成气在急冷与洗酸单元冷却并除去反应生成气的酸性气体；反应生成气进一步经过压缩单元后进入吸附单元进行分离，分离得到粗丁二烯，富氮气与富氧气混合后循环至氧化脱氢反应器。

2.根据权利要求1所述的丁烯氧化脱氢制备丁二烯的工艺，其特征在于，步骤(1)中，所述的蒸汽经前换热器加热升温至380～450℃。

3.根据权利要求1所述的丁烯氧化脱氢制备丁二烯的工艺，其特征在于，步骤(1)中所述的配料蒸气的压力为0.20～0.25MPaG，来自0.20～0.25MPaG的水蒸气管网。

4.根据权利要求1所述的丁烯氧化脱氢制备丁二烯的工艺，其特征在于，步骤(1)中所述的丁烯原料中送入第一反应器一段、二段床层、第二反应器一段、二段床层的摩尔比为1.9～2.1:0.9～1.1:0.9～1.1:0.9～1.1。

5.根据权利要求1所述的丁烯氧化脱氢制备丁二烯的工艺，其特征在于，步骤(2)中所述的富氧气为纯氧气，或水蒸气和氧气的混合气；所述的含氧气中O₂的浓度在18％vol.～36％vol.。

6.根据权利要求1所述的丁烯氧化脱氢制备丁二烯的工艺，其特征在于，所述的原料丁烯中的丁烯质量含量不小于80％，有效丁烯是指1-丁烯、顺-2-丁烯、反-2-丁烯中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的丁烯氧化脱氢制备丁二烯的工艺，其特征在于，所述的步骤(3)中，一级余热锅炉产生低低压蒸汽，作为氧化脱氢反应器的配料蒸汽。