[实用新型]一种低碳烷烃脱氢反应器

说明书

本实用新型涉及一种低碳烷烃脱氢反应器，特别地涉及一种带有高温热介质供热管的反应器，属于石油化工生产技术领域。在本实用新型中，所述反应器外壳为中空式金属结构，通过法兰连接端盖和筒体；反应器带有内衬和外保温层，内衬为耐高温涂层和/或耐高温填料；外壳里在支撑空间的上方装填有催化剂和发热材料，构成脱氢反应催化剂床层，所述的高温热介质供热管布置于催化剂床层中，并在端盖区集总后由进、出口管线连接到反应器外；高温热介质选用气体、熔盐或苛性碱中的一种。本实用新型的反应器便于维护，以多元化供热方式提供反应所需热量，使烷烃的催化脱氢反应效率更高，单段循环周期内的稳定反应时间更长，更有利于装置的长周期运行。

技术领域

本实用新型涉及一种低碳烷烃脱氢反应器；特别地涉及一种带有催化剂床层中高温热介质供热管的反应器，适用于低碳烷烃的催化脱氢反应，属于石油化工生产装备技术领域。

背景技术

低碳烷烃脱氢反应是将量大价廉的低碳烷烃转变为市场紧缺的高附加值的相应烯烃的过程，具有重要的研究意义和经济价值。

由于低碳烷烃脱氢反应是一个强吸热反应，反应过程中需要外界提供大量的热量，因此供热是低碳烷烃脱氢工艺上的关键，在大多数已知的脱氢工艺和生产装置中，脱氢反应所需要的热量由反应器前的反应原料和再生空气的加热器产生，并从加热器引入到反应气体中，再将热量带入反应器中。

为获得工业生产时所需的转化率，加热器的温度会比脱氢反应的温度更高，不仅能耗很高，还容易导致低碳烷烃在加热器中大幅度热裂解，造成脱氢反应转化过程和生产装置的效能低下。因此，必须在避免加热器温度过高的同时，还要给催化剂床层补充足够的热量；并且，还要尽可能地避免生产装置和反应器内焦炭的大量生成。

在已经工业化的工艺技术和生产装置中，Lummus公司的Catofin技术非常有代表性，其采用固定床反应器和传统的胡德利工艺转化方式，通过间歇反应-再生过程转化低碳烷烃。

例如，以丙烷为原料时，首先将丙烷加热到590～620℃后进入反应器中转化，反应十分钟后催化剂床层温度即迅速下降40～50℃；因此，需要停止反应，用热空气对催化剂床层进行再生；在用高温热空气将催化剂床层再生加热到650℃后，反应器进行除氧，再通入590～620℃的丙烷原料气进入下一个循环的反应，每个循环的周期是20～22分钟。

在这个工艺生产过程中，现有技术的反应器转化效率很低，设备庞大，控制阀门频繁开关动作，导致寿命大为缩短。并且，经常出现局部高温情况下，反应器中常用的内衬耐火材料极易出现热震损坏、开裂、脱落等问题，极易造成经常性的停产维修，严重影响了装置的长周期运转。

Phillips公司的STAR工艺以及Linde AG公司的Linde工艺也是一种有代表性的低碳烷烃生产工艺技术，其采用列管式固定床反应器，将催化剂装填在反应器中的列管内，使用烟道气等热载体对列管加热；但该工艺的整个过程热损失较大，导致转化过程的能耗较高，且反应器的造价也较高。

虽然固定床反应器具有结构相对简单的优点，但其普遍存在的突出问题就是反应过程中供热不足，并极易出现局部高温区而导致催化剂积炭严重，导致转化效率和收率降低，生产成本提高，并使得操作条件趋于苛刻，大规模工业化生产过程中的困难增加。

发明内容

针对现有技术反应器中所存在的问题，本实用新型的目的在于公开一种改进了的，能够提高低碳烷烃脱氢反应转化性能和效率，延长单段转化反应时间和装置长周期运转的反应器。

本实用新型是在本发明人已公开和授权的中国发明专利ZL 201911306207.0(一种低碳烷烃脱氢工艺的方法、装置和反应系统)基础上所做的一种进一步的改进和补充。

具体地说，为了达到本实用新型的目的，采用的技术方案和发明内容如下：