[发明专利]丁烯多级氧化脱氢制丁二烯的方法

权利要求书

1.一种丁烯多级氧化脱氢制丁二烯的方法，采用N级等温反应器串联反应，其中N为大于等于2的正整数；各级反应器为列管式等温反应器，列管内装填催化剂，列管外的壳程用垂直于列管方向的隔板，把壳程分隔为互不相通的1～M个撤热腔，其中M为大于等于2的正整数，所述的各撤热腔分别与外部撤热介质连通，各撤热腔的列管内催化剂层装有测温装置，反应过程包括以下几个步骤：

a）丁烯原料分为N股；

b）经计量的水蒸汽和第一股丁烯原料和含氧气体按丁烯、氧气、水蒸汽摩尔比为1：0.4～1.5：0～18的比例进入第一级反应器，反应温度由撤热介质控制为300～550℃，压力为0.02～1.0MPa；

c）监测反应后的物料中丁烯浓度，根据上一级反应转化率确定下一级丁烯分配量，按步骤b）中的摩尔比，把反应后的物料和所需的丁烯原料和含氧气体混合，进入下一级反应器；其中，第一股丁烯与之后各股丁烯的分配比例范围为1：0.4～1.0；

d）当N等于2时，进入步骤e）；当N大于2时，反应后的物料重复步骤c）的方式，依次进入下级反应器，直至反应后的物料进入第N级反应器；

e）第N级反应器出口产物进入后续工段回收丁二烯。

2.根据权利要求1所述的丁烯多级氧化脱氢制丁二烯的方法，其特征在于反应器为列管式等温固定床反应器，列管内装填催化剂，列管间为水、水蒸汽、熔盐、导热油中的一种。

3.根据权利要求1所述的丁烯多级氧化脱氢制丁二烯的方法，其特征在于通过分别调节与各撤热腔连通的撤热介质流量，来控制各撤热腔列管内催化剂层的温度。

4.根据权利要求1所述的丁烯多级氧化脱氢制丁二烯的方法，其特征在于反应器列管外的壳程用垂直于列管方向的隔板把壳程分隔为互不相通的1～M撤热腔，2≤M≤10，M为整数，隔板为固定或滑动结构。

5.根据权利要求1所述的丁烯多级氧化脱氢制丁二烯的方法，其特征在于位于反应器各撤热腔内的列管中至少设1个测温装置。

6.根据权利要求1所述的丁烯多级氧化脱氢制丁二烯的方法，其特征在于进入各撤热腔的撤热介质为同一种物质，温度相同或不同。

7.根据权利要求6所述的丁烯多级氧化脱氢制丁二烯的方法，其特征在于含氧气体为空气或纯氧，或者空气和氧气的混合物；各撤热腔的撤热介质为不同物质，温度相同或不同。

8.根据权利要求1所述的丁烯多级氧化脱氢制丁二烯的方法，其特征在于催化剂为具有尖晶石结构的铁系氧化物催化剂，主要组成铁，锌，镁摩尔比例为：Fe：Zn：Mg=10：1～5：2～6，采用共沉淀法制备。

9.根据权利要求1所述的丁烯多级氧化脱氢制丁二烯的方法，其特征在于催化剂为具有尖晶石结构的铁系复合氧化物催化剂，按化学组成其通式为Fe₂O₃·MgO·ZnO·P₂O₅ ·M_xO_y，Fe₂O₃为催化剂重量的52～76%，MgO为催化剂重量的12~28%，ZnO为催化剂重量的10~25%，P₂O₅为催化剂重量的0.01~5.0%，M选自元素周期表第四周期Sc、Ti、V、Cr、Fe、Mn、Co、Ni、Cu、Zn中的至少一种，以氧化物计为催化剂重量的0.01～3.0%，采用共沉淀法制备。

10.根据权利要求1所述的丁烯多级氧化脱氢制丁二烯的方法，其特征在于每级反应器入口丁烯、氧气和水蒸汽的摩尔比为1：0.45～0.9：2～10；各级反应器的反应温度为380～500℃，压力为0.05～0.5MPa。