[发明专利]用于C3至C5链烷烃脱氢的反应器

说明书

技术领域

本发明涉及石油化学领域，并且具体涉及用于使C₃至C₅链烷烃脱氢成相应烯烃的反应器，所述烯烃用于生产合成橡胶的主要单体以及用于聚丙烯、甲基-叔丁基醚等的生产中。

背景技术

存在用于在细粒催化剂的流化床中使链烷烃脱氢的已知反应器，所述反应器包括立式圆柱形容器和在流化床的整个高度上规则设置的分隔栅板。催化剂在反应器-再生器系统内循环并与上升的原料蒸气流逆流向下通过反应器(“Synthetic rubber industry”,Moscow,TsNIITEhNeftekhim,1968,第2期,第8页,R.K.Mikhailov,A.N.Bushin“Butane and isopentane co-dehydrogenation in a fluidized bed of fine grained catalyst”)。

然而，该反应器中的分隔栅板具有相同的自由截面积，这导致催化剂在反应器区段中不均匀分布以及导致低的脱氢性能，具体地就通过且分解的原料的量而言的烯烃的产量。

最接近的现有技术是用于在细粒催化剂的流化床中使C₃至C₅链烷烃脱氢的反应器，所述反应器包括立式圆柱形容器；将催化剂床分成区段的分隔栅板，其中所述分隔栅板具有沿反应器高度增加的自由截面积；与位于反应器容器底部的原料分配器连通的原料蒸气入口；接触气体出口；循环催化剂入口和循环催化剂出口(于2000年9月20日公布的专利RU2156161、IPC B01J8/04、С07С5/333)。

基于容器的截面积，所述反应器中的下栅板的自由截面积为10％至30％，并且上栅板的自由截面积为20％至60％。

用于反应器中且具有上述自由截面积的分隔栅板在接近溢流状态的有效状态下操作，其中催化剂在反应器中循环并且气体(原料蒸气)逆流移动。此外，为了提高反应器的下栅板与汽提区段之间的空间中的催化剂流化床的底部中的性能，提出了以下解决方案：

-使用管状分配器作为原料分配器，所述分配器设置有向下的管并且在中心具有自由截面积，所述自由截面积为汽提区段的截面积的0.25至4.00倍。分配器设置在离汽提区段等于催化剂流化床下区段的高度的0.5至3.0倍距离处；或者

-在离主分配器等于下区段高度的0.5至2.0倍距离处放置额外的管状原料分配器，为此目的，应当使用设置有向下的管且覆盖反应器容器的所有截面积的分配器。

使用后两种设计解决方案导致分配器区域中的停滞区域减少，汽提区段的操作改善和反应器截面上的气体分布改善。

已知反应器的设计消除了上述现有技术的缺点，然而，其反过来特征在于相对低的生产能力，低的脱氢性能和短的周转时间，这主要与上分隔栅板和下分隔栅板的不适当操作和反应器底部焦化(通过用固体焦炭逐渐填充反应器底部)有关。

存在已知的反应器(于2007年6月20日公布的专利RU 2301107、IPC B01J8/04、С07С5/333)，其中分隔栅板的自由截面积沿反应器高度增加直至60％至90％的上栅板自由截面积值，并且其中所述反应器包括用于使催化剂循环的入口和旋风分离器提升管，所述旋风分离器提升管的末端安装有位于上分隔栅板与流化床表面水平之间的流化床顶部中的排尘阀。

然而，由于不能在反应器的上分隔栅板处提供有效的“溢流”状态这一事实，因此产生的提高反应器生产能力的机会不能平衡脱氢性能(烯烃产量)的显著降低。

发明内容

本发明的目的是提高反应器生产能力和脱氢性能。

为了解决该问题，本发明人提出用于在细粒催化剂的流化床中使C₃至C₅链烷烃脱氢的反应器，所述反应器包括：立式圆柱形容器；与位于反应器容器底部的原料分配器连通的原料蒸气入口；接触气体出口；循环催化剂入口和循环催化剂出口；将催化剂的流化床分成区段的分隔栅板，其中所述分隔栅板具有沿反应器高度增加的自由截面积，其特征在于，在下分隔栅板与原料分配器之间设置有静止栅板，其中所述静止栅板的自由截面积超过下分隔栅板的自由截面积且基于容器的截面积为大于25％且小于90％，并且其中静止栅板与下分隔栅板之间的距离为下分隔栅板上方的区段的高度的0.5至2.0倍。

此外，反应器中的分隔栅板可以按组设置，每组由2至6个栅板组成，其中每组中的栅板具有相同的自由截面积并且自由截面积沿反应器高度从一个组向另一个组增加。