[发明专利]甲烷氧化偶联制乙烯反应工艺有效
申请号: | 201710006791.2 | 申请日: | 2017-01-05 |
公开(公告)号: | CN106831306B | 公开(公告)日: | 2020-01-14 |
发明(设计)人: | 吴曦;堵祖荫;徐尔玲;唐绮颖 | 申请(专利权)人: | 中石化上海工程有限公司;中石化炼化工程(集团)股份有限公司 |
主分类号: | C07C11/04 | 分类号: | C07C11/04;C07C2/84 |
代理公司: | 31251 上海硕力知识产权代理事务所(普通合伙) | 代理人: | 王法男 |
地址: | 200120 上海*** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 甲烷 氧化 偶联制 乙烯 反应 工艺 | ||
1.一种甲烷氧化偶联制乙烯反应工艺,包括至少两段的甲烷氧化偶联薄床层固定床反应器,通过以下可选的任意一种手段实现甲烷氧化偶联制乙烯反应工艺:(1)反应器采用竖向串联排列时,每段反应器间采用急冷换热器直接连接,每段反应器的催化床层由1~2个床层组成,两个床层为不同的催化剂,经充分混合并预热至600~900℃后的甲烷、氧气混合气送入第一段固定床反应器进行反应,反应压力为0.2~0.8MPaG,催化剂床层高度为15~100mm,体积空速为50000~150000h-1,反应气温升范围100~200℃,反应器出口的反应气通入急冷换热器管程与壳程锅炉给水换热并被快速冷却至700~800℃,再送入下一段固定床反应器继续进行反应,最后一段反应器出口与急冷换热器直接连接,最终反应气经过最后一段急冷换热器管程后被冷却至下游流程所需的温度并送出;每一急冷器壳层与对应的高压汽包通过上升管和下降管相连,形成锅炉给水和蒸汽的循环,组成高压蒸汽包换热系统;(2)反应器采用横向串联排列,每段反应器及与之出口连接的急冷换热器和高压蒸汽包换热系统与第(1)种实现手段相同,但反应器采用横向串联排列,急冷换热器出口是通过一段弯管与下一段反应器入口相连,多个急冷换热器共用一个高压蒸汽包;(3)在第(1)种或第(2)种实现手段的基础上,急冷换热器部件为采用了带中心管的薄管板式急冷锅炉,在急冷锅炉中心管的出口处,设有调节装置,通过调节装置调整从中心管流过的反应气流量大小,从而影响管壳式急冷锅炉内中心管周围的换热管中反应气的流速,起到快速调节急冷锅炉热负荷的作用,在反应器出口温度波动的情况下,通过固定床反应器中设置的测温元件测得的催化剂床层温度的反馈调节,快速调整急冷锅炉的换热量,以保证急冷锅炉管程出口的反应气在规定的温度,保证下一段反应器中反应的平稳进行;甲烷氧化偶联薄床层固定床反应器的段数为2~6段;实现手段(1)中,反应器设置与进料相匹配的温度控制系统;除第一段反应器外的其他段反应器,在反应器入口附近设有气体进气口和分布器,可在反应段间通入氧气和/或天然气,为每段反应补充氧气和/或天然气,以调整每段反应的烷氧比,烷氧比范围为4~10,以控制催化剂床层和反应气的温升;通入水蒸汽或惰性气体作为稀释气来控制催化剂床层和反应气的温升;实现手段(2)中,在急冷换热器出口连接的弯管起始处设有进气口,在反应过程中通入氧气、天然气、稀释气或水,在弯管中实现与反应气的充分混合,调节通入氧气和/或天然气的量,以调整每段反应的烷氧比,通过注入稀释气或水,在弯管中与反应气充分混合和换热,控制催化剂床层和反应气的温升;在催化剂床层产生飞温时,通过切断反应混合气中的氧气和各段反应器前通入的氧气来停止反应,同时继续通入天然气以带走催化剂床层的温度,将整个反应器冷却至安全的温度;实现手段(1)或(2)中,急冷换热器选用线性套管式、套管式锅炉中的任意一种,每段急冷换热器与对应的高压汽包通过上升管和下降管相连,高压汽包内产生的高压蒸汽通过上方的管道送出,管道上设置压力调节阀,根据固定床反应器中设置的测温元件测得的催化剂床层温度,或急冷换热器管程出口反应气的温度控制元件反馈的温度,通过此调节阀作用来调整高压蒸汽的压力,从而调节急冷换热器的换热量,使得在不同工况下反应器出口温度不同时,急冷换热器出口的反应气温度可以保持在规定的温度,保证下一段反应器中反应的平稳进行。
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