[发明专利]一种在连续流多层催化剂固定床反应器中使用氧化脱氢工艺由正丁烷生产高纯度丁二烯和正丁烯的方法

权利要求书

1.一种生产正丁烯(CH₃CH₂CH＝CH₂)和/或1,3-丁二烯(H₂C＝CH-CH＝CH₂)的方法，所述方法包括：

使包含C₄烃的进料料流流入反应器，所述C₄烃包括正丁烷(C₄H₁₀)，所述反应器包括催化剂床，所述催化剂床包括相对于所述进料料流的流动而串联布置的三个单独的催化层，其中第一惰性材料层设置在所述三个单独的催化层的第一催化层和所述三个单独的催化层的第二催化层之间，其中第二惰性材料层设置在所述第二催化层和所述三个单独的催化层的第三催化层之间，

在足以将正丁烷转化为正丁烯和1,3-丁二烯的反应条件下使所述正丁烷与第一催化层接触，其中所述第一催化层适于催化正丁烷转化为正丁烯和1,3-丁二烯；以及

使正丁烯和/或1,3-丁二烯从反应器中流出。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述进料料流主要包含正丁烷。

3.如权利要求1和2中任一项所述的方法，其中所述进料料流包含85wt.％至99wt.％的正丁烷、1wt.％至10wt.％的正丁烯和0wt.％至5wt.％的残余C₄化合物。

4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中每个催化层包含与其它催化层不同的催化材料。

5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其还包括：

在足以将第一部分正丁烯转化为1,3-丁二烯的反应条件下，使第一部分正丁烯的与所述第二催化层接触，其中所述第二催化层适于催化正丁烯转化为1,3-丁二烯。

6.如权利要求5所述的方法，其还包括：

在足以将第二部分正丁烯转化为1,3-丁二烯的反应条件下，使第二部分正丁烯与所述第三催化层接触，其中所述第三催化层适于催化正丁烯转化为1,3-丁二烯。

7.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述第一催化层包含由氧化镁-氧化锆络合物负载的原钒酸镁(O-钒酸镁)催化剂(Mg₃(VO₄)₂)。

8.如权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述第二催化层包含铁酸锌催化剂。

9.如权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述第三催化层包含钼酸铋催化剂。

10.如权利要求1至9中任一项所述的方法，其还包括：

将包含1,3-丁二烯和正丁烷、具有或不具有1-丁烯与2-丁烯的料流分离成包含正丁烷、具有或不具有1-丁烯与2-丁烯的料流和包含1,3-丁二烯的料流。

11.如权利要求10所述的方法，其还包括：

将所述包含正丁烷、具有或不具有1-丁烯和2-丁烯的料流作为进料再循环。

12.如权利要求1至11中任一项所述的方法，其中所述进料料流包括空气，并且正丁烷:空气的体积比为10:40至10:50。

13.如权利要求1至12中任一项所述的方法，其中在所述第一催化层的氧化脱氢反应在500℃至600℃的反应温度和300h^-1至600h^-1的气时空速(GHSV)下进行。

14.如权利要求1至13中任一项所述的方法，其中所述第一催化层包括铁、镍、钛、钒和镁。