[发明专利]一种丙烷脱氢制丙烯固定流化床反应及再生工艺

说明书

本发明提供一种丙烷脱氢制丙烯固定流化床反应及再生工艺，属于丙烷脱氢制丙烯技术领域。所述工艺采用多个固定流化床反应器，反应器内设置有脱氢催化剂床层，在正常运转时，其中一部分反应器进行催化脱氢反应，另一部分反应器进行催化剂再生，多个反应器通过轮流进行催化脱氢‑催化剂再生操作的切换，从而实现整个反应的平稳进行，通过计算每个反应器内脱氢催化剂的磨耗量，定时向所需反应器中补加脱氢催化剂。本发明提供的固定流化床反应及再生工艺，不但具有传统流化床的高转化率、高选择性的特点，并通过多套反应器实现了整个反应工艺的连续性，同时催化剂只在各自反应器内部循环，磨耗率大幅减少。本发明的整体工艺流程简单，工业化前景好。

技术领域

本发明属于丙烷脱氢制丙烯技术领域，具体为一种丙烷脱氢制丙烯固定流化床反应及再生工艺。

背景技术

丙烯是重要的基本有机化工原料之一，主要用以生产聚丙烯、环氧丙烷、丙烯腈、丙烯酸等，在现代石油和化学工业中具占据着重要地位。目前世界上70％的丙烯来自蒸汽裂解生产乙烯的副产品，28％来自炼油厂催化裂化(FCC)生产汽、柴油的副产品。但随着对丙烯需求量的不断增加，传统的丙烯生产能力还远远满足不了需求的增长率，所以寻求高效合理的工业规模的丙烯增产新技术，已成为化工企业的为其中的一种新技术，由于工艺简单、产物单一、低碳环保，得到越来越多的重视。

目前已经工业化的脱氢催化剂体系主要是Cr₂O₃/Al₂O₃系和Pt/Al₂O₃系，工业化的Pt系丙烷烃脱氢工艺主要有UOP公司的Oleflex工艺、伍德公司的STAR工艺以及林德-巴斯夫PDH工艺。Oleflex移动床工艺的优点是反应器操作连续，不需要为催化剂的再生而使反应停下来，但该工艺的装置投资费用较高，而且催化剂在4～5个反应器和再生器之间循环，导致催化剂磨耗率高，反应波动大，而且丙烷转化率和丙烯选择性受到反应条件的制约，丙烯收率一直较低；STAR工艺以及林德-巴斯夫PDH工艺均采用列管式固定床脱氢反应器，优点是催化剂用量少，器内再生，反应器设计复杂，切换频繁，对阀门要求较高。

除了上述三种工业化脱氢工艺外，许多专利也公开了一些较为新颖的脱氢工艺。但现有公开的专利中提高反应器工艺都是采用的循环流化床反应系统，即反应和再生不在同一反应器中，催化剂颗粒大小基本在20～200微米之间。虽然针对流化床反应器进行了各种优化，增加了反应性能，但是仍旧无法避免细颗粒催化剂在不同反应器之间的流化循环，尤其是在汽提阶段，从而导致催化剂产生较大磨耗。针对Pt系脱氢催化剂，价格昂贵，对催化剂磨耗提出了较高的要求，这种循环流化脱氢工艺难以满足低磨耗的要求。

总之，就Pt系催化剂来讲，固定脱氢工艺中存在的传质传热不均匀、积碳量高，因此目前还未有Pt系脱氢体系的工业化装置；而移动床、循环流化床中的催化剂需要在整个反应系统中循环，磨耗率高及控制稳定性不好，一直是该体系催化剂在工业化生产过程中面临的最大难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种丙烷脱氢制丙烯固定流化床反应及再生工艺。采用本发明提供的固定流化床工艺，催化剂不需要经过沉降收集及其提升过程，磨耗明显降低、控制稳定性增加，有利于提升整套装置的经济性，具有良好的工业化前景。

本发明目的通过以下技术方案来实现：

一种丙烷脱氢制丙烯固定流化床反应及再生工艺,所述工艺采用多个固定流化床反应器，反应器内设置有脱氢催化剂床层，在正常运转时，其中一部分反应器进行催化脱氢反应，另一部分反应器进行催化剂再生，多个反应器通过轮流进行催化脱氢-催化剂再生切换，从而实现整个反应的平稳进行，通过计算每个反应器内脱氢催化剂的磨耗量，定时向所需反应器中补加脱氢催化剂。