[发明专利]一种低碳烷烃脱氢工艺的方法、装置和反应系统

权利要求书

1.一种低碳烷烃的脱氢工艺方法，其特征在于，包括：

(1)C₃～C₅低碳烷烃原料气、CO和CO₂工艺气经200～500℃预热后；

(2)进入反应器中与Cr-Ce-Cl/Al₂O₃脱氢催化剂、Cu-Ce-Ca-Cl/Al₂O₃热耦合助剂、蓄热/支撑体惰性氧化铝球接触，在反应温度500～700℃、反应压力10～100kPa、反应时间5～30分钟、质量空速(WHSV)0.1～5小时^-1的脱氢反应条件下反应转化；

(3)反应转化生成的低碳烯烃和副产物，进入后续分离装置获得低碳烯烃、富氢气体和燃料气，未转化的C₃～C₅低碳烷烃则返回反应器；

(4)转化过程包括催化剂床层的周期性再生过程，经蒸汽吹扫后，通入560～730℃、0.01～1MPa的热空气再生和加热床层，并抽空和还原，每周期循环时间为10～70分钟；所述的还原过程包括用富氢气体处理催化剂床层；

所述的Cr-Ce-Cl/Al₂O₃脱氢催化剂含有18m％～30m％的Cr₂O₃、0.1m％～3m％的CeO₂、0.1m％～1m％的Cl和67m％～80m％的Al₂O₃；

所述的Cu-Ce-Ca-Cl/Al₂O₃热耦合助剂含有5m％～30m％的CuO、0.1m％～3m％的CeO₂、10m％～35m％的CaO、0.1m％～1m％的Cl和50m％～80m％的Al₂O₃；所述的脱氢催化剂、热耦合助剂、作为蓄热体的惰性氧化铝球和作为支撑体的惰性氧化铝瓷球的装填体积比例为1:(0.1～0.2):(0.4～0.7):(0.4～0.6)。

2.根据权利要求1所述的一种低碳烷烃的脱氢工艺方法，其特征在于，所述的脱氢过程反应和再生条件为：原料和工艺气的预热温度为300～450℃；在反应温度540～650℃、反应压力20～70kPa、反应时间10～20分钟、质量空速(WHSV)0.3～2小时^-1的条件下进行脱氢反应；再生时通入600～700℃、0.05～0.5MPa的热空气，每周期循环时间为20～35分钟。

3.根据权利要求1所述的一种低碳烷烃的脱氢工艺方法，其特征在于，所述的单个反应-再生循环周期中，脱氢反应、蒸汽吹扫、热空气加热催化剂床层、抽真空/还原反应的时间比例为1:(0.2～0.4):(0.8～1.1):(0.2～0.4)。

4.根据权利要求1所述的一种低碳烷烃的脱氢工艺方法，其特征在于，所述的C₃～C₅低碳烷烃是丙烷、异丁烷和正丁烷中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种低碳烷烃的脱氢工艺方法，其特征在于，所述的工艺气CO和CO₂占低碳烷烃原料的比例为1～20m％。