[实用新型]一种强化烷烃脱氢催化剂再生的强化系统

说明书

本实用新型涉及一种强化烷烃脱氢催化剂再生的强化系统，包括液相进料单元，气相进料单元，微界面发生器和催化剂再生器。本实用新型通过破碎气体使其形成微米尺度的微米级气泡，使微米级气泡与供氢溶剂混合形成气液乳化物，以增大气液两相的相界面积，并达到在较低预设操作条件范围内强化传质的效果，从而提高催化剂与气液乳化物之间的反应效率，并降低了能耗；同时，本实用新型通过大幅度强化传质，因此可大幅减小气液比，在减少气体物耗的同时，降低了后续气体循环压缩的能耗。

技术领域

本实用新型涉及烷烃脱氢催化剂再生技术领域，尤其涉及一种强化烷烃脱氢催化剂再生的强化系统。

背景技术

有机化合物脱除氢原子的反应过程，脱氢时化合物分子中的碳-氢、氧-氢或氮-氢键断裂，氢被解离生成氢分子（H₂）。若氢原子同时被氧化而生成水，则称氧化脱氢。脱氢的结果是增大反应物的不饱和度，使产物具有较高的反应活性，是广泛应用于有机合成中的重要过程。

选用适宜的催化剂，是提高脱氢反应速度和选择性的关键。脱氢是加氢的逆过程，原则上加氢催化剂也能作为脱氢催化剂使用。但是，由于脱氢和加氢反应条件不同，在选择催化剂时，除催化活性外，还应注意以下几点：耐热性好，保证在脱氢高温环境中不被烧结；化学稳定性好，在较高温度下具有抗氢气还原和抗水蒸气侵蚀的能力；脱氢比加氢易使催化剂表面结焦，应易于进行催化剂再生。常用的催化剂为各种金属氧化物（如氧化铁、氧化铬、氧化锌、氧化镁）和各种金属（如铜、银、镍、铂）等。氧化脱氢催化剂除具有脱氢催化剂的性能外，还应具有催化氧化性能，常用的是混合氧化物催化剂（如钼、铋的氧化物，铁、锑的氧化物等），也可用金属催化剂。

烷烃的脱氢反应受热力学平衡的限制。在相同温度条件下，烷烃的分子越大，平衡转化率越高；对于同一种烷烃，温度越高，平衡转化率越高。乙烷脱氢制乙烯，如果采用催化脱氢的方法，受热力学平衡的限制，单程转化率太低，因而，目前乙烷脱氢采用的是蒸汽热解的技术，反应在800°C以上的高温条件下进行。丙烷、丁烷等的催化脱氢，在适宜的温度条件下可得到经济上可接受的单程转化率和烯烃选择性，因而，丙烷脱氢制丙烯、丁烷脱氢制丁烯或丁二烯，通常采用的是催化脱氢的方法。

低碳烷烃（丙烷、异丁烷）脱氢是强吸热反应，受热力学平衡限制，反应条件苛刻，积炭与活性金属烧结一直是影响催化剂活性及稳定性的原因。丙烷脱氢催化剂一般需要频繁的再生，才能维持长时间连续应用。尤其是贵金属基脱氢催化剂，受到成本因素限制，再生就显得更为重要。再生方法直接影响再生催化剂的活性、选择性和寿命，因此，研究低碳烷烃脱氢催化剂的再生是非常必要的。

中国专利公开号：CN105749990A公开了一种脱氢催化剂的再生方法，包括如下过程：(1)氢气气氛下，使用供氢溶剂处理失活催化剂；(2)将步骤(1)处理后的失活催化剂在含低浓度氧气的混合气氛中烧炭，得到再生后的催化剂。由此可见，所述方法在步骤1中仅通过将供氢溶剂和失活催化剂输送至氢气环境中进行反应，无法使供氢溶剂与氢气接触充分，从而导致步骤1中失活催化剂与供氢溶剂的反应效率降低。

发明内容

为此，本实用新型提供一种强化烷烃脱氢催化剂再生的强化系统，用以克服现有技术中供氢溶剂与氢气接触不充分导致的失活催化剂再生效率低的问题。

本实用新型提供一种强化烷烃脱氢催化剂再生的强化系统，包括：

液相进料单元，用以存储和输送供氢溶剂；

气相进料单元，用以存储和输送氢气；

微界面发生器，其分别与所述液相进料单元和气相进料单元相连，用以使氢气破碎形成直径≥1μm、＜1mm的微米级气泡以提高供氢溶剂与氢气间的传质面积；

催化剂再生器，其与所述微界面发生器相连，用以装载气液乳化物和待生催化剂并为二者提供反应空间；

分离罐，用以将所述催化剂再生器中反应生成后的气液乳化物进行气液分离。