[实用新型]一种二氧化碳与低碳烷烃反应制烯烃的装置及系统

说明书

本实用新型提供一种二氧化碳与低碳烷烃反应制烯烃的装置及系统，二氧化碳与低碳烷烃反应制烯烃的装置，包括进料口、进料预热炉和反应炉，进料口与进料预热炉的进口连接，进料预热炉的出口与反应炉的进口连接，反应炉的进口设有第一气体分布器；反应炉包括反应炉壳体，反应炉壳体中设置多层加热区域，加热区域由第一加热壁围成；每层加热区域内平行设置多排反应管，反应管的一端与第一气体分布器连接，另一端与反应炉的出口连接；反应管之间设置多个第一加热喷嘴。该二氧化碳与低碳烷烃反应制烯烃的装置及系统中，反应装置温度分布均一，温度易控制，反应系统有效的利用了每一步产生的废热和废料，减少能源、原料浪费。

技术领域

本实用新型属于二氧化碳的转化与利用技术领域，具体涉及一种二氧化碳与低碳烷烃反应制烯烃的装置及系统。

背景技术

随着现代工业的发展，全球能源消费不断剧增，二氧化碳的排放量由工业革命前的0.4亿吨发展到1996年的60.4亿吨，到2100年，全球二氧化碳总排放量预计将增加到360亿吨，非持续性能源生产与发展模式使全球环境面临严峻的危机。二氧化碳随着工业的发展而日益增多，加剧了人类生存环境的恶化，逐步削减温室气体的排放已经成为大多数科学家及政府机构的共识。

二氧化碳作为重要的化工原料，通过化学加工可将二氧化碳转化为具有较高经济价值的产品，如白炭黑、硼砂、轻质氧化镁、碳酸丙烯酯、水杨酸、氰基肌等。其中，一个典型的应用是以二氧化碳和低碳烷烃为原料进行反应制备烯烃，该应用可提供重要的工业原料烯烃，又可消除导致温室效应的二氧化碳，是一个有工业应用前景的催化反应。目前工业上应用的恒温反应炉，其结构大多为整体的筒状反应管，加热炉在反应管外壁进行加热，反应气体进入反应管中进行恒温反应，但对于工业生产来说，产量大，反应管管径大，受传热情况限制，反应管中不同位置处的温度不均一，反应温度不易控制。而对于二氧化碳与低碳烷烃反应制备烯烃等产品的工艺，工业上仅涉及到反应和产物的简单分离，得到的烯烃纯度不高，且每步处理产生的废热、废料未进行有效的利用，造成能量和原料的浪费。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是提供一种二氧化碳与低碳烷烃反应制烯烃的装置及系统，反应装置中温度分布均一，温度易控制，反应系统有效的利用了每一步产生的废热和废料，减少能源、原料浪费。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种二氧化碳与低碳烷烃反应制烯烃的装置，包括进料口、进料预热炉和反应炉，进料口与进料预热炉的进口连接，进料预热炉的出口与反应炉的进口连接，所述反应炉的进口设有第一气体分布器；反应炉包括反应炉壳体，反应炉壳体中设置多层加热区域，加热区域由第一加热壁围成；每层加热区域内平行设置多排反应管，反应管的一端与第一气体分布器连接，另一端与反应炉的出口连接；反应管之间设置第一加热喷嘴。

优选地，还包括第一余热换热装置，第一余热换热装置包括管程和壳程；反应炉的出口与第一余热换热装置的管程入口连接，第一余热换热装置的管程出口与出料口连接；进料口与第一余热换热装置的壳程入口连接，第一余热换热装置的壳程出口与进料预热炉的进口连接。

优选地，进料预热炉包括预热炉壳体；预热炉壳体的内壁上设有第二加热壁；进料预热炉的进口处设有第二气体分布器；预热炉壳体中平行设置多排预热管，预热管一端与第二气体分布器连接，另一端与进料预热炉的出口连接；预热管之间设有多个第二加热喷嘴。

优选地，还包括进料缓冲罐，进料口包括二氧化碳进料口和低碳烷烃进料口，二氧化碳进料口和低碳烷烃进料口分别与进料缓冲罐的入口连接，进料缓冲罐的出口与第一余热换热装置的壳程入口连接。

优选地，还包括适于混合二氧化碳、低碳烷烃和水蒸气的加料混合器，加料混合器设有水蒸气进口，加料混合器的进口与进料预热炉的出口连接，加料混合器的出口与反应炉的进口连接。