丁烯氧化脫氫制丁二烯的節(jié)能方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種丁烯氧化脫氫制丁二烯的節(jié)能方法，主要解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的水蒸汽用量大、能耗高的問(wèn)題。本發(fā)明采用包括以下步驟：a）采用N級(jí)（N≥2，N為整數(shù)）的多級(jí)絕熱串并聯(lián)固定床反應(yīng)器反應(yīng)；b）用N2、CO2、氦氣、水蒸汽中的至少一種氣體，丁烯的原料、含氧氣體，分為N股，按比例混合后，分別進(jìn)入每級(jí)反應(yīng)器，每級(jí)反應(yīng)器反應(yīng)后的物料同補(bǔ)充原料丁烯和含氧氣體混合后進(jìn)入下一級(jí)反應(yīng)器，各級(jí)反應(yīng)器的反應(yīng)溫度為280~550℃，壓力為0.02~1.0MPa的技術(shù)方案，較好地解決了該問(wèn)題，可用于丁烯氧化脫氫制丁二烯的工業(yè)生產(chǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】丁烯氧化脫氫制丁二烯的節(jié)能方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種丁烯氧化脫氫制丁二烯的節(jié)能方法。
【背景技術(shù)】
[0002]丁二烯是合成橡膠、合成樹(shù)脂的重要單體，主要用于合成順丁橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠及ABS樹(shù)脂等。丁二烯也是多種涂料和有機(jī)化工原料。
[0003]目前丁二烯的生產(chǎn)方式主要有碳四餾分分離和合成法(包括丁烷脫氫、丁烯脫氫、丁烯氧化脫氫等)兩種。目前除美國(guó)外，世界各國(guó)丁二烯幾乎全部直接來(lái)自烴類(lèi)裂解制乙烯時(shí)的副產(chǎn)碳四餾分(又可寫(xiě)為碳四餾分)。美國(guó)丁二烯的來(lái)源，大約一半來(lái)自丁烷、丁烯脫氫，一半直接來(lái)自裂解碳四餾分。
[0004]丁烯氧化脫氫是目前生產(chǎn)丁二烯較有競(jìng)爭(zhēng)力的工藝技術(shù)，丁烯氧化脫氫制丁二烯是在水蒸汽存在下，利用氧與丁烯分子中的氫結(jié)合，得到丁二烯和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的水。該反應(yīng)基本為不可逆反應(yīng)。主反 應(yīng)方程式如下:
【權(quán)利要求】
1.一種丁烯氧化脫氫制丁二烯的節(jié)能方法，采用N級(jí)固定床反應(yīng)器串聯(lián)反應(yīng)，丁烯原料分為N股，分別進(jìn)入N級(jí)反應(yīng)器，其中N為大于等于2的整數(shù)；反應(yīng)過(guò)程包括以下幾個(gè)步驟: a)第一股丁烯原料和含氧氣體、稀釋劑，按丁烯:含氧氣體:稀釋劑摩爾配比為1:0.4~1.5:2~18的比例混合，進(jìn)入第一級(jí)反應(yīng)器，反應(yīng)溫度為280~550°C，壓力為0.02~1.0MPa;其中，稀釋劑為水蒸汽、N2、CO2、氦氣中的至少一種； b)反應(yīng)后的物料，再和下一股的丁烯原料和含氧氣體混合后，按和步驟a)中相同的摩爾比進(jìn)入下一級(jí)反應(yīng)器，其中，按上一級(jí)反應(yīng)轉(zhuǎn)化率決定下一級(jí)丁烯分配量，第一股丁烯與之后各級(jí)丁烯的分配比例范圍為1:0.4~1.0 ; c)當(dāng)N等于2時(shí)，進(jìn)入步驟e);當(dāng)N大于2時(shí)，反應(yīng)后的物料重復(fù)步驟C)，直至反應(yīng)后的物料進(jìn)入第N級(jí)反應(yīng)器； d)第N級(jí)反應(yīng)器出口產(chǎn)物進(jìn)入反應(yīng)氣體冷凝、水洗、油吸收和丁二烯萃取精餾等后續(xù)工段回收丁二烯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丁烯氧化脫氫制丁二烯的節(jié)能方法，其特征在于原料丁烯含有1- 丁烯、順-2- 丁烯、反-2- 丁烯中的至少一種；含氧氣體為空氣或氧氣，或者空氣和氧氣的混合物；步驟a)所用的稀釋劑中，稀釋劑中水蒸汽的體積含量為10-80% ;Ν2、CO2、氦氣中的至少一種含量為20~90%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丁烯氧化脫氫制丁二烯的節(jié)能方法，其特征在于每級(jí)反應(yīng)器入口丁烯、氧氣和稀釋劑的摩爾比為1:0.45~0.9:6~12。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丁烯氧化脫氫制丁二烯的節(jié)能方法，其特征在于各級(jí)反應(yīng)器的反應(yīng)入口溫度為300~500°C，壓力為0.05~0.5MPaG。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丁烯氧化脫氫制丁二烯的節(jié)能方法，其特征在于所述的固定床反應(yīng)器包括絕熱軸向固定床反應(yīng)器、絕熱徑向固定床反應(yīng)器、列管式等溫固定床反應(yīng)器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的丁烯氧化脫氫制丁二烯的節(jié)能方法，其特征在于采用絕熱軸向固定床反應(yīng)器和絕熱徑向固定床反應(yīng)器時(shí)，反應(yīng)器的反應(yīng)溫度為400~500°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的丁烯氧化脫氫制丁二烯的節(jié)能方法，其特征在于采用等溫固定床反應(yīng)器時(shí)，反應(yīng)器的反應(yīng)入口溫度為300~400°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的丁烯氧化脫氫制丁二烯的節(jié)能方法，其特征在于步驟a)所用的稀釋劑中，稀釋劑中水蒸汽的體積含量為20-70%;Ν2、CO2、氦氣中的至少一種含量為30~80%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丁烯氧化脫氫制丁二烯的節(jié)能方法，其特征在于反應(yīng)所需催化劑為鐵系催化劑，主要組成包括鐵，鋅，鎂成分，摩爾比例為:Fe:Zn:Mg=10:1~5:2~6，采用共沉淀法制備，主要晶相為ZnFe2O4尖晶石。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丁烯氧化脫氫制丁二烯的節(jié)能方法，其特征在于催化劑為鐵系復(fù)合氧化物催化劑，按化學(xué)組成其通式為Fe2O3.Mg0.Zn0.P2O5.MxOy，M選自第四周期表 Sc、T1、V、Cr、Fe、Mn、Co、N1、Cu、Zn 中的至少一種。
【文檔編號(hào)】C07C11/16GK103964996SQ201310034422
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月30日
【發(fā)明者】劉文杰 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司上海石油化工研究院