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一種實(shí)現(xiàn)反應(yīng)再生的由乙炔生產(chǎn)輕質(zhì)芳烴的裝置和方法與流程

文檔序號(hào):11186566閱讀:470來源:國知局
一種實(shí)現(xiàn)反應(yīng)再生的由乙炔生產(chǎn)輕質(zhì)芳烴的裝置和方法與流程

本發(fā)明屬于化工技術(shù)領(lǐng)域,并且更具體地,涉及一種實(shí)現(xiàn)反應(yīng)再生的由乙炔生產(chǎn)輕質(zhì)芳烴的裝置和方法。



背景技術(shù):

苯、甲苯和二甲苯等輕質(zhì)芳烴為最重要的化工基礎(chǔ)原料之一,廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)橡膠、纖維、塑料和染料等化工產(chǎn)品。目前,芳烴主要來源于石油化工中的催化重整和烴類熱解,但是目前石油資源越來越匱乏,因此,開發(fā)其他路徑生產(chǎn)輕質(zhì)芳烴勢在必行。

我國能源格局富煤、少油、貧氣,2015年煤炭占一次能源消費(fèi)比重的63.8%。從國家能源安全角度出發(fā),應(yīng)發(fā)展以煤炭為原料的能源化工行業(yè)。北京神霧集團(tuán)開發(fā)的新電石技術(shù),可將中低階煤炭通過分質(zhì)梯級(jí)利用,生產(chǎn)化工原料乙炔。若能利用由煤炭生產(chǎn)的乙炔制備輕質(zhì)芳烴,則能解決石油資源匱乏和芳烴需求增加的矛盾,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明的目的主要是解決石油資源匱乏和芳烴需求增長的問題,提供一種耦合熱反應(yīng)和催化反應(yīng)、并能實(shí)現(xiàn)在線去除積炭的由乙炔生產(chǎn)輕質(zhì)芳烴的裝置和方法。

根據(jù)本發(fā)明的一方面,提供一種實(shí)現(xiàn)反應(yīng)再生的由乙炔生產(chǎn)輕質(zhì)芳烴的方法,該方法包括輕質(zhì)芳烴生產(chǎn)工藝和催化劑再生工藝,在輕質(zhì)芳烴生產(chǎn)工藝連續(xù)進(jìn)行一段時(shí)間后進(jìn)行催化劑再生工藝,待催化劑再生工藝結(jié)束后重復(fù)輕質(zhì)芳烴生產(chǎn)工藝,其中:

輕質(zhì)芳烴的生產(chǎn)工藝包括:

將反應(yīng)氣乙炔、氫氣、甲烷、二氧化碳和一氧化碳通入反應(yīng)套管中,依次經(jīng)過反應(yīng)套管內(nèi)的預(yù)熱區(qū)、熱反應(yīng)區(qū)、蓄熱區(qū)、催化反應(yīng)區(qū)和冷卻區(qū),反應(yīng)氣在預(yù)熱區(qū)升溫至熱反應(yīng)溫度,在熱反應(yīng)區(qū)發(fā)生熱反應(yīng),熱反應(yīng)后的產(chǎn)物在蓄熱區(qū)降溫至催化反應(yīng)溫度,在催化反應(yīng)區(qū)發(fā)生催化反應(yīng)得到輕質(zhì)芳烴,并在冷卻區(qū)進(jìn)行冷卻;

催化劑再生工藝包括:

停止通入反應(yīng)氣,向反應(yīng)套管中通入氮?dú)膺M(jìn)行氮?dú)獯祾?,再通入水蒸氣與積炭反應(yīng),最后通入氫氣還原催化劑。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,反應(yīng)氣乙炔、氫氣、甲烷、二氧化碳和一氧化碳的進(jìn)料體積比為:(1-2):(1-4):(1-2):(1-3):(0.5-1)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,在輕質(zhì)芳烴生產(chǎn)工藝中,發(fā)生熱反應(yīng)的溫度為850℃-1000℃,進(jìn)行催化反應(yīng)的溫度為350℃-550℃。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,在催化劑再生工藝中,通入水蒸氣時(shí),熱反應(yīng)區(qū)溫度為1000℃以上;通入氫氣時(shí),還原的溫度為350-550℃。通入水蒸氣目的是為了使水蒸氣與積炭反應(yīng)除去積炭,所以通入水蒸氣時(shí)熱反應(yīng)區(qū)溫度優(yōu)選為1000℃-1200℃。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,反應(yīng)進(jìn)料空速為2000~6000h-1。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,在催化劑再生工藝中,水蒸氣與積炭反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣作為輕質(zhì)芳烴生產(chǎn)工藝的反應(yīng)氣循環(huán)利用。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,在輕質(zhì)芳烴生產(chǎn)工藝中,將輕質(zhì)芳烴冷卻降溫至200℃以下。這里冷卻后的溫度只要保證輕質(zhì)芳烴被冷卻為液相即可,優(yōu)選冷卻至40℃-200℃。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面,還提供一種采用上述方法生產(chǎn)輕質(zhì)芳烴的裝置,該裝置包括:氮?dú)夤?、進(jìn)料管線、氣體分布器、第一密封元件、反應(yīng)套管、加熱爐、出料管線和第二密封元件,其中:

氮?dú)夤抻糜谙蜻M(jìn)料管線中通入氮?dú)猓贿M(jìn)料管線設(shè)置有入口和出口并且用于向反應(yīng)套管中通入反應(yīng)氣、氮?dú)夂退魵?;氣體分布器設(shè)置在反應(yīng)套管的內(nèi)部且位于反應(yīng)套管的上端并且與進(jìn)料管線的出口連通;第一密封元件設(shè)置在進(jìn)料管線與反應(yīng)套管的連接處;反應(yīng)套管內(nèi)填充陶瓷蜂窩體,反應(yīng)套管貫穿加熱爐,加熱爐正對反應(yīng)套管的中部加熱,以使反應(yīng)套管內(nèi)根據(jù)溫度場從上至下劃分為預(yù)熱區(qū)、熱反應(yīng)區(qū)、蓄熱區(qū)、催化反應(yīng)區(qū)和冷卻區(qū);出料管線與反應(yīng)套管的下端連通;第二密封元件設(shè)置在出料管線與反應(yīng)套管的連接處。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,該裝置還包括水蒸氣罐。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,氣體分布器是多孔直管式分布器或擋板式分布器。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,反應(yīng)套管為內(nèi)襯陶瓷的不銹鋼反應(yīng)管。這里不銹鋼反應(yīng)管內(nèi)襯采用陶瓷是因?yàn)榉磻?yīng)溫度很高而陶瓷具有良好的耐高溫性能。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,反應(yīng)套管的內(nèi)徑、反應(yīng)套管的長度和加熱爐的長度的比例為(2-10):70:40。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,反應(yīng)套管內(nèi)催化反應(yīng)區(qū)的陶瓷蜂窩體負(fù)載有金屬催化劑。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,金屬催化劑為釕。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,金屬催化劑含量為0.1%-5%。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,預(yù)熱區(qū)、熱反應(yīng)區(qū)、蓄熱區(qū)、催化反應(yīng)區(qū)和冷卻區(qū)的長度比例為(20-40):(8-12):(8-12):(1-3):(18-20)。

在本發(fā)明中,加熱爐正對反應(yīng)套管的中部指的是加熱爐對應(yīng)反應(yīng)套管的中部,與反應(yīng)套管上端之間的距離和下端之間的距離相同。這樣設(shè)置有利于保持反應(yīng)溫度的恒定,且加熱爐在熱反應(yīng)區(qū)中心位置設(shè)置控溫點(diǎn)。反應(yīng)套管內(nèi)填充陶瓷蜂窩體有利于保持反應(yīng)套管內(nèi)的溫度,因?yàn)樘沾煞涓C體的熱容較大,蓄熱效果好。

在本發(fā)明中,催化反應(yīng)區(qū)由陶瓷蜂窩體負(fù)載金屬后的整體式催化劑裝填而成,其中負(fù)載的金屬為釕。在催化反應(yīng)區(qū)發(fā)生催化反應(yīng)生成產(chǎn)物。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,使用上述裝置生產(chǎn)輕質(zhì)芳烴的裝置進(jìn)行乙炔生產(chǎn)輕質(zhì)芳烴工藝一段時(shí)間后,裝置內(nèi)會(huì)產(chǎn)生積炭,從而堵塞裝置影響反應(yīng)進(jìn)行,為除去裝置內(nèi)的積炭,申請人改進(jìn)了工藝,先通入氮?dú)獯祾叱パb置內(nèi)的反應(yīng)氣氛,再通入水蒸氣高溫下與積炭反應(yīng)在吹掃后將水蒸氣通入反應(yīng)套管,升溫至1000℃以上優(yōu)選為1000℃-1200℃,只要能保證在熱反應(yīng)區(qū)水蒸氣與高溫的積炭接觸發(fā)生反應(yīng),生成氫氣和一氧化碳即可,反應(yīng)結(jié)束后富余部分水蒸氣;將得到的產(chǎn)物在反應(yīng)套管的蓄熱區(qū)降溫至350℃-600℃進(jìn)入催化反應(yīng)區(qū),并在催化劑的作用下使水蒸氣與一氧化碳發(fā)生轉(zhuǎn)換反應(yīng),生成二氧化碳和氫氣,反應(yīng)套管出口所得的氫氣循環(huán)作為反應(yīng)氣參與反應(yīng);待轉(zhuǎn)換反應(yīng)結(jié)束后,通入氫氣,將催化劑進(jìn)行還原使裝置內(nèi)的催化劑再生。再生工藝之后,再通入反應(yīng)氣進(jìn)行輕質(zhì)芳烴的連續(xù)生產(chǎn)。

通過采用上述技術(shù)方案,本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn):

1)本發(fā)明解決了乙炔反應(yīng)過程中的積炭問題,當(dāng)積炭過多時(shí),無需裝置停工,實(shí)現(xiàn)在線再生。

2)本發(fā)明通過耦合熱反應(yīng)和催化反應(yīng),利用了熱反應(yīng)的余熱,提高了熱利用效率,同時(shí)提高了乙炔轉(zhuǎn)化率,增加了輕質(zhì)芳烴收率,改善產(chǎn)物質(zhì)量。

3)本發(fā)明采用陶瓷蜂窩體裝填,保證反應(yīng)器內(nèi)熱場的均勻性,同時(shí)防止催化區(qū)床層堵塞,壓降增加。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)在與附圖結(jié)合對實(shí)施例進(jìn)行的描述中將更加明顯并容易理解,其中:

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)反應(yīng)再生的由乙炔生產(chǎn)輕質(zhì)芳烴的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明

1進(jìn)料管線、2第一密封元件、3氣體分布器、4反應(yīng)套管、41預(yù)熱區(qū)、42熱反應(yīng)區(qū)、43蓄熱區(qū)、44催化反應(yīng)區(qū)、45冷卻區(qū)、5加熱爐、6出料管線、7第二密封元件、8氣體混合罐。

具體實(shí)施方式

應(yīng)當(dāng)理解,在示例性實(shí)施例中所示的本發(fā)明的實(shí)施例僅是說明性的。雖然在本發(fā)明中僅對少數(shù)實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述,但本領(lǐng)域技術(shù)人員很容易領(lǐng)會(huì)在未實(shí)質(zhì)脫離本發(fā)明主題的教導(dǎo)情況下,多種修改是可行的。相應(yīng)地,所有這樣的修改都應(yīng)當(dāng)被包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在不脫離本發(fā)明的主旨的情況下,可以對以下示例性實(shí)施例的設(shè)計(jì)、操作條件和參數(shù)等做出其他的替換、修改、變化和刪減。

如圖1所示,本發(fā)明提供一種實(shí)現(xiàn)反應(yīng)再生的由乙炔生產(chǎn)輕質(zhì)芳烴的方法,該方法包括輕質(zhì)芳烴生產(chǎn)工藝和催化劑再生工藝,具體為:

輕質(zhì)芳烴的生產(chǎn)工藝:將反應(yīng)氣乙炔、氫氣、甲烷、二氧化碳和一氧化碳按比例進(jìn)行混合,并通入進(jìn)料管線1至氣體分布器3;通過氣體分布器3的混合氣體在反應(yīng)套管4的預(yù)熱區(qū)41升溫至熱反應(yīng)溫度,在熱反應(yīng)區(qū)42保持恒溫發(fā)生熱反應(yīng),反應(yīng)溫度為850℃-1000℃,優(yōu)選的反應(yīng)溫度為880℃-920℃;發(fā)生熱反應(yīng)后的產(chǎn)物通過反應(yīng)套管4的蓄熱區(qū)43,在蓄熱區(qū)43產(chǎn)物的溫度從熱反應(yīng)溫度降至催化反應(yīng)溫度,到達(dá)催化反應(yīng)區(qū)44,與催化劑接觸,在反應(yīng)溫度為350℃-550℃條件下發(fā)生催化反應(yīng),制備得到產(chǎn)物輕質(zhì)芳烴;得到的最終產(chǎn)物輕質(zhì)芳烴在冷卻區(qū)45溫度降至200℃以下,然后通過出料管線6進(jìn)入下游裝置中;

催化劑再生工藝(在線再生過程):在上述輕質(zhì)芳烴生產(chǎn)工藝連續(xù)進(jìn)行一段時(shí)間后,積炭增多,進(jìn)行催化劑再生工藝。具體地,待輕質(zhì)芳烴生產(chǎn)工藝進(jìn)行一段時(shí)間后,停止通入反應(yīng)氣,將氮?dú)馔ㄈ脒M(jìn)料管線1進(jìn)行吹掃;在吹掃后將水蒸氣通入進(jìn)料管線1至氣體分布器3進(jìn)入反應(yīng)套管4,并將水蒸氣在反應(yīng)套管4的預(yù)熱區(qū)41升溫至1000℃以上;在熱反應(yīng)區(qū)42,水蒸氣與高溫的積炭接觸發(fā)生反應(yīng),生成氫氣和一氧化碳,并富余部分水蒸氣;將得到的產(chǎn)物在反應(yīng)套管4的蓄熱區(qū)43降溫至350℃-600℃進(jìn)入催化反應(yīng)區(qū)44,并在催化劑的作用下使水蒸氣與一氧化碳發(fā)生轉(zhuǎn)換反應(yīng),生成二氧化碳和氫氣,反應(yīng)套管4出口所得的氫氣循環(huán)作為反應(yīng)氣參與反應(yīng);待轉(zhuǎn)換反應(yīng)結(jié)束后,通入氫氣,將催化劑進(jìn)行還原;

在催化劑再生工藝結(jié)束后,繼續(xù)通入反應(yīng)氣,重復(fù)進(jìn)行輕質(zhì)芳烴生產(chǎn)工藝,從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)輕質(zhì)芳烴。

在上述方法的輕質(zhì)芳烴生產(chǎn)工藝中,優(yōu)選地,反應(yīng)氣乙炔、氫氣、甲烷、二氧化碳和一氧化碳的進(jìn)料體積比為:(1-2):(1-4):(1-2):(1-3):(0.5-1)。其中乙炔為主要反應(yīng)氣;氫氣作為部分反應(yīng)氣,同時(shí)抑制乙炔及芳烴的過分縮合,降低積炭;甲烷和一氧化碳可降低積炭的形成;二氧化碳作為稀釋氣,降低乙炔的分壓。

在上述方法的輕質(zhì)芳烴生產(chǎn)工藝中,反應(yīng)進(jìn)料空速為2000~6000h-1。

在上述方法的催化劑再生工藝中,通入水蒸氣時(shí),通入氫氣時(shí),還原的溫度為350-550℃。

另外,再次參照圖1,采用上述方法連續(xù)生產(chǎn)輕質(zhì)芳烴的裝置,包括:氮?dú)夤?未示出)、進(jìn)料管線1、氣體分布器3、第一密封元件2、反應(yīng)套管4、加熱爐5、出料管線6和第二密封元件7,其中:

氮?dú)夤抻糜谙蜻M(jìn)料管線1中通入氮?dú)?;進(jìn)料管線1設(shè)置有入口和出口并且用于向反應(yīng)套管1中通入反應(yīng)氣、氮?dú)夂退魵猓粴怏w分布器3設(shè)置在反應(yīng)套管4的內(nèi)部且位于反應(yīng)套管4的上端并且與進(jìn)料管線1的出口連通;第一密封元件2設(shè)置在進(jìn)料管線1與反應(yīng)套管4的連接處;反應(yīng)套管4內(nèi)填充陶瓷蜂窩體,反應(yīng)套管4貫穿加熱爐5,加熱爐5正對反應(yīng)套管4的中部加熱,以使反應(yīng)套管4內(nèi)根據(jù)溫度場從上至下劃分為預(yù)熱區(qū)41、熱反應(yīng)區(qū)42、蓄熱區(qū)43、催化反應(yīng)區(qū)44和冷卻區(qū)45;出料管線6與反應(yīng)套管4的下端連通;第二密封元件7設(shè)置在出料管線1與反應(yīng)套管4的連接處。

在本發(fā)明的裝置中,優(yōu)選地,該裝置還包括水蒸氣罐(未示出)。

在本發(fā)明的裝置中,優(yōu)選地,氣體分布器3是多孔直管式分布器或擋板式分布器。

在本發(fā)明中,加熱爐5正對反應(yīng)套管4的中部是指加熱爐5對應(yīng)反應(yīng)套管4的中部,與反應(yīng)套管4上端之間的距離和下端之間的距離相同。這樣設(shè)置有利于保持反應(yīng)溫度的恒定,且加熱爐5在熱反應(yīng)區(qū)42的中心位置設(shè)置控溫點(diǎn)。反應(yīng)套管4內(nèi)填充陶瓷蜂窩體有利于保持反應(yīng)套管4內(nèi)的溫度,因?yàn)樘沾煞涓C體的熱容較大,蓄熱效果好。

在本發(fā)明的裝置,該裝置還包括氣體混合罐8,該氣體混合罐8與進(jìn)料管線1的入口連通。

在本發(fā)明的裝置中,優(yōu)選地,反應(yīng)套管4為內(nèi)襯陶瓷的不銹鋼反應(yīng)套管4,反應(yīng)套管4內(nèi)填充陶瓷蜂窩體。由于反應(yīng)氣在高溫條件下接觸不銹鋼將發(fā)生大量副反應(yīng),因此,不銹鋼反應(yīng)套管4為內(nèi)襯陶瓷的不銹鋼反應(yīng)套管,進(jìn)料管線1和產(chǎn)物的出料管線6溫度宜控制在200℃以下。

在本發(fā)明的裝置中,優(yōu)選地,不銹鋼反應(yīng)套管4的內(nèi)徑、長度和加熱爐5的長度的比例為(2-10):70:40。

在本發(fā)明的裝置中,氣體分布器3位于反應(yīng)套管4最上端,可使反應(yīng)氣體在反應(yīng)套管4的徑向上分布均勻,由于進(jìn)料端至反應(yīng)套管4預(yù)熱區(qū)41為空心管,無固相或液相介質(zhì),故氣體分布器3可采用結(jié)構(gòu)較為簡單的氣體分布器,如多孔直管式分布器,進(jìn)料管延伸一定距離,在進(jìn)料管下端側(cè)面開孔,開孔面積為進(jìn)料管截面積的1~5倍,優(yōu)選2~3倍;也可為擋板式分布器,由若干塊擋板交錯(cuò)組成。

在本發(fā)明的裝置中,預(yù)熱區(qū)41、熱反應(yīng)區(qū)42、蓄熱區(qū)43、催化反應(yīng)區(qū)44和冷卻區(qū)45均由陶瓷蜂窩體裝填而成,蜂窩陶瓷體具有較高的蓄熱能力,可以提高能量利用效率,保證氣體在熱反應(yīng)區(qū)有均勻的熱場。催化反應(yīng)區(qū)44由陶瓷蜂窩體負(fù)載活性金屬后的整體式催化劑裝填而成,活性金屬為釕,負(fù)載量為0.1%~5%,更優(yōu)選的負(fù)載量為0.5%~3.5%。所得的釕催化劑既能在反應(yīng)過程中催化乙炔三聚生成苯等輕質(zhì)芳烴,又能在催化劑再生工藝中催化一氧化碳和水蒸氣轉(zhuǎn)化制氫。催化反應(yīng)區(qū)44不設(shè)單獨(dú)的控溫點(diǎn),乙炔制芳烴反應(yīng)為放熱反應(yīng),可利用熱反應(yīng)區(qū)42氣體所帶出的余熱,將催化劑裝填至溫度為350~600℃的區(qū)域。催化反應(yīng)區(qū)44既能充分利用熱反應(yīng)區(qū)的余熱,又能通過催化反應(yīng)提高乙炔轉(zhuǎn)化率,增加輕質(zhì)芳烴的收率,改善熱反應(yīng)所得液相產(chǎn)物的質(zhì)量,進(jìn)一步提高輕質(zhì)芳烴收率。同時(shí)采用整裝的陶瓷蜂窩體作為載體,有利于減少流動(dòng)阻力,避免催化劑裝填密度過大或積炭較多造成的催化劑床層堵塞。

在本發(fā)明的裝置中,優(yōu)選地,預(yù)熱區(qū)41、熱反應(yīng)區(qū)42、蓄熱區(qū)43、催化反應(yīng)區(qū)44和冷卻區(qū)45的長度比例為(20-40):(8-12):(8-12):(1-3):(18-20)。

另外,為實(shí)現(xiàn)乙炔制芳烴的連續(xù)生產(chǎn)過程,可將兩個(gè)或多個(gè)上述裝置并聯(lián),互相切換輕質(zhì)芳烴生產(chǎn)工藝和催化劑再生工藝。

下面參照具體實(shí)施例,對本發(fā)明進(jìn)行說明。

實(shí)施例1

如圖1所示,一種實(shí)現(xiàn)反應(yīng)再生的由乙炔生產(chǎn)輕質(zhì)芳烴的裝置,包括進(jìn)氣管線1、第一密封元件2、第二密封元件7、不銹鋼反應(yīng)套管4、氣體分布器3、加熱爐5和出料管線6,其中進(jìn)料管線1設(shè)置有入口和出口;氣體分布器3設(shè)置在不銹鋼反應(yīng)套管4的內(nèi)部且位于不銹鋼反應(yīng)套管4的上端并且與進(jìn)料管線1的出口連通;第一密封元件2設(shè)置在進(jìn)料管線1與不銹鋼反應(yīng)套管4的連接處;不銹鋼反應(yīng)套管4內(nèi)填充陶瓷蜂窩體;不銹鋼反應(yīng)套管4貫穿加熱爐5,加熱爐5正對不銹鋼反應(yīng)套管4的中部加熱,以使反應(yīng)套管4內(nèi)根據(jù)溫度場從上至下劃分為預(yù)熱區(qū)41、熱反應(yīng)區(qū)42、蓄熱區(qū)43、催化反應(yīng)區(qū)44和冷卻區(qū)45;出料管線6與不銹鋼反應(yīng)套管4的下端連通;第二密封元件7設(shè)置在出料管線6與不銹鋼反應(yīng)套管4的連接處。

采用的不銹鋼反應(yīng)套管4為內(nèi)襯陶瓷的反應(yīng)管,長度700mm,內(nèi)徑20mm。加熱爐5為電加熱爐,長度400mm,加熱爐5上端距反應(yīng)套管4上端150mm。氣體分布器3位于不銹鋼反應(yīng)套管4最上端。預(yù)熱區(qū)41、熱反應(yīng)區(qū)42、蓄熱區(qū)43、催化反應(yīng)區(qū)44、冷卻區(qū)45均由陶瓷蜂窩體組成,依次裝填至反應(yīng)套管4從上至下的位置,長度分別為300mm、100mm、90mm、20mm和190mm。催化反應(yīng)區(qū)44陶瓷蜂窩體負(fù)載有金屬催化劑釕,負(fù)載量為2.5%。

采用上述裝置制備輕質(zhì)芳烴的方法包括輕質(zhì)芳烴生產(chǎn)工藝和催化劑再生工藝,具體如下:

輕質(zhì)芳烴生產(chǎn)工藝:將反應(yīng)進(jìn)料空速為2400h-1,體積含量分別為27%乙炔、24%氫氣、24%甲烷、12%一氧化碳和13%二氧化碳通入進(jìn)料管線1至氣體分布器3,氣體通過氣體分布器3后在預(yù)熱區(qū)41氣體溫度由室溫升高至900℃,在熱反應(yīng)區(qū)42保持900℃恒溫發(fā)生熱反應(yīng),反應(yīng)后再經(jīng)過反應(yīng)套管4內(nèi)的蓄熱區(qū)43,在蓄熱區(qū)43產(chǎn)物的溫度從900℃降低至550℃,到達(dá)催化反應(yīng)區(qū)44,與催化劑接觸,在反應(yīng)溫度為550℃條件下發(fā)生催化反應(yīng)制備得到產(chǎn)物輕質(zhì)芳烴,得到的最終產(chǎn)物在冷卻區(qū)45溫度降至200℃以下,然后通過出料管線6進(jìn)入下游裝置中;

催化劑再生工藝:在上述反應(yīng)過程進(jìn)行20h后,反應(yīng)套管4內(nèi)生產(chǎn)的積炭約33g,停止通入反應(yīng)氣,將氮?dú)馔ㄈ脒M(jìn)料管線1進(jìn)行吹掃0.5h;在吹掃后將空速為360h-1的水蒸氣通入進(jìn)料管線1至氣體分布器3進(jìn)入反應(yīng)套管4,并將水蒸氣在反應(yīng)套管4的預(yù)熱區(qū)41升溫至1100℃;在熱反應(yīng)區(qū)42,水蒸氣與高溫的積炭接觸發(fā)生反應(yīng),生成氫氣和一氧化碳,并富余部分水蒸氣;將得到的產(chǎn)物在反應(yīng)套管4的蓄熱區(qū)43降溫至600℃進(jìn)入催化反應(yīng)區(qū)44,并在催化劑的作用下使水蒸氣與一氧化碳發(fā)生轉(zhuǎn)換反應(yīng),生成二氧化碳和氫氣,反應(yīng)套管4出口所得的氫氣循環(huán)作為反應(yīng)氣參與反應(yīng);待10h轉(zhuǎn)換反應(yīng)結(jié)束后,通入氫氣,將反應(yīng)套管4降溫,催化反應(yīng)區(qū)溫度保持在350℃,氫氣空速為576h-1,催化劑在氫氣氛圍下進(jìn)行還原,保持4h,還原結(jié)束;

在催化劑再生工藝結(jié)束后,通入氮?dú)獯祾?.5h,最后繼續(xù)通入反應(yīng)氣,重復(fù)上述輕質(zhì)芳烴生產(chǎn)工藝,從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)輕質(zhì)芳烴。

在上述方法的輕質(zhì)芳烴生產(chǎn)工藝中,采用本裝置和工藝的檢測結(jié)果如表1所示。由表1可知,采用上述技術(shù)方案將所得產(chǎn)物經(jīng)分離后計(jì)算得出,乙炔轉(zhuǎn)化率接近100%,液相收率為86%,液相產(chǎn)物中輕質(zhì)芳烴(單環(huán)芳烴和雙環(huán)芳烴)收率為89%,焦炭收率小于2%。

實(shí)施例2

如圖1所示,一種實(shí)現(xiàn)反應(yīng)再生的由乙炔生產(chǎn)輕質(zhì)芳烴的裝置,包括進(jìn)氣管線1、第一密封元件2、第二密封元件7、不銹鋼反應(yīng)套管4、氣體分布器3、加熱爐5和出料管線6,其中進(jìn)料管線1設(shè)置有入口和出口;氣體分布器3設(shè)置在不銹鋼反應(yīng)套管4的內(nèi)部且位于不銹鋼反應(yīng)套管4的上端并且與進(jìn)料管線1的出口連通;第一密封元件2設(shè)置在進(jìn)料管線1與不銹鋼反應(yīng)套管4的連接處;不銹鋼反應(yīng)套管4內(nèi)填充陶瓷蜂窩體;不銹鋼反應(yīng)套管4貫穿加熱爐5,加熱爐5正對不銹鋼反應(yīng)套管4的中部加熱,以使反應(yīng)套管4內(nèi)根據(jù)溫度場從上至下劃分為預(yù)熱區(qū)41、熱反應(yīng)區(qū)42、蓄熱區(qū)43、催化反應(yīng)區(qū)44和冷卻區(qū)45;出料管線6與不銹鋼反應(yīng)套管4的下端連通;第二密封元件7設(shè)置在出料管線6與不銹鋼反應(yīng)套管4的連接處。

采用的不銹鋼反應(yīng)套管4為內(nèi)襯陶瓷的反應(yīng)套管,長度1000mm,內(nèi)徑50mm。加熱爐5為電加熱爐,長度570mm,加熱爐5上端距反應(yīng)套管4上端215mm。氣體分布器3位于不銹鋼反應(yīng)套管4最上端。預(yù)熱區(qū)41、熱反應(yīng)區(qū)42、蓄熱區(qū)43、催化反應(yīng)區(qū)44、冷卻區(qū)45均由陶瓷蜂窩體組成,依次裝填至反應(yīng)套管4從上至下的位置,長度分別為430mm、145mm、110mm、45mm和270mm。催化反應(yīng)區(qū)44陶瓷蜂窩體負(fù)載有金屬催化劑釕,負(fù)載量為5%。

采用上述裝置制備輕質(zhì)芳烴的方法包括輕質(zhì)芳烴生產(chǎn)工藝和催化劑再生工藝,具體如下:

輕質(zhì)芳烴生產(chǎn)工藝:將反應(yīng)進(jìn)料空速為3500h-1,體積含量分別為22%乙炔、20%氫氣、25%甲烷、10%一氧化碳和23%二氧化碳通入進(jìn)料管線1至氣體分布器3,氣體通過氣體分布器3后在預(yù)熱區(qū)41氣體溫度由室溫升高至1000℃,在熱反應(yīng)區(qū)42保持1000℃恒溫發(fā)生熱反應(yīng),反應(yīng)后再經(jīng)過反應(yīng)套管4內(nèi)的蓄熱區(qū)43,在蓄熱區(qū)43產(chǎn)物的溫度從1000℃降低至400℃,到達(dá)催化反應(yīng)區(qū)44,與催化劑接觸,在反應(yīng)溫度為400℃條件下發(fā)生催化反應(yīng)制備得到產(chǎn)物輕質(zhì)芳烴,得到的最終產(chǎn)物在冷卻區(qū)45溫度降至200℃以下,然后通過出料管線6進(jìn)入下游裝置中;

催化劑再生工藝:在上述反應(yīng)過程進(jìn)行15h后,反應(yīng)套管內(nèi)生產(chǎn)的積炭約140g,停止通入反應(yīng)氣,將氮?dú)馔ㄈ脒M(jìn)料管線進(jìn)行吹掃1h;在吹掃后將空速為175h-1的水蒸氣通入進(jìn)料管線1至氣體分布器3進(jìn)入反應(yīng)套管4,并將水蒸氣在反應(yīng)套管4的預(yù)熱區(qū)41升溫至1050℃以上;在熱反應(yīng)區(qū)42,水蒸氣與高溫的積炭接觸發(fā)生反應(yīng),生成氫氣和一氧化碳,并富余部分水蒸氣;將得到的產(chǎn)物在反應(yīng)套管4的蓄熱區(qū)43降溫至400℃進(jìn)入催化反應(yīng)區(qū)44,并在催化劑的作用下使水蒸氣與一氧化碳發(fā)生轉(zhuǎn)換反應(yīng),生成二氧化碳和氫氣,反應(yīng)套管4出口所得的氫氣循環(huán)作為反應(yīng)氣參與反應(yīng);待8h轉(zhuǎn)換反應(yīng)結(jié)束后,通入氫氣,將反應(yīng)套管4降溫,催化反應(yīng)區(qū)溫度保持在550℃,氫氣空速為875h-1,催化劑在氫氣氛圍下進(jìn)行還原,保持4h,還原結(jié)束;

在催化劑再生工藝結(jié)束后,通入氮?dú)獯祾?h,最后繼續(xù)通入反應(yīng)氣,重復(fù)上述輕質(zhì)芳烴生產(chǎn)工藝,從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)輕質(zhì)芳烴。

在上述方法的輕質(zhì)芳烴生產(chǎn)工藝中,采用本裝置和工藝的檢測結(jié)果如表1所示。由表1可知,采用上述技術(shù)方案將所得產(chǎn)物經(jīng)分離后計(jì)算得出,乙炔轉(zhuǎn)化率接近100%,液相收率為90%,液相產(chǎn)物中輕質(zhì)芳烴(單環(huán)芳烴和雙環(huán)芳烴)收率為92.3%,焦炭收率小于1%。

實(shí)施例3

如圖1所示,一種實(shí)現(xiàn)反應(yīng)再生的由乙炔生產(chǎn)輕質(zhì)芳烴的裝置,包括進(jìn)氣管線1、第一密封元件2、第二密封元件7、不銹鋼反應(yīng)套管4、氣體分布器3、加熱爐5和出料管線6,其中進(jìn)料管線1設(shè)置有入口和出口;氣體分布器3設(shè)置在不銹鋼反應(yīng)套管4的內(nèi)部且位于不銹鋼反應(yīng)套管4的上端并且與進(jìn)料管線1的出口連通;第一密封元件2設(shè)置在進(jìn)料管線1與不銹鋼反應(yīng)套管4的連接處;不銹鋼反應(yīng)套管4內(nèi)填充陶瓷蜂窩體;不銹鋼反應(yīng)套管4貫穿加熱爐5,加熱爐5正對不銹鋼反應(yīng)套管4的中部加熱,以使反應(yīng)套管4內(nèi)根據(jù)溫度場從上至下劃分為預(yù)熱區(qū)41、熱反應(yīng)區(qū)42、蓄熱區(qū)43、催化反應(yīng)區(qū)44和冷卻區(qū)45;出料管線6與不銹鋼反應(yīng)套管4的下端連通;第二密封元件7設(shè)置在出料管線6與不銹鋼反應(yīng)套管4的連接處。

采用的不銹鋼反應(yīng)套管4為內(nèi)襯陶瓷的反應(yīng)套管,長度560mm,內(nèi)徑80mm。加熱爐5為電加熱爐,長度320mm,加熱爐5上端距反應(yīng)套管4上端120mm。氣體分布器3位于不銹鋼反應(yīng)套管4最上端。預(yù)熱區(qū)41、熱反應(yīng)區(qū)42、蓄熱區(qū)43、催化反應(yīng)區(qū)44、冷卻區(qū)45均由陶瓷蜂窩體組成,依次裝填至反應(yīng)套管4從上至下的位置,長度分別為240mm、80mm、75mm、15mm和150mm。催化反應(yīng)區(qū)44陶瓷蜂窩體負(fù)載有金屬催化劑釕,負(fù)載量為0.1%。

采用上述裝置制備輕質(zhì)芳烴的方法包括輕質(zhì)芳烴生產(chǎn)工藝和催化劑再生工藝,具體如下:

輕質(zhì)芳烴生產(chǎn)工藝:將反應(yīng)進(jìn)料空速為2200h-1,體積含量分別為30%乙炔、20%氫氣、20%甲烷、15%一氧化碳和15%二氧化碳通入進(jìn)料管線1至氣體分布器3,氣體通過氣體分布器3后在預(yù)熱區(qū)41氣體溫度由室溫升高至820℃,在熱反應(yīng)區(qū)42保持820℃恒溫發(fā)生熱反應(yīng),反應(yīng)后再經(jīng)過反應(yīng)套管4內(nèi)的蓄熱區(qū)43,在蓄熱區(qū)43產(chǎn)物的溫度從820℃降低至350℃,到達(dá)催化反應(yīng)區(qū)44,與催化劑接觸,在反應(yīng)溫度為350℃條件下發(fā)生催化反應(yīng)制備得到產(chǎn)物輕質(zhì)芳烴,得到的最終產(chǎn)物在冷卻區(qū)45溫度降至200℃以下,然后通過出料管線6進(jìn)入下游裝置中;

催化劑再生工藝:在上述反應(yīng)過程進(jìn)行10h后,反應(yīng)套管內(nèi)生產(chǎn)的積炭約250g,停止通入反應(yīng)氣,將氮?dú)馔ㄈ脒M(jìn)料管線進(jìn)行吹掃1h;在吹掃后將空速為245h-1的水蒸氣通入進(jìn)料管線1至氣體分布器3進(jìn)入反應(yīng)套管4,并將水蒸氣在反應(yīng)套管4的預(yù)熱區(qū)41升溫至1200℃;在熱反應(yīng)區(qū)42,水蒸氣與高溫的積炭接觸發(fā)生反應(yīng),生成氫氣和一氧化碳,并富余部分水蒸氣;將得到的產(chǎn)物在反應(yīng)套管4的蓄熱區(qū)降溫至350℃進(jìn)入催化反應(yīng)區(qū)44,并在催化劑的作用下使水蒸氣與一氧化碳發(fā)生轉(zhuǎn)換反應(yīng),生成二氧化碳和氫氣,反應(yīng)套管4出口所得的氫氣循環(huán)作為反應(yīng)氣參與反應(yīng);待6h轉(zhuǎn)換反應(yīng)結(jié)束后,通入氫氣,將反應(yīng)套管4降溫,催化反應(yīng)區(qū)溫度保持在450℃,氫氣空速為550h-1,催化劑在氫氣氛圍下進(jìn)行還原,保持4h,還原結(jié)束;

在催化劑再生工藝結(jié)束后,通入氮?dú)獯祾?h,最后繼續(xù)通入反應(yīng)氣,重復(fù)上述輕質(zhì)芳烴生產(chǎn)工藝,從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)輕質(zhì)芳烴。

在上述方法的輕質(zhì)芳烴生產(chǎn)工藝中,采用本裝置和工藝的檢測結(jié)果如表1所示。由表1可知,采用上述技術(shù)方案將所得產(chǎn)物經(jīng)分離后計(jì)算得出,乙炔轉(zhuǎn)化率接近90%,液相收率為75%,液相產(chǎn)物中輕質(zhì)芳烴(單環(huán)芳烴和雙環(huán)芳烴)收率為84%,焦炭收率小于2.5%。

實(shí)施例4

如圖1所示,一種實(shí)現(xiàn)反應(yīng)再生的由乙炔生產(chǎn)輕質(zhì)芳烴的裝置,包括進(jìn)氣管線1、第一密封元件2、第二密封元件7、不銹鋼反應(yīng)套管4、氣體分布器3、加熱爐5和出料管線6,其中進(jìn)料管線1設(shè)置有入口和出口;氣體分布器3設(shè)置在不銹鋼反應(yīng)套管4的內(nèi)部且位于不銹鋼反應(yīng)套管4的上端并且與進(jìn)料管線1的出口連通;第一密封元件2設(shè)置在進(jìn)料管線1與不銹鋼反應(yīng)套管4的連接處;不銹鋼反應(yīng)套管4內(nèi)填充陶瓷蜂窩體;不銹鋼反應(yīng)套管4貫穿加熱爐5,加熱爐5正對不銹鋼反應(yīng)套管4的中部加熱,以使反應(yīng)套管4內(nèi)根據(jù)溫度場從上至下劃分為預(yù)熱區(qū)41、熱反應(yīng)區(qū)42、蓄熱區(qū)43、催化反應(yīng)區(qū)44和冷卻區(qū)45;出料管線6與不銹鋼反應(yīng)套管4的下端連通;第二密封元件7設(shè)置在出料管線6與不銹鋼反應(yīng)套管4的連接處。

采用的不銹鋼反應(yīng)套管4為內(nèi)襯陶瓷的反應(yīng)套管,長度700mm,內(nèi)徑30mm。加熱爐5為電加熱爐,長度400mm,加熱爐5上端距反應(yīng)套管4上端150mm。氣體分布器3位于不銹鋼反應(yīng)套管4最上端。預(yù)熱區(qū)41、熱反應(yīng)區(qū)42、蓄熱區(qū)43、催化反應(yīng)區(qū)44、冷卻區(qū)45均由陶瓷蜂窩體組成,依次裝填至反應(yīng)套管4從上至下的位置,長度分別300mm、100mm、80mm、30mm和190mm。催化反應(yīng)區(qū)44陶瓷蜂窩體負(fù)載有金屬催化劑釕,負(fù)載量為3.2%。

采用上述裝置制備輕質(zhì)芳烴的方法包括輕質(zhì)芳烴生產(chǎn)工藝和催化劑再生工藝,具體如下:

輕質(zhì)芳烴生產(chǎn)工藝:將反應(yīng)進(jìn)料空速為6000h-1,體積含量分別為27%乙炔、25%氫氣、24%甲烷、11%一氧化碳和13%二氧化碳通入進(jìn)料管線1至氣體分布器3,氣體通過氣體分布器3后在預(yù)熱區(qū)41氣體溫度由室溫升高至850℃,在熱反應(yīng)區(qū)42保持850℃恒溫發(fā)生熱反應(yīng),反應(yīng)后再經(jīng)過反應(yīng)套管4內(nèi)的蓄熱區(qū)43,在蓄熱區(qū)43產(chǎn)物的溫度從850℃降低至500℃,到達(dá)催化反應(yīng)區(qū)44,與催化劑接觸,在反應(yīng)溫度為500℃條件下發(fā)生催化反應(yīng)制備得到產(chǎn)物輕質(zhì)芳烴,得到的最終產(chǎn)物在冷卻區(qū)45溫度降至200℃以下,然后通過出料管線6進(jìn)入下游裝置中;

催化劑再生工藝:在上述反應(yīng)過程進(jìn)行20h后,反應(yīng)套管內(nèi)生產(chǎn)的積炭約140g,停止通入反應(yīng)氣,將氮?dú)馔ㄈ脒M(jìn)料管線進(jìn)行吹掃0.5h;在吹掃后將空速為706h-1的水蒸氣通入進(jìn)料管線1至氣體分布器3進(jìn)入反應(yīng)套管4,并將水蒸氣在反應(yīng)套管4的預(yù)熱區(qū)41升溫至1100℃;在熱反應(yīng)區(qū)42,水蒸氣與高溫的積炭接觸發(fā)生反應(yīng),生成氫氣和一氧化碳,并富余部分水蒸氣;將得到的產(chǎn)物在反應(yīng)套管4的蓄熱區(qū)降溫至450℃進(jìn)入催化反應(yīng)區(qū)44,并在催化劑的作用下使水蒸氣與一氧化碳發(fā)生轉(zhuǎn)換反應(yīng),生成二氧化碳和氫氣,反應(yīng)套管4出口所得的氫氣循環(huán)作為反應(yīng)氣參與反應(yīng);待10h轉(zhuǎn)換反應(yīng)結(jié)束后,通入氫氣,將反應(yīng)套管4降溫,催化反應(yīng)區(qū)溫度保持在500℃,氫氣空速為254h-1,催化劑在氫氣氛圍下進(jìn)行還原,保持6h,還原結(jié)束;

在催化劑再生工藝結(jié)束后,通入氮?dú)獯祾?.5h,最后繼續(xù)通入反應(yīng)氣,重復(fù)上述輕質(zhì)芳烴生產(chǎn)工藝,從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)輕質(zhì)芳烴。

在上述方法的輕質(zhì)芳烴生產(chǎn)工藝中,采用本裝置和工藝的檢測結(jié)果如表1所示。由表1可知,采用上述技術(shù)方案將所得產(chǎn)物經(jīng)分離后計(jì)算得出,乙炔轉(zhuǎn)化率接近99%,液相收率為87%,液相產(chǎn)物中輕質(zhì)芳烴(單環(huán)芳烴和雙環(huán)芳烴)收率為91%,焦炭收率小于1.5%。

實(shí)施例5

如圖1所示,一種實(shí)現(xiàn)反應(yīng)再生的由乙炔生產(chǎn)輕質(zhì)芳烴的裝置,包括進(jìn)氣管線1、第一密封元件2、第二密封元件7、不銹鋼反應(yīng)套管4、氣體分布器3、加熱爐5和出料管線6,其中進(jìn)料管線1設(shè)置有入口和出口;氣體分布器3設(shè)置在不銹鋼反應(yīng)套管4的內(nèi)部且位于不銹鋼反應(yīng)套管4的上端并且與進(jìn)料管線1的出口連通;第一密封元件2設(shè)置在進(jìn)料管線1與不銹鋼反應(yīng)套管4的連接處;不銹鋼反應(yīng)套管4內(nèi)填充陶瓷蜂窩體;不銹鋼反應(yīng)套管4貫穿加熱爐5,加熱爐5正對不銹鋼反應(yīng)套管4的中部加熱,以使反應(yīng)套管4內(nèi)根據(jù)溫度場從上至下劃分為預(yù)熱區(qū)41、熱反應(yīng)區(qū)42、蓄熱區(qū)43、催化反應(yīng)區(qū)44和冷卻區(qū)45;出料管線6與不銹鋼反應(yīng)套管4的下端連通;第二密封元件7設(shè)置在出料管線6與不銹鋼反應(yīng)套管4的連接處。

采用的不銹鋼反應(yīng)套管4為內(nèi)襯陶瓷的反應(yīng)套管,長度700mm,內(nèi)徑20mm。加熱爐5為電加熱爐,長度400mm,加熱爐5上端距反應(yīng)套管4上端150mm。氣體分布器3位于不銹鋼反應(yīng)套管4最上端。預(yù)熱區(qū)41、熱反應(yīng)區(qū)42、蓄熱區(qū)43、催化反應(yīng)區(qū)44、冷卻區(qū)45均由陶瓷蜂窩體組成,依次裝填至反應(yīng)套管4從上至下的位置,長度分別為300mm、100mm、95mm、15mm和190mm。催化反應(yīng)區(qū)44陶瓷蜂窩體負(fù)載的金屬為釕,負(fù)載量為0.5%。

采用上述裝置制備輕質(zhì)芳烴的方法包括輕質(zhì)芳烴生產(chǎn)工藝和催化劑再生工藝,具體如下:

輕質(zhì)芳烴生產(chǎn)工藝:將反應(yīng)進(jìn)料空速為2000h-1,體積含量分別為28%乙炔、25%氫氣、23%甲烷、11%一氧化碳和13%二氧化碳通入進(jìn)料管線1至氣體分布器3,氣體通過氣體分布器3后在預(yù)熱區(qū)41氣體溫度由室溫升高至900℃,在熱反應(yīng)區(qū)42保持900℃恒溫發(fā)生熱反應(yīng),反應(yīng)后再經(jīng)過反應(yīng)套管4內(nèi)的蓄熱區(qū)43,在蓄熱區(qū)43產(chǎn)物的溫度從900℃降低至550℃,到達(dá)催化反應(yīng)區(qū)44,與催化劑接觸,在反應(yīng)溫度為550℃條件下發(fā)生催化反應(yīng)制備得到產(chǎn)物輕質(zhì)芳烴,得到的最終產(chǎn)物在冷卻區(qū)45溫度降至200℃以下,然后通過出料管線6進(jìn)入下游裝置中;

催化劑再生工藝:在上述反應(yīng)過程進(jìn)行25h后,反應(yīng)套管內(nèi)生產(chǎn)的積炭約38g,停止通入反應(yīng)氣,將氮?dú)馔ㄈ脒M(jìn)料管線進(jìn)行吹掃1h;在吹掃后將空速為360h-1的水蒸氣通入進(jìn)料管線1至氣體分布器3進(jìn)入反應(yīng)套管4,并將水蒸氣在反應(yīng)套管4的預(yù)熱區(qū)41升溫至1100℃;在熱反應(yīng)區(qū)42,水蒸氣與高溫的積炭接觸發(fā)生反應(yīng),生成氫氣和一氧化碳,并富余部分水蒸氣;將得到的產(chǎn)物在反應(yīng)套管4的蓄熱區(qū)降溫至600℃進(jìn)入催化反應(yīng)區(qū)44,并在催化劑的作用下使水蒸氣與一氧化碳發(fā)生轉(zhuǎn)換反應(yīng),生成二氧化碳和氫氣,反應(yīng)套管4出口所得的氫氣循環(huán)作為反應(yīng)氣參與反應(yīng);待10h轉(zhuǎn)換反應(yīng)結(jié)束后,通入氫氣,將反應(yīng)套管4降溫,催化反應(yīng)區(qū)溫度保持在400℃,氫氣空速為600h-1,催化劑在氫氣氛圍下進(jìn)行還原,保持5h,還原結(jié)束;

在催化劑再生工藝結(jié)束后,通入氮?dú)獯祾?.5h,最后繼續(xù)通入反應(yīng)氣,重復(fù)上述輕質(zhì)芳烴生產(chǎn)工藝,從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)輕質(zhì)芳烴。

在上述方法的輕質(zhì)芳烴生產(chǎn)工藝中,采用本裝置和工藝的檢測結(jié)果如表1所示。由表1可知,采用上述技術(shù)方案將所得產(chǎn)物經(jīng)分離后計(jì)算得出,乙炔轉(zhuǎn)化率接近96%,液相收率為82%,液相產(chǎn)物中輕質(zhì)芳烴(單環(huán)芳烴和雙環(huán)芳烴)收率為86%,焦炭收率小于2%。

表1不同示例裝置和工藝得到的檢測結(jié)果

由表1可以看出,通過本發(fā)明的裝置和方法,本發(fā)明提高了乙炔轉(zhuǎn)化率,增加了輕質(zhì)芳烴收率,改善了產(chǎn)物質(zhì)量。

另外,通過上述實(shí)施例可以看出,通過本發(fā)明的裝置和方法,本發(fā)明還解決了乙炔反應(yīng)過程中的積炭問題,當(dāng)積炭過多時(shí)無需裝置停工,實(shí)現(xiàn)在線再生。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例,并非用來限定本發(fā)明的實(shí)施范圍;如果不脫離本發(fā)明的精神和范圍,對本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換,均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍當(dāng)中。

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