專利名稱：用于碳四烯烴催化裂解生產(chǎn)丙烯的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于碳四烯烴催化裂解生產(chǎn)丙烯的方法，特別是關(guān)于一種用于碳四烯 烴催化裂解制丙烯的氣固徑向絕熱固定床反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
近年來隨著石油化學(xué)工業(yè)的發(fā)展和規(guī)模的擴大，軸向固定床反應(yīng)器的直徑不斷增大， 反應(yīng)器內(nèi)流體的均布問題就成為工程開發(fā)的關(guān)鍵問題之一，特別是對于要求負壓的薄催化 劑床層的反應(yīng)系統(tǒng)，反應(yīng)器直徑的增加幅度更大，其反應(yīng)器內(nèi)的流體均布問題就更困難。 床層內(nèi)的流體分布直接影響床層中的傳熱傳質(zhì)以及化學(xué)反應(yīng)等過程，影響催化劑及反應(yīng)器 的利用效率，影響催化劑的選擇性和轉(zhuǎn)化率。流體分布結(jié)構(gòu)可分為兩大類 一類是增加流 體流動阻力，如在催化劑床層前設(shè)置填料層或一塊開孔率較小的多孔板。此種方法的實質(zhì) 是使氣體由進口管道進入反應(yīng)器時，形成的射流撞擊在填料層或多孔板上，造成徑向壓力 梯度，迫使氣流改變流向，分散至整個反應(yīng)器截面。由于氣流中有相當(dāng)一部分能量耗散在 與均布作用無關(guān)的摩擦及旋渦損失中，效率較低；并且不適用于薄床層反應(yīng)器。另一類是 在固定床反應(yīng)器的流體進口處設(shè)置流體分布器，如CN2075277U、 US4938422、 US368597， 其優(yōu)點是即能使流體較均勻地分布于反應(yīng)器截面上，又不導(dǎo)致過大的能量損耗。但對大直 徑薄床層反應(yīng)器，其反應(yīng)器進口處設(shè)置的流體分布器要求比較高，分布器結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。
對于負壓的反應(yīng)體系，采用徑向固定床反應(yīng)器，流體沿半徑或直徑方向流過催化劑床 層，因此徑向反應(yīng)器具有流體流通面積大，使催化劑床層壓降大大降低，可以使用小顆粒 催化劑等優(yōu)點，可較好地解決裝置規(guī)模擴大帶來的薄床層軸向反應(yīng)器過程放大的困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中隨著軸向固定床反應(yīng)器直徑的擴大，存在薄 床層的反應(yīng)器流體分布器要求比較高，分布器結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，工程放大困難，影響反應(yīng)器 利用率及催化劑選擇性和轉(zhuǎn)化率及床層壓降的技術(shù)問題，提供一種新的用于碳四及以上烯
烴催化裂解生產(chǎn)丙烯的方法。該方法中使用徑向絕熱固定床反應(yīng)器，具有流體在反應(yīng)器軸向上分布均勻，流動面積大，床層壓降低，適合碳四及以上烯烴催化裂解生產(chǎn)丙烯負壓工藝的要求，使催化劑能發(fā)揮出其良好選擇性和轉(zhuǎn)化率的優(yōu)點。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下 一種用于碳四烯烴催化裂解生產(chǎn)丙烯的方法，以含碳四及以上烯烴的富烯烴為原料，在反應(yīng)溫度為480 600'C，反應(yīng)壓力 為0.02 0.6MPaA，重量空速為2 20小時—1條件下，原料通過徑向絕熱固定床反應(yīng)器與硅鋁摩爾比Si02/Al203至少為IO的結(jié)晶硅鋁酸鹽催化劑接觸反應(yīng)生成含有丙烯的流出物， 經(jīng)分離得丙烯產(chǎn)品，其中所述的徑向絕熱固定床反應(yīng)器，包括反應(yīng)器殼體1、進料管2、 內(nèi)分布筒3、外分布筒4、兩分布筒和殼體底部形成一個催化劑筐5，催化劑筐5頂部的封蓋6、出口管7，內(nèi)分布筒3和外分布筒4與反應(yīng)器殼體共軸，并在催化劑筐相應(yīng)部分開 有小孔，開孔率為5 60%。
上述技術(shù)方案中，內(nèi)分布筒3和外分布筒4在催化劑筐相應(yīng)部分開有小孔，開孔率分 2 10擋，開孔率為20 45%。內(nèi)分布筒3和外分布筒4可采用多孔板9和格柵10組合， 在流道一側(cè)采用多孔板9，在催化劑一側(cè)采用格柵10，其格柵10縫隙要小于催化劑的粒度，格柵開孔率為20 60%。徑向反應(yīng)器的催化劑筐5頂部的封蓋6可釆用帶篩孔的封蓋， 開孔率為10 30%。內(nèi)分布筒4內(nèi)設(shè)置導(dǎo)流錐8。
碳四及以上烯烴催化裂解制丙烯工藝中的氣固徑向絕熱固定床反應(yīng)器是由反應(yīng)器殼 體、進料管、內(nèi)分布筒、外分布筒、兩分布筒和殼體底部形成一個催化劑筐、催化劑筐頂 部的封蓋、出口管、導(dǎo)流錐等構(gòu)成，見附圖l。
針對碳四及以上烯烴負壓催化裂解制丙烯工藝，本發(fā)明提出采用氣固徑向絕熱固定床反應(yīng)器。碳四及以上烯烴通過徑向反應(yīng)器進料管進入內(nèi)分布筒，經(jīng)分流進入內(nèi)、外分布筒之間的催化劑床層發(fā)生裂解反應(yīng)，反應(yīng)物經(jīng)外分布筒匯集于外分布筒和反應(yīng)器殼體間環(huán)形流道中，并向上流動從反應(yīng)器頂部出口管流出反應(yīng)器。
該徑向絕熱固定床反應(yīng)器具有較大的流通面積，較低床層壓降的優(yōu)點，可使用負壓工藝操作，在反應(yīng)溫度為480 600°C，重量空速為2 20小時"，反應(yīng)壓力為0.02 0.1MPaA，可以提高目的產(chǎn)物丙烯的選擇性和收率，取得了較好的技術(shù)效果。


圖1是本發(fā)明氣固徑向絕熱固定床反應(yīng)器示意圖2是本發(fā)明多孔板和格柵示意圖。
在圖1中，l為反應(yīng)器殼體；2為進料管；3為內(nèi)分布筒；4為外分布筒；5為催化劑筐；6為頂部封蓋；7為出口管；8為導(dǎo)流錐。
在圖2中，9為多孔板；IO為格柵。
下面通過實施例對本發(fā)明作進一步闡述。
具體實施例方式
實施例1
20萬噸/年碳四及以上烯烴催化裂解制丙烯工藝采用如圖1所示氣固徑向絕熱固定床 反應(yīng)器。反應(yīng)器直徑1800毫米，催化劑床層厚度300毫米，催化劑床層高3000毫米，內(nèi) 外分布筒開孔率為30 45%，壓力0.06MPaA,反應(yīng)溫度500'C，空速10小時"，采用鋁 摩爾比(Si(VAl2O3)為200的ZSM型分子篩催化劑，反應(yīng)原料為乙烯廠醚化碳四，反應(yīng)器 壓降15KPa，丙烯收率為29.5%，乙烯收率7.05%，轉(zhuǎn)化率67.24%。
實施例2
30萬噸/年碳四及以上烯烴催化裂解制丙烯工藝采用如圖1所示氣固徑向絕熱固定床 反應(yīng)器。反應(yīng)器直徑2400毫米，催化劑床層厚度500毫米，催化劑床層高2500毫米，催 化劑筐頂部采用帶篩孔的封蓋，開孔率為10%，內(nèi)外分布筒開孔率為30 45%,反應(yīng)溫度 500°C，空速8h—1，壓力0.07MPaA，采用鋁摩爾比@02/八1203)為200的ZSM型分子篩催 化劑，反應(yīng)原料為乙烯廠醚化碳四，反應(yīng)器壓降25KPa，丙烯收率為27.5%，乙烯收率7.03 %，轉(zhuǎn)化率68.84%。
實施例3
40萬噸/年碳四及以上烯烴催化裂解制丙烯工藝采用如圖1所示氣固徑向絕熱固定床 反應(yīng)器。反應(yīng)器直徑3100毫米，催化劑床層厚度600毫米，催化劑床層高4300毫米，催 化劑筐頂部采用帶篩孔的封蓋，開孔率為12%，內(nèi)外分布筒開孔率為30 45%，壓力 0.07MPaA，反應(yīng)溫度500。C，空速5h"，采用鋁摩爾比(^02從1203)為200的ZSM型分子 篩催化劑，反應(yīng)原料為乙烯廠醚化碳四，反應(yīng)器壓降25KPa，丙烯收率為27.33%,乙烯 收率7.12%,轉(zhuǎn)化率69.18%。
比較例1 3
40萬噸/年碳四及以上烯烴催化裂解制丙烯工藝采用軸向絕熱固定床反應(yīng)器，反應(yīng)器 直徑D=2200毫米，切線高度4600毫米，催化劑床層高度H=2000毫米，壓力0.3MPa(絕
壓)，其它條件與實施例l相同，反應(yīng)器壓降50KPa，丙烯收率為22.42%，乙烯收率6.68 %，轉(zhuǎn)化率72.90%。
權(quán)利要求
1、一種用于碳四烯烴催化裂解生產(chǎn)丙烯的方法，以含碳四及以上烯烴的富烯烴為原料，在反應(yīng)溫度為480～600℃，反應(yīng)壓力為0.02～0.6MPaA，重量空速為2～20小時-1條件下，原料通過徑向絕熱固定床反應(yīng)器與硅鋁摩爾比SiO2/Al2O3至少為10的結(jié)晶硅鋁酸鹽催化劑接觸反應(yīng)生成含有丙烯的流出物，經(jīng)分離得丙烯產(chǎn)品，其中所述的徑向絕熱固定床反應(yīng)器，包括反應(yīng)器殼體(1)、進料管(2)、內(nèi)分布筒(3)、外分布筒(4)、兩分布筒和殼體底部形成一個催化劑筐(5)，催化劑筐(5)頂部的封蓋(6)、出口管(7)，內(nèi)分布筒(3)和外分布筒(4)與反應(yīng)器殼體共軸，并在催化劑筐相應(yīng)部分開有小孔，開孔率為5～60％。
2、 根據(jù)權(quán)利1所述用于碳四烯烴催化裂解生產(chǎn)丙烯的方法，其特征在于內(nèi)分布筒(3)和外分布筒(4)在催化劑筐相應(yīng)部分開有小孔，開孔率分2 10擋，開孔率為20 45%。
3、 根據(jù)權(quán)利1所述用于碳四烯烴催化裂解生產(chǎn)丙烯的方法，其特征在于內(nèi)分布筒(3)和外分布筒(4)可采用多孔板(9)和格柵(10)組合，在流道一側(cè)采用多孔板(9)，在催化劑一側(cè) 采用格柵(10)，其格柵(10)縫隙要小于催化劑的粒度，格柵開孔率為20 60%。
4、 根據(jù)權(quán)利1所述用于碳四烯烴催化裂解生產(chǎn)丙烯的方法，其特征在于徑向反應(yīng)器的催化劑筐(5)頂部的封蓋(6)可采用帶篩孔的封蓋，開孔率為10 30%。
5、 根據(jù)權(quán)利1所述用于碳四烯烴催化裂解生產(chǎn)丙烯的方法，其特征在于反應(yīng)器內(nèi)分布筒(4)內(nèi)設(shè)置導(dǎo)流錐(8)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于碳四烯烴催化裂解生產(chǎn)丙烯的方法，主要解決碳四及以上烯烴常壓或負壓催化裂解生產(chǎn)丙烯過程中，隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴大，目前薄床層的軸向固定床反應(yīng)器工程放大困難以及影響催化劑利用率和床層壓降的問題。本發(fā)明通過采用徑向絕熱床反應(yīng)器主要由反應(yīng)器殼體(1)、進料管(2)、內(nèi)分布筒(3)、外分布筒(4)、兩分布筒和殼體底部形成一個催化劑筐(5)，催化劑筐(5)頂部的封蓋(6)和出口管(7)組成的技術(shù)方案，較好地解決了該問題。該反應(yīng)器具有壓降低，催化劑利用率高的特點，可用于碳四及以上烯烴催化裂解制丙烯的工業(yè)生產(chǎn)中。
文檔編號C07C4/06GK101172922SQ20061011786
公開日2008年5月7日 申請日期2006年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月2日
發(fā)明者孫鳳俠, 忻曉琦, 楊遠飛, 鐘思青 申請人:中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院