專利名稱：通過有選擇地氧化氫使烴被催化脫氫的反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于通過有選擇地氧化氫使可脫氫烴類、尤其是C3和/C4烴被催化脫氫成為更具不飽和性烴的反應(yīng)器。
烴的催化脫氫屬于公知的工業(yè)上的重要方法。該反應(yīng)強烈吸熱。在絕熱條件下，這導(dǎo)致反應(yīng)混合物的溫度下降并且伴隨著反應(yīng)速度降低。因此，現(xiàn)存的催化脫氫方法依賴于外部供熱以便維持反應(yīng)溫度。此外，在典型的方法條件下，脫氫反應(yīng)受到平衡限制。
上述限度導(dǎo)致人們開發(fā)出自熱脫氫方法，其中脫氫過程與借助含氧氣體將形成的氫氧化為水的過程結(jié)合起來進行。在典型反應(yīng)條件下，通過燃燒約半數(shù)形成的氫而放出的熱將彌補由于吸熱脫氫反應(yīng)導(dǎo)致的熱損失。除了達到所需的熱平衡以外，在燃燒反應(yīng)中氫的消耗會使所需的脫氫反應(yīng)的平衡沿著轉(zhuǎn)化成更多的脫氫烴的方向移動。
在這種烴的自熱脫氫反應(yīng)中，迫切需要在不發(fā)生任何實質(zhì)性的烴被氧化為碳的氧化物的條件下進行氫的選擇性氧化反應(yīng)，其原因在于烴的氧化會由于直接損失產(chǎn)物和形成CO而降低脫氫過程的效率。CO會對脫氫催化劑的性能產(chǎn)生不利影響并且因此而間接降低所需的脫氫烴的產(chǎn)率。
US4914249描述了可脫氫烴的自熱脫氫方法，其中包括二個脫氫步驟和一個將氫選擇性氧化為水的中間氧化步驟。在該已知方法中，第一脫氫步驟的流出物流含有由脫氫烴、未轉(zhuǎn)化烴、氫和蒸汽形成的混合物，該物流在一個優(yōu)選地處在氧化催化劑床附近的位置上的單獨氧化區(qū)中在獨立的氧化催化劑上進行氫的選擇性氧化，向該區(qū)域中加入燃燒所需的含氧氣體。該單獨氧化區(qū)的流出物隨后進行后續(xù)的脫氫步驟。該專利并未明確含氧氣體進入氧化區(qū)并且與第一脫氫步驟流出物混合的流動條件。
US4739124介紹了另一自熱脫氫法。其中，以乙烷為代表的烴在含有到少2個單獨的脫氫催化劑床的反應(yīng)器中被催化脫氫。含乙烷的進料物流通過脫氫條件被保持在538-750℃的脫氫催化劑第一床層。來自該床層的含作為產(chǎn)物形成的乙烷、乙烯與作為副產(chǎn)物形成的氫的流出物被冷卻后與含氧氣體混合，所形成的混合物被送入被保持在氧化促進條件下單獨的選擇性氫氧化催化劑床層。由于氫燃燒而得到加熱的該氧化床的流出物流通過與第一脫氫催化劑床層相似的第二脫氫催化劑床層。
在US4739124的方法中，通過直接或間接換熱冷卻第一脫氫催化劑床層流出物的目的是提高氫氧化催化劑床中對氫的燃燒的需求。由于氣體混合物中大部分氫不得不被消耗掉以便達到所需的脫氫溫度，所以氣體混合物中脫氫烴的平衡濃度增大，更高的平衡濃度成為在脫氫反應(yīng)中達到更高的轉(zhuǎn)化率的動力。
US4739124的方法中含氧氣體的分布與混合發(fā)生在第一脫氫催化劑床與氫氧化催化劑床之間的不含催化劑區(qū)域。該含氧氣體可以通過噴嘴(如圖所示)或同樣如該專利所建議的那樣通過具有園形或分支結(jié)構(gòu)的管道的復(fù)雜柵板(8欄，54-58行)并流地被導(dǎo)入。同時還提到了可以在不含催化劑的區(qū)域中放置不同的構(gòu)件以改進混合效果，但是由于這些構(gòu)件會提高反應(yīng)器的成本并且增大整個工藝的壓降，所以不推薦使用這類構(gòu)件。該專利未指出相應(yīng)于脫氫催化劑的二個床，不含催化劑區(qū)域應(yīng)該具有一個受限制的流動橫截面以便增大不含催化劑的氧化混合區(qū)中的流速。
業(yè)已發(fā)現(xiàn)，在借助氫的選擇性氧化進行的烴的自熱或近似自熱脫氫法中，當(dāng)氧化所需的含氧氣體被導(dǎo)入該工藝并且在特定條件、尤其是特定的含烴主物流流速下與含烴主物流混合時能夠?qū)崿F(xiàn)更有效和更具選擇性的氫的氧化反應(yīng)。
因此，本發(fā)明提供一種含烴物流中可脫氫的烴、尤其是C3和/或C4烴借助氫的選擇性氧化反應(yīng)而催化脫氫的反應(yīng)器，其中含有沿含烴物流的流動方向串聯(lián)連接的第一催化劑區(qū)(2)，用于容納可視具體情況而定同樣起著氫氧化催化劑作用的脫氫催化劑或脫氫催化劑與視需要而存在的氫氧化催化劑，在后一種情況下，所述催化區(qū)(2)用于在其入口處容納所述氫氧化催化劑，氧混合區(qū)(3)，設(shè)有用于將含氧氣體分別加入含烴物流的裝置(5)，該氧混合區(qū)(3)至少在靠近氧進料裝置(5)的區(qū)域內(nèi)不含催化劑，第二催化劑區(qū)(4)，用于容納可視具體情況還起著氫氧化催化劑作用的脫氫催化劑或同時容納脫氫催化劑與氫氧化催化劑，在后一種情況下，所述催化劑區(qū)(4)用于在其入口部分容納所述氫氧化催化劑。
這種新反應(yīng)器的特征在于氧混合區(qū)(3)在含烴物流的流動方向上具有占兩個催化劑區(qū)(2、4)之一橫截面0.5-75％的橫截面，從而在氧混合區(qū)(3)中獲得比催化劑區(qū)更高的流速，含氧氣體進料裝置(5)被設(shè)計用來以至少1m/S至高達比氧混合區(qū)中含烴物流的流速高200倍為止的流速加入該氣體。
在本發(fā)明反應(yīng)器中實現(xiàn)快速、有選擇地和高水平地轉(zhuǎn)化氫可以有效的方式使脫氫反應(yīng)平衡沿以高轉(zhuǎn)化率生成所需的不飽和烴的方向移動。因此，在傳統(tǒng)的脫氫溫度下便可以較高產(chǎn)率獲得脫氫產(chǎn)物。另外，傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)化率可以與脫氫床中明顯地被降低的溫度保持共存。被降低的溫度導(dǎo)致脫氫催化劑的燒結(jié)量減少并且減少了其上面焦炭的沉積，從而使其脫氫活性在延長的時間內(nèi)更加穩(wěn)定。這樣明顯地降低了對催化劑再生的需要。此外，制備所需的不飽和烴的方法在低于類似的傳統(tǒng)的高溫法的溫度下明顯地具有較高的選擇性。較低的操作溫度就選擇反應(yīng)器的構(gòu)造材料而言同樣是所期望的。
在反應(yīng)器的優(yōu)選實施方案中，氧混合區(qū)在含烴物流的流動方向上的橫截面為2個催化劑區(qū)之一的橫截面積的3-50％。在更優(yōu)選的實施方案中，氧混合區(qū)3在含烴物流的流動方向上的橫截面為2個催化劑區(qū)2、4之一的橫截面積的5-25％。
下面參照附圖詳述本發(fā)明。


圖1為具有3個或更多個催化劑區(qū)的本發(fā)明反應(yīng)器中兩個第一催化劑區(qū)和兩個第一氧氣混合區(qū)的實施方案剖面圖；圖2為圖1所示反應(yīng)器中每一氧混合區(qū)中所用的噴嘴管的剖面圖；圖3-5為與圖1所示類似的其中氧混合區(qū)的設(shè)計與圖1不同的反應(yīng)器實施方案。
圖1表示的是脫氫反應(yīng)器1，具有一個由可脫氫烴例如丙烷、水蒸汽、氫與氧組成的混合物進料入口9，該氧可以視具體情況而定以空氣或其它含氧氣體的形式被導(dǎo)入。反應(yīng)器1包括第1催化劑區(qū)2和第2催化劑區(qū)4；二者均含有同時起著脫氫催化劑與氫氧化催化劑的作用的催化劑7。氧混合區(qū)3被設(shè)在第一催化劑區(qū)2的出口和第二催化劑區(qū)4的入口之間，該氧混合區(qū)不含催化劑并且其直徑明顯地小于催化劑區(qū)2與4的直徑。氧混合區(qū)3設(shè)置有被設(shè)計成具有孔6的管狀含氧氣體進料裝置5，這些孔可以由被設(shè)在管壁中的噴嘴構(gòu)成?？谆驀娮斓臄?shù)目依據(jù)氧在含烴物流中氧的平均分布的重要性而定在1—數(shù)千個之間，含烴物流可還被視作“主物流”。管5或其部分可視需要而定具有多孔壁。氧進料裝置5具有沿側(cè)向穿過氧混合區(qū)3的壁的含氧氣體入口8。借助其含氧氣體入口被側(cè)向地裝入氧混合區(qū)3的進料裝置5，可以對氧混入主物料的過程進行良好的溫度控制。類似的氧混合區(qū)3被設(shè)在催化劑區(qū)4的下游。
在2個催化劑區(qū)2與4之一的出口區(qū)域附近，所示反應(yīng)器實施方案具有惰性顆粒例如石英顆粒床10，其目的在于防止被導(dǎo)入催化劑區(qū)下游的氧混合區(qū)3中的氧與主物流逆向返回所述催化劑區(qū)。為了保證含丙烷主物流與含氧氣體在混合物到達下游催化劑之前實現(xiàn)充分混合，在第二催化劑區(qū)4的入口區(qū)域設(shè)置惰性顆粒的類似床11。雖然惰性顆粒層11與10具有優(yōu)點，但是在反應(yīng)器中并未受到嚴(yán)格要求。催化劑區(qū)的入口和出口區(qū)域優(yōu)選地逐漸變細，以確保在具有不同流動橫截面的反應(yīng)器各部分之間的過渡區(qū)中產(chǎn)生有利的流動條件。
在流過第一催化劑區(qū)2、第一氧混合區(qū)3和第二催化劑區(qū)4之后，含經(jīng)過脫氫的烴的產(chǎn)物流在反應(yīng)器僅具有2個催化劑區(qū)的條件下離開反應(yīng)器。然而，圖1給出了第二氧混合區(qū)3而不是第二催化劑區(qū)下游的脫氫烴產(chǎn)物的出口，這表明圖1的反應(yīng)器包括至少一個附加催化劑區(qū)。
在圖1所示的實施方案中，催化劑區(qū)2與4含有同時起著脫氫催化劑和氫氧化催化劑的作用的催化劑。然而，作為可供選擇替代的方式，可以采用獨立的脫氫與氫氧化催化劑。在此情況下，將單純的氫氧化催化劑放在第一催化劑區(qū)2、第二催化劑區(qū)4和后續(xù)的催化劑區(qū)、處在惰性顆粒11的床層與催化劑7的床層之間的較窄床層中。此處催化劑7為普通的脫氫催化劑。
單純的氫氧化催化劑床可以由催化劑顆?；蜓趸W(wǎng)絡(luò)組成。在該氫氧化催化劑床層中會發(fā)生氫被選擇性燃燒成水的過程。具有低表面積和與大孔隙的顆粒是防止由于孔擴散受到限制和由此產(chǎn)生的氣體混合物部分在催化劑床中停留時間延長導(dǎo)致的問題發(fā)生的理想選擇，其原因在于這些顆粒有利于氫燃燒反應(yīng)更為迅速。因此，抑制了主物流中氧與烴之間發(fā)生的競爭性慢反應(yīng)。
圖2所示為圖1中反應(yīng)器的氧混合區(qū)3中設(shè)置的噴管5的實施方案。噴管中設(shè)有孔6，這些孔可以呈噴嘴狀如文丘里噴嘴。文丘里噴嘴提供的含氧氣體流速大于在相等的壓降下噴管壁中簡單孔的氣速，因此，前者優(yōu)于后者。
圖3所示為類似于圖1的反應(yīng)器實施方案，不同的是含氧氣體進料裝置5具有多個而不是一個噴管5A。氧混合區(qū)中的多個噴管能夠使氧在主物流中分布得更為均勻，并且，因此而降低出現(xiàn)局部氧濃度較高從而導(dǎo)致爆炸的可能性。然而，多個噴管5A使其構(gòu)造比具有單一噴管的情況更復(fù)雜、更難以維修。
圖4給出了類似于圖1所示的反應(yīng)器實施方案，不同的是含氧氣體進料裝置5含有一個中心穿過反應(yīng)器全長的噴管。所述噴管在二個氧混合區(qū)3的每一區(qū)中均設(shè)有孔或噴嘴6。在此反應(yīng)器實施方案中，氧進料管5易于從反應(yīng)器上拆卸下來進行維護并且僅具有一個含氧氣體入口。
最后，圖5給出了與圖1對應(yīng)的反應(yīng)器實施方案，不同的是含氧氣體進料裝置5被設(shè)在氧混合區(qū)3外部，以便使含氧氣體進入氧混合區(qū)3的外壁上的孔或噴嘴6。該氧進料裝置5的設(shè)計簡單并且能夠在通往噴嘴入口的全部流程中充分控制被導(dǎo)入的含氧氣體溫度。
當(dāng)含氧氣體的進料裝置5被設(shè)計成如圖5所示時，可在氧混合區(qū)3內(nèi)中心位置設(shè)置一塊體12以便縮小主物流的流動橫截面積，從而提高主物流的流速。
在進料裝置5的后一實施方案的改進形式中，塊體12可以被例如涂敷有氫氧化催化劑的多孔陶瓷體替代以便在混合物到達氧混合區(qū)3下游的催化劑區(qū)4之前氫開始燃燒。人們期望在不受擴散限制阻礙的催化劑薄層上進行這種燃燒，其原因在于這種催化劑薄層會有力地促進氫被選擇性燃燒為水的過程。該陶瓷體上的催化劑薄層可以包括例如被浸在陶瓷體上的催化劑粉末。
本發(fā)明反應(yīng)器可以適宜地與催化劑區(qū)的數(shù)目相對應(yīng)，具有2-10級呈催化劑區(qū)和氧混合區(qū)交替出現(xiàn)的串聯(lián)形式，其中反應(yīng)器的第一區(qū)由催化劑區(qū)2構(gòu)成，其最后區(qū)域由催化劑區(qū)4構(gòu)成。級或催化劑區(qū)的數(shù)目由所需的待脫氫烴的轉(zhuǎn)化率確定。
于9處被加入本發(fā)明反應(yīng)器的烴進料除了一種或多種烴以外，與烴的基本上自熱脫氫法的通常作法相同，還含有水蒸汽、氫和氧。被導(dǎo)入反應(yīng)器的氧混合區(qū)3中的含氧氣體可以適宜地具有20-100％氧濃度。氣體剩余部分含有例如氮和/或蒸汽。因此，空氣可被用作含氧氣體。在氫被氧化為水的選擇性與氧進料中氧濃度降至20％的情況相比無實質(zhì)性減小的條件下氣體的氧含量可高達100％。
如上所述，由于烴的氧化會降低脫氫過程的效率，所以迫切需要烴的自熱脫氫法，其中發(fā)生氫的選擇性氧化反應(yīng)，即在不會同時發(fā)生任何實質(zhì)性的烴氧化反應(yīng)的條件下進行氫的氧化過程。
被加入的氧需要經(jīng)過一定的時間方能與主物流充分混合，隨后該混合物與對氫的燃燒過程具有催化作用的催化劑接觸。該混合時間被限定為主物流由噴嘴出口到達催化劑所需的時間。這取決于噴嘴至催化劑的距離和主物流的流速。
對于以高選擇性進行氫氧化過程來說，業(yè)已發(fā)現(xiàn)，混合時間必須足夠短以便使氣相中的氧在混合物與催化劑接觸之前不發(fā)生實質(zhì)性轉(zhuǎn)化。于混合物與催化劑接觸之前進行的氧的氣相轉(zhuǎn)化具有不需要的生成H2O的低選擇性并且會導(dǎo)致烴被不需要地高度氧化。然而，一旦該混合物與催化劑接觸，則氫氧化成H2O的過程便會以高選擇性近乎自發(fā)地進行，條件是氧與主物流混合充分。
本發(fā)明人完成的試驗表明，當(dāng)混合時間小于15毫秒(ms)時可以得到最佳結(jié)果。
本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，氧混合區(qū)3中主物流的高流速對于使被加入的氧與主物流充分混后是必不可少的。因此，本發(fā)明人進行的丙烷的模擬脫氫過程表明在實際流速范圍內(nèi)主物流流速的增大導(dǎo)致O2生成H2O的選擇性明顯增大。作為實例，主物流的流速由0.9增至4.5m/s致使O2生成H2O的選擇性由不到80％升至95.5％，噴嘴與催化劑之間的距離幾乎保持恒定。O2生成H2O的選擇性如此之高估計是由于主物流的流速較高從而使氧與主物流混合得更徹底造成的。
的確，O2生成H2O的選擇性可以通過將混合時間由11ms提高到24ms而由69％增至78％，但是在主物流的流速保持不變的條件下將混合時間繼續(xù)增至46ms，會使O2生成H2O的選擇性降至80％。因此，正確解決問題的方案不是延長混合時間而是提高主物流的流速并保持較短的混合時間(11ms)。O2混合物流過噴嘴的流速在上述實驗期間保持恒定(約33m/s)，通過改變氧進料噴嘴出口與催化劑床之間的距離來調(diào)整混合時間。
按照本發(fā)明，主物流通過氧混合區(qū)的流速可以通過縮小基本上相關(guān)于催化劑區(qū)流動橫截面的氧混合區(qū)流動橫截面來達到所需的高數(shù)值。本發(fā)明反應(yīng)器中氧混合區(qū)的適宜的主物料流速范圍為1-50m/s。然而，主物流通過脫氫催化劑床層的流速明顯地低于氧混合區(qū)中的流速以便在烴的脫氫過程中得到高轉(zhuǎn)化率。
含氧氣體通過孔或噴嘴6進入氧混合區(qū)3的速率對于實現(xiàn)氧的充分混合與氧混合區(qū)中主物流的流速相比不甚重要，條件是含氧氣體以約35m/s或更高例如高達200m/s的流速進料。進一步提高含氧氣體的流速似乎不會導(dǎo)致氫被氧化為水的選擇性得到實質(zhì)性提高。
實驗表明，以并流方式沿軸向?qū)⒀鯇?dǎo)入主物料與通過經(jīng)向噴嘴沿與主物流流向橫截的方向?qū)牒鯕怏w的方式相比不會使氫氧化為水的選擇性下降或使混合效果明顯變差，條件是含氧氣體的流速處在上述數(shù)量級范圍。不過，業(yè)已發(fā)現(xiàn)，采用徑向噴嘴可以在某種程度上使含氧氣體的分布更為均勻，特別是由于其減少了出現(xiàn)局部氧濃度較高的可能性，所以這種導(dǎo)入氧的方式是優(yōu)選的。
本發(fā)明反應(yīng)器在丙烷脫氫成為丙烯的過程中的操作條件如下所述。然而，需要注意的是本發(fā)明的反應(yīng)器并非局限于適用于丙烷脫氫而且還適用于其它可脫氫的烴的脫氫過程。
反應(yīng)器壓力0.5-3巴脫氫溫度 400-700℃氧化溫度 25-700℃氫轉(zhuǎn)化率 10-100％主物流流速0.1-10m/s噴嘴出口處含氧氣體流速1m/s-臨界速度混合時間 ＜15ms可以采用上述已知催化劑作為脫氫催化劑與氫氧化催化劑。在為了評估本發(fā)明而進行的實驗中，所用催化劑含有處在θ-Al2O3上的Pt(0.7-1.02％重)、Sn(0.5-1.15％重)和Cs(1.72-3.86％重)，另一種所用的催化劑含有處在混合氧化物Mg(Al)O上的0.3％(重)Pt和1.2％(重)Sn。所述催化劑同時起著脫氫催化劑和氫氧化催化劑的作用。
實驗表明，氧可以在高達550-600℃的溫度下在不降低生成水的選擇性的條件下與主物流進行有效的混合。
在可脫氫烴的脫氫過程中，反應(yīng)整體可以是自熱的、放熱的或吸熱的。
在丙烷脫氫成為丙烯的過程中，當(dāng)氧氧化約一半在脫氫反應(yīng)中形成的氫時，反應(yīng)整體是自熱的。隨后，該脫氫過程一般在580-650℃進行。
在丙烷的脫氫過程中，當(dāng)氧氧化半數(shù)以上在脫氫反應(yīng)中形成的氫時，反應(yīng)整體是放熱的。在此情況下，脫氫反應(yīng)在低溫(400-580℃)下進行，通過氫燃燒產(chǎn)生實現(xiàn)丙烷高轉(zhuǎn)化率的驅(qū)動力。低氫濃度將反應(yīng)平衡向產(chǎn)生更高的丙烷生成丙烯的轉(zhuǎn)化率的方向轉(zhuǎn)移。
在丙烷的脫氫過程中，當(dāng)氧氧化不到半數(shù)于脫氫反應(yīng)中形成的氫時，反應(yīng)整體是吸熱的。例如在多級反應(yīng)器的最后階段中，當(dāng)丙烯產(chǎn)物的濃度較高時，氧與丙烯之間發(fā)生不需要的氣相反應(yīng)的可能性大于前面的階段。因此，值得推薦的作法是限制最后階段中氧加入量以便實現(xiàn)反應(yīng)整體吸熱。
實施例于1巴壓力和約600℃溫度下與借助含氧氣體燃燒氫的過程同時地以實驗室規(guī)模完成丙烷脫氫成為丙烯的過程。試驗在其設(shè)計如圖4所示的反應(yīng)器中進行，該反應(yīng)器包括第一催化劑區(qū)2、第二催化劑區(qū)4和中間氧混合區(qū)3。這兩個催化劑區(qū)均含有如國際專利申請No.PCT/No94/00102所述制成的由0.3％(重)Pt和1.2％(重)Sn與載體Mg(Al)O組成的催化劑。氧混合區(qū)的流動橫截面積約為兩個催化劑區(qū)中每一個的流動橫截面積的5％。催化劑區(qū)中催化劑的數(shù)量、含丙烷進料物流(主物流)的組成與含氧物流的組成如下所示催化劑用量催化劑區(qū)2(g) 19.1催化劑區(qū)4(g) 58.5主物流C3H8(N ml/min) 1000H2(N ml/min) 400N2(N ml/min) 45O2(N ml/min) 130H2O (N ml/min)1040
含氧物流O2(N ml/min)130N2(N ml/min)45以氣體體積空速GHSV為2100N ml/g.h導(dǎo)入含丙烷進料流(主物流)。反應(yīng)器中的流速為催化劑區(qū)20.51m/s氧混合區(qū)38.4m/s催化劑區(qū)40.51m/s通過噴嘴的含氧氣體 47m/s上述試驗條件導(dǎo)致氧混合區(qū)內(nèi)混合時間為6毫秒(ms)。催化劑區(qū)4的入口區(qū)域中的氧化溫度為約400℃。
催化劑區(qū)2中氫的轉(zhuǎn)化率為65％，而催化劑區(qū)4中氫轉(zhuǎn)化率為50％。操作20小時后，所得結(jié)果為丙烷轉(zhuǎn)化率 55％丙烯的C—選擇性94％摩爾丙烯產(chǎn)率 51.7％摩爾氧的轉(zhuǎn)化率 100％生成水的O2選擇性 87％借助用于該實施例的反應(yīng)器設(shè)計所產(chǎn)生的結(jié)果與借助其中催化劑區(qū)中主物流流速與氧混合區(qū)中流速之間無實質(zhì)性差異的已知反應(yīng)器設(shè)計所得結(jié)果相比具有明顯的改進。當(dāng)氧混合區(qū)中主物流的流速明顯地高于催化劑區(qū)時，如該實施例那樣，氫被更具選擇性地氧化為水，脫氫反應(yīng)被保持在高轉(zhuǎn)化率水平和良好的丙烯選擇性。
權(quán)利要求
1.一種含烴物流中可脫氫的烴、尤其是C3和/或C4烴借助氫的選擇性氧化進行催化脫氫的反應(yīng)器，其中包括在含烴物流的流動方向上順次連接的第一催化劑區(qū)(2)，用于容納可視具體情況而定同樣起著氫氧化催化劑作用的脫氫催化劑或脫氫催化劑與視需要而存在的氫氧化催化劑，在后一種情況下，所述催化區(qū)(2)用于在其入口處容納所述氫氧化催化劑，氧混合區(qū)(3)，設(shè)有用于將含氧氣體分別加入含烴物流的裝置(5)，該氧混合區(qū)(3)至少在靠近氧進料裝置(5)的區(qū)域內(nèi)不含催化劑，第二催化劑區(qū)(4)，用于容納可視具體情況還起著氫氧化催化劑作用的脫氫催化劑或同時容納脫氫催化劑與氫氧化催化劑，在后一種情況下，所述催化劑區(qū)(4)用于在其入口部分容納所述氫氧化催化劑。其特征在于氧混合區(qū)(3)在含烴物流的流動方向上具有占兩個催化劑區(qū)(2、4)之一橫截面積0.5-75％的橫截面，從而在氧混合區(qū)(3)中獲得比催化劑區(qū)更高的流速，含氧氣體進料裝置(5)被設(shè)計用來以至少1m/S至高達比氧混合區(qū)中含烴物流的流速高200倍為止的流速加入該氣體。
2.按照權(quán)利要求1的反應(yīng)器，其特征在于氧混合區(qū)(3)在含烴物流的流動方向上的橫截面積為2個催化劑區(qū)2、4之一橫截面積的3-50％。
3.按照權(quán)利要求2的反應(yīng)器，其特征在于氧混合區(qū)3在含烴物流的流動方向上的橫截面積為2個催化劑區(qū)2、4之一的橫截面積的5-25％。
4.按照權(quán)利要求1-3中任一項的反應(yīng)器，其特征在于將含氧氣體供入氧混合區(qū)(3)的裝置(5)被設(shè)計成沿與含烴物流的流動方向橫截的方向加入所述氣體。
5.按照權(quán)利要求4的反應(yīng)器，其特征在于含氧氣體進料裝置(5)處在氧混合區(qū)(3)的橫截面中心并且含有一個或多個配備有孔或徑向延伸噴嘴(6)的管(5)。
6.按照權(quán)利要求5的反應(yīng)器，其特征在于將含氧氣體加入氧混合區(qū)(3)的進料裝置(5)包括一個管(5、圖4)，該管延伸通過反應(yīng)器并且在氧混合區(qū)中設(shè)有孔或噴嘴(6)。
7.按照權(quán)利要求4的反應(yīng)器，其特征在于含氧氣體進料裝置(5)被設(shè)置在氧混合區(qū)(3；圖5)的外面以便使含氧氣體通過所述區(qū)域的外壁上的孔或噴嘴(6)。
8.按照權(quán)利要求1-7中任一項的反應(yīng)器，其特征在于在第一催化劑區(qū)出口附近和/或氧混合區(qū)(3)的入口附近設(shè)有固體顆粒層(10)，其目的在于防止來自氧混合區(qū)(3)的氧回流進入第一催化劑區(qū)(2)。
9.按照權(quán)利要求1-8中任一項的反應(yīng)器，其特征在于在氧混合區(qū)(3)的出口附近和/或第二催化劑區(qū)(4)的入口附近設(shè)有固體顆粒層(11)，其目的在于促進含烴物流與含氧氣流充分混合。
10.按照權(quán)利要求8或9的反應(yīng)器，其特征在于固體顆粒為石英顆粒。
11.按照權(quán)利要求1-10中任一項的反應(yīng)器，其特征在于包括多個被含在交替出現(xiàn)的催化劑區(qū)與氧混合區(qū)串聯(lián)排布方式中的氧混合區(qū)(3)，反應(yīng)器的第一區(qū)由催化劑區(qū)(2)構(gòu)成，反應(yīng)器的最后區(qū)由催化劑區(qū)(4)構(gòu)成。
全文摘要
一種含烴物流中可脫氫的烴、尤其是C
文檔編號C07C5/00GK1170397SQ95196944
公開日1998年1月14日 申請日期1995年12月18日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月22日
發(fā)明者R·洛登, P·索拉克 申請人:挪威國家石油公司