【技術實現步驟摘要】
本技術屬于化工，具體涉及一種丁烯氧化脫氫制丁二烯的多段絕熱固定床系統。
技術介紹
1、近年來乙烯裝置原料逐漸呈輕質化趨勢，傳統石腦油因價格較高，裂解原料逐漸被廉價的乙烷、丙烷和丁烷所取代，裂解原料的輕質化導致乙烯生產裝置副產的丁二烯產量降低；從丁二烯產品的需求端來看，當前橡膠行業所需丁二烯增長緩慢，abs和己二腈等新興產業強勢崛起，帶來了丁二烯需求的爆發，據分析，未來丁二烯的年缺口量將接近100萬噸，丁烯氧化脫氫制丁二烯可以很好地彌補這一缺口；當前，該領域技術開發頗受全球產業界重視，中國是唯一一個成功實現了大規模商業化應用的國家。
2、目前已工業化丁烯氧化脫氫制丁二烯裝置，采用兩段或三段絕熱固定床，段間采用液相水進料控制下一段絕熱固定床的進料溫度，其結果是在固定床入口和催化劑床上部瓷球之間，隨著反應進行會出現明顯的結碳，導致反應系統壓力降明顯增加，當反應系統壓力達到操作壓力上限時，需要采用空氣燒碳，甚至要結合裝置停車進行人工清除積碳，嚴重影響裝置運行。中國專利cn101367702認為，段間液相水進料是造成結碳的主要原因。中國專利cn103772117、cn103772118和cn103073381采用段間換熱器而不是噴水降溫的方式，但均未指出是否還存在結碳現象。因此，如何找到有效的段間進液相水方法，徹底解決結碳難題，一直沒有得以解決。
技術實現思路
1、本技術針對在進行丁烯氧化脫氫制丁二烯過程中，若采用段間液相水進料控制下一段絕熱固定床的進料溫度，容易產生結碳問題的技
2、為了解決前述技術問題，本技術的第一方面提供一種丁烯氧化脫氫制丁二烯的多段絕熱固定床系統，所述丁烯氧化脫氫制丁二烯的多段絕熱固定床系統采用多段絕熱固定床和段間進料液相水，通過使用雙通道噴嘴將水打散成霧化水滴的形式，可以很好地實現對每段絕熱固定床的溫度控制，徹底解決了絕熱固定床入口的結碳問題，延長了催化劑和反應系統的操作時間。所述丁烯氧化脫氫制丁二烯的多段絕熱固定床系統包括：
3、多段絕熱固定床，所述多段絕熱固定床依次具有進料口、多段催化劑床以及出料口；
4、段間進料的雙通道噴嘴，所述雙通道噴嘴設置在相鄰兩段所述催化劑床之間，所述雙通道噴嘴中的一個通道為用于噴出霧化水滴的段間液相水進料通道，另一個通道為段間丁烯進料通道；
5、段間進料的空氣分布器，所述空氣分布器設置在相鄰兩段所述催化劑床之間且位于所述雙通道噴嘴以下空間。
6、本技術的多段絕熱固定床系統在使用時，混合丁烯、空氣和水蒸氣通過多段絕熱固定床的進料口進入至第一段催化劑床進行反應轉化；
7、本技術考慮到反應過程提升水蒸氣分壓，可以改善催化劑反應性能，采用段間液相水進料的降溫方式，具體方式為：相鄰兩段催化劑床之間設置雙通道噴嘴，段間進料的液相水以霧化形式從雙通道噴嘴的一個進料通道噴出進入段間，丁烯從雙通道噴嘴另一通道噴出進入段間；空氣通過雙通道噴嘴下方的空氣分布器進入段間；雙通道噴嘴噴出的霧化水滴和丁烯混合后通過與上一催化劑床出料接觸，微米級尺寸的霧化水滴得以迅速氣化并與之充分混合均布，再與雙通道噴嘴下部空間設置的空氣分布器進料空氣混合均布，進入下一段催化劑床進行催化轉化。這樣的均布方式，解決了絕熱固定床入口處的結碳難題，維持了反應系統在運行中的壓力降穩定。
8、本技術的丁烯、空氣和水蒸氣從一段催化劑床進入，丁烯和空氣采取分段進料的方式，因此降低了總水烯比，實現了水蒸氣的節約。
9、可選地，在如前所述的丁烯氧化脫氫制丁二烯的多段絕熱固定床系統中，多段所述絕熱固定床采用軸向固定床和徑向固定床中的一種，優選采用軸向固定床。
10、軸向固定床內構件簡單，催化劑裝填方便，通過固定床直徑放大，降低進料線速度，進而做到低的反應系統壓力降，因此成為本技術的優選。
11、可選地，在如前所述的丁烯氧化脫氫制丁二烯的多段絕熱固定床系統中，多段所述絕熱固定床為內設多段所述催化劑床的單臺絕熱固定床；
12、或，多段所述絕熱固定床為內設單段所述催化劑床的多臺絕熱固定床串聯形式。
13、可選地，在如前所述的丁烯氧化脫氫制丁二烯的多段絕熱固定床系統中，所述催化劑床的層數優選2～3層。
14、本技術的多段絕熱固定床，可以設置為單臺多段催化劑床，也可以設置為多臺單段催化劑床串聯形式。其中，單臺多段絕熱固定床系統，相比同段數的多臺絕熱固定床串聯系統，具有占地少和投資相對較低的優勢，此外，反應系統的段數越多，投資就越大，操作也相對復雜，綜合考慮，本技術優選單臺多段催化劑床，床層數優選2或3。
15、可選地，在如前所述的丁烯氧化脫氫制丁二烯的多段絕熱固定床系統中，所述絕熱固定床包括密閉容器，所述密閉容器上方設置有所述進料口，所述密閉容器下方設置有所述出料口，所述密閉容器內部設置有至少一段所述催化劑床。
16、可選地，在如前所述的丁烯氧化脫氫制丁二烯的多段絕熱固定床系統中，所述催化劑床的上部設置有一段用來對進料物料進行再次均勻分布的上部惰性填料，所述催化劑床的下部設置有一段下部惰性填料以及用于支撐所述催化劑床的支撐架。
17、可選地，在如前所述的丁烯氧化脫氫制丁二烯的多段絕熱固定床系統中，所述催化劑床填充的催化劑以fe為主組分，并含有mg、zn和p助劑元素，所述催化劑的分子通式為[mgxzny]fe2o4·zp2o5，0≤x≤1.0，0≤y≤1.0，x+y值為1，z值由催化劑中p2o5含量0.01wt％～2.0wt％決定。
18、可選地，在如前所述的丁烯氧化脫氫制丁二烯的多段絕熱固定床系統中，所述催化劑為圓柱狀顆粒，所述催化劑的外徑為4mm～6mm，高度為3mm-6mm。
19、可選地，在如前所述的丁烯氧化脫氫制丁二烯的多段絕熱固定床系統中，所述上部惰性填料、所述下部惰性填料采用相同惰性填料。
20、可選地，在如前所述的丁烯氧化脫氫制丁二烯的多段絕熱固定床系統中，所述惰性填料是氧化鋁，對反應物料是惰性，所述惰性填料呈球型。
21、可選地，在如前所述的丁烯氧化脫氫制丁二烯的多段絕熱固定床系統中，所述段間液相水進料通道噴出的霧化水滴大小為1微米～500微米，優選為5微米～200微米。
22、可選地，在如前所述的丁烯氧化脫氫制丁二烯的多段絕熱固定床系統中，所述雙通道噴嘴為多個，多個所述雙通道噴嘴均勻布置在垂直于所述絕熱固定床軸向的平面上。
23、可選地，在如前所述的丁烯氧化脫氫制丁二烯的多段絕熱固定床系統中，所述雙通道噴嘴的布置數量為0.5個/平方米～10個/平方米，優選為1個/平方米～4個/平方米。
24、可選地，在如前所述的丁烯氧化脫氫制丁二烯的多段絕熱固定床系統中，所述空氣分布器是開有若干空氣噴口的環管，或其他任何有利于物料均勻分布的形式。
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1.一種丁烯氧化脫氫制丁二烯的多段絕熱固定床系統，所述丁烯氧化脫氫制丁二烯的多段絕熱固定床系統包括：
2.如權利要求1所述的丁烯氧化脫氫制丁二烯的多段絕熱固定床系統，其特征在于，所述段間液相水進料通道噴出的霧化水滴大小為1微米～500微米。
3.如權利要求2所述的丁烯氧化脫氫制丁二烯的多段絕熱固定床系統，其特征在于，所述段間液相水進料通道噴出的霧化水滴大小為5微米～200微米。
4.如權利要求2所述的丁烯氧化脫氫制丁二烯的多段絕熱固定床系統，其特征在于，所述雙通道噴嘴為多個，多個所述雙通道噴嘴均勻布置在垂直于所述絕熱固定床軸向的平面上；
5.如權利要求4所述的丁烯氧化脫氫制丁二烯的多段絕熱固定床系統，其特征在于，所述雙通道噴嘴的布置數量為1個/平方米～4個/平方米。
6.如權利要求1～5任一項所述的丁烯氧化脫氫制丁二烯的多段絕熱固定床系統，其特征在于，多段所述絕熱固定床采用軸向固定床和徑向固定床中的一種。
7.如權利要求1～5任一項所述的丁烯氧化脫氫制丁二烯的多段絕熱固定床系統，其特征在于，多段所述絕熱固定床
8.如權利要求7所述的丁烯氧化脫氫制丁二烯的多段絕熱固定床系統，其特征在于，所述催化劑床的層數為2～3層。
9.如權利要求1～5任一項所述的丁烯氧化脫氫制丁二烯的多段絕熱固定床系統，其特征在于，所述絕熱固定床包括密閉容器，所述密閉容器上方設置有所述進料口，所述密閉容器下方設置有所述出料口，所述密閉容器內部設置有至少一段所述催化劑床。
10.如權利要求1～5任一項所述的丁烯氧化脫氫制丁二烯的多段絕熱固定床系統，其特征在于，所述催化劑床的上部設置有一段用來對進料物料進行再次均勻分布的上部惰性填料，所述催化劑床的下部設置有一段下部惰性填料以及用于支撐所述催化劑床的支撐架。
11.如權利要求1～5任一項所述的丁烯氧化脫氫制丁二烯的多段絕熱固定床系統，其特征在于，所述催化劑床填充的催化劑為圓柱狀顆粒，所述催化劑的外徑為4mm～6mm，高度為3mm-6mm。
12.如權利要求10所述的丁烯氧化脫氫制丁二烯的多段絕熱固定床系統，其特征在于，所述上部惰性填料、所述下部惰性填料采用相同惰性填料；
...【技術特征摘要】
1.一種丁烯氧化脫氫制丁二烯的多段絕熱固定床系統，所述丁烯氧化脫氫制丁二烯的多段絕熱固定床系統包括：
2.如權利要求1所述的丁烯氧化脫氫制丁二烯的多段絕熱固定床系統，其特征在于，所述段間液相水進料通道噴出的霧化水滴大小為1微米～500微米。
3.如權利要求2所述的丁烯氧化脫氫制丁二烯的多段絕熱固定床系統，其特征在于，所述段間液相水進料通道噴出的霧化水滴大小為5微米～200微米。
4.如權利要求2所述的丁烯氧化脫氫制丁二烯的多段絕熱固定床系統，其特征在于，所述雙通道噴嘴為多個，多個所述雙通道噴嘴均勻布置在垂直于所述絕熱固定床軸向的平面上；
5.如權利要求4所述的丁烯氧化脫氫制丁二烯的多段絕熱固定床系統，其特征在于，所述雙通道噴嘴的布置數量為1個/平方米～4個/平方米。
6.如權利要求1～5任一項所述的丁烯氧化脫氫制丁二烯的多段絕熱固定床系統，其特征在于，多段所述絕熱固定床采用軸向固定床和徑向固定床中的一種。
7.如權利要求1～5任一項所述的丁烯氧化脫氫制丁二烯的多段絕熱固定床系統，其特征在于，多段所述絕熱固定床...
【專利技術屬性】
技術研發人員：楊文書，吳勇軍，李延生，
申請(專利權)人：惠生工程中國有限公司，
類型：新型
國別省市：
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