CN107698419B - 化学链丙烷氧化脱氢制备丙烯的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种化学链丙烷氧化脱氢制备丙烯的方法及系统。方法包括如下步骤：丙烷与载氧体颗粒在脱氢反应器中进行反应，生成丙烯、水蒸气和COx气体，载氧体颗粒失氧；从混合气中分离出丙烯；失氧后的载氧体颗粒与含氧气体进行氧化反应，生成贫氧气体和再生的载氧体颗粒，再生的载氧体颗粒循环参与脱氢。系统包括脱氢反应器、混合气净化设备、混合气分离设备、氧化反应器，脱氢反应器能够接收氧化反应器中生成的载氧体颗粒。本发明的化学链丙烷氧化脱氢制备丙烯的方法及系统高效、节能、环保、经济、安全。

Description

化学链丙烷氧化脱氢制备丙烯的方法及系统
技术领域
本发明涉及一种化学链丙烷氧化脱氢制备丙烯的方法及系统。
背景技术
丙烯是一种重要的化工合成基本原料，在石油化工行业占有重要的地位，主要用于合成聚丙烯、丙烯腈和丙烯酸等其他重要的化工产品。目前全球80％的丙烯是来自于石油脑和重质原油的蒸汽裂化或者是催化裂化(FCC)，但是这两种工艺主要生产的是乙烯和成品油，丙烯在其中只是以一种副产物的形式而产生的，因此丙烯产量受到严重的限制。近年来随着丙烯下游衍生物消耗的快速增加，丙烯需求持续上升，供需矛盾日趋明显。
为了提高丙烯产量，缓解丙烯供需矛盾，一些新兴丙烯生产技术应运而生，主要有煤制丙烯(MTO)、甲醇制丙烯(MTP)、丙烷直接脱氢制丙烯(DHP)和丙烷氧化脱氢制丙烯(ODHP)这几种，其中目前已有少量的MTO、MTP和DHP技术用于生产实践中。但是这些新兴技术也存在着一些问题，MTO和MTP作为新兴煤化工技术，需经历煤/CH4—合成气—甲醇—丙烯多步过程，导致制取过程较为复杂，产物纯度较低且需要较高的设备投资，此外若以煤为原料还会消耗大量的水资源并排放出大量的CO2和NOx。DHP是一个强吸热过程，因此该过程需要消耗大量的能量，同时需要在高温低压的反应条件下进行，而在这样的条件下催化剂极易失活，需要反复再生，且由于热力学平衡的限制，单程丙烯收率不高(一般低于30％)。ODHP是在催化剂存在的情况下，向反应器同时通入氧气和丙烷使丙烷与氧气反应生成丙烯和水，虽然该技术可以在更温和的条件下进行，同时也能克服脱氢过程中的热力学平衡限制，但是丙烷在氧气的存在下易发生过度氧化反应生成COx气体(一氧化碳和二氧化碳)从而会降低丙烯的收率，并且氧气的使用还会增加操作成本，不利于设备的安全运行，此外该技术还需要昂贵的空分设备以保证氧气的持续供应。
因此寻求一种高效、节能、环保、经济、安全的丙烯制备方法及系统成为目前急需解决的问题。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的在于提供一种高效、节能、环保、经济、安全的丙烯制备方法及系统。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
本发明提供一种化学链丙烷氧化脱氢制备丙烯的方法，包括如下步骤：S1、丙烷与载氧体颗粒在高温下进行反应，生成含有丙烯、水蒸气和COx气体的混合气以及失氧后的载氧体颗粒；S2、从混合气中分离出丙烯；S3、失氧后的载氧体颗粒与含氧气体进行氧化反应，生成贫氧气体和再生的载氧体颗粒，再生的载氧体颗粒送入步骤S1中使用。
根据本发明，步骤S2包括如下子步骤：S2.1、对混合气进行干燥和除尘；S2.2、从干燥和除尘后的混合气中分别分离出丙烯、COx气体以及未反应的丙烷，分离出的丙烷送入步骤S1使用。
根据本发明，在步骤S2.1中，在干燥和除尘之前，先将混合气与供步骤S1中使用的丙烷换热，再将混合气送入混合气余热锅炉进行余热回收，之后再对混合气进行干燥和除尘。
根据本发明，还包括如下步骤S4：将贫氧气体与供步骤S3使用的含氧气体换热，换热后的贫氧气体送入贫氧气体余热锅炉进行余热回收，之后对贫氧气体进行除尘。
根据本发明，在步骤S1中，丙烷与载氧体颗粒的反应温度为300-700℃；在步骤S2.1中，换热后的丙烷的温度为100-300℃，换热后的混合气的温度为300-600℃，余热回收后的混合气的温度为100-200℃；在步骤S3中，氧化反应的反应温度为300-700℃；在步骤S4中，换热后的含氧气体的的温度为100-300℃，换热后的贫氧气体为300-600℃，余热回收后的贫氧气体的温度为20-100℃。
根据本发明，载氧体颗粒可为金属氧化物载氧体颗粒或钙钛矿类载氧体颗粒；当采用金属氧化物载氧体颗粒时，金属氧化物选用Mn2O3/Mn3O4、Mn3O4/MnO、V2O5/VO2、VO2/V2O3、Co3O4/CoO、CoO/Co、CuO/Cu2O、MoO3/MoO2、MoO3/Mo、Fe2O3/Fe3O4、SbO2/Sb2O3、CdO/Cd、WO3/WO2和NiO/Ni中的一种或多种，制备载氧体的惰性载体选用Al2O3、SiO2、TiO2、ZrO2、Y2O3、沸石、分子筛、尖晶石和海泡石中的一种或多种，金属氧化物的含量在5-70wt％；当采用钙钛矿类载氧体颗粒时，选用RBaCo2O5(R＝Y,Pr-Ho)、RBaCo4O7(R＝Y,Dy-Lu)、RSrR1O4(R＝La，Ln；R1＝Co、Cu、Ni)；载氧体可采用机械混合法、共沉淀法、溶胶-凝胶法、浸渍法、固相反应法、喷雾干燥法、水热法或柠檬酸法等制得，载氧体颗粒直径为200～1000μm。
本发明另一方面提供一种化学链丙烷氧化脱氢制备丙烯的系统，包括：脱氢反应器，脱氢反应器能够供丙烷和载氧体颗粒在其中且在高温下进行反应，生成含有丙烯、水蒸气和COx气体的混合气以及失氧后的载氧体颗粒；混合气净化设备，混合气净化设备能够对混合气进行干燥和除尘；混合气分离设备，混合气分离设备能够从干燥和除尘后的混合气中分离出丙烯；氧化反应器，氧化反应器能够供失氧后的载氧体颗粒与含氧气体在其中进行氧化反应，生成贫氧气体和再生的载氧体颗粒；其中，脱氢反应器能够接收氧化反应器中生成的载氧体颗粒。
根据本发明，混合气净化设备包括冷凝器和除尘器，其中，二者分别对混合气进行干燥和除尘；混合气分离设备还能够分别分离出COx气体和混合气中含有的未反应的丙烷，脱氢反应器能够接收混合气分离设备分离出的丙烷。
根据本发明，还包括：混合气换热器和混合气余热锅炉，混合气换热器能够供混合气与即将送入脱氢反应器中的丙烷换热，混合气余热锅炉能够接收换热后的混合气并对其进行余热回收，混合气净化设备能够接收混合气余热锅炉排出的混合气。
根据本发明，还包括：贫氧气体换热器、贫氧气体余热锅炉和贫氧气体除尘器，贫氧气体换热器能够供贫氧气体与即将送入氧化反应器中的含氧气体换热，贫氧气体余热锅炉能够接收换热后的贫氧气体并对其进行余热回收，贫氧气体除尘器能够接收贫氧气体余热锅炉排出的贫氧气体并对其进行除尘。
根据本发明，脱氢反应器为固定床脱氢反应器，氧化反应器为流化床氧化反应器，系统还包括分离设备，分离设备与氧化反应器、脱氢反应器和贫氧气体换热器连通，能够将氧化反应器中生成的载氧体颗粒和贫氧气体分离并分别送至脱氢反应器和换热器。
(三)有益效果
本发明的有益效果是：
本发明提供的化学链丙烷氧化脱氢制备丙烯的方法中，第一，在脱氢过程中能将副产物H2氧化成水，消除了脱氢反应过程中热力学平衡的限制，使单程丙烯产率提高，同时副产物H2氧化过程中所释放的热量还可提供给脱氢反应，降低了脱氢反应中的能量消耗；第二，在脱氢过程中的主要副产物为水蒸气，有利于后续产物的分离，同时也降低了后续产物分离的能耗；第三、作为原料的丙烷来源广泛，将低附加值的丙烷转化成高附加值的丙烯具有很大的经济效益；第四、将丙烷直接制成丙烯，工艺流程短，设备投资小且产物质量好；第五、消除了氧气与反应物丙烷和产物丙烯的直接接触，减小了过度氧化反应的进行，有利于提高丙烯的产率，同时也增加了可操作性和安全性；第六、相比于以煤为原料排放大量的CO2和NOx，本方法生成的CO2较少且不生成NOx气体，更加环保。
利用本发明提供的化学链丙烷氧化脱氢制备丙烯的系统，第一，在脱氢过程中能将副产物H2氧化成水，消除了脱氢反应过程中热力学平衡的限制，使单程丙烯产率提高，同时副产物H2氧化过程中所释放的热量还可提供给脱氢反应，降低了脱氢反应中的能量消耗；第二，在脱氢过程中的主要副产物为水蒸气，有利于后续产物的分离，同时也降低了后续产物分离的能耗；第三、作为原料的丙烷来源广泛，将低附加值的丙烷转化成高附加值的丙烯具有很大的经济效益；第四、将丙烷直接制成丙烯，工艺流程短，设备投资小且产物质量好；第五、消除了氧气与反应物丙烷和产物丙烯的直接接触，减小了过度氧化反应的进行，有利于提高丙烯的产率，同时也增加了可操作性和安全性；第六、相比于以煤为原料排放大量的CO2和NOx，本方法生成的CO2较少且不生成NOx气体，更加环保。
综上，本发明的化学链丙烷氧化脱氢制备丙烯的方法及系统高效、节能、环保、经济、安全。
附图说明
图1为具体实施方式提供的化学链丙烷氧化脱氢制备丙烯的系统的结构示意图。
【附图标记】
1：氧化反应器；2：分离设备；3：脱氢反应器；4：加热体；5：贫氧气体换热器；6：贫氧气体余热锅炉；7：贫氧气体除尘器；8：料斗；9：混合气换热器；10：混合气余热锅炉；11：冷凝器；12：除尘器；13：混合气分离设备；14：丙烯储存器；15：COx气体储存器；16：载氧体颗粒流量阀；17：含氧气体流量阀；18：丙烷流量阀；19：含氧气体入口；20：放料口；21：贫氧气体出口；22：料腿；23：混合气出口；24：进料口；25：丙烷入口；26：放料口；27：载氧体出口；28：贫氧气体入口；29：含氧气体出口；30：贫氧气体出口；31：含氧气体入口；32：混合气入口；33：丙烷入口；34：混合气出口；35：丙烷出口；36：混合气入口；37：丙烷出口；38：丙烯出口；39：COx气体出口。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。其中，本文所涉及的“上”、“下”等方位术语，以图1中示出的定向为参考。
实施例一
参照图1，本实施例提供一种化学链丙烷氧化脱氢制备丙烯的系统，该系统包括脱氢反应器3、混合气净化设备、混合气分离设备13、氧化反应器1、混合气换热器9、混合气余热锅炉10、贫氧气体换热器5、贫氧气体余热锅炉6、贫氧气体除尘器7、分离设备2、料斗8、COx气体储存器15和丙烯储存器14。
脱氢反应器3能够接收丙烷和载氧体颗粒，并且供丙烷和载氧体颗粒在其中、在高温下进行反应生成丙烯、水蒸气、COx气体和失氧后的载氧体颗粒，COx气体作为丙烷与载氧体颗粒反应的副产品。氧化脱氢反应生成的丙烯和水蒸气以及深度氧化反应生成的水蒸气和COx气体共同形成混合气。可理解，上述“高温”指可以发生上述氧化脱氢反应和深度氧化反应的温度。可理解，混合气并不局限于仅包含水蒸气和COx气体和丙烯，如在本实施例中在脱氢反应器3中进行的丙烷和载氧体颗粒反应中存在未反应完全的丙烷，则混合气中还会包含丙烷，因此，混合气为脱氢反应器3中气态物质的总和。
脱氢反应器3能够将混合气和失氧后的载氧体颗粒输出，在本实施例中，混合气和失氧后的载氧体颗粒分别输出，即无需外加分离器来分离混合气和失氧后的载氧体颗粒。
其中，在脱氢反应器3中所进行的氧化脱氢反应为：
MexOy+C3H8＝MexOy-1+C3H6+H2O(g)
其中，在脱氢反应器3中所进行的深度氧化反应为：
7MexOy+C3H8＝7MexOy-1+3CO+4H2O(g)
10MexOy+C3H8＝10MexOy-1+3CO2+4H2O(g)
混合气换热器9与脱氢反应器3连通，以能够接收脱氢反应器3输出的混合气。混合气换热器9供混合气与即将送入脱氢反应器3中的丙烷在其中换热。具体地，低温的丙烷从高温的混合气中吸热，使混合气携带出的部分热量经丙烷循环回到脱氢反应器3中。混合气换热器9能够分别输出换热后的丙烷和换热后的混合气。
混合气余热锅炉10与混合气换热器9连通，以能够接收换热后的混合气并对其进行余热回收。混合气余热锅炉10能够输出回收余热后的混合气。
混合气净化设备与混合气余热锅炉10连通，以能够接收混合气余热锅炉10排出的回收余热后的混合气，并且对混合气进行干燥和除尘，其中干燥即去除混合气中的水蒸气，除尘即去除混合气中的固体颗粒。具体到本实施例中，混合气净化设备包括冷凝器11和除尘器12。其中，冷凝器11与混合气余热锅炉10连通，以能够接收回收余热后的混合气。冷凝器11能够将混合气中的水蒸气冷凝成液态水脱除，以去除混合气中的水蒸气，实现对混合气的干燥，冷凝器11能够分别输出液态水和脱除水蒸气后的混合气。当然，混合气净化设备中用于对混合气进行干燥的设备不限于冷凝器11，还可以是其他任何现有技术中可以实现脱除混合气中水蒸气的设备。除尘器12与冷凝器11连通，以接收干燥后的混合气，并且除尘器12能够对干燥后的混合气进行除尘，脱出其中的固体颗粒(主要为带出来的失氧后的载氧体颗粒和/或载氧体颗粒)，并且除尘器12能够输出脱除固体颗粒后的混合气。当然，干燥和除尘的顺序不限于本实施例的顺序，只要能够同时或先后实现干燥和除尘的混合气净化设备均在本发明的保护范围内，并且混合气净化设备可以为一个设备也可以为多个设备。
料斗8与混合气净化设备连通，以接收固体颗粒。回收的固体颗粒可用于下次生产，节约用料。
混合气分离设备13与除尘器12连通，以接收干燥和除尘后的混合气，此时，混合气由丙烷、COx气体和丙烯组成。混合气分离设备13能够分别分离出COx气体、丙烷和丙烯并将三者分别输出。其中，在本实施例中，混合气分离设备13为一个分离器，其可同时分离出COx气体、丙烷和丙烯。当然，不局限于此，在其他实施例中，混合气分离设备13也可包括多个分离器，可通过多个分离器分别分离出COx气体、丙烷和丙烯。其中，混合气分离设备2与混合气换热器9连通，以能够将分离出的丙烷经混合气换热器9获取热量后送回至脱氢反应器3中重复利用，节约原料。由此，在本实施例中，脱氢反应器3与混合气分离器之间用于回收利用丙烷的连通由混合气换热器9完成，但在其他实施例中，脱氢反应器3和混合气分离设备13可直接通过管线连通。
COx气体储存器15与混合气分离设备13连通，以接收混合气分离设备13分离出的COx气体。当然，混合气分离设备13分离出的COx气体还可直接用于后续化工合成。
丙烯储存器14与混合气分离设备13连通，以接收混合气分离设备13分离出的丙烯。当然，混合气分离设备13分离出的丙烯还可直接用于后续化工合成。
氧化反应器1与脱氢反应器3连通，以接收脱氢反应器3中输出的失氧后的载氧体颗粒。氧化反应器1能够供失氧后的载氧体颗粒与含氧气体在其中、在高温下进行氧化反应，使得失氧后的载氧体颗粒从含氧气体中重新得氧，生成再生的载氧体颗粒和贫氧气体并分别输出。其中，上述“高温”指能够使失氧后的载氧体颗粒与含氧气体发生氧化反应、重新得氧形成载氧体颗粒的温度。
其中，在氧化反应器中所进行的氧化反应为：
MexOy-1+0.5O2(g)→MexOy
分离设备2与氧化反应器1、脱氢反应器3和贫氧气体换热器5连通，能够接收氧化反应器1输出的再生的载氧体颗粒和贫氧气体并且将二者分离后分别输出至脱氢反应器3和贫氧气体换热器5。脱氢反应器3能够接收氧化反应器1中生成的载氧体颗粒。
贫氧气体换热器5能够接收分离设备2输出的贫氧气体并能够供贫氧气体与即将送入氧化反应器1中的含氧气体换热，并且将换热后的贫氧气体和含氧气体分别输出。其中，含氧气体吸收高温贫氧气体中的热量，并将该热量带回氧化反应器1。
贫氧气体余热锅炉6与贫氧气体换热器5连通，以能够接收换热后的贫氧气体并对其进行余热回收，并且能够输出回收余热后的贫氧气体。
贫氧气体除尘器7与贫氧气体余热锅炉6连通，以能够接收贫氧气体余热锅炉6输出的回收余热后的贫氧气体并将其中的固体颗粒(主要为失氧后的载氧体颗粒和/或载氧体颗粒)脱除，贫氧气体除尘器7与大气连通以释放出脱除了固体颗粒的贫氧气体。贫氧气体除尘器7还与料斗8连通，料斗8接收贫氧气体除尘器7输出的固体颗粒，以用于下次生产，节约原料。
综上，利用本实施例提供的化学链丙烷氧化脱氢制备丙烯的系统，第一，在脱氢反应器中进行的在脱氢过程中能将副产物H2氧化成水，消除了脱氢反应过程中热力学平衡的限制，使单程丙烯产率提高，同时副产物H2氧化过程中所释放的热量还可提供给脱氢反应，降低了脱氢反应中的能量消耗；第二，在脱氢过程中的主要副产物为水蒸气，有利于后续产物的分离，同时也降低了后续产物分离的能耗；第三、作为原料的丙烷来源广泛，将低附加值的丙烷转化成高附加值的丙烯具有很大的经济效益；第四、将丙烷直接制成丙烯，工艺流程短，设备投资小且产物质量好；第五、消除了氧气与反应物丙烷和产物丙烯的直接接触，减小了过度氧化反应的进行，有利于提高丙烯的产率，同时也增加了可操作性和安全性；第六、相比于以煤为原料排放大量的CO2和NOx，本系统生成的CO2气体较少，并且不生成NOx气体，更加环保。
并且，利用混合气与丙烷换热，既能够将混合气中的热量回收利用，使丙烷所携带的热量供脱氢反应器3中使用，节约了能源；又可以降低后续脱除水蒸气时的能耗。
并且，进一步利用混合气中的余热，一方面进行能量回收，另一方面可以降低后续脱除水蒸气时的能耗。
并且，利用贫氧气体与含氧气体换热，既能够将贫氧气体中的热量回收利用，使含氧气体所携带的热量供氧化反应器1使用，节约了能源。并且，进一步利用贫氧气体中的余热可以降低排放至大气的贫氧气体的温度，降低对环境的影响。
综上，本发明的化学链丙烷氧化脱氢制备丙烯的系统高效(丙烯产出效率高)、节能、环保、经济、安全。
在本实施例中，脱氢反应器3为固定床脱氢反应器，其顶部上设有供载氧体颗粒进入的载氧体入口、供混合气输出的混合气出口23以及进料口24，其底部侧壁上设有丙烷入口25，其底部侧壁上设有供失氧后的载氧体颗粒输出的载氧体出口27和放料口26，其外壁上设有加热体4。该脱氢反应器3可承受的反应温度至少为300-700℃，即该脱氢反应器3中至少能进行300-700℃的反应，如需要还有可能更高。当然，本发明不局限于此，在其他实施例中，脱氢反应器3可以选择现有任何类型，只要能够供丙烷和载氧体颗粒在其中反应生成含有丙烯的混合气即可。
其中，在脱氢反应器3中参与反应的载氧体颗粒可为金属氧化物载氧体颗粒或钙钛矿类载氧体颗粒。
当采用金属氧化物载氧体颗粒时，金属氧化物可选用Mn2O3/Mn3O4、Mn3O4/MnO、V2O5/VO2、VO2/V2O3、Co3O4/CoO、CoO/Co、CuO/Cu2O、MoO3/MoO2、MoO3/Mo、Fe2O3/Fe3O4、SbO2/Sb2O3、CdO/Cd、WO3/WO2和NiO/Ni等物质中的一种或多种，其中“/”前面的物质代表在脱氢反应器中反应前的载氧体，经过脱氢反应后载氧体就被还原成“/”后面的物质，并通入到氧化反应器中进行反应。制备载氧体的惰性载体可选用Al2O3、SiO2、TiO2、ZrO2和Y2O3等氧化物，以及沸石、分子筛、尖晶石和海泡石等复合物中的一种或多种，金属氧化物的含量在5-70wt％左右。
当采用钙钛矿类载氧体时，可选用RBaCo2O5(R＝Y,Pr-Ho)、RBaCo4O7(R＝Y,Dy-Lu)、RSrR1O4(R＝La，Ln；R1＝Co、Cu、Ni)等。载氧体可采用机械混合法、共沉淀法、溶胶-凝胶法、浸渍法、固相反应法、喷雾干燥法、水热法或柠檬酸法等制得，载氧体颗粒直径为200～1000μm。
进一步，混合气换热器9具有供混合气进入的混合气入口32、供换热后的混合气输出的混合气出口34、供丙烷进入的丙烷入口33、供换热后的丙烷输出的丙烷出口35、连通混合气入口与混合气出口的混合气通道以及连通丙烷入口和丙烷出口的丙烷通道，混合气通道和丙烷通道之间不连通但可进行换热，以使丙烷和混合气换热。混合气换热器9的混合气入口32与脱氢反应器3的混合气出口23通过管线连通，以接收脱氢后的混合气。混合气换热器9的丙烷出口35与脱氢反应器3的丙烷入口25通过管线连通，以将换热后的丙烷送入脱氢反应器3中进行反应。当然，混合气换热器9的丙烷入口33还通过管线与其他丙烷源连通，以满足丙烷原料的供应，在该管线上设有丙烷流量阀18。经过混合气换热器9换热后从其混合气出口34排出的混合气的温度为300-600℃。经过混合气换热器9换热后从其丙烷出口35排出的丙烷的温度为100-300℃。
进一步，混合气余热锅炉10具有供混合气进入的混合气入口、供混合气输出的混合气出口以及其他余热锅炉常用结构，混合气余热锅炉10的混合气入口与混合气换热器9的混合气出口34连通，以接收经过换热的混合气。经过混合气余热锅炉10换热后从其混合气出口排出的混合气的温度为100-200℃。混合气余热锅炉10回收的余热在分离混合气时需要加热时可用于混合气分离设备13。
冷凝器11具有供混合气进入的混合气入口、供混合气排出的混合气出口以及连通混合气入口和混合气出口的混合气通道，冷凝器11的混合气入口与混合气余热锅炉10的混合气出口连通，以接收回收余热后的混合气。其中，冷凝器11还具有液态水出口供液态水排出。冷凝器11中还具有供冷凝介质进入的冷凝介质入口、供换热后的冷凝介质排出的冷凝介质出口以及连通在冷凝介质入口和冷凝介质出口之间的冷凝介质通道，冷凝介质通道与混合气通道之间不连通但可以换热，在冷凝介质通道中流动的冷凝介质与在混合气通道中流动的混合气换热，混合气中的水蒸气冷凝成液态水从混合气脱除，冷凝介质吸热。在本实施例中，可以选用含氧气体作为冷凝介质，吸热后的含氧气体可以作为供入氧化反应器1的含氧气体。进一步，含氧气体中氧气的体积浓度为1-99％，优选空气或含氧的工业烟气。冷凝器11中形成的液态水的温度在60-80℃，经除氧后可作为余热锅炉(混合气余热锅炉10和/或贫氧气体余热锅炉6)的补充水添加到余热锅炉中。
除尘器12为气固分离器(可选布袋除尘器、静电除尘器等)。除尘器12具有供混合气进入的混合气入口、供混合气输出的混合气出口以及供固体颗粒输出的固体颗粒出口，除尘器12的混合气入口与冷凝器11的混合气出口连通，以接收脱除水蒸气后的混合气。
由此，在本实施例中，冷凝器11的混合气入口构成混合气净化设备的混合气入口，除尘器12的混合气出口构成混合气净化设备的混合气出口。进而，混合气净化设备的混合气入口与混合气余热锅炉的混合气出口连通，以接收回收余热后的混合气；混合气净化设备的混合气出口与混合气分离设备的混合气入口36连通，以将脱除水蒸汽和固体颗粒的混合气送入混合气分离设备。
当然，本发明的混合气净化设备不局限于上述先冷凝器11后除尘器12的方案，例如，冷凝器11也可位于除尘器12的下游而先进行除尘、再进行干燥，此时除尘器12可选用旋风分离器。具体地，在此情况下，混合气净化设备包括旋风分离器(即除尘器12)和冷凝器11，旋风分离器具有混合气入口、固体颗粒出口、混合气出口，旋风分离器的混合气入口作为混合气净化设备的混合气入口。冷凝器11具有混合气入口、冷凝介质入口、液态水出口和混合气出口，冷凝器11的混合气出口作为混合气净化设备的混合气出口。冷凝器11的混合气入口与旋风分离器的混合气出口连通。
当然，混合气净化设备可以是任何可以对混合气进行干燥和除尘的一个分离设备或多个分离设备的组合，并且干燥和除尘的顺序不限制。其中优选地，混合气净化设备以将水蒸气转化为液态水的方式将水蒸气脱除，以再利用液态水，当然，在其他实施例中，也可采用吸附的方式脱除水蒸气。
料斗8具有供固体颗粒进入的固体颗粒入口，料斗8的固体颗粒入口与除尘器12的固体颗粒出口连通，以接收从混合气中脱除的固体颗粒。
混合气分离设备13具有供混合气进入的混合气入口36、供COx气体输出的COx气体出口39、供丙烯输出的丙烯出口38和供丙烷输出的丙烷出口37，混合气分离设备13的混合气入口36与除尘器12的混合气出口连通，以接收干燥和除尘后的混合气。丙烷出口37与混合气换热器9的丙烷入口33连通。
COx气体储存器15具有供COx气体进入的COx气体入口，COx气体储存器15的COx气体入口与混合气分离设备13的COx气体出口连通，以接收从混合气中分离出的COx气体。当然，混合气分离设备13的COx气体出口还可与下游化工合成设备连通。COx气体的化工合成包括合成油、甲醇和乙二醇等以COx气体为原料的化工合成中。
丙烯储存器14具有供丙烯进入的丙烯入口，丙烯储存器14的丙烯入口与混合气分离设备13的丙烯出口38连通，以接收从混合气中分离出的丙烯。当然，混合气分离设备13的丙烯出口38还可与下游化工合成设备连通。丙烯的化工合成包括合成聚丙烯、丙烯酸和丙烯腈等以丙烯为原料的化工合成中。
氧化反应器1为流化床氧化反应器，能够承受至少300-700℃的反应温度，即氧化反应器1至少可以在其中进行300-700℃的反应，如需要也可更高。氧化反应器1的底部设有供载氧体颗粒进入的载氧体颗粒入口、供含氧气体进入的含氧气体入口19、放料口20，其顶部设有供混合物进入的混合物出口(因载氧体颗粒粒径小，会夹杂在贫氧气体中形成混合物在氧化反应器1中一起向上运动，从混合物出口排出)。氧化反应器1的载氧体颗粒入口与脱氢反应器3的载氧体出口27通过管线连通，该管线上设有载氧体颗粒流量阀16，以限制载氧体颗粒的排出速度，进而也控制了脱氢反应器3中的反应速度。其中，脱氢反应器3的载氧体出口27高于氧化反应器1的载氧体颗粒入口并且二者之间连接的管线与水平面呈20°-70°的夹角。当然，本发明不局限于此，在其他实施例中，氧化反应器1可以选择现有任何类型，只要能够供失氧后的载氧体颗粒和含氧气体在其中反应生成再生的载氧体颗粒以及贫氧气体即可。
分离设备2为旋风除尘器，其具有供混合物(再生的载氧体颗粒和贫氧气体)进入的混合物入口、供再生的载氧体颗粒输出的载氧体出口和供贫氧气体输出的贫氧气体出口21，分离设备2的混合物入口与氧化反应器1的混合物出口连通，以接收氧化反应器1生成的再生的载氧体颗粒以及贫氧气体。分离设备2的载氧体出口位于其料腿22上，与脱氢反应器3的载氧体颗粒入口连通，以将再生后的载氧体颗粒送入脱氢反应器3继续参加脱氢反应。
贫氧气体换热器5具有供贫氧气体进入的贫氧气体入口28、供换热后的贫氧气体输出的贫氧气体出口30、供含氧气体进入的含氧气体入口31、共换热后的含氧气体输出的含氧气体出口29、连通贫氧气体入口与贫氧气体出口的贫氧气体通道、连通含氧气体入口与含氧气体出口的含氧气体通道，贫氧气体通道与含氧气体通道之间不连通仅换热，进而使得贫氧气体与含氧气体进行换热。贫氧气体换热器5的贫氧气体入口28与分离设备2的贫氧气体出口21连通，以接收高温的贫氧气体。贫氧气体换热器5的含氧气体入口31通过管线与含氧气体源连通，在该管线上设有含氧气体流量阀17，以控制含氧气体的注入量，进而控制氧化反应器1中的反应。贫氧气体换热器5的含氧气体出口30与氧化反应器1的含氧气体入口19连通。经过贫氧气体换热器5换热后从其贫氧气体出口30排出的贫氧气体的温度为300-600℃。经过贫氧气体换热器5换热后从其含氧气体出口29排出的含氧气体的温度为100-300℃。
贫氧气体余热锅炉6具有供贫氧气体进入的贫氧气体入口、供回收余热后的贫氧气体排出的贫氧气体出口以及其他余热锅炉常用结构，贫氧气体余热锅炉6的贫氧气体入口与贫氧气体换热器5的贫氧气体出口30连通，以接收换热后的贫氧气体。经过贫氧气体余热锅炉6换热后从其贫氧气体出口排出的贫氧气体的温度为20-100℃。
贫氧气体除尘器7具有供贫氧气体进入的贫氧气体入口、供贫氧气体输出的贫氧气体出口以及供固体颗粒输出的固体颗粒出口，贫氧气体除尘器7的贫氧气体入口与贫氧气体余热锅炉6的贫氧气体出口连通，以接收回收余热后的贫氧气体。贫氧气体除尘器7的固体颗粒出口与料斗8的固体颗粒入口连通，以将从贫氧气体中分离出的固体颗粒(主要为失氧后的载氧体颗粒和/或载氧体颗粒)送入料斗8中收集。当含氧气体为空气等不会对环境造成影响的气体时，贫氧气体除尘器7的贫氧气体出口与大气连通，将去除了固体颗粒且已降温的贫氧气体排入大气，不会对环境造成影响。当贫氧气体为不能直接排入大气的气体时，贫氧气体除尘器7的贫氧气体出口也可与收集装置连通。
当然，本发明不局限于此，在其他实施例中，脱氢反应器3只能将处于混合状态的失氧后的载氧体颗粒和混合气一起输出，那么，在脱氢反应器3下游设置分离设备，该分离设备与脱氢反应器3连通以接收混合在一起的失氧后的载氧体颗粒和混合气，分离设备为气固分离器，能够将失氧后的载氧体颗粒和混合气分离开并分别输出，即分离设备与氧化反应器1和混合气换热器9连通而向二者分别输出失氧后的载氧体颗粒和混合气。
当然，本发明不局限于此，在其他实施例中，氧化反应器1可以将再生的载氧体颗粒和贫氧气体分别输出，那么，在氧化反应器1下游无需设置分离设备2，氧化反应器1直接与脱氢反应器3和贫氧气体换热器5连通，以分别向二者输出再生的载氧体颗粒和贫氧气体。
在本实施例的系统中，上述的“连通”可以是两个部件直接连接而导通，也可以是两个部件通过管线连通，并且在管线上也可以设置其他部件，只要是能实现相应物料的传输即可。并且，本实施例中的分离器和分离设备2等行使分离功能的装置的设置，均是基于其上游设备本身是否具有气固分离功能、固固分离、固液分离等分离功能而确定，因此，在执行主要工艺步骤的设备(脱氢、氧化设备)选用不同类型时，本领域技术人员可以删除上述实施例中的行使分离功能的装置，或在上述实施例中添加行使分离功能的装置。
实施例二
本实施例提供一种化学链丙烷氧化脱氢制备丙烯的方法，该方法应用上述实施例一的系统，包括如下步骤：
S1、在脱氢反应器3中通入丙烷，一部分丙烷和载氧体颗粒在高温下(优选为300-700℃)发生氧化脱氢反应，生成丙烯、水蒸气和失氧后的载氧体颗粒，脱氢反应器3中的另一部分丙烷在高温上下发生深度氧化反应，生成水蒸气和COx气体。含有氧化脱氢反应生成的丙烯和水蒸气、深度氧化反应生成的水蒸气和COx气体、以及未完全反应的丙烷的混合气和失氧后的载氧体颗粒分别从脱氢反应器3中输出至混合气换热器9和氧化反应器1。
S2、从混合气中分离出丙烯。具体为：
S2.1、先在混合气换热器9中将混合气与供步骤S1中使用的丙烷换热，丙烷换热后温度为100-300℃(即对丙烷进行了预热)，换热后的混合气的温度为300-600℃；再将300-600℃的混合气送入混合气余热锅炉10进行余热回收，余热回收后的混合气的温度为100-200℃；之后再将100-200℃送入冷凝器11中去除混合气中的水蒸气以及然后送入除尘器12中去除混合气中的固体颗粒(主要是失氧后的载氧体颗粒和/或载氧体颗粒)。最后，将干燥和除尘后的混合气送至混合气分离设备13。
S2.2、在混合气分离设备13中，从干燥和除尘后的混合气中分别分离出丙烯、丙烷和COx气体，分离出的丙烷送入混合气换热器9经换热后送至脱氢反应器3继续参加反应，以使分离出的丙烷送入步骤S1使用；分离出的丙烯和COx气体分别送至丙烯储存器14和COx气体储存器15，并且二者也可用于相应的化工合成。
S3、在氧化反应器1中，失氧后的载氧体颗粒与含氧气体在高温(优选300-700℃)下进行氧化反应，生成贫氧气体和再生的载氧体颗粒，二者一起输出至分离设备2，分离设备2将贫氧气体送至贫氧气体换热器5，将再生的载氧体颗粒送至脱氢反应器3中，以使再生的载氧体颗粒送入步骤S1中继续使用。
S4、在贫氧气体换热器5中，将贫氧气体与供步骤S3使用的含氧气体换热，换热后的含氧气体的温度为100-300℃(即对即将参加反应的含氧气体进行预热)，换热后的贫氧气体的温度为300-600℃；然后，换热后的300-600℃贫氧气体送入贫氧气体余热锅炉6进行余热回收，余热回收后的贫氧气体的温度为20-100℃；之后，20-100℃的贫氧气体送入贫氧气体除尘器7去除贫氧气体中的固体颗粒。
可理解，上述步骤并非仅执行1次，而是在工艺过程中持续进行的。上述步骤S2.1-步骤S2.2为步骤S2在本实施例中的具体步骤，而在其他实施例中，仅包括步骤S2即在本发明的保护范围内。
优选地，在步骤S1中，载氧体颗粒的粒径为200-1000μm。载氧体颗粒可为金属氧化物载氧体颗粒或钙钛矿类载氧体颗粒。当采用金属氧化物载氧体颗粒时，金属氧化物可选用Mn2O3/Mn3O4、Mn3O4/MnO、V2O5/VO2、VO2/V2O3、Co3O4/CoO、CoO/Co、CuO/Cu2O、MoO3/MoO2、MoO3/Mo、Fe2O3/Fe3O4、SbO2/Sb2O3、CdO/Cd、WO3/WO2和NiO/Ni等，制备载氧体的惰性载体可选用Al2O3、SiO2、TiO2、ZrO2和Y2O3等氧化物，以及沸石、分子筛、尖晶石和海泡石等复合物，金属氧化物的含量在5-70wt％左右。当采用钙钛矿类载氧体时，可选用RBaCo2O5(R＝Y,Pr-Ho)、RBaCo4O7(R＝Y,Dy-Lu)、RSrR1O4(R＝La，Ln；R1＝Co、Cu、Ni)等。载氧体可采用机械混合法、共沉淀法、溶胶-凝胶法、浸渍法、固相反应法、喷雾干燥法、水热法和柠檬酸法等制得。
综上，利用本实施例提供的化学链丙烷氧化脱氢制备丙烯的方法，第一，在脱氢过程中能将副产物H2氧化成水，消除了脱氢反应过程中热力学平衡的限制，使单程丙烯产率提高，同时副产物H2氧化过程中所释放的热量还可提供给脱氢反应，降低了脱氢反应中的能量消耗；第二，在脱氢过程中的主要副产物为水蒸气，有利于后续产物的分离，同时也降低了后续产物分离的能耗；第三、作为原料的丙烷来源广泛，将低附加值的丙烷转化成高附加值的丙烯具有很大的经济效益；第四、将丙烷直接制成丙烯，工艺流程短，设备投资小且产物质量好；第五、消除了氧气与反应物丙烷和产物丙烯的直接接触，减小了过度氧化反应的进行，有利于提高丙烯的产率，同时也增加了可操作性和安全性；第六、相比于以煤为原料排放大量的CO2和NOx，本方法排放的COx气体较少，并且不生成NOx，更加环保。
并且，利用混合气与丙烷换热，既能够将混合气中的热量回收利用，使丙烷所携带的热量供脱氢反应器3中使用，节约了能源；又可以降低后续脱除水蒸气时的能耗。
并且，进一步利用混合气中的余热，一方面进行能量回收，另一方面可以降低后续脱除水蒸气时的能耗。
并且，利用贫氧气体与含氧气体换热，既能够将贫氧气体中的热量回收利用，使含氧气体所携带的热量供氧化反应器1使用，节约了能源。
并且，进一步利用贫氧气体中的余热可以降低排放至大气的贫氧气体的温度，降低对环境的影响。
并且，对于贫氧气体和混合气均进行脱除固体颗粒的步骤，更加环保。
综上，本发明的化学链丙烷氧化脱氢制备丙烯的方法高效(丙烯产出效率高)、节能、环保、经济、安全。
综上，本发明的技术核心是利用载氧体中的晶格氧，在无气态氧的条件下与丙烷发生氧化脱氢反应生成丙烯和水，载氧体失去晶格氧；然后失去晶格氧的载氧体在含氧气体氛围下与其中的氧气接触发生反应(含氧气体变为贫氧气体)，补充其失去的晶格氧，使其得以再生使用。
当然，本发明的方法不局限于采用实施例一所示出的系统，只要能够完成上述步骤S1至步骤S3即可，优选完成步骤S1-S4。并且，需强调的是，虽然在方法中以S1-S4进行了排序，但不构成对步骤先后顺序的限定，除非后步骤必须利用先步骤的产物或者本领域技术人员公知的需要先步骤先执行的情况，否则并不局限于上述实施例所列出的顺序，并且结合上述详细描述可知，一些步骤同时进行最为有益，例如步骤S2和步骤S3可同时进行。
可理解，在上述实施例的系统和方法中，在生产刚刚启动时，需要先向脱氢反应器3中注入载氧体颗粒和丙烷，载氧体颗粒和丙烷均是外来的。但当生产稳定后，向脱氢反应器3中注入的载氧体颗粒以及部分丙烷均是在系统中循环使用的。
可理解，在上述方法中，是以载氧体颗粒的失氧(参与脱氢)-得氧为线索进行的步骤描述。应强调的是，无论是怎样描述本发明，其所要保护的内容核心均是用载氧体颗粒将丙烷制成丙烯，而不应以描述方式对本发明进行限制性解释。
如下，以一实验进一步描述利用实施例一的系统进行的方法。其中以产量2t/h的丙烷氧化脱氢制丙烯系统为例，方法的实施步骤如下：
1、选择金属氧化物V2O5和惰性载体Al2O3，金属氧化物的添加比例为10％，采用浸渍法制备载氧体，对制备的载氧体进行筛分，选择粒度在200-300μm的载氧体颗粒2t(在其他实施例中，载氧体颗粒的粒度在200-1000μm即可)，由固定床脱氢反应器的进料口置于固定床床层。
2、打开固定床脱氢反应器的加热体4，使固定床脱氢反应器温度迅速达到600℃(即达到反应温度，在其他实施例中反应温度为300-700℃即可)，并保持不变。
3、打开丙烷流量阀18，向固定床脱氢反应器内通入丙烷气体，使丙烷在固定床脱氢反应器内与载氧体颗粒发生氧化脱氢反应生成丙烯和水蒸气，同时部分丙烷发生深度氧化反应生成COx气体和水蒸气，载氧体颗粒失去晶格氧。
4、固定床脱氢反应器产生的混合气由固定床脱氢反应器顶部的混合气出口23排出进入混合气换热器9，在混合气换热器9中与待反应的丙烷气体换热，换热后的混合气温度为400℃(在其他实施例中换热后的混合气的温度可在300-600℃)，丙烷温度为200℃(在其他实施例中换热后的混合气的温度可在100-300℃)；换热后的混合气经混合气余热锅炉10回收余热后温度降至120℃(在其他实施例中余热回收后的混合气的温度可在100-200℃)后通入冷凝器11中，在冷凝器11冷凝出的混合气通入除尘器12中，冷凝出的液态水温度为80℃(在其他实施例中液态水的温度可在60-80℃)并作为余热锅炉(混合气余热锅炉10和/或贫氧气体余热锅炉)的补充水进入余热锅炉的除氧器中；除尘器12中分离出的固体颗粒通入到料斗8中，分离出的混合气通入到混合气分离设备13；在混合气分离设备13中分离出的丙烷由丙烷出口37经混合气换热器9重新送入到固定床脱氢反应器中，丙烯由丙烯出口38进入到丙烯储存器14中进行储存或直接进行化工合成，COx气体由COx气体出口39进入到COx气体储存器15中进行储存或直接进行化工合成，贫氧气体除尘器7分离出的固体颗粒进入到料斗8中。
5、反应15min(在其他实施例中可为其他适宜时间)后，打开固定床脱氢反应器与流化床氧化反应器之间的载氧体颗粒流量阀16，失去晶格氧的载氧体颗粒进入流化床氧化反应器，打开含氧气体阀门17，使含氧气体(为空气)由流化床氧化反应器的底部进入，作为流化介质与失去晶格氧的载氧体颗粒发生反应。
6、开启分离设备2，将再生的载氧体颗粒与贫氧气体进行分离，再生的载氧体颗粒通过分离设备2的料腿22进入到固定床氧化反应器1中，贫氧气体由分离设备2的贫氧气体出口21排出进入贫氧气体换热器5中；贫氧气体在贫氧气体换热器5中与待反应的含氧气体进行换热，换热后的贫氧气体温度为300℃(在其他实施例中位于300-600℃即可)，含氧气体温度为200℃(在其他实施例中位于100-300℃即可)；换热后的贫氧气体通入贫氧气体余热锅炉6中回收剩余热量，温度降至室温(在其他实施例中位于20-100℃即可)后通入贫氧气体除尘器7后直接放空，贫氧气体除尘器7分离出的固体颗粒进入到料斗8中。
7、系统稳定运行后调整含氧气体流量到1500m3/h和丙烷流量到1200m3/h，调节载氧体颗粒流量阀16使载氧体颗粒的流量保持在合理的范围内，通过控制载氧体颗粒流量阀16使系统连续或间歇的运行制备丙烯，系统运行过程中可通过固定床脱氢反应器顶部的进料口24补充经分离设备2损失掉的载氧体颗粒；系统停止运行后可通过流化床氧化反应器的放料口20和固定床脱氢反应器的放料口26排尽系统中的载氧体颗粒。
上述方法中，丙烯的化工合成包括合成聚丙烯、丙烯酸和丙烯腈等以丙烯为原料的化工合成中，COx的化工合成包括合成油、甲醇和乙二醇等以COx为原料的化工合成中。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (11)

1.一种化学链丙烷氧化脱氢制备丙烯的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、丙烷与载氧体颗粒在高温下进行反应，生成含有丙烯、水蒸气和COx气体的混合气以及失氧后的载氧体颗粒，其中，所述丙烷与载氧体颗粒的反应温度为300-700℃；
S2、从所述混合气中分离出丙烯；
S3、所述失氧后的载氧体颗粒与含氧气体进行氧化反应，生成贫氧气体和再生的载氧体颗粒，再生的载氧体颗粒送入步骤S1中使用，其中，所述氧化反应的反应温度为300-700℃。
2.根据权利要求1所述的化学链丙烷氧化脱氢制备丙烯的方法，其特征在于，
步骤S2包括如下子步骤：
S2.1、对所述混合气进行干燥和除尘；
S2.2、从干燥和除尘后的混合气中分别分离出丙烯、COx气体以及未反应的丙烷，分离出的丙烷送入步骤S1使用。
3.根据权利要求2所述的丙烷氧化脱氢制备丙烯的方法，其特征在于，
在步骤S2.1中，在干燥和除尘之前，先将所述混合气与供步骤S1中使用的丙烷换热，再将所述混合气送入混合气余热锅炉进行余热回收，之后再对所述混合气进行干燥和除尘。
4.根据权利要求3所述的丙烷氧化脱氢制备丙烯的方法，其特征在于，还包括如下步骤S4：
将所述贫氧气体与供步骤S3使用的含氧气体换热，换热后的贫氧气体送入贫氧气体余热锅炉进行余热回收，之后对贫氧气体进行除尘。
5.根据权利要求4所述的化学链丙烷氧化脱氢制备丙烯的方法，其特征在于，
在步骤S2.1中，换热后的丙烷的温度为100-300℃，换热后的混合气的温度为300-600℃，余热回收后的混合气的温度为100-200℃；
在步骤S4中，换热后的含氧气体的的温度为100-300℃，换热后的贫氧气体为300-600℃，余热回收后的贫氧气体的温度为20-100℃。
6.根据权利要求1所述的化学链丙烷氧化脱氢制备丙烯的方法，其特征在于，
所述载氧体颗粒为金属氧化物载氧体颗粒或钙钛矿类载氧体颗粒；
当采用金属氧化物载氧体颗粒时，金属氧化物选用Mn2O3/Mn3O4、Mn3O4/MnO、V2O5/VO2、VO2/V2O3、Co3O4/CoO、CoO/Co、CuO/Cu2O、MoO3/MoO2、MoO3/Mo、Fe2O3/Fe3O4、SbO2/Sb2O3、CdO/Cd、WO3/WO2和NiO/Ni中的一种或多种，制备载氧体的惰性载体选用Al2O3、SiO2、TiO2、ZrO2、Y2O3、沸石、分子筛、尖晶石和海泡石中的一种或多种，金属氧化物的含量在5-70wt％；
当采用钙钛矿类载氧体颗粒时，选用RBaCo2O5(R＝Y,Pr-Ho)、RBaCo4O7(R＝Y,Dy-Lu)、RSrR1O4(R＝La，Ln；R1＝Co、Cu、Ni)；
载氧体采用机械混合法、共沉淀法、溶胶-凝胶法、浸渍法、固相反应法、喷雾干燥法、水热法或柠檬酸法制得，载氧体颗粒直径为200～1000μm。
7.一种化学链丙烷氧化脱氢制备丙烯的系统，其特征在于，包括：
脱氢反应器，所述脱氢反应器为固定床脱氢反应器，所述脱氢反应器能够供丙烷和载氧体颗粒在其中且在高温下进行反应，生成含有丙烯、水蒸气和COx气体的混合气以及失氧后的载氧体颗粒；
混合气净化设备，所述混合气净化设备能够对所述混合气进行干燥和除尘；
混合气分离设备，所述混合气分离设备能够从干燥和除尘后的混合气中分离出丙烯；
氧化反应器，所述氧化反应器为流化床氧化反应器，所述氧化反应器能够供所述失氧后的载氧体颗粒与含氧气体在其中进行氧化反应，生成贫氧气体和再生的载氧体颗粒；
其中，所述脱氢反应器能够接收所述氧化反应器中生成的载氧体颗粒。
8.根据权利要求7所述的化学链丙烷氧化脱氢制备丙烯的系统，其特征在于，
所述混合气净化设备包括冷凝器和除尘器，其中，二者分别对混合气进行干燥和除尘；
所述混合气分离设备还能够分别分离出COx气体和混合气中含有的未反应的丙烷，所述脱氢反应器能够接收所述混合气分离设备分离出的丙烷。
9.根据权利要求8所述的化学链丙烷氧化脱氢制备丙烯的系统，其特征在于，还包括：
混合气换热器和混合气余热锅炉，所述混合气换热器能够供混合气与即将送入所述脱氢反应器中的丙烷换热，所述混合气余热锅炉能够接收换热后的混合气并对其进行余热回收，所述混合气净化设备能够接收所述混合气余热锅炉排出的混合气。
10.根据权利要求7所述的化学链丙烷氧化脱氢制备丙烯的系统，其特征在于，还包括：
贫氧气体换热器、贫氧气体余热锅炉和贫氧气体除尘器，所述贫氧气体换热器能够供贫氧气体与即将送入所述氧化反应器中的含氧气体换热，所述贫氧气体余热锅炉能够接收换热后的贫氧气体并对其进行余热回收，所述贫氧气体除尘器能够接收所述贫氧气体余热锅炉排出的贫氧气体并对其进行除尘。
11.根据权利要求10所述的化学链丙烷氧化脱氢制备丙烯的系统，其特征在于，
所述系统还包括分离设备，所述分离设备与所述氧化反应器、所述脱氢反应器和所述贫氧气体换热器连通，能够将所述氧化反应器中生成的载氧体颗粒和贫氧气体分离并分别送至所述脱氢反应器和所述换热器。
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