CN108079912A - 一种烷烃催化脱氢的反应装置及其反应方法 - Google Patents

Abstract

一种烷烃催化脱氢的反应装置以及再生装置，反应装置包括反应段和催化剂沉降段，沉降段位于反应段的上部，在反应段内部设有催化剂提升管，反应段内催化剂再生斜管与催化剂提升管相连接，在催化剂提升管的底部或者侧壁设有提升介质进入口，该反应装置有利于高温催化剂与反应装置内的催化剂快速混合，避免床层内形成局部高温。再生装置包括在再生段和再生沉降段的外部设有外循环管道，本发明催化剂再生装置能够充分烧除催化剂上的焦炭，还可以避免再生段内底部由于温度过低而熄火的缺陷。

Description

一种烷烃催化脱氢的反应装置及其反应方法

技术领域

本发明涉及一种循环流化床反应器，具体的，涉及一种循环流化床烷烃脱氢的反应装置。

背景技术

烯烃和二烯烃(乙烯、丙烯、丁烯、异丁烯、异戊二烯和丁二烯等)在合成树脂、塑料、高辛烷值汽油调和组分(甲基叔丁基醚、甲基叔戊基醚和烷基化油)及其它高附加值产品方面应用广泛。这些烯烃除了通过烃的蒸汽裂解(如乙烷蒸汽裂解，石脑油蒸汽裂解)、烯烃的催化裂解(如Superflex技术)、重油的催化裂解(如TMP、DCC技术)和重油催化热解(如CPP技术)等过程生产外，烷烃催化脱氢也是烯烃和二烯烃生产的重要技术路线。

烷烃脱氢作为合理利用丰富低碳烷烃资源、制备高附加值低碳烯烃的一条重要途径，日益受到人们的重视。

烷烃的脱氢是比较强的吸热反应，如丙烷和异丁烷脱氢，

C₃H₈→C₃H₆+H₂ΔH^o＝124.3kJ/mol

i-C₄H₁₀→i-C₄H₈+H₂ΔH^o＝117.6kJ/mol

在0.1MPa、25℃的反应热分别高达124.3和117.6kJ/mol。无论是采用何种类型的反应器，怎样有效地给反应供热，都是必须认真思考的问题。

烷烃的脱氢反应受热力学平衡的限制。在相同温度条件下，烷烃的分子越大，平衡转化率越高；对于同一种烷烃，温度越高，平衡转化率越高。乙烷脱氢制乙烯，如果采用催化脱氢的方法，受热力学平衡的限制，单程转化率太低，因而，目前乙烷脱氢采用的是蒸汽热解的技术，反应在800℃以上的高温条件下进行。丙烷、丁烷等的催化脱氢，在适宜的温度条件下可得到经济上可接受的单程转化率和烯烃选择性，因而，丙烷脱氢制丙烯、丁烷脱氢制丁烯或丁二烯，通常采用的是催化脱氢的方法。

氧化脱氢，作为烷烃脱氢的另一路径，虽可打破热力学平衡限制，大幅提高烷烃转化率，降低焦炭收率，但由于氧物种的引入，深度氧化反应难以控制，生成大量的COx和H₂O，目的产物烯烃选择性差，造成了原料的浪费。虽然研究者们对此进行了广泛的研究，但烯烃选择性未见显著改善，这一问题短期内很难取得突破。

目前已工业化的脱氢技术均采用催化脱氢路线，所用催化剂为Pt基及Cr₂O₃基催化剂。Pt价格昂贵，高昂的投资和催化剂使用成本限制了采用Pt催化剂脱氢过程的应用，只有烷烃资源丰富价格低廉的国家或地区，该过程的经济性才合理。此外，Pt催化剂对硫、砷等毒物都十分敏感，因此，使用该催化剂对原料中杂质含量要求非常高。采用Pt催化剂，Pt非常容易烧结，催化剂再生需要采用氧氯化再生，再生烟气必须进行治理后才能排放。负载型Cr系催化剂的脱氢性能优异，但催化剂再生生成的六价铬具有致强致癌作用，催化剂的生产和使用环节都可能造成环境污染，并且废催化剂的处理也是个难题。

从反应器的角度看，固定床、移动床和循环流化床都有应用。烷烃脱氢催化剂容易结焦失活，采用Pt催化剂Pt容易烧结，因而催化剂需要频繁烧焦再生或氧氯化再生。采用固定床显然不便于再生，移动床和流化床可连续进行反应和再生。Pt催化剂价格昂贵，流化床只能用Cr系催化剂，Cr催化剂会给环境带来严重的污染。移动床采用Pt催化剂，为了保证催化剂有几天的再生周期，反应需要在临氢条件下进行，这会降低单程转化率，单程转化率降低，加上氢气循环，使得移动床的能耗非常高。

从催化剂再生、传热效率和反应效率的角度看，烷烃脱氢最适宜的反应器显然非循环流化床莫属，且采用循环流化床反应器部分比固定床、移动床工艺流程要简单得多，同等规模的装置投资也较低。矛盾的焦点在于开发能用于流化床的无毒、价格相对低廉的催化剂，并根据催化剂的性质性能特点配套循环流化床反应器。

在催化剂和循环流化床反应器方面，这些年来我们进行了大量探索。

ZL 2011 1012 3675.1公布了一种将Ti、Nb、T、Mo、W、Re、In、Ga、Zn、Cd、Sn、碱金属和碱土金属中的一种或几种的氧化物负载在MgO、P₂O₅、ZrO₂、Al₂O₃和SiO₂中的一种或几种的混合物上，制得的催化剂活性高，烯烃选择性好，无毒且具有良好的机械强度，可用于循环流化床反应器。为了更好地发挥催化剂的脱氢性能，该专利还公布了适合该催化剂性能发挥的循环流化床反应器，该反应器内的催化剂一部分从底部抽出进行高温补燃再生，然后与抽出的另一部分催化剂混合后从反应器的顶部返回，这样既烧焦再生了催化剂，又利用高温再生剂为反应器供热，同时又避免了让高温再生剂直接进反应器导致的热反应的发生。

还针对反应器进行了改进，提出在反应器的沉降段内布置换热装置，让原料与高温油气换热，将高温油气迅速降温，减少高温热反应，避免装置结焦。CN 2015 1000 3556.0针对ZL 201110123675.1提出的方案存在反应再生系统过于复杂的问题，提出了简化的循环流化床方案，并对再生器进行了改进，保证燃料能够充分燃烧并与催化剂充分换热。

中国专利申请CN201210536414.7则另辟蹊径，提出了一种采用金属硫化物作为催化脱氢活性组分的催化剂方案。所发明的金属硫化物脱氢催化剂，脱氢活性高，烯烃选择性好。所发明的金属硫化物催化剂，在脱氢反应过程中，催化剂的失活有两方面原因：硫的流失和结焦。针对金属硫化物催化剂的性能特点，也分别提出了三种循环流化床反应再生系统方案，将脱氢反应、催化剂的烧焦再生和催化剂的硫化再生有机地结合在了一起。

根据环保型金属氧化物脱氢催化剂的性质性能特点，需要改进反应系统以提高烷烃脱氢的单程转化率和烯烃选择性。

鉴于此，提出了本申请。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种烷烃催化脱氢制烯烃的反应装置，该反应装置有利于高温催化剂与反应装置内的催化剂快速混合，避免床层内形成局部高温。

本发明的另一目的是提供一种催化剂再生装置，该催化剂再生装置可避免再生器底部因温度过低而熄火。

本发明的再一个目的是提供一种烷烃催化脱氢制备烯烃的制备方法。

为实现上述技术问题，采用如下技术方案：

一种烷烃催化脱氢的反应装置，反应装置为变径罐体或者等径罐体，包括反应段和催化剂沉降段，催化剂沉降段位于反应段的上部，在反应段内部设有催化剂提升管，在反应段内，催化剂再生斜管与催化剂提升管相连接，在催化剂提升管的底部或者侧壁设有提升介质进入口。

本发明提供的反应装置，能够充分利用的高温催化剂的热量，也避免了高温催化剂直接与反应尤其接触造成局部高温的弊端，从而降低了烯烃的选择性。

一种利用上述反应装置的烷烃催化脱氢制烯烃的制备方法，原料从进料分布器进入反应段，与催化剂接触进行催化反应，其中，原料在反应段内向上流动的平均线速度控制在0.01～3.0m/s，反应温度最好控制在500～650℃之间，反应的质量空时为0.1～15h.

本发明反应装置进行的烷烃催化脱氢制烯烃的方法，所得产物烯烃的选择性提升效果显著。

一种催化剂再生装置，再生装置为变径罐体或者等径罐体，包括再生段和沉降段，沉降段位于再生段上部，在再生装置的外部，沉降段与再生段之间设有外循环管。

本发明催化剂再生装置能够充分烧除催化剂上的焦炭，还可以避免再生段内底部由于温度过低而熄火的缺陷。

一种催化剂再生方法，包括：

(1)待生催化剂、燃料在温度600～850℃的条件下在再生装置的再生段燃烧，

(2)在烟气的推动下再生段的催化剂进入沉降段，其中，进入沉降段内的部分高温催化剂通过外循环管返回到再生段内，优选，返回到再生段底部，再次与再生段的催化剂一起燃烧。

与现有技术相比，本申请的优势在于：

1)提升介质从再生斜管催化剂下料口上缘高速喷出，在下料口附近会形成负压，增大了催化剂从再生器进入反应器的推动力。

2)在提升介质的推动下催化剂从提升管高速喷出，形成“喷泉”，有利于高温催化剂与反应器内的催化剂快速混合，避免床层内形成局部高温。

3)待生剂从反应器底部抽出去再生器，高温再生剂从反应器中部向上喷出，这样有利于反应器内催化剂床层形成从中间向上，沿周边向下的有序循环，有利于减小床层内径向、轴向的温差。

4)再生器采用床层补燃再生，催化剂和燃料在再生器内的停留时间长，有利于充分烧除催化剂上的焦炭，保证燃料充分燃烧，同时还有利于减小气固两相的温差。

采用催化剂外循环管将再生器沉降段内的高温催化剂循环到再生器的底部，可避免再生器底部因温度过低而熄火，从而消除因补燃而带来的安全隐患。

附图说明

图1本申请的烷烃催化脱氢制烯烃的反应装置的一种实施方案；

图2本申请的烷烃催化脱氢制烯烃反应-再生装置的一种实施方案

具体实施方式

下面对本发明的烷烃催化脱氢制烯烃的反应装置及其方法进一步详细叙述。并不限定本申请的保护范围，其保护范围以权利要求书界定。某些公开的具体细节对各个公开的实施方案提供全面理解。然而，相关领域的技术人员知道，不采用一个或多个这些具体的细节，而采用其他的材料等的情况也可实现实施方案。

除非上下文另有要求，在说明书以及权利要求书中，术语“包括”、“包含”应理解为开放式的、包括的含义，即为“包括，但不限于”。

在说明书中所提及的“实施方案”、“一实施方案”、“另一实施方案”或“某些实施方案”等是指与所述实施方案相关的所描述的具体涉及的特征、结构或特性包括在至少一个实施方案中。因此，“实施方案”、“一实施方案”、“另一实施方案”或“某些实施方案”没有必要均指相同的实施方案。且，具体的特征、结构或者特性可以在一种或多种实施方案中以任何的方式相结合。说明书中所揭示的各个特征，可以任何可提供相同、均等或相似目的的替代性特征取代。因此除有特别说明，所揭示的特征仅为均等或相似特征的一般性例子。

一种烷烃催化脱氢的反应装置，所述的反应装置为等径或者变径的罐体，包括反应段和沉降段，沉降段位于反应段的上部，在反应段内部设有催化剂提升管，反应段内催化剂再生斜管的出口与催化剂提升管相连接，用于输送提升介质的提升介质管设在催化剂提升管内，提升介质管的一端位于反应装置外部，提升介质管的另一端位于提升介质管内。

本申请提供的烷烃催化脱氢的反应装置，除了可以进行连续反应和催化剂再生外，高温再生催化剂进入反应装置的反应段内，可直接为吸热的烷烃脱氢反应供热，这种供热方式是效率最高的。

通常如果将高温催化剂直接与油气接触，会造成局部高温、严重的热反应降低烯烃选择性等缺陷。而本申请通过在反应段内设置的催化剂提升管以及提升介质管等结构，高温催化剂被提升介质迅速从催化剂提升管出口喷出并与其他催化剂混合，有效的防止高温再生催化剂直接与反应油气接触导致烯烃选择性下降的弊端。同时，还能有效的利用高温催化剂的热能。

在某些实施方式中，在本申请中，催化剂提升管、提升介质管均为等径的管道。

在某些实施方式中，提升介质管通过催化剂提升管的底部或者侧壁伸入提升管内。

所述的催化剂提升管的出口端的位置位于反应段密相床内，优选，提升管的出口端位于反应段密相床与稀相床层界面以下的0.5m～3m处。这样保证从提升管出口喷出的高温催化剂能够与床层中原有的迅速混合。

在本申请中术语“反应段密相床”为化工领域常用的术语，也称为密相流化段，是催化反应发生的主要区域，与稀相流化段相对应。

在某些实施方式中，提升介质管的出口端位于再生斜管下料口上缘以上的位置。通常，催化剂提升管竖直放置，再生斜管与催化剂提升管侧壁相连接，所以，再生斜管出口朝向水平方向。

优选的，在轴向方向，提升介质管的出口端与再生斜管下料口上缘处于同一水平面。

在某些实施方式中，反应段为筒状结构，催化剂提升管与反应段呈同轴设置。

提升介质管的底部可以为封闭的，也可以为开口状态。只要在提升介质管内的提升介质在不断向上运行的过程中，在再生斜管下料口附近会形成负压即可，这样可以增大催化剂从再生器进入反应器的推动力。

在某些实施方式中，催化剂提升管的底部为封闭状态。

在这种状态下，提升介质管可以从催化剂提升管的底部或者侧面伸入到管内，提升介质管的出口端位于再生斜管出口的最上端附近。

本申请通过在反应器内部设置催化剂提升管，再生斜管穿过反应段与催化剂提升管连接，在提升介质不断向上运行的过程中，在再生斜管下料口附近会形成负压，增大催化剂从再生器进入反应器的推动力；另外，在提升介质推动下，催化剂从提升管上端口高速喷出，有利于高温催化剂与反应段内的催化剂快速混合，避免了床层内形成局部高温。

对于再生斜管出口位置根据再生斜管的角度、提升管的长度和提升管出口位置确定。在本申请中，再生斜管与催化剂提升管相连接处，从催化剂提升管在提升管上的开口上缘至提升管出口的距离应大于0.2m，最好大于0.5m。

本申请的反应装置中，为了达到降低气速以使催化剂沉降的目的，沉降段的直径要大于反应段的直径。

在某些实施方式中，在反应段的下部设有汽提段，在气提段内设有挡板。优选的，所述的挡板的形状为人字形。

在某些实施方式中，在反应段的下端设有进料分布器，优选的，进料分布器为环形管，在环形管上设有喷嘴。

其中，喷嘴的方向可以朝向上或者朝向下，优选，朝向下的方向。

为了使得催化剂与原料在反应段内充分接触反应，在反应段内、进料分布器的上部设有格栅或者多孔分布板。

在某些实施方式中，反应段内、进料口的上部设有的相邻两层格栅或者多孔分布板之间的距离为0.01～1m；优选，0.1～0.7m。通过格栅或多孔分布板的设置不断改变气体和催化剂的分布，促进原料与催化剂充分接触反应。

在反应装置顶端设有油气出口，催化剂沉降段内设有旋风分离器，旋风分离器与油气出口相连。

本申请提供的烷烃脱氢制烯烃的反应装置可以与现有技术公开的催化剂再生器结合进行循环流化脱氢反应。

利用上述烷烃脱氢制烯烃的反应装置进行的烷烃脱氢制烯烃的制备方法，包括如下步骤，原料从进料分布器进入反应段，与催化剂接触进行催化反应，其中，原料在反应段内向上流动的平均线速度控制在0.01～3.0m/s，反应温度控制在500～650℃之间，反应的质量空时为0.1～15h。

在某些实施方式中，反应温度控制在550～620℃之间。

在某些实施方式中，反应的质量空时为1～8h。

在反应装置的沉降段顶部的压力控制在-0.01～0.1MPa，最好为0～0.05MPa(表)。

在某些实施方式中，在提升管内的表观气速在1～20m/s，优选，在3～10m/s。

在某些实施方式中，提升管出口处提升介质的线速度控制在1～50m/s，优选在10～30m/s。

在该速度下，提升管内在提升介质的推动下，高温催化剂从提升管出口喷出，迅速与出口周边的催化剂混合。

在本申请中，所述的提升介质可以选择原料气、氮气或其它不影响脱氢反应的气体。

在本申请中，反应段内的待生催化剂可以从反应段侧面抽出，或者从反应段底部抽出。优选的，待生催化剂可以从反应段底部抽出。这样反应段内催化剂床层温度尽可能均匀分布。

本申请中提供的催化剂再生装置，包括催化剂再生段和再生沉降段，再生沉降段位于催化剂再生段上部，在再生沉降段与催化剂再生段之间设有外循环管。

所述的外循环管是指设在再生沉降段和催化剂再生段的外部并与再生沉降段和催化剂再生段连通的管道。

外循环管的设置，保证了从再生段底部喷入的燃料能够顺利起燃，再生段设置催化剂外循环管，将进入再生器沉降段的高温催化剂一部分抽出经外循环管返回再生器底部，避免再生器底部温度过低熄火，影响装置的运行安全。

在某些实施方式中，外循环管的一端连接催化剂再生段的下侧部，另一端连接再生沉降段的下侧部。

在再生沉降段的下部与再生斜管相连接，所述的再生斜管在靠近再生沉降段处设置一段立管，所述的立管为与再生沉降段的轴向方向相平行管道。

所述立管的长度为不超过6m，优选在1～3m。根据处理量以及工程要求，会做适当的调整。

立管与再生装置之间的距离越近越好，以尽量缩短与再生器相连部分斜管的长度，避免气提介质返回再生装置导致噎塞，具体距离需要根据工程要求(热胀冷缩、两器间距、框架和设备安装等)确定。

在某些实施方式中，在立管内设置人字形挡板。

进入沉降段的催化剂，经自然脱气后，进入到再生斜管中。再生斜管中设置一段立管，立管内设置人字形挡板，这样用少量的氮气或其它不影响脱氢反应的气体就可以将催化剂携带的烟气气提回再生器。

本发明催化剂再生装置能够充分烧除催化剂上的焦炭，还可以避免再生段内底部由于温度过低而熄火的缺陷。

在催化剂再生段的下侧部与催化剂待生斜管相连接。

本申请提供的催化剂再生装置可以现有技术所有的脱氢反应装置联用。对于同时要进行两种或几种对反应条件要求有一定差别的原料的脱氢，可两个或几个反应装置共用一个再生装置，这样反应条件就可以根据具体原料的反应要求进行分别设定。理论上反应装置的个数不受限制，但考虑到工程上的可操作性，反应器的个数最好不要超过两个。

利用上述催化剂再生装置的催化剂再生方法，包括：

(1)待生催化剂、燃料在温度600～850℃的条件下在再生装置的再生段燃烧，

(2)在烟气的推动下再生段的催化剂进入沉降段，其中，进入沉降段内的部分高温催化剂通过外循环管返回到再生段内，优选，返回到再生段底部，再次与再生段的催化剂一起燃烧。

优选的，燃料在温度650～800℃的条件下在再生装置的再生段燃烧。

所述的燃料可以为气体燃料，也可以是不含硫和金属的液体燃料。

本申请的再生装置直接采用床层再生，再生温度控制在600～850℃，最好在650～800℃。这样喷入再生器的燃料(可以是气体燃料，也可以是不含硫和金属的液体燃料)可以充分燃烧，催化剂上的焦炭也可以最大限度地烧除，并且在烟气的推动下，进入到再生器的沉降段。

实施例1

本实施例参考附图1所示，为本申请提供的烷烃催化脱氢的反应装置与本申请提供的催化剂再生装置联合使用。这两套装置可以分开使用，分别与现有技术的其他反应装置或者催化剂再生装置联合使用。

附图1所示的烷烃催化脱氢的反应装置包括反应段1和沉降段15，沉降段15位于反应段1的上部，沉降段15为等径罐体结构，反应段1为等径筒状结构，反应段1的直径比沉降段15的直径小。在反应段1的下部为缩径段17(汽提段)，缩径段与催化剂待生斜管18相连，在缩径段内设有挡板。

在反应段1内部设有催化剂提升管2，反应段1内催化剂再生斜管19的出口与催化剂提升管2相连接，用于输送提升介质的提升介质管20设在催化剂提升管2内。在本实施例中，反应段1和提升介质管20均为筒状结构，且两者同轴设置。提升介质管20的底部为封闭的，提升介质管20通过催化剂提升管2的底部或者侧壁伸入提升管内。提升介质管20的出口端与催化剂再生斜管的出口的最高处在附近，最佳处于同一水平面上，或者稍微高于再生斜管的出口。这样在提升介质管内的提升介质在不断向上运行的过程中，在再生斜管下料口附近会形成负压，可以增大催化剂从再生器进入反应器的推动力。

在反应段1的下端设有进料环形管4，在环形管上设有喷嘴，喷嘴的方向可以朝向上或者朝向下，优选，朝向下的方向。在反应段1内、进料环形管4的上部设有格栅或者多孔分布板。相邻两层格栅或者多孔分布板之间的距离为0.01～1m；优选，0.1～0.7m。

在本实施例中，为了达到降低气速以使催化剂沉降的目的，沉降段的直径要大于反应段的直径，沉降段的最大直径与反应段的直径之比为4/1～1.1/1。

在反应装置即沉降段的顶端设有油气出口13，催化剂沉降段15内设有旋风分离器16，旋风分离器16与油气出口13相连。

上述的催化剂再生斜管19、催化剂待生斜管18的另一端分别与再生装置的催再生沉降段11和再生段9相连，所述的再生装置的再生沉降段11位于再生段9的上部。反应段1的待生催化剂从反应段床层下部进入缩径段6，经氮气或其它不影响原料脱氢反应的气体气提后，经待生斜管18进入到再生段。

在再生沉降段11与催化剂再生段9之间设有外循环管10，外循环管10的一端连接催化剂再生段9的下侧部，另一端连接再生沉降段11的下侧部。

在本实施例中，所述的再生斜管19在靠近再生沉降段处设置一段立管21，所述的立管21为与再生沉降段的轴向方向相平行管道。在立管内设置人字形挡板。

在再生沉降段11的顶部设有烟气口出12，再生沉降段11内设有旋风分离器16，旋风分离器16与烟气出口12相连。

实施例1的反应-再生装置的工艺流程如下：反应原料3经过进料环形管4的喷嘴进入反应装置的反应段1内，原料在反应段的密相流化床内与催化剂接触进行催化反应。在反应段1内，高温再生催化剂经再生斜管19进入到催化剂提升管2内，提升介质3经提升介质管20进入催化剂提升管2内，带动高温再生催化剂迅速到催化剂提升管2的出口，并与出口处的其他催化剂混合，与原料接触进行催化反应。然后在提升介质的带动下，夹带着催化剂进入沉降段15内，携带催化剂的产物经过旋风分离器分离后，产物经尤其出口流出。分离出的催化剂最后经反应段最下端以及气提段进入催化剂待生管18，然后进入再生装置再生段9的下部。

在反应装置内，从再生段底部通入空气7和燃料8，燃料气体燃料，也可以是不含硫和金属的液体燃料，将待生催化剂的焦炭烧除，在烟气的推动下，催化剂进入再生沉降段11，沉降段内的催化剂部分通过外循环管再次返回到沉降段底部。再生催化剂经过催化剂再生斜管19、立管21进入反应段1内。在立管21内，烟气与催化剂便于分离，烟气回到再生装置内，催化剂利用重力进入的反应段1内。在反应段1内进行如上述的反应，实现循环反应-再生反应。

实施例2：

丙烷脱氢制丙烯，采用本发明实施例1的设备

原料：99.87wt％的丙烷，进料量0.5t/h

催化剂：环保型金属氧化物催化剂ADHO-1(ZL 2011 1012 3675.1)

反应条件：床层平均温度600℃；沉降器压力0.025MPa；质量空时4h；床层内气体表观气速0.6m/s。提升管内表观气速5m/s；提升介质，原料气；提升管出口距床层界面2m。

再生条件：催化剂再生温度，700℃

高温再生剂在反应器内的分布方式：本发明，提升管分布；对比，直接进入反应器气相

表1.含量为99.87wt％的丙烷脱氢产物分布与丙烯选择性，wt％

本发明的实施效果与对比方案的实施效果如表1所示。与对比方案相比，本发明的丙烯单程收率比对比方案的高4.6个百分点，丙烯的选择性高8.4个百分点，提升效果显著。

实施例3：

异丁烷脱氢制异丁烯，采用本发明实施例1的设备

原料：98wt％的异丁烷，进料量0.5t/h

催化剂：环保型金属氧化物催化剂ADHO-1(ZL 2011 1012 3675.1)

反应条件：床层平均温度580℃；沉降器压力0.025MPa；质量空时4h；床层内气体表观气速0.46m/s。提升管内表观气速5m/s；提升介质，原料气；提升管出口距床层界面2m。

再生条件：催化剂再生温度700℃

高温再生剂在反应器内的分布方式：本发明，提升管分布；对比，直接进入反应器气相。

表2.含量为98wt％的异丁烷脱氢产物分布与异丁烯选择性，wt％

本发明的实施效果与对比方案的实施效果如表2所示。与对比方案相比，本发明的异丁烯单程收率比对比方案的高2.6个百分点，异丁烯的选择性高6.9个百分点，对异丁烯的选择性提升效果非常明显。

Claims (10)

1.一种烷烃催化脱氢的反应装置，反应装置为变径罐体或者等径罐体，包括反应段和沉降段，沉降段位于反应段的上部，在反应段内部设有催化剂提升管，反应段内催化剂再生斜管的出口处与催化剂提升管相连接，用于输送提升介质的提升介质管设在催化剂提升管内；

优选的，反应段为筒状结构，催化剂提升管与反应段呈同轴设置。

2.根据权利要求1所述的反应装置，其特征在于，提升介质管通过催化剂提升管的底部或者侧壁伸入提升管内；

优选，提升介质管的一端位于反应装置外部，提升介质管的另一端位于提升介质管内。

3.根据权利要求1或2所述的反应装置，其特征在于，提升介质管的底部为封闭状态，或者为开口状态；优选，催化剂提升管的底部为封闭状态。

4.根据权利要求1-3任一项所述的反应装置，其特征在于，所述催化剂提升管的出口端的位置位于反应段的密相床内，优选，催化剂提升管的出口端位于反应段密相床与稀相床层界面以下的0.5m～3m处。

5.根据权利要求1-4任一项所述的反应装置，其特征在于，提升介质管的出口端位于再生斜管下料口的上缘以上；优选，提升介质管的出口端与再生斜管下料口上缘处于同一水平面。

6.根据权利要求1-5任一项所述的反应装置，其特征在于，反应段内、进料口的上部设有的相邻两层格栅或者多孔分布板之间的距离为0.01～1m；优选，0.1～0.7m。

7.一种利用权利要求1-6任一项所述的烷烃催化脱氢的反应装置的烷烃催化脱氢制烯烃的制备方法，包括如下步骤，原料从进料分布器进入反应段，与催化剂接触进行催化反应，其中，原料在反应段内向上流动的平均线速度控制在0.01～3.0m/s，反应温度控制在500～650℃之间，优选的反应温度控制在550～620℃之间，反应的质量空时为0.1～15h，优选的反应的质量空时为1～8h。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在提升管内的表观气速在1～20m/s，优选，在3～10m/s。

优选，提升管出口处提升介质的线速度控制在1～50m/s，优选在10～30m/s。

9.一种催化剂再生装置，包括催化剂再生段和再生沉降段，再生沉降段位于催化剂再生段上部，在再生沉降段与催化剂再生段之间设有外循环管；

优选，外循环管的一端连接催化剂再生段的下侧部，另一端连接再生沉降段的下侧部。

10.根据权利要求9所述的催化剂再生装置，其特征在于，在再生沉降段的下部与再生斜管相连接，所述的再生斜管在靠近再生沉降段处设置一段立管，所述的立管为与再生沉降段的轴向方向相平行管道。

所述立管的长度为不超过6m，优选在1～3m。