CN219324187U - 一种低碳烷烃脱氢立式轴径向换热式固定床反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低碳烷烃脱氢立式轴径向换热式固定床反应器，反应器外筒体套接于反应器内筒体外；反应器内筒体上部管道与位于反应器外筒体上端的进料口管道相连通，反应器内筒体下部管道与位于反应器外筒体下端的出料口管道相连通；反应器内筒体上部管道外设置有第一反应区催化剂床层，第一反应区催化剂床层与反应器外筒体的内壁之间设置有第一加热区；反应器内筒体下部管道外设置有第二反应区催化剂床层，第二反应区催化剂床层与反应器外筒体的内壁之间设置有第二加热区。本实用新型避免了操作床层温度随反应时间加长而下降的缺陷，提高低碳烯烃产品单程收率，增加反应器脱氢时间的目的，提高了催化剂有效利用率和低碳烷烃转化率。

Description

一种低碳烷烃脱氢立式轴径向换热式固定床反应器

技术领域

本实用新型属于石油化工生产专用设备技术领域，具体涉及一种低碳烷烃脱氢立式轴径向换热式固定床反应器。

背景技术

低碳烷烃，包括C2-C6链烷烃，主要来源于油田伴生气、页岩气等自然资源；部分来源于石化和炼油过程的副产物。它们储量丰富，价格便宜，但是由于低碳烷烃所含的是饱和碳氢键，不利于作为下游产品的原料，一直作为燃料使用，造成了较大浪费。低碳烷烃通过转化制备的低碳烯烃，其用途十分广泛，是塑料、橡胶、高分子、医药等的重要化工原料。

低碳烯烃中的丙烯是一种重要的化工基础原料，在中国的化工产业链结构中，处于非常重要地位，被广泛应用于聚丙烯、丁辛醇、环氧丙烷、聚醚、丙烯腈、丙烯酸、MPG、环氧氯丙烷等产品。丙烯生产有多种路线，目前，一种路线是石脑油裂解生产丙烯，这种路线受原油价格影响较大，在原油价格高位运行时，成本较高。第二种路线为煤基路线，采用烟煤为原料，通过煤气化技术生产合成气，合成气制备甲醇，再通过MTP转化技术生产丙烯。这种路线流程长，投资高、碳排放强度高；生产成本受制于煤炭价格，在国内双碳背景下，该路线受到越来越大的制约。第三种为丙烷脱氢路线，这种路线产业链短，投资省，碳排放量低，是一种节能环保的技术。丙烷脱氢技术是将量大价廉的低碳烷烃转变为市场紧缺的高附加值的相应烯烃的过程，具有重要的研究意义和经济价值。

在已经工业化的固定床丙烷脱氢生产装置中，丙烷脱氢技术采用的主要是Lummus公司的Catofin固定床卧式绝热反应器。根据规模不同，丙烷脱氢一般有3-8台完全一样的反应器组成，这些反应器直径6.9米，筒体总长度达20米，反应器采用卧式布置，催化剂床层截面积近似长方形。每台反应器在一个反应周期内完成脱氢、蒸汽吹扫、空气再生加热、抽空和还原等过程，每台反应器在时间上交错进行上述过程。这种反应器虽然解决了造价和便于大型化，但由于催化剂床层为长方形截面结构，使得反应进料在床层上得不到理想的均匀分布。特别是分布器的不合理布置，极易造成床层翻床，偏流等严重后果。另外，由于反应物料出口和再生烟气出口不在同一位置，反应物料和再生空气在催化剂床层中的流通路径不一样，也会使得同一床层截面上温度不均匀，床层再生温升、反应温降不同。一个反应周期24分钟，反应脱氢只占其中的9分钟，其余时间均为阀门切换、吹扫置换、再生的时间。由于有效反应时间短，因此，需要设置多台并联的反应器，使得催化剂装填量大、设备台数多、占地面积大、床层压降大、投资上升。

另外一种有代表性的是UOP公司的移动床丙烷脱氢，采用铂系催化剂，一般分为四台径流式反应器，每级反应器中间设置有中间加热炉提供脱氢反应所需要的热量。移动床反应器最大的问题是床层内网结焦，催化剂磨损严重、运行时需要注入氯气，氯气属于剧毒物质，存在管理和操作风险。

中国专利CN206731079U提供了一种催化脱氢立式固定床反应器，该反应器把卧式反应器改为立式固定床反应器，虽然解决了卧式固定床占地大、床层温度分配不均匀的问题，但是作为一种绝热式反应器，仍旧没有能够解决反应器一个反应周期内有效反应时间短的问题，同时，也没解决空气再生阶段需要大量热再生空气的问题。

中国专利CN112473568A提供了一种丙烷脱氢轴径向固定床反应器，该反应器由内筒体、外筒体及催化剂床层组成。内筒体上开有供流体穿过的通气孔，这种反应器具备反应压降小、占地面积小、催化剂损耗低等优点。同样的，作为绝热反应器，为了获得工业生产时所需的转化率，需要通过加热炉对反应原料进行加热，加热炉的温度会比脱氢反应的温度更高，不仅能耗很高，还容易导致低碳烷烃在反应进料加热炉中热裂解，造成脱氢反应转化过程和生产装置的效能较低。同时，仍旧没有解决一个反应周期内脱氢有效反应时间短、单程转化率低的问题。

低碳烷烃脱碳脱氢属于强吸热反应，对于绝热式反应器，随着反应的进行，床层温度不断降低，反应推动力减小，反应转化率不再增加。因此，如果能够在脱氢反应进程中能从外界提供大量反应热量，就可以使得反应推动力一直维持在较高水平。目前的反应器形式，不论是卧式反应器还是轴径向立式反应器，都无法在脱氢反应进程中额外补充热量。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种低碳烷烃脱氢立式轴径向换热式固定床反应器，用以解决现有技术中存在的上述问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种低碳烷烃脱氢立式轴径向换热式固定床反应器，包括反应器外筒体、反应器内筒体、进料口管道、出料口管道和电加热管，反应器外筒体套接于反应器内筒体外；

所述反应器内筒体包括相互连接的反应器内筒体上部管道和反应器内筒体下部管道，反应器内筒体上部管道与位于反应器外筒体上端的进料口管道相连通，反应器内筒体下部管道与位于反应器外筒体下端的出料口管道相连通；

所述反应器内筒体上部管道外设置有位于反应器外筒体内的第一反应区催化剂床层，第一反应区催化剂床层与反应器外筒体的内壁之间设置有第一加热区，反应器内筒体上部管道的外壁上设置有用以将气体从反应器内筒体上部管道内导向第一反应区催化剂床层的第一导流孔；

所述反应器内筒体下部管道外设置有位于反应器外筒体内的第二反应区催化剂床层，第二反应区催化剂床层与反应器外筒体的内壁之间设置有第二加热区，反应器内筒体下部管道的外壁上设置有用以将气体从第二反应区催化剂床层导入反应器内筒体下部管道内的第二导流孔。

作为本实用新型中一种优选的技术方案，所述第一加热区和第二加热区均设置有至少三个采用变频控制的电加热管。

作为本实用新型中一种优选的技术方案，所述电加热管的管材由310s无缝钢管制成，所有的电加热管与一个变频控制柜电连接。

作为本实用新型中一种优选的技术方案，所述第一反应区催化剂床层和第二反应区催化剂床层之间设置有连接于反应器内筒体上的中间隔板，反应器内筒体上部管道和反应器内筒体下部管道之间设置有独立隔板或通过中间隔板分隔。

作为本实用新型中一种优选的技术方案，所述第一反应区催化剂床层外和第二反应区催化剂床层外均设置有床层催化剂压板，床层催化剂压板上设置有透气孔。

作为本实用新型中一种优选的技术方案，所述进料口管道和出料口管道均为树杈型管道结构，进料口管道的上端设置有原料气进口、再生空气进口和吹扫及还原气进口，出料口管道的下端设置有转化气出口、再生烟气出口和吹扫及还原气出口。

作为本实用新型中一种优选的技术方案，所述反应器外筒体的内壁设置有耐磨保温浇注料，耐磨保温浇注料包括重质耐火浇注料层和轻质耐火浇注料层，轻质耐火浇注料层设置于重质耐火浇注料层和反应器外筒体的内壁之间。

作为本实用新型中一种优选的技术方案，所述重质耐火浇注料层远离轻质耐火浇注料层的一侧设置有龟甲网。

作为本实用新型中一种优选的技术方案，所述第一导流孔的开孔率从反应器内筒体上部管道靠近进料口管道的一端向另一端逐渐变大。

作为本实用新型中一种优选的技术方案，所述第一反应区催化剂床层和第二反应区催化剂床层内装填有Cr₂O₃/Al₂O₃催化剂。

有益效果：本实用新型在第一反应区催化剂床层与反应器外筒体的内壁之间设置有第一加热区，第二反应区催化剂床层与反应器外筒体的内壁之间设置有第二加热区，在实际工作的过程中，通过第一加热区和第二加热区的持续补热，使得第一反应区催化剂床层和第二反应区催化剂床层一直维持在最佳的反应温度，避免了操作床层温度随反应时间加长而下降的缺陷，从而达到了降低原料气进口温度、减少反应原料热裂解，提高低碳烯烃产品单程收率，增加反应器脱氢时间的目的；同时，第一加热区和第二加热区为脱氢吸热反应提供所需的热量，能使催化剂床层的温度分布更加均匀，从而使床层各处转化率更均匀，提高了转化效率，避免反应过程中的强吸热等因素引起的床层剧烈温度差。本实用新型将进料口管道和出料口管道通过上下分布的形式形成对称结构，改善了普通卧式固定床反应器催化剂床层温度分布不均，管道热应力大的缺点，进一步提高了催化剂有效利用率，提高了低碳烷烃转化率。

本实用新型通过第一加热区和第二加热区持续对床层气体不间断加热，所以，在再生阶段，通入高温再生空气有两个作用，第一个作用是对第一反应区催化剂床层和第二反应区催化剂床层内的催化剂上沉积的焦炭进行燃烧，这部分空气量是固定不变的，不因为有持续加热而减少热空气的使用量；第二个作用是对因为反应降温后的催化剂进行加热升温，升温到需要的温度，才能让催化剂的活性发挥最大，因为本实用新型可以通过加热维持催化剂床层在最佳转化温度，因此减少了这部分高温热空气的使用量，进而大大降低了再生空气压缩机的能耗。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1-反应器外筒体；2-原料气进口；3-再生空气进口；4-吹扫及还原气进口；5-转化气出口；6-再生烟气出口；7-吹扫及还原气出口；8-电加热管；9-反应器内筒体上部管道；10-反应器内筒体下部管道；11-中间隔板；12-第一反应区催化剂床层；13-耐磨保温浇注料；14-第二反应区催化剂床层；15-床层催化剂压板。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本实用新型作简单地介绍，显而易见地，下面关于附图结构的描述仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。

实施例：

如图1所示，本实施例提供了一种低碳烷烃脱氢立式轴径向换热式固定床反应器，适用于低碳烷烃的脱氢反应，特别是采用铬系催化剂的丙烷脱氢、异丁烷脱氢反应，包括反应器外筒体1、反应器内筒体、进料口管道、出料口管道和电加热管8，反应器外筒体1套接于反应器内筒体外，使得反应器外筒体1与反应器内筒体之间形成一个密封的腔体，优选的，反应器外筒体1的上端与反应器内筒体的上端相连接，反应器外筒体1的下端与反应器内筒体的下端相连接，进而使得结构的组合更加紧凑。

所述反应器内筒体包括相互连接的反应器内筒体上部管道9和反应器内筒体下部管道10，与字面意思一样，反应器内筒体上部管道9是设置于反应器内筒体下部管道10的上端，反应器内筒体上部管道9与位于反应器外筒体1上端的进料口管道相连通，使得进气可以从反应器内筒体上部管道9进入反应器内，反应器内筒体下部管道10与位于反应器外筒体1下端的出料口管道相连通，出气时气体是从反应器内筒体下部管道10排出反应器外。

所述反应器内筒体上部管道9外设置有位于反应器外筒体1内的第一反应区催化剂床层12，第一反应区催化剂床层12内设置有脱氢催化剂，第一反应区催化剂床层12与反应器外筒体1的内壁之间设置有第一加热区，持续对转化气进行加热，反应器内筒体上部管道9的外壁上设置有用以将气体从反应器内筒体上部管道9内导向第一反应区催化剂床层12的第一导流孔，当进料物流经进料口管道进入反应器内筒体上部管道9，然后沿着径向方向分别流入反应器内筒体上部管道9外侧的第一反应区催化剂床层12，然后进入第一加热区，而通过第一加热区对通过第一反应区催化剂床层12的半转化气加热，以便补充脱氢反应吸收的热量；

所述反应器内筒体下部管道10外设置有位于反应器外筒体1内的第二反应区催化剂床层14，第二反应区催化剂床层14内设置有脱氢催化剂，第二反应区催化剂床层14与反应器外筒体1的内壁之间设置有第二加热区，持续对转化气进行加热，反应器内筒体下部管道10的外壁上设置有用以将气体从第二反应区催化剂床层14导入反应器内筒体下部管道10内的第二导流孔，进入第一加热区的气流依次经过第二加热区、第二反应区催化剂床层14后继续反应，然后通过第二导流孔进入反应器内筒体下部管道10内，再通过出料口管道排出。

需要说明的是，第一导流孔和第二导流孔可以是圆孔或长条孔等，不做具体限制，且第一导流孔与第二导流孔的大小需要确保第一反应区催化剂床层12和第二反应区催化剂床层14中的催化剂或瓷球不会泄漏到反应器内筒体内，其中优选的，第一反应区催化剂床层12和第二反应区催化剂床层14的单程径向催化剂床层厚度1500-2200mm，反应空速更高，单程转化率可达46-55％，选择性高达88-91％。更高的反应空速，质量空速WHSV0.7-4小时^-1，使得同样体积反应器处理气量更大，经济性更好在保证转化率的前提下，结焦量更少，装置消耗更低。

需要进一步说明的是，在实际中，反应气和再生气体也可以从反应器底部进，转化气和再生烟气从反应器顶部出。

本实用新型在第一反应区催化剂床层12与反应器外筒体1的内壁之间设置有第一加热区，第二反应区催化剂床层14与反应器外筒体1的内壁之间设置有第二加热区，在实际工作的过程中，通过第一加热区和第二加热区的持续补热，使得第一反应区催化剂床层12和第二反应区催化剂床层14一直维持在最佳的反应温度，避免了操作床层温度随反应时间加长而下降的缺陷，从而达到了降低原料气进口温度、减少反应原料热裂解，提高低碳烯烃产品单程收率，增加反应器脱氢时间的目的；同时，第一加热区和第二加热区为脱氢吸热反应提供所需的热量，能使催化剂床层的温度分布更加均匀，从而使床层各处转化率更均匀，提高了转化效率，避免反应过程中的强吸热等因素引起的床层剧烈温度差。本实用新型将进料口管道和出料口管道通过上下分布的形式形成对称结构，改善了普通卧式固定床反应器催化剂床层温度分布不均，管道热应力大的缺点，进一步提高了催化剂有效利用率，提高了低碳烷烃转化率。

本实用新型通过第一加热区和第二加热区持续对床层气体不间断加热，所以，在再生阶段，通入高温再生空气有两个作用，第一个作用是对第一反应区催化剂床层12和第二反应区催化剂床层14内的催化剂上沉积的焦炭进行燃烧，这部分空气量是固定不变的，不因为有持续加热而减少热空气的使用量；第二个作用是对因为反应降温后的催化剂进行加热升温，升温到需要的温度，才能让催化剂的活性发挥最大，因为本实用新型可以通过加热维持催化剂床层在最佳转化温度，因此减少了这部分高温热空气的使用量，进而大大降低了再生空气压缩机的能耗。

作为本实施例中一种优选的实施方案，需要进一步说明的是，所述第一加热区和第二加热区均设置有至少三个采用变频控制的电加热管8，优选第一加热区和第二加热区均设置有四个采用变频控制的电加热管8，然后进行均匀排布，维持整个反应气体处于近似等温反应的状态，显著提高了装置的单程转化率。

作为本实施例中一种优选的实施方案，需要进一步说明的是，所述电加热管8的管材由310s无缝钢管制成，具有很好的抗氧化性、耐腐蚀性，所有的电加热管8与一个变频控制柜电连接，用于控制转化气温度。

作为本实施例中一种优选的实施方案，需要进一步说明的是，所述第一反应区催化剂床层12和第二反应区催化剂床层14之间设置有连接于反应器内筒体上的中间隔板11，将第一反应区催化剂床层12和第二反应区催化剂床层14有效分隔，反应器内筒体上部管道9和反应器内筒体下部管道10之间设置有独立隔板或通过中间隔板11分隔，进而使得反应器内筒体上部管道9内的气体与反应器内筒体下部管道10内的气体隔断，使得气体可以沿着设计好的形式进行循环流动。

作为本实施例中一种优选的实施方案，需要进一步说明的是，所述第一反应区催化剂床层12外和第二反应区催化剂床层14外均设置有床层催化剂压板15，床层催化剂压板15上设置有透气孔，使得反应器外筒体与第一反应区催化剂床层12外和第二反应区催化剂床层14之间形成一个密封空腔，密封空腔内设置电加热管。电加热管采用变频控制，在反应阶段，电加热管持续加热，通过调整电压和电流，用于精准控制半转化气温度；在空气再生阶段，观察床层的温度，若床层温度下降较快，可打开电加热器加热，若床层温度维持在600℃，可不打开电加热器，以便节约电能。

作为本实施例中一种优选的实施方案，需要进一步说明的是，所述进料口管道和出料口管道均为树杈型管道结构，进料口管道的上端设置有原料气进口2、再生空气进口3和吹扫及还原气进口4，出料口管道的下端设置有转化气出口5、再生烟气出口6和吹扫及还原气出口7，这种结构形式，使得反应气和再生气的流通通道完全一样，保证了同一床层截面上温度均匀，床层再生温升、反应温降相同，床层压降小、催化剂损耗低。

作为本实施例中一种优选的实施方案，需要进一步说明的是，所述反应器外筒体1的内壁设置有耐磨保温浇注料13，耐磨保温浇注料13包括重质耐火浇注料层和轻质耐火浇注料层，轻质耐火浇注料层设置于重质耐火浇注料层和反应器外筒体1的内壁之间，所述重质耐火浇注料层远离轻质耐火浇注料层的一侧设置有龟甲网，摒弃了传统固定床脱氢反应器采用耐火砖的结构形式。重质浇注料在外侧，与反应物直接接触，因此选择耐磨性好，耐腐蚀性良好的材料；轻质耐火材料选择导热系数低的材料，这种结构减轻了浇注料的重量，降低了投资费用，耐火浇注料施工简便、价格便宜，整体性较好。

作为本实施例中一种优选的实施方案，需要进一步说明的是，所述第一导流孔的开孔率从反应器内筒体上部管道9靠近进料口管道的一端向另一端逐渐变大，在靠近进料口管道的内筒体位置，金属壁降低开孔率，以便增加气体阻力，引导反应气沿着轴向往下部流动，在远离进料口管道的内筒体位置，增加开孔率，降低阻力，从而使得整个反应床层气体近似平推流分布形态，通过内筒体金属壁上开孔率的大小调节气体分布，最大化的保证进入第一反应区催化剂床层12和第二反应区催化剂床层14的反应气体能够上下分布均匀。

作为本实施例中一种优选的实施方案，需要进一步说明的是，所述第一反应区催化剂床层12和第二反应区催化剂床层14内装填有Cr₂O₃/Al₂O₃催化剂，反应温度560-610℃，反应器压力10-100kpa。需要说明的是，本实施例中可以在第一反应区催化剂床层12和第二反应区催化剂床层14只装填Cr₂O₃/Al₂O₃催化剂，不装填发热助剂和蓄热体，虽然发热助剂和蓄热体能够降低再生空气使用量，但是也会引起床层局部温度过热等问题，而换热式固定床反应器由于在反应阶段不间断对床层加热，可以省掉发热助剂和蓄热体，避免了局部过热导致催化剂失活的可能。

需要说明的是，本实用新型的低碳烷烃脱氢立式轴径向换热式固定床反应器在使用时，可以选择3台低碳烷烃脱氢立式轴径向换热式固定床反应器组合成一个反应器系统，在一个循环周期内，1台反应器处于脱氢反应过程，另外1台反应器处于再生过程，剩余1台反应器处于蒸汽吹扫或抽真空/还原过程；单个循环周期为25-30分钟，其中脱氢反应10-15分钟、蒸汽吹扫3分钟、催化剂床层再生6-9分钟，抽真空与还原反应3分钟；所述轴径向固定床反应器通过电加热管对通过上层催化剂床层的半转化气加热，以便补充脱氢反应吸收的热量。

在一个实施例中，一个完整的低碳烷烃脱氢的反应循环周期分为5个步骤，分别是反应、吹扫、再生、抽真空和还原。反应：低碳烷烃通过脱氢反应器中的第一反应区催化剂床层12外和第二反应区催化剂床层14后转化为低碳烯烃，在该阶段利用原料气携带热量和电加热管对反应床层加热。吹扫：水蒸汽自蒸汽管网来，进入反应器对催化剂进行吹扫脱附。吹扫的目的是置换反应器内的烃，防止后面空气进入形成爆炸性气体环境。再生：高温热空气除用于催化剂上的烧焦外，还用于将催化剂床层加热至脱氢操作温度时的温度。如果需要的话，再生期间往反应器中控制注入一定量的燃料气，进行燃烧而提供额外的热量。抽真空：再生完成后，需要把未反应掉的空气抽掉，防止后面烃进入形成爆炸性气体环境。还原：催化剂在再生过程中被氧化成高价态，催化功能失效。因此需要用氢气还原成还原态的催化剂，以便正常脱氢。

下面就一个30万吨每年的低碳烷烃脱氢反应器为例说明本发明在低碳烷烃过程中的应用效果。

参照CN102059111B说明书第0012-0018段的步骤，制备获得组成为23m％的Cr₂O₃、1m％的CeO₂、1m％的Cl和75m％的Al₂O₃的3mm条状脱氢催化剂，其表面积95m²/g、堆积密度为1.05、压碎强度65N/mm。选择成熟的支撑惰性氧化铝瓷球，瓷球分两种，一种Al₂O₃≥99.5、热容0.3cal/g℃、熔化温度≥1700℃的5mm惰性氧化铝球；一种为Al₂O₃≥99.5m％、热容0.3cal/g℃、使用温度≥1400℃的8mm惰性氧化铝瓷球。

按照立式轴径向换热式固定床反应器结构形式，把上述制备的3mm条状脱氢催化剂沿着反应器轴向装填，沿着径向，第一反应区催化剂床层催化剂装填1000mm厚；第二反应区催化剂床层装填1000mm厚。对于30万吨每年的低碳烷烃脱氢，需要如图1的反应器5台。

在本实施例中，以丙烷脱氢反应为例，采用工业级丙烷为原料，其中丙烷＞95.5m％，反应进料温度590℃，反应器压力150Kpa，丙烷进料质量空速0.7h。再生空气进料温度650℃，电加热管环腔内温度600℃。采用上述催化剂，在实施例中，运行初期第一催化剂固定床层丙烷单程转化率30％，第二催化剂固定床床层丙烷单程转化率22％，总选择性88％。从实施例中，采用换热式反应器结构，获得了更好的丙烷脱氢反应实施效果。

在本实施例中，为了说明低碳烷烃脱氢换热式反应器对于降低床层温差，降低能耗等方面的实施效果，对第一催化剂固定床层和第二催化剂固定床层温度进行测量，发现温差变化范围＜0.8％，能耗比常规卧式绝热固定床反应器减低5％以上。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低碳烷烃脱氢立式轴径向换热式固定床反应器，其特征在于，包括反应器外筒体(1)、反应器内筒体、进料口管道、出料口管道和电加热管(8)，反应器外筒体(1)套接于反应器内筒体外；

所述反应器内筒体包括相互连接的反应器内筒体上部管道(9)和反应器内筒体下部管道(10)，反应器内筒体上部管道(9)与位于反应器外筒体(1)上端的进料口管道相连通，反应器内筒体下部管道(10)与位于反应器外筒体(1)下端的出料口管道相连通；

所述反应器内筒体上部管道(9)外设置有位于反应器外筒体(1)内的第一反应区催化剂床层(12)，第一反应区催化剂床层(12)与反应器外筒体(1)的内壁之间设置有第一加热区，反应器内筒体上部管道(9)的外壁上设置有用以将气体从反应器内筒体上部管道(9)内导向第一反应区催化剂床层(12)的第一导流孔；

所述反应器内筒体下部管道(10)外设置有位于反应器外筒体(1)内的第二反应区催化剂床层(14)，第二反应区催化剂床层(14)与反应器外筒体(1)的内壁之间设置有第二加热区，反应器内筒体下部管道(10)的外壁上设置有用以将气体从第二反应区催化剂床层(14)导入反应器内筒体下部管道(10)内的第二导流孔。

2.根据权利要求1所述的一种低碳烷烃脱氢立式轴径向换热式固定床反应器，其特征在于，所述第一加热区和第二加热区均设置有至少三个采用变频控制的电加热管(8)。

3.根据权利要求2所述的一种低碳烷烃脱氢立式轴径向换热式固定床反应器，其特征在于，所述电加热管(8)的管材由310s无缝钢管制成，所有的电加热管(8)与一个变频控制柜电连接。

4.根据权利要求1所述的一种低碳烷烃脱氢立式轴径向换热式固定床反应器，其特征在于，所述第一反应区催化剂床层(12)和第二反应区催化剂床层(14)之间设置有连接于反应器内筒体上的中间隔板(11)，反应器内筒体上部管道(9)和反应器内筒体下部管道(10)之间设置有独立隔板或通过中间隔板(11)分隔。

5.根据权利要求1或4所述的一种低碳烷烃脱氢立式轴径向换热式固定床反应器，其特征在于，所述第一反应区催化剂床层(12)外和第二反应区催化剂床层(14)外均设置有床层催化剂压板(15)，床层催化剂压板(15)上设置有透气孔。

6.根据权利要求1所述的一种低碳烷烃脱氢立式轴径向换热式固定床反应器，其特征在于，所述进料口管道和出料口管道均为树杈型管道结构，进料口管道的上端设置有原料气进口(2)、再生空气进口(3)和吹扫及还原气进口(4)，出料口管道的下端设置有转化气出口(5)、再生烟气出口(6)和吹扫及还原气出口(7)。

7.根据权利要求1所述的一种低碳烷烃脱氢立式轴径向换热式固定床反应器，其特征在于，所述反应器外筒体(1)的内壁设置有耐磨保温浇注料(13)，耐磨保温浇注料(13)包括重质耐火浇注料层和轻质耐火浇注料层，轻质耐火浇注料层设置于重质耐火浇注料层和反应器外筒体(1)的内壁之间。

8.根据权利要求7所述的一种低碳烷烃脱氢立式轴径向换热式固定床反应器，其特征在于，所述重质耐火浇注料层远离轻质耐火浇注料层的一侧设置有龟甲网。

9.根据权利要求1所述的一种低碳烷烃脱氢立式轴径向换热式固定床反应器，其特征在于，所述第一导流孔的开孔率从反应器内筒体上部管道(9)靠近进料口管道的一端向另一端逐渐变大。

10.根据权利要求1所述的一种低碳烷烃脱氢立式轴径向换热式固定床反应器，其特征在于，所述第一反应区催化剂床层(12)和第二反应区催化剂床层(14)内装填有Cr₂O₃/Al₂O₃催化剂。

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