CN220546933U - 一种丙烯歧化流化反应系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种丙烯歧化流化反应系统，属于石油化工技术领域，解决了现有技术中需要切换反应器较为麻烦的问题。其包括反应器，反应器中设置有异构化床层以及位于异构化床层下方并与异构化床层连通的歧化床层，异构化床层连接有异构化催化剂流化罐，异构化催化剂流化罐连接有异构再生器，歧化床层连接有歧化催化剂流化罐，歧化催化剂流化罐连接有歧化再生器。反应器中各床层中的催化剂经过流化罐以及再生器进行流化再生，保证反应器中催化剂的活性，提高产品收率和选择性；运行过程中可根据反应情况，从流化罐往反应器补充新鲜催化剂，仅设一台反应器进行反应，连续运行周期长，避免了切换操作带来的不便。

Description

一种丙烯歧化流化反应系统

技术领域

本实用新型属于石油化工技术领域，具体属于一种丙烯歧化流化反应系统。

背景技术

丙烯是石油化工基础原料之一，用以生产多种重要有机化工原料，如丙烯腈、环氧丙烷、异丙苯、环氧氯烷、异丙醇、丙三醇、丙酮、丁醇、辛醇、丙烯醛、丙烯酸、丙烯醇、丙酮、甘油、聚丙烯等；在炼油工业上是制取叠合汽油的原料；可以生成合成树脂、合成纤维、合成橡胶及多种精细化学品等，还用于环保、医学科学和基础研究等领域。

多年来在化工行业快速发展同时，丙烯需求增加速度一直高于乙烯，丙烯供不应求、价格始终优于乙烯，中国石油化工和煤化工企业对扩大丙烯生产技术开发一直十分活跃，利用碳四、碳五烯烃经过歧化反应和催化剂裂解反应转化成丙烯，是一条既充足利用资源又能解决丙烯短缺问题的有效途径。

烯烃歧化反应又称烯烃复分解反应，是经过烯烃中碳碳双键断裂重新生产新烯烃催化反应，这一反应过程可逆，其中关键反应是乙烯和2-丁烯歧化生产丙烯；石油生产中，烯烃歧化工艺和蒸汽裂解相结合，不仅可提升丙烯收率，而且原料和能量消耗、污染排放和投资全部大大降低。

现有丙烯歧化流化反应系统中的反应器均属于固定床，反应器设置2—4台，运行其中的1—2台，当运行的反应器中的催化剂失活后，需要切换到备用的反应器，切换后，需要对换下的反应器中已使用的催化剂进行再生处理，其中切换操作较为麻烦，不利于连续生产。

实用新型内容

针对上述问题,本实用新型的目的在于提供一种丙烯歧化流化反应系统，反应器中的异构化床层和歧化床层分别连接异构化催化剂流化罐和歧化催化剂流化罐，反应器中的催化剂经过流化罐以及再生器进行流化再生，保证反应器中催化剂的活性，提高产品收率和选择性；运行过程中可根据反应情况，从流化罐往反应器补充新鲜催化剂，仅设一台反应器进行反应，连续运行周期长，避免了切换操作带来的不便。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种丙烯歧化流化反应系统，包括反应器，所述反应器中设置有异构化床层以及位于异构化床层下方并与异构化床层连通的歧化床层，异构化床层连接有异构化催化剂流化罐，异构化催化剂流化罐连接有异构再生器，歧化床层连接有歧化催化剂流化罐，歧化催化剂流化罐连接有歧化再生器。

优选的，所述异构化催化剂流化罐设置有与异构化床层连通的第一上料斜管和第一下料斜管，第一上料斜管位于第一下料斜管的上方，第一上料斜管和第一下料斜管中设置有第一滑阀，异构化催化剂流化罐的顶部和底部通过管道与异构再生器连接。

优选的，所述异构化催化剂流化罐中设置有位于第一上料斜管和第一下料斜管之间的第一上流化分布环和第一下流化分布环，第一上流化分布环和第一下流化分布环连接有第一流化乙烯输入管。

优选的，所述歧化催化剂流化罐设置有与歧化床层连通的第二上料斜管和第二下料斜管，第二上料斜管位于第二下料斜管的下方，第二上料斜管和第二下料斜管中设置有第二滑阀，歧化催化剂流化罐的顶部和底部通过管道与歧化再生器连接。

优选的，所述歧化催化剂流化罐中设置有位于第二上料斜管和第二下料斜管之间的第二上流化分布环和第二下流化分布环，第二上流化分布环和第二下流化分布环连接有第二流化乙烯输入管。

优选的，所述反应器的顶部连接有进料管，歧化床层连通有出料管，所述异构化床层与歧化床层的连通处设置有第一保护床层，歧化床层的顶部设置有与出料管连通的第二保护床层。

优选的，所述出料管与第二保护床层之间设置有集气室。

优选的，所述反应器连接有产物回收系统，所述产物回收系统包括与反应器连通的乙烯塔，乙烯塔的底部通过管道连接有丙烯塔，丙烯塔的底部设置有收集管。

优选的，所述乙烯塔的顶部通过管道连接有第一回流罐，第一回流罐的底部设置有至少两条第一导流管，其中一条第一导流管与乙烯塔连通，另一条第一导流管与反应器连接。

优选的，所述丙烯塔的顶部通过管道连接有第二回流罐，第二回流罐的底部设置有至少两条第二导流管，其中一条第二导流管与丙烯塔连通，另一条第二导流管连接有界区外储罐；所述丙烯塔的中部通过管道连接有第三回流罐，第三回流罐的底部设置有至少两条第三导流管，其中一条第三导流管与丙烯塔连通，另一条第三导流管与反应器连接。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

反应器中的异构化床层和歧化床层分别连接异构化催化剂流化罐和歧化催化剂流化罐，反应器中的催化剂经过流化罐以及再生器进行流化再生，保证反应器中催化剂的活性，提高产品收率和选择性；运行过程中可根据反应情况，从流化罐往反应器补充新鲜催化剂，仅设一台反应器进行反应，连续运行周期长，避免了切换操作带来的不便。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的流程示意图；

图2为本实用新型实施例提供的反应器结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的异构化催化剂流化罐结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的歧化催化剂流化罐结构示意图。

附图说明：1-反应器；101-异构化床层；102-歧化床层；103-第一保护床层；104-第二保护床层；105-集气室；106-出料管；107-进料管；2-异构化催化剂流化罐；201-异构再生器；202-第一上料斜管；203-第一滑阀；204-第一下料斜管；205-第一上流化分布环；206-第一下流化分布环；207-第一流化乙烯输入管；3-歧化催化剂流化罐；301-歧化再生器；302-第二上料斜管；303-第二滑阀；304-第二下料斜管；305-第二上流化分布环；306-第二下流化分布环；307-第二流化乙烯输入管；4-产物回收系统；401-乙烯塔；402-第一回流罐；403-第一输送泵；404-第二输送泵；405-丙烯塔；406-第二回流罐；407-第三输送泵；408-第三回流罐；409-第四输送泵；410-第五输送泵；411-收集管；412-第一导流管；413-第二导流管；414-第三导流管。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

下面结合图1-图4对本实用新型作详细说明。

实施例

一种丙烯歧化流化反应系统，包括反应器1，反应器1中设置有异构化床层101以及位于异构化床层101下方并与异构化床层101连通的歧化床层102，异构化床层101连接有异构化催化剂流化罐2，异构化催化剂流化罐2连接有异构再生器201，歧化床层102连接有歧化催化剂流化罐3，歧化催化剂流化罐3连接有歧化再生器301。

物料进入到反应器1中后，先与异构化床层101中的催化剂接触并进行异构化反应，再进入到歧化床层102中进行歧化反应生产丙烯。在反应器1内发生的主要反应是乙烯和2-丁烯生成丙烯，乙烯与2-戊烯反应生成丙烯和1-丁烯，同时也发生一些副反应，生成少量副产物(主要是C5～C8烯烃或聚合结焦产物)。异构化床层101和歧化床层102中失活的催化剂分别进入到异构化催化剂流化罐2和歧化催化剂流化罐3中，再对应进入到异构再生器201和歧化再生器301进行再生，再生后的催化剂从异构化催化剂流化罐2和歧化催化剂流化罐3排入反应器1，实现循环使用。

异构化床层101中的催化剂为硅基氧化镁型催化剂，歧化床层102中的催化剂为硅基氧化钨型催化剂，异构化催化剂流化罐2和歧化催化剂流化罐3中均装有活性较高的催化剂，在反应器1中的催化剂活性较低后，活性较高的催化剂输送到反应器1中进行置换，同时活性较低的催化剂进入流化罐和再生器中进行再生，保证持续生产。

如图3所示，异构化催化剂流化罐2设置有与异构化床层101连通的第一上料斜管202和第一下料斜管204，第一上料斜管202位于第一下料斜管204的上方，第一上料斜管202和第一下料斜管204中设置有第一滑阀203，异构化催化剂流化罐2的顶部和底部通过管道与异构再生器201连接。反应器1中活性低的催化剂经过第一下料斜管204中的第一滑阀203进入到异构化催化剂流化罐2中，与活性高的催化剂置换，活性高的催化剂从第一上料斜管202进入反应器1中，活性低的催化剂从异构化催化剂流化罐2的底部排入异构再生器201中进行再生，再生后的催化剂再排入到异构化催化剂流化罐2中进行储存备用。异构再生器201在再生时，异构再生器201的底部通入氮气和工厂风对催化剂进行再生，异构再生器201产生的尾气从顶部管道排出，主要通过三种形式进行尾气排放，分别为：再生前置换时排放火炬，再生过程中放空，置换结束还原催化剂时送至燃料气管网。

异构化催化剂流化罐2中设置有位于第一上料斜管202和第一下料斜管204之间的第一上流化分布环205和第一下流化分布环206，第一上流化分布环205和第一下流化分布环206连接有第一流化乙烯输入管207。第一上流化分布环205和第一下流化分布环206向异构化催化剂流化罐2的上部和下部输出流化乙烯，将活性高的催化剂输进反应器1中，同时保证异构化催化剂流化罐2中的催化剂保持流化的状态，防止催化剂堆积，同时补充反应器1内的乙烯，减少副反应的产生

如图4所示，歧化催化剂流化罐3设置有与歧化床层102连通的第二上料斜管302和第二下料斜管304，第二上料斜管302位于第二下料斜管304的下方，第二上料斜管302和第二下料斜管304中设置有第二滑阀303，歧化催化剂流化罐3的顶部和底部通过管道与歧化再生器301连接。歧化催化剂流化罐3中设置有位于第二上料斜管302和第二下料斜管304之间的第二上流化分布环305和第二下流化分布环306，第二上流化分布环305和第二下流化分布环306连接有第二流化乙烯输入管307。歧化催化剂流化罐3与异构化催化剂流化罐2结构一致，区别在于：活性低的催化剂从上方的第二下料斜管304进入歧化催化剂流化罐3中进行置换，活性高的催化剂再从下方的第二上料斜管302进入反应器1中。其他部分的工作原理与异构化催化剂流化罐2的一致。

如图2所示，反应器1的顶部连接有进料管107，歧化床层102连通有出料管106，异构化床层101与歧化床层102的连通处设置有第一保护床层103，歧化床层102的顶部设置有与出料管106连通的第二保护床层104。混合物料从进料管107进入反应器1中，依次经过歧化床层102、第一保护床层103、歧化床层102和第二保护床层104，第一保护床层103和第二保护床层104用于过滤和吸附杂质。

出料管106与第二保护床层104之间设置有集气室105。由集气室105对反应器1中排出的气体进行收集，方便出料管106进行输送。

如图1所示，反应器1连接有产物回收系统4，产物回收系统4包括与反应器1连通的乙烯塔401，乙烯塔401的底部通过管道连接有丙烯塔405，丙烯塔405的底部设置有收集管411。反应器1生产的产物输入乙烯塔401中进行精馏，从而得到含有丙烯的塔底物，塔底物再输送到丙烯塔405中再次进行精馏，乙烯塔401的塔底物在丙烯塔405中分为三股物流，塔顶为聚合级丙烯，塔中为富丁烯和戊烯的循环物流，塔底为C4+副产品，对相应的产品进行回收。其中收集管411中设置有第五输送泵410，用于加压输送C4+副产品；乙烯塔401与丙烯塔405之间的管道中设置有第二输送泵404，用于输送乙烯塔401的塔底物。

乙烯塔401的顶部通过管道连接有第一回流罐402，第一回流罐402的底部设置有至少两条第一导流管412，其中一条第一导流管412与乙烯塔401连通，另一条第一导流管412与反应器1连接。产物经过乙烯塔401的分离后，在乙烯塔401的塔顶产生未凝乙烯气相物，未凝乙烯气相物经冷却后输送到第一回流罐402中，第一回流罐402中的液相一部分通过第一导流管412流入乙烯塔401中，一部分液相通过第一导流管412输送到反应器1中作为原料，以提高乙烯利用率，节省生产成本。其中第一导流管412设置有第一输送泵403，用于加压输送第一回流罐402中的液相。第一回流罐402还设置有一个排气管到,用于调节乙烯塔401的压力。

丙烯塔405的顶部通过管道连接有第二回流罐406，第二回流罐406的底部设置有至少两条第二导流管413，其中一条第二导流管413与丙烯塔405连通，另一条第二导流管413连接有界区外储罐；丙烯塔405的中部通过管道连接有第三回流罐408，第三回流罐408的底部设置有至少两条第三导流管414，其中一条第三导流管414与丙烯塔405连通，另一条第三导流管414与反应器1连接。

丙烯塔405在精馏过程中在塔顶产生聚合级丙烯，聚合级丙烯经过冷却后进入第二回流罐406，第二回流罐406中的液相一部分通过第二导流管413输送到丙烯塔405中进行回用，一部分直接输送到界区外储罐进行回收；丙烯塔405中部产生的富丁烯和戊烯的循环物流经冷却后输送到第三回流罐408中，第三回流罐408中的一部分液相通过第三导流管414输送到反应器1处，提前与乙烯混合作为原料输进反应器1中，一部分液相返回丙烯塔405中再次进行使用。其中第二导流管413中设置有第三输送泵407，第三导流管414中设置有第四输送泵409，均用于加压输送物料。

以上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，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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)

1.一种丙烯歧化流化反应系统，包括反应器(1)，其特征在于，所述反应器(1)中设置有异构化床层(101)以及位于异构化床层(101)下方并与异构化床层(101)连通的歧化床层(102)，异构化床层(101)连接有异构化催化剂流化罐(2)，异构化催化剂流化罐(2)连接有异构再生器(201)，歧化床层(102)连接有歧化催化剂流化罐(3)，歧化催化剂流化罐(3)连接有歧化再生器(301)。

2.根据权利要求1所述的一种丙烯歧化流化反应系统，其特征在于，所述异构化催化剂流化罐(2)设置有与异构化床层(101)连通的第一上料斜管(202)和第一下料斜管(204)，第一上料斜管(202)位于第一下料斜管(204)的上方，第一上料斜管(202)和第一下料斜管(204)中设置有第一滑阀(203)，异构化催化剂流化罐(2)的顶部和底部通过管道与异构再生器(201)连接。

3.根据权利要求2所述的一种丙烯歧化流化反应系统，其特征在于，所述异构化催化剂流化罐(2)中设置有位于第一上料斜管(202)和第一下料斜管(204)之间的第一上流化分布环(205)和第一下流化分布环(206)，第一上流化分布环(205)和第一下流化分布环(206)连接有第一流化乙烯输入管(207)。

4.根据权利要求1所述的一种丙烯歧化流化反应系统，其特征在于，所述歧化催化剂流化罐(3)设置有与歧化床层(102)连通的第二上料斜管(302)和第二下料斜管(304)，第二上料斜管(302)位于第二下料斜管(304)的下方，第二上料斜管(302)和第二下料斜管(304)中设置有第二滑阀(303)，歧化催化剂流化罐(3)的顶部和底部通过管道与歧化再生器(301)连接。

5.根据权利要求4所述的一种丙烯歧化流化反应系统，其特征在于，所述歧化催化剂流化罐(3)中设置有位于第二上料斜管(302)和第二下料斜管(304)之间的第二上流化分布环(305)和第二下流化分布环(306)，第二上流化分布环(305)和第二下流化分布环(306)连接有第二流化乙烯输入管(307)。

6.根据权利要求1所述的一种丙烯歧化流化反应系统，其特征在于，所述反应器(1)的顶部连接有进料管(107)，歧化床层(102)连通有出料管(106)，所述异构化床层(101)与歧化床层(102)的连通处设置有第一保护床层(103)，歧化床层(102)的顶部设置有与出料管(106)连通的第二保护床层(104)。

7.根据权利要求6所述的一种丙烯歧化流化反应系统，其特征在于，所述出料管(106)与第二保护床层(104)之间设置有集气室(105)。

8.根据权利要求1所述的一种丙烯歧化流化反应系统，其特征在于，所述反应器(1)连接有产物回收系统(4)，所述产物回收系统(4)包括与反应器(1)连通的乙烯塔(401)，乙烯塔(401)的底部通过管道连接有丙烯塔(405)，丙烯塔(405)的底部设置有收集管(411)。

9.根据权利要求8所述的一种丙烯歧化流化反应系统，其特征在于，所述乙烯塔(401)的顶部通过管道连接有第一回流罐(402)，第一回流罐(402)的底部设置有至少两条第一导流管(412)，其中一条第一导流管(412)与乙烯塔(401)连通，另一条第一导流管(412)与反应器(1)连接。

10.根据权利要求8所述的一种丙烯歧化流化反应系统，其特征在于，所述丙烯塔(405)的顶部通过管道连接有第二回流罐(406)，第二回流罐(406)的底部设置有至少两条第二导流管(413)，其中一条第二导流管(413)与丙烯塔(405)连通，另一条第二导流管(413)连接有界区外储罐；所述丙烯塔(405)的中部通过管道连接有第三回流罐(408)，第三回流罐(408)的底部设置有至少两条第三导流管(414)，其中一条第三导流管(414)与丙烯塔(405)连通，另一条第三导流管(414)与反应器(1)连接。