丁烯氧化脱氢制丁二烯的节能方法
【专利摘要】本发明涉及一种丁烯氧化脱氢制丁二烯的节能方法，主要解决了现有技术中存在的水蒸汽用量大、能耗高的问题。本发明采用包括以下步骤：a）采用N级（N≥2，N为整数）的多级绝热串并联固定床反应器反应；b）用N2、CO2、氦气、水蒸汽中的至少一种气体，丁烯的原料、含氧气体，分为N股，按比例混合后，分别进入每级反应器，每级反应器反应后的物料同补充原料丁烯和含氧气体混合后进入下一级反应器，各级反应器的反应温度为280~550℃，压力为0.02~1.0MPa的技术方案，较好地解决了该问题，可用于丁烯氧化脱氢制丁二烯的工业生产。
【专利说明】丁烯氧化脱氢制丁二烯的节能方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种丁烯氧化脱氢制丁二烯的节能方法。
【背景技术】
[0002]丁二烯是合成橡胶、合成树脂的重要单体，主要用于合成顺丁橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶及ABS树脂等。丁二烯也是多种涂料和有机化工原料。
[0003]目前丁二烯的生产方式主要有碳四馏分分离和合成法(包括丁烷脱氢、丁烯脱氢、丁烯氧化脱氢等)两种。目前除美国外，世界各国丁二烯几乎全部直接来自烃类裂解制乙烯时的副产碳四馏分(又可写为碳四馏分)。美国丁二烯的来源，大约一半来自丁烷、丁烯脱氢，一半直接来自裂解碳四馏分。
[0004]丁烯氧化脱氢是目前生产丁二烯较有竞争力的工艺技术，丁烯氧化脱氢制丁二烯是在水蒸汽存在下，利用氧与丁烯分子中的氢结合，得到丁二烯和结构稳定的水。该反应基本为不可逆反应。主反 应方程式如下:
【权利要求】
1.一种丁烯氧化脱氢制丁二烯的节能方法，采用N级固定床反应器串联反应，丁烯原料分为N股，分别进入N级反应器，其中N为大于等于2的整数；反应过程包括以下几个步骤: a)第一股丁烯原料和含氧气体、稀释剂，按丁烯:含氧气体:稀释剂摩尔配比为1:0.4~1.5:2~18的比例混合，进入第一级反应器，反应温度为280~550°C，压力为0.02~1.0MPa;其中，稀释剂为水蒸汽、N2、CO2、氦气中的至少一种； b)反应后的物料，再和下一股的丁烯原料和含氧气体混合后，按和步骤a)中相同的摩尔比进入下一级反应器，其中，按上一级反应转化率决定下一级丁烯分配量，第一股丁烯与之后各级丁烯的分配比例范围为1:0.4~1.0 ; c)当N等于2时，进入步骤e);当N大于2时，反应后的物料重复步骤C)，直至反应后的物料进入第N级反应器； d)第N级反应器出口产物进入反应气体冷凝、水洗、油吸收和丁二烯萃取精馏等后续工段回收丁二烯。
2.根据权利要求1所述的丁烯氧化脱氢制丁二烯的节能方法，其特征在于原料丁烯含有1- 丁烯、顺-2- 丁烯、反-2- 丁烯中的至少一种；含氧气体为空气或氧气，或者空气和氧气的混合物；步骤a)所用的稀释剂中，稀释剂中水蒸汽的体积含量为10-80% ;Ν2、CO2、氦气中的至少一种含量为20~90%。
3.根据权利要求1所述的丁烯氧化脱氢制丁二烯的节能方法，其特征在于每级反应器入口丁烯、氧气和稀释剂的摩尔比为1:0.45~0.9:6~12。
4.根据权利要求1所述的丁烯氧化脱氢制丁二烯的节能方法，其特征在于各级反应器的反应入口温度为300~500°C，压力为0.05~0.5MPaG。
5.根据权利要求1所述的丁烯氧化脱氢制丁二烯的节能方法，其特征在于所述的固定床反应器包括绝热轴向固定床反应器、绝热径向固定床反应器、列管式等温固定床反应器。
6.根据权利要求5所述的丁烯氧化脱氢制丁二烯的节能方法，其特征在于采用绝热轴向固定床反应器和绝热径向固定床反应器时，反应器的反应温度为400~500°C。
7.根据权利要求4所述的丁烯氧化脱氢制丁二烯的节能方法，其特征在于采用等温固定床反应器时，反应器的反应入口温度为300~400°C。
8.根据权利要求2所述的丁烯氧化脱氢制丁二烯的节能方法，其特征在于步骤a)所用的稀释剂中，稀释剂中水蒸汽的体积含量为20-70%;Ν2、CO2、氦气中的至少一种含量为30~80%。
9.根据权利要求1所述的丁烯氧化脱氢制丁二烯的节能方法，其特征在于反应所需催化剂为铁系催化剂，主要组成包括铁，锌，镁成分，摩尔比例为:Fe:Zn:Mg=10:1~5:2~6，采用共沉淀法制备，主要晶相为ZnFe2O4尖晶石。
10.根据权利要求1所述的丁烯氧化脱氢制丁二烯的节能方法，其特征在于催化剂为铁系复合氧化物催化剂，按化学组成其通式为Fe2O3.Mg0.Zn0.P2O5.MxOy，M选自第四周期表 Sc、T1、V、Cr、Fe、Mn、Co、N1、Cu、Zn 中的至少一种。
【文档编号】C07C11/16GK103964996SQ201310034422
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2013年1月30日 优先权日:2013年1月30日
【发明者】刘文杰 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院