專利名稱：用于乙苯脫氫制苯乙烯的裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于乙苯脫氫制苯乙烯的裝置。
背景技術：
乙苯脫氫的主反應為C6H5-C2H5→C6H5CH＝CH2+H2+124千焦/摩爾。它是分子數(shù)增大的強吸熱反應。從熱力學上看，提高溫度、降低體系壓力對平衡有利，因而目前工業(yè)上大多數(shù)采用負壓裝置。但反應溫度的提高受到很大的限制，因為過高的反應溫度不僅容易導致乙苯裂解而產(chǎn)生苯、甲苯、CO、CO2等副產(chǎn)物，而且能耗很大，經(jīng)濟上不合理，所以它是受熱力學平衡限制的典型反應。如能將脫氫反應生成的氫氣通過多孔無機膜進行分離，使反應平衡向有利于目的產(chǎn)物的方向移動，將可使乙苯轉化率大幅提高。且可減少原料乙苯的循環(huán)量，從而降低產(chǎn)物分離時的能耗。文獻CN90105071.7報道了一種用于生產(chǎn)六氨基青霉烷酸的膜反應器，該膜反應器可獲得高產(chǎn)品收率，但膜反應器用于乙苯脫氫反應未見報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是以往技術中存在的脫氫反應受熱力學限制轉化率難以提高的問題，提供一種新的用于乙苯脫氫制苯乙烯的裝置。使用該裝置進行乙苯脫氫制苯乙烯的生產(chǎn)具有能打破脫氫反應熱力學平衡限制，提高乙苯轉化率的優(yōu)點。
為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案如下一種用于乙苯脫氫制苯乙烯的裝置，包括至少兩個串聯(lián)的固定床脫氫反應器，其中反應器中間還連接有至少一個膜分離器。
上述方案中，裝置優(yōu)選方案包括第一固定床反應器和第二固定床反應器兩個串聯(lián)的固定床反應器，在兩個反應器間連接有一個膜反應器，其連接方式的優(yōu)選方案如下①第一固定床反應器采用上進下出，膜分離器采用下進上出，第二固定床反應器采用上進下出的形式布置整個脫氫裝置；②第一固定床反應器采用上進下出，膜分離器采用下進上出，第二固定床反應器采用下進上出的形式布置整個脫氫反應裝置；③第一固定床反應器采用上進下出，膜分離器采用上進下出，第二固定床反應器采用下進上出的形式布置整個脫氫反應裝置；④第一固定床反應器采用上進下出，膜分離器采用上進下出，第二固定床反應器采用上進下出的形式布置整個脫氫反應裝置；⑤第一固定床反應器采用下進上出，膜分離器采用上進下出，第二固定床反應器采用下進上出的形式布置整個脫氫反應裝置；⑥第一固定床反應器采用下進上出，膜分離器采用下進上出，第二固定床反應器采用上進下出的形式布置整個脫氫反應裝置；⑦第一固定床反應器采用下進上出，膜分離器采用上進下出，第二固定床反應器采用上進下出的形式布置整個脫氫反應裝置；⑧第一固定床反應器采用下進上出，膜分離器采用下進上出，第二固定床反應器采用下進上出的形式布置整個脫氫反應裝置。
本發(fā)明膜反應器中膜管的制備方法如下以Al2O3·H2O為原料，經(jīng)酸解、膠解、回流、老化制得透明的小顆粒酸性溶膠，向該溶膠中加入粘結劑，制得涂膜液，將涂膜液均勻涂于微孔陶瓷上，經(jīng)干燥后在450～650℃下焙燒，制得表面均勻的無機陶瓷膜管。將無機陶瓷膜管固定于不銹鋼分離器內(nèi)，組成膜分離器，首尾與等溫式固定床反應器相連。
膜分離器安裝前后的脫氫反應效果通過乙苯脫氫反應加以驗證，其過程簡述如下將脫離子水和乙苯分別經(jīng)計量泵輸入預熱混合器，預熱后進入反應器1，反應器1采用電熱絲加熱，使之達到預定溫度。反應器內(nèi)徑為1″的不銹鋼管，內(nèi)可填裝100毫升，粒徑為3毫米的催化劑。反應器1出口通過兩通閥與膜分離器2或反應器3連接，反應器3的形式同反應器1。反應器3流出的脫氫產(chǎn)物經(jīng)水冷凝后用氣相色譜儀分析其組成。
在傳統(tǒng)脫氫反應器中引入微孔陶瓷膜管，由于及時將脫氫過程中產(chǎn)生的氫氣分離出去，打破了原有的化學平衡，有利于反應向產(chǎn)生苯乙烯的方向進行。通過第一反應器采用下進上出，膜分離器采用上進下出，第二反應器采用下進上出的形式布置脫氫反應裝置，在第一、第二反應器入口溫度分別為620℃，水/乙苯重量比為2.0，空速2.0小時-1，壓力為常壓條件下，控制氮氣/乙苯摩爾比為10∶1的條件下，乙苯轉化率可提高8個百分點，選擇性增加1.5％，取得了較好的技術效果。
下面通過實施例對本發(fā)明作進一步的闡述，但不僅限于本實施例。
具體實施例方式
實施例1在第一、第二反應器入口溫度分別為620℃，水/乙苯重量比為2.0，空速2.0小時-1，壓力為常壓條件下，將乙苯與水蒸汽混合均勻后通入含膜分離器的組合反應器。在膜分離器的滲透腔內(nèi)通入適量的N2，控制氮氣/乙苯摩爾比為10∶1。膜分離器用外加熱方式進行保溫。將反應腔產(chǎn)物經(jīng)冷凝后取樣進行色譜分析，得到乙苯轉化率、苯乙烯選擇性。
實施例2～9操作條件同實施例1，只是將反應器和膜分離器的組合方式進行調(diào)整，見表1。
比較例1操作條件同實施例1，只是不設置膜分離器，具體見表1。
表1 反應器組合方式、操作條件及效果

其中1為第一固定床反應器，2為膜分離器，3為第二固定床反應器。
權利要求
1.一種用于乙苯脫氫制苯乙烯的裝置，包括至少兩個串聯(lián)的固定床脫氫反應器，其特征在于在至少兩個串聯(lián)的固定床反應器中間還連接有至少一個膜分離器。
2.根據(jù)權利要求1所述用于乙苯脫氫制苯乙烯的裝置，其特征在于裝置包括第一固定床反應器和第二固定床反應器兩個串聯(lián)的固定床反應器，在兩個反應器間連接有一個膜反應器。
3.根據(jù)權利要求2所述用于乙苯脫氫制苯乙烯的裝置，其特征在于第一固定床反應器采用上進下出，膜分離器采用下進上出，第二固定床反應器采用上進下出的形式布置整個脫氫裝置。
4.根據(jù)權利要求2所述用于乙苯脫氫制苯乙烯的裝置，其特征在于第一固定床反應器采用上進下出，膜分離器采用下進上出，第二固定床反應器采用下進上出的形式布置整個脫氫反應裝置。
5.根據(jù)權利要求2所述用于乙苯脫氫制苯乙烯的裝置，其特征在于第一固定床反應器采用上進下出，膜分離器采用上進下出，第二固定床反應器采用下進上出的形式布置整個脫氫反應裝置。
6.根據(jù)權利要求2所述用于乙苯脫氫制苯乙烯的裝置，其特征在于第一固定床反應器采用上進下出，膜分離器采用上進下出，第二固定床反應器采用上進下出的形式布置整個脫氫反應裝置。
7.根據(jù)權利要求2所述用于乙苯脫氫制苯乙烯的裝置，其特征在于第一固定床反應器采用下進上出，膜分離器采用上進下出，第二固定床反應器采用下進上出的形式布置整個脫氫反應裝置。
8.根據(jù)權利要求2所述用于乙苯脫氫制苯乙烯的裝置，其特征在于第一固定床反應器采用下進上出，膜分離器采用下進上出，第二固定床反應器采用上進下出的形式布置整個脫氫反應裝置。
9.根據(jù)權利要求2所述用于乙苯脫氫制苯乙烯的裝置，其特征在于第一固定床反應器采用下進上出，膜分離器采用上進下出，第二固定床反應器采用上進下出的形式布置整個脫氫反應裝置。
10.根據(jù)權利要求2所述用于乙苯脫氫制苯乙烯的裝置，其特征在于第一固定床反應器采用下進上出，膜分離器采用下進上出，第二固定床反應器采用下進上出的形式布置整個脫氫反應裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于乙苯脫氫制苯乙烯的裝置，主要解決以往技術中存在的脫氫反應受熱力學限制，轉化率難以提高的問題。本發(fā)明通過采用在兩個串聯(lián)反應器中間增加至少一個膜分離器的技術方案，較好地解決了該問題，可用于乙苯脫氫制苯乙烯的工業(yè)生產(chǎn)中。
文檔編號C07C5/327GK1962581SQ20051011027
公開日2007年5月16日 申請日期2005年11月11日 優(yōu)先權日2005年11月11日
發(fā)明者繆長喜, 楊為民, 宋曙光, 宗弘元, 王金渠, 魯建明 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院