本申請(qǐng)涉及通過乙醇?xì)庀嗝撍苽湟蚁┑姆椒把b置。特別地，本申請(qǐng)的方法使用包含多個(gè)反應(yīng)區(qū)的絕熱反應(yīng)器，并結(jié)合使用流出物流再熱系統(tǒng)，其中在流出物流再熱系統(tǒng)中，兩股以上的不同的中間流出物流通過單個(gè)換熱器進(jìn)行再熱，而不影響乙醇脫水過程的效果。

乙烯是一種重要的化學(xué)品和單體，其傳統(tǒng)的工業(yè)制法是通過原油產(chǎn)生的烴的蒸汽或催化裂化進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)。然而，隨著原油儲(chǔ)備減少和價(jià)格上漲，越來越需要尋找可替代的、經(jīng)濟(jì)上可行的制造乙烯的方法。乙醇憑借其生物質(zhì)發(fā)酵和基于合成氣技術(shù)的可用性，正在成為未來用于制造乙烯的重要潛在原料。

乙醇脫水制取乙烯是一種眾所周知的反應(yīng)，自20世紀(jì)30年代以來，已被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)化生產(chǎn)中。該反應(yīng)是高度吸熱的，因此需要高溫以使乙醇有效地轉(zhuǎn)化為乙烯。早期系統(tǒng)使用等溫反應(yīng)器來實(shí)現(xiàn)，不過在20世紀(jì)70年代，已在很大程度上被絕熱反應(yīng)器系統(tǒng)取代。

在典型的脫水方法中，將包含乙醇以及可選的水和其它組分的原料連續(xù)進(jìn)料至含有雜多酸催化劑床的反應(yīng)器中，并連續(xù)移除產(chǎn)物。在穩(wěn)態(tài)條件下，進(jìn)入反應(yīng)器的原料在進(jìn)料口附近迅速轉(zhuǎn)化為水、乙醇和乙醚(乙醇第一階段快速脫水的產(chǎn)物)的平衡混合物。這些方法通常在高溫和高壓下進(jìn)行。

使用多個(gè)串聯(lián)排列的絕熱反應(yīng)器并在反應(yīng)器之間進(jìn)行中間加熱可以有利于進(jìn)行乙醇脫水。這種系統(tǒng)通常包括幾個(gè)單獨(dú)的壓力容器，其中來自每個(gè)反應(yīng)器的流出物流在進(jìn)料至后續(xù)的反應(yīng)器之前被熱源加熱。

us4,232,179公開了一種乙醇脫水的方法，其中，幾個(gè)絕熱反應(yīng)器串聯(lián)排列。將載熱流體引入每個(gè)反應(yīng)器并與反應(yīng)器的進(jìn)料混合，以使每個(gè)反應(yīng)器內(nèi)保持所需的高溫。該方法的分離反應(yīng)器允許反應(yīng)器或一系列反應(yīng)器的操作中斷用于維護(hù)服務(wù)，并且不會(huì)干擾系統(tǒng)中其他反應(yīng)器的執(zhí)行，從而保證反應(yīng)過程的連續(xù)性。

us2013/0178674公開了一種乙醇脫水的方法，該方法使用在單個(gè)反應(yīng)器內(nèi)包含多個(gè)級(jí)的反應(yīng)器，其中每個(gè)級(jí)具有不同長(zhǎng)度、內(nèi)徑、體積和數(shù)量的催化劑。通過多個(gè)換熱器對(duì)每個(gè)級(jí)的進(jìn)料的加熱進(jìn)行單獨(dú)地控制，從而優(yōu)化每個(gè)單獨(dú)的級(jí)的溫度分布。此外，反應(yīng)區(qū)各自設(shè)計(jì)為在不同的條件下操作，如不同的溫度和壓力、不同的反應(yīng)物停留時(shí)間和不同的催化劑的量，以獲得最高的乙醇轉(zhuǎn)化率、乙烯選擇性和產(chǎn)率。對(duì)于us4,232,179，該設(shè)計(jì)的另一個(gè)好處是，每個(gè)級(jí)的分離允許關(guān)閉每個(gè)級(jí)以進(jìn)行維護(hù)而不會(huì)中斷整個(gè)反應(yīng)過程。

然而，us4,232,179中公開的系統(tǒng)的顯著缺點(diǎn)是復(fù)雜且占用空間，這與其所使用的裝置有關(guān)。例如，為了使反應(yīng)區(qū)可以在不同工藝條件下運(yùn)行，需要根據(jù)在后續(xù)反應(yīng)區(qū)中實(shí)施的特定工藝條件，提供復(fù)雜管道網(wǎng)絡(luò)供流出物流經(jīng)受不同水平的再熱。

現(xiàn)已意外地發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中盡管優(yōu)選對(duì)每個(gè)反應(yīng)器或反應(yīng)區(qū)的溫度進(jìn)行單獨(dú)優(yōu)化，但是用于對(duì)乙醇脫水系統(tǒng)的反應(yīng)器或反應(yīng)區(qū)的流出物流進(jìn)行再熱的換熱器可以組合成單個(gè)單元，以簡(jiǎn)化整體系統(tǒng)。令人驚訝的是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過單個(gè)換熱器將兩股以上不同的流出物流進(jìn)行再熱到基本上相同的程度，不會(huì)損害用多個(gè)反應(yīng)區(qū)操作的乙醇脫水過程的效果，并且可以通過使用更少的壓力容器和簡(jiǎn)化管道布置來降低總體的復(fù)雜性和成本。這尤其重要，因?yàn)楫?dāng)反應(yīng)區(qū)的數(shù)量變大(例如多于4個(gè))時(shí)，這些反應(yīng)器附近的管道和設(shè)備布局會(huì)由于連接數(shù)和所需的外部設(shè)備而變得非常復(fù)雜。

由于多反應(yīng)器系統(tǒng)具有大量反應(yīng)器或反應(yīng)區(qū)，其布局和管道布置非常復(fù)雜，難以設(shè)置且維護(hù)成本高，使得這種系統(tǒng)的使用成本過于昂貴。特別地，從幾何學(xué)上看，將大量換熱器連接到具有多個(gè)反應(yīng)區(qū)的單個(gè)反應(yīng)器是不太合適的，并且這樣成本昂貴且后勤難以維持。本申請(qǐng)的一個(gè)特別的優(yōu)點(diǎn)是它減少了需要布置在反應(yīng)器周圍的換熱器的數(shù)量，具有更簡(jiǎn)單的管道結(jié)構(gòu)和改進(jìn)的維護(hù)通路。

因此，本申請(qǐng)涉及一種方法和裝置，通過將多個(gè)反應(yīng)器組合成包括多個(gè)反應(yīng)區(qū)的單個(gè)壓力容器，從而簡(jiǎn)化了乙醇脫水反應(yīng)器附近的管道和裝置布局，并將對(duì)兩股以上的中間流出物流的再熱過程結(jié)合在單個(gè)外部設(shè)備中。本文中，“中間流出物流”或“流出物流”意指來自反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)的流出物流，其在被輸送到反應(yīng)器的后續(xù)反應(yīng)區(qū)之前被再加熱，用于進(jìn)一步處理。

第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N采用絕熱反應(yīng)器通過乙醇?xì)庀嗝撍苽湟蚁┑姆椒?，其中，所述絕熱反應(yīng)器的內(nèi)部分為至少三個(gè)反應(yīng)區(qū)，包括：初反應(yīng)區(qū)、至少一個(gè)中間反應(yīng)區(qū)和終反應(yīng)區(qū)，且每個(gè)反應(yīng)區(qū)含有乙醇脫水催化劑，所述方法包括以下步驟：

(1)將經(jīng)預(yù)熱的反應(yīng)進(jìn)料流從所述初反應(yīng)區(qū)的進(jìn)料口進(jìn)料；

(2)從所述初反應(yīng)區(qū)的出料口提取流出物流；

(3)將從所述初反應(yīng)區(qū)的出料口提取的流出物流從后續(xù)的中間反應(yīng)區(qū)的進(jìn)料口進(jìn)料；

(4)從步驟(3)所述的中間反應(yīng)區(qū)的出料口提取流出物流；

(5)如果存在任何后續(xù)的中間反應(yīng)區(qū)，則重復(fù)步驟(3)和(4)；

(6)將來自中間反應(yīng)區(qū)的流出物流從所述終反應(yīng)區(qū)的進(jìn)料口進(jìn)料；

(7)從所述終反應(yīng)區(qū)的出料口提取產(chǎn)品流；

其中，流出物流在進(jìn)料至后續(xù)的反應(yīng)區(qū)之前，通過一個(gè)或多個(gè)換熱器進(jìn)行再熱；并且

單個(gè)換熱器同時(shí)對(duì)至少兩股流出物流進(jìn)行再熱，使得在所述方法中，使用不超過一個(gè)換熱器用于每?jī)晒闪鞒鑫锪鬟M(jìn)行再熱。

該方法中元件的組合和再利用大大簡(jiǎn)化了多反應(yīng)器系統(tǒng)的布局，與常規(guī)方法相比，可以降低成本。特別地，將換熱器組合成單個(gè)單元可允許同時(shí)對(duì)多股流出物流進(jìn)行再熱。這大大減少了需要布置在反應(yīng)器周圍的換熱器的數(shù)量，并降低在反應(yīng)器附近的管道和設(shè)備布局的復(fù)雜性，否則當(dāng)存在多個(gè)反應(yīng)區(qū)時(shí)，連接的數(shù)量和所需的外部裝置會(huì)使布局變得非常復(fù)雜。

根據(jù)本申請(qǐng)，該方法中使用的反應(yīng)器包括至少三個(gè)反應(yīng)區(qū)：初反應(yīng)區(qū)、至少一個(gè)中間反應(yīng)區(qū)和終反應(yīng)區(qū)。反應(yīng)器周圍的管道和設(shè)備布局越復(fù)雜，本發(fā)明中間反應(yīng)區(qū)的數(shù)量是三個(gè)以上(例如4個(gè)或5個(gè)中間反應(yīng)區(qū))時(shí)效果越明顯。本發(fā)明與擴(kuò)大的乙醇脫水體系相容，該體系隨反應(yīng)區(qū)數(shù)量增加(例如4個(gè)或5個(gè)中間反應(yīng)區(qū))而具有較大反應(yīng)器。

本申請(qǐng)的換熱器可以選自本領(lǐng)域公知的任何多股流換熱器。優(yōu)選地，本發(fā)明使用的換熱器是管殼式換熱器或板/框式換熱器。換熱器可以是單相或兩相換熱器。

管殼式換熱器通常包括一個(gè)大的、有管束穿過的壓力容器(外殼)。一股流體穿過殼體，而第二股流體穿過管束，流體通過管束的表面進(jìn)行熱接觸。熱量通過管壁在殼體中的流體和管中的流體之間傳遞。

板/框式換熱器通常包括一系列厚度較小的板狀室，并在其最大表面上熱接觸?！盁崃黧w”和“冷流體”通過串聯(lián)的交替板，促進(jìn)流體之間的有效熱傳遞。

在本發(fā)明一實(shí)施方式中，一個(gè)或多個(gè)換熱器中的至少一個(gè)是管殼式換熱器。優(yōu)選地，管殼式換熱器同時(shí)對(duì)2-4股流出物流進(jìn)行再熱；更優(yōu)選地，同時(shí)對(duì)兩股流出物流進(jìn)行再熱。通過將流出物流單獨(dú)通過單個(gè)殼中的分離的管束，可以同時(shí)對(duì)多股流出物流進(jìn)行再熱。

在本發(fā)明另一實(shí)施方式中，一個(gè)或多個(gè)換熱器中的至少一個(gè)是板/框式換熱器。優(yōu)選地，板/框式換熱器同時(shí)對(duì)至少四股流出物流進(jìn)行再熱。通過將單股的流出物流通過單個(gè)換熱器內(nèi)單獨(dú)的板或一系列板，可以同時(shí)對(duì)多股流出物流進(jìn)行再熱。

可以提供用于對(duì)多股流出物流進(jìn)行再熱的換熱器，其中多股流出物流的加熱程度基本相同。這可以通過確保一股流出物流和換熱器的加熱元件之間的接觸表面積盡可能接近在同一單元中再熱的另外的流出物流與換熱器的加熱元件之間的接觸表面積來實(shí)現(xiàn)。在本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式中，經(jīng)單個(gè)換熱器再熱的兩股以上的流出物流與換熱器的各加熱元件之間的接觸表面積差小于10％，優(yōu)選小于5％，更優(yōu)選小于2％。在本發(fā)明一更優(yōu)選的實(shí)施方式中，經(jīng)單個(gè)換熱器再熱的兩股以上的流出物流與所述換熱器的各加熱元件之間的接觸表面積是相同的。

根據(jù)本申請(qǐng)，可以認(rèn)為原料脫水是其通過直接脫水成烯烴和水(式1)來進(jìn)行的(chem.engcomm.1990,95,26-39)；或通過醚中間體來進(jìn)行(式2和3)。

有報(bào)道指出醚可以直接轉(zhuǎn)化為兩摩爾烯烴和水(chem.eng.res.anddesign1984,62,81-91)。所有上述反應(yīng)通常由lewis酸和/或bronsted酸催化。式1顯示了乙醇直接生成乙烯和水的吸熱消除反應(yīng)；式2和式3與式1競(jìng)爭(zhēng)，即放熱的醚化反應(yīng)(式2)和乙醚生成乙烯和乙醇的吸熱消除反應(yīng)(式3)。然而，乙醇脫水生成乙烯的反應(yīng)總體上被認(rèn)為是高度吸熱的。

用于本申請(qǐng)所述方法的乙醇脫水催化劑可以選自本領(lǐng)域公知的催化劑，例如固定床脫水催化劑。優(yōu)選地，催化劑選自wo2008062157、wo2007063282、wo2007063281、wo2007063280、wo2007063279、ep1925363和ep1982761中公開的雜多酸催化劑。

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N通過包含乙醇(優(yōu)選水和/或乙醚)的進(jìn)料流的氣相化學(xué)脫水制備乙烯的方法，該方法包括使進(jìn)料流與在絕熱反應(yīng)器的多個(gè)反應(yīng)區(qū)內(nèi)的催化劑接觸，大大降低在反應(yīng)器附近的管道和裝置布局的復(fù)雜性。

優(yōu)選地，基于反應(yīng)進(jìn)料流中的水、乙醇和乙醚的總重量，本申請(qǐng)方法的進(jìn)料流中的水的量最多為約50％(重量)，更優(yōu)選為最多約20％(重量)，最優(yōu)選為最多約10％(重量)，或最多約7％(重量)。優(yōu)選地，基于反應(yīng)進(jìn)料流中的水、乙醇和乙醚的總重量，反應(yīng)進(jìn)料流中的水的量為至少約0.1％(重量)，更優(yōu)選為至少約0.5％(重量)，最優(yōu)選為至少約1％(重量)。

烯烴除去后的液體產(chǎn)物流主要包括未反應(yīng)的乙醇、乙醚和水。申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，特別優(yōu)選的是，在副產(chǎn)物水除去后，將主要部分的醇和醚再循環(huán)回至氣相脫水反應(yīng)器中。

在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，進(jìn)料流包含惰性稀釋劑。在其它實(shí)施方式中，在反應(yīng)區(qū)之間加入惰性稀釋劑。優(yōu)選的稀釋劑包括氮?dú)?、氦氣、乙烯?或飽和烴，例如己烷、2-甲基丙烷或正丁烷。更優(yōu)選地，進(jìn)料流稀釋劑選自氮?dú)夂?或氦氣。

在本發(fā)明一實(shí)施方式中，反應(yīng)區(qū)中的乙醇脫水優(yōu)選在160℃至270℃下進(jìn)行，更優(yōu)選為180℃至270℃，更優(yōu)選為190℃至260℃，最優(yōu)選為200℃至250℃。反應(yīng)區(qū)內(nèi)的操作優(yōu)選在0.1mpa-4.5mpa的壓力下進(jìn)行，優(yōu)選在1.5mpa-3.5mpa的壓力下進(jìn)行，最優(yōu)選在1.8mpa-2.8mpa的壓力下進(jìn)行。

在本發(fā)明另一實(shí)施方式中，乙醇脫水的反應(yīng)區(qū)的進(jìn)料溫度優(yōu)選為至少約252℃，更優(yōu)選為至少約255℃，甚至更優(yōu)選為至少約260℃，甚至更優(yōu)選為至少約280℃，最優(yōu)選為至少300℃。進(jìn)料溫度的上限低于使乙烯選擇性受到負(fù)面影響的溫度和/或低于過度耗能的溫度。進(jìn)料溫度的上限優(yōu)選為約350℃，更優(yōu)選為約325℃。因此，脫水反應(yīng)的優(yōu)選進(jìn)料溫度范圍包括：a)至少約252℃至約350℃；b)至少約252℃至約325℃；c)至少約255℃至約350℃；d)至少約255℃至約325℃；e)至少約260℃至約350℃；f)至少約260℃至約325℃；g)至少約280℃至約350℃；h)至少約280℃至約325℃；i)至少約300℃至約350℃；和j)至少約300℃至約325℃。在該實(shí)施方式中，反應(yīng)區(qū)的內(nèi)部壓力為約0.90mpa至約1.60mpa；更優(yōu)選地，內(nèi)部壓力為約0.95mpa至約1.30mpa。最優(yōu)選地，反應(yīng)區(qū)的內(nèi)部壓力為約1.00mpa至約1.20mpa。

本申請(qǐng)中“進(jìn)料溫度”指某股流在其進(jìn)料到反應(yīng)器或反應(yīng)區(qū)時(shí)的溫度。

反應(yīng)區(qū)內(nèi)的壓力對(duì)應(yīng)于各反應(yīng)物的分壓之和，即乙醇和(如果存在的話)水和乙醚的分壓以及乙烯產(chǎn)物的分壓之和。除非另有說明，惰性稀釋劑(如氦氣和氮?dú)?或其他惰性組分的分壓從總規(guī)定的壓力中排除。因此，本文中提及的反應(yīng)區(qū)壓力符合下列公式：p反應(yīng)器＝p水+p乙醇+p乙醚+p乙烯。此外，除非另有說明，本申請(qǐng)中提及的反應(yīng)器壓力為絕對(duì)壓力，而非表壓。

本發(fā)明的方法一優(yōu)選實(shí)施方式中，各中間流出物流的溫度在經(jīng)過再熱后的溫度差小于20℃，更優(yōu)選小于10℃，最優(yōu)選小于5℃。優(yōu)選地，各中間流出物流在經(jīng)過再熱之前的溫度差小于20℃，更優(yōu)選小于10℃，最優(yōu)選小于5℃。

優(yōu)選地，本發(fā)明的方法中不同反應(yīng)區(qū)之間的反應(yīng)壓力差小于1mpa，更優(yōu)選小于0.5mpa，最優(yōu)選小于0.3mpa。

根據(jù)本申請(qǐng)，用于連續(xù)操作的用于乙醇脫水的反應(yīng)器的ghsv可以適當(dāng)?shù)卦?0至50,000h^-1范圍內(nèi)，優(yōu)選1,000至30,000h^-1，更優(yōu)選2000至15,000h^-1，最優(yōu)選為5,000至8,000h^-1?！皻鈺r(shí)空速”(gashourlyspacevelocity,ghsv)定義為在標(biāo)準(zhǔn)溫度(0℃)和壓力(0.101325mpa)下每單位體積催化劑每小時(shí)的供氣體積。

本申請(qǐng)還提供了一種用于通過乙醇?xì)庀嗝撍苽湟蚁┑难b置，包括：

絕熱反應(yīng)器，其中所述絕熱反應(yīng)器的內(nèi)部分為至少三個(gè)反應(yīng)區(qū)，包括：初反應(yīng)區(qū)、至少一個(gè)中間反應(yīng)區(qū)和終反應(yīng)區(qū)；

用于將經(jīng)預(yù)熱的反應(yīng)進(jìn)料流從所述初反應(yīng)區(qū)的進(jìn)料口進(jìn)料的裝置；

用于從所述初反應(yīng)區(qū)的出料口提取流出物流的裝置；

用于將從所述初反應(yīng)區(qū)的出料口提取的流出物流從后續(xù)的中間反應(yīng)區(qū)的進(jìn)料口進(jìn)料的裝置；

用于從中間反應(yīng)區(qū)的出料口提取流出物流的裝置；

如果存在任何另外的中間反應(yīng)區(qū)，則有一個(gè)或多個(gè)用于從任何另外的中間反應(yīng)區(qū)進(jìn)料的裝置，以及一個(gè)或多個(gè)用于從所述任何另外的中間反應(yīng)區(qū)提取流出物流的裝置；

用于將來自中間反應(yīng)區(qū)的流出物流從所述終反應(yīng)區(qū)的進(jìn)料口進(jìn)料的裝置；

用于從所述終反應(yīng)區(qū)的出料口提取產(chǎn)品流的裝置；

一個(gè)或多個(gè)換熱器，用于對(duì)每股流出物流在進(jìn)料至后續(xù)的反應(yīng)區(qū)之前進(jìn)行再熱，其中單個(gè)換熱器同時(shí)對(duì)至少兩股流出物流進(jìn)行再熱，使得在所述方法中，使用不超過一個(gè)換熱器用于每?jī)晒闪鞒鑫锪鬟M(jìn)行再熱。

根據(jù)本申請(qǐng)的裝置，反應(yīng)器包括至少三個(gè)反應(yīng)區(qū)：初反應(yīng)區(qū)、至少一個(gè)中間反應(yīng)區(qū)和終反應(yīng)區(qū)。反應(yīng)器周圍的管道和設(shè)備布局越復(fù)雜，本發(fā)明中間反應(yīng)區(qū)的數(shù)量是三個(gè)以上時(shí)效果越明顯。

根據(jù)本申請(qǐng)的裝置，絕熱反應(yīng)器可以包括單個(gè)壓力容器，其中反應(yīng)器的內(nèi)部被分成三個(gè)以上的反應(yīng)區(qū)。用于分隔反應(yīng)器內(nèi)部的裝置可以包括簡(jiǎn)單的擋板，其中反應(yīng)器允許不同反應(yīng)區(qū)之間的反應(yīng)壓力差小于1mpa，更優(yōu)選小于0.5mpa，最優(yōu)選小于0.3mpa。

根據(jù)本申請(qǐng)，絕熱反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)可以各自獨(dú)立地具有絕熱反應(yīng)器的內(nèi)部功能，例如本領(lǐng)域通常已知的——作為舉例——固定床管式反應(yīng)器或徑向流動(dòng)反應(yīng)器。

一個(gè)簡(jiǎn)單的固定床管式反應(yīng)器包括填充有催化劑的固定床的管狀通道，可供進(jìn)料通過。固定床徑向流動(dòng)反應(yīng)器包括反應(yīng)器，其設(shè)置成使進(jìn)料徑向向外流過固定的催化劑環(huán)形床。

根據(jù)本申請(qǐng)的裝置，換熱器可以選自本領(lǐng)域公知的任何多股流換熱器。優(yōu)選地，本申請(qǐng)中使用的換熱器是管殼式換熱器或板/框式換熱器。換熱器可以是單相或兩相換熱器。

在本發(fā)明一實(shí)施方式中，一個(gè)或多個(gè)換熱器中的至少一個(gè)是管殼式換熱器，每個(gè)管殼式換熱器同時(shí)對(duì)2-4股流出物流進(jìn)行再熱；優(yōu)選地，同時(shí)對(duì)兩股流出物流進(jìn)行再熱。

在本發(fā)明另一實(shí)施方式中，一個(gè)或多個(gè)換熱器中的至少一個(gè)是板/框式換熱器，每個(gè)板/框式換熱器同時(shí)對(duì)至少兩股流出物流進(jìn)行再熱；優(yōu)選地，同時(shí)對(duì)至少四股流出物流進(jìn)行再熱。

本發(fā)明一優(yōu)選的實(shí)施方式中，經(jīng)單個(gè)換熱器再熱的兩股以上的流出物流與換熱器的各加熱元件之間的接觸表面積差小于10％，優(yōu)選小于5％，更優(yōu)選小于2％。

在本發(fā)明另一實(shí)施方式中，經(jīng)單個(gè)換熱器再熱的兩股以上的流出物流與所述換熱器的各加熱元件之間的接觸表面積是相同的。

以下結(jié)合附圖中所示的實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)進(jìn)行更詳細(xì)地描述，其中：

圖1示出了包括多個(gè)反應(yīng)器(01,03,05)的常規(guī)系統(tǒng)，并具有多個(gè)再熱裝置(02,04)，例如換熱器，其中來自每個(gè)反應(yīng)器的流出物流在進(jìn)料至隨后的反應(yīng)器之前單獨(dú)進(jìn)行再熱；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的包括三個(gè)反應(yīng)區(qū)串聯(lián)的簡(jiǎn)化反應(yīng)器系統(tǒng)，共享單個(gè)換熱器用于對(duì)兩股料流進(jìn)行再熱；和

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的包括五個(gè)反應(yīng)區(qū)串聯(lián)的簡(jiǎn)化反應(yīng)器系統(tǒng)的不同實(shí)施方案，其中兩個(gè)換熱器用于對(duì)兩股料流進(jìn)行再熱。

與圖1所示的等效的常規(guī)多反應(yīng)器和換熱器系統(tǒng)相比較，圖2所示的本發(fā)明的實(shí)施例為簡(jiǎn)化的反應(yīng)器系統(tǒng)。具體地，根據(jù)圖2，本發(fā)明的實(shí)施方案中，絕熱反應(yīng)器(10)在內(nèi)部分成初反應(yīng)區(qū)(11)、中間反應(yīng)區(qū)(12)和終反應(yīng)區(qū)(13)，每個(gè)反應(yīng)區(qū)分別含有固定床脫水催化劑(11a，12a和13a)。

將經(jīng)預(yù)熱的反應(yīng)進(jìn)料流(1)進(jìn)料至初反應(yīng)區(qū)(11)的進(jìn)料口并與初脫水催化劑(11a)接觸。從初反應(yīng)區(qū)(11)的出料口提取流出物流(2a)并進(jìn)料至換熱器(5)中，其中流出物流(2a)通過與載熱流(5a)的熱交換而進(jìn)行再熱。將經(jīng)再熱的料流(2b)進(jìn)料至中間反應(yīng)區(qū)(12)的進(jìn)料口，與中間脫水催化劑(12a)接觸。從中間反應(yīng)區(qū)(12)的出料口提取流出物流(3a)，并將其輸送到相同的上述換熱器(5)中，其中流出物流(3a)通過與載熱流(5a)的熱交換而進(jìn)行再熱。經(jīng)再熱的料流(3b)進(jìn)料至終反應(yīng)區(qū)(13)的進(jìn)料口，與終脫水催化劑(13a)接觸。然后從終反應(yīng)區(qū)(13)的出料口提取產(chǎn)物流(4)。

本申請(qǐng)對(duì)于簡(jiǎn)化較大反應(yīng)器系統(tǒng)的布局也特別有效。圖3所示的本發(fā)明的實(shí)施方案中，絕熱反應(yīng)器(20)在內(nèi)部分隔成初反應(yīng)區(qū)(21)、三個(gè)中間反應(yīng)區(qū)(22,23和24)和終反應(yīng)區(qū)(25)，分別含有固定床脫水催化劑(21a，22a，23a，24a和25a)。

將經(jīng)預(yù)熱的反應(yīng)進(jìn)料流(31)送入初反應(yīng)區(qū)(21)的進(jìn)料口并與脫水催化劑(21a)接觸。從初反應(yīng)區(qū)(21)的出料口提取流出物流(32a)并進(jìn)料到第一換熱器(210)中，其中流出物流(32a)通過與載熱流(210a)的熱交換而進(jìn)行再熱。經(jīng)再熱的料流(32b)被送入第一中間反應(yīng)區(qū)(22)的進(jìn)料口，與脫水催化劑(22a)接觸。從第一中間反應(yīng)區(qū)(22)的出料口出提取流出物流(33a)，并將其輸送到相同的上述第一換熱器(210)中，其中流出物流(33a)通過與載熱流(210a)的熱交換而進(jìn)行再熱。

經(jīng)再熱的料流(33b)被送入第二中間反應(yīng)區(qū)(23)的進(jìn)料口，與脫水催化劑(23a)接觸。從第二中間反應(yīng)區(qū)(23)的出料口提取流出物流(34a)并進(jìn)料至第二換熱器(211)中，其中流出物流(34a)通過與載熱流(211a)的熱交換而進(jìn)行再熱。經(jīng)再熱料流(34b)進(jìn)入第三中間反應(yīng)區(qū)(24)的進(jìn)料口，與脫水催化劑(24a)接觸。從第三中間反應(yīng)區(qū)(24)的出料口提取流出物流(35a)，并將其進(jìn)料至相同的上述第二換熱器(211)中，其中流出物流(35a)通過與載熱流(211a)的熱交換而進(jìn)行再熱。將經(jīng)再熱的料流(35b)送入終反應(yīng)區(qū)(25)的進(jìn)料口，與終脫水催化劑(25a)接觸。然后從終反應(yīng)區(qū)(25)的出料口提取產(chǎn)物流(36)。

常規(guī)的系統(tǒng)中，包括五個(gè)反應(yīng)器則需要在各反應(yīng)器之間設(shè)置四個(gè)換熱器，以便對(duì)中間料流進(jìn)行再熱。這種大型系統(tǒng)的布局和管道布置在幾何上將會(huì)變得難以置信，并且建立和維護(hù)的成本高昂，使得這種尺寸和復(fù)雜性的系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)上不可行。本申請(qǐng)?zhí)峁┝藴p少反應(yīng)器系統(tǒng)所需的壓力容器數(shù)量的方法，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的布局并降低了實(shí)施和維護(hù)的難度和成本。