用于烯烃脱氢的逆流流化床反应器

摘要

本发明涉及一种用于链烷烃脱氢的方法和设备。该方法利用包括使催化剂较缓慢流动通过反应器的反应器，其中使气体逆流流动通过催化剂床。使催化剂再生且在催化剂床的顶部上分布，并借助反应器内件穿过所述床以限制催化剂返混。

权利要求

1.一种用于烃脱氢的反应器，包括：

具有上部区域、中间区域和下部区域的反应器壳，催化剂入口设置在壳的上部区域，催化剂出口设置在壳的下部区域，反应器催化剂床设置在中间区域，工艺过程料流入口设置在壳的下部区域，且工艺过程料流出口设置在壳的上部区域；和设置在壳的中间区域的一组反应器内件，其中反应器内件用于导引催化剂以向下的方向流动，同时限制催化剂的轴向返混，其中反应器内件包含多个带状物层，其中使带状物以多个带状物的阵列设置，形成各层，并且其中各层相对于相邻层以30-150°旋转，并且其中各带状物包含条段，与相邻带状物间隔以在条段之间形成开口。

2.根据权利要求1的反应器，进一步包含设置在反应器壳上部区域的催化剂分布器。

3.根据权利要求1的反应器，进一步包含设置在反应器壳下部区域的工艺过程料流分布器。

4.根据权利要求1的反应器，进一步包含设置在壳上部区域的用于接收骤冷流体的气体入口接口。

5.根据权利要求1的反应器，其中反应器内件组为反应器催化剂床的一部分，且反应器床具有0.5-5的轴向长度与直径(L/D)之比。

6.根据权利要求5的反应器，其中长度与直径之比为0.6-2。

7.根据权利要求6的反应器，其中长度与直径之比为0.8-1.2。

8.根据权利要求1的反应器，其中反应器内件提供催化剂的径向移动，随着催化剂沿着向下的方向流动。

9.根据权利要求1的反应器，其中反应器内件包含用于使催化剂沿着径向的方向流动的叶片。

10.根据权利要求1的反应器，其中反应器内件包含用于使催化剂沿着方位角的方向流动的叶片。

11.根据权利要求1的反应器，其中反应器内件包含具有多个带状物的结构化填充物，其中带状物以与中心轴成5-60°角而相对于轴向成角度。

12.根据权利要求1的反应器，其中反应器内件包含呈以沿着轴向的堆积排列的多个结构化填充物单元，其中各结构化填充物单元包含多个带状物，其中带状物以与中心轴成5-

60°角而相对于轴向成角度。

13.根据权利要求12的反应器，其中结构化填充物单元具有在相邻结构化填充物单元之间的小于1cm的轴向间距。

14.根据权利要求1的反应器，进一步包含设置在壳上部区域的气体-固体分离系统。

15.一种用于烃脱氢的反应器，包括：

具有普通圆柱形构型且具有上部区域、中间区域和下部区域的反应器壳，催化剂入口设置在壳的上部区域，催化剂出口设置在壳的下部区域，工艺过程料流入口设置在壳的下部区域，且工艺过程料流出口设置在壳的上部区域，其中反应器壳的上部区域具有比反应器壳的中间区域更大的直径；和设置在壳的中间区域的一组反应器内件，其中反应器内件用于导引催化剂以向下的方向流动，同时限制催化剂的轴向返混，其中反应器内件包含多个带状物层，其中使带状物以多个带状物的阵列设置，形成各层，并且其中各层相对于相邻层以30-150°旋转，并且其中各带状物包含条段，与相邻带状物间隔以在条段之间形成开口；

设置在反应器壳上部区域的催化剂分布器；和

设置在反应器壳下部区域的工艺过程料流分布器。

16.根据权利要求15的反应器，进一步包含设置在壳上部区域的用于接收骤冷流体的气体入口接口。

17.根据权利要求15的反应器，进一步包含设置在壳上部区域的气体-固体分离系统。

18.根据权利要求15的反应器，其中反应器内件包含呈以沿着轴向的堆积排列的多个结构化填充物单元，其中各结构化填充物单元包含多个带状物，其中带状物以与中心轴成

5-60°角而相对于轴向成角度。

19.根据权利要求18的反应器，其中填充物单元以30-150°的量相对于彼此而旋转。

20.根据权利要求18的反应器，其中填充物单元堆积且各填充物单元与其相邻的填充物单元接触。

说明书

用于烯烃脱氢的逆流流化床反应器

[0001] 优先权声明

[0002] 本申请要求2012年11月20日提交的美国申请No.13/681,914和13/681,945的优先权。发明领域

[0003] 本发明的领域是生产轻烯烃。具体而言，本发明涉及C3-C5范围内的链烷烃脱氢。

[0004] 发明背景

[0005] 乙烯和丙烯分别是每分子具有两个或三个原子的轻烯烃，是用于生产其他有用材料如聚乙烯和聚丙烯的重要化学品。聚乙烯和聚丙烯是两种现金使用的最常见的塑料且作为材料制造及作为用于包装的材料均具有宽范围用途。乙烯和丙烯的其他用途包括生产氯乙烯、氧化乙烯、乙苯和醇。烃的蒸汽裂解或热解的蒸汽产生基本上所有的乙烯和丙烯。作为原料用于轻烯烃生产的烃包括天然气，石油液体，和包括煤、再循环塑料或任何有机材料在内的含碳材料。

[0006] 轻烯烃设备是反应和气体回收系统非常复杂的结合。使原料在有效热条件下在蒸汽存在下加入裂解区以产生热解反应器流出物气体混合物。使热解反应器流出物气体混合物稳定并通过低温和常规分馏步骤的序列分为经纯化的组分。典型的轻烯烃设备包括包含低温和常规分馏步骤的乙烯分离部分以回收纯度超过99.5％乙烯的乙烯产品。使丙烯和更重的烃与乙烯分离并在分开的部分或分开的分馏塔中回收。

[0007] 该方法的改进可节约能源及非常昂贵的设备，同时提高产物的总产量。

[0008] 发明概述

[0009] 本发明是一种用于烃脱氢的方法。具体而言，本发明用于使C2-C5范围内的烷烃气相转化成烯烃。该方法包括将具有大直径的容器用于使催化剂向下流动通过催化剂床。该方法包括使气相烃工艺过程料流向上流动通过催化剂床以随着工艺过程料流接触催化剂而使该烃脱氢。使催化剂在至少600℃的温度下通入反应器到达催化剂床上的区域。使工艺过程料流在小于600℃的温度下通入反应器。

[0010] 该方法包括使催化剂相对于工艺过程料流逆流流动，且工艺过程料流在脱氢的吸热反应过程中随着其接触催化剂而由催化剂获得热。温度梯度在具有处于最高温度下或接近最高温度的催化剂床顶部与处于最低温度下或接近最低温度的催化剂床底部的催化剂床内形成。优选在工艺过程料流入口温度与催化剂入口温度之间具有温差，其中催化剂比工艺过程料流温度热至少50℃。

[0011] 本发明的其他目的、优点及应用对于本领域技术人员而言将可从随后的详细描述和附图中看出。

[0012] 附图简述

[0013] 图1是利用多个反应器的典型方法的工艺过程料流温度曲线；

[0014] 图2是包括反应器和再生器系统的脱氢系统的设计示意图；

[0015] 图3是逆流流动的工艺过程料流温度曲线；

[0016] 图4是反应器的图解；

[0017] 图5显示了反应器内件的一个实例；以及

[0018] 图6显示了一部分反应器内件的第二个实例。

[0019] 发明详述

[0020] 目前，轻烯烃的生产主要来自通过石脑油和更重的烃的裂解方法以及通过裂解更重的烯烃的方法得到的轻烯烃的通常来源。轻烯烃随后从包含乙烯和丙烯的产物料流中分离出来。在轻烯烃的生产与对这些聚合物结构嵌段的需求之间存在逐渐增加的缺口。该需求由通过使用轻链烷烃原料且直接通过脱氢使链烷烃转化成烯烃的专用方法来满足。优选原料的一个实例是丙烷或LPG进料。这可直接脱氢且克服其他丙烯生产方法如甲醇制烯烃和更重烃的裂解的缺点。

[0021] 使用用于使链烷烃进料流直接转化成烯烃类似物的方法生产轻烯烃利用贵金属催化剂。脱氢技术的挑战包括使脱氢平衡有利地向烯烃偏移的反应条件如压力和温度，以及进行反应所需的大量热，同时使不希望的副反应如非选择性热转化最小。脱氢方法是吸热的，且目前该方法利用具有在反应器床之间的级间加热的多个反应器床。如图1所示，该方法包括使至各反应器的进料加热，其中由于吸热性工艺过程料流冷却。

[0022] 在一个操作(A)中，使工艺过程料流随着其离开一个反应器而重新加热且通入随后的反应器并再次冷却。将该工艺过程重复数次，其中在反应器数与转化程度之间实现平衡。使工艺过程料流循环通过反应器间的加热器数次以使温度回到设计的入口温度。该工艺过程具有多个反应器，其中使反应器运行直到催化剂温度已降至转化率太低而不能继续的水平。随后将催化剂取出并重新加热。这借助控制催化剂通过反应器的流动而控制。利用多个反应器使催化剂和工艺过程料流的重新加热在处于高温下的工艺过程料流的接触时间的长度内平衡，并由于吸热性而容许冷却。第二个工艺过程(B)利用大的返混反应器以在反应器中产生基本上均匀的温度，其中通过加入新鲜的经加热的催化剂而连续增加热量。第二个工艺过程显示工艺过程料流延长了高温周期。

[0023] 使用多个反应器需要使用热传输线以及额外的加热器。这提高了工艺过程料流处于高温下的时间长度，并能够有助于裂解以及工艺过程料流与热金属在设备中的反应。这利用减少单个反应器的需要并使高温接触时间最小(这又使热裂解最小)的新方法克服。

[0024] 新的方法是利用用于使链烷烃与催化剂接触的逆流流动方法。新方法利用较大的反应器，并容许较大的气体流动速率，但具有较低的催化剂通量。控制催化剂向下流动，同时接触在反应器中向上流动的气体。可使催化剂在反应器中保持较长的停留时间，其中可容许催化剂冷却更多。存在收率上的提高，同时减少工艺过程料流与催化剂在相对高的温度(其中不希望的副反应可能发生)下的接触时间。催化剂停留时间由包括催化剂的选择的数个因素确定。该方法可经受使用在需要再生前具有相对短寿命的催化剂。对于短寿命的催化剂如氧化锆，停留时间可在10秒到20分钟之间。对于在再生之间具有更长寿命的催化剂如在载体上的贵金属催化剂，停留时间可达数天。

[0025] 该方法用于丙烷和丁烷的脱氢，并对现有方法进行改进。如图2所示，该方法将经再生的催化剂料流10返回脱氢反应器20。催化剂向下流动通过反应器20中的催化剂床22。使链烷烃进料流24通入反应器20并以向上的方向流动通过催化剂床22，由此使进料流与催化剂在脱氢反应条件下接触，以产生包含烯烃的产物料流26。使用过的催化剂在反应器20的底部收集并通过催化剂传输线38传输，并且通入再生器40。再生器40使催化剂再生并使经再生的催化剂料流10返回反应器20。可对经再生的催化剂进行使用惰性气体的汽提工艺过程以除去来自再生器的残留燃烧产物。也可使惰性气体加热以保持催化剂温度并促进经吸附的燃烧产物解吸。

[0026] 在本发明中，脱氢方法包括400-800℃的反应温度，其中温度梯度沿反应器轴向方向。该反应器在具有经再生的催化剂的入口的顶部处于其最高温度且随着催化剂通过反应器而冷却。使催化剂进料在至少600℃，但小于800℃的温度下引入反应器。优选催化剂进料温度是650-750℃，更优选的催化剂进料温度为670-730℃。

[0027] 该方法是逆流的，因此使链烷烃进料或工艺过程料流在底部或在温度最低处引入。使链烷烃进料在不大于600℃的温度下引入，其中工艺过程料流的进料温度是至少400℃。优选的链烷烃进料流温度是450-550℃且部分转化在相对低的温度下完成。更优选的链烷烃进料温度是470-520℃。

[0028] 这通过在低温下完成部分转化而显著减少了工艺过程料流中烃的裂解量。平衡随着反应进行而偏移，并且为了继续进行反应而需提高温度以使平衡沿着有利方向偏移。通过使工艺过程料流相对于催化剂逆流通入，平衡随着反应进行而有利地调整并使工艺过程料流随着其通过反应器而暴露在逐渐升高的温度下。催化剂和进料的温度曲线在图3中显示，并通过控制催化剂(C)和工艺过程料流(P)的流动而形成。较大的催化剂床为反应提供热，其中催化剂随着其向下移动而冷却，并容许进料流在较低温度下的初始转化。当在图3中显示的曲线显示了工艺过程料流具有与催化剂不同的温度时，该图显示了随着物质，工艺过程料流或催化剂进入理论板的温度。线上相邻点将是物质离开一个板或进入相邻板的温度。线(C)和(P)将在事实上更接近于彼此重叠，或该线相对于彼此向图中的左侧或右侧偏移直到使线的一部分重叠。例如，对于催化剂流动线，线上(从左数)的第二个点将具有与工艺过程料流的线(从左数)的第一个点接近的温度。这些将是物质离开上部理论板的温度。

[0029] 总的热停留时间显著减少，且随着该工艺过程料流离开催化剂床而使工艺过程料流仅在催化剂存在下在高温下暴露短时间周期。工艺过程料流的最高温度暴露也在工艺过程料流在反应器中停留结束时持续短接触时间。反应条件还包括20-400kPa(绝对压力)的反应器出口压力。优选的反应器出口压力是105-300kPa(绝对压力)，其中对反应器出口压力而言的交替操作条件是110-250kPa(绝对压力)与120-200kPa(绝对压力)。

[0030] 该方法进一步包括冷却产物料流26。可使产物料流通过组合的进料热交换器以使链烷烃进料料流预热，并使产物料流冷却。该方法可包括使一部分经冷却的产物料流通过骤冷线36通入反应器20的上部区域。产物料流经冷却的部分使工艺过程料流随着其离开催化剂床而骤冷。该骤冷通过快速冷却工艺过程料流而抑制进一步不希望的由于高温的副反应。

[0031] 该方法试图提供向下流动通过反应器的催化剂在催化剂床上的基本上均匀的分布。使由再生器40返回的催化剂通入催化剂分布器30以提供经再生的催化剂在床上的均匀分布。该方法也试图保持向上流动通过催化剂床的工艺过程料流的均匀分布。使链烷烃进料料流通入进料分布器32以提供进料料流在催化剂床上的基本上均匀的分布。

[0032] 本发明的一个方面是随着催化剂和工艺过程料流流动通过反应器，保持催化剂与工艺过程料流之间基本上均匀的温差。催化剂提供进行吸热反应的热，且随着反应进行，催化剂冷却并向下流动。反应物向上流动并暴露在逐渐增加的温度下以为反应提供热，并使工艺过程料流加热。

[0033] 该方法包括使催化剂在至少600℃，优选至少650℃的催化剂入口温度下通入反应器。使催化剂分布在催化剂床的顶部上并向下流动通过反应器。该方法包括使链烷烃进料料流通入设置在催化剂床下的分布器。进料料流向上流动通过催化剂床。使进料料流在催化剂入口温度以下至少50℃的温度下通入反应器。为了保持催化剂与工艺过程料流之间的温差，优选链烷烃进料料流入口温度是在催化剂入口温度以下100-250℃，其中更优选的入口温差范围是150-200℃。温差的控制部分取决于催化剂通过反应器的流动速率以及工艺过程料流通过反应器的流动速率。

[0034] 本发明的一个方面是用于烃脱氢的设备。该设备包括如图4所示的大的反应器20。反应器20可以是较大的直径，高达11米，优选6-10米的反应器。这容许更高的气体流动速率，同时在反应器中具有更低的催化剂通量。反应器中气体流动速率优选0.4-1m/s，其中催化剂通量速率约100000kg/m2/hr。使催化剂利用催化剂分布器30分布在反应器上，并使链烷烃进料流通过气体分布器32分布在催化剂床的底部。反应器可包括填充物网格50，或用于以向下的方向导引催化剂以及用于减少和限制催化剂轴向返混的其他反应器内件。用于该目的的其他反应器内件包括如在FCC单元中使用的汽提器塔板，或格栅，只要可形成催化剂和气体的逆流流动且限制或没有轴向返混。

[0035] 反应器20包括具有上部区域52、中间区域54和下部区域56的反应器壳。将催化剂入口62设置在壳的上部区域52，催化剂出口64设置在壳的下部区域56，工艺过程料流入口66设置在壳的下部区域56，且产物料流出口68设置在壳的上部区域。反应器20还包括设置在壳的中部区域54的一组反应器内件50，其中反应器内件50限制催化剂的轴向返混。

[0036] 反应器设计用于限制工艺过程料流暴露在高温下的时间。反应器20包括设置在反应器壳的上部区域52的骤冷接口72。骤冷接口72用于接收一部分经冷却的产物料流以快速降低产物温度。骤冷接口可包括用于使经冷却的骤冷流体快速分散进入反应器的上部区域52的分布器。

[0037] 反应器的中间区域54具有反应器内件50和流动通过反应器的催化剂。中间区域54提供催化剂基本上均匀的流动，并具有0.5-5的轴向长度与直径(L/D)之比，优选0.6-2的长度与直径之比，更优选0.8-1.2的长度与直径之比。反应器的轴向长度是催化剂床的深度，包括反应器内件。

[0038] 中间区域54包括包含结构化填料的反应器内件。结构化填充物包括多个带状物，其中各带状物相对于反应器容器20的中心轴是成角度的。带状物涉及成型且相对于彼此成角度的金属条。使带状物以阵列设置，其中多个带状物形成层。填充物可包括多层带状物。以多层方式可使带状物的各层相对于彼此绕中心轴旋转以提供催化剂的轴向和方位角的混合。使相邻的层或相邻的填充物单元堆积而与相邻的单元接触。优选使单元彼此粘附，或利用小隔片堆积。优选使相邻的填充物单元相对于彼此绕容器的中心轴旋转。旋转量相对于相邻单元为30-150°，优选80-100°，最优选旋转90°的角度。

[0039] 使各层连接到相邻的层，通过焊接或利用包括铆钉、螺钉和其他合适金属制品的机械制品以使各层粘附在一起。带状物可部分阻塞催化剂颗粒的通路，且成角度的部分提供了催化剂沿着径向方向、方位角方向或两种方向的组合移动。对于本发明而言，沿着径向方向移动涉及朝向或远离容器的中心轴的径向移动；沿着方位角方向移动是绕容器的中心轴的移动；且轴向移动是平行于容器的中心轴的移动。

[0040] 结构化填充物50的A、B两层的放大视图在图5的透视图中显示。各带状物142包含以波浪形的峰162和谷164构造的条段154。各条段154包含阻塞流体和催化剂的通路的面156。在该实施方案中，条段154包含设置以在上部平台163提供峰162且在下部平台165提供谷164的侧部155，然而可在正好两个条段154的连接处的顶点提供峰162和谷164。层A、B各自包含成对的带状物142a、142b。上部带状物142a中的下部平台165接触下部带状物142b的上部平台163。稳定的条174设置在上部平台163和下部平台165之间。如果成对的带状物
142a、142b由普通的金属块切割，则可消除稳定的条174。使带状物142a设置在与成对带状物142b的相位成180°的相位差的相位上。可使用其他相位关系。此外，使带状物142a的轴向间距由它的成对带状物142b的轴向间距补偿。因此，带状物142a的边缘158与带状物142b的边缘158可平行且可限定其间的平面。带状物142a中的侧部155和平台163、165的边缘158以及带状物142b中的侧部155和平台163、165的边缘158限定流体和催化剂的水平通路的开口
160。交替的上部带状物142a和交替的下部带状物142b中的侧部155和平台163、65的边缘限定流体和催化剂的垂直通路的开口161。这些开口160、161也由侧部155以及上部和下部平台163、165的面156限定。凹陷176可在条段154中提供。尽管在接近谷164的侧部155中显示，但可使凹陷176设置在下部平台165。还关注侧部155的边缘158可彼此固定，在该情况下侧部155彼此相交。此外，尽管优选使带状物142在中间区域54水平堆积，但可使带状物142在中间区域54中垂直设置。图5显示了在层B中的上部带状物142a的峰162上堆积的层A中的下部带状物142b的谷164。交替的设置可具有以垂直方向或平行于容器的中心轴方向取向的平台163、165。

[0041] 图6是一个带状物142的两个部分182、184的放大的部分透视图。相邻的部分182、184的上部标签片(tab)186a、186b分别从标准条180伸出且可具有相反的构型并彼此成角度。相邻的部分182、184的下部标签片188a、188b分别从标准条180伸出且可具有相反的构型并彼此成角度。拉杆198延伸通过标准条180的孔100以使带状物142成阵列固定。可使拉杆198焊接到标准条180。可使稳定的条190位于并固定在由相邻的部分182、184的上部标签片186a、186b和下部标签片188a、188b限定的槽102。

[0042] 相对于容器的中心轴成角度的叶片或带状物与中心轴成5-60°。优选使叶片或带状物部分成40-50°，最优选45°的角度。

[0043] 尽管图5和图6提供了反应器内件的实例，但本发明不限制于这些结构，而是意欲反应器内件包括在所述限制内的构型。对本发明而言，术语叶片的使用也涉及相对于容器的中心轴成角度的带状物部分155或186或188。

[0044] 尽管优选具有彼此粘附的结构化填充物单元，但出于设计考虑，可在相邻的单元之间设置小的隔片。然而，相邻单元的间距在轴向方向上将小于1cm。

[0045] 反应器容器20可包括用于捕获可变得夹带产物气体的小催化剂颗粒的气体-固体分离系统74。

[0046] 在一个具体实施方案中，用于烃脱氢的反应器包括具有普通圆柱形构型且具有上部区域52、中间区域54和下部区域56的反应器壳20，催化剂入口62设置在壳的上部区域52，催化剂出口64设置在壳的下部区域56，工艺过程料流入口66设置在壳的下部区域56，且工艺过程料流出口68设置在壳的上部区域52，其中反应器壳的上部区域52具有比反应器壳的中间区域54更大的直径。反应器包括设置在壳的中间区域54内的一组反应器内件50，其中反应器内件50用于导引催化剂以向下的方向流动，同时限制催化剂的轴向返混。设计反应器内件50以限制催化剂通过反应器的流动速率并提供使催化剂通过催化剂床分布的装置且提供催化剂沿着径向和方位角的方向的某些混合。反应器内件也防止气泡在床内的产生和增长。反应器也包括设置在壳的上部区域52并在催化剂床上的催化剂分布器30以提供使催化剂在催化剂床上分布的装置。反应器也包括设置在壳的下部区域56的工艺过程料流分布器32以使工艺过程料流在整个催化剂床上分布并限制气体流动分布不均。

[0047] 在该具体实施方案中，反应器包括设置在壳的上部区域52的用于接收骤冷流体的气体入口接口72。骤冷流体提供产物料流的快速冷却。反应器设计也包括设置在壳的上部区域52的用于使经夹带的催化剂颗粒回收和返回催化剂床的气体-固体分离系统。

[0048] 反应器内件50包含用于随着催化剂向下流动使催化剂沿着径向或方位角的方向移动的叶片。叶片与容器20的中心轴成30-60°的角度。

[0049] 通过控制催化剂的流动以及使较大量催化剂沿着向下的轴向方向流动，可形成沿轴向方向的温度曲线。该设计促进和平均在整个反应器的流化床密度分布并抑制具有催化剂孔隙的区域的形成。

[0050] 脱氢方法包括使烃料流与脱氢催化剂在提高的温度下接触。脱氢催化剂包括在载体上的贵金属。一种催化剂是在载体如氧化铝上的铂(Pt)。另外的催化剂是在载体如氧化铝、二氧化硅、活性炭或另外的耐火材料上的氧化镓(Ga2O3)。其他用于脱氢的催化剂包括在载体上的氧化铬(Cr2O3)、在氧化铝(Al2O3)上的钼(Mo)、在载体上的锡(Sn)促进的贵金属、铁(Fe)和钾(K)促进的氧化铬以及铜(Cu)和亚铬酸铜。载体包括沸石、氧化铝、二氧化硅-氧化铝、氧化锆、二氧化硅、氧化镁、碳和其他耐火材料。其他脱氢催化剂包括非贵金属催化剂。在一个实施方案中，优选催化剂是非贵金属催化剂如不含贵金属的氧化锆。使用不含贵金属的催化剂节省了催化剂成本，并容许以高催化剂循环速率的灵活操作。

[0051] 本发明的一个实施方案包括使催化剂由脱氢催化剂分布器通入脱氢反应器中的催化剂床的顶部。在反应器的反应部分中，催化剂在重力下向下流动通过反应器。使包含链烷烃化合物的烃进料流通入设置在催化剂床底部的进料流分布器。烃进料流向上通过反应器并在催化剂床中的催化剂上流动，以产生包含烯烃的产物料流。使工艺过程料流在反应器容器的上部部分利用骤冷气体骤冷以降低产物料流的温度。骤冷气体可以是降低产物料流温度而抑制进一步的热反应的任何惰性气体。

[0052] 催化剂通过导引催化剂的流动并限制催化剂沿着轴向方向的返混的叶片向下流动通过催化剂床。其他导引如填充物网格或汽提器填充物可在催化剂床内使用。

[0053] 使催化剂在通过催化剂床后在反应器容器的底部收集。使催化剂通入再生单元，并在通入再生单元前预热。在替换且优选的方法中，使催化剂使用额外燃料再生。额外燃料燃烧并使离开再生器的催化剂温度升高而无需在催化剂返回反应器前使催化剂预热。

[0054] 使进料流在通入进料流分布器前加热。用于加热进料流的一个实施方案包括使产物料流通过组合的进料热交换器以使进料流预热并使产物料流进一步冷却。随后使经预热的进料流加热到450-550℃的希望的进料入口温度。

[0055] 在本发明的一个实施方案中，本发明包括用于烃脱氢的反应器。该反应器包括反应器壳，其中该壳具有比正常反应器壳更大的直径。该反应器壳包括上部区域、中间区域和下部区域。反应器壳进一步包括设置在上部区域的催化剂入口、设置在下部区域的催化剂出口、下部区域中的工艺过程料流入口以及上部区域中的工艺过程料流出口。反应器进一步包括在反应器壳的中间区域的一组反应器内件。该反应器内件包括用于导引催化剂沿着向下的方向流动的叶片并限制或约束催化剂的轴向返混。当反应器壳具有较大的直径时，将需要使催化剂分布且反应器将包括设置在催化剂床上在上部区域的催化剂分布器，以使催化剂在催化剂床顶部上均匀分布。为了限制局部的不均匀性，需要使工艺过程料流在催化剂床下较宽的区域上分布，并且反应器包括设置在催化剂床下且在反应器壳的下部区域的工艺过程料流分布器。

[0056] 反应器可进一步包括设置在壳的上部区域的气体入口接口。气体入口接口容许接收骤冷气体以使产物料流在离开催化剂床后冷却。反应器壳可包括在反应器壳的上部区域的气体-固体分离系统以使催化剂床携带的催化剂颗粒与产物料流分离。

[0057] 本发明提供相对于利用具有反应器中间加热器的多个反应器的现有技术在轴向方向或工艺料流流动方向上更加有利的温度曲线。反应器相对于烃流动的方向具有下降的温度曲线。这显示了相对于以在固定床反应器之间存在料流转移且使反应器床在反应循环之间加热和再生的变换模式操作的绝热固定床反应器系统的改进。这也是相对于完全返混式流化床的改进，因为返混式床将具有平的温度曲线，且工艺过程料流将具有更长的暴露在高温下的时间。

[0058] 利用该设计，相对于工艺过程料流流动方向形成上升温度曲线。这容许在较低的温度下入口料流部分转化，且其中由于相对低的烯烃浓度，反应平衡仍可能是有利的。当工艺过程料流经受更高温度时，平衡有利地偏移，而限制高温接触时间。更大量的催化剂可流动通过反应器，且可使催化剂加热以提供热并更缓慢地流动通过反应器以维持吸热的脱氢反应。具体实施方案

[0059] 尽管下文连同具体实施方案进行描述，应理解该描述意欲说明而不限制前文描述和所附权利要求书的范围。

[0060] 本发明的第一实施方案是用于烃脱氢的方法，其包括使催化剂在催化剂床中以向下的方向流动通过脱氢反应器，其中使催化剂在至少600℃的温度下加入；并且使链烷烃进料流以向上的方向流动通过催化剂床，由此使进料流与催化剂在脱氢反应条件下接触，从而产生产物料流，其中使进料流在小于600℃的温度下加入。本发明实施方案是本段中直到本段中的第一实施方案的先前实施方案中的一个、任一个或所有，其进一步包括使产物料流骤冷。本发明实施方案是本段中直到本段中的第一实施方案的先前实施方案中的一个、任一个或所有，其进一步包括使产物料流利用部分经冷却的产物料流骤冷。本发明实施方案是本段中直到本段中的第一实施方案的先前实施方案中的一个、任一个或所有，其进一步包括使催化剂由再生器通入设置在催化剂床上的催化剂分布器。本发明实施方案是本段中直到本段中的第一实施方案的先前实施方案中的一个、任一个或所有，其进一步包括使返回催化剂料流通入催化剂再生器。本发明实施方案是本段中直到本段中的第一实施方案的先前实施方案中的一个、任一个或所有，其进一步包括使链烷烃进料流在使进料流在催化剂床上流动前通入设置在催化剂床下的进料流分布器。本发明实施方案是本段中直到本段中的第一实施方案的先前实施方案中的一个、任一个或所有，其中使催化剂在600-800℃的温度下通入催化剂床的顶部。本发明实施方案是本段中直到本段中的第一实施方案的先前实施方案中的一个、任一个或所有，其中反应条件包括400-600℃的链烷烃进料温度。

[0061] 本发明的第二实施方案是用于烃脱氢的反应器，其包括：具有上部区域、中间区域和下部区域的反应器壳，设置在壳的上部区域的催化剂入口，设置在壳的下部区域的催化剂出口，设置在壳的下部区域的工艺过程料流入口，和设置在壳的上部区域的工艺过程料流出口；设置在壳的中间区域的一组反应器内件，其中反应器内件用于导引催化剂以向下的方向流动，同时限制催化剂的轴向返混；设置在反应器壳的上部区域的催化剂分布器；设置在反应器壳的下部区域的工艺过程料流分布器；以及设置在壳的上部区域的用于接收骤冷流体的气体入口接口；其中反应器内件组是反应器催化剂床的一部分，且反应器床具有0.5-5的轴向长度与直径(L/D)之比。

[0062] 尽管本发明已利用目前认为优选的实施方案进行描述，应理解本发明不限制于所公开的实施方案，而是意欲覆盖包括在所附权利要求书的范围内的各种变化和等同设置。