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本文对丁烯脱氢制丁二烯进行了热力学分析,并对轴径向床反应器进行了计算流体动力学(CFD)模拟,研究了影响轴径向床反应器流体分布均匀性的因素,提出了10万吨／年丁烯氧化脱氢反应器设计方案。研究了丁烯催化脱氢反应焓、平衡常数、平衡转化率和丁烯氧化脱氢反应焓随温度的变化规律,降低压力、提高温度和水烯比对提高丁烯催化脱氢平衡转化率有利,采用空气、提高水烯比和选择性有利于降低丁烯氧化脱氢反应的绝热温升。通过CFD模拟研究了径向床反应器的分流流道和集流流道静压分布、床层压力分布、床层速度分布,并与冷模实验数据对比,两者相吻合,证明模型可靠,CFD模拟能准确地反映径向床反应器的流场分布。通过CFD模拟研究了设备参数和工艺条件对轴径向反应器流场分布的影响：在常压条件下,n型比Z型流道压差分布更均匀,Π型径向反应器存在最佳分流流道与集流流道截面积比,使得床层流体分布最均匀；对于Z型轴径向反应器,在分流流道设置导流锥和降低分布板开孔率,可以有效提高催化剂床层流场分布的均匀性；床层高径比越小,流道压差分布越均匀；轴径向反应器的封高过小,催化剂封易发生流体短路,封高过大,会使催化剂封的利用率大大降低；轴径向反应器的负荷操作弹性较大。提出了10万吨／年丁烯氧化脱氢Π型轴径向反应器设计方案,满足丁烯氧化脱氢反应对催化床层厚度薄的要求,结构简单,催化剂利用率高,更易实现大型化。