用於輕質烷烴脫氫的具有返混的流化床反應器的製作方法

2023-10-10 09:25:24 3

專利名稱：用於輕質烷烴脫氫的具有返混的流化床反應器的製作方法
技術領域：
在石油精煉工業中，烷烴(鏈烷烴)催化脫氫以製備烯烴(烯類烴)
是重要的並且是公知的烴轉化方法。這是因為烯烴通常在製備其它更有價 值的烴轉化產物中用作中間體。例如，丙烯可以用於製備聚合物和聚丙二 醇，丁烯可以用於製備高級辛烷汽車燃料並且異丁烯可以用於製備甲基-
叔丁基醚， 一種汽油添加劑。烷烴的催化脫氫反應是吸熱反應。這種反應非常快並且是可逆 的，且轉化速率受到熱力學平衡條件的限制。高溫和低壓有利於將反應轉 向烯烴的形成。
0004大量的專利描述了用於烷烴催化脫氫的技術發展水平。例如， US 4,381,417描述了一種催化脫氫體系，其中使用了輻射流反應器，US 5,436,383描述了一種催化脫氫體系，其中可以使用固定床、移動床或流化 床反應器。由於催化烷烴脫氫反應的快速和吸熱本質，現有技術方法全都 要求多個反應器或反應器段從而獲得烯烴產品的足夠產率。此外，傳統的 催化脫氫體系要求多個加熱器以供應反應熱。典型地使用預熱器和多重反 應器中間加熱器。中間加熱器位於反應器之間以保證在每個反應器的入 口，滿足吸熱脫氫反應所必須的溫度條件。在其他現有技術方法中， 一組 催化脫氬反應器在循環非穩定態模式下運轉，每10到30分鐘使用催化劑 床再生，正如US 6,392,113所描述的。在再生期間加熱催化劑床並且這種。對於大設備尺寸，反應器較大且需要平行的多重反 應器。體系頻繁的循環可以導致運轉和維護問題並且非連續的體系的熱效 率比連續的過程小。工業中長久以來公認傳統的催化脫氫體系受到多種缺點的損 害。例如，在傳統的催化脫氫體系中，相對大的反應器是必須的，以獲得 平衡轉化率。這增加了催化脫氬體系的複雜性和資本成本。在傳統的體系 中資本成本還通過需要具有多重反應器而增加。其它的缺點在於將平衡推
向有利於烯烴產物的高溫也通過結焦促進催化劑快速的惰性化。高溫還可 導致烷烴的熱裂解-即不期望的非選擇性副反應，其導致形成具有較寬範 圍碳數的副產物，這使得產物物流的分離變得複雜。重質副產物的形成可 以淤塞反應器，其結果在於催化脫氫體系必須定期關閉和清潔。為了限制 淤塞的量，在未轉化的烷烴循環之前使用前端蒸餾塔將重質副產物從未轉 換的烷烴中分離出來。
發明概述圖2為本發明反應器的示意圖。
發明詳述的第二乘積。
0016]現在參考圖2，以示意圖的形式說明用於烷烴脫氫的返混流化床 反應器4。返混流化床反應器4包括分離區62和由密集相區44和過渡相 區46組成的較低反應區。包含一種或幾種烷烴的蒸發相進料通過管線3 進入到iW入口 14。蒸發相W穿過進料分配器34並且ii/v密集相區44。 進料分配器34包括允許蒸氣相進料穿過而將催化劑保留在篩板上的篩板。 密集相區44和過渡相區46中的催化劑包含合適的用於鏈烷烴脫氫的催化
組成的組的載體材料氧化鋁，二氧化矽，鋁珪酸鹽，鋁磷酸鹽，天然的 和合成的沸石，粘土和金屬氧化物，其上分散著選自由鐵、鎳、鉻、鉬、 鵠、鈀、鉑、錸和鈷組成的組的金屬。雖然已經描述了本發明優選的實施方案，但是應當理解的是那 些本領域技術人員還可預見其它實施方案。例如有可能使用多於一個返混 流化床反應器。
權利要求
1.用於烷烴物流(1)的脫氫的催化脫氫方法，其包括a)使烷烴物流與催化劑的返混流化床(44)接觸；b)從催化劑的返混流化床中取出失活的催化劑(38)；c)加熱(76)失活的催化劑以便再生催化劑並且製備熱的再生的催化劑(36)；以及d)將熱的再生的催化劑返回到催化劑的返混流化床(44)中。
2. 根據權利要求1的方法，其中燃料(77)在包含氧的物流(75)中並 且在失活的催化劑存在下燃燒以加熱失活的催化劑。
3. 根據權利要求1的方法，其中烷烴物流的脫氫需要反應熱並且熱 的再生的催化劑提供用於烷烴物流脫氫的反應熱。
4. 根據權利要求1的方法，其中催化劑的返混流化床基本是等溫的。
5. 根據權利要求1的方法，其中熱的再生的催化劑具有優選比催化 劑的返混流化床熱10到200°C範圍內的溫度。
6. 根據權利要求1的方法，其中在與催化劑的流化床接觸之前烷烴 物流被加熱(2)且其中優選將烷烴物流加熱到比催化劑的返混流化床的溫 度冷50°C到熱50。C的範圍內的溫度。
7. 根據權利要求1的方法，其中烷烴物流包含以下物質中的一種 乙烷，丙烷，異丁烷，正丁烷，戊烷，己烷，庚烷或辛烷。
8. 根據權利要求1的方法，其中催化劑包括選自由以下物質組成的 組的載體材料氧化鋁，二氧化矽，鋁矽酸鹽，鋁磷酸鹽，天然的和合成 的沸石，粘土和金屬氧化物，其上分散著選自由鐵、鎳、鉻、鉬、鴒、鈀、 鉑、錸和鈷組成的組的金屬。
9. 一種用於烷烴物流脫氫反應的催化脫氫體系，其包括a) 用於使烷烴物流與催化劑的流化床(44)接觸的返混流化床反應器(4);b) 用於從返混流化床反應器中取出失活的催化劑的第 一管道(38);c) 其中將失活的催化劑加熱以製備熱的再生的催化劑的再生器(76);以及d) 用於將熱的再生的催化劑返回到返混流化床反應器(4)的第二管道(36)。
10.根據權利要求9的體系，其中返混的流化床反應器(4)^本等溫的。
全文摘要
本發明描述了一種用於烷烴物流(1)的吸熱脫氫反應的改進的方法和體系。本發明的方法和體系包括返混流化床反應器(4)。烷烴物流在單獨的反應器段中通過使烷烴物流與催化劑的返混流化床(44)接觸而脫氫。失活的催化劑(38)從返混流化床反應器中取出並且加熱以製備熱的再生催化劑(36)。熱的再生催化劑以將返混流化床反應器保持在實質等溫條件下的足夠的速率返回到返混流化床反應器中。
文檔編號B01J8/18GK101568379SQ200780048334
公開日2009年10月28日 申請日期2007年12月11日 優先權日2006年12月28日
發明者B·K·戈羅維, J·A·薩拉加, M·A·舒爾茨 申請人:環球油品公司