RU2536503C2 - Способ закалки продуктов реакции дегидрирования парафинов в противоточном реакторе - Google Patents
Способ закалки продуктов реакции дегидрирования парафинов в противоточном реакторе Download PDFInfo
- Publication number
- RU2536503C2 RU2536503C2 RU2012148454/05A RU2012148454A RU2536503C2 RU 2536503 C2 RU2536503 C2 RU 2536503C2 RU 2012148454/05 A RU2012148454/05 A RU 2012148454/05A RU 2012148454 A RU2012148454 A RU 2012148454A RU 2536503 C2 RU2536503 C2 RU 2536503C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalyst
- reactor
- stream
- product stream
- passed
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 74
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 title abstract 6
- 238000005496 tempering Methods 0.000 title description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 78
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 11
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 11
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000006356 dehydrogenation reaction Methods 0.000 claims description 29
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 4
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 claims 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 10
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 230000002265 prevention Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 abstract 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract 3
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 23
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 20
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 16
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 14
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 12
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 11
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 7
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 7
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 6
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 5
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004523 catalytic cracking Methods 0.000 description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 3
- 238000005649 metathesis reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052680 mordenite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 3
- 125000000383 tetramethylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 2
- YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N Ethylbenzene Chemical compound CCC1=CC=CC=C1 YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001340 alkali metals Chemical group 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 2
- NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N isobutane Chemical compound CC(C)C NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 238000004230 steam cracking Methods 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical compound C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N Vinyl chloride Chemical compound ClC=C BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- UNYSKUBLZGJSLV-UHFFFAOYSA-L calcium;1,3,5,2,4,6$l^{2}-trioxadisilaluminane 2,4-dioxide;dihydroxide;hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[OH-].[OH-].[Ca+2].O=[Si]1O[Al]O[Si](=O)O1.O=[Si]1O[Al]O[Si](=O)O1 UNYSKUBLZGJSLV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical group 0.000 description 1
- 229910052676 chabazite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007323 disproportionation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012013 faujasite Substances 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical group 0.000 description 1
- 239000001282 iso-butane Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006384 oligomerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004227 thermal cracking Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 239000004711 α-olefin Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
- C07C5/32—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with formation of free hydrogen
- C07C5/327—Formation of non-aromatic carbon-to-carbon double bonds only
- C07C5/333—Catalytic processes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S585/00—Chemistry of hydrocarbon compounds
- Y10S585/8995—Catalyst and recycle considerations
- Y10S585/903—Catalyst and recycle considerations with hydrocarbon recycle to control synthesis reaction, e.g. by cooling, quenching
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S585/00—Chemistry of hydrocarbon compounds
- Y10S585/909—Heat considerations
- Y10S585/91—Exploiting or conserving heat of quenching, reaction, or regeneration
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S585/00—Chemistry of hydrocarbon compounds
- Y10S585/909—Heat considerations
- Y10S585/911—Heat considerations introducing, maintaining, or removing heat by atypical procedure
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
Изобретение относится к процессам дегидрирования парафинов. Способ регулирования температур в реакторе дегидрирования включает пропускание катализатора в реактор дегидрирования таким образом, что катализатор перетекает вниз через реактор, пропускание обогащенного парафинами потока в реактор дегидрирования, так что поток проходит вверх через реактор, образуя, таким образом, технологический поток, содержащий катализатор и дегидрированные углеводороды, а также некоторое количество не превращенных парафинов, отделение паровой фазы от технологического потока, формируя, таким, образом поток продуктов, пропускание потока продуктов в узел охлаждения, образуя посредством этого охлажденный поток продуктов и пропускание части охлажденного потока продуктов в технологический поток. Изобретение обеспечивает эффективный и экономичный процесс дегидрирования, с предотвращением нежелательных побочных реакций. 9 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
По данной заявке испрашивается приоритет на основании заявки на патент США №12/824640, которая была подана 28 июня 2010 г.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение охватывает процессы дегидрирования парафинов. В условиях процессов образуется горячий поток продуктов, и изобретение относится к охлаждению горячего потока продуктов.
Уровень техники
Получение низших олефинов, и, в частности, этилена и пропилена, является важным для производства многочисленных пластических масс, а также для получения промышленно важных мономеров. Пластические массы включают в себя полиэтилен и полипропилен, а мономеры охватывают винилхлорид, этилбензол, этиленоксид и некоторые спирты. Низшие олефины традиционно получают крекингом (как паровым, так и каталитическим крекингом) углеводородного сырья, содержащего более тяжелые углеводороды. Источники сырья включают в себя нафты и другие потоки более тяжелых углеводородов.
Традиционным способом получения олефинов является крекинг нефтяного сырья до олефинов. Крекинг нефтяного сырья осуществляют в виде каталитического крекинга, парового крекинга или какого-либо сочетания данных двух способов. Получаемые олефины, как правило, являются низшими олефинами, такими как этилен и пропилен. Существует большой рынок низших олефиновых продуктов, этилена и пропилена. Поскольку в случае нефтяного сырья, получаемого из сырой нефти, сталкиваются с ростом цен, целесообразно предусмотреть другие источники этилена и пропилена. Известно также, что олефины можно получать из оксигенатов. Наиболее распространенным способом превращения оксигенатов в олефины является получение низших олефинов из метанола, при этом метанол можно получать из других источников, включая биомассу и природный газ.
Этиленовая установка представляет собой очень сложное сочетание систем осуществления реакции и извлечения газа. Сырье подают в зону крекинга в присутствии пара в термических условиях, эффективных для получения выходящей газовой смеси реактора пиролиза. Выходящую газовую смесь реактора пиролиза стабилизируют и разделяют на очищенные компоненты посредством ряда стадий криогенного и обычного фракционирования. Типичный узел выделения этилена этиленовой установки, включающей в себя стадии и криогенного, и обычного фракционирования для извлечения этиленового продукта с чистотой этилена, превышающей 99,5%, описан авторами V.Kaiser и М.Picciotti в статье под названием ”Better Ethylene Separation Unit”. Статья появилась в журнале «Hydrocarbon Processing Magazine», ноябрь 1988, стр.57-61 и настоящим включена сюда ссылкой.
Известны способы повышения конверсии определенных компонентов продуктов производства этилена посредством процесса крекинга в присутствии цеолита с целью получения большего количества пропилена диспропорционированием или метатезисом олефинов. Такие способы раскрыты в патентах США 5026935 и 5026936, в которых стадию реакции метатезиса используют в сочетании со стадией каталитического крекинга с целью получения большего количества пропилена метатезисом С2 и С4-олефинов, полученных в условиях крекинга. На стадии каталитического крекинга используют цеолитный катализатор с целью превращения потока углеводородов, содержащих 4 или больше атомов углерода в молекуле, для получения олефинов с меньшим числом атомов углерода в молекуле. Углеводородный поток сырья, подаваемый на цеолитный катализатор, обычно содержит смесь от 40 до 100% масс, парафинов, содержащих 4 или больше атомов углерода в молекуле, и от 0 до 60% масс, олефинов, содержащих 4 или больше атомов углерода в молекуле. В патенте США 5043522 раскрыто, что предпочтительным катализатором для такого способа крекинга в присутствии цеолита является кислотный цеолит, примеры включают некоторое количество цеолитов типа ZSM или боросиликатов. Из цеолитов типа ZSM предпочтительным был ZSM-5. Было раскрыто, что другие цеолиты, содержащие материалы, которые можно использовать в процессе крекинга для получения этилена и пропилена, включали в себя цеолит А, цеолит X, цеолит Y, цеолит ZK-5, цеолит ZK-4, синтетический морденит, деалюминированный морденит, а также цеолиты природного происхождения, включая шабазит, фожазит, морденит и тому подобное. Предпочтительными являлись цеолиты, которые подвергали ионному обмену для замещения щелочного металла, присутствующего в цеолите. Предпочтительные замещающие щелочной металл катионы представляли собой водород, аммоний, редкоземельные металлы и их смеси.
В европейском патенте №109059 В1 раскрыт способ превращения в пропилен потока сырья, содержащего олефины с числом атомов углерода в молекуле от 4 до 12, контактированием потока сырья с цеолитом ZSM-5 или ZSM-11, характеризующимся атомным отношением диоксида кремния к оксиду алюминия, равным 300 или меньше, при температуре от 400 до 600°С. Цеолит ZSM-5 или ZSM-11 подвергают обмену с катионом водорода или аммония. В указанной ссылке также раскрыто, что, хотя степень превращения в пропилен повышается при рециркулировании любых олефинов с числом атомов углерода в молекуле меньше 4, парафины, которые не вступают в реакцию, проявляют тенденцию к накоплению в рецикловом потоке. В способе упомянутой ссылки предусмотрена дополнительная стадия олигомеризации, на которой олефины с 4 атомами углерода подвергают олигомеризации для облегчения удаления таких парафинов, как бутан и особенно изобутан, которые трудно отделять от С4-олефинов обычным фракционированием. В связанном европейском патенте №109060В1 раскрыт способ превращения бутенов в пропилен. Способ включает в себя контактирование бутенов с цеолитным соединением, выбранным из группы, состоящей из силикалитов, боралитов, хромосиликатов и тех цеолитов ZSM-5 и ZSM-11, в которых мольное отношение диоксида кремния к оксиду алюминия равно 350 или больше. Превращение осуществляют при температуре от 500°С до 600°С и объемной скорости от 5 до 200 кг/ч бутенов на кг чистого цеолитного соединения. В европейском патенте №109060 В1 раскрыто использование силикалита-1 в ионообменной, пропитанной или соосажденной форме с модифицирующим элементом, выбранным из группы, состоящей из хрома, магния, кальция, стронция и бария.
Дегидрирование парафинов представляет собой альтернативный маршрут получения низших олефинов и оно описано в патенте США 3978150 и в других документах. Это важный по значению способ, так как в его условиях предусмотрено регулирование посредством выбора потока сырья. Можно селективно дегидрировать поток сырья, первоначально содержавший предпочтительный парафин, как например, превращать пропан в пропилен. Однако существуют проблемы в отношении превращения парафинов и нежелательных побочных реакций, которые оказывают влияние на выходы продуктов, а, следовательно, влияют на экономику получения низших олефинов дегидрированием парафинов.
Раскрытие изобретения
Изобретение относится к новому способу регулирования температур технологического потока, выходящего из реактора дегидрирования. Способ включает в себя пропускание горячего катализатора в реактор дегидрирования, при этом катализатор перетекает вниз через реактор. Обогащенный парафинами поток пропускают в реактор дегидрирования, при этом парафиновый поток проходит вверх через реактор, контактируя с катализатором и образуя технологический поток. Данный технологический поток содержит олефины и несет с собой некоторые мелкодисперсные частицы катализатора из реакционной секции реактора. Катализатор и его мелкодисперсные частицы отделяют от технологического потока с целью получения потока продуктов. Поток продуктов охлаждают и подвергают сжатию для получения охлажденного потока продуктов. Часть охлажденного потока продуктов пропускают в реактор дегидрирования для закалки технологического потока. Указанную часть охлажденного потока продуктов пропускают в положении, находящемся в непосредственной близости от верхней части секции каталитической реакции реактора.
Изобретение относится к охлаждению технологического потока с целью предотвращения нежелательных побочных реакций, не привнося при этом в способ дегидрирования дополнительных расходов по выделению или сложность. В частности, это используют при получении низших олефинов, и, более конкретно, для превращения пропана в пропилен.
Информацию о дополнительных целях, вариантах осуществления и подробностях данного изобретения можно получить из следующего ниже чертежа и подробного описания изобретения.
Краткое описание чертежа
Фигура представляет собой принципиальную технологическую схему способа дегидрирования настоящего изобретения.
Осуществление изобретения
Получение пропилена имеет важное значение для производства полипропилена. Важным аспектом в экономике процесса производства является селективность. Способ включает высокотемпературные реакции и его осуществление может приводить к протеканию нежелательных побочных реакций, что снижает объем выпуска пропилена. Одним из аспектов является продолжительность пребывания технологического потока в горячем состоянии до того, как поток продуктов покидает реактор. Продолжительность пребывания в горячем состоянии в ходе отделения катализатора от технологического потока приводит к неселективному крекингу. Улучшение качества продукта обеспечивает сведение к минимуму продолжительности пребывания в горячем состоянии, которое можно осуществлять посредством закалки горячего технологического потока. Обычный способ закалки включает в себя введение пара или инертного газа, или даже водорода. Однако каждое из упомянутых веществ для закалки привносит проблемы и может приводить к повышению затрат посредством добавления дополнительных отделительных секций. В настоящем изобретении предусмотрено охлаждение, или закалка, технологического потока и это приводит к уменьшению, или предотвращению, нежелательного крекинга, повышая таким образом выходы пропилена.
Настоящее изобретение проиллюстрировано на фигуре, отображающей технологический маршрут регулирования температуры продукта, выходящего из реактора дегидрирования. Способ включает в себя пропускание катализатора в реактор 10 дегидрирования через впускной канал 12 для катализатора. Катализатор подвергают рециркуляции через реактор и регенератор. Реактор может представлять собой барботажный реактор или другой тип реактора, в котором катализатор перетекает через реактор и характеризуется средней продолжительностью пребывания до рециркулирования в регенератор. В одном из вариантов осуществления изобретения катализатор распределяют по системе тарелок с отверстиями для обеспечения возможности катализатору перетекать вниз через секцию 14 реактора. Обогащенный парафинами поток пропускают в реактор 10 дегидрирования через впускной канал 16 для потока сырья. В секции 14 реактора образуется технологический поток, содержащий дегидрированные углеводороды, некоторое количество непревращенных парафинов и некоторое количество катализатора, которое увлекается технологическим потоком. Катализатор отделяют от технологического потока в отделительной секции 18, формируя таким образом поток 22 продуктов, содержащий дегидрированные углеводороды. Поток 22 продуктов охлаждают и часть охлажденного потока 24 продуктов снова пропускают в реактор 10 для смешивания с технологическим потоком.
Предпочтительно, охлажденный поток 24 продуктов пропускают в положении чуть выше катализатора в реакторе 10 или находящемся в непосредственной близости от верхней части секции 14 реактора 10. Катализатор, входящий в реактор 10, предпочтительно пропускают через распределитель для по существу равномерного размещения катализатора в верхней части секции 14' реактора. Охлажденный поток 24 продуктов предпочтительно пропускают в положении выше распределителя катализатора.
В одном из вариантов осуществления поток 22 продуктов пропускают через теплообменник 26 для объединенного сырья, в котором поток 22 продуктов охлаждается, а объединенное сырье, содержащее водород и парафины, предварительно нагревается перед пропусканием обогащенного парафинами потока сырья в реактор 10 дегидрирования. Охлажденный поток 30 продуктов можно дополнительно охлаждать при помощи контактного теплообменника 32 для дополнительного охлаждения потока продуктов и извлечения любых мелкодисперсных частиц катализатора. В одном из вариантов осуществления контактный теплообменник 32 представляет собой прямой жидкостной контактный холодильник. Охлажденный поток 34 продуктов подвергают сжатию для получения сжатого потока 36 продуктов. Сжатый поток 36 продуктов дополнительно охлаждают для отвода тепла сжатия и получают сжатый охлажденный поток 38 продуктов. Затем часть 24 сжатого охлажденного потока 38 продуктов пропускают в реактор 10 дегидрирования.
Один из способов регулирования степени охлаждения можно осуществлять при помощи установки уровня сжатия потока продуктов. Поток продуктов можно подвергать сжатию до уровня выше давления в реакторе, а расширение сжатого и охлажденного потока продуктов на входе в реактор может обеспечивать некоторое дополнительное охлаждение. Количество потока продуктов, поступающего на закалку технологического потока, определяется холодильной нагрузкой, необходимой для снижения температуры технологического потока до значения ниже типичных температур крекинга.
Реактор рассчитан для переработки потока сырья с линейной скоростью от 0,1 до 1,4 м/с. Отделительную секцию 18 реактора также конструируют в соответствии с размерами для поддержания значения линейной скорости технологического потока и возвратного охлажденного потока продуктов равным от 0,1 до 1,4 м/с. В связи с этим отделительная секция имеет увеличенный диаметр относительно диаметра реакционной секции с целью поддержания линейной скорости в пределах расчетного диапазона. В предпочтительном способе более жестко контролируют, чтобы линейная скорость находилась в диапазоне от 0,2 до 1 м/с, а более предпочтительно в диапазоне от 0,3 до 0,8 м/с, и наиболее предпочтительно, линейная скорость составляет 0,6 м/с.
Под термином ”линейная скорость” подразумевают скорость газа при протекании через сосуд. Линейную скорость обычно определяют делением объемной скорости потока газа на площадь поперечного сечения сосуда. Конструкция сосуда является таковой, что отделительная зона имеет диаметр больше диаметра реакционного сосуда в области слоев катализатора. Начальное расширение создает возможность для оседания катализатора из технологического потока в значительной степени. Диаметр сосуда увеличивают для размещения потока газа, увеличенного за счет рециклового охлажденного потока продуктов, с целью поддержания линейной скорости в желаемом диапазоне.
Катализатор перетекает через секцию 14 реактора 10 и поступает в установку 40 регенерации. Катализатор регенерируют посредством сжигания углерода, который накапливается на катализаторе в течение процесса дегидрирования. Углерод сжигают для разогрева катализатора сжатым воздухом 42 в регенераторе 40. Для регулирования сжигания в регенератор 40 можно добавлять дополнительное топливо 44. Затем регенерированный катализатор подают из регенератора 40 в реактор 10 дегидрирования.
Катализатор можно пропускать в реактор любой конструкции, которая позволяет катализатору перетекать через реактор, при этом катализатор извлекают и пропускают в регенератор. Одна из таких конструкций представляет собой реактор с псевдоожиженным слоем, при этом катализатор добавляют в верхнюю часть секции реактора, а выводят из нижней части секции реактора. Другая конструкция представляет собой использование внутренних элементов реактора для распределения катализатора в поперечном направлении и затем обеспечение возможности для катализатора перетекать вниз из одной внутренней секции реактора в другую. Примером включения в процесс соответствующих внутренних элементов реактора является использование тарелок или сеток, имеющих мелкие отверстия, либо щели, либо прорези, для прохождения потока пара вверх, и крупные отверстия для создания возможности катализатору перетекать вниз. Более крупные отверстия расположены на таком расстоянии, чтобы через тарелку или сетку формировался поток катализатора, весь или частично, причем нижние тарелки имеют более крупные отверстия, ориентированные в поперечном направлении относительно положения крупных отверстий на тарелке, установленной выше. Тарелки могут также включать участки, которые не имеют прорезей, для обеспечения распределения паров, протекающих через тарелки. Использование тарелок для перетекания катализатора через реактор является предпочтительным во всем ряду барботажных реакторов, так как в барботажных реакторах для отделения большей части катализатора требуется пространство над каждым слоем. Пространство над барботажными слоями обусловливает нежелательное время пребывания разбавленной фазы, то есть фазы с низким отношением катализатора к углеводороду. Указанное пространство обладает недостатком способствовать продолжительности пребывания горячей разбавленной фазы и вносит вклад в снижение селективности. Конструкция настоящего изобретения приводит к уменьшению продолжительности пребывания горячей разбавленной фазы посредством закалки технологического потока в ходе отделения катализатора от технологического потока.
В одном из вариантов осуществления реактор дегидрирования может включать в себя множество устройств для подачи катализатора в секцию 14 реактора. В указанном варианте катализатор направляют по впускному каналу над каждой тарелкой с катализатором и распределяют катализатор по каждой тарелке. Затем катализатор перетекает вниз через секцию 14 реактора.
Реактор 10 дегидрирования включает в себя секцию 14 реактора, в которой созданы условия для перетекания катализатора вниз через секцию 14 реактора. Это охватывает различные конструкции реактора, как например, реактор с псевдоожиженным слоем. Предпочтительная конструкция секции 14 реактора включает в себя перфорированные тарелки с крупными отверстиями, в которых перфорированные отверстия дают возможность технологическому потоку паров проходить вверх через реактор. Крупные отверстия позволяют потоку катализатора пересыпаться с определенной тарелки на тарелку, расположенную ниже. В одной из конструкций тарелки имеют вид участков с крупными отверстиями по всей длине тарелок, причем тарелки размещают так, чтобы крупные отверстия на перфорированных участках тарелок перекрывались таким образом, что катализатор будет перетекать в поперечном направлении через каждую тарелку до перетекания на следующую тарелку, расположенную ниже.
В одном из вариантов осуществления способ включает в себя пропускание катализатора в реактор дегидрирования, по меньшей мере, через один впускной канал для катализатора. Впускной канал для катализатора гибко соединен с коллектором распределения катализатора для размещения последнего на верхней части тарелки с катализатором. Поток сырья, содержащий пропан, пропускают в реактор дегидрирования через распределитель в нижней части реактора. Данный поток сырья проходит через секцию реактора и образует технологический поток, содержащий низшие олефины и катализатор. Низшие олефины в технологическом потоке представлены главным образом пропиленом. Катализатор отделяют от технологического потока для получения потока продуктов и возвращают в секцию реактора. Поток продуктов пропускают в узел охлаждения, формируя таким образом охлажденный поток продуктов. Охлажденный поток продуктов пропускают для смешивания с технологическим потоком в положении выше коллектора распределения катализатора, закаляя таким образом технологический поток и ограничивая протекание в нем дальнейших термических реакций, как например, термического крекинга.
Предпочтительным вариантом осуществления является реактор дегидрирования, включающий в себя тарелки для распределения катализатора и перетекание катализатора сквозь тарелки и вниз через реактор. В альтернативной конфигурации катализатор пропускают в реактор дегидрирования через множество впускных каналов для катализатора. Каждый впускной канал присоединен к коллектору распределения катализатора, и при помощи каждого коллектора распределения катализатора последний размещают на отдельной тарелке. В варианте осуществления с множественными впускными каналами для катализатора охлажденный поток продуктов пропускают в положении выше самого верхнего коллектора распределения катализатора. В предпочтительном варианте осуществления охлажденный поток продуктов пропускают в непосредственной близости от самого верхнего коллектора распределения катализатора в положении выше коллектора. Положение входа указанного охлажденного продукта находится вблизи нижней части верхней отделительной секции реактора дегидрирования.
Несмотря на то, что изобретение было описано при помощи того, что в настоящее время считается предпочтительными вариантами осуществления, следует понимать, что изобретение не ограничивается раскрытыми вариантами осуществления, а охватывает разнообразные изменения и эквивалентные конфигурации, включенные в пределы объема прилагаемой формулы изобретения.
Claims (10)
1. Способ регулирования температур в реакторе дегидрирования, включающий в себя стадии, на которых:
катализатор пропускают в реактор дегидрирования таким образом, что катализатор перетекает вниз через реактор;
обогащенный парафинами поток пропускают в реактор дегидрирования, так что обогащенный парафинами поток проходит вверх через реактор, образуя таким образом технологический поток, содержащий катализатор и дегидрированные углеводороды, а также некоторое количество не превращенных парафинов;
отделяют паровую фазу от технологического потока, формируя таким образом поток продуктов;
поток продуктов пропускают в узел охлаждения, образуя посредством этого охлажденный поток продуктов; и
пропускают часть охлажденного потока продуктов в технологический поток.
катализатор пропускают в реактор дегидрирования таким образом, что катализатор перетекает вниз через реактор;
обогащенный парафинами поток пропускают в реактор дегидрирования, так что обогащенный парафинами поток проходит вверх через реактор, образуя таким образом технологический поток, содержащий катализатор и дегидрированные углеводороды, а также некоторое количество не превращенных парафинов;
отделяют паровую фазу от технологического потока, формируя таким образом поток продуктов;
поток продуктов пропускают в узел охлаждения, образуя посредством этого охлажденный поток продуктов; и
пропускают часть охлажденного потока продуктов в технологический поток.
2. Способ по п.1, в котором охлажденный поток продуктов пропускают в технологический поток выше точки ввода катализатора в реактор дегидрирования.
3. Способ по п.1, в котором в узле охлаждения поток продуктов пропускают через контактный холодильник.
4. Способ по п.1, в котором поток продуктов охлаждают, создавая таким образом охлажденный поток продуктов;
охлажденный поток продуктов подвергают сжатию, формируя таким образом сжатый поток продуктов;
сжатый поток продуктов охлаждают, создавая таким образом сжатый охлажденный поток продуктов; и
часть сжатого охлажденного потока продуктов смешивают с технологическим потоком.
охлажденный поток продуктов подвергают сжатию, формируя таким образом сжатый поток продуктов;
сжатый поток продуктов охлаждают, создавая таким образом сжатый охлажденный поток продуктов; и
часть сжатого охлажденного потока продуктов смешивают с технологическим потоком.
5. Способ по п.1, в котором линейная скорость технологического потока находится в диапазоне от 0,1 до 1,4 м/с.
6. Способ по п.5, в котором линейная скорость технологического потока находится в диапазоне от 0,2 до 1 м/с.
7. Способ по п.1, в котором охлажденный поток продуктов пропускают в технологический поток в положении, находящемся в непосредственной близости от верхней части самого верхнего слоя катализатора.
8. Способ по п.1, в котором узел охлаждения представляет собой теплообменник для объединенного сырья.
9. Способ по п.1, в котором реактор дегидрирования включает в себя внутренние элементы реактора для распределения катализатора и перетекания катализатора сквозь тарелки и вниз через реактор.
10. Способ по п.1, в котором реактор дегидрирования включает в себя нижнюю секцию для контактирования обогащенного парафинами потока с катализатором и верхнюю секцию для отделения технологического потока от катализатора.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US12/824,640 | 2010-06-28 | ||
| US12/824,640 US9040763B2 (en) | 2010-06-28 | 2010-06-28 | Method for quenching paraffin dehydrogenation reaction in counter-current reactor |
| PCT/US2011/041204 WO2012009110A2 (en) | 2010-06-28 | 2011-06-21 | Method for quenching paraffin dehydrogenation reaction in counter-current reactor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012148454A RU2012148454A (ru) | 2014-05-20 |
| RU2536503C2 true RU2536503C2 (ru) | 2014-12-27 |
Family
ID=45353155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012148454/05A RU2536503C2 (ru) | 2010-06-28 | 2011-06-21 | Способ закалки продуктов реакции дегидрирования парафинов в противоточном реакторе |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US9040763B2 (ru) |
| EP (1) | EP2585208A4 (ru) |
| CN (1) | CN102958596B (ru) |
| RU (1) | RU2536503C2 (ru) |
| WO (1) | WO2012009110A2 (ru) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI495511B (zh) * | 2011-07-27 | 2015-08-11 | Exxonmobil Chem Patents Inc | 具有分階擋板的流體床反應器 |
| US9150466B2 (en) * | 2012-11-20 | 2015-10-06 | Uop Llc | Counter-current fluidized bed reactor for the dehydrogenation of olefins |
| RU2015123993A (ru) * | 2012-11-20 | 2017-01-10 | Юоп Ллк | Противоточный реактор с псевдоожиженным слоем катализатора для дегидрирования олефинов |
| US20140364671A1 (en) * | 2013-06-11 | 2014-12-11 | Uop Llc | Catalyst moisture sensitivty management |
| US10988421B2 (en) | 2013-12-06 | 2021-04-27 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Removal of bromine index-reactive compounds |
| US20160090336A1 (en) * | 2014-09-25 | 2016-03-31 | Uop Llc | Removal of aromatic contaminants in olefin stream from paraffin dehydrogenation |
| US9919988B2 (en) | 2015-11-04 | 2018-03-20 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Process and system for making cyclopentadiene and/or dicyclopentadiene |
| US10155702B2 (en) | 2015-11-04 | 2018-12-18 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Processes and systems for converting hydrocarbons to cyclopentadiene |
| CN105312046B (zh) * | 2015-11-05 | 2018-05-04 | 中海油天津化工研究设计院有限公司 | 一种低碳烷烃脱氢催化剂及提高其活性和稳定性的方法 |
| US9908825B1 (en) | 2016-10-07 | 2018-03-06 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Processes and systems for converting hydrocarbons to cyclopentadiene |
| EP3990422B1 (en) * | 2019-06-28 | 2023-07-19 | Dow Global Technologies LLC | Methods for forming light olefins that include use of cooled product as a recycled quench stream |
| US11447707B2 (en) * | 2020-12-22 | 2022-09-20 | Uop Llc | Paraffin dehydrogenation process and apparatus |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3978150A (en) * | 1975-03-03 | 1976-08-31 | Universal Oil Products Company | Continuous paraffin dehydrogenation process |
| US5019353A (en) * | 1988-01-19 | 1991-05-28 | Mobil Oil Corporation | Reactor system for conversion of alkanes to alkenes in an external FCC catalyst cooler |
| US5167795A (en) * | 1988-01-28 | 1992-12-01 | Stone & Webster Engineering Corp. | Process for the production of olefins and aromatics |
| RU2301107C1 (ru) * | 2005-10-18 | 2007-06-20 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский институт "Ярсинтез" (ОАО НИИ "Ярсинтез") | Реактор для дегидрирования парафиновых углеводородов c3-c5 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB582624A (en) * | 1942-06-13 | 1946-11-22 | Standard Oil Dev Co | An improved process for the catalytic dehydrogenation of hydrocarbons |
| US2458862A (en) * | 1943-07-24 | 1949-01-11 | Standard Oil Dev Co | Preventing secondary reactions in catalytic processes |
| US3288878A (en) * | 1964-01-28 | 1966-11-29 | Phillips Petroleum Co | Fluidized dehydrogenation process and apparatus |
| EP0109060B1 (en) | 1982-11-10 | 1987-03-11 | MONTEDIPE S.p.A. | Process for the conversion of linear butenes to propylene |
| EP0109059B1 (en) | 1982-11-10 | 1987-07-15 | MONTEDIPE S.p.A. | Process for converting olefins having 4 to 12 carbon atoms into propylene |
| US4663493A (en) * | 1984-10-02 | 1987-05-05 | Uop Inc. | Process for the dehydrogenation of hydrocarbons |
| US4956510A (en) * | 1989-03-14 | 1990-09-11 | Mobil Oil Corp. | Hydrocarbon upgrading process and reaction section design with regenerated catalyst quench |
| US5043522A (en) | 1989-04-25 | 1991-08-27 | Arco Chemical Technology, Inc. | Production of olefins from a mixture of Cu+ olefins and paraffins |
| US5026935A (en) | 1989-10-02 | 1991-06-25 | Arco Chemical Technology, Inc. | Enhanced production of ethylene from higher hydrocarbons |
| US5026936A (en) | 1989-10-02 | 1991-06-25 | Arco Chemical Technology, Inc. | Enhanced production of propylene from higher hydrocarbons |
| CN1209332C (zh) * | 2000-06-14 | 2005-07-06 | 巴斯福股份公司 | 丙烯醛和/或丙烯酸的制备方法 |
-
2010
- 2010-06-28 US US12/824,640 patent/US9040763B2/en active Active
-
2011
- 2011-06-21 EP EP11807242.0A patent/EP2585208A4/en not_active Withdrawn
- 2011-06-21 WO PCT/US2011/041204 patent/WO2012009110A2/en not_active Ceased
- 2011-06-21 RU RU2012148454/05A patent/RU2536503C2/ru active
- 2011-06-21 CN CN201180029078.0A patent/CN102958596B/zh active Active
-
2014
- 2014-10-16 US US14/515,660 patent/US20150038757A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3978150A (en) * | 1975-03-03 | 1976-08-31 | Universal Oil Products Company | Continuous paraffin dehydrogenation process |
| US5019353A (en) * | 1988-01-19 | 1991-05-28 | Mobil Oil Corporation | Reactor system for conversion of alkanes to alkenes in an external FCC catalyst cooler |
| US5167795A (en) * | 1988-01-28 | 1992-12-01 | Stone & Webster Engineering Corp. | Process for the production of olefins and aromatics |
| RU2301107C1 (ru) * | 2005-10-18 | 2007-06-20 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский институт "Ярсинтез" (ОАО НИИ "Ярсинтез") | Реактор для дегидрирования парафиновых углеводородов c3-c5 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2585208A2 (en) | 2013-05-01 |
| RU2012148454A (ru) | 2014-05-20 |
| US9040763B2 (en) | 2015-05-26 |
| EP2585208A4 (en) | 2014-05-21 |
| CN102958596B (zh) | 2015-06-10 |
| US20150038757A1 (en) | 2015-02-05 |
| US20110319692A1 (en) | 2011-12-29 |
| CN102958596A (zh) | 2013-03-06 |
| WO2012009110A3 (en) | 2012-04-19 |
| WO2012009110A2 (en) | 2012-01-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2536503C2 (ru) | Способ закалки продуктов реакции дегидрирования парафинов в противоточном реакторе | |
| JP5038142B2 (ja) | 移動床技術及びエーテル化工程を利用したアルコール性オキシジェネートのプロピレンへの転化 | |
| TWI495511B (zh) | 具有分階擋板的流體床反應器 | |
| US10894752B2 (en) | Catalyst and method for aromatization of C3-C4 gases, light hydrocarbon fractions and aliphatic alcohols, as well as mixtures thereof | |
| US11311852B2 (en) | Device and method for preparing para-xylene and co-producing light olefins from methanol and/or dimethyl ether and toluene | |
| KR101847474B1 (ko) | 산소 함유 화합물을 사용하여 저급 올레핀을 제조하는 방법 | |
| US20040258580A1 (en) | Riser reactor system for hydrocarbon cracking | |
| JP4829227B2 (ja) | 移動床技術を用いてのオキシジェネートのプロピレンへの転化 | |
| US20100331590A1 (en) | Production of light olefins and aromatics | |
| KR101917491B1 (ko) | 크실렌의 제조 방법 | |
| US20210277316A1 (en) | Process for increasing the concentration of normal hydrocarbons in a stream | |
| EP3617178A1 (en) | Fluidized bed apparatus and method for preparing para-xylene co-produced low-carbon olefin from methanol and/or dimethyl ether and toluene | |
| JP2017523157A (ja) | パラキシレンの製造方法 | |
| KR20190140469A (ko) | 메탄올 및/또는 디메틸에테르 및 벤젠에 의한 파라자일렌의 제조 및 저탄소 올레핀의 동시 제조를 위한 장치 및 방법 | |
| CN102245542A (zh) | 制备含有c3h6和c2h4产物的方法 | |
| KR20190140468A (ko) | 메탄올 및/또는 디메틸에테르 및 벤젠에 의한 파라자일렌의 제조 및 저탄소 올레핀의 동시 제조를 위한 유동상 장치 및 방법 | |
| US11377402B2 (en) | Integrated aromatics formation and methylation | |
| WO2013103430A1 (en) | Methods for producing light olefins | |
| CN104109072B (zh) | 甲醇制烯烃的反应装置及其应用 | |
| CN117157266A (zh) | 用于增加轻质石脑油料流中正链烃浓度的方法 | |
| US20250207042A1 (en) | Process for converting naphtha to light paraffins with staged reactors | |
| CN111073695B (zh) | 一种费托合成石脑油改质方法 | |
| KR20220110550A (ko) | 방향족 알킬화 방법 |