BR112016012633B1 - Método para preparar uma olefina leve com um composto que contém oxigênio - Google Patents
Método para preparar uma olefina leve com um composto que contém oxigênio Download PDFInfo
- Publication number
- BR112016012633B1 BR112016012633B1 BR112016012633-5A BR112016012633A BR112016012633B1 BR 112016012633 B1 BR112016012633 B1 BR 112016012633B1 BR 112016012633 A BR112016012633 A BR 112016012633A BR 112016012633 B1 BR112016012633 B1 BR 112016012633B1
- Authority
- BR
- Brazil
- Prior art keywords
- zone
- catalyst
- fluidized bed
- dense phase
- regeneration
- Prior art date
Links
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 title claims abstract description 95
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 71
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 51
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 30
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 30
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 26
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 224
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims abstract description 224
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 223
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 222
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims abstract description 127
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims abstract description 127
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 119
- 238000010517 secondary reaction Methods 0.000 claims abstract description 109
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 46
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 46
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 25
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 68
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 53
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 44
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 40
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 20
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N Dimethyl ether Chemical compound COC LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 claims description 11
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 9
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 claims description 9
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 claims description 9
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 5
- -1 ethylene, propylene Chemical group 0.000 claims description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000002950 deficient Effects 0.000 claims description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 3
- 125000000383 tetramethylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[*:2] 0.000 claims description 3
- 238000007670 refining Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 12
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 10
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 9
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 5
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 3
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 241000269350 Anura Species 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C1/00—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon
- C07C1/20—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon starting from organic compounds containing only oxygen atoms as heteroatoms
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/90—Regeneration or reactivation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J38/00—Regeneration or reactivation of catalysts, in general
- B01J38/04—Gas or vapour treating; Treating by using liquids vaporisable upon contacting spent catalyst
- B01J38/06—Gas or vapour treating; Treating by using liquids vaporisable upon contacting spent catalyst using steam
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J38/00—Regeneration or reactivation of catalysts, in general
- B01J38/04—Gas or vapour treating; Treating by using liquids vaporisable upon contacting spent catalyst
- B01J38/12—Treating with free oxygen-containing gas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C11/00—Aliphatic unsaturated hydrocarbons
- C07C11/02—Alkenes
- C07C11/04—Ethylene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C11/00—Aliphatic unsaturated hydrocarbons
- C07C11/02—Alkenes
- C07C11/06—Propene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C11/00—Aliphatic unsaturated hydrocarbons
- C07C11/02—Alkenes
- C07C11/08—Alkenes with four carbon atoms
-
- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
-
- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
-
- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/584—Recycling of catalysts
-
- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P30/00—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
- Y02P30/20—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry using bio-feedstock
-
- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P30/00—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
- Y02P30/40—Ethylene production
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
método para preparar uma olefina leve com um composto que contém oxigênio, ou, mais especificamente, a presente invenção fornece um método para preparar uma olefina leve com o uso de um composto que contém oxigênio, em que um leito fluidizado de fase densa de múltiplos estágios que compreende k zonas de deposição de pré-carbono secundárias (k=1) e n zonas de reação secundárias (n=1) é usado como um reator, e um regenerador de leito fluidizado de fase densa de múltiplos estágios que compreende m zonas de regeneração secundárias (m=2) é usado como um equipamento principal. através do método de novo refino dos hidrocarbonetos com quatro ou mais carbonos obtidos na seção de separação, ou adicionando-se nafta, gasolina, óleo condensado, óleo diesel leve, óleo de cauda de hidrogenação ou querosene na zona de reação, a invenção soluciona principalmente os problemas na técnica anterior da uniformidade da quantidade de deposição de carbono e do teor de carbono do catalisador que é difícil de controlar e do rendimento da olefina leve que é baixo.
Description
[001] CAMPO DA TÉCNICA
[002] A presente invenção refere-se a um método para preparar uma olefina leve com rendimento aumentado de olefina leve.
[003] ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
[004] As olefinas leves, isto é, etileno e propileno, são dois tipos importantes de matérias primas químicas básicas e a demanda das mesmas está aumentando. Em geral, o etileno e o propileno são produzidos através de um esquema de petróleo. Entretanto, os custos para produzir o etileno e o propileno a partir de recursos de petróleo estão aumentando devido ao suprimento limitado e ao preço relativamente alto de recursos de petróleo. Recentemente, as técnicas para preparar o etileno e o propileno convertendo-se matérias primas substituintes foram muito desenvolvidas. Prestou-se mais e mais atenção ao processo de metanol para olefinas (MTO) e a escala de produção de equivalente em TNT foi atingida. Conforme a economia mundial se desenvolve, a demanda por olefinas leves, particularmente o propileno, está aumentado a cada dia. É relatado, como a análise de CMAI Corporation, que a demanda por etileno irá aumentar em uma taxa média de 4,3% por ano e a demanda por propileno irá aumentar em uma taxa média de 4,4% por ano até 2016. Devido ao rápido crescimento da economia na China, todas as taxas de crescimento anuais da demanda por etileno e propileno na China excedem o nível médio do mundo.
[005] No começo dos anos 1980, a UCC Corporation desenvolveu de modo bem-sucedido peneiras moleculares da série SAPO. Dentre outros, o catalisador de peneira molecular SAPO-34 exibe um desempenho catalítico excelente quando é usado em reação de MTO e tem uma seletividade muito alta para olefinas leves e uma atividade muito alta. Entretanto, após o catalisador ter sido usado por um período de tempo, a atividade é perdida devido à deposição de carbono. Um período de indução notável está presente no uso do catalisador de peneira molecular SAPO-34. No período de indução, a seletividade para olefinas é relativamente baixa e a seletividade para alcanos é relativamente alta. Conforme o tempo de reação aumenta, a seletividade para olefinas leves aumenta gradualmente. Após o período de indução, o catalisador mantém uma seletividade alta e uma atividade alta por um certo período de tempo. Com um prolongamento adicional do tempo, entretanto, a atividade do catalisador diminui rapidamente.
[006] O Documento no US6166282 releva uma técnica e um reator para converter metanol para olefinas leves, o que usa um reator de leito fluidizado rápido, em que, após a conclusão de uma reação em uma zona de reação de fase densa que tem uma velocidade de gás relativamente baixa, a fase de gás se eleva para uma zona de separação rápida que tem um diâmetro interno que se torna, rapidamente, menor e a maior parte do catalisador arrastado é separada preliminarmente com o uso de um aparelho de separação de gás e sólido especial. Uma vez que o gás de produto e o catalisador são rapidamente separados após a reação, uma reação secundária é impedida eficazmente. Mediante computação analógica, o diâmetro interno do reator de leito fluidizado rápido e o inventário de catalisador exigido são, ambos, muito reduzidos, em comparação com os reatores de leito de borbulhamento convencionais. Entretanto, os rendimentos com base em carbono de olefinas leves nesse método são todos tipicamente cerca de 77% e existem problemas em relação a rendimentos relativamente baixos de olefinas leves.
[007] O Documento noCN101402538B revela um método para aumentar o rendimento de olefinas leves. Esse método fornece uma segunda zona de reação na parte superior de uma primeira zona de reação para converter metanol para olefinas leves, e o diâmetro da segunda zona de reação é maior que aquele da primeira zona de reação para aumentar o tempo de residência do gás de produto a partir da saída da primeira zona de reação na segunda zona de reação, de forma que o metanol não reagido, o éter dimetílico gerado e hidrocarbonetos que têm 4 ou mais carbonos continuem a reagir a fim de atingir o objetivo de aumentar o rendimento de olefinas leves. Esse método pode aumentar o rendimento de olefinas leves até um certo ponto. Entretanto, uma vez que o catalisador se origina a partir da primeira zona de reação já carregou uma quantidade relativamente grande de carbono depositado e uma atividade de catalisador relativamente alta é exigida para romper hidrocarbonetos que têm 4 ou mais carbonos, as eficácias de conversão de hidrocarbonetos que têm 4 ou mais carbonos na segunda zona de reação, nesse método, ainda são relativamente baixas, o que leva a um rendimento mais baixo de olefinas leves.
[008] O Documento no CN102276406A revela um método para aumentar a produção de propileno. Essa técnica fornece três zonas de reação, em que uma primeira zona de reação de leito rápido é usada para converter metanol para olefinas e uma zona de reação de cano de elevação e uma segunda zona de reação de leito rápido são conectadas em série para converter etileno, hidrocarbonetos que têm 4 ou mais carbonos e metanol não reagido ou éter dimetílico. Neste pedido de patente, os tempos de residência de substâncias, tais como hidrocarbonetos que têm 4 ou mais carbonos, etc., na zona de reação de cano de elevação e na segunda zona de reação de leito rápido são relativamente curtos e as eficácias de conversão são relativamente baixas, de forma que o rendimento de propileno seja relativamente baixo.
[009] O Documento no CN102875289A revela um dispositivo de reação de leito fluidizado com um reator de cano de elevação disposto no mesmo, o qual é usado para aumentar o rendimento de olefinas leves. Uma primeira matéria prima é passada em uma zona de reação de leito fluidizado e é colocada em contato com um catalisador para gerar um produto que compreende olefinas leves e, enquanto isso, um catalisador gasto é formado; uma parte do catalisador gasto é passada em um regenerador para regeneração para formar um catalisador regenerado e a outra parte do catalisador gasto é passada em um cano de elevação, com uma extremidade de saída localizada dentro da zona de reação, e é colocado em contato com uma segunda matéria prima a fim de elevar o catalisador gasto para a zona de reação; e o catalisador regenerado é retornado para a zona de reação do reator de leito fluidizado. Uma vez que o dispositivo de reação revelado neste pedido de patente não compreende uma porção de retificação, o catalisador gasto será passado no regenerador enquanto transporta uma parte do gás de produto, o qual é queimado com o oxigênio para reduzir o rendimento de olefinas leves.
[010] A técnica para preparar olefinas a partir de metanol revelada no Documento no CN102875296A fornece três zonas de reação, as quais são um leito rápido, um reator de fluxo descendente e um cano de elevação. Uma vez que o catalisador é circulado dentre o regenerador, o leito rápido, o cano de elevação e o reator de fluxo descendente, a direção de fluxo é extremamente complicada, a distribuição e o controle da taxa de fluxo são extremamente difíceis e a atividade do catalisador varia muito.
[011] Conforme é bem conhecido na técnica, a seletividade para olefinas leves é proximamente associada à quantidade de deposição de carbono no catalisador. Uma determinada quantidade de deposição de carbono no catalisador SAPO-34 é necessária para assegurar uma seletividade alta para olefinas leves. Os reatores principais usados no processo de MTO atual são leitos fluidizados. O leito fluidizado está próximo de um reator de fluxo de mistura perfeita, que tem uma ampla distribuição de deposição de carbono no catalisador e não é vantajoso para aumentar a seletividade para olefinas leves. Uma vez que a razão de catalisador para álcool é muito pequena e o rendimento de coque é relativamente baixo no processo de MTO, a fim de atingir um volume de circulação de catalisador maior e controlável, exige-se controlar a quantidade de deposição de carbono e a uniformidade de teor de carbono no catalisador em um determinado nível na zona de regeneração, atingindo, desse modo, o objetivo de controlar a quantidade de deposição de carbono e a uniformidade de teor de carbono no catalisador na zona de reação. Portanto, é uma técnica-chave no processo de MTO controlar a quantidade de deposição de carbono e a uniformidade de teor de carbono do catalisador na zona de reação em um determinado nível.
[012] Além disso, no processo de preparação de uma olefina leve com o uso de metanol, um subproduto, tal como um hidrocarboneto com quatro ou mais carbonos, etc., será inevitavelmente produzido e a seletividade com base em carbono para o hidrocarboneto com quatro ou mais carbonos é, em gera, cerca de 10% em peso. Se esses subprodutos puderem ser convertidos adicionalmente para produto alvo, o rendimento de olefina leve e a eficácia econômica do processo serão aperfeiçoados. A pesquisa demonstrou que um catalisador de peneira molecular SAPO-34 livre de carbono tem um efeito excelente ao usar na preparação de uma olefina leve por conversão de um hidrocarboneto com quatro ou mais carbonos e pode atingir a deposição de pré-carbono no catalisador de peneira molecular SAPO-34, aperfeiçoando, desse modo, sua seletividade para olefina leve. Uma olefina leve é muito sensível aos parâmetros de processo, tal como temperatura de reação, etc. Por exemplo, a temperatura para regenerar o catalisador é, em geral, maior que 550 °C, o que é muito maior que a temperatura da zona de reação, e a sobretemperatura local na entrada para o catalisador regenerado irá diminuir a seletividade para olefina leve.
[013] Os fatores, tais como não uniformidade de distribuição de deposição de carbono no catalisador, teor de carbono que é difícil de controlar e grande flutuação de temperatura de reação, são todos desvantajosos para o aperfeiçoamento do rendimento de olefina leve. A fim de solucionar os problemas descritos acima, alguns pesquisados propõem as técnicas, tais como fornecer zonas de reação superior e inferior em um leito fluidizado, dois leitos fluidizados conectados em série e um leito fluidizado, um cano de elevação e um reator de fluxo descendente conectados em série, e determinados efeitos vantajosos foram obtidos. Entretanto, a complexidade e a dificuldade de controlar o processo de MTO são aumentadas enquanto isso. A presente invenção fornece uma solução em que múltiplas zonas de reação secundárias (zonas de regeneração) são formadas fornecendo-se membros interiores no leito fluidizado de fase densa para aperfeiçoar o rendimento de olefina leve.
[014] SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[015] O problema da técnica a ser solucionado pela presente invenção é o problema de rendimento baixo para olefina leve existente na técnica anterior e o objetivo é fornecer um novo método para aperfeiçoar o rendimento para olefina leve. Esse método é usado na produção de olefinas leves e tem as vantagens de boa uniformidade de deposição de carbono no catalisador, rendimento relativamente alto para olefina leve e boa eficácia econômica do processo de produção de olefina leve.
[016] A fim de atingir o objetivo acima, a presente invenção fornece um método para preparar uma olefina leve com o uso de um composto que contém oxigênio que compreende as seguintes etapas:
[017] etapa a) em que um hidrocarboneto com quatro ou mais carbonos é introduzido a partir das k linhas de ramificação de alimentação da zona de deposição de pré-carbono em paralelo nas k zonas de deposição de pré-carbono secundárias em um reator de leito fluidizado de fase densa e é colocado em contato com um catalisador completamente regenerado e/ou novo, a fim de ser convertido para uma corrente que contém produto de olefina leve, enquanto forma um catalisador depositado de pré-carbono; em que o catalisador é passado sequencialmente através da 1aa késimazonas de deposição de pré- carbono secundárias, em que o teor de carbono do mesmo aumenta gradualmente; em que o reator de leito fluidizado de fase densa é dividido por um controlador de fluxo de material em uma zona de deposição de pré-carbono e uma zona de reação; e em que a zona de deposição de pré-carbono do reator de leito fluidizado de fase densa é dividida por um controlador de fluxo de material em k zonas de deposição de pré-carbono secundárias, em que a 1aà késimazonas de deposição de pré-carbono secundárias são conectadas em sequência;
[018] etapa b) em que uma matéria prima que compreende o composto que contém oxigênio é introduzida a partir das n linhas de ramificação de alimentação da zona de reação em paralelo nas n zonas de reação secundárias do reator de leito fluidizado de fase densa e é colocada em contato com o catalisador depositado de pré-carbono para gerar uma corrente que contém produto de olefina leve e um catalisador gasto; em que o catalisador depositado de pré-carbono que flui para fora da késimazona de deposição de pré- carbono secundária é passado, sequencialmente, através da 1aà nésima zonas de reação secundárias, em que o teor de carbono do mesmo aumenta gradualmente; em que a zona de reação do reator de leito fluidizado de fase densa é dividida por um controlador de fluxo de material em n zonas de reação secundárias, em que a 1aà nésimazonas de reação secundárias são conectadas em sequência e a 1azona de reação secundária é conectada a jusante da késimazona de deposição de pré-carbono secundária;
[019] etapa c) em que a corrente que contém produto de olefina leve fluído para fora da zona de deposição de pré-carbono e da zona de reação é separada do catalisador gasto arrastado; o catalisador gasto isolado é passado na nésimazona de reação secundária; e a corrente que contém produto de olefina leve é passada em uma seção de separação de produto, em que o produto de olefina leve é obtido por isolação e purificação e o subproduto de hidrocarboneto com quatro ou mais carbonos obtido a partir da seção de separação é retornado para a zona de deposição de pré-carbono no reator de leito fluidizado de fase densa;
[020] etapa d) em que o catalisador gasto fluído para fora da nésimazona de reação secundária, após ser retificado e elevado, é passado em um regenerador de leito fluidizado de fase densa para regeneração; o dito catalisador gasto é passado, sequencialmente, através da 1aa mésimazonas de regeneração secundárias; um meio de regeneração é introduzido em paralelo a partir das m linhas de ramificação de alimentação da zona de regeneração na 1aà mésima zonas de regeneração secundárias e o catalisador gasto é colocado em contato com o meio de regeneração, em que o teor de carbono do mesmo diminui gradualmente; o catalisador, após a conclusão da regeneração, é retornado para a 1azona de deposição de pré-carbono secundária através de retificação e levantamento; em que o regenerador de leito fluidizado de fase densa é dividido por um controlador de fluxo de material em zonas de regeneração secundárias e a 1aà nésimazonas de regeneração secundárias são conectadas em sequência;
[021] em que k>1, n>1 e m>2. Mais preferencialmente, 4>k>2, 8>n>3, 8>m>3.
[022] Em uma modalidade preferencial, no reator de leito fluidizado de fase densa, a velocidade linear de gás aparente no controlador de fluxo de material é menor ou igual à velocidade de fluidificação mínima do catalisador.
[023] Em uma modalidade preferencial, no regenerador de leito fluidizado de fase densa, a velocidade linear de gás aparente no controlador de fluxo de material é menor ou igual à velocidade de fluidificação mínima do catalisador.
[024] Em uma modalidade preferencial, o catalisador compreende peneira molecular SAPO-34.
[025] Em uma modalidade preferencial, as condições de reação no reator de leito fluidizado de fase densa são as seguintes: a velocidade linear de gás aparente na zona de deposição de pré- carbono e na zona de reação é 0,1 a 1,5 m/s, a temperatura de reação da zona de deposição de pré-carbono é 500 a 650 °C, a temperatura de reação na zona de reação é 400 a 550 °C e a densidade de leito do reator de leito fluidizado de fase densa é 200 a 1.200 kg/m3.
[026] Em uma modalidade preferencial, a quantidade média de deposição de carbono no catalisador é aumentada em sequência a partir da 1azona de deposição de pré-carbono secundária até a nésimazona de reação secundária no reator de leito fluidizado de fase densa, em que a quantidade média de deposição de carbono no catalisador na késimazona de deposição de pré-carbono secundária é 0,5 a 3% em peso e a quantidade média de deposição de carbono no catalisador na nésimazona de reação secundária é 7 a 10% em peso.
[027] Em uma modalidade preferencial, as condições de reação na zona de regeneração do leito fluidizado de fase densa são as seguintes: a velocidade linear de gás aparente é 0,1 a 1,5 m/s, a temperatura de reação é 500 a 700 °C e a densidade de leito é 200 a 1.200 kg/m3.
[028] Em uma modalidade preferencial, a quantidade média de deposição de carbono no catalisador é diminuída em sequência a partir da 1aà mésimazonas de regeneração secundárias da zona de regeneração de leito fluidizado de fase densa, em que a quantidade média de deposição de carbono no catalisador na 1azona de regeneração secundária é 2 a 10% em peso e a quantidade média de deposição de carbono no catalisador na mésimazona de regeneração secundária é 0 a 0,1% em peso.
[029] Em uma modalidade preferencial, o composto que contém oxigênio é metanol e/ou éter dimetílico; a olefina leve é qualquer um dentre etileno, propileno ou butileno, ou uma mistura dos mesmos; o hidrocarboneto com quatro ou mais carbonos é qualquer um dentre nafta, gasolina, óleo condensado, óleo diesel leve, óleo de cauda de hidrogenação ou querosene, ou uma mistura dos mesmos; e o meio de regeneração é qualquer um dentre ar, ar deficiente de oxigênio ou vapor de água, ou uma mistura dos mesmos.
[030] Em uma modalidade preferencial, o catalisador, após a conclusão da regeneração na etapa d), é subsequentemente retornado para a 1azona de deposição de pré-carbono secundária do leito fluidizado de fase densa através de retificação e levantamento, em que o gás de elevação no processo de elevação é qualquer um dentre vapor de água, um hidrocarboneto com quatro ou mais carbonos, nafta, gasolina, óleo condensado, óleo diesel leve, óleo de cauda de hidrogenação ou querosene, ou uma mistura dos mesmos.
[031] O método da presente invenção não apenas aperfeiçoa eficazmente o rendimento do produto alvo de olefina leve, mas também otimiza a distribuição e a utilização de energia.
[032] DESCRIÇÃO DAS FIGURAS
[033] A Figura 1 é um fluxograma esquemático do método na presente invenção;
[034] A Figura 2 é um diagrama esquemático estrutural do leito fluidizado de fase densa que compreende 2 zonas de deposição de pré-carbono secundárias e 2 zonas de reação secundárias na presente invenção, em que as setas na vista em corte A-A mostram a direção de fluxo do catalisador entre as zonas de deposição de pré-carbono secundárias e as zonas de reação secundárias;
[035] A Figura 3 é um diagrama esquemático estrutural do leito fluidizado de fase densa que compreende 4 zonas de regeneração secundárias na presente invenção, em que as setas na vista em corte B-B mostram a direção de fluxo do catalisador entre as zonas de regeneração secundárias;
[036] A Figura 4 é um diagrama esquemático estrutural do retificador na presente invenção;
[037] A Figura 5 é um diagrama esquemático estrutural do controlador de fluxo de material na presente invenção.
[038] As referências numéricas das Figuras são ilustradas conforme a seguir:
[039] 1: linha de alimentação de reator; 1-1: linha ramificada de alimentação da 1azona de deposição de pré-carbono secundária; 1-2: linha ramificada de alimentação da 2azona de deposição de pré-carbono secundária; 1-3: linha ramificada de alimentação da 1azona de reação secundária; 1-4: linha ramificada de alimentação da 2azona de reação secundária; 2: reator de leito fluidizado de fase densa; 2-1: 1azona de deposição de pré-carbono secundária; 2-2: 2azona de deposição de pré-carbono secundária; 2 3: 1azona de reação secundária; 2-4: 2azona de reação secundária; 3: separador ciclônico; 4: linha de material de produto; 5: retificador; 6; linha de vapor de água; 7: cano de elevação; 8: linha de gás de elevação; 9: linha de alimentação de regenerador; 9-1: linha ramificada de alimentação da 1azona de regeneração secundária; 9-2: linha ramificada de alimentação da 2azona de regeneração secundária; 9-3: linha ramificada de alimentação da 3azona de regeneração secundária; 9-4: linha ramificada de alimentação da 4azona de regeneração secundária; 10: regenerador de leito fluidizado de fase densa; 10-1: 1azona de regeneração secundária; 10-2: 2azona de regeneração secundária; 10-3: 3azona de regeneração secundária; 10-4: 4azona de regeneração secundária; 11: separador ciclônico; 12: linha de gás de escape; 13: retificador; 14: linha de vapor de água; 15: cano de elevação; 16: linha de gás de elevação; 17: controlador de fluxo de material; 18: porta de transbordamento de material; 19: placa de particionamento; 20: orifício; 21: cano de fluxo descendente de material; 22: defletor de fundo; 23: membro de extração de calor.
[040] DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES PREFERENCIAIS
[041] A fim de aperfeiçoar o rendimento de olefina leve no processo para preparar uma olefina leve com o uso de um composto que contém oxigênio, o método fornecido na presente invenção compreende principalmente as seguintes etapas:
[042] a) uma etapa em que um hidrocarboneto com quatro ou mais carbonos é introduzido a partir das k linhas de ramificação de alimentação da zona de deposição de pré-carbono em paralelo nas k zonas de deposição de pré-carbono secundárias em um reator de leito fluidizado de fase densa e é colocado em contato com um catalisador completamente regenerado e/ou novo, a fim de ser convertido para uma corrente que contém produto de olefina leve, enquanto forma um catalisador depositado de pré-carbono; em que o catalisador é passado sequencialmente através da 1aa késimazonas de deposição de pré-carbono secundárias, em que o teor de carbono do mesmo aumenta gradualmente; em que o reator de leito fluidizado de fase densa é dividido por um controlador de fluxo de material em uma zona de deposição de pré-carbono e uma zona de reação; e em que a zona de deposição de pré-carbono do reator de leito fluidizado de fase densa é dividida por um controlador de fluxo de material em k zonas de deposição de pré-carbono secundárias, em que a 1aà késimazonas de deposição de pré-carbono secundárias são conectadas em sequência;
[043] b) uma etapa em que uma matéria prima que compreende o composto que contém oxigênio é introduzida a partir das n linhas de ramificação de alimentação da zona de reação em paralelo nas n zonas de reação secundárias do reator de leito fluidizado de fase densa e é colocada em contato com o catalisador depositado de pré-carbono para gerar uma corrente que contém produto de olefina leve e um catalisador gasto; em que o catalisador depositado de pré-carbono que flui para fora da késimazona de deposição de pré- carbono secundária é passado, sequencialmente, através da 1aà nésima zonas de reação secundárias, em que o teor de carbono do mesmo aumenta gradualmente; em que a zona de reação do reator de leito fluidizado de fase densa é dividida por um controlador de fluxo de material em n zonas de reação secundárias, em que a 1aà nésimazonas de reação secundárias são conectadas em sequência e a 1azona de reação secundária é conectada a jusante da késimazona de deposição de pré-carbono secundária;
[044] c) uma etapa em que a corrente que contém produto de olefina leve fluído para fora da zona de deposição de pré- carbono e da zona de reação é separada do catalisador gasto arrastado; o catalisador gasto isolado é passado na nésimazona de reação secundária; e a corrente que contém produto de olefina leve é passada em uma seção de separação de produto, em que o produto de olefina leve é obtido por isolação e purificação e o subproduto de hidrocarboneto com quatro ou mais carbonos obtido a partir da seção de separação é retornado para a zona de deposição de pré-carbono no reator de leito fluidizado de fase densa;
[045] d) uma etapa em que o catalisador gasto fluído para fora da nésimazona de reação secundária, após ser retificado e elevado, é passado em um regenerador de leito fluidizado de fase densa para regeneração; o dito catalisador gasto é passado, sequencialmente, através da 1aa mésimazonas de regeneração secundárias; um meio de regeneração é introduzido em paralelo a partir das m linhas de ramificação de alimentação da zona de regeneração na 1aà mésima zonas de regeneração secundárias e o catalisador gasto é colocado em contato com o meio de regeneração, em que o teor de carbono do mesmo diminui gradualmente; o catalisador, após a conclusão da regeneração, é retornado para a 1azona de deposição de pré-carbono secundária através de retificação e levantamento; em que o regenerador de leito fluidizado de fase densa é dividido por um controlador de fluxo de material em zonas de regeneração secundárias e a 1aà nésimazonas de regeneração secundárias são conectadas em sequência;
[046] Preferencialmente, o catalisador, após a conclusão da regeneração na etapa d), é subsequentemente retornado para a 1a zona de deposição de pré-carbono secundária do leito fluidizado de fase densa através de retificação e levantamento, em que o gás de elevação no processo de elevação é qualquer um dentre vapor de água, um hidrocarboneto com quatro ou mais carbonos, nafta, gasolina, óleo condensado, óleo diesel leve, óleo de cauda de hidrogenação ou querosene, ou uma mistura dos mesmos.
[047] Preferencialmente, k>1, n>1, m>2. Preferencialmente, 4>k>2, 8>n>3, 8>m>3.
[048] Preferencialmente, no reator de leito fluidizado de fase densa, a velocidade linear de gás aparente no controlador de fluxo de material é menor ou igual à velocidade de fluidificação mínima do catalisador.
[049] Preferencialmente, no regenerador de leito fluidizado de fase densa, a velocidade linear de gás aparente no controlador de fluxo de material é menor ou igual à velocidade de fluidificação mínima do catalisador.
[050] Preferencialmente, o catalisador compreende peneira molecular SAPO-34.
[051] Preferencialmente, as condições de reação do reator de leito fluidizado de fase densa são as seguintes: a velocidade linear de gás aparente na zona de deposição de pré-carbono e na zona de reação é 0,1 a 1,5 m/s, a temperatura de reação na zona de deposição de pré-carbono é 500 a 650 °C, a temperatura de reação da zona de reação é 400 a 550 °C e a densidade de leito é 200 a 1.200 kg/m3. Preferencialmente, a quantidade média de deposição de carbono no catalisador é aumentada em sequência a partir da 1azona de deposição de pré-carbono secundária até a nésimazona de reação secundária no reator de leito fluidizado de fase densa, em que a quantidade média de deposição de carbono no catalisador na késima zona de deposição de pré-carbono secundária é 0,5 a 3% em peso e a quantidade média de deposição de carbono no catalisador na nésima zona de reação secundária é 7 a 10% em peso.
[052] Preferencialmente, as condições de reação na zona de regeneração do leito fluidizado de fase densa são as seguintes: a velocidade linear de gás aparente é 0,1 a 1,5 m/s, a temperatura de reação é 500 a 700 °C e a densidade de leito é 200 a 1.200 kg/m3.
[053] Preferencialmente, a quantidade média de deposição de carbono no catalisador é diminuída em sequência a partir da 1aà mésimazonas de regeneração secundárias da zona de regeneração do leito fluidizado de fase densa, em que a quantidade média de deposição de carbono no catalisador na 1azona de regeneração secundária é 2 a 10% em peso e a quantidade média de deposição de carbono no catalisador na mésimazona de regeneração secundária é 0 a 0,1% em peso.
[054] Preferencialmente, o composto que contém oxigênio é metanol e/ou éter dimetílico; a olefina leve é qualquer um dentre etileno, propileno ou butileno, ou uma mistura dos mesmos; e o hidrocarboneto com quatro ou mais carbonos é qualquer um dentre nafta, gasolina, óleo condensado, óleo diesel leve, óleo de cauda de hidrogenação ou querosene, ou uma mistura dos mesmos.
[055] A solução da técnica fornecida na presente invenção compreende adicionalmente
[056] (1) fornecer umreator de leito fluidizado de fase densa que compreende uma zona de deposição de pré-carbono, uma zona de reação, uma zona de separação de gás e sólido e uma zona de retificação. A zona de deposição de pré-carbono e a zona de reação são divididas por um controlador de fluxo de material, em que a zona de deposição de pré-carbono é dividida por um controlador de fluxo de material em k zonas de deposição de pré-carbono secundárias, k>1, e a zona de reação é dividida por um controlador de fluxo de material em n zonas de reação secundárias, n>1, em que cada uma dentre as zonas de deposição de pré-carbono secundárias e as zonas de reação secundárias pode ser alimentada independentemente;
[057] (2) fornecer um regenerador de leito fluidizado de fase densa que compreende uma zona de regeneração, uma zona de separação de gás e sólido e uma zona de retificação, em que a zona de regeneração é dividida por um controlador de fluxo de material em zonas de regeneração secundárias, m>2, e cada uma dentre as zonas de regeneração secundárias pode ser alimentada independentemente.
[058] Preferencialmente, o hidrocarboneto com quatro ou mais carbonos, etc., é passado em paralelo em k zonas de deposição de pré-carbono secundárias no reator de leito fluidizado de fase densa e é colocado em contato com o catalisador completamente regenerado, a fim de ser convertido para uma corrente que contém produto de olefina leve. Enquanto isso, o catalisador é passado, sequencialmente, através da 1aa késimazona de deposição de pré-carbono secundária e forma o catalisador depositado de pré-carbono quando a quantidade de deposição de carbono alcança um determinado nível e, então, o catalisador depositado de pré-carbono é passado na zona de reação.
[059] Preferencialmente, a matéria prima que compreende um composto que contém oxigênio é passada em paralelo na nésima zona de reação secundária no reator de leito fluidizado de fase densa e é colocada em contato com o catalisador depositado de pré-carbono para gerar uma corrente que contém produto de olefina leve e um catalisador gasto, enquanto isso, o catalisador depositado de pré- carbono é passado, sequencialmente, através da 1aa nésimazonas de reação secundárias, em que o teor de carbono do mesmo aumenta gradualmente.
[060] Preferencialmente, através de retificação e levantamento, o catalisador gasto que flui para fora da nésimazona de reação secundária é passado no regenerador de leito fluidizado de fase densa para regeneração, o catalisador gasto é passado, sequencialmente, através da 1aa mésimazonas de regeneração secundárias e é colocado em contato com o meio de regeneração, em que o teor de carbono diminui gradualmente para próximo de zero, e, então, é retornado para a 1azona de deposição de pré-carbono secundária através de retificação e levantamento.
[061] Preferencialmente, a corrente de produto de olefina leve é passada na seção de separação, após a separação com o catalisador gasto arrastado, e o catalisador gasto isolado é passado na nésimazona de reação secundária;
[062] Preferencialmente, o subproduto de hidrocarboneto com quatro ou mais carbonos obtido na seção de separação é retornado para a zona de deposição de pré-carbono do reator de leito fluidizado de fase densa.
[063] Em uma modalidade preferencial, o fluxograma esquemático do método para aperfeiçoar o rendimento de olefina leve na preparação da olefina leve com o uso de um composto que contém oxigênio na presente invenção é conforme mostrado na Figura 1. O hidrocarboneto com quatro ou mais carbonos é introduzido a partir das linhas de ramificação de alimentação (1-1, 1-2) da zona de deposição de pré-carbono em paralelo nas zonas de deposição de pré-carbono secundárias (2-1, 2-2) no reator de leito fluidizado de fase densa (2) e é colocado em contato com um catalisador que compreende uma peneira molecular SAPO-34 para gerar uma corrente que contém produto em fase gasosa e um catalisador depositado de pré-carbono; uma matéria prima que compreende o composto que contém oxigênio é introduzida a partir das linhas de ramificação de alimentação (1-3, 1 4) da zona de reação em paralelo nas zonas de reação secundárias (2 3, 2-4) no reator de leito fluidizado de fase densa (2) e é colocada em contato com o catalisador depositado de pré-carbono, o que gera uma corrente de produto em fase gasosa e um catalisador gasto; a corrente de produto em fase gasosa da zona de deposição de pré-carbono e da zona de reação e o catalisador arrastado são passados em um separador ciclônico (3), em que o material de produto em fase gasosa flui através da saída do separador ciclônico e da linha de material de produto (4) e entre na seção de separação subsequente, o catalisador arrastado é passado na 2azona de reação secundária (2-4) através do dipleg do separador ciclônico; o catalisador regenerado do regenerador de leito fluidizado de fase densa (10) é passado em um reator de leito fluidizado de fase densa (2) através de um retificador(13) e um cano de elevação (15), em que o fundo do retificador (13) é conectado a uma linha de vapor de água (14) e o fundo do cano de elevação (15) é conectado a uma linha de gás de elevação (16); no reator de leito fluidizado de fase densa (2), o catalisador regenerado é passado, sequencialmente, através da 1azona de deposição de pré-carbono secundária até a 2azona de reação secundária (2-1, , 2-4) e forma o catalisador gasto após a deposição de carbono; o meio de regeneração é introduzido em paralelo, a partir da linha de alimentação de regenerador (9) e das linhas de ramificação (9-1, , 9-4) do mesmo, nas zonas de regeneração secundárias (10-1, , 10 4) no regenerador de leito fluidizado de fase densa (10) e é colocado em contato com o catalisador gasto para gerar gás de escape e um catalisador regenerado após queimar e, então, o gás de escape e o catalisador regenerado arrastado são passados em um separador ciclônico (11), a partir do qual o gás de escape é passado em uma seção de processamento de gás de cauda através da saída do separador ciclônico e das linha de gás de escape (12) e é emitido após o processamento, e o catalisador regenerado arrastado é passado na 4azona de regeneração secundária (10-4) através do dipleg do separador ciclônico; o catalisador gasto do reator de leito fluidizado de fase densa (2) é passado no regenerador de leito fluidizado de fase densa (10) através de um retificador (5) e de um cano de elevação (7), em que o fundo do retificador (5) é conectado a uma linha de vapor de água (6) e o fundo do cano de elevação (7) é conectado a uma linha de gás de elevação (8); no regenerador de leito fluidizado de fase densa (10), o catalisador gasto é passado, sequencialmente, através da 1aa 4azonas de regeneração secundárias (10-1, , 10-4) e o catalisador regenerado é formado O gás de elevação no cano de elevação (7) pode ser qualquer um dentre vapor de água, um hidrocarboneto com quatro ou mais carbonos, nafta, gasolina, óleo condensado, óleo diesel leve, óleo de cauda de hidrogenação ou querosene, ou uma mistura dos mesmos.
[064] Em uma modalidade específica, o diagrama esquemático estrutural do reator de leito fluidizado de fase densa que compreende 2 zonas de deposição de pré-carbono secundárias e 2 zonas de reação secundárias na presente invenção é mostrado na Figura 2. Três controladores de fluxo de material (17) e um defletor são fornecidos verticalmente para formar 2 zonas de deposição de pré- carbono secundárias e 2 zonas de reação secundárias. O catalisador é passado, sequencialmente, através da 1azona de deposição de pré- carbono secundária, da 2azona de deposição de pré-carbono secundária, da 1azona de reação secundária, da 2azona de reação secundária e é, então, passa no retificador.
[065] Em uma modalidade específica, o diagrama esquemático estrutural do regenerador de leito fluidizado de fase densa que compreende 4 zonas de regeneração secundárias na presente invenção é conforme mostrado na Figura 3. Três controladores de fluxo de material (17) e um defletor são verticalmente fornecidos para separar a zona de regeneração em 4 zonas de regeneração secundárias. O catalisador é passado, sequencialmente, através da 1aà 4azonas de regeneração secundárias e é, então, passado no retificador.
[066] Em uma modalidade específica, o diagrama esquemático estrutural do retificador na presente invenção é conforme mostrado na Figura 4. A abertura na parede do tubo na parte superior do retificador é uma porta de transbordamento de material (18) entre a nésimazona de reação secundária (ou mésimazona de regeneração secundária) e o retificador.
[067] Em uma modalidade específica, o diagrama esquemático estrutural do controlador de fluxo de material na presente invenção é conforme mostrado na Figura 5. O controlador de fluxo de material (17) é composto de uma placa de particionamento (19), um orifício (20). um cano de fluxo descendente de material (21), um defletor de fundo (22) e um membro de extração de calor (23). O catalisador é passado no cano de fluxo descendente de material a partir do topo do cano de fluxo descendente, em que a velocidade linear de gás aparente é menor ou igual à velocidade de fluidificação mínima, em que o catalisador no cano de fluxo descendente de material está em um estado de empacotamento de fase densa e uma força de acionamento de fluxo de material é formada para acionar o catalisador para fluir para a próxima zona de deposição de pré-carbono secundária (ou zona de reação, ou zona de regeneração) através do orifício. Uma estrutura de bobina pode ser usada como o membro de extração de calor, a qual é fixa na placa de particionamento.
[068] Preferencialmente, a velocidade linear de gás aparente na zona de deposição de pré-carbono e na zona de reação no reator de leito fluidizado de fase densa é 0,1 a 1,5 m/s; a velocidade linear de gás aparente na zona de regeneração no leito fluidizado de fase densa é 0,1 a 1,5 m/s; a velocidade linear de gás aparente no controlador de fluxo de material é menor ou igual à velocidade de fluidificação mínima do catalisador; o catalisador compreende peneira molecular SAPO-34; as k entradas de alimentação são fornecidas no fundo da zona de deposição de pré-carbono, em que a alimentação inclui um hidrocarboneto com quatro ou mais carbonos, nafta, gasolina etc.; as n entradas de alimentação são fornecidas no fundo da zona de reação, em que a alimentação inclui metanol, éter dimetílico etc.; o meio de retificação na zona de retificação compreende vapor de água; a entrada para o meio de regeneração é fornecido no fundo da zona de regeneração, sendo que o meio de regeneração inclui ar, ar deficiente de oxigênio, vapor de água etc.; a temperatura de reação na zona de deposição de pré-carbono é de 500 a 650 °C, a temperatura de reação na zona de reação é de 400 a 550 °C, a densidade de leito da zona de deposição de pré-carbono e na zona de reação é de 200 a 1.200 kg/m3, as quantidades médias de deposição de carbono no catalisador na 1azona de deposição de pré-carbono secundária para a nésimazona de reação secundária aumenta em sequência, em que a quantidade média de deposição de carbono nas k zonas de deposição de pré- carbono secundárias é 0,5 a 3% em peso, e a quantidade média de deposição de carbono na nésimazona de reação secundária é de 7 a 10% em peso; a temperatura de reação da zona de regeneração é de 500 a 700 °C, a densidade de leito é de 200 a 1.200 kg/m3, as quantidades médias de deposição de carbono no catalisador nas 1aa mésimazonas de regeneração secundárias diminui em sequência, em que a quantidade média de deposição de carbono na 1azona de regeneração secundária é de 2 a 10% em peso, e a quantidade média de deposição de carbono na mésimazona de regeneração secundária é de 0 a 0,1% em peso.
[069] Preferencialmente, em vez de um hidrocarboneto com quatro ou mais carbonos, nafta, gasolina, óleo condensado, óleo diesel leve, óleo de cauda de hidrogenação ou/e querosene também podem ser usados como matérias primas na zona de deposição de pré- carbono do reator de leito fluidizado de fase densa da presente invenção. Esses hidrocarbonetos também tem o efeito de diminuir a temperatura do catalisador regenerado e realizar a deposição de pré- carbono no catalisador regenerado.
[070] Preferencialmente, o gás de elevação no cano de elevação (15) pode ser vapor de água, um hidrocarboneto com quatro ou mais carbonos, nafta, gasolina, óleo condensado, óleo diesel leve, óleo de cauda de hidrogenação ou/e querosene. Com o uso do método da presente invenção, os objetivos de controlar a quantidade de deposição de carbono no catalisador, aprimorar a uniformidade do teor de carbono e aumentar o rendimento de olefina leve podem ser alcançados. Portanto, o mesmo tem as vantagens técnicas significativas, e é útil na produção industrial de olefinas leves.
[071] Os efeitos vantajosos que podem ser produzidos pela presente invenção incluem os aspectos a seguir: (1) o leito fluidizado de fase densa tem uma densidade de leito relativamente alta, uma velocidade de catalisador relativamente baixa, e uma abrasão baixa; (2) a velocidade de gás no cano de fluxo descendente de material do controlador de fluxo de material é menor ou igual à velocidade de fluidificação mínima do catalisador, e o catalisador está em um estado de empacotamento em fase densa, de tal modo que uma corrente de condução em fase densa unidirecional do catalisador seja formada, a mistura por refluxo de catalisador entre as zonas de reação secundárias adjacentes (ou zonas de regeneração secundárias adjacentes) é impedida, e a distribuição de tempo de residência é estreita; (3) o membro de extração de calor no controlador de fluxo de material tem um efeito de controlar a temperatura da zona de reação; (4) através do controlador de fluxo de material, o reator de leito fluidizado de fase densa é dividido em uma zona de deposição de pré- carbono e uma zona de reação, e a zona de deposição de pré-carbono é dividida em k zonas de deposição de pré-carbono secundárias, a zona de reação é dividida em n zonas de reação secundárias, em que o catalisador é passado sequencialmente através da 1azona de deposição de pré-carbono secundária para a nésimazona de reação secundária, de tal modo que a distribuição de tempo de residência seja estreita e a uniformidade do teor de carbono do catalisador depositado de pré-carbono e do catalisador gasto seja enormemente aumentada; (5) o catalisador regenerado com alta atividade e temperatura elevada é retornado de volta para a 1azona de deposição de pré-carbono secundária, o que facilita a conversão do hidrocarboneto com quatro ou mais carbonos em uma olefina leve, e após a reação, a quantidade da deposição de carbono no catalisador regenerado chega a um determinado nível de tal modo que sua seletividade para olefina leve na reação de MTO também seja aprimorada; (6) a reação de conversão do hidrocarboneto com quatro ou mais carbonos em uma olefina leve que ocorreu na zona de deposição de pré-carbono é uma reação endotérmica, que diminui a temperatura do catalisador regenerado, alivia carga de extração de calor na zona de reação, e utiliza eficientemente o calor, no meio tempo, o contato entre o catalisador de alta temperatura e o composto que contém oxigênio é evitado; (7) a zona de regeneração é dividida por um controlador de fluxo de material em zonas de regeneração secundárias, e o catalisador gasto é passado através da 1aà mésimazonas de regeneração secundárias em sequência, de modo que a distribuição de tempo de residência seja estreito e a quantidade da deposição de carbono no catalisador regenerado obtida após a queima ser próxima de zero; (8) todas as k zonas de deposição de pré-carbono secundárias, as n zonas de reação secundárias e as zonas de regeneração secundárias podem ser alimentadas independentemente, com boa flexibilidade de operação; (9) o controle relativamente preciso de teor de carbono do catalisador regenerado e do catalisador gasto é obtido, a distribuição de teor de carbono é relativamente uniforme, a seletividade para olefina leve é aumentada, e o teor de carbono pode ser regulado conforme necessário para otimizar a razão de propileno/etileno; (10) uma vez que a distribuição do teor de carbono do catalisador é relativamente uniforme, o inventário de catalisador exigido na zona de reação diminui; (11) a configuração de múltiplas dentre a zona de deposição de pré-carbono secundária, a zona de reação, a zona de regeneração facilita a obtenção de reatores de grande escala.
[072] Para melhor ilustrar a presente invenção e para facilitar a compreensão da solução da técnica da presente invenção, os exemplos exemplificativos e não limitantes na presente invenção são fornecidos conforme segue.
[073] EXEMPLO 1
[074] 1 zona de deposição de pré-carbono secundária e 3 zonas de reação secundárias foram fornecidas no reator de leito fluidizado de fase densa e 4 zonas de regeneração secundárias foram fornecidas no regenerador de leito fluidizado de fase densa. O hidrocarboneto com quatro ou mais carbonos etc. foi passado para a 1a zona de deposição de pré-carbono secundária do reator de leito fluidizado de fase densa, e foi posto em contato com o catalisador completamente regenerado, convertendo em um produto que compreende uma olefina leve, no meio tempo, permitindo que a quantidade de deposição de carbono no catalisador alcance um determinado volume, para formar um catalisador depositado de pré- carbono, que foi passado, então, para a zona de reação; uma matéria prima que compreende um composto que contém oxigênio foi passada em paralelo para a 1aà 3azonas de reação secundárias no reator de leito fluidizado de fase densa, enquanto o catalisador depositado de pré-carbono foi passado sequencialmente através da 1apara a 3a zonas de reação secundárias, em que a matéria prima que compreende um composto que contém oxigênio foi posta em contato com o catalisador depositado de pré-carbono, para gerar um produto que compreende uma olefina leve e catalisador gasto inativado; a corrente do produto em fase gasosa que compreende uma olefina leve e o catalisador gasto arrastado foram passados para um separador ciclônico, do qual, a corrente de produto em fase gasosa foi passada para uma seção de separação ubseqüente por meio da saída do separador ciclônico, e o catalisador gasto arrastado foi passado para a 3azona de reação secundária por meio do dipleg do separador ciclônico; através de um retificador e um cano de elevação, o catalisador gasto da 3azona de reação secundária foi passado para o regenerador de leito fluidizado de fase densa, no qual o catalisador gasto foi passado sequencialmente através da 1aà 4azonas de regeneração secundárias, e foi posto em contato com o meio de regeneração, resultando no catalisador regenerado após a reação; o catalisador regenerado foi passado através do reator de leito fluidizado de fase densa novamente através de um retificador e de um cano de elevação, e foi passado sequencialmente através da 1azona de deposição de pré-carbono secundária, da 1azona de reação secundária à 4azona de reação secundária; o subproduto de hidrocarboneto com quatro ou mais carbonos obtido a partir da seção de separação foi retornado para a 1azona de deposição de pré-carbono secundária no reator de leito fluidizado de fase densa; o gás de elevação no cano de elevação 15 era um hidrocarboneto com quatro ou mais carbonos. As condições de reação no reator de leito fluidizado de fase densa eram conforme segue: a temperatura na 1azona de deposição de pré- carbono secundária era 500 °C, a temperatura na 1aà 3azonas de reação secundárias era 400 °C, a velocidade linear da fase gasosa era 0,3 m/s, a densidade de leito era 1.000 kg/m3, a quantidade média de deposição de carbono na 1azona de deposição de pré-carbono secundária era 1% em peso, a quantidade média de deposição de carbono na 1azona de reação secundária era 5% em peso, a quantidade média de deposição de carbono na 2azona de reação secundária era 8% em peso, e a quantidade média de deposição de carbono na 3azona de reação secundária era 10% em peso; as condições de reação no regenerador de leito fluidizado de fase densa eram conforme segue: a temperatura de reação era 550 °C, a velocidade linear da fase gasosa era 0,3 m/s, a densidade de leito era 1.000 kg/m3, a quantidade média de deposição de carbono na 1azona de regeneração secundária era 5% em peso, a quantidade média de deposição de carbono na 2azona de regeneração secundária era 2% em peso, a quantidade média de deposição de carbono na 3azona de regeneração secundária era 0,5% em peso, e a quantidade média da deposição de carbono na 4azona de regeneração secundária era 0,02% em peso. O produto de reação foi analisado através de cromatografia de fase gasosa em linha, e o rendimento com base em carbono de olefina leve era 91,9% em peso.
[075] EXEMPLO 2
[076] 1 zona de deposição de pré-carbono secundária e 2 zonas de reação secundárias foram fornecidas no reator de leito fluidizado de fase densa e 2 zonas de regeneração secundárias foram fornecidas no regenerador de leito fluidizado de fase densa. O hidrocarboneto com quatro ou mais carbonos etc. foi passado para a 1a zona de deposição de pré-carbono secundária do reator de leito fluidizado de fase densa, e foi posto em contato com o catalisador completamente regenerado, convertendo em um produto que compreende uma olefina leve, no meio tempo, permitindo que a quantidade de deposição de carbono no catalisador alcance um determinado volume, para formar um catalisador depositado de pré- carbono, que foi passado, então, para a zona de reação; uma matéria prima que compreende um composto que contém oxigênio foi passada em paralelo para a 1aà 2azonas de reação secundárias no reator de leito fluidizado de fase densa, enquanto o catalisador depositado de pré-carbono foi passado sequencialmente através da 1apara a 2a zonas de reação secundárias, em que a matéria prima que compreende um composto que contém oxigênio foi posta em contato com o catalisador depositado de pré-carbono, para gerar um produto que compreende uma olefina leve e catalisador gasto inativado; a corrente do produto em fase gasosa que compreende uma olefina leve e o catalisador gasto arrastado são passados para um separador ciclônico, do qual, a corrente de produto em fase gasosa foi passada para uma seção de separação ubseqüente por meio da saída do separador ciclônico, e o catalisador gasto arrastado foi passado para a 2azona de reação secundária por meio do dipleg do separador ciclônico; através de um retificador e um cano de elevação, o catalisador gasto da 2a zona de reação secundária foi passado para o regenerador de leito fluidizado de fase densa, no qual o catalisador gasto foi passado sequencialmente através da 1aà 2azonas de regeneração secundárias, e foi posto em contato com o meio de regeneração, resultando no catalisador regenerado após a reação; o catalisador regenerado foi passado através do reator de leito fluidizado de fase densa novamente através de um retificador e de um cano de elevação, e foi passado sequencialmente através da 1azona de deposição de pré-carbono secundária, da 1azona de reação secundária à 2azona de reação secundária; o subproduto de hidrocarboneto com quatro ou mais carbonos obtido a partir da seção de separação foi retornado para a 1a zona de deposição de pré-carbono secundária no reator de leito fluidizado de fase densa; o gás de elevação no cano de elevação 15 era gasolina. As condições de reação no reator de leito fluidizado de fase densa eram conforme segue: a temperatura na 1azona de deposição de pré-carbono secundária era 550 °C, a temperatura na 1aà 2azonas de reação secundárias era 450 °C, a velocidade linear da fase gasosa era 0,5 m/s, a densidade de leito era 900 kg/m3, a quantidade média de deposição de carbono na 1azona de deposição de pré-carbono secundária era 2% em peso, a quantidade média de deposição de carbono na 1azona de reação secundária era 6% em peso, e a quantidade média de deposição de carbono na 2azona de reação secundária era 8% em peso; as condições de reação no regenerador de leito fluidizado de fase densa eram conforme segue: a temperatura de reação era 600 °C, a velocidade linear da fase gasosa era 0,7 m/s, a densidade de leito era 700 kg/m3, a quantidade média de deposição de carbono na 1azona de regeneração secundária era 3% em peso, e a quantidade média de deposição de carbono na 2azona de regeneração secundária era 0,1% em peso. O produto de reação foi analisado através de cromatografia de fase gasosa em linha, e o rendimento com base em carbono de olefina leve era 91,2% em peso.
[077] EXEMPLO 3
[078] 1 zona de deposição de pré-carbono secundária e 5 zonas de reação secundárias foram fornecidas no reator de leito fluidizado de fase densa e 5 zonas de regeneração secundárias foram fornecidas no regenerador de leito fluidizado de fase densa. Uma mistura de nafta e um hidrocarboneto com quatro ou mais carbonos foi passada para a 1azona de deposição de pré-carbono secundária do reator de leito fluidizado de fase densa, e foi posta em contato com o catalisador completamente regenerado, convertendo em um produto que compreende uma olefina leve, no meio tempo, permitindo que a quantidade de deposição de carbono no catalisador alcance um determinado valor, para formar um catalisador depositado de pré- carbono, que foi, então, passado para a zona de reação; uma matéria prima que compreende um composto que contém oxigênio foi passada em paralelo para a 1aà 5azonas de reação secundárias no reator de leito fluidizado de fase densa, enquanto o catalisador depositado de pré-carbono foi passado sequencialmente através da 1aà 5azonas de reação secundárias, em que a matéria prima que compreende um composto que contém oxigênio foi posta em contato com o catalisador depositado de pré-carbono, para gerar um produto que compreende uma olefina leve e catalisador gasto inativado; a corrente do produto em fase gasosa que compreende uma olefina leve e o catalisador gasto arrastado foram passados para um separador ciclônico, do qual, a corrente de produto em fase gasosa foi passada para uma seção de separação ubseqüente através da saída do separador ciclônico, e o catalisador gasto arrastado foi passado para a 5azona de reação secundária através do dipleg do separador ciclônico; por meio de um retificador e um cano de elevação, o catalisador gasto da 5azona de reação secundária foi passada para o regenerador de leito fluidizado de fase densa, em que o catalisador gasto foi passado sequencialmente através da 1aà 5azonas de regeneração secundárias, e foi posto em contato com o meio de regeneração, resultando no catalisador regenerado após a reação; o catalisador regenerado foi passado para o reator de leito fluidizado de fase densa novamente através de um retificador e um cano de elevação, e foi passado sequencialmente através da 1azona de deposição de pré-carbono secundária, 1azona de reação secundária à 5azona de reação secundária; o subproduto de hidrocarboneto com quatro ou mais carbonos obtido a partir da seção de separação foi retornado para a 1azona de deposição de pré-carbono secundária no reator de leito fluidizado de fase densa; o gás de elevação no cano de elevação 15 era um hidrocarboneto com quatro ou mais carbonos. As condições de reação no reator de leito fluidizado de fase densa eram conforme segue: a temperatura na 1azona de deposição de pré-carbono secundária era 650 °C, a temperatura na 1a à 5azonas de reação secundárias era 550 °C, a velocidade linear da fase gasosa era 0,7 m/s, a densidade de leito era 700 kg/m3, a quantidade média de deposição de carbono na 1azona de deposição de pré-carbono secundária era 0,5% em peso, a quantidade média de deposição de carbono na 1azona de reação secundária era 2,5% em peso, a quantidade média de deposição de carbono na 2azona de reação secundária era 4% em peso, a quantidade média de deposição de carbono na 3azona de reação secundária era 5% em peso; a quantidade média de deposição de carbono na 4azona de reação secundária era 6% em peso, e a quantidade média de deposição de carbono na 5azona de reação secundária era 7% em peso; as condições de reação no regenerador de leito fluidizado de fase densa eram conforme segue: a temperatura de reação era 700 °C, a velocidade linear da fase gasosa era 1,0 m/s, a densidade de leito era 500 kg/m3, a quantidade média de deposição de carbono na 1azona de regeneração secundária era 5% em peso, a quantidade média de deposição de carbono na 2azona de regeneração secundária era 3% em peso, a quantidade média de deposição de carbono na 3azona de regeneração secundária era 1,5% em peso, a quantidade média de deposição de carbono na 4azona de regeneração secundária era 0,05% em peso, e a quantidade média de deposição de carbono na 5a zona de regeneração secundária era 0,01% em peso. O produto de reação foi analisado através de cromatografia de fase gasosa em linha, e o rendimento com base em carbono de olefina leve era 92,5% em peso.
[079] EXEMPLO 4
[080] 2 zonas de deposição de pré-carbono secundária e 4 zonas de reação secundárias foram fornecidas no reator de leito fluidizado de fase densa e 4 zonas de regeneração secundárias foram fornecidas no regenerador de leito fluidizado de fase densa. O hidrocarboneto com quatro ou mais carbonos etc. foi introduzido em paralelo na 1azona de deposição de pré-carbono secundária e na 2a zona de deposição de pré-carbono secundária do reator de leito fluidizado de fase densa, e foi posto em contato com o catalisador completamente regenerado, convertendo em um produto que compreende uma olefina leve, no meio tempo, o catalisador foi passado sequencialmente através da 1azona de deposição de pré- carbono secundária e da 2azona de deposição de pré-carbono secundária, formando um catalisador depositado de pré-carbono quando a quantidade de deposição de carbono alcançou um determinado valor, cujo catalisador depositado de pré-carbono foi então passado para a zona de reação; uma matéria prima que compreende um composto que contém oxigênio foi passada em paralelo para a 1aà 4azonas de reação secundárias no reator de leito fluidizado de fase densa, enquanto o catalisador depositado de pré- carbono foi passado sequencialmente através da 1aà 4azonas de reação secundárias, em que a matéria prima que compreende um composto que contém oxigênio foi posta em contato com o catalisador depositado de pré-carbono, para gerar um produto que compreende uma olefina leve e o catalisador gasto inativado; a corrente do produto em fase gasosa que compreende uma olefina leve e o catalisador gasto arrastado foram passados para um separador ciclônico, do qual, a corrente de produto em fase gasosa foi passada para uma seção de separação ubseqüente por meio da saída do separador ciclônico, e o catalisador gasto arrastado foi passado para a 4azona de reação secundária através do dipleg do separador ciclônico; por meio de um retificador e um cano de elevação, o catalisador gasto da 4azona de reação secundária foi passado para o regenerador de leito fluidizado de fase densa, no qual o catalisador gasto foi passado sequencialmente através da 1aà 4azonas de regeneração secundárias, e foi posto em contato com o meio de regeneração, resultando no catalisador regenerado após a reação; o catalisador regenerado foi passado para o reator de leito fluidizado de fase densa novamente através de um retificador e um cano de elevação, e foi passado sequencialmente através da 1azona de deposição de pré-carbono secundária, 2azona de deposição de pré-carbono secundária, 1azona de reação secundária à 4azona de reação secundária; o subproduto de hidrocarboneto com quatro ou mais carbonos obtidos a partir da seção de separação foi retornado para a 1azona de deposição de pré-carbono secundária e 2a zona de deposição de pré-carbono secundária no reator de leito fluidizado de fase densa; o gás de elevação no cano de elevação 15 era um hidrocarboneto com quatro ou mais carbonos. As condições de reação no reator de leito fluidizado de fase densa eram conforme segue: a temperatura na 1azona de deposição de pré-carbono secundária e na 2azona de deposição de pré-carbono secundária era 650 °C, a temperatura na 1aà 4azonas de reação secundárias era 500 °C, a velocidade linear da fase gasosa era 1,0 m/s, a densidade de leito era 500 kg/m3, a quantidade média de deposição de carbono na 1azona de deposição de pré-carbono secundária era 1,5% em peso, a quantidade média de deposição de carbono na 2azona de deposição de pré-carbono secundária era 3,0% em peso, a quantidade média de deposição de carbono na 1azona de reação secundária era 4,5% em peso, a quantidade média de deposição de carbono na 2azona de reação secundária era 6,0% em peso, a quantidade média de deposição de carbono na 3azona de reação secundária era 7,0% em peso, e a quantidade média de deposição de carbono na 4azona de reação secundária era 8,0% em peso; as condições de reação no regenerador de leito fluidizado de fase densa eram conforme segue: a temperatura de reação era 700 °C, a velocidade linear da fase gasosa era 1,0 m/s, a densidade de leito era 500 kg/m3, a quantidade média de deposição de carbono na 1azona de regeneração secundária era 5,5% em peso, a quantidade média de deposição de carbono na 2a zona de regeneração secundária era 3% em peso, a quantidade média de deposição de carbono na 3azona de regeneração secundária era 1,2% em peso, e a quantidade média de deposição de carbono na 4a zona de regeneração secundária era 0,02% em peso. O produto de reação foi analisado através de cromatografia de fase gasosa em linha, e o rendimento com base em carbono de olefina leve era 93,2% em peso.
[081] EXEMPLO 5
[082] 2 zonas de deposição de pré-carbono secundária e 2 zonas de reação secundárias foram fornecidas no reator de leito fluidizado de fase densa e 4 zonas de regeneração secundárias foram fornecidas no regenerador de leito fluidizado de fase densa. O hidrocarboneto com quatro ou mais carbonos etc. foi introduzido em paralelo na 1azona de deposição de pré-carbono secundária e na 2a zona de deposição de pré-carbono secundária do reator de leito fluidizado de fase densa, e foi posto em contato com o catalisador completamente regenerado, convertendo em um produto que compreende uma olefina leve, no meio tempo, o catalisador foi passado sequencialmente através da 1azona de deposição de pré- carbono secundária e da 2azona de deposição de pré-carbono secundária, formando um catalisador depositado de pré-carbono quando a quantidade de deposição de carbono alcançou um determinado valor, cujo catalisador depositado de pré-carbono foi então passado para a zona de reação; uma matéria prima que compreende um composto que contém oxigênio foi passado em paralelo para a 1aà 2azonas de reação secundárias no reator de leito fluidizado de fase densa, enquanto o catalisador depositado de pré- carbono foi passado sequencialmente através da 1aà 2azonas de reação secundárias, em que a matéria prima que compreende um composto que contém oxigênio foi posto em contato com o catalisador depositado de pré-carbono, para gerar um produto que compreende uma olefina leve e o catalisador gasto inativado; a corrente do produto em fase gasosa que compreende uma olefina leve e o catalisador gasto arrastado foram passados para um separador ciclônico, do qual, a corrente de produto em fase gasosa foi passada para uma seção de separação subsequente por meio da saída do separador ciclônico, e o catalisador gasto arrastado foi passado para a 2azona de reação secundária por meio do dipleg do separador ciclônico; por meio de um retificador e um cano de elevação, o catalisador gasto da 2azona de reação secundária foi passado para o regenerador de leito fluidizado de fase densa, no qual o catalisador gasto foi passado sequencialmente através da 1aà 4azonas de regeneração secundárias, e foi posta em contato com o meio de regeneração, resultando no catalisador regenerado após a reação; o catalisador regenerado foi passado para o reator de leito fluidizado de fase densa novamente através de um retificador e um cano de elevação, e foi passado sequencialmente através da 1azona de deposição de pré-carbono secundária, 2azona de deposição de pré-carbono secundária, 1azona de reação secundária, e 2azona de reação secundária; o subproduto de hidrocarboneto com quatro ou mais carbonos obtido a partir da seção de separação foi retornado para a 1azona de deposição de pré-carbono secundária e 2azona de deposição de pré-carbono secundária no reator de leito fluidizado de fase densa; o gás de elevação no cano de elevação 15 era um hidrocarboneto com quatro ou mais carbonos. As condições de reação no reator de leito fluidizado de fase densa eram conforme segue: a temperatura na 1azona de deposição de pré- carbono secundária e na 2azona de deposição de pré-carbono secundária era 650 °C, a temperatura na 1aà 2azonas de reação secundárias era 500 °C, a velocidade linear da fase gasosa era 1,0 m/s, a densidade de leito era 500 kg/m3, a quantidade média de deposição de carbono na 1azona de deposição de pré-carbono secundária era 1,5% em peso, a quantidade média de deposição de carbono na 2azona de deposição de pré-carbono secundária era 3,0% em peso, a quantidade média de deposição de carbono na 1azona de reação secundária era 6,0% em peso, e a quantidade média de deposição de carbono na 2azona de reação secundária era 8,5% em peso; as condições de reação no regenerador de leito fluidizado de fase densa eram conforme segue: a temperatura de reação era 700 °C, a velocidade linear da fase gasosa era 1,0 m/s, a densidade de leito era 500 kg/m3, a quantidade média de deposição de carbono na 1azona de regeneração secundária era 8% em peso, a quantidade média de deposição de carbono na 2azona de regeneração secundária era 3% em peso, a quantidade média de deposição de carbono na 3azona de regeneração secundária era 1% em peso, a quantidade média de deposição de carbono na 4azona de regeneração secundária era 0,02% em peso. O produto de reação foi analisado através de cromatografia de fase gasosa em linha, e o rendimento com base em carbono de olefina leve era 92,8% em peso.
[083] A presente invenção foi descrita em detalhes acima, mas a invenção não se limita às modalidades específicas descritas no presente documento. Será evidente àqueles versados na técnica que outras modificações e variações podem ser feitas sem que se afaste do escopo da invenção. O escopo da invenção é definido pelas reivindicações anexas.
Claims (10)
1. "MÉTODO PARA PREPARAR UMA OLEFINA LEVE COM UM COMPOSTO QUE CONTÉM OXIGÊNIO"caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas: etapa a) em que um hidrocarboneto com quatro ou mais carbonos é introduzido a partir das k linhas de ramificação de alimentação da zona de deposição de pré-carbono em paralelo nas k zonas de deposição de pré-carbono secundárias em um reator de leito fluidizado de fase densa e é colocado em contato com um catalisador completamente regenerado e/ou novo, a fim de ser convertido para uma corrente que contém produto de olefina leve, enquanto forma um catalisador depositado de pré-carbono; em que o catalisador é passado sequencialmente através da 1aa késimazonas de deposição de pré- carbono secundárias, em que o teor de carbono do mesmo aumenta gradualmente; em que o reator de leito fluidizado de fase densa é dividido por um controlador de fluxo de material em uma zona de deposição de pré-carbono e uma zona de reação; e em que a zona de deposição de pré-carbono do reator de leito fluidizado de fase densa é dividida por um controlador de fluxo de material em k zonas de deposição de pré-carbono secundárias, em que a 1aà késimazonas de deposição de pré-carbono secundárias são conectadas em sequência; etapa b) em que uma matéria prima que compreende o composto que contém oxigênio é introduzida a partir das n linhas de ramificação de alimentação da zona de reação em paralelo nas n zonas de reação secundárias do reator de leito fluidizado de fase densa e é colocada em contato com o catalisador depositado de pré-carbono para gerar uma corrente que contém produto de olefina leve e um catalisador gasto; em que o catalisador depositado de pré-carbono que flui para fora da késimazona de deposição de pré-carbono secundária é passado, sequencialmente, através da 1aà nésimazonas de reação secundárias, em que o teor de carbono do mesmo aumenta gradualmente; em que a zona de reação do reator de leito fluidizado de fase densa é dividida por um controlador de fluxo de material em n zonas de reação secundárias, em que a 1aà nésimazonas de reação secundárias são conectadas em sequência e a 1azona de reação secundária é conectada a jusante da késimazona de deposição de pré-carbono secundária; etapa c) em que a corrente que contém produto de olefina leve escoada da zona de deposição de pré-carbono e a zona de reação é separada do catalisador gasto arrastado; o catalisador gasto isolado é passado para a nésimazona de reação secundária; e a corrente que contém produto de olefina leve é passada para uma seção de separação de produto, em que o produto de olefina leve é obtido através de isolamento e purificação, e o subproduto de hidrocarboneto com quatro ou mais carbonos obtido a partir da seção de separação é retornado de volta para a zona de deposição de pré-carbono no reator de leito fluidizado de fase densa; e etapa d) em que o catalisador gasto fluído para fora da nésima zona de reação secundária, após ser retificado e elevado, é passado em um regenerador de leito fluidizado de fase densa para regeneração; o dito catalisador gasto é passado, sequencialmente, através da 1aa mésimazonas de regeneração secundárias; um meio de regeneração é introduzido em paralelo a partir das m linhas de ramificação de alimentação da zona de regeneração na 1aà mésimazonas de regeneração secundárias e o catalisador gasto é colocado em contato com o meio de regeneração, em que o teor de carbono do mesmo diminui gradualmente; o catalisador, após a conclusão da regeneração, é retornado para a 1azona de deposição de pré-carbono secundária através de retificação e levantamento; em que o regenerador de leito fluidizado de fase densa é dividido por um controlador de fluxo de material em zonas de regeneração secundárias e a 1aà nésimazonas de regeneração secundárias são conectadas em sequência; em que 4>k>2, 8>n>3 e 8>m>3.
2. "MÉTODO", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, no reator de leito fluidizado de fase densa, a velocidade linear de gás evidente no controlador de fluxo de material é menor ou igual à velocidade de fluidificação mínima do catalisador.
3. "MÉTODO", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, no regenerador de leito fluidizado de fase densa, a velocidade linear de gás aparente no controlador de fluxo de material é menor ou igual à velocidade fluidificação mínima do catalisador.
4. "MÉTODO", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o catalisador compreende peneira molecular SAPO-34.
5. "MÉTODO", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as condições de reação no reator de leito fluidizado de fase densa são conforme segue: a velocidade linear de gás aparente na zona de deposição de pré-carbono e na zona de reação é 0,1 a 1,5 m/s, a temperatura de reação na zona de deposição de pré- carbono é de 500 a 650 °C, a temperatura na zona de reação é de 400 a 550 °C, e a densidade de leito no reator de leito fluidizado de fase densa é de 200 a 1.200 kg/m3.
6. "MÉTODO", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a quantidade média de deposição de carbono na catalisador é aumentada em sequência a partir da 1azona de deposição de pré-carbono secundária para a nésimazona de reação secundária no reator de leito fluidizado de fase densa, em que a quantidade média de deposição de carbono no catalisador na késimazona de deposição de pré-carbono secundária é 0,5 a 3% em peso, e a quantidade média de deposição de carbono no catalisador na nésimazona de reação secundária é de 7 a 10% em peso.
7. "MÉTODO", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as condições de reação na zona de regeneração do leito fluidizado de fase densa são conforme segue: a velocidade linear de gás aparente é de 0,1 a 1,5 m/s, a temperatura de reação é de 500 a 700 °C, e a densidade de leito é de 200 a 1.200 kg/m3.
8. "MÉTODO", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a quantidade média de deposição de carbono no catalisador é diminuída em sequência a partir da 1aa mésima zonas de regeneração secundárias na zona de regeneração de leito fluidizado de fase densa, em que a quantidade média de deposição de carbono no catalisador na 1azona de regeneração secundária é de 2 a 10% em peso, e a quantidade média de deposição de carbono no catalisador na mésimazona de regeneração secundária é de 0 a 0,1% em peso.
9. "MÉTODO", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o composto que contém oxigênio é metanol e/ou éter dimetílico; a olefina leve é qualquer um dentre etileno, propileno ou butileno, ou uma mistura dos mesmos; o hidrocarboneto com quatro ou mais carbonos é qualquer um dentre nafta, gasolina, óleo condensado, óleo diesel leve, óleo de cauda de hidrogenação ou querosene, ou uma mistura dos mesmos; e o meio de regeneração é qualquer um dentre ar, ar deficiente de oxigênio ou vapor de água, ou uma mistura dos mesmos após a conclusão da regeneração na etapa d) é subsequentemente retornado para a 1azona de deposição de pré-carbono secundária do leito fluidizado de fase densa através de retificação e levantamento, em que o gás de elevação no processo de elevação é qualquer um dentre vapor de água, um hidrocarboneto com quatro ou mais carbonos, nafta, gasolina, óleo condensado, óleo diesel leve, óleo de cauda de hidrogenação ou querosene, ou uma mistura dos mesmos.
10. "MÉTODO", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o catalisador após a conclusão da regeneração na etapa d) é subsequentemente retornado para a 1a zona de deposição de pré-carbono secundária do leito fluidizado de fase densa através de retificação e levantamento, em que o gás de elevação no processo de elevação é qualquer um dentre vapor de água, um hidrocarboneto com quatro ou mais carbonos, nafta, gasolina, óleo condensado, óleo diesel leve, óleo de cauda de hidrogenação ou querosene, ou uma mistura dos mesmos.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/CN2013/088398 WO2015081489A1 (zh) | 2013-12-03 | 2013-12-03 | 一种含氧化合物制低碳烯烃的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BR112016012633B1 true BR112016012633B1 (pt) | 2021-07-20 |
Family
ID=53272723
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BR112016012633-5A BR112016012633B1 (pt) | 2013-12-03 | 2013-12-03 | Método para preparar uma olefina leve com um composto que contém oxigênio |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9725375B2 (pt) |
| EP (1) | EP3078651B1 (pt) |
| JP (1) | JP6189544B2 (pt) |
| KR (1) | KR101847474B1 (pt) |
| AU (1) | AU2013407180B2 (pt) |
| BR (1) | BR112016012633B1 (pt) |
| DK (1) | DK3078651T3 (pt) |
| RU (1) | RU2632905C1 (pt) |
| SG (1) | SG11201604429VA (pt) |
| WO (1) | WO2015081489A1 (pt) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101864442B1 (ko) * | 2013-12-03 | 2018-06-04 | 달리안 인스티튜트 오브 케미컬 피직스, 차이니즈 아카데미 오브 사이언시즈 | 산소 함유 화합물을 사용하여 저급 올레핀을 제조하는 방법 및 이를 사용하기 위한 장치 |
| SG11201604419XA (en) * | 2013-12-03 | 2016-07-28 | Dalian Chemical Physics Inst | Reaction device for preparing light olefins from methanol and/or dimethyl ether |
| WO2018072142A1 (zh) * | 2016-10-19 | 2018-04-26 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种制备丙烯、c4烃类的方法及其装置 |
| WO2018072139A1 (zh) | 2016-10-19 | 2018-04-26 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种由含氧化合物制备丙烯和c4烃类的湍动流化床反应器、装置及方法 |
| CN110072973A (zh) * | 2016-12-14 | 2019-07-30 | 埃克森美孚研究工程公司 | 在流化催化裂化器中转化含氧化合物的方法 |
| CN109694298B (zh) * | 2017-10-20 | 2021-12-28 | 中国石油化工股份有限公司 | 甲醇转化制烃的方法 |
| EP4004151A1 (en) * | 2019-07-31 | 2022-06-01 | SABIC Global Technologies, B.V. | Dense phase fluidized bed reactor to maximize btx production yield |
| CN113387762A (zh) * | 2020-03-13 | 2021-09-14 | 中国石油化工股份有限公司 | 在含要求温度控制的流化床反应器内转化甲醇的方法 |
| CN111875464B (zh) * | 2020-07-10 | 2023-11-03 | 中石化洛阳工程有限公司 | 一种高效的含氧化合物生产低碳烯烃的方法 |
| JP7449414B2 (ja) * | 2020-10-16 | 2024-03-13 | 中国科学院大▲連▼化学物理研究所 | コークス制御反応器、含酸素化合物から軽オレフィンを製造する装置及び応用 |
| KR20230013253A (ko) * | 2020-10-16 | 2023-01-26 | 달리안 인스티튜트 오브 케미컬 피직스, 차이니즈 아카데미 오브 사이언시즈 | 재생장치, 저탄소 올레핀을 제조하는 장치 및 그 응용 |
| EP4082655A4 (en) * | 2020-10-16 | 2023-04-26 | Dalian Institute Of Chemical Physics, Chinese Academy Of Sciences | FLUIDIZED BED REGENERATOR, APPARATUS FOR PREPARING LOW CARBON OLEFIN AND APPLICATION THEREOF |
| WO2022077457A1 (zh) * | 2020-10-16 | 2022-04-21 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 焦调控反应器、装置及含氧化合物制备低碳烯烃的方法 |
| KR20230011380A (ko) * | 2020-10-16 | 2023-01-20 | 달리안 인스티튜트 오브 케미컬 피직스, 차이니즈 아카데미 오브 사이언시즈 | 유동상 반응기, 장치 및 응용 |
| JP7449413B2 (ja) * | 2020-10-16 | 2024-03-13 | 中国科学院大▲連▼化学物理研究所 | 流動床反応器、装置及び含酸素化合物から軽オレフィンを製造する方法 |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6166282A (en) | 1999-08-20 | 2000-12-26 | Uop Llc | Fast-fluidized bed reactor for MTO process |
| US7057083B2 (en) | 2003-11-12 | 2006-06-06 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Catalyst pretreatment with C4-C7 olefins in an oxygenate to olefins reaction system |
| US7465845B2 (en) * | 2004-12-22 | 2008-12-16 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Increasing ethylene and/or propylene production in an oxygenate to olefins reaction systems |
| US7763765B2 (en) | 2006-03-31 | 2010-07-27 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Method of high pressure and high capacity oxygenate conversion with catalyst exposure cycle |
| CN101239868B (zh) * | 2007-02-07 | 2011-05-18 | 中国石油化工股份有限公司 | 提高乙烯、丙烯收率的方法 |
| CN101348404B (zh) * | 2007-07-18 | 2011-11-30 | 中国石油化工股份有限公司 | 甲醇或二甲醚转化过程中提高乙烯、丙烯收率的方法 |
| CN101362668B (zh) * | 2007-11-15 | 2011-09-14 | 陕西煤化工技术工程中心有限公司 | 一种制取丙烯的方法 |
| EA021226B1 (ru) | 2008-06-25 | 2015-05-29 | Тотал Ресерч Энд Текнолоджи Фелюи | Способ получения олефинов из оксигенатов |
| CN101402538B (zh) | 2008-11-21 | 2013-01-09 | 中国石油化工股份有限公司 | 提高低碳烯烃收率的方法 |
| CN102276406B (zh) | 2010-06-11 | 2014-07-23 | 中国石油化工股份有限公司 | 增产丙烯生产方法 |
| CN102463138B (zh) | 2010-11-17 | 2013-08-14 | 中国石油化工股份有限公司 | Sapo-34催化剂的两段再生方法 |
| CN102463183A (zh) * | 2010-11-19 | 2012-05-23 | 江苏中油天工机械有限公司 | 一种破碎机刀盘轴固定框 |
| JP2014517766A (ja) | 2011-05-12 | 2014-07-24 | グラット インジェニェーアテヒニク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 流動床装置内で固体を連続処理するための設備 |
| CN102816591B (zh) | 2011-06-09 | 2014-10-29 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种催化裂化方法 |
| CN102875289B (zh) | 2011-07-12 | 2014-12-10 | 中国石油化工股份有限公司 | 制备低碳烯烃的方法 |
| CN102875296B (zh) | 2011-07-12 | 2015-01-07 | 中国石油化工股份有限公司 | 甲醇制低碳烯烃的反应装置 |
| KR101864442B1 (ko) * | 2013-12-03 | 2018-06-04 | 달리안 인스티튜트 오브 케미컬 피직스, 차이니즈 아카데미 오브 사이언시즈 | 산소 함유 화합물을 사용하여 저급 올레핀을 제조하는 방법 및 이를 사용하기 위한 장치 |
-
2013
- 2013-12-03 AU AU2013407180A patent/AU2013407180B2/en not_active Ceased
- 2013-12-03 RU RU2016126180A patent/RU2632905C1/ru active
- 2013-12-03 EP EP13898489.3A patent/EP3078651B1/en active Active
- 2013-12-03 KR KR1020167017634A patent/KR101847474B1/ko active IP Right Grant
- 2013-12-03 SG SG11201604429VA patent/SG11201604429VA/en unknown
- 2013-12-03 US US15/101,297 patent/US9725375B2/en active Active
- 2013-12-03 DK DK13898489.3T patent/DK3078651T3/en active
- 2013-12-03 BR BR112016012633-5A patent/BR112016012633B1/pt active IP Right Grant
- 2013-12-03 WO PCT/CN2013/088398 patent/WO2015081489A1/zh active Application Filing
- 2013-12-03 JP JP2016535725A patent/JP6189544B2/ja active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US9725375B2 (en) | 2017-08-08 |
| AU2013407180A1 (en) | 2016-06-30 |
| EP3078651B1 (en) | 2019-01-02 |
| KR20160093676A (ko) | 2016-08-08 |
| DK3078651T3 (en) | 2019-03-04 |
| EP3078651A1 (en) | 2016-10-12 |
| JP6189544B2 (ja) | 2017-08-30 |
| WO2015081489A1 (zh) | 2015-06-11 |
| AU2013407180B2 (en) | 2017-05-04 |
| EP3078651A4 (en) | 2017-08-16 |
| US20160304413A1 (en) | 2016-10-20 |
| JP2017501987A (ja) | 2017-01-19 |
| KR101847474B1 (ko) | 2018-04-10 |
| SG11201604429VA (en) | 2016-07-28 |
| RU2632905C1 (ru) | 2017-10-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| BR112016012633B1 (pt) | Método para preparar uma olefina leve com um composto que contém oxigênio | |
| KR101763864B1 (ko) | 메탄올 및/또는 디메틸 에테르로부터 저급 올레핀을 제조하기 위한 반응 장치 | |
| KR101864442B1 (ko) | 산소 함유 화합물을 사용하여 저급 올레핀을 제조하는 방법 및 이를 사용하기 위한 장치 | |
| CN104672045B (zh) | 一种用于甲醇和/或二甲醚制低碳烯烃的反应装置 | |
| JP2017504654A5 (pt) | ||
| CN104672044B (zh) | 一种含氧化合物制低碳烯烃的方法 | |
| CN104437274B (zh) | 一种用于轻烯烃裂解、甲醇制烯烃的流化床反应器 | |
| CN111004077A (zh) | 一种提高甲醇转化制低碳烯烃选择性的方法及其装置 | |
| CN102464522A (zh) | 低碳烯烃的生产方法 | |
| CN102276389B (zh) | 甲醇和石脑油催化转化为低碳烯烃的反应-再生装置 | |
| CN105218288B (zh) | 用于甲醇制烯烃的高效气固快速分离与沉降方法 | |
| CN102276399B (zh) | 由甲醇和石脑油生产低碳烯烃的方法 | |
| CN112778069A (zh) | 一种提高含氧化合物转化制低碳烯烃选择性的方法及其装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B06U | Preliminary requirement: requests with searches performed by other patent offices: procedure suspended [chapter 6.21 patent gazette] | ||
| B09A | Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette] | ||
| B16A | Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette] |
Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 03/12/2013, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS. |