DE3608611C2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE3608611C2 DE3608611C2 DE3608611A DE3608611A DE3608611C2 DE 3608611 C2 DE3608611 C2 DE 3608611C2 DE 3608611 A DE3608611 A DE 3608611A DE 3608611 A DE3608611 A DE 3608611A DE 3608611 C2 DE3608611 C2 DE 3608611C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- reactor
- catalyst
- bed
- hydrogen
- gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G45/00—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds
-
- 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
- C07C5/3332—Catalytic processes with metal oxides or metal sulfides
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regenerierung
eines aus Al₂O₃ bestehenden, 17 bis 19 Gew.-%
Cr₂O₃ enthaltenden, Dehydrierungskatalysators zur Herstellung
von Mono- und Diolefinen aus Paraffinen gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
Die Herstellung von Olefinen aus verflüssigtem
Erdölgas (LPG) durch katalytische Dehydrierung umfaßt
die Verwendung von katalytischen Reaktorzyklen.
Reaktoren, die ein katalytisches Bett in Form von zylindrischen
Pellets von Chromoxid auf einem aktiven Aluminium
oxidträgerstoff enthalten, werden typischerweise
verwendet, um LPG-Zufuhrmaterialien zu dehydrieren, die
dann unter Druck gesetzt und abgetrennt werden, um die
gewünschten Produkte, einschließlich Propylen, Isobutylen,
andere Butene und Pentene, leichte Kohlenwasserstoffgase
und Wasserstoffgas zu erhalten. Typisch für
ein solches Reaktionssystem ist das "Catofin/Catadien-
System". Die allgemeine Reaktion, die in diesem System
katalysiert wird, ist die Dehydrierung von Alkan-
Kohlenwasserstoffen zu Alkenen:
C n H(2n + 2)→C n H2n + H₂ (I)
Diese Dehydrierung des LPG, um Olefine herzustellen, ist
eine hochendotherme Reaktion. Es müssen z. B. etwa
2326 kJ/kg des Produktes mit Doppelbindung,
das für C₄-Verbindungen hergestellt wird, zugeführt werden,
und etwa 3023 kJ/kg des Produktes
mit Doppelbindung müssen für die Reaktion von Propan zu
Propylen zugeführt werden. Die benötigte Reaktionswärme
wird primär durch Wärme zugeführt, die in dem Katalysatorbett
gespeichert wird, das in einem Ablaßteilstrom
des Zyklus erwärmt wird.
Die "Catofin- und Catadien-Verfahren" werden in einer
Vielzahl von Veröffentlichungen beschrieben, einschließlich
Craig, R. G. et al. Chemical Engineering Progress,
Februar 1979, Seiten 62-65 und Gussow, S. et al, Oil
Journal, 8. Dezember 1980, Seiten 96-101.
Verfahren der Reaktorwiedererwärmung sind aus der US-PS 36 47 909
und der DE-OS 33 12 515 bekannt. Sie umfassen die Verbrennung von
Koks, der auf dem Katalysator während der Dehydrierungsreaktion abgelagert
wurde. Dieser abgelagerte Koks wurde mit vorgewärmter
Luft verbrannt, um das Katalysatorbett auf die
gewünschte Temperatur zu erwärmen. Zusätzlich kann
Heizgas in dem Reaktor verbrannt werden, um zusätzliche
Energie zu schaffen. Eine andere Wärmequelle, die bei
der Dehydrierungsreaktion erforderlich ist, ist die
Eigenwärme der Luft, die durch den Reaktor gepumpt wird.
Ein Reaktor, der einmal auf die gewünschte Temperatur
wiedererwärmt wurde, wurde für einen kurzen Zeitraum mit
Wasserstoff im periodischen Kreislauf behandelt, um den
Katalysator zu reduzieren, und in Betrieb gesetzt, wo
die endotherme Dehydrierungsreaktion die Energie absorbierte,
wodurch die Reaktortemperatur während der Be
triebsperiode verringert wurde.
Dieser Reaktorzyklus umfaßte eine Dampfreinigung des
Reaktors, um die Kohlenwasserstoffmaterialien zu entfernen,
eine Evakuierung des Reaktors, eine Wiedererwärmung
mit Luft oder eine Luft- und Heizgasmischung
gleichzeitig mit der Koksverbrennung, um den Reaktor auf
die gewünschte Temperatur zu erwärmen, eine Evakuierung
nach der Wiedererwärmung, das Aussetzen gegenüber einem
reduzierenden Gas und die Wiederaufnahme der Dehydrierungs-
Bearbeitung. Um kontinuierliche Hauptprozeßstromdurchflüsse
zu schaffen, werden zumindest zwei Reaktoren
benötigt. Herkömmliche Systeme von drei bis acht Reaktoren
werden üblicherweise eingesetzt. Ein zentraler
Taktgeber programmiert die Zyklusfolge für die Reaktor
wiedererwärmung, die Reinigung und die Betreibungs
phase.
Herkömmliche Verfahren für die Wiedererwärmung des katalytischen
Reaktors haben verschiedene aufgezeigte
Mängel. Wenn sie mit höheren Fraktionen von Nicht-
Diolefin-bildenden Kohlenwasserstoffen betrieben werden,
ist die Koksmenge, die auf dem Katalysatorbett während
der Betriebsperiode abgelagert wird, im allgemeinen unzureichend,
um während des Wiedererwärmungszyklus die
benötigte Energie zu erzeugen.
Darüber hinaus erzielen neuere, wirksamere Dehydrierungs
katalysatoren weniger Koks als ältere Katalysator-Typen
bei gleichen Produktmengen des hergestellten Olefins.
Folglich fordern Systeme, die diese neueren Katalysatoren
verwenden, alternative Energiequellen während
des Wiedererwärmungszyklus. Diese zusätzliche Energie
muß durch Erwärmen der Luft auf sehr hohe Temperaturen
oder durch Verbrennen von leichten Kohlenwasserstoffbrenngasen
in dem Reaktor zugeführt werden. Beide Alternativen
sind nicht wünschenswert.
Ob nun eine zusätzliche Erwärmung des Luftstromkreislaufes
oder eine Abgasverbrennung in dem Reaktor durchgeführt
wird, können an der Oberseite des Bettes übermäßige
Temperaturen auftreten, die zur Katalysatordeaktivierung
führen. Zusätzlich führt ungleiche Katalysatorerwärmung
zu kälteren Stellen, genauso wie zu Gebieten von deaktiviertem
Katalysator, beide verringern die Verfahrens
wirksamkeit.
Das Wiedererwärmen des Katalysatorbettes durch erwärmte
Luft, Verbrennen von Koks oder Verbrennen von Heizgas
trägt ebenfalls den zusätzlichen Nachteil des Einführens
eines Wärmegradienten auf das Bett. Während des Wiedererwärmens
wird die Oberseite des Bettes zuerst und am
schnellsten erwärmt, während die unteren Bereiche lang
sam erwärmt werden. Da die Katalysatordeaktivierung
primär auf den Wiedererwärmungszyklus begrenzt ist, muß
die Wiedererwärmung beendet werden, wenn die Oberseite
des Bettes den Höchstwert der erlaubten Temperaturen erreicht.
Bei diesen Bedingungen ist die Unterseite des
Katalysatorbettes im allgemeinen weit unter dieser Opti
maltemperatur.
Wenn in Betrieb gesetzt, bewirkt dieser Wärmegradient
eine erhöhte Aktivität auf der Oberseite des Bettes und
eine verringerte Wirksamkeit in Richtung der Unterseite.
Als ein Ergebnis davon werden größere Koksmengen auf der
Oberseite abgelagert, was wiederum zu einer Beständigkeit
des ungewünschten Wärmegradienten während der nachfolgenden
Wiedererwärmungszyklen führt.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile werden
mit der vorliegenden Erfindung behoben.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren
zur Regenerierung eines aus Al₂O₃ bestehenden, 17 bis
19 Gew.-% Cr₂O₃ enthaltenden Dehydrierungskatalysators zur
Herstellung von Mono- und Diolefinen aus Paraffinen in einem
unter adiabatischen Bedingungen bei 538 bis 621°C betriebenen
Reaktor durch dreimaliges nacheinander wechselndes
Beschicken mit einem auf 538 bis 704°C erwärmten Luft
enthaltenden Gas um den gesamten Koks innerhalb des Reaktors
zu verbrennen und zumindest einen Teil des Katalysators
zu oxidieren und mit einem auf 538 bis 704°C erwärmten
Wasserstoff enthaltenden Gas, um den oxidierten
Katalysator wieder zu reduzieren, wobei vor jedem Wechsel
der Beschickung eine Dampfreinigung und/oder Evakuierung
zwischengeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß durch
das abwechselnde Oxidieren und Reduzieren Reaktionswärme
erzeugt wird, die zu einer gleichmäßigen Temperaturverteilung
über das gesamte Katalysatorbett führt, dieses
aufheizt und damit auf Reaktorbetriebstemperatur erwärmt.
Weitere, bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung bestehen
darin, daß das Wasserstoff enthaltende Gas durch den Reaktor
in einer Richtung geleitet wird, die entgegengesetzt
zur Strömungsrichtung der Paraffine ist, und, daß die
Minimalmenge von Luft, die dem Reaktor zugeführt wird,
4,5×10-4 g-Mol pro g Katalysator und die Minimalmenge
von Wasserstoff 1,8×10-4 g-Mol pro g Katalysator beträgt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten
Figuren erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Fließschema eines herkömmlichen katalytischen
Dehydrierungsverfahrens einschließlich
des Produktwiedergewinnungs
abschnittes,
Fig. 2 ein Diagrammschema des erfindungsgemäßen
katalytischen Reaktorwiedererwärmungs
verfahrens,
Fig. 3 ein Zeit-Diagramm des Betriebszyklus
eines erfindungsgemäßen 3-Reaktorsystems,
Fig. 4 ein Zeit-Diagramm des Betriebszyklus
eines erfindungsgemäßen 5-Reaktorsystems,
Fig. 5 eine graphische Darstellung, die das
Temperaturprofil des Katalysatorbettes
darstellt, das entsprechend dem Stand der
Technik und ebenfalls entsprechend der
vorliegenden Erfindung betrieben wird,
Fig. 6 ein Blockdiagramm eines Pilotreaktors,
der zum Durchführen der vorliegenden
Erfindung eingesetzt wird.
Es wird nun Bezug auf die Fig. 1 genommen, die die
Materialströme innerhalb des Systems des "Catofin-
Verfahrens" darstellt. Ausgangsmaterialien in Form
einer verflüssigten Erdölgaszufuhr gelangen über die
Leitung 500 in das Verfahren und werden durch thermischen
Kontakt mit dem Abflußstrom des Reaktors innerhalb
des Wärmeaustauschers 10 vorgewärmt. Nach dem Vorwärmen
werden die Ausgangsstoffzufuhren über die Leitung
510 weitergeleitet, um die Heizvorrichtung 20 zu
beladen, wo sie durch zusätzliche Energieeingabe, wie
Heizgasverbrennung, auf eine höhere Temperatur in der
Ordnung von 649°C erwärmt werden. Die erwärmten
Ausgangsstoffzufuhren werden über die Leitung
520 zu dem katalytischen Reaktor 30 zur Dehydrierung
weitergeleitet.
Der katalytische Reaktor 30 enthält ein Bett eines
aktiven Dehydrierungskatalysators mit multiplen Oxidationsstufen.
Z. B. werden Katalysatoren, die zylindrische
Pellets von aktivem Aluminiumoxid enthalten, das
mit 18 bis 20% Chromoxid imprägniert wurde und gewöhnlich
mit einem Anteil eines schichtförmigen Aluminiumoxids
vermischt sind, typischerweise verwendet.
Nach der Dehydrierung, um Olefinprodukte zu bilden, wird
der Reaktorabflußstrom 530 durch Dampferzeugung innerhalb
des Dampferzeugers 40 abgekühlt und weiter durch
Kontakt mit den LPG-Ausgangsstoffzufuhrmaterialien im
Wärmeaustauscher 10 abgekühlt. Der Reaktorabfluß wird
dann über Leitung 540 zur Kompressionsreihe 50 geleitet.
Der komprimierte Reaktorabfluß wird dann in einer Entspannungstrommel
60 flashverdampft, um die leichten
Enden von schwereren C₄- und C₅-Olefinen abzutrennen.
Diese leichteren Enden werden innerhalb eines Trockners
70 getrocknet und nachfolgend innerhalb eines Kältebehälters
80 in einen Strom, der primär C₃-Olefine umfaßt,
und einen Strom, der Wasserstoff und leichte Gase umfaßt,
getrennt. C₃-Olefine werden innerhalb des
Kompressors 90 komprimiert und zusammen mit Flash-Rückständen
aus der Entspannungstrommel 60 dem Deäthanisator
110 zugeführt. Leichte Gase werden gewöhnlich aus
der Tieftemperaturzerlegung (cold box) 80 über die Leitung
550 zu der Druckwechseladsorptions-Einheit 100 geleitet. Die
Druckwechseladsorptions-Einheit 100 trennt Wasserstoffgas von
leichten Kohlenwasserstoffen. Der Deäthanisator 110
trennt ähnlicherweise leichte Kohlenwasserstoffe von
C₃-C₅-Olefinen, die als Produkt zurückgewonnen werden.
In Fig. 2 ist ein Flußdiagramm eines Regenerierungssystems
gezeigt. Die katalytische Reaktoren, die in den
"Catofin- und Catadien-Verfahren" eingesetzt werden,
werden außer Betrieb regeneriert. Entsprechend dem Stand
der Technik werden diese Reaktoren nach der Betriebsperiode
zuerst mit Dampf gereinigt und evakuiert, um die
restlichen Kohlenwasserstoffe zu entfernen. Luft, die
innerhalb eines Kompressors 220 komprimiert wurde und
auf eine Temperatur von 538-704°C
innerhalb der Heizvorrichtung 200 erwärmt wurde, wird
dann in den Reaktor eingegeben. Der Koks, der innerhalb
des Reaktors während des Produktionszyklus abgelagert
wurde, kann verbrennen, wodurch sich die Temperatur des
Katalysatorbettes erhöht. Zuzsätzlich kann Brenngas
(typischerweise 75-90 Mol-% H₂, gemischt mit leichten
Kohlenwasserstoffen) in den Reaktor eingegeben werden
und verbrennen, wodurch eine höhere Energiezugabe geschaffen
wird. Gleichzeitig wird der Katalysator auf
eine höhere Oxidationsstufe umgewandelt.
Nachfolgend werden kleine Mengen von Reduktionsgas
(Heizgas) in den Reaktor zugeführt, bevor der regenerierte
Reaktor bei einer Bettemperatur von 538-621°C
erneut in Betrieb genommen wird.
Entsprechend der
vorliegenden Erfindung wird das Reaktor-Regenerierungsverfahren
erweitert, um drei wechselnde Zyklen
von vorgewärmten Oxidations- und Reduktionsgas, genauso
wie das Reinigen und Evakuieren des Reaktors 30 b einzuschließen.
In diesen Zyklen wird nach dem ersten die
Zeit der Oxidationsphase des Zyklus etwas geringer sein
als in dem ersten dieser Oxidationsstufen, wenn die Zeit
ausreichend sein muß, um den Koks aus dem Katalysator zu
verbrennen, genauso wie den Katalysator zu oxidieren.
Die Dauer dieser Zyklen kann eingestellt
werden, um die Temperatur und das Temperaturprofil eines
gegebenen Reaktors innerhalb eines Systems zu optimieren
und um kontinuierliche Hauptstromdurchflüsse innerhalb
eines kompletten Systems zu schaffen.
Das Reduktionsgas kann entweder einen Rückstrom oder
einen Aufwärtsstrom haben. Der Aufwärtsstrom kann erreicht
werden, indem das Auslaßrohr der Reaktorevakuierung
oberhalb des Katalysatorbettes angeordnet wird und
indem das Reduktionsgas unterhalb des Bettes zugegeben
wird. Ein Aufwärtsstrom des Reduktionsgases kann den
Temperaturgradienten, der gewöhnlich im Katalysatorbett
auftritt, vorteilhaft verringern.
In einem System mit drei Reaktoren kann der Prozeßzyklus
wie in Fig. 3 dargestellt auftreten. Fig. 3 umfaßt
einen gestaffelten Zyklus von 8 min Betrieb, gefolgt
von 2 min Dampfreinigung und Evakuierung des
Reaktors, 2 min Luftfluß durch den Reaktor, Evakuierung
gefolgt von 2 min Reduktionsgasfluß, 4 min Luftfluß,
weitere 2 min Evakuierung und Reduktionsgasfluß, weitere
2 min Luftfluß und eine Abschlußevakuierung und Reduktions
gasfluß, um die Oxidationsstufe des Katalysators
festzusetzen. Ein kompletter Zyklus erfordert 24 min,
und ein Reaktor wird bei jeder gegebenen Zeit in Betrieb
sein.
In einem 5-Reaktorsystem kann das Schema, das in Fig. 4
dargestellt ist, angewendet werden. Dieser 22,5-min-Zyklus
ermöglicht, daß zu allen Zeiten zwei Reaktoren in
Produktion bleiben, während die verbleibenden drei in
verschiedenen Stufen der Regenerierung des Zyklus sind.
Obwohl im Stand der Technik Luft- und Reduktionsgaskreisläufe
des Reaktors bekannt waren, wurden diese
Kreisläufe primär verwendet, um die Temperaturen des
Reaktors durch Verbrennen von Koks und durch Übertragen
der Eigenwärme der Luft auf den Katalysator zu erhöhen.
Natürlich trat eine gewisse Katalysatoroxidation durch
Luft auf, aber diese Oxidation war nur ein geringer Beitrag
zur gesamten Erwärmung des Reaktors. Zusätzlich wurden
Ströme von Wasserstoff weitestgehend verwendet, um den
Katalysator zu reduzieren, um den Abfall von Kohlenwasserstoff-
Ausgangsstoffen zu minimieren und nicht als
bemerkenswerter Beitrag zum Erwärmen des Reaktors. In
Systemen, die ein relativ geringes Verkoken des Katalysatorbettes
erzeugen, waren diese Verfahren (insbesondere
das Verbrennen von Koks) ineffektiv, um den Reaktor
außer Betrieb wiederzuerwärmen, und diese Verfahren
wurden durch zusätzliches Erwärmen durch Luft und/oder
Verbrennen von Heizgas in dem Reaktor ergänzt.
Während der Oxidationszyklen entsprechend der vorliegenden
Erfindung unterliegt der Katalysator einer Oxidation
entsprechend der Gleichung II (M = ein Übergangs
metall)
MO n + ½ × O₂→ MO n + x (II)
wie z. B.:
Cr₂O₃ + 1,5 O₂ → 2 CrO₃ (IIa)
Diese Oxidation erzielt eine Enthalpieveränderung von
-71,2 kJ/Mol bei 593°C.
Während der Reduktion wird der oxidierte Katalysator der
Reaktion, die in der Gleichung III dargestellt ist,
unterzogen:
MO n + x + 2×H→MO n + xH₂O (III)
wie z. B.:
2 CrO₃ + 3 H₂ → Cr₂O₃ + 3 H₂O (IIIa)
wobei er einer Enthalpieveränderung von -183 kJ/mol
bei 593°C unterliegt. Folglich beträgt
die gesamte Enthalpieveränderung für einen kompletten
Oxidations/Reduktions-Zyklus des Beispieles
-254 kJ/Mol bei 593°C.
Unter Bezugnahme auf Fig. 5, die die Temperaturprofile
des Katalysatorbettes während des Reaktorzyklus zeigt,
wird deutlich, daß die durch die zyklische Oxidation/Reduktion
erzielte Energie gleichmäßiger durch das Bett
verteilt ist, da der Zyklus den Katalysator selbst eng
einschließt. Folglich werden die lokalisierte Erwärmung
und die resultierte Katalysatordeaktivierung verringert.
Darüber hinaus werden die Temperaturgradienten des
Bettes durch das enge Einschließen des Katalysators in
die exotherme Gesamtreaktion der Wasserbildung verringert.
Diese Reduktion der Wärmegradienten trägt zur
gesamten Verfahrenswirksamkeit und -ausbeute bei. Der
zusätzliche Nutzen, der durch den Aufwärtsstrom des
Wasserstoffs erreicht werden soll, wird durch eine
höhere Bettemperatur beim Reaktorauslaß verdeutlicht,
die eine höhere Gesamtkinetik und thermodynamische
Ausbeute erlaubt. Dieser Vorteil ist unter partiellen
Reduktionsbedingungen besonders bemerkbar. Durch die
Anmelder wurde beobachtet, daß die Katalysatorreduktion
stufenweise abwärts durch den Reaktor verläuft.
Wenn z. B. nach einer Luftwiedererwärmungsstufe Wasserstoff
anfangs durch das Katalysatorbett abwärts geleitet
wird, erhöht sich die Temperatur der Oberseite des
Bettes zuerst, während die Temperaturen weiter unten in
dem Bett unverändert bleiben. Mit weiterer Zugabe von
Wasserstoff verläuft der Stufenwechsel der Temperaturerhöhung
nach unten durch den Reaktor. Bei Begrenzung
der Menge des Wasserstoffes oder des Brenngases, das in
den Reduktionsstufen verwendet wird, und bei Leiten
dieses Gases bis durch das Katalysatorbett (entgegengesetzte
Richtung zu Kohlenwasserstoffzufuhr und
Regenerationsluftfluß) wäre es möglich, bevorzugt Wärme
zur Unterseite des Katalysatorbettes zuzugeben, wo sie
am meisten benötigt wird. Diese würde das Temperaturprofil
glätten und die maximalen Bettemperaturen verringern,
die für eine gegebene Olefinausbeute pro Durchlauf
erforderlich sind.
In Systemen, die begrenzte Mengen von Verkokung in dem
Katalysatorbett erzeugen, ist die vorliegende Erfindung
hervorragend beim Betrieb und bei der Wirksamkeit, um
das Heizgas in dem Reaktor zu verbrennen oder das Bett
durch die Eigenwärme des Luftstrom-Kreislaufes zu
erwärmen. Die Überlegenheit der vorliegenden Erfindung
liegt in ihrer Fähigkeit, das Katalysatorbett gleichmäßiger
und schneller zu erwärmen (verbesserte Ausbeuten
und verringerte Kosten) als bei herkömmlichen Systemen.
Unter Bewertung der Leistungsparameter der vorliegenden
Erfindung wurde eine Pilotanlage, die in Fig. 6 dargestellt
ist, entsprechend dem hier beschriebenen Reaktorkreislaufverfahren
betrieben. Die Pilotanlage von Fig. 6
umfaßt einen Reaktor 752, der ein Katalysatorfestbett
mit den folgenden Abmessungen hat: Durchmesser
15,24 cm, Tiefe des Katalysatorfestbettes
91,44 cm. Dem Reaktor 752 wird vorgewärmte Luft aus
der Vorheizvorrichtung 750 zugeführt, die ein elektrisch
beheiztes, geschmolzenes Bleibad ist.
Kohlenwasserstoffe und Wasserstoff werden dem Reaktor
752 nach dem Vorheizen in einer dampfumhüllten Vorheiz
einrichtung 754 und einer Vorheizeinrichtung 756 zuge
führt, die ein elektrisch beheizter Bronzeblock ist. Der
Reaktorabfluß wird in einem Kondensator 758 kondensiert.
Alle Gaszufuhrleitungen sowohl zu den Vorheizeinrichtungen
und zu dem Reaktor werden durch entweder manuell
oder elektrisch betriebene Ventile geregelt. Die
Reaktorfolge wird durch eine Festkörper-Folgen-Zeitsteuerung
geregelt. Zusätzlich werden alle Temperaturen
in dem System durch Thermoelemente überwacht und sind an
ein Alarmsystem miteinander verbunden, um die Pilotanlage
in Notfallsituationen ordnungsgemäß abzuschalten.
Produktproben werden durch Gaschromatographie
analysiert, während Luftproben durch einen Infrarot
analysator auf den Kohlendioxidgehalt analysiert werden.
Bezogen auf Berechnungen, die von Pilotanlagenverfahren
abgeleitet wurden, beträgt die Minimalmenge an Oxidationsgas,
das für jeden Oxidations/Reduktionszyklus er
forderlich ist, 4,5×10-4 g-Mol Luft pro g Katalysator,
der etwa 18 Gew.-% Cr₂O₃
enthält, während die Minimalmenge des Reduktionsgases,
das für jeden Oxidations/Reduktionszyklus erforderlich
ist, 1,8×10-4 g-Mol Wasserstoff pro g Katalysator
beträgt. Diese Gasmengen
erzielen ungefähr 15,8 kJ/kg des Katalysators
für jeden kompletten Oxidations-Reduktionszyklus.
Es ist jedoch zu bemerken, daß die Katalysatorzusammensetzung,
das Alter und der Deaktivierungsgrad bei der
Zufuhr der Gase während der Oxidations/Reduktionszyklen
in der Regenerierungsstufe betrachtet werden müssen.
Durch die vorliegende Erfindung wird ein Verfahren zur
Regenerierung von katalytischen Dehydrierungsreaktoren
geschaffen, das für die Herstellung von Mono- und Diolefinen
aus Paraffinen wertvoll ist.
Claims (3)
1. Verfahren zur Regenerierung eines aus Al₂O₃ bestehenden,
17 bis 19 Gew.-% Cr₂O₃ enthaltenden Dehydrierungs
katalysators, der zur Herstellung von Mono- und
Diolefinen aus Paraffinen in einem unter adiabatischen
Bedingungen bei 538 bis 621°C betriebenen Reaktor
dient durch dreimaliges nacheinander wechselndes
Beschicken mit einem auf 538 bis 704°C erwärmte Luft
enthaltenden Gas und mit einem auf 538 bis 704°C erwärmten
Wasserstoff enthaltenden Gas, wobei vor jedem
Wechsel der Beschickung einer Dampfreinigung und/oder
Evakuierung zwischengeschaltet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß durch das abwechselnde Oxidieren und Reduzieren
Reaktionswärme erzeugt wird, die zu einer gleichmäßigen
Temperaturverteilung über das gesamte Katalysatorbett
führt, dieses aufheizt und damit auf Reaktorbe
triebstemperatur erwärmt.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Wasserstoff enthaltende Gas durch den Reaktor in
einer Richtung geleitet wird, die entgegengesetzt zur
Strömungsrichtung der Paraffine ist.
3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Minimalmenge von Luft, die dem Reaktor zugeführt
wird, 4,5×10-4 g-Mol pro g Katalysator und
die Minimalmenge von Wasserstoff 1,8×10-4 g-Mol pro
g Katalysator beträgt.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/712,831 US4581339A (en) | 1985-03-18 | 1985-03-18 | Catalytic dehydrogenation reactor cycle |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3608611A1 DE3608611A1 (de) | 1986-09-18 |
DE3608611C2 true DE3608611C2 (de) | 1989-12-21 |
Family
ID=24863732
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863608611 Granted DE3608611A1 (de) | 1985-03-18 | 1986-03-14 | Katalytischer drehydrierungsreaktorzyklus |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4581339A (de) |
KR (1) | KR900000859B1 (de) |
CA (1) | CA1261312A (de) |
DE (1) | DE3608611A1 (de) |
FI (1) | FI79250C (de) |
NO (1) | NO169834C (de) |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4996387A (en) * | 1989-07-20 | 1991-02-26 | Phillips Petroleum Company | Dehydrogenation process |
US5214225A (en) * | 1991-12-05 | 1993-05-25 | Hall Stephen G | Dehydrogenation process with improved heat recovery |
US5510557A (en) * | 1994-02-28 | 1996-04-23 | Abb Lummus Crest Inc. | Endothermic catalytic dehydrogenation process |
DE4446384A1 (de) * | 1994-12-23 | 1996-06-27 | Basf Ag | Verfahren zur Herstellung von olefinisch ungesättigten Verbindungen, insbesondere Styrol duch katalytische Oxidation |
EP0770426B1 (de) * | 1995-10-27 | 2003-05-14 | Akzo Nobel N.V. | Verfahren zur Herstellung eines Katalysators für Hydrierverfahren aus gebrauchten Katalysatoren |
JP2005327483A (ja) * | 2004-05-12 | 2005-11-24 | Honda Motor Co Ltd | エネルギーの利用装置およびエネルギーの利用方法 |
CN101687633A (zh) * | 2007-06-25 | 2010-03-31 | 沙特基础工业公司 | 将二氧化碳催化加氢成合成气混合物 |
US10246386B2 (en) | 2014-09-12 | 2019-04-02 | Sabic Global Technologies B.V. | Embedded alkane dehydrogenation systems and processes |
US10017431B2 (en) | 2014-12-10 | 2018-07-10 | Lummus Technology Inc. | Process for co-producing C3 olefins, iC4 olefins, nC4 olefins and diolefins, and/or C5 olefins and diolefins |
US10155702B2 (en) | 2015-11-04 | 2018-12-18 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Processes and systems for converting hydrocarbons to cyclopentadiene |
US20180339280A1 (en) | 2017-04-28 | 2018-11-29 | Flint Hills Resources, Lp | Processes and apparatus for introducing a gas into a reactor |
US11370729B2 (en) | 2017-05-03 | 2022-06-28 | Sabic Global Technologies B.V. | Programmable logic controller in dehydrogenation process |
US10836690B1 (en) | 2019-07-26 | 2020-11-17 | Tpc Group Llc | Dehydrogenation process and system with reactor re-sequencing |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3647909A (en) * | 1970-02-10 | 1972-03-07 | Atlantic Richfield Co | Regeneration of chromia-alumina dehydrogenation catalyst |
GB1398086A (en) * | 1971-07-02 | 1975-06-18 | Shell Int Research | Process for the regeneration of a deactivated hydrocarbon conversion catalyst |
JPS5932447B2 (ja) * | 1982-04-12 | 1984-08-09 | 三菱瓦斯化学株式会社 | オレフインの製造方法 |
-
1985
- 1985-03-18 US US06/712,831 patent/US4581339A/en not_active Expired - Lifetime
-
1986
- 1986-03-11 CA CA000503799A patent/CA1261312A/en not_active Expired
- 1986-03-14 DE DE19863608611 patent/DE3608611A1/de active Granted
- 1986-03-17 NO NO861010A patent/NO169834C/no not_active IP Right Cessation
- 1986-03-18 FI FI861121A patent/FI79250C/fi not_active IP Right Cessation
- 1986-03-18 KR KR8601983A patent/KR900000859B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO169834B (no) | 1992-05-04 |
FI861121A (fi) | 1986-09-19 |
US4581339A (en) | 1986-04-08 |
FI79250C (fi) | 1989-12-11 |
NO861010L (no) | 1986-09-19 |
DE3608611A1 (de) | 1986-09-18 |
NO169834C (no) | 1992-08-12 |
KR900000859B1 (en) | 1990-02-17 |
FI79250B (fi) | 1989-08-31 |
FI861121A0 (fi) | 1986-03-18 |
CA1261312A (en) | 1989-09-26 |
KR860007357A (ko) | 1986-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3237079C2 (de) | ||
DE3608611C2 (de) | ||
US3458433A (en) | Activation of hydrofining-hydrocracking catalyst systems | |
DE3427630C2 (de) | ||
DE69817430T2 (de) | Verfahren und stufenweise Verbrennungsvorrichtung für die Regenerierung eines Katalysators für Reformierung oder für die Herstellung von aromatische Verbindungen in Wanderbett | |
DE1033353B (de) | Vorrichtung und Verfahren zum regenerativen Hydroformieren von Schwerbenzin mittels Platinkatalysator | |
EP0164560B1 (de) | Verfahren zum Dehydrieren von Kohlenwasserstoffen | |
DE68910192T2 (de) | Verfahren zur Dehydrierung von Kohlenwasserstoffen die aus einer Kombination von isothermischen und adiabatischen Stufen zusammengesetzt sind. | |
DE1668288A1 (de) | Verfahren zur Olefinherstellung | |
DE2733186A1 (de) | Kohleverfluessigungsverfahren | |
DE2635388A1 (de) | Kohleverfluessigungsverfahren | |
DE2834589C2 (de) | ||
DE1270537B (de) | Verfahren zum periodischen endothermen katalytischen Spalten von Kohlenwasserstoffen | |
DE2736083A1 (de) | Kohleverfluessigung | |
DE1668776B2 (de) | Verfahren zur katalytischen dehydrierung von alkylaromatischen kohlenwasserstoffen | |
DE2911669A1 (de) | Verfahren zur erzeugung von wasserstoff | |
DE3439176C2 (de) | ||
DE3312515A1 (de) | Verfahren zur herstellung von olefinen | |
DE2819753A1 (de) | Mehrstufiges katalytisches verfahren zur umwandlung einer kohlenwasserstoffbeschickung | |
DE3124647A1 (de) | Verfahren zum abbrennen von schwefel-enthaltendem und stickstoff-enthaltendem koks von koks von koks-enthaltenden katalysatorteilchen | |
DE1038216B (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Reformieren schwefelhaltiger Kohlenwasserstoffe | |
DE2227740A1 (de) | Kohlenwasserstoffumwandlungsverfahren | |
EP2557142A1 (de) | Verfahren zur Spaltung von Kohlenwasserstoffen | |
EP1241154A2 (de) | Verfahren zur Gewinnung von Kohlenwasserstoffprodukten durch thermische Dampfspaltung und nachfolgende katalytische Behandlung | |
EP0179322B1 (de) | Verfahren zum Regenerieren eines Katalysators |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8125 | Change of the main classification |
Ipc: C07C 5/333 |
|
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: HOUDRY, INC., LOUISVILLE, KY., US |
|
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: UNITED CATALYSTS INC., LOUISVILLE, KY., US |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |