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
Application number
DE3608611A
Other languages
English (en)
Other versions
DE3608611A1 (de
Inventor
Bharat Lajjaram Fogelsville Pa. Us Bhatt
John Francis Kirner
Pradip Allentown Pa. Us Rao
William Allen Fogelsville Pa. Us Schwartz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sued Chemie Inc
Original Assignee
Air Products and Chemicals Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Air Products and Chemicals Inc filed Critical Air Products and Chemicals Inc
Publication of DE3608611A1 publication Critical patent/DE3608611A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3608611C2 publication Critical patent/DE3608611C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING 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
    • C10G45/00Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C5/00Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
    • C07C5/32Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with formation of free hydrogen
    • C07C5/327Formation of non-aromatic carbon-to-carbon double bonds only
    • C07C5/333Catalytic processes
    • C07C5/3332Catalytic processes with metal oxides or metal sulfides
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/584Recycling 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.
DE19863608611 1985-03-18 1986-03-14 Katalytischer drehydrierungsreaktorzyklus Granted DE3608611A1 (de)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

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