EA012084B1 - Реакционный аппарат для превращения кислородсодержащих веществ в олефины в псевдоожиженном слое и способ регулирования его работы - Google Patents
Реакционный аппарат для превращения кислородсодержащих веществ в олефины в псевдоожиженном слое и способ регулирования его работы Download PDFInfo
- Publication number
- EA012084B1 EA012084B1 EA200500599A EA200500599A EA012084B1 EA 012084 B1 EA012084 B1 EA 012084B1 EA 200500599 A EA200500599 A EA 200500599A EA 200500599 A EA200500599 A EA 200500599A EA 012084 B1 EA012084 B1 EA 012084B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- reactor
- catalyst
- temperature
- conversion
- starting material
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 120
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 title claims abstract description 103
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 51
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title abstract description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 237
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 197
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims abstract description 59
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 47
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 107
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 107
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 107
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 88
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 80
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims description 56
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims description 40
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 22
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 20
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 claims description 5
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- 230000004323 axial length Effects 0.000 claims description 3
- 239000000376 reactant Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 77
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 76
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 68
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 60
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 30
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 28
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 26
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 25
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 23
- LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N Dimethyl ether Chemical compound COC LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- -1 propylene, butylene Chemical group 0.000 description 16
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 15
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 15
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 14
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 13
- 239000000047 product Substances 0.000 description 13
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 11
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 11
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 10
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 7
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 7
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 5
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 5
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 5
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 5
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 5
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 5
- VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 1-Butene Chemical compound CCC=C VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 description 4
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 208000022639 SchC6pf-Schulz-Passarge syndrome Diseases 0.000 description 3
- 208000001364 Schopf-Schulz-Passarge syndrome Diseases 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 3
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 3
- 239000012035 limiting reagent Substances 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 3
- JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N phencyclidine Chemical class C1CCCCN1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 239000011949 solid catalyst Substances 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- LIKMAJRDDDTEIG-UHFFFAOYSA-N 1-hexene Chemical compound CCCCC=C LIKMAJRDDDTEIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WSSSPWUEQFSQQG-UHFFFAOYSA-N 4-methyl-1-pentene Chemical compound CC(C)CC=C WSSSPWUEQFSQQG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XOBKSJJDNFUZPF-UHFFFAOYSA-N Methoxyethane Chemical compound CCOC XOBKSJJDNFUZPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 150000001993 dienes Chemical class 0.000 description 2
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000013213 extrapolation Methods 0.000 description 2
- 238000004231 fluid catalytic cracking Methods 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- TZIHFWKZFHZASV-UHFFFAOYSA-N methyl formate Chemical compound COC=O TZIHFWKZFHZASV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YWAKXRMUMFPDSH-UHFFFAOYSA-N pentene Chemical compound CCCC=C YWAKXRMUMFPDSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 2
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 2
- DNIAPMSPPWPWGF-GSVOUGTGSA-N (R)-(-)-Propylene glycol Chemical compound C[C@@H](O)CO DNIAPMSPPWPWGF-GSVOUGTGSA-N 0.000 description 1
- AFFLGGQVNFXPEV-UHFFFAOYSA-N 1-decene Chemical compound CCCCCCCCC=C AFFLGGQVNFXPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- ZAFNJMIOTHYJRJ-UHFFFAOYSA-N Diisopropyl ether Chemical compound CC(C)OC(C)C ZAFNJMIOTHYJRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100369915 Drosophila melanogaster stas gene Proteins 0.000 description 1
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000282326 Felis catus Species 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 238000004523 catalytic cracking Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000000556 factor analysis Methods 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004291 polyenes Chemical class 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000004230 steam cracking Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
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
- C10G11/00—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
- C10G11/14—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts
- C10G11/18—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts according to the "fluidised-bed" technique
- C10G11/187—Controlling or regulating
-
- 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
- B01J29/82—Phosphates
- B01J29/84—Aluminophosphates containing other elements, e.g. metals, boron
- B01J29/85—Silicoaluminophosphates [SAPO compounds]
-
- 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
- B01J38/12—Treating with free oxygen-containing gas
- B01J38/16—Oxidation gas comprising essentially steam and oxygen
-
- 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
- B01J38/30—Treating with free oxygen-containing gas in gaseous suspension, e.g. fluidised bed
-
- 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
-
- 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
- C10G11/00—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
- C10G11/14—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts
- C10G11/16—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts according to the "moving bed" method
-
- 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
- C10G11/00—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
- C10G11/14—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts
- C10G11/18—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts according to the "fluidised-bed" technique
-
- 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
- C10G11/00—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
- C10G11/14—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts
- C10G11/18—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts according to the "fluidised-bed" technique
- C10G11/182—Regeneration
-
- 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
- C10G3/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oxygen-containing organic materials, e.g. fatty oils, fatty acids
- C10G3/42—Catalytic treatment
- C10G3/44—Catalytic treatment characterised by the catalyst used
- C10G3/48—Catalytic treatment characterised by the catalyst used further characterised by the catalyst support
- C10G3/49—Catalytic treatment characterised by the catalyst used further characterised by the catalyst support containing crystalline aluminosilicates, e.g. molecular sieves
-
- 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
- C10G3/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oxygen-containing organic materials, e.g. fatty oils, fatty acids
- C10G3/62—Catalyst regeneration
-
- 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
- C10G9/00—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
- C10G9/007—Visbreaking
-
- 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
- C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
- C10G2300/40—Characteristics of the process deviating from typical ways of processing
- C10G2300/4006—Temperature
-
- 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
- C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
- C10G2300/40—Characteristics of the process deviating from typical ways of processing
- C10G2300/4018—Spatial velocity, e.g. LHSV, WHSV
-
- 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
- C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
- C10G2300/70—Catalyst aspects
- C10G2300/708—Coking aspect, coke content and composition of deposits
-
- 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
- C10G2400/00—Products obtained by processes covered by groups C10G9/00 - C10G69/14
- C10G2400/20—C2-C4 olefins
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
Abstract
В изобретении описаны реакционный аппарат и соответствующий способ регулирования по меньшей мере одной технологической переменной в реакционной системе для превращения кислородсодержащих веществ в олефины в циркулирующем псевдоожиженном слое, включающей вертикальный трубный реактор. Такую технологическую переменную выбирают по меньшей мере из одного из следующих параметров: (I) объемная скорость, (II) средняя реакционная температура, (III) степень превращения реагента и (IV) среднее содержание кокса на катализаторе. Соответствующее заданное значение по меньшей мере для одной технологической переменной, как правило, выбирают из (1) скорости подачи реагента, (2) энтальпии исходного материала, (3) связанной с реакторной температурой функции, например средней температуры или степени повышения температуры вдоль части реактора, и (4) задержки катализатора в вертикальной трубе реактора. Соответствующую управляемую переменную выбирают из (а) рабочего положения регулировочного клапана (клапанов) потока исходного материала, (б) степени предварительного нагрева исходного материала, (в) активности катализатора в реакторе и (г) количества катализатора в реакционной зоне. Сочетание установленных и управляемых переменных, указанных в настоящем описании, позволяет осуществлять ровное, стабильное регулирование работы реактора при оптимальном уровне эксплуатационных свойств.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к реакционному аппарату для превращения кислородсодержащих веществ в олефины с применением реактора с псевдоожиженным слоем и к способу регулирования его работы.
Предпосылки создания изобретения
Легкие олефины, которые в настоящем описании определяют как этилен и пропилен, бутилен и их смеси, служат в качестве исходного материала для получения многочисленных имеющих важное значение химикатов и полимеров. Легкие олефины, как правило, получают крекингом нефтяного сырья. Вследствие ограниченности снабжения конкурентоспособным нефтяным сырьем благоприятные возможности для получения дешевых легких олефинов из нефтяного сырья ограничены. Количество попыток разработать технологию получения легких олефинов, основываясь на альтернативном сырье, растет.
Имеющим важное значение типом альтернативного сырья для получения легких олефинов являются кислородсодержащие вещества, такие как, например, спирты, в частности метанол и этанол, диметиловый эфир, метилэтиловый эфир, диэтиловый эфир, диметилкарбонат и метилформиат. Многие из этих кислородсодержащих веществ могут быть получены ферментацией или из синтез-газа, получаемого из природного газа, жидких нефтепродуктов, углеродистых материалов, включая уголь, переработанных для вторичного использования пластиков, муниципальных отходов, или любого подходящего органического материала. В качестве экономичного не нефтяного источника при получении легких олефинов благодаря широкому разнообразию источников имеют перспективу спирты, производные спиртов и другие кислородсодержащие вещества.
Катализаторы, используемые для содействия превращению кислородсодержащих веществ в олефины, представляют собой катализаторы на основе молекулярных сит. Поскольку этилен и пропилен являются самыми целевыми продуктами такой реакции, поиски сосредоточены на тех катализаторах, которые оказываются наиболее селективными в отношении этилена и/или пропилена, и на способах увеличения долговечности и селективности катализаторов превращения в этилен и/или пропилен.
Способ превращения исходного материала, преимущественно исходного материала, включающего один или несколько кислородсодержащих веществ, в присутствии каталитической композиции на основе молекулярного сита в соответствии с изобретением, осуществляют в ходе проведения реакционного процесса в реакторе, где этот процесс представляет собой процесс в неподвижном слое, процесс в псевдоожиженном слое, предпочтительно непрерывный процесс в псевдоожиженном слое, а наиболее предпочтительно непрерывный процесс с псевдоожиженным слоем и высокой скоростью потока.
Такие реакционные процессы можно проводить в разнообразных каталитических реакторах, таких как гибридные реакторы, в которых имеются зоны с плотным слоем или неподвижным слоем и/или реакционные зоны с псевдоожиженным слоем и высокой скоростью потока, сочетающиеся между собой, реакторы с циркулирующим псевдоожиженным слоем, вертикальные трубные реакторы и т.п. Приемлемые реакторы обычных типов описаны, например, в патентах υδ № 4076796 и υδ № 6287522 (двойной вертикальный трубный) и в работе ΕΙυίάίζαΙίοη Епщпссгщ. Ό. Кипп и О. Бсусп5р1с1. ВоЬей Е. Кпсдсг РиЬНкЫпд Сотрапу, Ыете Уотк, Ыете Уотк, 1977, которые все в полном объеме включены в настоящее описание в качестве ссылок.
Реакторы предпочтительных типов представляют собой вертикальные трубные реакторы, в общем описанные в Рэкет Веас!от, ΕΙυίάίζαΙίοη апб Е1и1б-Ратйс1е 8ук!ет5, с. 48-59, Е.А. 2его и Ό.Ε. ОШтет, ВетНо1б РиЬйкЫпд Сотротайоп, Ыете Уотк, 1960, в патенте υδ № 6166282 (реактор с псевдоожиженным слоем и высокой скоростью потока) и заявке на патент υδ серийный № 09/564613, поданной 4 мая 2000 г. (реактор со множеством вертикальных труб), которые все в полном объеме включены в настоящее описание в качестве ссылок.
В предпочтительном варианте превращения кислородсодержащих веществ в олефины проводят процесс в псевдоожиженном слое или процесс в псевдоожиженном слое с высокой скоростью потока, который включает реакторную систему, регенерационнную систему и рекуперационную систему.
С целью оптимизации процесса превращения кислородсодержащих веществ в легкие олефины необходимо регулирование различных параметров, связанных с реактором превращения кислородсодержащего вещества в олефины. Такое регулирование может улучшить превращение кислородсодержащего вещества и/или селективность в отношении прежде всего олефинов, преимущественно в отношении этилена и пропилена.
В патенте ϋδ № 6166282, выданном на имя МШег, речь идет о способе превращения кислородсодержащих веществ в легкие олефины в реакторе с псевдоожиженным слоем и высокой скоростью потока и дополнительно о наблюдении того, что процессы превращения кислородсодержащих веществ могут быть чувствительными к реакционным переменным, таким как температура, каталитическая активность и объемная скорость.
В патенте ϋδ № 5952538, выданном на имя Уаидйп и др., описан оптимальный интервал объемных скоростей, которые приемлемы для превращения кислородсодержащих веществ в олефины.
СауиЬо и др. в 1пб. Епд. Сйет. Век. 2000, 39, 292-300 пишут, что при превращении в олефины более высокие средние реакционные температуры при данном содержании кокса на катализаторе повышают
- 1 012084 селективность в отношении этилена.
В патенте И8 № 6137022, выданном на имя КиесЫет и др., описано превращение кислородсодержащих веществ в олефины в присутствии катализатора, содержащего кремнеалюмофосфатное молекулярное сито, который поддерживает оптимальное превращение исходного материала в пределах 80 и 99% в условиях, эффективных для превращения 100% исходного материала, когда реакционная зона содержит по меньшей мере 33 об.% кремнеалюмофосфатного молекулярного сита.
В И8 № 6023005 описана важность поддержания оптимального среднего содержания кокса на катализаторе превращения кислородсодержащих веществ в олефины для достижения улучшенной селективности в отношении низших олефинов.
Показано, что регулирование вышеупомянутых переменных может быть использовано с целью оптимизации эксплуатационных свойств реактора для превращения кислородсодержащих веществ в олефины. Однако при попытке выбрать схему регулирования для контроля за объемной скоростью, средней реакционной температурой, превращением реагента и средним содержанием кокса на катализаторе приходится сталкиваться с некоторыми проблемами. Так, например, определение содержания кокса на катализаторе сопряжено с затруднениями, поскольку образец катализатора должен быть извлечен и подвергнут анализу по лабораторному методу. В настоящее время надежное средство непрерывного слежения за содержанием кокса на катализаторе внутри реактора отсутствует. Аналогичная проблема существует с определением степени превращения реагента. Для прямого регулирования процесса инженеры по контролю обычно предпочитают использовать скорее более надежные определяемые переменные, например температуру, чем устройства для определения степени превращения.
Таким образом, существует потребность в простом и эффективном способе регулирования с целью контроля за работой реакторных систем для превращения кислородсодержащих веществ в олефины, при осуществлении которого не полагаются непосредственно на результаты определения переменных, которые трудно получить или результатам определения которых присуща ненадежность. Более того, существует потребность в разработке способа регулирования работы реакторных систем для превращения кислородсодержащих веществ в олефины, в котором выбранные управляемые и регулируемые переменные используют таким образом, чтобы отклик на результат определения переменной в такой системе регулирования происходил вскоре после изменения управляемой переменной.
Краткое изложение сущности изобретения
В одном варианте объектом настоящего изобретения является способ регулирования работы реактора с псевдоожиженным слоем для превращения кислородсодержащих веществ в олефины, который включает контактирование включающего кислородсодержащее вещество исходного материала в реакционной зоне в присутствии катализатора превращения кислородсодержащих веществ в олефины на основе молекулярного сита в условиях превращения кислородсодержащего вещества; определение настроечного параметра, выбранного из таких как по меньшей мере одно из следующих: (1) скорость подачи реагента, (2) энтальпия исходного материала, (3) связанная с реакторной температурой функция, например средняя реакторная температура или степень повышения температуры вдоль части реактора, и (4) задержка катализатора в вертикальной трубе реактора, причем упомянутый настроечный параметр функционально соответствует технологической переменной, выбранной из таких как по меньшей мере один из следующих: I) объемная скорость, II) средняя реакционная температура, III) степень превращения реагента и IV) среднее содержание кокса на катализаторе; сопоставление результата определения упомянутого настроечного параметра с оптимальным значением настроечного параметра с получением сигнала, который является функцией разницы между результатом определения упомянутого настроечного параметра и упомянутым оптимальным значением настроечного параметра; регулирование как функция упомянутого сигнала, соответствующая управляемой переменной, выбранной из таких как по меньшей мере одна из следующих: а) рабочее положение по меньшей мере одного регулировочного клапана потока исходного материала, б) степень предварительного нагрева исходного материала, в) активность катализатора в реакторе и г) количество катализатора в реакционной зоне, для улучшения по меньшей мере одного такого показателя, как производительность по легким олефинам и селективность в отношении легких олефинов, например селективность в отношении этилена и/или пропилена.
Для приведенных целей производительность по легким олефинам определяют как массовый расход этилена и пропилена, получаемых из конкретной реакторной системы. В одном из вариантов выполнения настоящего изобретения связанную с реакторной температурой функцию определяют как функцию одного или нескольких результатов измерения температуры по длине реактора.
В другом варианте объектом изобретения является способ регулирования работы реактора для превращения кислородсодержащих веществ в олефины в псевдоожиженном слое, который включает контактирование включающего кислородсодержащее вещество исходного материала в реакционной зоне в присутствии катализатора превращения кислородсодержащих веществ в олефины на основе молекулярного сита в условиях превращения кислородсодержащего вещества; определение скорости подачи реагента как настроечный параметр, функционально соответствующий I) объемной скорости как технологической переменной; сопоставление результата измерения упомянутого настроечного параметра с оптимальным значением настроечного параметра с получением сигнала, который является функцией разницы между
- 2 012084 результатом определения упомянутого настроечного параметра и упомянутым оптимальным значением настроечного параметра; регулирование как функция упомянутого сигнала а) по меньшей мере одного регулировочного клапана потока исходного материала как соответствующая управляемой переменной для улучшения по меньшей мере одного из таких показателей, как производительность по легким олефинам и селективность в отношении легких олефинов.
В другом варианте объектом настоящего изобретения является способ регулирования работы реактора с псевдоожиженным слоем для превращения кислородсодержащих веществ в олефины, который включает контактирование включающего кислородсодержащее вещество исходного материала в реакционной зоне в присутствии катализатора превращения кислородсодержащих веществ в олефины на основе молекулярного сита в условиях превращения кислородсодержащего вещества; определение энтальпии исходного материала как настроечного параметра, функционально соответствующей средней реакционной температуре как технологической переменной; сопоставление результата определения упомянутого настроечного параметра с оптимальным значением настроечного параметра с получением сигнала, который является функцией разницы между упомянутым определенным настроечным параметром и упомянутым оптимальным значением настроечного параметра; регулирование как функция упомянутого сигнала степени предварительного нагрева исходного материала как соответствующей управляемой переменной для улучшения по меньшей мере одного такого показателя, как производительность по легким олефинам и селективность в отношении легких олефинов.
Тем не менее в еще одном варианте объектом настоящего изобретения является способ регулирования работы реактора с псевдоожиженным слоем для превращения кислородсодержащих веществ в олефины, который включает контактирование включающего кислородсодержащее вещество исходного материала в реакционной зоне в присутствии катализатора превращения кислородсодержащих веществ в олефины на основе молекулярного сита в условиях превращения кислородсодержащего вещества; определение связанной с реакторной температурой функции, например средней реакторной температуры или степени повышения температуры вдоль части реактора как настроечного параметра, функционально соответствующей степени превращения реагента как технологической переменной; сопоставление результата определения упомянутого настроечного параметра с оптимальным значением настроечного параметра с получением сигнала, который является функцией разницы между результатом определения упомянутого настроечного параметра и упомянутым оптимальным значением настроечного параметра; регулирование как функции упомянутого сигнала активности катализатора в реакторе как соответствующей управляемой переменной для улучшения по меньшей мере одного такого показателя, как производительность по легким олефинам и селективность в отношении легких олефинов.
В еще одном варианте объектом настоящего изобретения является способ регулирования работы реактора с псевдоожиженным слоем для превращения кислородсодержащих веществ в олефины, который включает контактирование включающего кислородсодержащее вещество исходного материала в реакционной зоне в присутствии катализатора превращения кислородсодержащих веществ в олефины на основе молекулярного сита в условиях превращения кислородсодержащего вещества; определение связанной с реакторной температурой функции, например средней реакторной температуры или степени повышения температуры вдоль части реактора как настроечного параметра, функционально соответствующей степени превращения реагента как технологической переменной; сопоставление результата определения упомянутого настроечного параметра с оптимальным значением настроечного параметра с получением сигнала, который является функцией разницы между результатом определения упомянутого настроечного параметра и упомянутым оптимальным значением настроечного параметра; и регулирование как функция упомянутого сигнала задержки катализатора в вертикальной трубе для улучшения по меньшей мере одного из таких показателей, как производительность по легким олефинам и селективность в отношении легких олефинов.
Тем не менее в еще одном варианте объектом настоящего изобретения является способ регулирования работы реактора для превращения кислородсодержащих веществ в олефины с псевдоожиженным слоем, который включает контактирование включающего кислородсодержащее вещество исходного материала в реакционной зоне в присутствии катализатора превращения кислородсодержащих веществ в олефины на основе молекулярного сита в условиях превращения кислородсодержащего вещества; определение реакторной температуры на множестве участков вдоль реактора как настроечного параметра, функционально соответствующей степени превращения реагента как технологической переменной; сопоставление результата определения упомянутого настроечного параметра с оптимальным значением настроечного параметра с получением сигнала, который является функцией разницы между результатом определения упомянутого настроечного параметра и упомянутым оптимальным значением настроечного параметра; и регулирование как функция упомянутого сигнала активности катализатора в реакторе как соответствующей управляемой переменной для улучшения по меньшей мере одного такого показателя, как производительность по легким олефинам и селективность в отношении легких олефинов.
Однако в другом варианте объектом настоящего изобретения является способ регулирования работы реактора для превращения кислородсодержащих веществ в олефины в псевдоожиженном слое, который включает контактирование включающего кислородсодержащее вещество исходного материала в
- 3 012084 реакционной зоне в присутствии катализатора превращения кислородсодержащих веществ в олефины на основе молекулярного сита в условиях превращения кислородсодержащего вещества; определение связанной с реакторной температурой функции, например средней реакторной температуры или степени повышения температуры вдоль части реактора как настроечного параметра, функционально соответствующей степени превращения реагента как технологической переменной; сопоставление результата определения упомянутого настроечного параметра с оптимальным значением настроечного параметра с получением сигнала, который является функцией разницы между результатом определения упомянутого настроечного параметра и упомянутым оптимальным значением настроечного параметра; и регулирование как функции упомянутого сигнала задержки катализатора в вертикальной трубе для улучшения по меньшей мере одного из таких показателей, как производительность по легким олефинам и селективность в отношении легких олефинов.
Тем не менее в еще одном варианте объектом настоящего изобретения является способ регулирования работы реактора для превращения кислородсодержащих веществ в олефины в псевдоожиженном слое, который включает контактирование включающего кислородсодержащее вещество исходного материала в реакционной зоне в присутствии катализатора превращения кислородсодержащих веществ в олефины на основе молекулярного сита в условиях превращения кислородсодержащего вещества; определение задержки катализатора в вертикальной трубе реактора как настроечного параметра, функционально соответствующей среднему содержанию кокса на катализаторе как технологической переменной; сопоставление результата определения упомянутого настроечного параметра с оптимальным значением настроечного параметра с получением сигнала, который является функцией разницы между упомянутым определенным настроечным параметром и упомянутым оптимальным значением настроечного параметра; регулирование как функции упомянутого сигнала количества катализатора в реакционной зоне как соответствующего управляемой переменной для улучшения по меньшей мере одного такого показателя, как производительность по легким олефинам и селективность в отношении легких олефинов.
Тем не менее в еще одном варианте объектом настоящего изобретения является способ регулирования работы реактора для превращения кислородсодержащих веществ в олефины с псевдоожиженным слоем, который включает контактирование включающего кислородсодержащее вещество исходного материала в реакционной зоне в присутствии катализатора превращения кислородсодержащих веществ в олефины на основе молекулярного сита в условиях превращения кислородсодержащего вещества; определение (1) скорости подачи реагента, (2) энтальпии исходного материала, (3) связанной с реакторной температурой функции, например средней реакторной температуры или степени повышения температуры вдоль части реактора, и (4) задержки катализатора в вертикальной трубе реактора как настроечных параметров, функционально соответствующих следующим технологическим переменным: I) объемная скорость, II) средняя реакционная температура, III) степень превращения реагента и IV) среднее содержание кокса на катализаторе; сопоставление результатов определения упомянутых настроечных параметров с соответствующими оптимальными значениями настроечных параметров с получением сигналов, каждый из которых является функцией разницы между каждым соответствующим определенным настроечным параметром и каждым соответствующим оптимальным значением настроечного параметра; регулирование как функция упомянутых сигналов а) по меньшей мере одного регулировочного клапана потока исходного материала, б) степени предварительного нагрева исходного материала, в) активности катализатора в реакторе и г) количества катализатора в реакционной зоне как соответствующих управляемым переменным для улучшения, по меньшей мере, превращения одного кислородсодержащего вещества и селективности в отношении легких олефинов.
В другом варианте объектом настоящего изобретения является способ регулирования работы реактора для превращения кислородсодержащих веществ в олефины в псевдоожиженном слое, который включает контактирование включающего кислородсодержащее вещество исходного материала в реакционной зоне в присутствии катализатора превращения кислородсодержащих веществ в олефины на основе молекулярного сита в условиях превращения кислородсодержащего вещества; определение оптимизированного значения основного переменного определяемого свойства; выбор второстепенного переменного определяемого свойства, которое является более легко определимым или более легко определимым, чем упомянутое основное переменное определяемое свойство, и определение задаваемого значения для упомянутого второстепенного переменного определяемого свойства, соответствующего упомянутому оптимизированному значению основного переменного определяемого свойства; определение упомянутого второстепенного переменного определяемого свойства; сопоставление результата определения упомянутого второстепенного переменного определяемого свойства с упомянутым задаваемым значением для упомянутого второстепенного переменного определяемого свойства, соответствующим упомянутому оптимизированному значению основного переменного определяемого свойства, с получением сигнала, который является функцией разницы между упомянутым определенным второстепенным переменным определяемым свойством и упомянутым задаваемым значением, соответствующим упомянутому оптимизированному значению основного переменного определяемого свойства; и регулирование как функции упомянутого сигнала соответствующей управляемой переменной.
В предпочтительном варианте этого объекта изобретения основное переменное определяемое свой
- 4 012084 ство выбирают из группы, включающей 1) целевую производительность, 2) зависящие от температуры значения селективности в отношении продуктов, 3) степень превращения реагента и 4) объемную скорость, упомянутое второстепенное переменное определяемое свойство выбирают из I) общей скорости подачи, II) энтальпии исходного материала, III) связанной с реакторной температурой функции и IV) задержки катализатора, а упомянутую управляемую переменную выбирают из таких, как по меньшей мере одна из следующих: а) рабочее положение по меньшей мере одного регулировочного клапана для потока исходного материала, б) степень предварительного нагрева исходного материала, в) активность катализатора в реакторе (степень регенерирования) и г) рабочее положение золотникового регулировочного клапана для циркуляции катализатора, где, кроме того, 1), I) и а); 2), II) и б); 3), III) и в) и 4), IV) и г) обозначают соответствующие ряды переменных.
Тем не менее другим объектом настоящего изобретения является реакционный аппарат для превращения кислородсодержащих веществ в олефины в псевдоожиженном слое, предназначенный для превращения кислородсодержащего исходного материала в олефины в вертикальном трубном реакторе, который включает линию кислородсодержащего исходного материала, соединяющуюся с впускным приспособлением вертикального трубного реактора для исходного материала, направляемого в упомянутый вертикальный трубный реактор; подогреватель, через который упомянутая линия кислородсодержащего исходного материала проходит для, по меньшей мере, частичного испарения упомянутого исходного материала за счет теплообмена с текучим теплоносителем, проходящим через упомянутый подогреватель; причем упомянутый вертикальный трубный реактор дополнительно включает выпускное приспособление вертикального трубного реактора для отходящего потока из вертикального трубного реактора, включающего твердые каталитические частицы и содержащий олефины пар; разделительный сосуд для приема отходящего потока из упомянутого вертикального трубного реактора и выделения, по меньшей мере, некоторого количества упомянутых твердых каталитических частиц из этого отходящего потока, причем упомянутый разделительный сосуд дополнительно включает выпускное приспособление разделительного сосуда в верхней части этого сосуда для удаления упомянутого содержащего олефины пара; линию циркуляции катализатора, проходящую вниз из нижней части упомянутого разделительного сосуда к нижней части упомянутого вертикального трубного реактора; регенератор, включающий нижнее впускное приспособление для введения регенерационной среды, верхнее выпускное приспособление для отходящего из регенератора газа, причем упомянутый регенератор дополнительно включает линию транспортировки катализатора, проходящую вниз из нижней части упомянутого разделительного сосуда к впускному приспособлению регенератора катализатора, и линию транспортировки катализатора, проходящую вниз из выпускного приспособления для регенерированного катализатора и пересекающуюся с вертикальной трубой для транспортирующего газа; причем у этой вертикальной трубы для транспортирующего газа имеются верхнее выпускное приспособление, соединяющееся с упомянутым разделительным сосудом, и нижнее впускное приспособление для транспортирующего газа; и упомянутый реакционный аппарат дополнительно включает по меньшей мере одно из следующих:
A) регулировочный клапан для потока теплоносителя, регулирующий поток упомянутого текучего теплоносителя через упомянутый подогреватель, причем этим регулировочным клапаном для потока теплоносителя управляют в зависимости от температуры упомянутого исходного материала, измеряемой в точке между упомянутым подогревателем и упомянутым впускным приспособлением вертикального трубного реактора для исходного материала;
Б) регулировочный клапан потока кислородсодержащего исходного материала, регулирующий поток упомянутого исходного материала из упомянутого подогревателя к впускному приспособлению упомянутого реактора, которым управляют в зависимости от потока исходного материала, определяемого в точке между упомянутым подогревателем и упомянутым впускным приспособлением вертикального трубного реактора;
B) регулировочный клапан циркуляции катализатора, регулирующий циркуляцию катализатора из упомянутого разделительного сосуда к упомянутому вертикальному трубному реактору, причем этим клапаном циркуляции катализатора управляют в зависимости от разницы давлений в верхней части упомянутого вертикального трубного реактора и нижней части упомянутого вертикального трубного реактора; и
Г) регулировочный клапан циркуляции катализатора из регенератора, регулирующий прохождение катализатора из упомянутого выпускного приспособления для регенерированного катализатора к упомянутой вертикальной трубе для транспортирующего газа, причем упомянутым регулировочным клапаном циркуляции катализатора из регенератора управляют в зависимости от температуры вертикального трубного реактора.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 изображена схема регулирования работы реактора для превращения кислородсодержащих веществ в олефины в псевдоожиженном слое с циркуляцией в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг. 2 представлена активность катализатора как функция количества кокса на катализаторе для установившегося режима процесса, катализатора с высоким уровнем закоксованности, который частично регенерирован, и полностью регенерированного катализатора, которому позволили равномерно закоксо
- 5 012084 вываться.
На фиг. 3 представлено повышение температуры в реакторе для превращения кислородсодержащих веществ в олефины в зависимости от осевого положения в адиабатическом реакторе с поршневым потоком с однородным каталитическим составом.
На фиг. 4 представлена разница температур для фактического температурного профиля и профиля при 95%-ном превращении в зависимости от осевого положения, в зависимости от осевого положения в реакторе.
На фиг. 5 представлено сопоставление расчетной степени превращения (средняя часовая), установленного превращения (пятно) и средней температуры в вертикальной трубе (°Р) для пилотной установки во время четырехдневного периода, в течение которого в реакторных условиях осуществляли переход. Эти данные показывают, что по настоящему изобретению обеспечивается расчетное превращение (основанное на ряде фактических результатов измерения температуры в вертикальной трубе), которые хорошо коррелирует с установленным превращением в течение четырехдневного периода.
Подробное описание изобретения
Реакционный аппарат для превращения кислородсодержащего вещества в олефины.
Такие реакционные процессы можно проводить в разнообразных каталитических реакторах, таких как гибридные реакторы, в которых имеются зоны с плотным слоем или неподвижным слоем и/или реакционные зоны с псевдоожиженным слоем и высокой скоростью потока, сочетающиеся между собой, реакторы с циркулирующим псевдоожиженным слоем, вертикальные трубные реакторы и т.п. Приемлемые реакторы обычных типов описаны, например, в патентах И8 № 4076796 и ϋδ № 6287522 (двойной вертикальный трубный) и в работе ΡΙυίάίζαΙίοη Епдтеепд, Ό. Кипп и О. Ьеуеп8р1е1, КоЬей Е. Кпсдсг РиЬШЫид Сотрапу, Ыете Уогк, Ыете Уогк 1977, которые все в полном объеме включены в настоящее описание в качестве ссылок.
Реакторы предпочтительных типов представляют собой вертикальные трубные реакторы, в общем описанные в Кшег Кеас1ог, Нш^айоп апб Р1шб-РагЦс1е 8у51ет5, с. 48-59, Р.Л. 2ег^ и Ό.Ρ. ОШтег, Кет1ю1б РиЬШЫпд Согрогайоп, Ыете Уогк, 1960, в патенте И8 № 6166282 (реактор с псевдоожиженным слоем и высокой скоростью потока) и заявке на патент ϋδ серийный № 09/564613, поданной 4 мая 2000 г. (реактор со множеством вертикальных труб), которые все в полном объеме включены в настоящее описание в качестве ссылок.
В предпочтительном варианте проводят процесс в псевдоожиженном слое или процесс в псевдоожиженном слое с высокой скоростью потока, который включает реакторную систему, регенерационную систему и рекуперационную систему.
Предпочтительная реакторная система представляет собой реакторную систему с псевдоожиженным слоем, включающую первую реакционную зону внутри одного или нескольких вертикальных трубных реакторов и вторую реакционную зону внутри по меньшей мере одного разделительного сосуда, предпочтительно включающего один или несколько циклонов. В одном варианте один или нескольких вертикальных трубных реакторов и разделительный сосуд содержатся внутри одного реакционного сосуда. Свежий исходный материал, предпочтительно включающий один или несколько кислородсодержащих веществ необязательно с одним или несколькими разбавителями, направляют в один или несколько вертикальных трубных реакторов, в которые вводят цеолит или каталитическую композицию на основе молекулярного сита цеолитного типа или ее закоксованный вариант. В одном варианте каталитическая композицию на основе молекулярного сита или ее закоксованный вариант перед введением в вертикальный трубный реактор (реакторы) вводят в контакт с жидкостью или газом, или их сочетанием. Предпочтительной жидкостью является вода или метанол, а газ представляет собой инертный газ, такой как азот.
В одном из вариантов количество свежего исходного материала, направляемого в реакторную систему раздельно или совместно с парообразным исходным материалом, находится в интервале от 0,1 до примерно 85 мас.%, предпочтительно от примерно 1 до примерно 75 мас.%, более предпочтительно от примерно 5 до примерно 65 мас.%, в пересчете на общую массу исходного материала, включая весь содержащийся в нем разбавитель. В предпочтительном варианте жидкий и парообразный исходные материалы характеризуются одинаковым составом или включают варьируемые доли одинаковых или разных исходных материалов с тем же или другим разбавителем.
Процесс превращения кислородсодержащего вещества в олефины.
В предпочтительном варианте способа по изобретению исходный материал включает один или несколько кислородсодержащих веществ, более конкретно одно или несколько органических соединений, содержащих по меньшей мере один атом кислорода. В наиболее предпочтительном варианте способа по изобретению кислородсодержащее вещество в исходном материале включает один или несколько спиртов, предпочтительно алифатический спирт (спирты), где алифатический остаток спирта (спиртов) включает от 1 до 20 углеродных атомов, предпочтительно от 1 до 10 углеродных атомов, а наиболее предпочтительно от 1 до 4 углеродных атомов. Спирты, которые могут быть использованы в качестве исходного материала в способе в изобретении, включают низшие прямоцепочечные и разветвленные алифатические спирты и их ненасыщенные аналоги.
- 6 012084
Неограничивающие примеры кислородсодержащих веществ включают метанол, этанол, нпропанол, изопропанол, метилэтиловый эфир, диметиловый эфир, диэтиловый эфир, диизопропиловый эфир, формальдегид, диметилкарбонат, диметилкетон, уксусную кислоту и их смеси.
В наиболее предпочтительном варианте исходный материал выбирают из одного или нескольких таких продуктов, как метанол, этанол, диметиловый эфир, диэтиловый эфир и их сочетание, более предпочтительно метанол и диметиловый эфир, а наиболее предпочтительно метанол.
Различные исходные материалы, которые обсуждались выше, в частности исходный материал, включающий кислородсодержащее вещество, более конкретно исходный материал, включающий спирт, превращают главным образом в один или несколько олефинов. Олефин (олефины) или олефиновый мономер (мономеры), полученный из исходного материала, как правило, содержит от 2 до 30 углеродных атомов, предпочтительно от 2 до 8 углеродных атомов, более предпочтительно от 2 до 6 углеродных атомов, еще более предпочтительно от 2 до 4 углеродных атомов, а наиболее предпочтительно этилен и/или пропилен.
Неограничивающие примеры олефинового мономера (мономеров) включают этилен, пропилен, бутен-1, пентен-1, 4-метилпентен-1, гексен-1, октен-1 и децен-1, предпочтительно этилен, пропилен, бутен1, пентен-1, 4-метилпентен-1, гексен-1, октен-1 и их изомеры. Другие олефиновые мономеры включают ненасыщенные мономеры, диолефины, содержащие от 4 до 18 углеродных атомов, сопряженные и несопряженные диены, полиены, виниловые мономеры и циклические олефины.
В наиболее предпочтительном варианте исходный материал, предпочтительно один или несколько кислородсодержащих веществ, в присутствии каталитической композиции на основе молекулярного сита превращают в олефин (олефины), содержащий от 2 до 6 углеродных атомов, предпочтительно от 2 до 4 углеродных атомов. В наиболее предпочтительном варианте олефин (олефины) индивидуально или в сочетании получают из исходного материала, включающего кислородсодержащее вещество, предпочтительно спирт, наиболее предпочтительно метанол, превращением в предпочтительный олефин (олефины) - этилен и/или пропилен.
Существует много методов, используемых для превращения исходного материала в олефин (олефины), включая различные методы крекинга, такие как крекинг с водяным паром, термический регенеративный крекинг, крекинг в псевдоожиженном слое, каталитический крекинг в текучей среде, глубокий каталитический крекинг и легкий крекинг.
Наиболее предпочтительный метод обычно называют методом метанол-в-олефины (МвО). В методе МвО кислородсодержащий исходный материал, наиболее предпочтительно метанолсодержащий исходный материал, в присутствии каталитической композиции на основе молекулярного сита, как правило, превращают в один или несколько олефинов, предпочтительно и главным образом в этилен и/или пропилен, которые часто называют легкими олефинами.
В одном варианте способа превращения исходного материала, предпочтительно исходного материала, включающего один или несколько кислородсодержащих веществ, количество получаемого олефина (олефинов) в пересчете на общую массу получаемых углеводородов превышает 50 мас.%, предпочтительно больше 60 мас.%, более предпочтительно больше 70 мас.%, а наиболее предпочтительно больше 75 мас.%.
Способ повышения селективности в отношении предпочтительных углеводородных продуктов, таких как этилен и/или пропилен, в процессе превращения кислородсодержащего вещества с использованием каталитической композиции на основе молекулярного сита описан в патенте И8 № 6137022 (линейная скорость) и заявке РСТ \УО 00/74848, опубликованной 14 декабря 2000 г. (при показателе расхода метанола по меньшей мере 0,13), которые все в полном объеме включены в настоящее описание в качестве ссылок.
В одном варианте исходный материал включает один или несколько разбавителей, используемых, как правило, с целью уменьшить концентрацию исходного материала, и обычно они нереакционноспособны в отношении исходного материала или каталитической композиции на основе молекулярного сита. Неограничивающие примеры разбавителей включают гелий, аргон, азот, монооксид углерода, диоксид углерода, воду, практически нереакционноспособные парафины (преимущественно алканы, такие как метан, этан и пропан), по существу нереакционноспособные ароматические соединения и их смеси. Наиболее предпочтительными разбавителями являются вода и азот, причем особенно предпочтительна вода.
Разбавитель, воду, используют либо в жидком, либо в парообразном виде, либо в виде их сочетания. Разбавитель либо добавляют непосредственно в исходный материал, поступающий в реактор, либо добавляют непосредственно в реактор, либо добавляют вместе с каталитической композицией на основе молекулярного сита. В одном варианте количество разбавителя в исходном материале находится в интервале от примерно 1 до примерно 99 мол.% в пересчете на общее число молей исходного материала и разбавителя, предпочтительно от примерно 1 до 80 мол.%, более предпочтительно от примерно 5 до примерно 50 мол.%, наиболее предпочтительно от примерно 5 до примерно 25 мол.%. В одном варианте в исходный материал либо непосредственно, либо косвенным путем добавляют другие углеводороды, которые включают олефин (олефины), парафин (парафины), ароматическое соединение (соединения)
- 7 012084 (добавление ароматических соединений см., например, в патенте И8 № 4677242, включенном в настоящее описание в качестве ссылки) и их смеси, предпочтительно пропилен, бутилен, пентилен и другие углеводороды, содержащие 4 или большее число углеродных атомов, или их смеси.
В предпочтительном варианте исходный материал, поступающий в реакторную систему, в первой реакционной зоне частично или полностью превращают в газообразный отходящий поток, который поступает в разделительный сосуд совместно с закоксованной каталитической композицией на основе молекулярного сита. В предпочтительном варианте циклон (циклоны) внутри разделительного сосуда сконструирован с тем, чтобы каталитическую композицию на основе молекулярного сита, предпочтительно закоксованную каталитическую композицию на основе молекулярного сита, отделять от газообразного отходящего потока, включающего один или несколько олефинов, внутри разделительной зоны. Предпочтительны циклоны, однако, гравитационные эффекты внутри разделительного сосуда также обеспечивают отделение каталитических композиций от газообразного отходящего потока. Другие методы отделения каталитических композиций от газообразного отходящего потока включают применение тарелок, колпачков, коленчатых трубок и т.п.
В одном варианте разделительной системы эта разделительная система включает разделительный сосуд, причем нижняя часть разделительного сосуда, как правило, представляет собой отпарную зону. В этой отпарной зоне закоксованную каталитическую композицию на основе молекулярного сита вводят в контакт с газом, предпочтительно с одним из следующих компонентов или сочетанием водяного пара, метана, диоксида углерода, моноксида углерода, водорода и инертного газа, такого как аргон, предпочтительно с водяным паром, для отделения адсорбированных углеводородов от закоксованной каталитической композиции на основе молекулярного сита, которую затем вводят в восстановительную систему. В другом варианте отпарная зона находится в сосуде, отделенном от разделительного сосуда, и газ пропускают при среднечасовой скорости подачи газа (ССПГ) от 1 до примерно 20000 ч-1 в пересчете на объем газа относительно объема закоксованной каталитической композиции на основе молекулярного сита, предпочтительно при повышенной температуре от 250 до примерно 750°С, более предпочтительно от примерно 350 до 650°С, над закоксованной каталитической композицией на основе молекулярного сита.
Температура превращения, при которой проводят процесс превращения, конкретно внутри реакторной системы находится в интервале от примерно 200 до примерно 1000°С, предпочтительно от примерно 250 до примерно 800°С, более предпочтительно от примерно 250 до примерно 750°С, еще более предпочтительно от примерно 300 до примерно 650°С и, тем не менее, предпочтительнее от примерно 350 до примерно 600°С, а наиболее предпочтительно от примерно 350 до примерно 550°С.
Давление при превращении, под которым проводят процесс превращения, конкретно внутри реакторной системы, варьируется в широком интервале, включая самопроизвольно создающееся давление. Давление при превращении обусловлено парциальным давлением исходного материала, исключая весь содержащийся в нем разбавитель. Абсолютное давление, под которым проводят процесс превращения, как правило, находится в интервале от примерно 0,1 кПа до примерно 5 МПа, предпочтительно от примерно 5 кПа до примерно 1 МПа, а наиболее предпочтительно от примерно 20 до примерно 500 кПа.
Среднечасовую скорость подачи сырья (ССПС), в частности в процессе превращения исходного материала, включающего один или несколько кислородсодержащих веществ, в присутствии каталитической композиции на основе молекулярного сита внутри реакционной зоны определяют как общую массу исходного материала, исключая все разбавители, подаваемую в реакционную зону в час на массу молекулярного сита в каталитической композиции на основе молекулярного сита в реакционной зоне. ССПС поддерживают на уровне, достаточном для поддержания каталитической композиции внутри реактора в псевдоожиженном состоянии.
Значения ССПС, как правило, находятся в интервале от примерно 1 до примерно 5000 ч-1, предпочтительно от примерно 2 до примерно 3000 ч-1, более предпочтительно от примерно 5 до примерно 1500 ч-1, а наиболее предпочтительно от примерно 10 до примерно 1000 ч-1. В одном предпочтительном варианте ССПС превышает 20 ч-1, предпочтительное значение ССПС при превращении исходного материала, включающего метанол и диметиловый эфир, находится в интервале от примерно 20 до примерно 300 ч-1.
В предпочтительном варианте расход газа на единицу сечения потока (РГП) исходного материала, включающего разбавитель и продукты взаимодействия, внутри реакторной системы достаточен для псевдоожижения каталитической композиции на основе молекулярного сита внутри реакционной зоны в реакторе. РГП во время процесса, конкретно внутри реакторной системы, более конкретно внутри вертикального трубного реактора (реакторов), составляет по меньшей мере 0,1 м/с, предпочтительно больше 0,5 м/с, более предпочтительно больше 1 м/с, еще более предпочтительно больше 2 м/с, тем не менее еще более предпочтительно больше 3 м/с, а наиболее предпочтительно больше 4 м/с (см., например, заявку на патент И8 серийный № 09/708753, поданную 8 ноября 2000 г., которая в полном объеме включена в настоящее описание в качестве ссылки).
В одном предпочтительном варианте способа превращения кислородсодержащего вещества в олефин (олефины) с использованием каталитической композиции на основе кремнеалюмофосфатного молекулярного сита этот процесс проводят при ССПС по меньшей мере 20 ч-1 и скорректированной по темпе
- 8 012084 ратуре нормализованной селективности в отношении метана (СТНСМ) меньше 0,016, предпочтительно меньше или равном 0,01 (см., например, И8 № 5952538, который включен в настоящее описание в качестве ссылки).
В другом варианте осуществления способа превращения кислородсодержащего вещества, такого как метанол, в один или несколько олефинов с использованием каталитической композиции на основе молекулярного сита значение ССПС составляет от 0,01 до примерно 100 ч-1 при температуре от примерно 350 до 550°С и значении молярного соотношения между диоксидом кремния и Ме2О3 (Ме обозначает элемент группы 13 (ΙΙΙΑ) или группы 8, 9 или 10 (VIII) Периодической таблицы элементов) от 300 до 2500 (см., например, заявку ЕР-В1 0642485, которая в полном объеме включена в настоящее описание в качестве ссылки).
Другие способы превращения кислородсодержащего вещества, такого как метанол, в один или несколько олефинов с использованием каталитической композиции на основе молекулярного сита описаны в заявке РСТ \УО 01/23500, опубликованной 5 апреля 2001 г. (восстановление пропана при среднем воздействии катализатора на исходный материал по меньшей мере 1,0), которая включена в настоящее описание в качестве ссылки.
Закоксованную каталитическую композицию на основе молекулярного сита удаляют из разделительного сосуда, предпочтительно посредством одного или нескольких циклонов, и вводят в регенерационную систему. Регенерационная система включает регенератор, в котором закоксованную каталитическую композицию вводят в контакт с регенерационной средой, предпочтительно с газом, содержащим кислород, в обычных регенерационных условиях температуры, давления и продолжительности пребывания.
Неограничивающие примеры регенерационной среды включают один или несколько следующих компонентов: кислород, О3, 8О3, Ν2Ο, N0, ΝΟ2, Ν2Ο5, воздух, воздух, разбавленный азотом или диоксидом углерода, кислород и воду (И8 № 6245703), монооксид углерода и/или водород. Процесс регенерации проводят в таких условиях, в которых возможно выжигание кокса из закоксованной каталитической композиции, предпочтительно до остаточного уровня меньше 0,5 мас.% в пересчете на общую массу закоксованной каталитической композиции на основе молекулярного сита, поступающей в регенерационную систему. Закоксованная каталитическая композиция на основе молекулярного сита, удаляемая из регенератора, составляет регенерированную каталитическую композицию на основе молекулярного сита.
Температура регенерации находится в интервале от примерно 200 до примерно 1500°С, предпочтительно от примерно 300 до примерно 1000°С, более предпочтительно от примерно 450 до примерно 750°С, а наиболее предпочтительно от примерно 550 до 700°С. Абсолютное давление в процессе регенерации находится в интервале от примерно 15 фунтов/кв.дюйм (103 кПа) до примерно 500 фунтов/кв.дюйм (3448 кПа), предпочтительно от примерно 20 фунтов/кв.дюйм (138 кПа) до примерно 250 фунтов/кв.дюйм (1724 кПа), более предпочтительно от примерно 25 фунтов/кв.дюйм (172 кПа) до примерно 150 фунтов/кв.дюйм (1034 кПа), а наиболее предпочтительно от примерно 30 фунтов/кв.дюйм (207 кПа) до примерно 60 фунтов/кв.дюйм (414 кПа).
Предпочтительная продолжительность пребывания каталитической композиции на основе молекулярного сита в регенераторе находится в интервале от примерно одной минуты до нескольких часов, наиболее предпочтительно от примерно 1 до 100 мин, а предпочтительный объем кислорода в газе находится в интервале от примерно 0,01 до примерно 5 мол.% в пересчете на общий объем газа.
В одном варианте в регенератор непосредственно или косвенным путем, например вместе с закоксованной каталитической композицией, добавляют промоторы регенерации, как правило, соединения, содержащие металл, такой как платина, палладий и т.п. Кроме того, в другом варианте в регенератор, содержащий регенерационную среду из кислорода и воды, так, как изложено в патенте И8 № 6245703, который в полном объеме включен в настоящее описание в качестве ссылки, добавляют свежей каталитической композиции на основе молекулярного сита.
В одном из вариантов часть закоксованной каталитической композиции на основе молекулярного сита из регенератора возвращают непосредственно или косвенным путем в один или несколько вертикальных трубных реакторов с предварительным контактированием с исходным материалом или контактированием со свежей каталитической композицией на основе молекулярного сита, или контактированием с регенерированной каталитической композицией на основе молекулярного сита или охлажденной регенерированной каталитической композицией на основе молекулярного сита, описанной ниже.
Сжигание кокса представляет собой экзотермическую реакцию, и в одном из вариантов температуру внутри регенерационной системы регулируют по различным методам, относящимся к данной области техники, включая подачу охлажденного газа в регенерационный сосуд, работающий по методу проведения либо периодического, либо непрерывного, либо полунепрерывного процесса или их сочетания. Предпочтительная технология включает удаление из регенерационной системы регенерированной каталитической композиции на основе молекулярного сита и пропускание этой регенерированной каталитической композиции на основе молекулярного сита через холодильник для катализатора, в котором образуется охлажденная регенерированная каталитическая композиция на основе молекулярного сита. В одном из вариантов холодильник для катализатора представляет собой теплообменник, который размещен
- 9 012084 либо внутри, либо снаружи регенерационной системы.
В одном варианте охлажденную регенерированную каталитическую композицию на основе молекулярного сита возвращают в регенератор в непрерывном цикле, по другому варианту (см. заявку на патент И8 серийный номер 09/587766, поданную 6 июня 2000 г.) часть охлажденной регенерированной каталитической композиции на основе молекулярного сита возвращают в регенерационный сосуд в непрерывном цикле, а другую часть охлажденной регенерированной каталитической композиции на основе молекулярного сита возвращают в вертикальный трубный реактор (реакторы) непосредственно или косвенным путем, или часть регенерированной каталитической композиции на основе молекулярного сита или охлажденной регенерированной каталитической композиции на основе молекулярного сита вводят в контакт с побочными продуктами в газообразном отходящем потоке (см. заявку РСХ XVО 00/49106, опубликованную 24 августа 2000 г.), которые все в полном объеме включены в настоящее описание в качестве ссылок. В другом варианте регенерированную каталитическую композицию на основе молекулярного сита после контактирования со спиртом, предпочтительно с этанолом, 1-пропанолом, 1бутанолом или их смесью, вводят в реакторную систему так, как изложено в заявке на патент И8 серийный номер 09/785122, поданной 16 февраля 2001 г., которая в полном объеме включена в настоящее описание в качестве ссылки.
Другие способы проведения процесса в регенерационной системе представлены в патенте И8 № 6290916 (регулирование влагосодержания), который в полном объеме включен в настоящее описание в качестве ссылки.
Регенерированную каталитическую композицию на основе молекулярного сита, отводимую из регенерационной системы, предпочтительно из холодильника для катализатора, совмещают со свежей каталитической композицией на основе молекулярного сита и/или рецикловой каталитической композицией на основе молекулярного сита, и/или исходным материалом, и/или свежим газом или жидкостями и возвращают в вертикальный трубный реактор (реакторы). В другом варианте регенерированную каталитическую композицию на основе молекулярного сита, отводимую из регенерационной системы, возвращают в вертикальный трубный реактор (реакторы) непосредственно, необязательно после пропускания через холодильник для катализатора. В одном варианте носитель, такой как инертный газ, парообразный исходный материал, водяной пар и т.п., упрощает полунепрерывное или непрерывное введение регенерированной каталитической композиции на основе молекулярного сита в реакторную систему, предпочтительно в один или несколько вертикальных трубных реакторов.
В одном варианте оптимальное содержание кокса в каталитической композиции на основе молекулярного сита в реакционной зоне поддерживают путем регулирования потока регенерированной каталитической композиции на основе молекулярного сита или охлажденной регенерированной каталитической композиции на основе молекулярного сита из регенерационной системы в реакторную систему, где в регенераторе поддерживают избыток кислорода. Существует много методов регулирования потока каталитической композиции на основе молекулярного сита, описанных в работе Мюйае1 Ьоиде, ЕхрепшепЫ Тес11пк|ие5. Спси1айпд ЕйиШхей ВеЙ8, Стасе, Λνίάηη апй ΚηοΜΐοη, ейк., В1аск1е, 1997 (336-337), которая включена в настоящее описание в качестве ссылки. Этот метод называют методом полной регенерации. В другом варианте оптимальное содержание кокса в каталитической композиции на основе молекулярного сита в реакционной зоне поддерживают путем регулирования скорости потока кислородсодержащего газа, поступающего в регенератор, где поддерживают избыточный поток катализатора, вследствие чего за проход через регенератор кокс удаляют лишь частично. Этот метод называют методом частичной регенерации.
Содержание кокса в каталитической композиции на основе молекулярного сита устанавливают отбором (из процесса превращения) каталитической композиции на основе молекулярного сита в некоторой точке процесса и определением содержания в ней углерода. Типичное содержание кокса в каталитической композиции на основе молекулярного сита после регенерации находится в интервале от 0,01 до примерно 15 мас.%, предпочтительно от примерно 0,1 до примерно 10 мас.%, более предпочтительно от примерно 0,2 до примерно 5 мас.%, а наиболее предпочтительно от примерно 0,3 до примерно 2 мас.%, в пересчете на общую массу молекулярного сита, а не на общую массу каталитической композиции на основе молекулярного сита.
В одном варианте каталитическая композиция на основе молекулярного сита в реакционной зоне содержит в интервале от примерно 1 до 50 мас.%, предпочтительно от примерно 2 до 30 мас.%, более предпочтительно от примерно 2 до примерно 20 мас.%, а наиболее предпочтительно от примерно 2 до примерно 10 мас.%, кокса или углеродистого отложения в пересчете на общую массу смеси каталитических композиций на основе молекулярного сита (см., например, патент И8 № 6023005, который в полном объеме включен в настоящее описание в качестве ссылки). Вполне очевидно, что каталитическую композицию на основе молекулярного сита в реакционной зоне готовят из смеси регенерированного катализатора и катализатора, который обладает находящимся в некотором интервале содержанием углеродистых отложений. Таким образом, определяемое содержание углеродистых отложений представляет среднее от содержания в отдельных катализаторных частицах.
В соответствии с настоящим изобретением существующие в данной области техники потребности
- 10 012084 удовлетворяются разработкой способа превращения исходного материала, включающего кислородсодержащее вещество, в продукт, включающий легкий олефин. Способ по настоящему изобретению осуществляют в реакционном аппарате. Используемое в настоящем описании понятие реакционный аппарат относится к аппарату, который включает, по меньшей мере, место, в котором протекает реакция превращения кислородсодержащего вещества в олефины. Используемое в настоящем описании в дальнейшем понятие реакционная зона относится к той части реакционного аппарата, в которой протекает реакция превращения кислородсодержащего вещества в олефины, его используют в качестве синонима понятия реактор. В целесообразном варианте реакционный аппарат включает реакционную зону, впускную зону и разделительную зону. Впускная зона является частью реакционного аппарата, в которую вводят исходный материал и катализатор. Реакционная зона является частью реакционного аппарата, в которой исходный материал вводят в контакт с катализатором в условиях, эффективных для превращения кислородсодержащего компонента исходного материала в легкий олефиновый продукт. Разделительная зона является частью реакционного аппарата, в которой катализатор и все добавляемые в реактор твердые частицы отделяют от продуктов. Как правило, реакционную зону размещают между впускной зоной и разделительной зоной.
Предпочтительный вариант реакторной системы для выполнения настоящего изобретения представляет собой реактор с циркуляцией, псевдоожиженным слоем и непрерывной регенерацией, аналогичный современной установке для каталитического крекинга в текучей среде. Для осуществления такого способа использование неподвижных слоев непрактично, поскольку превращение кислородсодержащего вещества в олефины представляет собой высоко экзотермический процесс, проведение которого требует нескольких стадий с промежуточными холодильниками или другими охлаждающими устройствами. Реакция также приводит к высокому перепаду давления вследствие образования газа с низким давлением и низкой плотностью.
Поскольку катализатор необходимо часто или непрерывно регенерировать, конструкция реактора должна предоставлять возможность легко удалять часть катализатора для подачи в регенератор, в котором катализатор подвергают воздействию регенерационной среды, предпочтительно газа, включающего кислород, наиболее предпочтительно воздуха, для выжигания кокса из катализатора, благодаря чему восстанавливается активность катализатора. Условия температуры, парциального давления кислорода и продолжительности пребывания в регенераторе следует выбирать для достижения целевого содержания кокса на катализаторе в реакторе.
Регулирование работы реактора.
Как отмечено выше, работа реактора для превращения кислородсодержащих веществ в олефины может быть оптимизирована путем регулирования нескольких важных переменных, связанных с реактором.
Регулирование работы реактора может быть осуществлено определением переменной, сопоставлением этой переменной с ее соответствующим оптимальным значением, выбранным в зависимости от целевого результата, получением сигнала на основе сопоставления и использованием этого сигнала для воздействия на управляемую переменную. Аналогию этой схеме регулирования можно обнаружить в устройствах регулирования скорости, обычно имеющихся у легковых автомобилей, у которых скорость является определяемой переменной, задаваемая скорость является соответствующим оптимальным значением, а положение дросселя является управляемой переменной. Установленную скорость сопоставляют с задаваемой скоростью с получением сигнала, который затем используют для воздействия на задаваемое положение дросселя с достижением определяемого значения (скорость), приближающегося к оптимальному значению.
Оптимальное значение для данных целей может быть задано по методам факторного анализа с учетом оператором реактора целевых результатов, преимущественно в виде характеристик продукта, таких как содержание легких олефинов, например селективность в отношении этилена или селективность в отношении пропилена, и/или степень превращения кислородсодержащего вещества. С целью задать оптимальные значения или диапазоны значений для установленной переменной можно использовать другие целевые для оператора результаты или технологические пределы для реактора, например температуру, давление и объемную скорость. Дополнительные указания по задаванию таких значений можно обнаружить в патентах И8 № 4076796 и И8 № 6287522 (двойной вертикальный трубный) и в работах Е1иίάίζαΐίοη Епдтееппд, Ό. Кипп и О. Ьеуеи8р1е1, КоЬей Е. Кпедег РиЫйЫид Сотрапу, Νο\ν Уогк, Νο\ν Уогк 1977, КИег Кеас1ог, ΕΙυίάίζαΙίοη апб Е1и1б-Рагйс1е 8у51ет5, с. 48-59, Е.А. 2ет и Ό.Ε. ОШтег, Кешко1б РиЬ1щЫпд Согрогабоп, №\ν Уогк, 1960, в патенте И8 № 6166282 (реактор с псевдоожиженным слоем и высокой скоростью потока) и заявке на патент И8 серийный № 09/564613, поданной 4 мая 2000 г. (реактор со множеством вертикальных труб), которые все в полном объеме включены в настоящее описание в качестве ссылок.
По настоящему изобретению предлагается простой и эффективный способ контроля за работой реакторных систем для превращения кислородсодержащих веществ в олефины, при осуществлении которого не полагаются непосредственно на результаты определения переменных, которые трудно получить или результатам определения которых присуща ненадежность. Более того, по настоящему изобретению
- 11 012084 предлагается способ регулирования работы реакторных систем для превращения кислородсодержащего вещества в олефины, в котором выбранные управляемые и регулируемые переменные используют таким образом, чтобы отклик на результат определения переменной в такой системе регулирования происходил вскоре после изменения управляемой переменной.
В общем в реакторной системе для превращения кислородсодержащего вещества в олефины необходимо регулировать следующие переменные: объемная скорость (определяют как массовую скорость подачи исходного реагента, деленную на массу активного каталитического компонента в реакторе), средняя реакционная температура (которая в сочетании со средним содержанием кокса на катализаторе (см. ниже) определяет селективность в отношении продукта), степень превращения реагента (низкие степени превращения обычно способствуют селективности в отношении основного олефинового продукта, однако, экономии затрат на выделение и возврат в процесс непрореагировавшего исходного материала обычно способствует высокая степень превращения, вследствие чего для данного ряда технологических потребностей и экономических условий существует оптимальная степень превращения) и среднее содержание кокса на катализаторе (высокие значения содержания кокса способствуют селективности в отношении основного олефинового продукта, но по мере того как содержание кокса возрастает, активность понижается).
В патенте И8 № 5952538, выданном на имя ναιιμίιη и др., в полном объеме включенном в настоящее описание в качестве ссылки, представлены оптимальные интервалы параметров, включающих объемные скорости, которые при выполнении настоящего изобретения приемлемы для превращения кислородсодержащих веществ в олефины. В соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения олефины образуются при температурах примерно 400°С или выше. Предпочтительными реакторами являются прямоточные вертикальные трубные реакторы и противоточные реакторы свободного падения с кратковременным контактированием, в которых кислородсодержащий исходный материал может быть введен в контакт с катализатором на основе молекулярного сита при среднечасовой скорости подачи сырья (ССПС) по меньшей мере примерно 20 ч-1, предпочтительно в интервале от примерно 20 до 1000 ч-1, а наиболее предпочтительно в интервале от примерно 20 до 500 ч-1. Поскольку катализатор или исходный материал может включать другие материалы, которые действуют как инертные вещества или разбавители, ССПС рассчитывают на основе массы используемых кислородсодержащего исходного материала и молекулярного сита.
СауиЬо и др. в Σπά. Епд. СНеш. Кек. 2000, 39, 292-300 пишут, что при превращении в олефины более высокие средние реакционные температуры при данном содержании кокса на катализаторе повышают селективность в отношении этилена. Для выполнения настоящего изобретения средние реакционные температуры с достижением оптимальной селективности при превращении кислородсодержащего вещества в этилен могут находиться в интервале от 300 до 550°С.
В патенте И8 № 6137022, выданном на имя КиесЫег и др., в полном объеме включенном в настоящее описание в качестве ссылки, описано превращение кислородсодержащих веществ в олефины в присутствии катализатора, содержащего кремнеалюмофосфатное молекулярное сито, который поддерживает оптимальное превращение исходного материала в пределах 80 и 99% в условиях, эффективных для превращения 100% исходного материала, когда реакционная зона содержит по меньшей мере 33 об.% кремнеалюмофосфатного молекулярного сита.
В патенте И8 № 6023005, в полном объеме включенном в настоящее описание в качестве ссылки, описана важность поддержания оптимального среднего содержания кокса на катализаторе превращения кислородсодержащих веществ в олефины для достижения улучшенной селективности в отношении низших олефинов. Такое содержание, подходящее для использования при выполнении настоящего изобретения, охватывает углеродистые отложения в количестве по меньшей мере примерно 2 мас.%, предпочтительно в интервале от примерно 2 до примерно 30 мас.% углеродистых отложений в пересчете на массу закоксованного катализатора в общем реакционном объеме. Целевые углеродистые отложения (даже если они включают больше 30 мас.% общего реакционного объема катализатора на основе молекулярного сита) являются углеродистыми отложениями, блокирующими главным образом участки поверхности катализатора, которые не являются селективными в отношении получения С2-С3олефинов.
Существует множество потенциальных кандидатов на роль регулируемых переменных в реакторной системе для превращения кислородсодержащих веществ в олефины. К ним относятся объемная скорость, содержание кокса на катализаторе, задержка катализатора, скорость рециркуляции катализатора, скорости подачи парообразных и жидких материалов, общая скорость подачи, температура исходного материала, степень регенерирования катализатора, средняя реакционная температура и другие связанные с реакторной температурой функции, например функция результатов измерения одной или нескольких температур вдоль продольной оси реактора. В одном варианте выполнения изобретения такие функции могут быть связанными непосредственно с самими реакторными температурами, например с температурой во впускном приспособлении реактора, температурой отходящего из реактора потока или по меньшей мере с одной из самих промежуточных реакторных температур. По другому варианту эти функции могут быть связанными с разницами между такими реакторными температурами, например с перепадом реакторной температуры вдоль части длины реактора.
- 12 012084
Несмотря на изобилие потенциальных регулируемых переменных, существуют только четыре переменные, которые могут быть независимо регулируемыми. Остальные переменные определяются этими четырьмя регулируемыми переменными. Таким образом, при регулировании работы реактора существуют именно четыре степени свободы. В качестве регулируемых переменных необходимо выбирать следующие четыре переменных: общая скорость подачи материалов, средняя реакторная температура, количество кокса на катализаторе и степень превращения, также не может быть определена любая другая переменная, такая как степень регенерирования катализатора. Скорость регенерирования катализатора фиксируют путем выбора этих первоначальных четырех переменных.
На основании тщательного анализа взаимодействий между возможными регулируемыми и управляемыми переменными по настоящему изобретению предлагается способ регулирования, осуществление которого обеспечивает прямой, быстрый отклик для ровного, стабильного регулирования работы реактора для превращения кислородсодержащих веществ в олефины (КВО) при максимальном уровне его рабочих характеристик, как это представлено ниже в табл. 1.
Таблица 1
Способ регулирования работы реактора МвО
| Основная переменная, определяемое свойство (нечастое или менее надежное определение переменной) | Второстепенная переменная, определяемое свойство (используют для регулирования заданного значения регулируемой переменной) | Средство управления технологическим параметром |
| (1) Целевая производительность | Общая скорость подачи материалов | Регулировочный клапан (клапаны) для подаваемого потока |
| (2) Связанные с температурой значения селективности в отношении продукта | Энтальпия исходного материала | Скорость общего теплопереноса к исходному материалу |
| (3) Превращение (конверсия) реагента | (а) Реакторная температура (в некотором оптимальном положении вдоль оси) (б) связанная с реакторной температурой функция | Активность катализатора (степень регенерирования) (также соответствует среднему содержанию кокса на катализаторе в реакторе) |
| (4) Объемная скорость | Задержка катализатора | Золотниковый регулировочный клапан для циркуляции катализатора |
Следует отметить, что для нормальной работы в случае (3)(а) необходимо очень стабильное регулирование (2) и режим в реакторе должен приближаться к поведению поршневого потока. Способ (3)(б) менее чувствителен к варьированиям в (2). При осуществлении этого способа в части реактора определяют температурный профиль.
Таким образом, объектом настоящего изобретения является способ контроля за работой реактора для превращения кислородсодержащих веществ в олефины в псевдоожиженном слое, который включает определение оптимизированного значения основного переменного определяемого свойства;
выбор второстепенного переменного определяемого свойства, которое является более легко определяемым или более легко определяемым, чем упомянутое основное переменное определяемое свойство, и определение заданного значения для упомянутого второстепенного переменного определяемого свойства, соответствующего упомянутому оптимизированному значению основного переменного определяемого свойства;
определение упомянутого второстепенного переменного определяемого свойства;
сопоставление результата определения упомянутого второстепенного переменного определяемого свойства с упомянутым заданным значением упомянутого второстепенного переменного определяемого свойства, соответствующим упомянутому оптимизированному значению основного переменного определяемого свойства с получением сигнала, который является функцией разницы между упомянутым определенным второстепенным переменным определяемым свойством и упомянутым заданным значением, соответствующим упомянутому оптимизированному значению основного переменного определяемого свойства; и
- 13 012084 регулирование как функция упомянутого сигнала, соответствующего управляемой переменной.
Для приведенных целей понятие энтальпия исходного материала относится к теплосодержанию всей совокупности потоков исходных материалов, включающих реагенты, в реакторе. Совокупность исходных реагентов может включать сочетание как парообразных, так и жидких потоков. Так, например, удельная энтальпия (например, в Дж/г-моль) потока насыщенного пара при данной температуре обычно больше, чем совокупная удельная энтальпия смеси исходных материалов в виде насыщенного пара и жидкости при той же температуре.
Для приведенных целей понятие превращение определяют на основе исчезновения реагента. В конкретном случае превращения метанола в олефины (МвО) под реагентом обычно подразумевают совокупность метанола плюс диметиловый эфир (ДМЭ). Таким образом, с целью расчета превращения для того чтобы определить исчезновение реагента в отходящем из реактора потоке определяют и суммируют как метанол, так и ДМЭ.
Для приведенных целей активность катализатора определяют по содержанию кокса на катализаторе. Когда активность катализатора является управляемой переменной, тогда на активность катализатора воздействуют регулированием степени, в которой кокс удаляют из процесса в целом. Этот способ регулирования скорости удаления кокса обычно зависит от метода регенерирования. Существует два основных метода регенерирования (дополнительное обсуждение приведено в υδ № 6023005), называемых методами полного и частичного регенерирования. Они в дальнейшем определены ниже совместно со способом регулирования активности катализатора в каждом методе.
Для приведенных целей понятие метод полного регенерирования относится к методу регенерирования, в котором в регенераторе поддерживают избыток кислорода, а кокс является лимитирующим реагентом. В этом методе содержание кокса на катализаторе, выходящем из регенератора, обычно является низким, меньше примерно 2%. В этом методе регенерирования активность катализатора в реакторе регулируют регулированием потока лимитирующего реагента, который представляет собой кокс на катализаторе. Такое регулирование можно осуществлять управлением скоростью потока катализатора в реактор и регенератор/из них. Повышение скорости потока катализатора в регенератор/из него обычно повышает активность катализатора в реакторе, тогда как снижение скорости потока катализатора в регенератор/из него обычно понижает активность катализатора в реакторе.
Для приведенных целей понятие метод частичного регенерирования относится к методу регенерирования, в котором в регенераторе поддерживают избыток кокса, а лимитирующим реагентом является кислород. В этом методе существует мера не подвергшегося превращению кокса на катализаторе, выходящем из регенератора, а кислород в газовой фазе обычно расходуется почти полностью. В этом методе регенерирования активность катализатора в реакторе регулируют регулированием скорости потока воздуха в регенератор. Увеличение потока воздуха в регенератор обычно повышает активность катализатора в реакторе, а уменьшение потока воздуха обычно понижает активность в реакторе.
Для приведенных целей объемную скорость в настоящем описании определяют, основываясь на среднечасовой массе, и выражают в ч-1 массовая скорость потока исходного реагента в час масса активного каталитического компонента в реакторе
Для приведенных целей задержкой катализатора является количество катализатора в реакционной зоне с псевдоожиженным слоем в любое время. Ее устанавливают определением перепада давления по высоте реакционной зоны. В этом определении предполагается, что масса газа и сопротивление трения являются ничтожно малыми в сравнении с массой твердых частиц. Тогда массу твердых частиц рассчитывают следующим образом:
(перепад давления по высоте реакционной зоны) х (площадь поперечного сечения) ускоррениесвободного падения
Для специалиста в данной области техники очевидно, что если реактор сконструирован с варьированием площади поперечного сечения, тогда для определения общей массы твердых частиц в реакторе необходимо выполнить несколько измерений давления и произвести интегрирование перепада давления и площадей поперечного сечения. После того как рассчитана задержка твердых частиц, зная массовую долю активного компонента и массовую долю кокса на катализаторе, массу активного компонента можно определить следующим образом:
(общая масса твердых частиц)х(1-массовая доля кокса на твердых частицах) х (массовая доля активного компонента в катализаторе).
Массовая доля активного компонента в катализаторе обычно с течением времени заметно не меняется, а массовая доля кокса является небольшой долей, которая с течением времени меняется мало. Следовательно, с точки зрения управления процессом поправки на активный компонент и содержание кокса важного значения не имеют, а в качестве указания на массу катализатора внутри реакционной зоны можно воспользоваться простым перепадом давления в реакторе.
Для приведенных целей в предполагаемом выражении для скорости реакции в данном случае предполагается, что оно является уравнением первого порядка: гА=кСА, значение постоянной к является кон
- 14 012084 стантой скорости. Интегрирование этого уравнения, предполагая у газового потока через реактор поведение поршневого потока и игнорируя объемное расширение, при расчете константы скорости приводит к следующему уравнению:
ζ_1ηΟ-Χ,) г
где гА обозначает удельную скорость реакции в пересчете на объем катализатора [кг-моль/с-м3],
СА обозначает концентрацию реагента (кг-молей реагента/объем газа),
ХА обозначает степень превращения реагента, τ обозначает время, отнесенное к единице объема (с), определяемое как объем активного каталитического компонента, деленный на объемную скорость подачи исходного реагента (при средних реакционных температуре и давлении), а к обозначает константу скорости реакции (с-1).
Для приведенных целей продолжительность пребывания каталитической частицы в реакторе является временем между моментом вхождения регенерированной каталитической частицы в реактор и моментом, когда она выходит из реактора для возврата в регенератор. Поскольку поток каталитических частиц через реактор подвергается хорошему перемешиванию, для различных каталитических частиц в реакторе существует распределение по продолжительности пребывания.
Настоящее изобретение обладает особой полезностью, поскольку его можно применять для устранения затруднений, связанных с регулированием активности катализатора, основанным на определении содержания кокса на катализаторе в реакторе. На фиг. 2 приведен график, отображающий качественную связь между установленным содержанием кокса и активностью катализатора в разных методах проведения процесса.
При работе реактора в установившемся режиме катализатор в реакторе обычно состоит из смеси каталитических частиц, обладающих, благодаря распределению каталитических частиц по продолжительности пребывания, разным содержанием кокса. Когда осуществляют определение, одновременно анализируют много частиц, вследствие чего результатом определения является среднее содержание кокса на катализаторе. Связь между результатом этого определения и общей активностью катализатора продемонстрирована кривой 1 (нижняя кривая) на фиг. 2.
В методе полного регенерирования каждая каталитическая частица поступает в реактор с очень низким содержанием кокса и, таким образом, высокой активностью. По мере того как индивидуальная частица закоксовывается, ее активность соответствует зависимости, выражаемой кривой 3 (верхняя кривая) на фиг. 2. Активность индивидуальной частицы в соответствии с кривой 3 при данном содержании кокса выше, чем средняя активность реактора в установившемся режиме при таком же среднем содержании кокса. Свежерегенерированный катализатор обладает во много раз более высокой активностью, чем активность каталитической композиции в установившемся режиме. Этот результат обусловлен экспоненциальным ослаблением взаимосвязи между содержанием кокса и активностью. В случае каталитической композиции в установившемся режиме существует большая фракция каталитических частиц с высоким содержанием кокса. Эти частицы вносят вклад в среднее содержание кокса в реакторе, но не оказывают заметного влияния на общую активность.
Аналогичное поведение проявляется в методе частичного регенерирования. Частично регенерированный катализатор оказывается более активным, чем катализатор в установившемся режиме при таком же среднем содержании кокса, как это продемонстрировано кривой 2 (средняя кривая) на фиг. 2.
Исходя из предыдущего обсуждения очевидно, что степень регенерирования катализатора обычно оказывает значительное влияние на общую активность среднего катализатора в реакторе. Поскольку средняя продолжительность пребывания катализатора составляет примерно от 10 до 30 мин, влияние на содержание кокса в реакторе после изменения степени регенерирования обычно оказывается относительно медленным, порядка продолжительности пребывания. Благодаря этой зависимости определение среднего содержания кокса катализатора не является хорошим показателем активности катализатора в реакторе во время неустановившейся степени регенерирования. Другими словами, следствием изменения степени регенерирования катализатора является более быстрый отклик активности катализатора в реакторе, чем влияние на установленное содержание кокса катализатора в реакторе.
Выбор управляемой переменной, которая регулирует активность катализатора, обычно зависит от метода регенерирования. В методе полного регенерирования для регулирования активности в реакторе управляют скоростью потока катализатора в регенератор/из него. В методе частичного регенерирования для регулирования активности в реакторе управляют скоростью подачи воздуха в регенератор.
На фиг. 3 представлена зависимость температурного профиля от степени превращения в адиабатическом реакторе с поршневым потоком при постоянной объемной скорости и различных значениях константы степени активности. Эти кривые выражают следующим уравнением:
Г - Го - 4Г(Ч -е‘кт) где Т обозначает температуру в любом положении вдоль оси,
Т0 обозначает температуру исходного материала (после смешения с катализатором),
- 15 012084 к обозначает константу степени 1-го порядка (активность), а τ обозначает время, отнесенное к единице объема (определено выше), которое, как при этом предполагают, варьируется линейно со степенью превращения,
ΔΤ обозначает повышение температуры при 100%-ном превращении исходного реагента.
Значение ΔТ зависит скорости циркуляции катализатора и тепла реакции. Скорость циркуляции катализатора может быть выбрана для достижения целевого значения ΔΈ которое в данном случае выбирают как равное 20°С. Шкалу для положения вдоль оси выбирают таким образом, что 0 приходится на впускное приспособление реактора, а 1 приходится на выпускное приспособление реактора.
На фиг. 3 показано, что для фиксированных температуры исходного материала и скорости циркуляции катализатора температура выпускного приспособления обычно варьируется со степенью превращения. Следовательно, в качестве непрямой меры превращения в реакторе можно было бы использовать температуру отходящего из реактора потока. Однако улучшения чувствительности непрямой меры превращения можно добиться путем выбора другого положения вдоль оси для измерения температуры. Если предположить, что целевая степень превращения составляет 95%, тогда на фиг. 4 показана разница между фактической температурой и целевой температурой при 98- и 93%-ной степенями превращения.
Как можно видеть на фиг. 4, выбор заданного значения температуры в среднем местоположении обычно обуславливает более высокую чувствительность к степени превращения, чем температура отходящего потока. Максимальная чувствительность обеспечивается в осевом положении на расстоянии 3040% от места вхождения исходного материала.
Другой способ проведения процесса превращения в реакторе может быть осуществлен определением температурного профиля по длине, вдоль оси вертикального трубного реактора. Превращение в реакторе является функцией степени повышения температуры вдоль длины вертикальной трубы, в частности вблизи впускного приспособления. Для расчета степени повышения температуры в зависимости от высоты вертикальной трубы внутри этой вертикальной трубы можно использовать два или большее число средств измерения температуры. Тангенс угла наклона этого повышения температуры является функцией превращения; более значительные тангенсы угла наклона соответствуют более высокой степени превращения. Степень повышения температуры является также функцией скорости циркуляции катализатора. Этот эффект может быть устранен нормализацией тангенса угла наклона общим повышением температуры в реакторе. Другими словами, тангенс угла наклона повышения температуры в данном положении вдоль оси делят на общее повышение температуры в вертикальной трубе. Далее в схеме регулирования эта переменная может быть калибрована по превращению в реакторе и использована как настроечный параметр.
Необходимо отметить, что использование данных температуры для проведения процесса превращения является наиболее эффективным для реакторов с поршневым потоком, таких как реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем и высокой объемной скоростью. В реакторе с плотным псевдоожиженным слоем и низкой объемной скоростью из-за высокотермальной массы катализатора в реакторе в сочетании с режимом потока обратного смешения использование данных температуры для проведения процесса превращения становится менее практичным.
Пример 1.
Предпочтительный вариант конфигурации вертикального трубного реактора для применения при выполнении настоящего изобретения на фиг. 1 обозначен общей позицией 10. Метанольное сырье, поступающее по линии 12, по меньшей мере, частично испаряют в подогревателе 14, который снабжают теплом посредством теплоносителя, подаваемого по линии 16, управляемой регулировочным клапаном 18. Предварительно нагретый исходный материал пропускают по линии 20, его поток определяют с помощью ЕС-1 22 и результаты этого определения используют для получения сигнала, управляющего работой регулировочного клапана 24 для регулирования потока исходного материала с целью регулирования потока метанольного сырья, направляемого в вертикальный трубный реактор 26 посредством впускного приспособления 28 для исходного материала. Работой регулировочного клапана 18 управляют с целью регулирования поступления тепла в исходный материал посредством теплоносителя для регулирования степени предварительного нагрева исходного материала. Одним средством определения теплосодержания исходного материала является измерение температуры по месту прибора ТС-1 30.
В основании вертикального трубного реактора 26 метанольное сырье смешивают с регенерированным катализатором, вводимым по линии 32 в разделительный сосуд 34, а оттуда подают по линии 36 совместно с закоксованным катализатором, собираемым посредством разделительного сосуда 34. В разделительном сосуде отделяет твердые каталитические частицы, которые по линии 36 транспортируют в основание вертикального трубного реактора 26.
Перепад давления определяют регулятором давления (6РС) 38, в который поступают данные, получаемые от верхнего датчика 40 давления вертикального трубного реактора и нижнего датчика 42 давления вертикального трубного реактора. Регулятор 38 давления интегрирует данные и посылает сигнал для регулировочного клапана 44, который регулирует поток катализатора в основание вертикального трубного реактора 26 и, таким образом, количество катализатора в реакционной зоне.
- 16 012084
Датчик температуры (ТС-2) 46 расположен в точке, находящейся в промежуточной части вертикального трубного реактора, между верхним и нижним концами вертикального трубного реактора, обуславливая создание сигнала, связанного с задержкой катализатора, который управляет работой золотникового регулировочного клапана 48 для циркуляции катализатора, регулирующего поток регенерированного катализатора 50 из регенератора 52. Отходящий из регенератора газ отбирают посредством линии 54, регенераторный воздух подают в реактор по линии 56, а закоксованный катализатор направляют из разделительного сосуда 34 в регенератор 52 по линии 58. Отходящий из реактора поток выходит из разделительного сосуда 34 по линии 60.
Пример 2.
Настоящее изобретение применяют для оценки превращения в реакторе, основываясь на функциях, обусловленных одной или несколькими температурами в вертикальной трубе реактора для превращения метанола в олефины. Диаметр реактора составляет шесть дюймов, он работает при ССПС примерно 25 ч-1. По первому варианту выполнения настоящего изобретения предлагается способ управления процессом превращения с использованием одной температуры в средней точке вертикальной трубы. В одном варианте это единственное измерение может быть произведено в средней точке, находящейся на расстоянии от примерно 20 до примерно 80% осевой длины реактора, скажем от примерно 40 до 60%, в частности примерно 50%, где впускное приспособление реактора принимают за 0%, а выпускное приспособление реактора принимают за 100%. Этот способ успешно осуществляют, когда процесс проводят с соблюдением единственного условия, согласно которому энтальпия исходного материала и скорость циркуляции катализатора остаются постоянными. Однако с использованием результата только одного измерения в средней точке управление процессом превращения оказывается менее эффективным при переходе к другим рабочим условиям, в которых совсем другие значения энтальпии исходного материала и скорости циркуляции катализатора, поскольку варьирование этих условий влияет на среднюю реакторную температуру при той же степени превращения.
Соответственно применяют второй вариант выполнения настоящего изобретения, в котором производят ряд измерений температуры вдоль оси вертикальной трубы реактора для превращения метанола в олефины и получают температурный профиль. Осуществление этого второго варианта демонстрирует надежную оценку превращения независимо от того, каковы изменения энтальпии исходного материала или скорости циркуляции катализатора.
На фиг. 5 приведены расчетные и установленные показатели превращения во время изменения в реакторе условий в течение четырехдневного периода. Расчетное превращение хорошо согласуется с установленным превращением, демонстрируя тем самым, что способ по настоящему изобретению с использованием ряда произведенных по оси измерений температуры в вертикальной трубе следует считать эффективным для управления процессом превращения в реальном времени. Для регулирования заданного значения в регуляторе процесса превращения, основываясь на фактически полученных результатах, необходимо, разумеется, использовать результаты анализатора.
Превращение рассчитывают по реакторному температурному профилю следующим образом.
Степень превращения X в реакции первого порядка в поршневом потоке является функцией константы скорости к и времени, отнесенному к единице объема, τ.
(1)
Если по мере протекания реакции тепло реакции варьируется незначительно, то можно предположить, что температура в реакторе с поршневым потоком пропорциональна степени превращения согласно следующему:
(2) где Т обозначает температуру в любой точке,
Т1 обозначает температуру во впускном приспособлении, а
ΔΤιοο обозначает повышение температуры, которое было бы достигнуто при 100%-ном превращении. Значение ΔΤ]00 может быть аппроксимировано следующим образом, где Х0 обозначает степень превращения при выпускном приспособлении реактора
Безразмерную температуру Θ и безразмерное положение ζ вдоль оси определяют. В данном случае к обозначает фактическое осевое расстояние до точки, где измеряют Т, а Н обозначает общую осевую высоту.
Безразмерный температурный профиль представляют в виде уравнения с безразмерным профилем превращения таким образом:
Θ{ζ) = 1 - эксп(-£тг) (5)
- 17 012084 где Θ(ζ) обозначает безразмерную температуру в положении ζ. Эта безразмерная кривая является уникальной для данного превращения и не зависит от каких-либо других параметров. Следовательно, превращение можно оценить по результатам анализа температурного профиля в реакторе. Значение Θ можно дифференцировать по ζ с получением тангенса угла наклона кривой безразмерного температурного профиля в любом положении ζ.
— - кт · жсп(- Ατζ) (6) ί/ζ произведение к! является уникальным для целевой степени превращения Х0. Уравнение (1) можно переписать по-другому следующим образом:
кт = -1п(7 - Уо) (7)
Подстановкой (7) в (6) получают
Ясно, что это уравнение не может быть решено для Х0. Однако это уравнение может быть решено для одного из членов Х0 следующим образом:
Таким образом, уравнение (9) может быть использовано в качестве средства оценки превращения в реакторе. Член άΘ/άζ является безразмерным тангенсом угла наклона кривой температурного профиля в точке ζ в вертикальной трубе. Один метод оценки этой величины по данным температуры вертикальной трубы приведен ниже в табл. 2. Для величины Х0 в правой части уравнения используют целевую степень превращения (или заданное значение). Безразмерный температурный профиль требует измерения температуры во впускном приспособлении реактора, которая является адиабатической температурой вводимого пара, и рецикловой каталитической смеси до протекания какой-либо реакции. Эту температуру трудно измерить. Как показано в приведенной ниже табл. 2, такую температуру оценивают обратной экстраполяцией температурных данных вертикальной трубы.
Таблица 2 Метод расчета степени превращения для пилотной установки МвО
Установленные переменные
Т1 температура вертикальной трубы при ζ = 0,057
Т2 температура вертикальной трубы при ζ = 0,115
ТЗ температура вертикальной трубы при ζ = 0,173
Т4 температура вертикальной трубы при ζ = 1,0
Вводимые переменные
8Р заданное значение целевой степени превращения (в процентах)
Ζ2 безразмерное местонахождение точки, в которой определяют тангенс угла наклона (при Т2) = 0,115 ϋΖ безразмерное расстояние между точками ΤΙ, Т2 и ТЗ (предположительно равноудаленными) = 0,058
Расчеты
Температура во впускном т- = 2* ΤΙ - Т2 приспособлении1
Температура в выпускном То = Т4 приспособлении
Тангенс угла наклона при ζ = 0,115 ΒΤϋΖ - (ТЗ - Т1)/(То - 7))/(2 * ΟΖ) ’
8Р/100
Расчетное превращение χρν = [1 - эксп(-1 ’ ΌΤϋΖ/(1 - 8Р/100) * Л Ζ2)] 100 1Температуру во впускном приспособлении оценивают линейной экстраполяцией температур при ζ=0,058 и ζ=0,115 обратно к ζ=0.
- 18 012084
На фиг. 5 приведены данные для пилотной установки в течение периода времени, который начинается с выведения процесса в установленный режим при ~95%-ном превращении, продолжается с переходом к значительному изменению реакторных условий и завершается переходом к другому условию при ~95%-ном превращении, но при других реакторной температуре и скорости циркуляции катализатора. Эти данные получают в варианте с разомкнутым контуром, в котором при расчете превращения какими-либо переменными автоматически не управляют. Незатушеванными квадратиками обозначены данные превращения, полученные анализом отбираемых ежечасно проб газовой хроматографией (ГХ). Для завершения каждого анализа ГХ требуется почти час, что исключает возможность использования результатов этих определений для контроля в реальном времени. Ромбиками обозначено расчетное превращение на основании уравнения (9), а значками х указаны температуры средней точки в вертикальной трубе. Хотя значки х согласуются с фактическим превращением, начальные и конечные температуры отличаются друг от друга на примерно 10°Е, тогда как фактические данные превращения аналогичны. С другой стороны, расчетные показатели превращения в начальных и конечных условиях оказываются в примерно 1%-ном диапазоне от фактического превращения.
Эти данные показывают, что безразмерный температурный профиль может служить в качестве полезного заключения об использовании превращения для регулирования в замкнутом контуре. Хотя для управления процессом превращения при единственном рабочем условии можно использовать среднюю температуру в вертикальной трубе, она не может быть использована для управления процессом превращения, когда реакторные условия (например, температура или скорость циркуляции катализатора) изменяются.
После расчета превращения и повышения температуры реактора, основываясь на знании тепла реакции и теплоемкости катализатора, переходят к оценке соотношения катализатор/масло. В этом расчете, представленном ниже в табл. 3, предполагается, что теплоемкость паров в реакторе в сравнении с теплоемкостью катализатора невелика. Это предположение является разумным, если исходить из того факта, что массовое соотношение между катализатором и паром составляет примерно 20:1.
Таблица 3
Метод расчета катализатор/масло для пилотной установки МвО
Вводимая переменная
Тепло реакции относительно
ОНСР теплоемкости катализатора = АНГХП / Сркат ~1727°Р
Расчет
Соотношение КАТАЛИЗАТОР/МАСЛО = ОНСР * ХРУ/(То катализатор/масло ΤΪ)
Для обычного специалиста в данной области техники вполне очевидно, что в варианты выполнения настоящего изобретения можно вносить многие изменения, не выходя при этом из сущности и объема настоящего изобретения. Варианты, приведенные в настоящем описании, следует рассматривать только как иллюстративные, поэтому их нельзя считать ограничивающими объем изобретения, который определяется следующей формулой изобретения.
Claims (12)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Способ контроля за работой реактора для конверсии кислородсодержащих веществ в псевдоожиженном слое, в котором:а) определяют значение основного переменного свойства, выбранного из группы, включающей объемную скорость, среднюю реакторную температуру, содержание кокса на катализаторе и степень конверсии, обеспечивающее достижение по меньшей мере одного такого заданного значения показателя работы реактора, как производительность по легким олефинам и селективность в отношении легких олефинов,б) определяют контрольное значение для температуры в различных положениях вдоль продольной оси реактора, соответствующее указанному значению основного переменного свойства,в) измеряют температуру в указанных различных положениях,г) сопоставляют измеренные температуры с контрольным значением температуры с получением сигнала, который является функцией разницы между измеренной температурой и контрольным значением, ид) на основе упомянутого сигнала осуществляют направленное на приближение к указанному значению основного переменного свойства регулирование соответствующей управляемой переменной, выбранной по меньшей мере из одного из следующих параметров: скорость подачи исходного материала, степень предварительного нагрева исходного материала, активность катализатора и количество катализатора в реакционной зоне.- 19 012084
- 2. Способ по п.1, в котором управляемой переменной является активность катализатора, которой управляют воздействием на скорость регенерирования катализатора.
- 3. Способ по п.2, в котором активностью катализатора управляют регулированием скорости, с которой из процесса в целом удаляют кокс.
- 4. Способ по п.1, в котором температурную функцию выражают уравнениемТ - Го - ЛТ(1 - ект) где Т обозначает температуру в любом положении вдоль оси,Т0 обозначает температуру исходного материала после смешения с катализатором, к обозначает константу степени 1-го порядка, τ обозначает время, отнесенное к единице объема, определяемое как объем активного каталитического компонента, деленный на объемную скорость подачи исходного материала при средних реакционных температуре и давлении,ΔΤ обозначает повышение температуры при 100%-ном превращении исходного материала.
- 5. Способ по п.1, в котором температуру в положении вдоль оси измеряют в средней точке в вертикальной трубе реактора, находящейся на расстоянии от 20 до 80% осевой длины реактора.
- 6. Способ по п.5, в котором температуру в положении вдоль оси измеряют в средней точке в вертикальной трубе реактора, находящейся на расстоянии от 40 до 60% осевой длины реактора.
- 7. Способ по п.6, в котором в качестве температуры в положении вдоль оси используют ряд результатов измерений температуры вдоль вертикальной трубы реактора.
- 8. Способ по п.1, в котором температуру регулируют воздействием на активность катализатора в методе регенерирования.
- 9. Способ по п.8, в котором метод регенерирования представляет собой полное регенерирование.
- 10. Способ по п.9, в котором метод регенерирования представляет собой частичное регенерирование.
- 11. Способ по п.1, в котором регулируют температуру в положении вдоль оси в вертикальном трубном участке реактора.
- 12. Способ по п.1, в котором реактор выполнен в виде вертикального трубного реактора, а температуру измеряют в точке, удаленной от его впускного приспособления для исходного материала на расстояние от 30 до 40% длины этого реактора.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US10/280,817 US7273960B2 (en) | 2002-10-25 | 2002-10-25 | Fluid bed oxygenates to olefins reactor apparatus and process of controlling same |
| PCT/US2003/028719 WO2004039754A1 (en) | 2002-10-25 | 2003-09-12 | Fluid bed oxygenates to olefins reactor apparatus and process of controlling same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA200500599A1 EA200500599A1 (ru) | 2006-02-24 |
| EA012084B1 true EA012084B1 (ru) | 2009-08-28 |
Family
ID=32107026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA200500599A EA012084B1 (ru) | 2002-10-25 | 2003-09-12 | Реакционный аппарат для превращения кислородсодержащих веществ в олефины в псевдоожиженном слое и способ регулирования его работы |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US7273960B2 (ru) |
| EP (1) | EP1556316A1 (ru) |
| CN (1) | CN1321955C (ru) |
| AU (1) | AU2003272350A1 (ru) |
| EA (1) | EA012084B1 (ru) |
| WO (1) | WO2004039754A1 (ru) |
Families Citing this family (39)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7169293B2 (en) * | 1999-08-20 | 2007-01-30 | Uop Llc | Controllable space velocity reactor and process |
| BR0108294B1 (pt) * | 2000-02-02 | 2011-09-20 | processo integrado para produzir um composto aromático substituìdo com alquenila. | |
| MXPA06008965A (es) * | 2004-02-09 | 2007-02-20 | Down Chemical Company | Proceso para la preparacion de compuestos de hidrocarburos deshidrogenados. |
| US20050209813A1 (en) * | 2004-03-16 | 2005-09-22 | Johnson Controls Technology Company | Temperature sensing device |
| US8311656B2 (en) * | 2006-07-13 | 2012-11-13 | Inmusic Brands, Inc. | Music and audio playback system |
| CN101293804B (zh) * | 2007-04-28 | 2012-10-10 | 中国石油化工股份有限公司 | 乙醇脱水制乙烯的流化装置及其方法 |
| EP2053114A1 (en) * | 2007-10-18 | 2009-04-29 | BIOeCON International Holding N.V. | Process for reducing the oxygen content of high-oxygen feedstocks |
| US20090155464A1 (en) * | 2007-12-12 | 2009-06-18 | Chunqing Liu | Molecular Sieve/Polymer Mixed Matrix Membranes |
| US20090325783A1 (en) * | 2008-06-30 | 2009-12-31 | Myers Daniel N | Oto quench tower catalyst recovery system utilizing a low temperature fluidized drying chamber |
| GB2474415B (en) * | 2008-07-24 | 2012-07-25 | Hatch Ltd | Method and apparatus for temperature control in a reactor vessel |
| CN102355947A (zh) * | 2009-03-19 | 2012-02-15 | 陶氏环球技术有限责任公司 | 脱氢方法和催化剂 |
| US8022002B2 (en) * | 2009-03-24 | 2011-09-20 | Uop Llc | Integrated regeneration of non-noble metal catalysts |
| US8282887B2 (en) * | 2010-03-30 | 2012-10-09 | Uop Llc | Multi-stage fluidized bed reactor for dehydrogenation of hydrocarbons |
| US8895797B2 (en) * | 2010-03-30 | 2014-11-25 | Uop Llc | Process for dehydrogenation of hydrocarbons in a multi-stage fluidized bed reactor |
| CN102464541A (zh) * | 2010-11-17 | 2012-05-23 | 中国石油化工股份有限公司 | 生产乙烯、丙烯的方法 |
| US9085501B2 (en) * | 2010-11-17 | 2015-07-21 | China Petroleum & Chemical Corporation | Processes for increasing the yield of ethylene and propylene |
| CN102053562B (zh) * | 2011-01-05 | 2012-07-25 | 杭州电子科技大学 | 一种裂解炉出口温度混合控制方法 |
| CN102156496B (zh) * | 2011-04-07 | 2013-06-26 | 杭州电子科技大学 | 一种反应釜温度混合控制方法 |
| CN103120957B (zh) * | 2011-11-18 | 2014-11-26 | 中国石油化工股份有限公司 | 含氧化合物转化制低碳烯烃催化剂的再生方法 |
| CN102492465B (zh) * | 2011-11-29 | 2014-05-07 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种富烯烃低碳烃及含氧化合物生产车用燃料的方法 |
| CN103576704B (zh) * | 2013-11-06 | 2016-02-03 | 中沙（天津）石化有限公司 | 流化床反应器中细粉扬析的监控方法 |
| CN104656436B (zh) * | 2014-10-27 | 2018-04-06 | 济南大学 | 一种分解炉出口温度建模方法 |
| CN106582459B (zh) * | 2015-10-15 | 2019-07-09 | 中国石油化工股份有限公司 | 流化床反应器和制备低碳烯烃的装置以及制备低碳烯烃的方法 |
| CN107235821B (zh) * | 2016-03-29 | 2023-08-22 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种甲醇制烯烃的装置，方法及应用 |
| US10589264B2 (en) | 2018-08-10 | 2020-03-17 | Uop Llc | Processes for controlling the partial regeneration of spent catalyst from an MTO reaction |
| US11859136B2 (en) | 2020-03-06 | 2024-01-02 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Processes for upgrading alkanes and alkyl aromatic hydrocarbons |
| KR20220137724A (ko) | 2020-03-06 | 2022-10-12 | 엑손모빌 케미칼 패턴츠 인코포레이티드 | 알칸 및 알킬 방향족 탄화수소의 업그레이드 방법 |
| WO2021178088A1 (en) | 2020-03-06 | 2021-09-10 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Processes for upgrading alkanes and alkyl aromatic hydrocarbons |
| US11760703B2 (en) | 2020-03-06 | 2023-09-19 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Processes for upgrading alkanes and alkyl aromatic hydrocarbons |
| CN113493366A (zh) * | 2020-03-19 | 2021-10-12 | 中国石油化工股份有限公司 | 提高甲醇至轻烯烃转化过程安全性的方法和反再装置 |
| WO2021225747A1 (en) | 2020-05-08 | 2021-11-11 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Processes and systems for upgrading alkanes and alkyl aromatic hydrocarbons |
| CN113842842B (zh) * | 2020-06-28 | 2022-08-30 | 中国石油化工股份有限公司 | 甲醇催化转化制烯烃的装置及方法 |
| 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 |
| CA3220944A1 (en) | 2021-06-02 | 2022-12-08 | Xiaoying Bao | Processes for regenerating catalysts and for upgrading alkanes and/or alkyl aromatic hydrocarbons |
| CA3227307A1 (en) | 2021-07-28 | 2023-02-02 | Aaron R. GARG | Catalyst compositions and processes for making and using same |
| KR20240033021A (ko) | 2021-08-11 | 2024-03-12 | 엑손모빌 케미칼 패턴츠 인코포레이티드 | 촉매를 재생하는 방법 및 알칸 및/또는 알킬 방향족 탄화수소를 업그레이드하는 방법 |
| KR20240034226A (ko) | 2021-08-11 | 2024-03-13 | 엑손모빌 케미칼 패턴츠 인코포레이티드 | 알칸 및 알킬 방향족 탄화수소의 탈수소화 방법 |
| WO2023018536A1 (en) | 2021-08-13 | 2023-02-16 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Processes for dehydrogenating alkanes and alkyl aromatic hydrocarbons |
| WO2023107797A1 (en) | 2021-12-06 | 2023-06-15 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Catalyst compositions and processes for making and using same |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5157181A (en) * | 1990-12-03 | 1992-10-20 | Uop | Moving bed hydrocarbon conversion process |
| US6023005A (en) * | 1997-07-03 | 2000-02-08 | Exxon Chemicals Patents Inc. | Process for converting oxygenates to olefins using molecular sieve catalysts comprising desirable carbonaceous deposits |
| US6137022A (en) * | 1997-12-03 | 2000-10-24 | Exxon Chemical Patents Inc | Process for increasing the selectivity of a reaction to convert oxygenates to olefins |
| WO2001023500A1 (en) * | 1999-09-29 | 2001-04-05 | Exxon Chemical Patents Inc. | Making an olefin product from an oxygenate |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2892773A (en) * | 1953-12-29 | 1959-06-30 | Gulf Research Development Co | Fluidized process and apparatus for the transfer of solids in a fluidized system |
| US3213014A (en) * | 1962-06-14 | 1965-10-19 | Phillips Petroleum Co | Computer control of hydrocarbon conversion |
| DE2524540C2 (de) | 1975-06-03 | 1986-04-24 | Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt | Verfahren zur Durchführung endothermer Prozesse |
| US4092722A (en) * | 1976-10-18 | 1978-05-30 | Phillips Petroleum Company | Fluid catalytic cracking with automatic temperature control |
| JPS59213601A (ja) | 1983-05-19 | 1984-12-03 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池の改質反応制御装置 |
| US4590320A (en) * | 1984-08-31 | 1986-05-20 | Mobil Oil Corporation | Conversion of methanol to olefins in a tubular reactor with light olefin co-feeding |
| US4861938A (en) * | 1987-07-07 | 1989-08-29 | Uop | Chemical conversion process |
| US4873390A (en) | 1987-07-07 | 1989-10-10 | Uop | Chemical conversion process |
| US5952538A (en) | 1996-12-31 | 1999-09-14 | Exxon Chemical Patents Inc. | Use of short contact time in oxygenate conversion |
| US6455747B1 (en) | 1998-05-21 | 2002-09-24 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Method for converting oxygenates to olefins |
| US5944982A (en) | 1998-10-05 | 1999-08-31 | Uop Llc | Method for high severity cracking |
| US6166282A (en) | 1999-08-20 | 2000-12-26 | Uop Llc | Fast-fluidized bed reactor for MTO process |
| US7115791B2 (en) | 2002-12-19 | 2006-10-03 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Method and apparatus for controlling effluent composition in oxygenates to olefins conversion |
-
2002
- 2002-10-25 US US10/280,817 patent/US7273960B2/en not_active Expired - Lifetime
-
2003
- 2003-09-12 EP EP03754528A patent/EP1556316A1/en not_active Withdrawn
- 2003-09-12 WO PCT/US2003/028719 patent/WO2004039754A1/en not_active Application Discontinuation
- 2003-09-12 EA EA200500599A patent/EA012084B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2003-09-12 CN CNB038245132A patent/CN1321955C/zh not_active Expired - Lifetime
- 2003-09-12 AU AU2003272350A patent/AU2003272350A1/en not_active Abandoned
-
2004
- 2004-03-31 US US10/814,408 patent/US7332134B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5157181A (en) * | 1990-12-03 | 1992-10-20 | Uop | Moving bed hydrocarbon conversion process |
| US6023005A (en) * | 1997-07-03 | 2000-02-08 | Exxon Chemicals Patents Inc. | Process for converting oxygenates to olefins using molecular sieve catalysts comprising desirable carbonaceous deposits |
| US6137022A (en) * | 1997-12-03 | 2000-10-24 | Exxon Chemical Patents Inc | Process for increasing the selectivity of a reaction to convert oxygenates to olefins |
| WO2001023500A1 (en) * | 1999-09-29 | 2001-04-05 | Exxon Chemical Patents Inc. | Making an olefin product from an oxygenate |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2004039754A1 (en) | 2004-05-13 |
| US20040186333A1 (en) | 2004-09-23 |
| US7332134B2 (en) | 2008-02-19 |
| CN1688522A (zh) | 2005-10-26 |
| EA200500599A1 (ru) | 2006-02-24 |
| US7273960B2 (en) | 2007-09-25 |
| AU2003272350A1 (en) | 2004-05-25 |
| EP1556316A1 (en) | 2005-07-27 |
| US20040082824A1 (en) | 2004-04-29 |
| CN1321955C (zh) | 2007-06-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EA012084B1 (ru) | Реакционный аппарат для превращения кислородсодержащих веществ в олефины в псевдоожиженном слое и способ регулирования его работы | |
| US7115791B2 (en) | Method and apparatus for controlling effluent composition in oxygenates to olefins conversion | |
| KR100757613B1 (ko) | 산소화물로부터 올레핀 생성물을 제조하는 방법 | |
| CN1274644C (zh) | 烯烃生产过程中的热量回收 | |
| US7622626B2 (en) | Purge gas streams to stagnant zones within oxygenate-to-olefin reactor | |
| US8062599B2 (en) | Oxygenate conversion reactor catalyst coolers | |
| RU2712274C1 (ru) | Реактор с турбулентным псевдоожиженным слоем, устройство и способ, в котором используют кислородсодержащее соединение для производства пропена и c4 углеводорода | |
| WO2006012150A2 (en) | Conversion of oxygenate to propylene using moving bed technology | |
| US20070088187A1 (en) | Oxygenate conversion catalyst processing | |
| RU2301107C1 (ru) | Реактор для дегидрирования парафиновых углеводородов c3-c5 | |
| RU2726483C1 (ru) | Способ и устройство для производства пропена и c4 углеводорода | |
| US20140186231A1 (en) | Processes for producing light olefins | |
| US7459595B2 (en) | Processes for lifting spent catalyst into a regenerator in an oxygenate to olefins reaction system | |
| EP2238216B1 (en) | Method of circulating catalyst between a catalyst regenerator and an external catalyst cooler | |
| RU2727699C1 (ru) | Способ и устройство для производства пропена и c4 углеводорода | |
| US7138558B2 (en) | Direct return of oxygenate recycle stream in olefin production process | |
| KR101494229B1 (ko) | 중간생성물의 실시간 모니터링을 통한 메탄올로부터 경질올레핀 제조용 순환유동층 공정의 효율적 운전 | |
| AU2019271073A1 (en) | Process for the conversion of oxygenates to C5+ Hydrocarbons Boiling In The Gasoline Boiling Range | |
| US20050124838A1 (en) | Catalyst fluidization in oxygenate to olefin reaction systems | |
| US7622625B2 (en) | Purge gas streams to stagnant zones within oxygenate-to-olefin reactor | |
| RU2655924C1 (ru) | Способ получения олефиновых углеводородов |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM |
|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): RU |