EA018474B1 - Улучшенный эндотермический процесс конверсии углеводородов - Google Patents
Улучшенный эндотермический процесс конверсии углеводородов Download PDFInfo
- Publication number
- EA018474B1 EA018474B1 EA201070443A EA201070443A EA018474B1 EA 018474 B1 EA018474 B1 EA 018474B1 EA 201070443 A EA201070443 A EA 201070443A EA 201070443 A EA201070443 A EA 201070443A EA 018474 B1 EA018474 B1 EA 018474B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- component
- catalytic
- specified
- heat
- catalyst
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 101
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 77
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 title claims abstract description 38
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 title claims abstract description 38
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 167
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 55
- 238000006356 dehydrogenation reaction Methods 0.000 claims description 55
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 51
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 34
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 20
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims description 16
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 14
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 claims description 14
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 13
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 10
- XFWJKVMFIVXPKK-UHFFFAOYSA-N calcium;oxido(oxo)alumane Chemical compound [Ca+2].[O-][Al]=O.[O-][Al]=O XFWJKVMFIVXPKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 claims description 8
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 8
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 7
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 7
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 claims description 7
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 5
- 229910001593 boehmite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910001679 gibbsite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M hydroxidooxidoaluminium Chemical compound O[Al]=O FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- MXRIRQGCELJRSN-UHFFFAOYSA-N O.O.O.[Al] Chemical compound O.O.O.[Al] MXRIRQGCELJRSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- VXAUWWUXCIMFIM-UHFFFAOYSA-M aluminum;oxygen(2-);hydroxide Chemical compound [OH-].[O-2].[Al+3] VXAUWWUXCIMFIM-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 229910001680 bayerite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims description 3
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- UOUJSJZBMCDAEU-UHFFFAOYSA-N chromium(3+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[Cr+3].[Cr+3] UOUJSJZBMCDAEU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000012245 magnesium oxide Nutrition 0.000 claims description 3
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 3
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims description 3
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 2
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052701 rubidium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N rubidium atom Chemical compound [Rb] IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000005749 Copper compound Substances 0.000 claims 3
- 150000001880 copper compounds Chemical class 0.000 claims 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical class [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 14
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 abstract description 9
- NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N isobutane Chemical compound CC(C)C NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 43
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 36
- 239000001282 iso-butane Substances 0.000 description 22
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 18
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical group [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 9
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical group O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 9
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 9
- YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N Ethylbenzene Chemical compound CCC1=CC=CC=C1 YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N Isobutene Chemical group CC(C)=C VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 7
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 6
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 5
- XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N copper(II) nitrate Chemical compound [Cu+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 5
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)manganese;manganese Chemical compound [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 4
- 239000012047 saturated solution Substances 0.000 description 4
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 3
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 3
- MIVBAHRSNUNMPP-UHFFFAOYSA-N manganese(2+);dinitrate Chemical compound [Mn+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O MIVBAHRSNUNMPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 2
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004523 catalytic cracking Methods 0.000 description 2
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 2
- CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N potassium oxide Chemical compound [O-2].[K+].[K+] CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001950 potassium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 description 1
- ITHZDDVSAWDQPZ-UHFFFAOYSA-L barium acetate Chemical compound [Ba+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O ITHZDDVSAWDQPZ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007809 chemical reaction catalyst Substances 0.000 description 1
- IYNQBRDDQSFSRT-UHFFFAOYSA-N chromium(3+) trinitrate hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Cr+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O IYNQBRDDQSFSRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- FTXJFNVGIDRLEM-UHFFFAOYSA-N copper;dinitrate;hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Cu+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O FTXJFNVGIDRLEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 239000006069 physical mixture Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000003303 reheating Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 150000004684 trihydrates Chemical class 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/16—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/24—Chromium, molybdenum or tungsten
- B01J23/26—Chromium
-
- 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
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/16—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/32—Manganese, technetium or rhenium
-
- 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
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/72—Copper
-
- 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
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/19—Catalysts containing parts with different compositions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
- C07C5/32—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with formation of free hydrogen
- C07C5/327—Formation of non-aromatic carbon-to-carbon double bonds only
- C07C5/333—Catalytic processes
- C07C5/3332—Catalytic processes with metal oxides or metal sulfides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2521/00—Catalysts comprising the elements, oxides or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium or hafnium
- C07C2521/02—Boron or aluminium; Oxides or hydroxides thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2521/00—Catalysts comprising the elements, oxides or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium or hafnium
- C07C2521/02—Boron or aluminium; Oxides or hydroxides thereof
- C07C2521/04—Alumina
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2521/00—Catalysts comprising the elements, oxides or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium or hafnium
- C07C2521/06—Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
- C07C2521/08—Silica
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2521/00—Catalysts comprising the elements, oxides or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium or hafnium
- C07C2521/10—Magnesium; Oxides or hydroxides thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2521/00—Catalysts comprising the elements, oxides or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium or hafnium
- C07C2521/12—Silica and alumina
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2523/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
- C07C2523/02—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of the alkali- or alkaline earth metals or beryllium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2523/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
- C07C2523/02—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of the alkali- or alkaline earth metals or beryllium
- C07C2523/04—Alkali metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2523/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
- C07C2523/06—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of zinc, cadmium or mercury
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2523/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
- C07C2523/16—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- C07C2523/24—Chromium, molybdenum or tungsten
- C07C2523/26—Chromium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2523/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
- C07C2523/16—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- C07C2523/32—Manganese, technetium or rhenium
- C07C2523/34—Manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2523/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
- C07C2523/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of the iron group metals or copper
- C07C2523/72—Copper
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2523/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
- C07C2523/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of the iron group metals or copper
- C07C2523/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups C07C2523/02 - C07C2523/36
- C07C2523/84—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups C07C2523/02 - C07C2523/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- C07C2523/889—Manganese, technetium or rhenium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2529/00—Catalysts comprising molecular sieves
- C07C2529/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites, pillared clays
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
Изобретение относится к улучшенному эндотермическому циклическому способу конверсии углеводородов и к системе каталитического слоя для его осуществления. В частности, улучшенный способ включает вступление в реакцию входящего потока углеводорода с многокомпонентным каталитическим слоем таким образом, что температура внутри каталитического слоя сохраняется в контролируемых пределах температур на всех стадиях способа. Указанный многокомпонентный слой включает катализатор, специфичный к реакции, физически смешанный с тепловыделяющим материалом.
Description
(57) Изобретение относится к улучшенному эндотермическому циклическому способу конверсии углеводородов и к системе каталитического слоя для его осуществления. В частности, улучшенный способ включает вступление в реакцию входящего потока углеводорода с многокомпонентным каталитическим слоем таким образом, что температура внутри каталитического слоя сохраняется в контролируемых пределах температур на всех стадиях способа. Указанный многокомпонентный слой включает катализатор, специфичный к реакции, физически смешанный с тепловыделяющим материалом.
018474 Β1
Техническая область
Изобретение относится к улучшенному эндотермическому циклическому способу конверсии углеводородов и к системе слоя катализатора для его осуществления. В частности, улучшенный способ включает приведение в контакт углеводородного сырья с многокомпонентным слоем катализатора, где слой катализатора содержит первый компонент, который представляет собой катализатор, специально разработанный для конверсии поступающего углеводорода в заданный продукт или смесь продуктов, и второй компонент, который выделяет тепло под действием восстановительной и/или окислительной реакционной среды.
Предшествующий уровень техники
Несколько способов эндотермической конверсии углеводородов имеют коммерческое использование. Эти способы включают циклический способ дегидрирования по Гудри с неподвижным слоем, способ дегидрирования парафинов в кипящем слое, способ дегидрирования этилбензола в кипящем слое, каталитический крекинг в кипящем слое, и другие способы. Поскольку эти способы эндотермичны, для того, чтобы происходила реакция конверсии углеводородов, должно поглощаться тепло из окружающей среды. В каждом из этих способов по крайней мере одна реакция катализируется приведением в контакт углеводородного сырья с катализатором. Более того, в каждом из этих способов есть по крайней мере одна окислительная и/или восстановительная реакция, которую вызывает катализатор. Теплота, необходимая для проведения эндотермической реакции, отчасти обеспечивается за счет сгорания кокса и других нежелательных побочных продуктов, которые осаждаются на катализаторе во время процесса конверсии. Это сгорание происходит во время процесса регенерации. Однако обычно требуется дополнительное количество теплоты и оно обеспечивается с помощью нагретого воздуха или пара, который подводят к слою катализатора от внешнего источника в промежутке между циклами конверсии углеводородов.
Для примера в типичном процессе дегидрирования по Гудри, как указывается в патенте И8 2419997, алифатический углеводород пропускают через слой катализатора для дегидрирования. Как только алифатический углеводород проходит через слой катализатора, он дегидрируется в соответствующий олефин. Этот олефин затем отводят от слоя катализатора, катализатор регенерируется и восстанавливается, и цикл повторяется. Эта реакция дегидрирования является сильно эндотермической. Вследствие этого, во время стадии дегидрирования температура вблизи точки подвода к слою катализатора (где алифатический углеводород первоначально вводят в слой катализатора) может значительно уменьшаться - на 100°С. Уменьшение температуры приводит к снижению конверсии углеводорода. Кроме того, во время стадии дегидрирования обычно образуется кокс, который осаждается на катализаторе, в дальнейшем снижая его активность.
Для того чтобы снова нагреть слой катализатора и удалить кокс, который осел на катализаторе, реактор продувают углеводородом и затем подвергают стадии регенерации воздухом, нагретым до температуры 700°С. Подвод тепла обеспечивается для слоя за счет нагретого воздуха, который пропускают через слой, а также за счет сгорания отложений кокса на катализаторе. Восстановление катализатора восстанавливающим газом, таким как водород, перед стадией дегидрирования также дает некоторое количество тепла. Во время регенерации горячий воздух продувается от точки подвода к слою катализатора к точке отвода. Этот цикл регенерации обычно относительно короткий, поэтому имеется склонность к тому, что подвод к слою нагрет значительно сильнее, чем отвод, но из-за ограниченного времени между циклами в процессе дегидрирования по Гудри, слой катализатора не успевает прийти в термическое равновесие. Таким образом, выходная секция слоя катализатора остается более холодной, чем входная секция к тому времени, как алифатический углеводород снова поступает в реактор. Высокая температура на подводе к слою может стать причиной образования нежелательных побочных продуктов, и таким образом уменьшить селективность и выход требуемого олефина. С другой стороны, меньшая температура на выходе слоя катализатора не позволяет полностью использовать катализатор, и, таким образом, выход олефина оказывается ниже, чем можно было бы ожидать или чем требуется. Также, из-за того, что распределение кокса в слое катализатора не является независимо контролируемым параметром, распределение тепла в слое катализатора также не легко контролировать. Каждый из этих факторов влияет на получающийся в результате температурный профиль слоя катализатора и делает контроль температурного профиля слоя трудным.
В патенте И8 2423835 Гудри указывает, что температуру слоя катализатора можно контролировать в пределах температурного диапазона, подходящего для реакций без необходимости в поступающих извне нагревающих или охлаждающих потоках, которые бы циркулировали через или вокруг реакционной камеры, путем включения в слой катализатора 'инертного' материала, способного поглощать или запасать теплоту, которая впоследствии, когда это потребуется или будет желательно, может быть высвобождена. В коммерческой практике для реакторов с неподвижным слоем это обычно достигается использованием физической смеси катализатора для дегидрирования и инертного материала, гранулированной альфа-окиси алюминия как слоя катализатора. Хотя добавление инертного материала обеспечивает обратимое поглощение теплоты для процесса, и помогает стабилизировать общие колебания температуры в реакторе, инертный материал не способен ни обеспечить дополнительную теплоту для процесса ни про
- 1 018474 изводить теплоту на какой-либо стадии этого процесса.
Проблема заключается в том, чтобы выявить коммерчески целесообразные средства контроля температурного профиля внутри слоя катализатора при эндотермическом процессе. В идеале, такие средства будут позволять добавлять теплоту к заранее заданным участкам слоя катализатора без использования каталитически активного вещества, которое дает большие количества нежелательных побочных продуктов
Описание изобретения
Настоящее изобретение предлагает улучшенный эндотермический способ конверсии углеводородов и систему слоя катализатора для его проведения. В частности, улучшенный способ включает вступление в реакцию углеводородов с многокомпонентным слоем катализатора таким образом, что температура внутри слоя катализатора остается в пределах контролируемого температурного диапазона на всех стадиях процесса. Многокомпонентный слой катализатора содержит специфичный для реакции катализатор, физически смешанный с выделяющим тепло веществом. Возможно, инертное вещество, как уже было известно ранее в данной области, может также быть дополнительно физически скомбинировано с катализатором и выделяющим тепло веществом. Выделяющее тепло вещество передает теплоту слою катализатора таким образом, что температура слоя в своей выходной секции поддерживается достаточно высокой, чтобы эффективно конвертировать углеводороды в олефин. В своем примерном варианте реализации данный способ представляет собой способ дегидрирования по Гудри, специфичный для реакции катализатор представляет собой традиционный катализатор для дегидрирования на основе хрома, выделяющим тепло веществом является оксид меди, нанесенный на подложку из алюмината кальция, и, возможно, присутствует инертное вещество, альфа-оксид алюминия.
Краткое описание рисунков
Схема 1 - графическое представление температурного профиля внутри адиабатического реактора, загруженного смесью 55 об.% катализатора СаЮПп® ЧапйаП и 45 об.% альфа - оксида алюминия во время процесса конверсии пропана в пропилен.
Схема 2 - графическое представление температурного профиля в адиабатическом реакторе во время процесса конверсии пропана в пропилен, в случае, когда реактор загружен в три секции, поделенные примерно как 35% входная секция, 30% средняя и 35% - выходная секия, и в котором выходные и входные секции слоя катализатора содержат смесь 55 об.% катализатора СаЮПп® Чаийай и 45 об.% альфа оксида алюминия, а средняя секция содержит смесь 55 об.% катализатора СаЮПп® ЧапйаП и 45 об.% оксида меди на подложке из алюмината кальция.
Варианты реализации изобретения
Улучшенный способ согласно данному изобретению предназначен для использования в любом эндотермическом циклическом процессе конверсии углеводородов, независимо от того, применяется неподвижный либо кипящий слой. При осуществлении улучшенного способа необходимо, чтобы все углеводородное сырье вступало в контакт с многокомпонентным слоем катализатора для обеспечения эндотермической конверсии углеводородов и чтобы слой катализатора затем подвергался воздействию окислительной и/или восстановительной реакционной среды. Слой катализатора содержит каталитический первый компонент и тепловыделяющий второй компонент. Каталитический первый компонент должен быть катализатором, специально разработанным для конверсии углеводородов в заданный продукт или смесь продуктов в результате эндотермической реакции. Тепловыделяющий компонент должен быть веществом, которое выделяет тепло после того, как его подвергнут действию восстановительной и/или окислительной реакционной среды, но которое относительно инертно к углеводородному сырью и не дает с ними нежелательных побочных реакций, таких как образования кокса. Возможно, тепловыделяющий компонент может катализировать конверсию углеводородов в требуемый продукт или смесь продуктов. Кроме того, многокомпонентный слой катализатора, возможно, дополнительно может содержать инертные вещества, ранее описанные как использующиеся в слое катализатора. С целью подробного описания изобретения в качестве варианта реализации будет рассмотрено усовершенствование циклического процесса дегидрирования по Гудри в реакторе с неподвижным слоем. Однако следует понимать, что настоящее изобретение может быть модифицировано без отклонений от объема изобретения для осуществления аналогичным образом в других эндотермических циклических способах конверсии углеводородов, например, без ограничений, в таких как способ дегидрирования парафинов в реакторе с кипящим слоем и способ дегидрирования этилбензола в реакторе с кипящим слоем.
Оборудование, используемое для циклического способа дегидрирования по Гудри, включает адиабатический реактор, содержащий неподвижный слой катализатора, в котором определены входная и выходная секции. Слой катализатора содержит каталитический первый компонент и тепловыделяющий второй компонент. Возможно, как уже ранее было известно в данной области техники, к слою катализатора может быть добавлен инертный материал. С целью описания изобретения, но без намерения вводить какие-либо ограничения настоящим описанием, следует указать, что неподвижный слой катализатора, по существу, разделен на три примерно равные части: входная секция слоя, средняя секция слоя и выходная секция слоя. Если не указано обратное, для каждого представленного в настоящем описании
- 2 018474 примера, каталитический первый компонент скомбинирован с инертным веществом, используемым в входной и выходной секции слоя; и каталитический первый компонент скомбинирован с тепловыделяющим вторым компонентом и применяется с добавлением или без инертного материала, и используется в средней секции слоя катализатора. Например, когда слой разделен на три секции, слой может быть разделен так, чтобы (а) каждая из трех секций была примерно одинакового объема, или (б) средняя секция может быть больше, чем примерно одна треть общего объема катализатора, или (с) средняя секция может быть меньше, чем примерно одна треть общего объема катализатора, или (д) входная секция и выходная секция могут быть неодинаковых объемов, или (е) любая их комбинация. Более того, нет необходимости разделения слоя на три секции. Например, катализатор для дегидрирования может быть смешан с выделяющим тепло веществом и использован с добавками или без добавок дополнительного инертного материала, и эта смесь может затем быть помещена в реактор без разделения на секции. В альтернативном варианте, слой катализатора может быть разделен на две секции, где катализатор для дегидрирования, скомбинированный с инертным веществом, находится либо во входной секции, либо в выходной секции, а катализатор для дегидрирования, скомбинированный с выделяющим тепло веществом и применяемый с добавками или без добавок дополнительного инертного материала - соответственно либо в выходной секции, либо во входной секции. В некоторых вариантах также может быть целесообразным разделить слой катализатора больше, чем на три секции, где слои катализатора для дегидрирования, возможно скомбинированные с инертным веществом, чередуются со слоями катализатора для дегидрированияб скомбинированными с выделяющим тепло веществом, применяемым с добавками или без добавок дополнительного инертного вещества.
Как уже известно в данной области техники, существуют, однако, некоторые практические ограничения для положения слоя катализатора. Например, известно, что если секция слоя катализатора становится слишком нагретой, то существует риск неконтролируемого протекания реакции. Так, пользователь данного описания должен быть достаточно хорошо осведомлен, чтобы понимать, что представляет интерес температурный профиль реакции без добавления выделяющего тепло вещества, чтобы использовать его как ориентир для определения того, какое именно расположение выделяющего тепло вещества в пределах слоя катализатора было бы наиболее эффективно. Более того, количество выделяющего тепло вещества, добавленное к слою катализатора в каждом конкретном месте по всему объему слоя катализатора должно определяться количеством теплоты, которое должно быть передано обратно в процессе. Теплота, выделяемая выделяющим тепло веществом, должна быть меньше, чем теплота, поглощаемая при основной реакции в каждой части слоя катализатора. Неправильное концентрирование выделяющего тепло вещества в одной секции слоя могло бы привести к температурному профилю, который демонстрировал бы температурные отклонения большие, чем температурный профиль способа без использования выделяющего тепло вещества. Пример способа, в целом соответствующего типичному процессу дегидрирования по Гудри, описан в патенте ϋ.8. 2419997. Процесс по Гудри включает серию стадий, где слой катализатора вакуумируется, затем восстанавливается водородом и вакуумируется, затем вводится и дегидрируется алифатический углеводород, затем слой катализатора продувается паром и регенерируется, и цикл повторяется сначала со стадии восстановления. В способе согласно изобретению слой катализатора вакуумируется и восстанавливается газом-восстановителем, таким как водород. На этой стадии тепловыделяющий второй компонент в слое реактора выделяет дополнительное тепло, которое поступает в каталитический первый компонент слоя реактора. Затем алифатический углеводород поступает в слой катализатора и дегидрируется при контакте с каталитическим первым компонентом слоя реактора. Поскольку каталитический первый компонент слоя был предварительно существенно нагрет тепловыделяющим вторым компонентом, каталитический первый компонент демонстрирует улучшенную конверсию по сравнению со слоем реактора, который не содержит тепловыделяющего второго компонента. Затем слой катализатора продувается паром и регенерируется, и цикл повторяется сначала со стадии восстановления. На стадии регенерации тепловыделяющий второй компонент также может выделять дополнительное тепло. В предпочтительном варианте реализации тепловыделяющий второй компонент выбирается так, чтобы не наблюдалось его значительного отрицательного влияния на селективность реакции конверсии углеводорода. В способе дегидрирования согласно изобретению каталитический первый компонент может быть любым катализатором, разработанным для использования в реакциях дегидрирования, таким как катализатор Са!ойп® 81апбаг1, коммерчески доступный от 8иб-С11С1шс 1пс., ЬоищуШе, ΚΥ. Катализатор Са!ойп® 81апбаг1 - это катализатор дегидрирования, представляющий собой оксид хрома, приготовленный на подложке из оксида алюминия, содержащий от примерно 17 вес.% до примерно 22 вес.% Сг2О3.
Тепловыделяющий второй компонент должен быть веществом, которое может выделять тепло после того, как его подвергают воздействию восстановительной и/или окислительной реакционной среды, но которое относительно инертно по отношению к конверсии углеводорода в нежелательные продукты или по отношению к нежелательным побочным реакциям. Тепловыделяющий второй компонент содержит металл, выбранный из группы, включающей медь, хром, молибден, ванадий, церий, иттрий, скандий, вольфрам, марганец, железо, кобальт, никель, серебро, висмут и их комбинации. Типичные носители для
- 3 018474 второго выделяющего тепло компонента включают, не ограничиваясь только нижеперечисленным, различные оксиды или гидроксиды алюминия, такие как тригидроксид алюминия, бемит, псевдобемит, гиббсит, байерит, переходные оксиды алюминия или альфа-оксид алюминия, оксид кремния/ оксид алюминия, оксид кремния, силикаты, алюминаты, такие как алюминат кальция или гексаалюминат бария, кальцинированные гидроталциты, цеолиты, оксид цинка, оксиды хрома, оксиды магния и их комбинации. Возможно, тепловыделяющий второй компонент может дополнительно содержать активатор, такой как щелочной или щелочноземельный металл, литий, натрий, калий, рубидий, цезий, бериллий, магний, кальций, стронций, цирконий, барий и их комбинации.
Металл составляет от примерно 1 вес.% до примерно 100 вес.% от общей массы тепловыделяющего второго компонента. В более предпочтительном варианте реализации металл составляет от примерно 2 вес.% до примерно 40 вес.% от общей массы второго компонента, и в наиболее предпочтительном варианте реализации количество металла составляет от примерно 5 вес.% до примерно 10 вес.% от общей массы второго компонента.
Тепловыделяющий второй компонент приготавливается с помощью тех же способов, известных в области приготовления катализаторов на носителе. Например, тепловыделяющий второй компонент может быть приготовлен осаждением носителя с металлом или пропиткой носителя металлом. Активаторы могут быть добавлены дополнительно к металлу или в другом случае могут быть добавлены ко второму компоненту с помощью способов, известных в области добавления активаторов.
До помещения в реактор каталитический первый компонент может быть смешан с инертным материалом, как было уже ранее известно в данной области техники. Этот инертный материал может быть любым веществом или комбинацией веществ, которая каталитически неактивна по отношению к нежелательным побочным реакциям и которая имеет высокую плотность и высокую теплоемкость, но которая не способна производить теплоту ни на каких стадиях способа. Широко используемое инертное вещество представляет собой гранулированный альфа-оксид алюминия, вещество, по размеру частиц сходное с каталитическим первым компонентом на носителе. Кроме того, как известно в данной области техники, объемное соотношение между инертным веществом и каталитическим первым компонентом зависит от ряда факторов, в том числе и от типа исходного углеводорода, который используется в процессе дегидрирования. В настоящем описании объемное соотношение не указывается, но пользователь данного описания может подобрать это соотношение так, чтобы оно подходило для целей, в соответствии с которыми оно используется.
Для применения в случае неподвижного слоя, слой катализатора приготавливается физическим смешением каталитического первого компонента и/или инертного вещества, и/или тепловыделяющего второго компонента. Вначале определяется требуемое количество каталитического первого компонента и требуемая конфигурация слоя. Затем каталитический компонент первый делится на заданные количества и физически смешивается либо с тепловыделяющим вторым компонентом либо с инертным веществом или с комбинацией тепловыделяющего второйго компонента и инертного вещества. Затем смеси помещают в реактор с требуемой конфигурацией слоя. Тепловыделяющий второй компонент не влияет ни на количество добавленного катализатора, ни на соотношение катализатора к инертному веществу в получаемом в результате слое катализатора.
Система слоя катализатора согласно настоящему изобретению также может быть использована в подвижном кипящем слое. В качестве только примера кипящего слоя, не ограничиваясь им, представлена система для проведения дегидрирования, имеющая два параллельных адиабатических реактора - первый реактор для реакций дегидрирования и второй реактор для регенерации. Система функционирует при помещении катализатора дегидрирования в первый реактор, обеспечивая время пребывания в первом реакторе около 15 мин, и затем перемещение загруженного катализатора во второй реактор, обеспечивая время пребывания в нем около 15 мин, а затем возврат катализатора в первый реактор и продолжение процесса чередованием реакторов. В регенерирующем реакторе катализатор обрабатывается воздухом при 650°С и вновь нагревается за счет тепла от сгорающего кокса, который образовался во время стадии дегидрирования, и горячим воздухом. Когда катализатор перемещается из второго реактора обратно в первый реактор, он подвергается действию восстановительной реакционной среды, чтобы приготовить катализатор для использования его в другой реакции дегидрирования.
В случае с подвижным кипящим слоем, катализатор дегидрирования, как правило, не смешан с инертным веществом, и наблюдаются относительно широкие температурные колебания, так как процесс проходит по циклу через разные стадии. Однако при использовании способа согласно изобретению, катализатор дегидрирования комбинируют со вторым выделяющим тепло веществом и равномерно помещают в реактор для дегидрирования. Затем катализатор с выделяющим тепло веществом перемещается в реактор для регенерации, где кокс на специфичном для реакции катализаторе сгорает. Когда катализатор с выделяющим тепло веществом возвращается обратно в реактор для дегидрирования, выделяющее тепло вещество активируется при действии восстановительной среды и передает необходимое тепло слою катализатора, что приводит к увеличению конверсии углеводорода по сравнению с уровнем конверсии в кипящем слое, загруженном так, что он не содержит выделяющего тепло вещества.
Далее будут представлены репрезентативные примеры данного изобретения для приготовления и
- 4 018474 использования каталитического первого компонента и второго выделяющего тепло компонента в случаях с кипящим и неподвижным слоем. Эти примеры представлены для более подробного объяснения изобретения и не предназначены или не должны рассматриваться для ограничения объема изобретения. Приготовление веществ.
Пример А. Каталитический первый компонент, который продается под торговой маркой как катализатор Са1ойп® 81аибаг1 и поставляется фирмой 8иб-Сйет1е 1пс., ЬошетШе, ΚΥ, был использован на промышленной установке для дегидрирования в течение 180 дней. Концентрация оксида хрома в катализаторе составляла примерно 19 вес.% в расчете на общую массу катализатора.
Пример В. Был приготовлен катализатор дегидрирования оксид хрома/оксид калия/гамма-оксид алюминия с размером частиц около 75 мкм. Концентрация оксида хрома в катализаторе составляла 17.5 вес.%, а концентрация оксида калия - 1.0 вес.% в расчете на общую массу катализатора.
Пример С. Тепловыделяющий второй компонент был приготовлен по способу согласно данному изобретению следующим образом: подложка из альфа-оксида алюминия была пропитана насыщенным раствором нитрата меди, затем пропитанная подложка была высушена при 120°С с последующим обжигом при 750°С в паровоздушной атмосфере. Концентрация СиО в тепловыделяющем втором компоненте составляет примерно 11 вес.% в расчете на общую массу второго компонента.
Пример Ό. Тепловыделяющий второй компонент был приготовлен способом согласно данному изобретению следующим образом: алюминат кальция (Са-алюминат) был таблетирован примерно в 3.5 мм таблетки, затем провели обжиг Са-алюмината при примерно 1300°С в течение примерно 10 часов, обожженое вещество затем было пропитано насыщенным раствором нитрата меди и нитрата марганца и пропитанное вещество высушивали в течение примерно 4 ч при примерно 250°С с последующим обжигом при не ниже примерно 500°С в течение примерно 5 ч. Концентрация СиО в тепловыделяющем втором компоненте составляла примерно 11 вес.%, а концентрация МпО2 примерно 0.5 вес.% в расчете на общую массу второго компонента.
Пример Е. Тепловыделяющий второй компонент был приготовлен способом согласно данному изобретению следующим образом: бемит был смешан с оксидом кальция и из смеси сформированы гранулы диаметром 6 мм, которые высушили при температуре 120°С с последующим обжигом при 1300°С, в результате содержание СаО в них составило 18 вес.%. Полученное обожженное таблетированное вещество было пропитано насыщенным раствором нитрата меди и нитрата марганца, пропитанное вещество высушили при 250°С с последующим обжигом на воздухе при 1400°С. Концентрация СиО в полученном тепловыделяющем втором компоненте составила примерно 11 вес.%, а концентрация МпО2 - примерно 0.5 вес.% в расчете на общую массу второго компонента.
Пример Е. Тепловыделяющий второй компонент был приготовлен способом согласно данному изобретению следующим образом: тригидрат окиси алюминия (гиббсит) был таблетирован примерно в 5 мм таблетки, затем гиббсит обжигали при примерно 550°С в течение примерно 4 ч, затем кальцинированное вещество пропитывали насыщенным раствором нитрата меди и пропитанное вещество высушивали в течение примерно 4 ч при примерно 250°С с последующим обжигом при примерно от 500 до 1400°С. Концентрация СиО в полученном тепловыделяющем втором компоненте составила примерно 11 вес.%, а концентрация МпО2 - примерно 0.5 вес.% в расчете на общую массу второго компонента.
Пример 6. Тепловыделяющий второй компонент был приготовлен способом согласно данному изобретению следующим образом: подложка из гамма-окиси алюминия со средним размером частиц примерно в 75 мкм была пропитана насыщенным раствором нитрата меди и нитрата марганца, затем пропитанное вещество высушивали при примерно 250°С с последующим обжигом на воздухе при примерно 750°С. Концентрация СиО в полученном втором тепловыделяющем втором компоненте составила примерно 8 вес.%, а концентрация МпО2 примерно 0.4 вес.% в расчете на общую массу второго компонента.
Пример Н. Каталитический первый компонент из примера А был физически смешан с инертным веществом, альфа-окисью алюминия в соотношении 55 об.% первого компонента / 45 об.% альфа-окиси алюминия.
Пример I. Каталитический первый компонент из примера А был физически смешан с тепловыделяющим вторым компонентом из примера Е, в соотношении 55 об.% первого компонента / 45 об.% тепловыделяющего второго компонента.
Пример 1. Каталитический первый компонент из примера В был физически смешан с тепловыделяющим вторым компонентом из примера 6, в соотношении 80 об.% первого компонента / 20 об.% тепловыделяющего второго компонента.
Пример Κ. Каталитический первый компонент свежий катализатор Са1оПп® 81апбат1 был физически смешан с тепловыделяющим вторым компонентом из примера Е, в соотношении 55 об.% первого компонента / 45 об.% тепловыделяющего второго компонента.
Пример Ь. Каталитический первый компонент свежий катализатор Са1оПп® 81апбат1 был пропитан насыщенным раствором нитрата меди, и пропитанный медью хромовый катализатор высушили при 120°С с последующим обжигом при 750°С в воздушно-паровой атмосфере. Концентрация оксида хрома в полученном пропитанном медью катализаторе составила 17.5 вес.%, а концентрация оксида меди - 11
- 5 018474 вес.% в расчете на общую массу катализатора.
Пример М. Ранее описанный катализатор был приготовлен согласно примеру 1 из международной публикации \νϋ 02/068119. Этот катализатор был приготовлен из 860 г бемита, 800 г гидроксокарбоната меди, 120 г ацетата бария, 100 г СгО3, 700 г ЫН4НСО3 и 250 г деионизированной воды в смесителе Эйриха. Получили частицы примерно 3 мм в диаметре и высушивали их при 120°С в течение 8 ч с последующим обжигом в печи при 650°С в течение 10 ч. Концентрация оксида хрома в полученном пропитанном медью катализаторе составила 45 вес.%, а концентрация оксида меди - 40 вес.% в расчете на общую массу катализатора.
Пример N. Ранее описанный катализатор был приготовлен согласно примеру 1 из патента И8 5108973. Этот катализатор был приготовлен смешением 763.8 г золя оксида алюминия (содержащего 7.51% А12О3) и 89.3 г гексагидрата нитрата хрома в смесителе объемом 1 галлон (примерно 4 л) до полного растворения твердых веществ. Гексагидрат нитрата меди (116.3 г) был растворен в 200 мл деионизированной воды и добавлен в смеситель. Затем 61.8 моль борной кислоты было растворено в 350 мл деионизированной воды и также добавлено в смеситель. Смесь перемешивали еще 2 мин, пока она не стала гомогенной и темно-синего цвета. Затем добавлено 700 мл 20% метанольного раствора гидроксида аммония с образованием густого геля. Этот гель поместили на пластиковые поддоны для высушивания и сушили 4 ч при 180°С с последующим обжигом в следующей последовательности: 2 ч при 25°С, 12 ч при 175°С, 4 ч при 400°С, 8 ч при 830°С, затем еще 4 ч при 830°С, затем 3 ч при 250°С и затем продукт охладили до комнатной температуры. Обожженное вещество было таблетировано с образованием частиц диаметром 3 мм. Концентрация оксида хрома в полученном пропитанном медью катализаторе составила 19 вес.%, а концентрация оксида меди 25 вес.% в расчете на общую массу катализатора.
Проверка эксплуатационных характеристик
Примеры 1 и 2. Комбинации катализаторов были исследованы для конверсии пропана в пропилен в адиабатическом реакторе с нисходящим потоком с объемом слоя катализатора примерно 3600 см3. Пропан и воздух подавались к реактору через подвод, и пропилен выходил из отвода. Процесс проводился с часовой объемной скоростью 1.0, с температурой пропана от 540 до 600°С и температурой воздуха от 540 до 62°С и соотношением воздуха к углеводороду 7.1 по объему. Реактор работал в циклическом режиме, обычном для процесса Гудри с временами цикла 60 с для восстановления водородом, 540 с для дегидрирования, 60 с для вакуумирования, 540 с для регенерации/повторного нагрева/окисления и 60 с для вакуумирования. Реактор работал при давлении 0.5 атм во время стадии дегидрирования и атмосферном давлении во время стадии регенерации. Цикл был повторен 300 раз.
Пример 1. Загрузка реактора 100 об.% смеси катализаторов согласно примеру Н.
Пример 2. Загрузка реактора примерно 35 об.% вещества согласно примеру Н помещено в выходную секцию адиабатического реактора с нисходящим потоком, примерно 30 об.% вещества согласно примеру I помещено в среднюю секцию реактора и примерно 35 об.% вещества согласно примеру Н загружено во входную секцию.
Таблица 1. Эксплуатационные характеристики катализаторов при дегидрировании пропана (Адиабатический реактор с неподвижным слоем)
| Пример | 1 (ранее известный) | 2 (согласно изобретению) |
| Компоненты слоя (об. %) | 100% Прим Н | 35% Прим И/30% Прим 1/ 35% Прим Н |
| Тепловыделяющий второй компонент | нет | Оксид меди / оксид марганца / Са-алюминат |
| Подвод пропана с Т=540°С Конверсия пропана [вес %] Селективность по пропану [вес %) Средняя температура слоя (°С) | 18.3 83.3 523.5 | 45.1 87.0 551.2 |
| Подвод пропана с Т=560®С Конверсия пропана [вес %] Селективность по пропану [вес %] Средняя температура слоя (Ό) | 22.3 83.8 534.3 | 50.5 87.0 561.4 |
| Подвод пропана с Т=580°С Конверсия пропана [вес %] Селективность по пропану [вес %] Средняя температура слоя (<€) | 27.4 86.7 541.9 | 54.5 87.4 572.9 |
- 6 018474
| Подвод пропана с Т=600°С Конверсия пропана [вес %] Селективность по пропану [вес %] Средняя температура слоя (°С) | 31.8 86.3 550.0 | 60.1 85.3 579.8 |
| Температурный профиль | Рисунок 1 | Рисунок 2 |
Примеры 3 и 4. Комбинации катализаторов были исследованы для конверсии изобутана в изобутилен в псевдоадиабатическом реакторе с кипящим слоем с объемом слоя катализатора примерно 75 см3. Изобутан и воздух поступали в реактор через подвод, и изобутилен выходил через отвод. Процесс проводился с часовой объемной скоростью 3.34, с температурами изобутана и воздуха от 550 до 590°С и при объемном соотношении воздуха к углеводороду 3.5. Реактор работал в циклическом режиме с временами цикла 60 с для восстановления водородом, 540 с для дегидрирования, 60 с для продувания азотом, 540 с для окисления и 60 с для продувания азотом. Реактор работал при атмосферном давлении, как на стадии дегидрирования, так и на стадии регенерации. Цикл работы был повторен 30 раз.
Пример 3. Загрузка реактора - 100 об.% смеси катализаторов согласно примеру В.
Пример 4. Загрузка реактора - 100 об.% смеси катализаторов согласно примеру I.
Таблица 2. Эксплуатационные характеристики катализаторов при дегидрировании изобутана (Псевдоадиабатический реактор с кипящим слоем)
| Пример | 3(ранее известный) | 4 (согласно изобретению) |
| Компоненты (об. %) | 100% Прим В | 100% Прим ΰ |
| Тепловыделяющий второй компонент | нет | Оксид меди / оксид марганца / гаммаокись алюминия |
| Подвод изобутана с ТгббО'С Конверсия изобутана [вес %] Селективность по изобутану [вес %] | 34.2 89.5 | 42.6 91.2 |
| Подвод изобутана с Т=570°С Конверсия изобутана [вес %] Селективность по изобутану [вес %[ | 40.1 86.6 | 46.7 90.3 |
| Подвод изобутана с Т=590°С Конверсия изобутана (вес %] Селективность по изобутану [вес %] | 47.0 84.8 | 53.2 87.5 |
Примеры 5-8. Комбинации катализаторов были исследованы в изотермическом реакторе с неподвижным слоем с объемом слоя катализатора примерно 30 см3для конверсии изобутана в изобутилен. Изобутан и воздух поступали в реактор через подвод и изобутилен выходил через отвод. Реакция дегидрирования проводилась при температуре 537, 567 и 597°С и с часовой объемной скоростью -2/ч.
Пример 5. Загрузка реактора - 100 об.% смеси катализаторов согласно примеру К.
Пример 6. Загрузка реактора - 100 об.% смеси катализаторов согласно примеру Б.
Пример 7. Загрузка реактора - 100 об.% смеси катализаторов согласно примеру М.
Пример 8. Загрузка реактора - 100 об.% смеси катализаторов согласно примеру N.
- 7 018474
Таблица 3. Эксплуатационные характеристики катализаторов при дегидрировании изобутана (Изотермический реактор с неподвижным слоем)
| Пример | 5 (согласно изобретению) | 6 (сравнительн | 7 (ранее известный) | 8 (ранее известный) |
| ый) | ||||
| Компоненты (об. %) | Прим К | Прим Ь | Прим М | Прим N |
| Выделяющий тепло компонент | Оксид меди / а-окись алюминия | нет | Нет | нет |
| Реакция при Т=537°С Конверсия изобутана [вес %] Селективность по изобутану[вес %] Выход изобутилена [вес %] | 55.1 92.3 50.9 | 17.9 89.2 15.9 | 1.9 33.9 0.6 | 7.7 55.7 4.0 |
| Реакция при 1=56741 Конверсия изобутана [вес %] Селективность по изобутану[вес %] Выход изобутилена [вес %] | 64.8 88.2 57.2 | 23.4 86.7 20.3 | 2.1 29.2 0.6 | 9.8 52.6 5.2 |
| Реакция при Τ=593Ό Конверсия изобутана [вес %] Селективность по изобутану[вес %] Выход изобутилена [вес %] | 77.3 81.5 63.0 | 32.8 81.1 26.5 | 3.5 30.6 1.1 | 15.7 47.3 7.4 |
Фиг. 1 и 2 показывают температурный профиль в слое катализаторов согласно примерам 1 и 2 соответственно. Как показано на фигурах, когда в процессе дегидрирования Гудри неподвижный слой катализаторов содержит тепловыделяющий второй компонент, температура слоя катализатора становится более равномерной по всему объему слоя. Без тепловыделяющего второго компонента, диапазон колебаний температуры входной секции составляет примерно 75°С, в то время как диапазон колебаний температуры выходной секции составляет всего только примерно 5°С. Более того, средняя температура выходной секции поддерживается около 560°С - эта температура меньше требуемой для достижения оптимальной конверсии при эксплуатации данного катализатора. С тепловыделяющим вторым компонентом, диапазон колебаний температуры и на входной и на выходной секции в течение циклического процесса составляет примерно 45°С, но средняя температура входной секции составляет примерно 580°С, тогда как средняя температура выходной секции составляет примерно 625°С, что обеспечивает более высокую эффективность в целом для всего катализатора. Как показано в табл. 1, это приводит к значительно более высокой конверсии без ущерба для селективности.
Аналогично, как показано в табл. 2, также наблюдается повышение скорости конверсии, когда тепловыделяющий второй компонент используется в системах с кипящим слоем. Хотя увеличение конверсии в системах с кипящим слоем не такое значительное, как системах с неподвижным слоем, помимо увеличения конверсии для систем с кипящим слоем наблюдается непосредственное увеличение селективности, что показывает, что в целом способ более эффективен, чем ранее известный слой катализатора, который не содержит выделяющего тепло компонента.
Как это ни удивительно, но как показывают результаты, представленные в табл. 3, когда медь комбинирована с хромом в составе катализатора дегидрирования (прим. 6), конверсия и выход в процессе дегидрирования в изотермической установке существенно ниже, чем если медь присутствует в слое катализатора как компонент отдельно от катализатора дегидрирования на основе оксида хрома, но физически с ним смешана (прим. 5). Использование более высоких концентраций оксида хрома и/или оксида меди (прим. 7 и 8) не позволяет повлиять на эту закономерность.
Ожидается, что улучшенный циклический эндотермический способ конверсии углеводорода, изложенный и заявленный в настоящем описании, может быть использован при любом способе, включающем эндотермические реакции, в которых желательным является контроль температуры в пределах слоя катализатора. Такие способы включают, но не ограничиваются, дегидрирование парафинов с неподвижным
- 8 018474 слоем, дегидрирование парафинов с кипящим слоем и дегидрирование этилбензола с кипящим слоем. В этих способах катализатор, и катализатор, скомбинированный с выделяющим тепло веществом могут быть расположены послойно или быть гомогенно смешанными. Аналогично, ожидается, что комбинации специфичного для данной реакции катализатора с тепловыделяющим вторым компонентом могут быть использованы в каждом способе, где желательно контролировать температуру в пределах слоя катализатора. Следует понимать, что состав катализатора и конкретные условия способа могут варьироваться, не выходя за рамки объема данного изобретения.
Промышленная применимость
Изложенные в настоящем описании изобретения могут быть использованы в любых способах, включающих эндотермическую конверсию углеводорода. Эти способы включают, например, циклический процесс дегидрирования по Гудри с неподвижным слоем, процесс дегидрирования парафинов с кипящим слоем, процесс дегидрирования этилбензола с псевдоожиженным слоем, процесс каталитического крекинга с псевдоожиженным слоем и так далее.
Claims (20)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Способ эндотермической конверсии углеводородов, включающий стадию конверсии, на которой углеводородное сырье приводят в контакт с многокомпонентным слоем катализатора, и стадию регенерации слоя катализатора, где указанный слой катализатора содержит каталитический первый компонент, специально разработанный для осуществления конверсии углеводородного сырья в заданный продукт или смесь продуктов, и второй компонент, выделяющий на стадии регенерации тепло под действием восстановительной и/или окислительной реакционной среды и не способствующий образованию кокса или нежелательных продуктов в реакционных условиях, оптимальных для функционирования указанного каталитического первого компонента, причем указанный каталитический первый компонент физически смешан с указанным тепловыделяющим вторым компонентом, так что на стадии конверсии первый каталитический компонент существенно нагрет вторым тепловыделяющим компонентом, вследствие чего первый каталитический компонент демонстрирует улучшенную конверсию.
- 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в указанном эндотермическом способе происходит поглощение заданного количества теплоты при реакции указанного углеводорода с указанным каталитическим первым компонентом, при этом указанный тепловыделяющий второй компонент выделяет определенное количество теплоты под действием восстановительной реакционной среды, или окислительной реакционной среды, или совместно восстановительной и окислительной реакционной среды, которое меньше чем количество теплоты, поглощаемое при реакции указанного углеводорода с указанным каталитическим первым компонентом.
- 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный каталитический первый компонент и указанный тепловыделяющий второй компонент находятся в слое катализатора в реакторе с неподвижным слоем.
- 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что указанный каталитический первый компонент дополнительно содержит инертный третий компонент.
- 5. Способ по п.3, отличающийся тем, что указанный слой катализатора характеризуется входной секцией, средней секцией и выходной секцией, при этом указанный каталитический первый компонент физически смешан с указанным инертным третьим компонентом и помещен в указанную входную секцию и указанную выходную секцию слоя катализатора и при этом указанный каталитический первый компонент физически смешан с указанным тепловыделяющим вторым компонентом и помещен в среднюю секцию указанного слоя катализатора.
- 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный каталитический первый компонент физически смешан с указанным тепловыделяющим вторым компонентом и помещен в указанный слой катализатора в реакторе с кипящим слоем.
- 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что температурный профиль указанного эндотермического способа определяет среднюю температуру реакции, максимальную температуру каталитического слоя и минимальную температуру каталитического слоя, при этом указанный температурный диапазон для указанного способа определяют как разность между максимальной температурой каталитического слоя и минимальной температурой каталитического слоя и при этом указанный тепловыделяющий второй компонент выбран таким образом, чтобы обеспечивать уменьшение температурного диапазона для указанного эндотермического способа с одновременным повышением средней температуры реакции.- 9 018474
- 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный тепловыделяющий второй компонент содержит металл, выбранный из группы, состоящей из меди, хрома, молибдена, ванадия, церия, иттрия, скандия, вольфрама, марганца, железа, кобальта, никеля, серебра, висмута и их комбинаций, при этом указанный металл нанесен на подложку, выбранную из группы, состоящей из оксидов алюминия, гидроксидов алюминия, тригидроксида алюминия, бемита, псевдо-бемита, гиббсита, байерита, переходных оксидов алюминия, альфа-оксида алюминия, гамма-оксида алюминия, оксидов алюминия/кремния, оксида кремния, силикатов, алюминатов, алюмината кальция, гексаалюмината бария, кальцинированных гидротальцитов, цеолитов, оксида цинка, оксидов хрома, оксидов магния и их комбинаций.
- 9. Способ по п.8, отличающийся тем, что указанный тепловыделяющий второй компонент содержит соединение меди на подложке из алюмината кальция.
- 10. Способ эндотермической конверсии углеводородов, включающий стадию конверсии, на которой углеводород приводят в контакт со слоем катализатора, содержащим каталитический первый компонент, выбранный для получения конкретной смеси продуктов в каталитическом слое в реакторе, и тепловыделяющий второй компонент, и стадию регенерации слоя катализатора, на которой указанный тепловыделяющий второй компонент выделяет тепло под действием восстановительной и/или окислительной реакционной среды, причем указанный каталитический первый компонент физически смешан с указанным тепловыделяющим вторым компонентом, так что на стадии конверсии первый каталитический компонент существенно нагрет вторым тепловыделяющим компонентом, вследствие чего первый каталитический компонент демонстрирует улучшенную конверсию.
- 11. Способ по п.10, отличающийся тем, что указанный тепловыделяющий второй компонент выбран с обеспечением выделения заданного количества теплоты под действием восстановительной реакционной среды или окислительной реакционной среды или совместно восстановительной и окислительной реакционной среды, при этом указанный тепловыделяющий компонент не способствует образованию кокса или образованию нежелательных продуктов в реакционных условиях, оптимальных для функционирования указанного каталитического первого компонента.
- 12. Способ по п.10, отличающийся тем, что указанный тепловыделяющий второй компонент содержит металл, выбранный из группы, состоящей из меди, хрома, молибдена, ванадия, церия, иттрия, скандия, вольфрама, марганца, железа, кобальта, никеля, серебра, висмута и их комбинаций, при этом указанный металл нанесен на подложку, выбранную из группы, состоящей из оксидов алюминия, гидроксидов алюминия, тригидроксида алюминия, бемита, псевдо-бемита, гиббсита, байерита, переходных оксидов алюминия, альфа-оксида алюминия, гамма-оксида алюминия, оксидов алюминия/кремния, оксида кремния, силикатов, алюминатов, алюмината кальция, гексаалюмината бария, кальцинированных гидротальцитов, цеолитов, оксида цинка, оксидов хрома, оксидов магния и их комбинаций.
- 13. Способ по п.10, отличающийся тем, что указанный тепловыделяющий второй компонент содержит соединение меди на подложке из алюмината кальция.
- 14. Способ по п.12, отличающийся тем, что указанный тепловыделяющий второй компонент дополнительно содержит промотор, такой как щелочной или щелочно-земельный металл, литий, натрий, калий, рубидий, цезий, бериллий, магний, кальций, стронций, цирконий, барий и их комбинации.
- 15. Способ по п.12, отличающийся тем, что указанный тепловыделяющий второй компонент содержит металл с концентрацией от примерно 1 мас.% до примерно 100 мас.% в расчете на общую массу тепловыделяющего второго компонента.
- 16. Способ по п.15, отличающийся тем, что указанный тепловыделяющий второй компонент содержит металл с концентрацией от примерно 2 мас.% до примерно 40 мас.% в расчете на общую массу тепловыделяющего второго компонента.
- 17. Способ по п.16, отличающийся тем, что указанный тепловыделяющий второй компонент содержит металл с концентрацией от примерно 5 мас.% до примерно 10 мас.% в расчете на общую массу тепловыделяющего второго компонента.
- 18. Способ эндотермической конверсии углеводородов, включающий стадию конверсии с поглощением заданного количества теплоты при взаимодействии углеводорода с каталитическим первым компонентом в каталитическом слое и стадию регенерации слоя катализатора, при этом указанный слой катализатора дополнительно содержит тепловыделяющий второй компонент и, необязательно, инертное вещество, при этом указанный тепловыделяющий второй компонент на стадии регенерации выделяет некоторое количество теплоты под действием восстановительной реакционной среды или окислительной реакционной среды или совместно восстановительной и окислительной реакционной среды, которое меньше или равно количеству теплоты, поглощаемому при реакции указанного углеводорода с указанным каталитическим первым компонентом, причем указанный каталитический первый компонент физически смешан с указанным тепловыделяющим вторым компонентом, так что на стадии конверсии первый каталитический компонент сущест- 10 018474 венно нагрет вторым тепловыделяющим компонентом, вследствие чего первый каталитический компонент демонстрирует улучшенную конверсию.
- 19. Способ по п.18, отличающийся тем, что указанный каталитический первый компонент представляет собой катализатор дегидрирования, а указанный тепловыделяющий второй компонент содержит соединение меди на подложке из алюмината кальция, при этом указанное необязательно присутствующее инертное вещество представляет собой альфа-оксид алюминия.
- 20. Способ по п.18, отличающийся тем, что указанный каталитический первый компонент физически смешан с указанным тепловыделяющим вторым компонентом и необязательно с указанным инертным веществом.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US11/873,367 US7973207B2 (en) | 2005-09-02 | 2007-10-16 | Endothermic hydrocarbon conversion process |
| PCT/US2008/011835 WO2009051767A1 (en) | 2007-10-16 | 2008-10-16 | Improved endothermic hydrocarbon conversion process |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201070443A1 EA201070443A1 (ru) | 2010-10-29 |
| EA018474B1 true EA018474B1 (ru) | 2013-08-30 |
Family
ID=40568385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201070443A EA018474B1 (ru) | 2007-10-16 | 2008-10-16 | Улучшенный эндотермический процесс конверсии углеводородов |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US7973207B2 (ru) |
| EP (1) | EP2212404B1 (ru) |
| KR (1) | KR101547713B1 (ru) |
| CN (1) | CN101855321B (ru) |
| EA (1) | EA018474B1 (ru) |
| EG (1) | EG25791A (ru) |
| HU (1) | HUE034924T2 (ru) |
| PL (1) | PL2212404T3 (ru) |
| WO (1) | WO2009051767A1 (ru) |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008023042A1 (de) * | 2008-05-09 | 2009-11-12 | Süd-Chemie AG | Verfahren zur semi-adiabatischen, semi-isothermen Durchführung einer endothermen Reaktion unter Einsatz eines katalytischen Reaktors und Ausbildung dieses Reaktors |
| US8624074B2 (en) * | 2010-03-22 | 2014-01-07 | Uop Llc | Reactor flowscheme for dehydrogenation of propane to propylene |
| US8603406B2 (en) | 2010-08-30 | 2013-12-10 | Uop Llc | For drying regenerated catalyst in route to a propane dehydrogenation reactor |
| US8513149B2 (en) | 2010-08-30 | 2013-08-20 | Uop Llc | Method for drying regenerated catalyst in route to a propane dehydrogenation reactor |
| EP2586524A1 (en) | 2011-10-24 | 2013-05-01 | Borealis AG | A catalyst bed system for an endothermic catalytic dehydrogenation process and an endothermic dehydrogenation process |
| US9364815B2 (en) * | 2013-11-07 | 2016-06-14 | Saudi Basic Industries Corporation | Method of preparing an alumina catalyst support and catalyst for dehydrogenation reactions, and its use |
| US9592496B2 (en) * | 2013-11-18 | 2017-03-14 | Lg Chem, Ltd. | Catalyst composition and method for preparing same |
| US9725380B2 (en) * | 2014-03-14 | 2017-08-08 | Clariant Corporation | Dehydrogenation process with heat generating material |
| CN106536457A (zh) | 2014-05-06 | 2017-03-22 | 沙特基础工业全球技术有限公司 | 通过使用预活化的co2减少焦炭形成增强的脱氢性能 |
| EP2960223B1 (en) | 2014-06-25 | 2019-12-18 | Borealis AG | An endothermic gas phase catalytic dehydrogenation process |
| EP3191435A1 (en) | 2014-09-12 | 2017-07-19 | SABIC Global Technologies B.V. | Embedded alkane dehydrogenation systems and processes |
| EP3000800A1 (en) | 2014-09-23 | 2016-03-30 | Borealis AG | An endothermic gas phase catalytic dehydrogenation process |
| CN107074683A (zh) * | 2014-11-26 | 2017-08-18 | 沙特基础工业全球技术有限公司 | 用于改善烷烃脱氢性能的并行还原 |
| US20180029015A1 (en) | 2015-02-23 | 2018-02-01 | Sabic Global Technologies B.V. | Catalytic composite and improved process for dehydrogenation of hydrocarbons |
| DE102015206720A1 (de) * | 2015-04-15 | 2016-10-20 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Verwendung von Redox-Materialien zur Wasserstoffentfernung aus einem Reaktionsgemisch |
| WO2016170450A1 (en) | 2015-04-20 | 2016-10-27 | Sabic Global Technologies B.V. | Method of improving dehydrogenation of hydrocarbons |
| WO2016178129A1 (en) | 2015-05-04 | 2016-11-10 | Sabic Global Technologies B.V. | A process for the dehydrogenation of aliphatic hydrocarbons |
| US9873647B2 (en) | 2015-11-04 | 2018-01-23 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Processes and systems for converting hydrocarbons to cyclopentadiene |
| US10105689B2 (en) | 2016-05-12 | 2018-10-23 | Saudi Arabian Oil Company | Heat generating catalyst for hydrocarbons cracking |
| WO2018202829A1 (en) | 2017-05-05 | 2018-11-08 | Borealis Ag | Integrated process for producing c2+ hydrocarbons and a process system for such a process |
| WO2018202828A1 (en) | 2017-05-05 | 2018-11-08 | Borealis Ag | A process for oxidative coupling of methane (ocm) and a process system for such a process |
| CN108300430B (zh) * | 2018-02-06 | 2021-02-02 | 四川润和催化新材料股份有限公司 | 一种烷烃脱氢放热助剂及其制备方法与使用方法 |
| CN108855107A (zh) * | 2018-06-08 | 2018-11-23 | 国家能源投资集团有限责任公司 | 低碳混合醇催化剂及其制备方法 |
| WO2020183359A1 (en) * | 2019-03-13 | 2020-09-17 | Sabic Global Technologies B.V. | Programmable logic controller for dehydrogenation process with reduced houdry lumps |
| US10836690B1 (en) | 2019-07-26 | 2020-11-17 | Tpc Group Llc | Dehydrogenation process and system with reactor re-sequencing |
| CN110903155B (zh) | 2019-12-18 | 2020-09-08 | 四川润和催化新材料股份有限公司 | 一种低碳烷烃脱氢工艺的方法、装置和反应系统 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7192987B2 (en) * | 2004-03-05 | 2007-03-20 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Processes for making methanol streams and uses for the streams |
| US7196239B2 (en) * | 2003-11-19 | 2007-03-27 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Methanol and ethanol production for an oxygenate to olefin reaction system |
| US7199276B2 (en) * | 2003-11-19 | 2007-04-03 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Controlling the ratio of ethylene to propylene produced in an oxygenate to olefin conversion process |
Family Cites Families (32)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US476643A (en) * | 1892-06-07 | Gustus holzapfel | ||
| US2423835A (en) | 1942-04-17 | 1947-07-15 | Houdry Process Corp | Inert heat material in contact mass catalysis |
| US2423029A (en) | 1942-07-18 | 1947-06-24 | Houdry Process Corp | Process for producing diolefins |
| US2419997A (en) | 1943-03-05 | 1947-05-06 | Houdry Process Corp | Catalytic dehydrogenation of aliphatic hydrocarbons |
| US2399678A (en) | 1943-07-27 | 1946-05-07 | Houdry Process Corp | Catalysis |
| US3488402A (en) | 1967-05-18 | 1970-01-06 | Sinclair Research Inc | Dehydrogenation of hydrocarbons using dehydrogenation-oxidation catalyst system |
| US3665049A (en) | 1970-05-28 | 1972-05-23 | Air Prod & Chem | Dehydrogenating propane over chromia-alumina catalyst |
| JPS4914721B1 (ru) | 1970-08-11 | 1974-04-10 | ||
| US3798178A (en) | 1972-02-17 | 1974-03-19 | Dow Chemical Co | Self-regenerative dehydrogenation catalyst |
| CA1009219A (en) | 1973-06-15 | 1977-04-26 | Atsushi Nishino | Catalyst for purifying exhaust gas |
| US3960975A (en) | 1974-06-03 | 1976-06-01 | Petro-Tex Chemical Corporation | Magnesium chromite dehydrogenation catalyst |
| JPS5430398B2 (ru) | 1975-01-29 | 1979-09-29 | ||
| US4418237A (en) | 1981-03-30 | 1983-11-29 | Uop Inc. | Dehydrogenation of dehydrogenatable hydrocarbons |
| US4435607A (en) | 1981-04-28 | 1984-03-06 | Uop Inc. | Dehydrogenation of dehydrogenatable hydrocarbons |
| JPS6186944A (ja) | 1984-10-02 | 1986-05-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 排ガス浄化用触媒体 |
| IT1201421B (it) | 1985-06-17 | 1989-02-02 | Snam Progetti | Metodo per la preparazione di un catalizzatore per la deidrogenazione delle paraffine c3-c5 |
| US4788371A (en) | 1987-12-30 | 1988-11-29 | Uop Inc. | Catalytic oxidative steam dehydrogenation process |
| US5108973A (en) | 1991-05-28 | 1992-04-28 | Amoco Corporation | Crystalline copper chromium aluminum borate |
| DE69206961T3 (de) | 1991-11-21 | 1999-04-08 | Bp Chemicals Ltd., London | Verfahren zur Dehydrierung von Kohlenwasserstoffen und von sauerstoffenthaltenden Kohlenwasserstoffen |
| US5827496A (en) | 1992-12-11 | 1998-10-27 | Energy And Environmental Research Corp. | Methods and systems for heat transfer by unmixed combustion |
| US5510557A (en) | 1994-02-28 | 1996-04-23 | Abb Lummus Crest Inc. | Endothermic catalytic dehydrogenation process |
| US6891138B2 (en) | 1997-04-04 | 2005-05-10 | Robert C. Dalton | Electromagnetic susceptors with coatings for artificial dielectric systems and devices |
| DK199900477A (da) | 1999-04-12 | 2000-10-13 | Haldor Topsoe As | Fremgangsmåde til dehydrogenering af carbonhydrid |
| RU2157279C1 (ru) | 1999-12-17 | 2000-10-10 | Довганюк Владимир Федорович | Способ получения катализатора конверсии оксида углерода водяным паром |
| US20020183571A1 (en) | 2000-11-30 | 2002-12-05 | Sud-Chemie Inc. | Radial reactor loading of a dehydrogenation catalyst |
| DE10108842A1 (de) | 2001-02-23 | 2002-10-02 | Degussa | Geformter Kupfer-Katalysator |
| US20040092391A1 (en) * | 2002-11-08 | 2004-05-13 | Andrzej Rokicki | Fluid bed catalyst for dehydrogenation of hydrocarbons |
| JP3902560B2 (ja) | 2003-03-25 | 2007-04-11 | 三洋電機株式会社 | チャネル割当方法ならびにそれを利用した基地局装置および通信システム |
| RU2254162C1 (ru) | 2003-09-25 | 2005-06-20 | Закрытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт органического синтеза в г. Новокуйбышевске" (ЗАО "ВНИИОС НК") | Способ очистки газовых выбросов промышленных производств от углеводородов |
| US7067455B2 (en) | 2003-11-21 | 2006-06-27 | Conocophillips Company | Copper modified catalysts for oxidative dehydrogenation |
| US7074977B2 (en) | 2003-12-09 | 2006-07-11 | Conocophillips Company | Reactor and process for converting alkanes to alkenes |
| US7622623B2 (en) | 2005-09-02 | 2009-11-24 | Sud-Chemie Inc. | Catalytically inactive heat generator and improved dehydrogenation process |
-
2007
- 2007-10-16 US US11/873,367 patent/US7973207B2/en active Active
-
2008
- 2008-10-16 HU HUE08838786A patent/HUE034924T2/en unknown
- 2008-10-16 WO PCT/US2008/011835 patent/WO2009051767A1/en active Application Filing
- 2008-10-16 KR KR1020107010218A patent/KR101547713B1/ko active IP Right Grant
- 2008-10-16 EA EA201070443A patent/EA018474B1/ru unknown
- 2008-10-16 CN CN200880115716.9A patent/CN101855321B/zh active Active
- 2008-10-16 EP EP08838786.5A patent/EP2212404B1/en active Active
- 2008-10-16 PL PL08838786T patent/PL2212404T3/pl unknown
-
2010
- 2010-04-15 EG EG2010040614A patent/EG25791A/xx active
-
2011
- 2011-06-27 US US13/169,157 patent/US8188328B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7196239B2 (en) * | 2003-11-19 | 2007-03-27 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Methanol and ethanol production for an oxygenate to olefin reaction system |
| US7199276B2 (en) * | 2003-11-19 | 2007-04-03 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Controlling the ratio of ethylene to propylene produced in an oxygenate to olefin conversion process |
| US7192987B2 (en) * | 2004-03-05 | 2007-03-20 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Processes for making methanol streams and uses for the streams |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2212404A4 (en) | 2014-09-10 |
| HUE034924T2 (en) | 2018-03-28 |
| KR101547713B1 (ko) | 2015-08-26 |
| KR20100085972A (ko) | 2010-07-29 |
| WO2009051767A1 (en) | 2009-04-23 |
| EA201070443A1 (ru) | 2010-10-29 |
| EP2212404B1 (en) | 2017-09-20 |
| US7973207B2 (en) | 2011-07-05 |
| CN101855321A (zh) | 2010-10-06 |
| EG25791A (en) | 2012-08-01 |
| CN101855321B (zh) | 2014-09-10 |
| PL2212404T3 (pl) | 2018-05-30 |
| EP2212404A1 (en) | 2010-08-04 |
| US20080097134A1 (en) | 2008-04-24 |
| US8188328B2 (en) | 2012-05-29 |
| US20110251448A1 (en) | 2011-10-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EA018474B1 (ru) | Улучшенный эндотермический процесс конверсии углеводородов | |
| KR102423613B1 (ko) | 발열 물질을 사용하는 개선된 탈수소 공정 | |
| RU2428250C2 (ru) | Каталитически неактивный тепловой генератор и усовершенствованный процесс дегидрирования | |
| ES2257451T3 (es) | Procedimiento para la deshidrogenacion de hidrocarburos. | |
| EP0323115B1 (en) | Process for the steam dehydrogenation of dehydrogenatable hydrocarbons with simultaneous oxidative reheating | |
| EP2300157B1 (en) | Catalyst for dehydrogenation of hydrocarbons | |
| EP1342710B1 (en) | Method for catalytic dehydrogenation of hydrocarbons using carbon dioxide as a soft oxidant | |
| JP2004283834A (ja) | アルカンの脱水素のための触媒及び方法 | |
| CN102271806A (zh) | 脱氢催化剂 | |
| CN107249733A (zh) | 催化复合材料及改善的用于烃脱氢的方法 | |
| US4310717A (en) | Oxidative dehydrogenation and catalyst | |
| WO2016161140A1 (en) | Heat management materials for endothermic alkane dehydrogenation reactions | |
| KR20110097953A (ko) | 알칸의 탈수소화를 위한 촉매의 주석 함침에 대한 변형 | |
| US4370259A (en) | Oxidative dehydrogenation catalyst | |
| RU2813106C1 (ru) | Термостабилизирующий агент для эндотермических процессов в стационарном слое | |
| WO2021250610A1 (en) | Process for hydrocarbon dehydrogenation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC4A | Registration of transfer of a eurasian patent by assignment | ||
| PD4A | Registration of transfer of a eurasian patent in accordance with the succession in title |