FI79250C - Katalytisk dehydrogeneringsreaktorcykel. - Google Patents

Katalytisk dehydrogeneringsreaktorcykel. Download PDF

Info

Publication number
FI79250C
FI79250C FI861121A FI861121A FI79250C FI 79250 C FI79250 C FI 79250C FI 861121 A FI861121 A FI 861121A FI 861121 A FI861121 A FI 861121A FI 79250 C FI79250 C FI 79250C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
reactor
catalyst
temperature
oxidation
heat
Prior art date
Application number
FI861121A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI79250B (fi
FI861121A (fi
FI861121A0 (fi
Inventor
John Francis Kirner
William Allen Schwartz
Bharat Lajjaram Bhatt
Pradip Rao
Original Assignee
Air Prod & Chem
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Air Prod & Chem filed Critical Air Prod & Chem
Publication of FI861121A0 publication Critical patent/FI861121A0/fi
Publication of FI861121A publication Critical patent/FI861121A/fi
Publication of FI79250B publication Critical patent/FI79250B/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI79250C publication Critical patent/FI79250C/fi

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G45/00Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C5/00Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
    • C07C5/32Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with formation of free hydrogen
    • C07C5/327Formation of non-aromatic carbon-to-carbon double bonds only
    • C07C5/333Catalytic processes
    • C07C5/3332Catalytic processes with metal oxides or metal sulfides
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/584Recycling of catalysts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

1 79250
Katalyyttinen dehydrogenerointireaktorisykli
Esillä oleva keksintö kohdistuu katalyyttisen de-5 hydrogenointireaktorijärjestelmän käyttömenetelmään keveiden olefiinien valmistamiseksi parafiineistä.
C2~Cg-olefiinien valmistus nesteytetystä maaöljykaa-susta (LPG) katalyyttisen dehydrogenaation avulla käsittää katalyyttisten kiertoreaktorin käytön. Reaktoreita, jotka 10 käsittävät katalyyttikerroksen kromihappoa aktiivisella alumiinioksidilla olevien sylinterimäisten pellettien muodossa, käytetään tyypillisesti dehydrogenoimaan LPG-syöttö-materiaalit, jotka sitten puristetaan ja erotetaan haluttujen tuotteiden saamiseksi, joihin kuuluvat propyleeni, 15 isobutyleeni, muut buteenit ja penteenit, kevyet hiili- vetykaasut ja vetykaasu. Tyypillinen tällainen reaktiojär-jestelmä on Catofin /Catadiene -järjestelmä. Järjestelmässä katalysoitu yleinen reaktio on alkaanihiilivetyjen dehydrogenointi alkeeneiksi.
20 C H _ v C H„ + H.
n (2n+2)-> n 2n 2 Tämä LPG-materiaalin dehydrogenointi olefiinien valmistamiseksi on erittäin endoterminen reaktio. Esimerkiksi 25 likimain 1055 kilojoulea täytyy syöttää 454 grammaa tuotteen kasoissidosta kohti valmistettaessa C^-yhdisteitä ja noin 1371 kilojoulea täytyy syöttää 454 grammaa tuotteen kaksoissidosta kohti valmistettaessa propaanista propyleeniä.
Tarvittava reaktiolämpö syötetään pääasiassa katalyyttiker-30 roksen varastoidun lämmön avulla, mitä kerrosta kuumennetaan jakson käyttämättömän osan aikana.
TM TM
Catofin ja Catadiene menetelmiä on esitelty lukuisissa julkaisuissa mukaanluettuina Craig, R.G. et ai., 2 79250 "Chemical Engineering Progressa", helmikuu 1979, sivut 62-65 ja Gussow, S. et ai., "Oil & Gas Journal", joulukuu 8., 1980, sivut 96-101.
Alan aikaisemmat menetelmät reaktorin kuumentamiseksi 5 käsittävät katalyytille saostuneen koksin polton dehydro-genointireaktion aikana. Tätä saostunutta koksia poltetaan etukäteen kuumennetun ilman avulla katalyyttikerroksen kuumentamiseksi haluttuun lämpötilaan. Lisäksi polttokaasua voidaan polttaa reaktorissa lisäenergian saamiseksi.
10 Toinen lämpölähde, joka vaaditaan dehydrogenointireaktiossa on reaktorin lävitse pumpattavan ilman sopiva kuumentaminen.
Haluttuun lämpötilaan kuumennettuna kierrätetään reaktorissa lyhyt aika vetyä katalyytin pelkistämiseksi ja 15 saatetaan se käyttövalmiiksi, jolloin tapahtuu endoterminen dehydrogenaatioreaktio, joka absorboi energiaa ja alentaa reaktorin lämpötilaa käyttöjakson aikana.
Tämä reaktorijakso käsittää reaktorin puhdistuksen vesihöyryllä hiilivetymateriaalien poistamiseksi, reaktorin 20 tyhjentämisen, ilman tai ilman ja polttokaasun kuumentamisen uudestaan samanaikaisesti koksin polton kanssa reaktorin kuumentamiseksi haluttuun lämpötilaan, tyhjennyksen uudelleenkuumennuksen jälkeen, altistamisen pelkistävälle kaasulle ja dehydrogenaatiokäsittelyn toistamisen uudestaan. 25 Jatkuvien menetelmän päävirtausten muodostamiseksi vaaditaan vähintään kaksi reaktoria. Kaupallisesti käytetään tavallisesti kolmesta kahdeksaan reaktoria. Keskusajoi-tuslaite ohjelmoi jakson kulun reaktorin uudelleenkuumen-nusta, puhdistusta ja toimintavaiheita varten.
30 Alan aikaisemmissa menetelmissä katalyyttisen reak torin uudelleenkuumennusta varten on useita osoitettuja epäkohtia. Toimittaessa ei-diolefiineja muodostavien hiilivetyjen korkeampien jakeiden kanssa, katalyyttikerrokselle saostuneen koksin määrä toimintajakson aikana on yleensä 35 riittämätön muodostamaan tarvittavan energian uudelleen- 3 79250 kuumennusjakson aikana.
Lisäksi uudemmat, tehokkaammat dehydrogenointikata-lyytit tuottavat vähemmän koksia samaa tuotettua ole iini-määrää kohti. Täten uudempia katalyyttejä käyttävät järjestelmät vaativat vaihtoehtoisia energialähteitä uudel-leenkuumennusjakson aikana. Tämä lisäenergia täytyy syöttää kuumentamalla ilma erittäin korkeaan lämpötilaan tai polttamalla keveitä hiilivetypolttokaasuja reaktorissa. Molemmat vaihtoehdot ovat epäsuotavia.
Käytettäessä joko kierrätetyn ilmavirran lisäkuumen-nusta tai polttokaasun polttoa reaktorissa voi kerroksen yläosassa esiintyä liian korkeita lämpötiloja, jotka aiheuttavat katalyytin deaktivoitumista. Lisäksi katalyytin epätasainen kuumentuminen aiheuttaa sekä kylmien kohtien 1 ^ -1 että myös katalyytin deaktivoituneiden alueiden muodostumista, mitkä molemmat heikentävät menetelmän tehokkuutta.
Katalyyttikerroksen uudelleenkuumennus kuumennetun ilman, koksin polton tai polttokaasun polton avulla aiheuttaa lisäepäkohtana lämpötilagradientin muodostumisen ker-rokseen. Uudelleenkuumennuksen aikana kerroksen yläosa kuumenee ensin ja kaikkein nopeimmin, kun taas alemmat kerrokset kuumenevat hitaasti. Koska katalyytin deaktivoi-tuminen on päärajoitus uudelleenkuumennusjaksossa, täytyy uudelleenkuumennus keskeyttää, kun kerroksen yläosa saavut-taa korkeimman sallitun lämpötilan . Näissä olosuhteissa katalyyttikerroksen pohja on yleensä huomattavasti sen optimilämpötilan alapuolella.
Palattaessa takaisin toimintavaiheeseen tämä lämpö-tilagradientti aiheuttaa aktiiviteetin paranemisen kerroksen 30 yläosassa ja alentaa tehokkuutta alaosaa kohti siirryttäessä. Tämän tuloksena sijoitetaan suurempi määrä koksia yläosaan, mikä vuorostaan johtaa epäsuotavan lämpötilagradientin säilymiseen seuraavissa uudelleenkuumennusvaiheissa.
Piirustuksissa: 35 Kuva 1 on vuokaavio alan aikaisemmasta katalyytti- 4 79250 sestä dehydrogenointimenetelmästä, joka käsittää tuotteen talteenotto-osan.
Kuva 2 on kaaviokuva esillä olevan keksinnön mukaisesta katalyyttireaktorin uudelleenkuumennusmenettelystä.
5 Kuva 3 on aikakaavio esillä olevan keksinnön mukai sesta kolme reaktoria käsittävän järjestelmän käyttöjaksosta.
Kuva 4 on aikakaavio esillä olevan keksinnön mukaisesta viisi reaktoria käsittävän järjestelmän käyttöjaksosta,
Kuva 5 on graafinen kuva, joka esittää alan aikai-10 semmalla tavalla ja myös esillä olevan keksinnön mukaan toimivan katalyyttikerroksen lämpötilaprofiilia.
Kuva 6 on lohkokaavio koereaktorista, jossa käytetään esillä olevan keksinnön mukaista menettelyä.
Esillä olevan keksinnön mukaan kiinteää kerrosta käyt- 15 tävä, adiabaattinen katalyyttinen dehydrogenointireaktori,
TM TM
jollaista käytetään esimerkiksi Catofin ja Catadiene menetelmissä C2-C^-olefiinien valmistamiseksi, regeneroidaan toimintavaiheen jälkeen johtamalla reaktoriin (a) hapettavaa kaasua (tyypillisesti ilmaa, johon haluttaessa on 20 lisätty polttokaasua polttamista varten in situ lämmön muodostamiseksi), joka on kuumennettu 538-704°C lämpötilaan ensimmäistä etukäteen määrättyä aikajaksoa varten, joka on riittävä polttamaan oleellisesti kaiken reaktorissa olevan koksin ja (b) toista etukäteen määrättyä 25 aikajaksoa varten, joka on riittävä aiheuttamaan hieman katalyytin itsensä hapettumista ja sitten (c) syötetään pelkistävää kaasua (tyypillisesti vetyä, joka haluttaessa sisältää 10-25 mooliprosenttia keveitä hiilivetyjä) kuumennettuna myös 538-704°C lämpötilaan kolmatta etukäteen mää-30 rättyä aikajaksoa varten katalyytin palauttamiseksi alempaan hapetustilaan. Regenerointia jatketaan sitten yhden tai useamman jakson avulla mukaanluettuna (d) hapettavan kaasun syöttö jälleen 538-704°C lämpötilassa neljättä etukäteen määrättyä aikajaksoa varten, joka on riittävä kata-35 lyytin hapettamiseksi uudestaan ja(e) pelkistävän kaasun 5 79250 syöttö 538-704°C lämpötilassa etukäteen määrätyksi ajaksi, joka on riittävä katalyytin pelkistämiseksi uudestaan alempaan hapetustilaan. Tätä jaksoittaista menettelyä toistetaan, kunnes katalyyttikerroksen lämpötila saavuttaa tai 5 lähenee haluttua reaktorin käyttölämpötilaa, joka on yleensä suuruusluokkaa 538-621°C.
Tarkasteltaessa seuraavassa kuvaa 1, joka esittää
TM
materiaalivirtauksia Catofin prosessijärjestelmässä, nesteytetty maaöljykaasusyöttö saapuu prosessiin putken 10 500 kautta ja esikuumennetaan se lämpökosketuksen avulla reaktorin poistokaasuvirran kanssa lämmönvaihtimessa 10. Esikuumennuksen jälkeen syöttömateriaalit siirretään putken 510 kautta panoskuumentimeen 20, jossa ne kuumennetaan korkeaan lämpötilaan, jonka suuruusluokka on 650°C, 15 lisäenergiasyötön kuten polttokaasun polton avulla. Uudel-leenkuumennetut syöttömateriaalit siirretään putken 520 kautta katalyyttiseen reaktoriin 30 dehydrogenointia varten.
Katalyyttinen reaktori 30 sisältää useissa hapetus-tiloissa olevaa aktiivista dehydrogenointikatalyyttiä kä-20 sittävän kerroksen. Tyypillisesti käytetään esimerkiksi katalyyttejä, jotka muodostuvat 18-20 prosentilla kromi-happoa kyllästetyistä aktiivista alumiinioksidia olevista sylinterimäisistä pelleteistä, joihin haluttaessa on sekoitettu osuus levymäistä alumiinioksidia.
25 Dehydrogenoinnin jälkeen olefiinituotteiden muodosta miseksi reaktorin poistovirta 530 jäähdytetään vesihöyryn muodostuksen avulla vesihöyrygeneraattorissa 40 ja sitä jäähdytetään edelleen kosketuksen avulla LPG-syöttömateriaalin kanssa lämmönvaihtimessa 10. Reaktorin poisto siirretään 30 sitten putken 540 kautta puristusyksikköön 50. Puristettu poisto johdetaan sitten paisuntahaihdutuksen erotussäili-öön 60 keveiden jakeiden erottamiseksi ja C^-olefii-neista. Nämä kevyet jakeet kuivataan kuivaajassa 70 ja erotetaan sitten kylmälaatikossa 80 virraksi, joka sisältää 35 pääasiassa C^-olefiieja virraksi, joka sisältää vetyä ja 6 79250 kevyitä kaasuja. C^-olefiinit puristetaan kompressorissa 90 ja syötetään yhdessä paisuntasäiliön pohjalta paisunta-haihdutuksen erotussäiliöstä 60 de-etanoijaan 110.
Kevyet kaasut voidaan haluttaessa siirtää kylmälaatikosta 5 80 painemuutos-adsorptioyksikköön 100 putken 550 kautta.
Painemuutos-adsorptioyksikkö 100 erottaa vetykaasun keveistä hiilivedyistä. De-etanointilaite 110 samoin erottaa kevyet hiilivedyt C^-C^-olefiineista, jotka otetaan talteen tuotteena.
10 Tarkasteltaessa sitten kuvaa 2 on siinä esitetty
TM
regenerointijärjestelmän vuokaavio. Catofin ja TM
Catadiene menetelmissä käytetyt katalyyttiset reaktorit regeneroidaan ei-toimintavaiheen aikana. Alan aikaisemman käytännön mukaan toimintavaiheen jälkeen nämä reak-15 torit puhdistetaan vesihöyryllä ja tyhjennetään jäännös- hiilivetyjen poistamiseksi. Kompressorin 220 avulla puristettua ilmaa, joka on kuumennettu 538-704°C lämpötilaan kuumentimessa 200, johdetaan sitten reaktoriin. Tuotantovaiheen aikana reaktoriin muodostuneen koksin annetaan 20 palaa, jolloin katalyyttikerroksen lämpötila nousee. Poltto-kaasua (tyypillisesti 75-90 mooliprosenttia vetyä, johon on sekoitettu keveitä hiilivetyjä) voidaan lisäksi johtaa reaktoriin ja polttaa siellä, jolloin energian syöttö kasvaa. Samanaikaisesti katalyytti muuttuu korkeampaan 25 hapetustilaan.
Sitten syötetään pieniä määriä pelkistävää kaasua (polttokaasua) reaktoriin ennen regeneroidun reaktorin saattamista takaisin toimintatilaan kerroksen lämpötilan ollessa 538-621°C.
30 Esillä olevan keksinnön suositeltavan toteutuksen mukaan reaktorin regenerointikäsittelyä laajennetaan käsittämään useita vuorotteleviä esikuumennetun hapettavan ja pelkistävän kaasun jaksoja sekä reaktorin 30b puhdistuksia ja tyhjennyksiä. Näissä jaksoissa, ensimmäisen 35 jälkeen, jakson hapetusvaiheen aika on hieman lyhyempi 7 79250 kuin ensimmäisessä tällaisessa hapetusvaiheessa, jolloin ajan täytyy olla riittävän pitkä polttamaan koksi katalyytistä sekä hapettamaan katalyytti. Näiden jaksojen kestoa ja lukumäärää voidaan säätää optimoimaan annetun 5 reaktorin lämpötila ja lämpötilaprofiili järjestelmässä ja jatkuvien päävirtausten muodostamiseksi täydellisessä järjestelmässä.
Pelkistävän kaasun virtaus voi olla joko ylöspäin tai alaspäin. Ylöspäin suuntautuva virtaus voidaan muo-10 dostaa sijoittamalla reaktorin tyhjennyspoistoputki kata-lyyttikerroksen yläpuolelle ja syöttämällä pelkistävä kaasu kerroksen alapuolelle. Pelkistävän kaasun virtaus ylöspäin voi edullisesti pienentää lämpötilagradienttia, joka tavallisesti esiintyy katalyyttikerroksessa.
15 Järjestelmässä, jossa on kolme reaktoria, prosessi- jakso voi olla kuvassa 3 esitetyn tapainen. Kuva 3 käsittää limittäisen 8 minuutin toimintajakson, mitä seuraa reaktorin vesihöyrypuhdistus ja tyhjennys kahden minuutin aikana, kahden minuutin ilmavirtaus reaktorin lävitse, 20 tyhjennys, jota seuraa pelkistävän kaasun kahden minuutin virtaus, neljän minuutin ilmavirtaus, toiset kaksi minuuttia tyhjennystä ja pelkistävän kaasun virtausta varten, vielä kahden minuutin ilmavirtaus ja lopullinen tyhjennys ja pelkistävän kaasun virtaus katalyytin hapetus-25 tilan säätämiseksi. Yksi täydellinen jakso vaatii 24 minuuttia ja yksi reaktori on toimintavaiheessa jokaisena annettuna aikana.
Viisireaktorisessa järjestelmässä voidaan käyttää kuvassa 4 esitettyä kaaviota. Tämä 22,5 minuutin jakso sallii 30 kahden reaktorin säilymisen tuotantovaiheessa koko ajan, kun taas muut kolme ovat regenerointijakson eri tiloissa.
Vaikka ilman ja pelkistävän kaasun kierrätys on tunnettu alalla aikaisemmin, tätä kierrätystä käytettiin pääasiassa reaktorin lämpötilan nostamiseen polttamalla 35 koksi ja siirtämällä sopiva lämpömäärä ilmasta katalyyttiin.
8 79250
Luonnollisesti esiintyi hieman katalyytin hapettumista, mutta tällaisella hapettumisella oli minimivaikutus reaktorin kokonaiskuumennuksen. Lisäksi vedyn virtauksia käytettiin pelkästään katalyytin pelkistämiseen hiilivety-5 syöttömateriaalin jätteen minimoiseksi eikä vaikuttamaan merkittävästi reaktorin kuumentamiseen. Järjestelmissä, joissa muodostui verrattain vähän katalyyttikerroksen koksiutumista, nämä menettelyt (erikoisesti koksin poltto) olivat tehottomia toimintavaiheen ulkopuolella olevan re-10 aktorin uudelleenkuumennusta varten ja niitä täydennettiin lisäkuumennuksella ilman kuumentamisen ja /tai polttokaasun polton avulla reaktorissa.
Esillä olevan keksinnön mukaisten hapetusjaksojen aikana tapahtuu katalyytissä hapettuminen yhtälön II mu-15 kaisesti (M = siirtymämetalli) MO + 1/2x0_ -MO (II) n 2 9 n+x kuten esimerkiksi Cr„Q. + 1,50»-> 2 CrO-, (Ha) 20 Tässä hapetuksessa tapahtuu -17,0 Kcal/mooli oleva enthal-pian muuton 593°C lämpötilassa.
Pelkistyksen aikana hapettunut katalyytti pelkistyy yhtälön III mukaan.
25 MOn+x + 2xH -* MOn + xH2° (III) kuten esimerkiksi 2CrO^ + 3H2-> Cr20^ + 3H20 (Ula) ja enthalpian muutos on -43,7 Kcal/mooli 593°C lämpötilassa. Täten enhalpian kokonaismuutos esimerkin täydellisessä hape-30 tus/pelkistys-jaksossa on -60,7 Kcal/mooli 593°C lämpötilas sa.
Tarkasteltaessa sitten kuvaa 5, jossa on esitetty katalyyttikerroksen lämpötilaprofiilit reaktorijakson aikana, ilmenee, että syklisessä hapetus/pelkistys-tapahtumassa 35 muodostunut erergia jakaantuu tasaisemmin kerroksen lävitse, 9 79250 koska jakso käsittää läheisesti katalyytin itsensä.
Täten paikalliset kuumentumiset ja niistä aiheutuvat katalyytin deaktivoituminen alenevat. Lisäksi kerroksen lämpö-tilagradientit pienenevät katalyytin tehokkaan osallistumi-5 sen vuoksi eksotermiseen kokonaisreaktioon veden muodostuessa. Tämä lämpötilagradienttien pieneneminen parantaa kokonaisprosessin hyötysuhdetta ja saantoa. Lisäetu, joka saadaan vedyn ylöspäin suuntautuneen virtauksen vaikutuksesta, ilmenee korkeampana kerroksen lämpötilana reak-10 torin poistossa, mikä sallii korkeamman kokonaiskinetiikan ja termodynaamisen saannon. Tämä etu olisi parhaiten havaittavissa osittain pelkistävissä olosuhteissa. Esillä olevan keksinnön tekijät ovat havainneet, että katalyytin pelkistys etenee asteettain alaspäin reaktorin lävitse. Esimer-15 kiksi kun vetyä johdetaan aluksi katalyyttikerroksen lävitse ilman uudelleenkuumennusvaiheessa, kerroksen yläosan lämpötila nousee ensin ja lämpötila kerroksessa alaspäin pysyy muuttumattomana. Lisättäessä edelleen vetyä asteettainen muutos lämpötilassa etenee alaspäin reaktorin lävitse.
20 Rajoittamalla pelkistysvaiheissa käytetyn vedyn tai poltto-kaasun määrää ja johtamalla tämä kaasu ylöspäin katalyytti-kerroksen lävitse (vastakkaiseen suuntaan hiilivetysyötön ja regenerointi-ilmavirtauksen suhteen) on mahdollista lisätä pääasiassa lämpöä katalyyttikerroksen alaosaan, missä 25 sitä eniten tarvitaan. Tämä tasaa lämpötilaprofiilia ja alentaa kerroksen maksimilämpötilaa, mikä vaaditaan annettua olefiinisaantoa varten läpikulkua kohti.
Järjestelmissä, joissa muodostuu rajoitettu määrä koksiutumista katalyyttikerroksessa, esillä oleva keksintö 30 on huomattavasti parempi toiminnan ja tehokkuuden suhteen kuin polttoainekaasun poltto reaktorissa tai kerroksen kuumentaminen sopivalla kierrätetyn ilmavirran lämmöllä. Esillä olevan keksinnön paremmuus perustuu sen kykyyn kuumentaa katalyyttikerros tasaisemmin ja nopeammin (saanto paranee ja 35 kustannukset alenevat) kuin alan aikaisemmissa järjestelmissä.
10 79250
Esillä olevan keksinnön suorituskykyparametrien tutkimiseksi käytettiin kuvassa 6 esitettyä koelaitosta tässä esitetyn reaktorin kierrätysmenetelmän mukaan.
Kuvan 6 mukainen koelaitos käsittää reaktorin 752, jossa 5 on 15 cm läpimittainen ja 914 cm syvyinen kiinteä kata-lyyttikerros. Reaktoriin 752 syötetään esikuumennettua ilmaa esikuumentimesta 750, joka on sähköisesti kuumennettu sula lyijyhaude.
Hiilivetyjä ja vetyä syötetään myös reaktoriin 752 10 esikuumentamisen jälkeen höyryvaipalla varustetussa esikuu-mentimessa 754 ja esikuumentimessa 756, joka on sähköisesti kuumennettu pronssikappale. Reaktorin poisto konden-soidaan kondensoijassa 758. Kaikkia kaasunsyöttöputkia sekä esikuumentimiin että reaktoriin säädetään joko käsi-15 ja sähkökäyttöisten venttiilien avulla. Reaktorin jaksotusta säädetään puolijohdejaksotuslaitteen avulla. Lisäksi kaikkia lämpötiloja järjestelmässä valvotaan termoelementtien avulla, jotka on liitetty hälytysjärjestelmän koelaitoksen toiminnan keskeyttämiseksi asianmukaisesti hätä-20 tapauksissa. Tuotenäytteet analysoidaan kaasukromatografisten menetelmien avulla ja ilmanäytteet analysoidaan infrapuna-analysaattorin avulla hiilidioksidipitoisuuden suhteen.
Ko.laitoksen toiminnasta johdettujen laskelmien pe- 25 rusteella minimimäärä hapettavaa kaasua, joka vaaditaan -4 jokaista hapetus/pelkistys-jaksoa varten on 4,5 x 10 kilo- moolia ilmaa kg kohti katalyyttiä, joka sisältää noin 18 painoprosenttia ja minimimäärä pelkistävää kaasua, joka vaaditaan jokaista hapetus/pelkistys-jaksoa varten -4 30 1,8 x 10 kilomoolia vetyä kg kohti katalytttiä. Nämä kaasumäärät antavat 2325 kilojoulea kg kohti katalyyttiä jokaista täydellistä hapetus/pelkistysjaksoa varten. On kuitenkin huomattava, että katalyytin koostumus, ikä ja deaktivoitumisaste on otettava huomioon syötettäessä 35 kaasuja regenerointivaiheen hapetus/pelkistys-jakson aikana.
Il 11 79250
Vaikka tätä keksintöä on kuvattu määrättyihin esimerkkeihin viitaten, ymmärtävät alan asiantuntijat kuitenkin, että olosuhteiden ja menetelmäparametrien muitakin muunnelmia voidaan käyttää poikkeamatta keksin-5 nön hengestä. Seuraavien patenttivaatimusten tarkoituksena on kattaa kaikki nämä muunnelmat.
Keksintö antaa menetelmän katalyyttisten hydroge-nointireaktorien regenerointia varten, jotka ovat käyttökelpoisia valmistettaessa mono- ja diolefiineja para-10 fiineistä.

Claims (9)

1. Menetelmä mono- ja diolefiinien valmistamiseksi parafiineista käyttäen syklistä, adiabaattista, katalyyt- 5 tistä dehydrogenointireaktoria, jossa dehydrogenointijakso keskeytetään hapetus- ja pelkistysjaksoilla katalyytin regeneroimiseksi, jolloin hapetusjakson aikana reaktorissa oleva koksi poltetaan, tunnettu siitä, että sen jälkeen, kun oleellisesti kaikki reaktorissa oleva koksi 10 on palanut, katalyyttikerroksen lämpötilaa kohotetaan siten, että a) reaktorin läpi johdetaan 538 - 704°C:seen kuumennettua hapettavaa kaasua riittävä aika ainakin osan katalyytistä hapettamiseksi, jolloin katalyyttikerroksen lämpö- 15 määrä kasvaa hapetuksessa muodostuvan lämmön vaikutuksesta, b) reaktorin läpi johdetaan 538 - 704°C:seen kuumennettua pelkistävää kaasua riittävä aika katalyytin pelkistämiseksi, jolloin katalyyttikerroksen lämpömäärä kasvaa pelkistyksessä muodostuvan lämmön vaikutuksesta, ja 20 c) hapetusvaihetta a) ja pelkistysvaihetta b) tois tetaan sykleinä, joiden lukumäärä on ennalta määrätty riittäväksi reaktorin kuumentamiseksi lämpötilaan 538 - 621°C.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheessa a) reaktorin läpi 25 johdetaan hapettavaa kaasua ennalta määrätty aika, jonka pituus on säädetty sellaiseksi, että suurin osa katalyytin aktiivisesta aineosasta siirtyy ensimmäisestä alemmasta hapetustliasta ensimmäiseen korkeampaan hapetustilaan, ja vaiheessa b) reaktorin läpi johdetaan pelkistävää kaasua 30 ennalta määrätty aika, jonka pituus on säädetty sellaiseksi, että suurin osa katalyytin aktiivisesta aineosasta siirtyy mainitusta ensimmäisestä korkeammasta hapetustilas-ta mainittuun ensimmäiseen alempaan hapetustilaan. i3 79250
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hapettava kaasu on ilma ja pelkistävä kaasu on vety.
4. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 1-3 mukai-5 nen menetelmä, tunnettu siitä, että reaktori puhdistetaan vesihöyryllä ennen hapettavan kaasun johtamista reaktorin lävitse.
5. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pelkistävä 10 kaasu johdetaan reaktorin lävitse syöttökaasun virtauksen suhteen vastakkaiseen suuntaan.
6. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että aktiivinen aineosa katalyytissä on siirtymämetallioksidi.
7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että aktiivinen aineosa katalyytissä on kromioksidi.
8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että reaktoriin syötetään hapetus- 20 vaiheessa ilmaa vähintään 4,5 x 10'4 kilomoolia kilogrammaa kohti katalyyttiä, joka sisältää 17 - 19 painoprosenttia Cr203 , ja pelkistysvaiheessa vetyä, vähintään 1,8 x 10'4 kilomoolia kilogrammaa kohti katalyyttiä, joka sisältää 17 - 19 painoprosenttia Cr203.
9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että katalyytti on Cr203 /Al203 -yhdistelmä. 14 79250
FI861121A 1985-03-18 1986-03-18 Katalytisk dehydrogeneringsreaktorcykel. FI79250C (fi)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/712,831 US4581339A (en) 1985-03-18 1985-03-18 Catalytic dehydrogenation reactor cycle
US71283185 1985-03-18

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI861121A0 FI861121A0 (fi) 1986-03-18
FI861121A FI861121A (fi) 1986-09-19
FI79250B FI79250B (fi) 1989-08-31
FI79250C true FI79250C (fi) 1989-12-11

Family

ID=24863732

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI861121A FI79250C (fi) 1985-03-18 1986-03-18 Katalytisk dehydrogeneringsreaktorcykel.

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4581339A (fi)
KR (1) KR900000859B1 (fi)
CA (1) CA1261312A (fi)
DE (1) DE3608611A1 (fi)
FI (1) FI79250C (fi)
NO (1) NO169834C (fi)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4996387A (en) * 1989-07-20 1991-02-26 Phillips Petroleum Company Dehydrogenation process
US5214225A (en) * 1991-12-05 1993-05-25 Hall Stephen G Dehydrogenation process with improved heat recovery
US5510557A (en) * 1994-02-28 1996-04-23 Abb Lummus Crest Inc. Endothermic catalytic dehydrogenation process
DE4446384A1 (de) * 1994-12-23 1996-06-27 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von olefinisch ungesättigten Verbindungen, insbesondere Styrol duch katalytische Oxidation
DK0770426T3 (da) * 1995-10-27 2003-09-08 Akzo Nobel Nv Fremgangsmåde til fremstilling af en hydrogeneringskatalysator ud fra spildkatalysatorer
JP2005327483A (ja) * 2004-05-12 2005-11-24 Honda Motor Co Ltd エネルギーの利用装置およびエネルギーの利用方法
JP5411133B2 (ja) * 2007-06-25 2014-02-12 サウディ ベーシック インダストリーズ コーポレイション 二酸化炭素の合成ガスへの接触水素化
US10246386B2 (en) 2014-09-12 2019-04-02 Sabic Global Technologies B.V. Embedded alkane dehydrogenation systems and processes
US10017431B2 (en) * 2014-12-10 2018-07-10 Lummus Technology Inc. Process for co-producing C3 olefins, iC4 olefins, nC4 olefins and diolefins, and/or C5 olefins and diolefins
US9873647B2 (en) 2015-11-04 2018-01-23 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Processes and systems for converting hydrocarbons to cyclopentadiene
US20180339280A1 (en) 2017-04-28 2018-11-29 Flint Hills Resources, Lp Processes and apparatus for introducing a gas into a reactor
EP3619185A1 (en) * 2017-05-03 2020-03-11 SABIC Global Technologies B.V. Programmable logic controller in dehydrogenation process
US10836690B1 (en) 2019-07-26 2020-11-17 Tpc Group Llc Dehydrogenation process and system with reactor re-sequencing

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3647909A (en) * 1970-02-10 1972-03-07 Atlantic Richfield Co Regeneration of chromia-alumina dehydrogenation catalyst
GB1398086A (en) * 1971-07-02 1975-06-18 Shell Int Research Process for the regeneration of a deactivated hydrocarbon conversion catalyst
JPS5932447B2 (ja) * 1982-04-12 1984-08-09 三菱瓦斯化学株式会社 オレフインの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
FI79250B (fi) 1989-08-31
CA1261312A (en) 1989-09-26
NO169834C (no) 1992-08-12
NO169834B (no) 1992-05-04
KR900000859B1 (en) 1990-02-17
FI861121A (fi) 1986-09-19
DE3608611C2 (fi) 1989-12-21
KR860007357A (ko) 1986-10-10
US4581339A (en) 1986-04-08
NO861010L (no) 1986-09-19
DE3608611A1 (de) 1986-09-18
FI861121A0 (fi) 1986-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI79250B (fi) Katalytisk dehydrogeneringsreaktorcykel.
RU2116123C1 (ru) Способ удаления сернистых соединений, содержащихся в остаточном газе
JP2937479B2 (ja) アルカンを脱水素する方法及び装置
FI77837B (fi) Foerfarande foer dehydrering av kolvaeten.
JP3118671B2 (ja) 脂肪族炭化水素のオレフィン系炭化水素への脱水素方法および装置
KR101653457B1 (ko) 탈수소화 공정에서의 촉매 재생 방법
US8927799B2 (en) Propane dehydrogenation process utilizing fluidized catalyst system
US4217244A (en) Regeneration of isomerization catalysts containing magnesium oxide
FR2511671A1 (fr) Procede de deshydrogenation
KR20020051938A (ko) 촉매 환원을 포함하는 이동상으로 방향족 화합물을제조하는 방법
US2330710A (en) Regeneration of catalysts
US20140056766A1 (en) Methane Conversion Apparatus and Process Using a Supersonic Flow Reactor
USRE28830E (en) Method for reducing sulfur compounds in sulfur plant effluent
US3810972A (en) Reduction of sulphur oxides
BR112020024668B1 (pt) Método para desidrogenar uma corrente de alimentação para produzir um ou mais produtos de olefina
US2304203A (en) Conducting catalytic conversion reactions
US2886507A (en) Method of supplying endothermic heat of reaction
US2858279A (en) Method of drying a fluid hydroforming catalyst
RU2771816C2 (ru) Устройства для дегидрирования алканов
CN108993327A (zh) 基于甲醇制芳烃的三段流化床的连续反应再生系统及方法
US20140364671A1 (en) Catalyst moisture sensitivty management
RU2783925C1 (ru) Способ каталитической ароматизации углеводородов с3-с4
CN112236222B (zh) 开始流化催化反应器系统的操作的方法
KR101932328B1 (ko) 탈수소 반응 촉매재생장치
US20140058163A1 (en) Methane Conversion Apparatus and Process Using a Supersonic Flow Reactor

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed

Owner name: HOUDRY, INC.