FI85691C

FI85691C - Foerfarande foer foeraedling av laetta olefiner i en turbulent, svaevande katalytbaeddreaktor.

Info

Publication number: FI85691C
Application number: FI880310A
Authority: FI
Inventors: Tai-Sheng Chou; Amos Andrew Avidan; Jorge Luis Soto; Samuel Allen Tabak; Hartley Owen
Original assignee: Mobil Oil Corp
Priority date: 1987-01-23
Filing date: 1988-01-22
Publication date: 1992-05-25
Also published as: EP0276095B1; PH24511A; ZA88463B; CA1279659C; CN88100267A; JP2557440B2; AU613599B2; PT86599A; FI880310A; JPS63225694A; TR23518A; ES2041784T3; PT86599B; CN1014400B; BR8800175A; FI85691B; DE3872531T2; EP0276095A1; DE3872531D1; FI880310A0

Description

1 85691

Menetelmä kevyiden olefiinien jalostamiseksi pyörteisessä, leijutetussa katalyyttikerrosreaktorissa

Keksintö koskee katalyyttistä tekniikkaa kevyen olefiinikaasun jalostamiseksi raskaammiksi hiilivedyiksi. Se kohdistuu erityisesti jatkuvaan prosessiin eteeniä sisältävän olefiinisen kevyen kaasusyöttöraaka-aineen oligomeroimiseksi, joka sisältää valinnaisesti proteenia tai muita alempia alkeeneja, ^hiilivetyjen, kuten olefiinisten nestemäisten polttoaineiden, isobutaanin, aromaattien ja muiden hyödyllisten tuotteiden tuottamiseksi. Eteeniä (etyleeniä, C2H4) sisältävät kaasut, kuten maaöljyn krakkauksen poistokaasu, ovat tässä yhteydessä hyödyllisiä syöttö-raaka-aineita.

Kehitys zeoliittikatalyysissä ja hiilivetyjen konversioproses-seissa ovat synnyttäneet mielenkiintoa olefiinisten syöttöraaka-aineiden hyväksikäyttöön C^+-bensiinin, diselpolttoaineen jne. tuottamiseksi. ZSM-5-tyyppisten zeoliittikatalyyttien edistämien kemiallisten perusreaktioiden lisäksi joukko keksintöjä on myötävaikuttanut uusien teollisten prosessien kehittämiseen. Nämä ovat turvallisia, ympäristön kannalta hyväksyttäviä prosesseja syöttöraaka-aineiden hyväksikäyttämiseksi, jotka sisältävät alempia olefiineja, erityisesti C^-C^-alkeeneja. US-patenteissa 3 760 024 ja 3 845 150 on havaittu C2~C^-alkeenien ja -alkaanien konversion runsaasti aromaatteja sisältävien nestemäisten hiilivety tuotte iden valmistamiseksi olevan tehokkaita prosesseja käytettäessä ZSM-5-tyyppisiä zeoliittikatalyyttejä. US-patenteissa 3 960 978 ja 4 021 502 selostetaan C2~C^-olefiinien konversiota yksin tai sekoitettuna parafUnisiin komponentteihin korkeammiksi hiilivedyiksi kiteisten zeoliittien yläpuolella, joiden happamuus on säädetty. US-patentit 4 150 062, 4 211 640 ja 4 227 992 ovat myös vaikuttaneet katalyyttisten olefiinien jalostusteknii-koiden ja parannettujen prosessien ymmärtämiseen.

Alempien olefiinien, erityisesti propeenin ja buteenien konversio HZSM-5-zeoliitin yläpuolella on tehokas kohtuullisesti 2 85691 korotetuissa lämpötiloissa ja paineissa. Konversiotuotteina tavoitellaan nestemäisiä polttoaineita, erityisesti alifaattisia ja aromaattisia C^+-hiilivetyjä. Nestemäisten hiilivetyjen tuotejakautumaa voidaan vaihdella säätämällä prosessiolosuhteita, kuten lämpötilaa, painetta ja tilavuusvirtausnopeutta. Bensiiniä muodostuu helposti korotetussa lämpötilassa (esim.

korkeintaan n. 400°C:ssa) ja kohtuullisessa paineessa ympäristön paineesta n. 5500 kPasin, edullisesti noin 250-2900 kParssa. Olefiinista bensiiniä voidaan tuottaa hyvällä saannolla ja voidaan ottaa talteen tuotteena tai syöttää vähemmän ankaraan korkeapaineiseen reaktorisysteemiin konvertoitavaksi raskaamman tislealueen tuotteiksi. Tislausmuotoista toimintaa voidaan käyttää C^Q+-alifaattien tuotannon maksimoimiseksi antamalla alempien ja keskiolefiinien reagoida korkeassa paineessa ja kohtuullisessa lämpötilassa. Käyttöolosuhteiden yksityiskohtia tyypillisille "MOGD" (Mobil Olefin to Gasoline Distillate)-oligomerointiyksi-köille on selostettu US-patenteissa 4 456 779, 4 497 968 ja 4 433 185. Kohtuullisessa lämpötilassa ja suhteellisen korkeassa paineessa konversio-olosuhteet suosivat tislealueen tuotetta, jonka nor-maalikiehumispiste on vähintään 165°C. C2-Cg-alkeeneja sisältävät alemmat olefiiniset syöttöraaka-aineet voidaan konvertoida selektiivisesti; vähemmän ankarat tislaustyyppiset olosuhteet eivät kuitenkaan konvertoi pääosaa eteenistä. Vaikka proteeni, buteeni-1 ja muut voidaan konvertoida 50-95 %:sesti vähemmän ankaralla, kohtuullisen lämpötilan tislauskäytännöllä vain 10-30 % eteenikomponentista konvertoituu käyttäen HZSM-5 tai vastaavia happamia zeoliitteja. Monet kaupallisesti mielenkiintoiset syöttöraaka-aineet, kuten leijutetun katalyyttisen krak-kauksen (FCC) poistokaasu, dehydraustuotteet, etaanin krakkauk-sen sivutuote jne. sisältävät sekä eteeniä että vetyä yhdessä I^Sjn ja kevyiden alifaattien kanssa. Eteeni voidaan myös konvertoida kohtuullisessa lämpötilassa bifunktionaalisella nikkeli-katalyytillä.

On havaittu, että eteeniä sisältävä olefiininen kevyt kaasu voidaan jalostaa runsaasti olefiinista bensiiniä, isobutaania ja aromaatteja sisältäviksi nestemäisiksi hiilivedyiksi katalyyttisellä konversiolla kiinteän happaman zeoliittikatalyytin 3 85691 pyörteisessä leijukerroksessa erittäin ankarissa reaktio-olosuhteissa yhdellä ajokerralla tai kierrättämällä kaasumaista tuotetta. Tämä tekniikka on erityisen hyödyllinen kevyen FCC-kaasun jalostukseen, joka sisältää tavallisesti merkittäviä määriä eteeniä, propeenia, parafiineja ja vetyä ja jota muodostuu krakattaes-sa raskaita maaöljyjakeita tms. Jalostamalla sivutuotteena oleva kevyt kaasu voidaan FCC-yksiköiden bensiinisaantoa lisätä merkittävästi. Näin ollen tämän keksinnön päätavoitteena on saada aikaan uusi tekniikka eteeniä sisältävän kevyen kaasun jalostamiseksi .

On löydetty uusi prosessi eteeniä sisältävän syöttöraaka-aineen jatkuvaksi konvertoimiseksi raskaammiksi hiilivetytuotteiksi, jossa prosessissa syöttöraaka-aine saatetaan korotetussa lämpötilassa kosketukseen zeoliittikatalyytin leijukerroksen kanssa konversio-olosuhteissa. Parannus käsittää leijutetun katalyytti-kerroksen pitämisen pystysuorassa reaktiokolonnissa, jossa on pyörteinen reaktiovyöhyke, johtamalla syöttöraaka-ainekaasua ylöspäin reaktiovyöhykkeen läpi suuremmalla nopeudella kuin tiiviin kerroksen siirtonopeudella pyörteisissä olosuhteissa ja pienemmällä kuin keskimääräisen katalyyttihiukkasen siirtonopeudella; ja koksaantuneen katalyytin osan poistamisen reaktiovyö-hykkeestä, poistetun katalyytin hapettavan regeneroinnin ja re-... generoidun katalyytin palauttamisen reaktiovyöhykkeeseen nopeu della, joka säätelee katalyytin aktiivisuutta ja reaktion ankaruutta. Alkaani/alkeenisuhde pidetään hiilivetytuotteessa välillä n.0,2:1-5:1 reaktioankaruuden olosuhteissa syöttöraaka-aineen konversion aikaansaamiseksi. Leijutekniikassa voidaan edullisesti käyttää hyväksi vähintään 70 %:sta eteenin konversiota yhdellä ajokerralla korkeaoktaanisen bensiinin alueella olevan hiili-vetytuotteen aikaansaamiseksi hyvällä saannolla. Eksotermisten alkeenien ja endotermisten alkaanien termodynaamisesti lämpöta-sapainoitettu seos voidaan konvertoida ilman merkittävää kier-; rätystä ja/tai laimenninta korkeaoktaanisen bensiinin alueella olevan hiilivetytuotteen aikaansaamiseksi hyvällä saannolla. Kuitenkin enimmäkseen -kaasun kierrätystä voidaan käyttää '···' C^+-saantojen parantamiseksi edelleen ja katalyytin täydennys- vaatimusten pienentämiseksi.

4 85691

Piirustuksissa: kuvio 1 on kaavamainen kuvanto tämän keksinnön mukaisesta leiju-kerrosreaktorisysteemistä; kuvio 2 on graafinen käyrästö, joka esittää tuotesaantoja reaktion ankaruusindeksin (R.I.) funktiona; ja kuvio 3 esittää vastaavaa nestemäisen tuotteen oktaanilukua R.I.-arvon funktiona; kuvio 5 esittää tuotteen saantoa eteenin konversion funktiona; kuvio 4 esittää vastaavia tutkimus- ja moottorioktaanilukuja; ja kuvio 6 on puolilogaritmikäyrä, jossa verrataan C^-C^-alkaania ja alkeenia keskenään.

Viimeaikainen kehitys zeoliittiteknoligiassa on saanut aikaan ryhmän keskihuokoskoon piipitoisia materiaaleja, joilla on samantapainen huokosgeometria. Huomattavin näistä keskihuokoskoon zeoliiteista on ZSM-5, joka syntetisoidaan tavallisesti käyttäen Bronsted-happoaktiivisia kohtia liittämällä tetraedrisesti koordinoitu metalli, kuten AI, Ga, B tai Fe zeoliittiristikkoon.

Nämä keskihuokoskoon zeoliitit ovat edullisia happokatalyysiin; ZSM-5-rakenteiden etuja voidaan kuitenkin käyttää hyväksi käyttämällä erittäin piipitoisia materiaaleja tai kiteistä metallosili-kaattia, jossa on yksi tai useampia tetraedrisiä osia, joilla on vaihtelevat happamuusasteet. ZSM-5:n kiderakenne on helppo tunnistaa sen röntgensädediffraktiokuviosta, jota on kuvattu US-patentissa n:o 3 702 866.

Tässä käytettäviä edullisia oligomerointikatalyyttejä ovat keskihuokoskoon (ts. n. 5-7 A) muotoselektiiviset kiteiset alumiini-silikaattizeoliitit, joiden piidioksidi/alumiinioksidisuhde on vähintään 12, hillintäindeksi n. 1-12 ja happokrakkausaktiivi-suus n. 10-250. Leijukerrosreaktorissa koksaantuneella katalyytillä voi näennäistiheys (alfa-arvo) olla n. 10-80 prosessiolo-suhteissa vaaditun reaktion ankaruusasteen saavuttamiseksi. Tyypillisiä ZSM-5-tyypin zeoliitteja ovat ZSM-5, ZSM-11, ZSM-12, ZSM-22, ZSM-23, ZSM-35 ja ZSM-38. ZSM-5 on selostettu US-paten-‘ tissa n:o 3 702 886 ja US-patentissa n:o Re 29 948. Muita sopi via zeoliitteja on selostettu US-patenteissa n:ot 3 709 979, 3 832 449, 4 076 979, 3 832 449, 4 076 842, 4 016 245 ja 4 046 839, 5 85691 4 414 423, 4 417 086, 4 517 396 ja 4 542 251. Vaikka sopivia zeoliitteja, joiden koordinoidun metallioksidin ja piidioksidin välinen moolisuhde on 20:1-200:1 tai suurempi, voidaan käyttää, on edullista käyttää standardi ZSM-5:ä, jonka piidioksidi/alu-miinioksidi moolisuhde on n. 25:1-70:1, sopivasti modifioituna. Tyypillinen zeoliittikatalyyttikomponentti, jossa on Bronsted-happokohtia, voi koostua olennaisesti alumiinisilikaatti-ZSM-5-zeoliitista yhdessä 5-95 paino-%:n kanssa piidioksidi- ja/tai alimiinioksidisideaineita.

Mäitä piipitoisia zeoliitteja voidaan käyttää niiden happomuo-doissa ionivaihdettuna tai kyllästettynä yhdellä tai useammalla sopivalla metallilla, kuten Ga-, Pd-, Zn-, Ni-, Co-metallilla ja/tai muilla jaksollisen järjestelmän ryhmien III-VIII metalleilla. Zeoliitti voi sisältää hydraus-dehydrauskomponenttia (toisinaan käytetään nimitystä hydrauskomponentti), joka on yleensä yksi tai useampi metalli jaksollisen järjestelmän ryhmästä IB, IIB, IIIB, VA, VIA tai VIHA (IUPAC), erityisesti aromati-sointimetalleista, kuten Ga, Pd jne. Hyödyllisiä hydrauskompo-nentteja ovat ryhmän VIIIA jalometallit, erityisesti platina, mutta muitakin jalometalleja, kuten palladiumia, kultaa, hopeaa, reniumia tai rodiumia voidaan käyttää. Perusmetallihydrauskompo-nentteja voidaan myös käyttää, erityisesti nikkeliä, kobolttia, molybdeenia, wolframia, kuparia tai sinkkiä. Katalyyttimateriaa-lit voivat sisältää kahta tai useampia katalyyttikomponentteja, kuten metallista oligomerointikomponenttia (esim. ionista Ni^+:a ja muotoselektiivista, keskihuokoskoon hapanta oligomerointika-talyyttiä, kuten ZSM-5-zeoliittia), joita komponentteja voi olla läsnä sekoitettuna tai yhdistettynä yhtenäiseen bifunktionaali-seen kiinteään hiukkaseen. On mahdollista käyttää hyväksi eteenin dimerointimetallia tai oligomerointiainetta syöttöraaka-ai-neen eteenin konvertokmiseksi tehokkaasti jatkuvatoimisessa reaktiovyöhykkeessä.

Tietyt ZSM-5-tyypin keskihuokoskoon muotoselektiiviset katalyytit tunnetaan toisinaan pentasileinä. Edullisten alumiinisilikaat-tien sijasta boorisilikaatti-, ferrosilikaatti- ja "silikaliit-ti"-materiaaleja voidaan käyttää. On edullista käyttää standardi 6 85691 ZSM-5:ä, jossa piidioksidi/alumiinioksidi moolisuhde on 25:1-70:1 ja näennäinen alfa-arvo 10-80, syöttöraaka-aineessa olevista olefiineista 60-100 %:n ja edullisesti vähintään 70 %:n konvertoimiseksi .

ZSM-5-tyyppiset pentasiilizeoliitit ovat erityisen hyödyllisiä ko. prosessissa johtuen niiden regeneroitavuudesta, pitkästä eliniästä ja stabiilisuudesta äärimmäisissä käyttöolosuhteissa. Tavallisesti zeoliittikiteiden kidekoko on n. 0,01-2 ^um tai suurempi alueen 0,02-1 ^um ollessa edullinen. Jotta saataisiin haluttu hiukkaskoko leijutusta varten pyörteisissä olosuhteissa, zeoliittikatalyyttikiteet sidotaan sopivalla epäorgaanisella oksidilla, kuten piidioksidilla, alumiinioksidilla jne. n.

5-95 paino-%:n zeoliittiväkevyyden aikaansaamiseksi. Edullisten toteutusmuotojen kuvauksessa käytetään 25 %:sta H-ZSM-5-kata-lyyttiä, joka sisältyy piidioksidi-alumiinioksidimateriisiin ja jonka tuore alfa-arvo on n. 80, ellei toisin mainita.

Hiukkaskokojakautuma voi olla merkittävä tekijä kokonaishomo-geenisuuden saavuttamisessa pyörteisissä olosuhteissa tapahtuvassa leijutuksessa. On toivottavaa käyttää prosessissa hiukkasia, jotka sekoittuvat hyvin koko kerroksessa. Suuria hiukkasia, joiden hiukkaskoko on yli 250 ^um, tulee välttää ja on edullista käyttää hiukkaskokoaluetta, joka koostuu olennaisesti alueesta 1-150 ^,um. Keskihiukkaskoko on tavallisesti n. 20-100 ^um ja edullisesti 40-80 ^um. Hiukkasten jakautumista voidaan parantaa käyttämällä suurempien ja pienempien hiukkasten seosta käyttökelpoisella alueella ja on erityisen toivottavaa käyttää huomattavaa määrää hienojakoisia osia. Tarkkaa jakautumisen säätöä voidaan ylläpitää noin 10-25 paino-%:n osan koko reaktiovyöhyk-keessä olevasta katalyytistä pitämiseksi alle 32 ^um:n koko-alueella. Tämä lujitettavien hiukkasten luokka luokitellaan Geldart-ryhmäksi A. Näin ollen leijutusolosuhteita säädetään toiminnan varmistamiseksi siirtymänopeuden ja kuljetusnopeuden välille. Leijutusolosuhteet ovat oleellisesti erilaiset kuin ne, jotka tavataan pyörteettömissä tiiviissä kerroksissa tai kuljetuskerroksissa.

7 85691 Tässä kuvauksessa käytetään metrisiä yksiköitä ja paino-osia ellei toisin mainita.

Edullinen syöttöraaka-aine sisältää C2-Cg-alkeeneja (mono-ole-Γiinoja), jotka sisältävät vähintään 2 mooli-? eteeniä ja joissa C2-C3~alkeeneja on yhteensä välillä n. 10-40 paino-?. Ei-vahin-gollisia yhdisteitä, kuten metaania ja muita parafiineja ja inerttejä kaasuja voi olla läsnä. Erityisen hyödyllinen syöttöraaka-aine on FCC-kaasuöljyn krakkausyksiköiden kevyt kaasusivu-tuote, joka sisältää tyypillisesti 10-40 mooli-? Cn-C. -olefii-neja ja 5-35 moolia-% H2 ja vaihtelevia määriä C^-C^-parafiine-ja ja inerttiä kaasua, kuten N2:a. Prosessi voi sietää suuren alempien alkaanien alueen välillä 0,95 %. Edulliset syöttöraaka-aineet sisältävät yli 50 paino-% alempia alifaattisia C-^-C^-hiilivetyjä ja ne sisältävät riittävästi olefiineja vähintään 50 kPa:n olefiinien kokonaispaineen aikaansaamiseksi. Riippuen tässä keksinnössä käytettyjen reaktio-olosuhteiden ankaruudesta voidaan mahdollisesti läsnä oleva propaani konvertoida C^^-tuot-teeksi.

Halutut tuotteet ovat C4~Cg-hiilivetyjä, jotka muodostavat vähintään 50 paino-% talteenotetusta tuotteesta, edullisesti 80 % tai enemmän. Vaikka olefiinit voivat olla vallitsevana jakeena ' C4+-reaktiopoistovirrasta sen sisältäessä jopa 45 % buteeneja, penteenejä, hekseenejä, hepteenejä, okteeneja, noneeneja ja niiden isomeerejä; on toivottavaa jalostaa syöttöraaka-aine korkeaoktaaniseksi bensiiniksi, joka sisältää aromaatteja, edullisesti 10 paino-%.

Reaktio-olosuhteiden ankaruutta voidaan säätää alifaattisten C^-Cg-hiilivetyjen saannon optimoimiseksi. Käsityksenä on, että aromaattien ja kevyiden parafiinien tuotantoa edistävät ne zeoliittikatalyytit, joilla on suuri Bronsted-happoreaktio-kohtien pitoisuus. Näin ollen tärkeä kriteeri on katalyyttivu-raston valinta ja ylläpito tuoreen katalyytin aikaansaamiseksi, jolla on happoaktiivisuutta, tai säätämällä katalyytin deakti-vointi- ja regenerointinopeuksia näennäisen keski-alfa-arvon 10-80 aikaansaamiseksi.

8 85691

Reaktiolämpötilat ja kosketusaika ovat myös merkittäviä reaktion ankaruuteen vaikuttavia tekijöitä ja prosessiparametreja noudatetaan oleellisesti muuttumattoman tilan olosuhteiden saamiseksi, joissa reaktion ankaruusindeksiu (R.I.) ylläpidetään propaanin ja propeenin välisen halutun painosuhteen saamiseksi. Vaikka osoittautuu, että tämä indeksi voi vaihdella välillä n. 0,1-200 lisätyn propaanin läsnäollessa, on edullista käyttää muuttumattoman tilan leijukerrosyksikköä R.I.-arvon pitämiseksi välillä n. 0,2:1-5:1 oleellisesti ilman lisättyä propaania.

Vaikka reaktion ankaruus on edullista ilmoittaa propaani/pro-peenipainosuhteena kaasufaasissa, se voidaan ilmoittaa likimäärin myös analogisilla butaani/buteeni-, pentaani/penteenisuhteina tai koko reaktorin poistovirran keskimääräisenä C3-C^-alueen alkaani/alkeenisuhteena. Kuvio 6 esittää läheistä riippuvuutta C3-, C^- ja C^-alifaattien R.I.-arvon ja kokonaisalkaani/alkee-nisuhteen välillä. Näiden arvojen esitetään olevan välillä 0,1-50 tyypil] i sillä C2“C }-o.lef iinisyöttöraaka-aineella oleellisesti ilman syöttöraaka-aineeseen lisättyä propaania. Optimiarvo riippuu katalyytin tarkasta koostumuksesta, syöttöraaka-aineesta ja reaktio-olosuhteista; kuitenkin tämän esityksen esimerkeissä käytetyt tyypilliset eteeniä sisältävät kevyet kaasuseokset ja vastaava krakkausprosessin poistokaasu voidaan valinnaisesti jalostaa halutuksi runsaasti alifaatteja sisältäväksi bensiiniksi pitämällä R.I. arvossa n. 1.

OlefUnista syöttövirtaa voidaan rikastaa lisäämällä propaania C^+-tuotteen tuotannon lisäämiseksi. Propaania sisältäviä virtoja, kuten C-j-C^-nestekaasua (LPG) ja erilaisia jalostamoja-keita voidaan käyttää olefiinisen syöttöraaka-aineen täydentämiseen. Sopivat alifaattiset C2~C4-seokset, jotka sisältävät 20-85 paino-% propaania, voivat parantaa olefiinisia syöttöraa-ka-aineita, joissa on 15-79 % monoalkeenia. Koska propaanin konversio on epätäydellinen tavallisissa käyttöolosuhteissa, tämä lisäys voi nostaa näennäisen C^-R.I.-arvon yli 50:1.

Olefiinien jalostamista tällaisilla vetyavustajilla leijukerros-krakkaus- ja oligomerointiyksiköissä on selostettu US-patentissa : n:o 4 090 949. Tämä tekniikka on erityisen hyödyllinen käytet- 9 85691 täessä leijutettua katalyyttistä krakkausyksikköä (FCC) lisäämään nestemäisen tuotteen kokonaistuotantoa polttoainekaasun osalta rajoitetuissa öljynjalostamoissa. Kevyet olefiinit ja jotkut kevyistä parafiineista, kuten FCC-polttoainekaasussa olevat voidaan konvertoida arvokkaaksi +-hiilivetytuotteeksi lei-jukerrosreaktorissa, joka sisältää zeoliittikatalyyttiä. Polttoainekaasun jalostuksen lisäksi jalostamon polttoainelaitoksen kuormitus laskee huomattavasti. Tämä tekee mahdolliseksi käyttää FCC-yksikköä suuremmalla tuotantonopeudella ja/tai ankarammissa olosuhteissa polttoainekaasun osalta rajoitetuissa jalostamoissa.

Leijukerroskataiyysin käyttö sallii konversiosysteemin käytön pienemmällä painehäviöllä, joka taloidellisesti käytännöllisessä toiminnassa voi aikaansaada maksimikäyttöpaineeksi vain 50-200 kPa. Toinen tärkeä etu on tarkka lämpötilan säätö, jonka tekee mahdolliseksi toiminta pyörteisissä olosuhteissa, joissa konversiolämpötilan tasaisuutta voidaan pitää tarkoissa toleransseissa, usein alle 25°C:n sisällä. Lukuunottamatta pientä vyöhykettä pohjalla olevan kaasun svöttökohdan lähellä keskipisteessä suoritettu mittaus edustaa koko kerrosta saavutetusta perusteellisesta sekoituksesta.

Tyypillisessä prosessissa eteeniä sisältävä C2+-olefiinisyöttö-raaka-aine konvertoidaan katalyyttisessä reaktorissa oligome-rointiolosuhteissa ja kohtuullisessa paineessa (ts. 410-2500 kPa) vähintään 6 %:n isobutaanimäärän ja vallitsevasti nestemäisen Luotteon Luottamiseksi, joka koostuu olennaisesti ^hiilivedyistä, joissa on runsaasti bensiinialueen olefiineja ja aro-maatteja.

Viitaten nyt kuvioon 1 syöttökaasu, jossa on runsaasti C2~C3~ olefiineja, kulkee paineistettuna putken 20 läpi päävirran ollessa suunnattu reaktoriastian 20 pohjalla olevan syöttöaukon läpi jaettavaksi seulalevyn 22 läpi leijutusvyöhykkeeseen 24. Siinä syöttökaasu joutuu kosketukseen hienojakoisten katalyytti-hiukkasten pyörteisen kerroksen kanssa. Reaktoriastia 20 on esitetty varustettuna lämmönvaihtoputkilla 26, jotka voi olla 10 85691 sijoitettu useisiin erillisiin lämmönvaihtoputken nippuihin niin, että lämpötilan säätöä voidaan harjoittaa erikseen leijutetun katalyyttikerroksen eri osissa. Putken pohjat on sijoitettu erilleen syötön jakoseulan 22 yläpuolelle riittävän vapaaksi suihkukuivatuksesta, joka seulassa olevien pienihalkai-sijaisten reikien läpi panostetulla syötöllä on. Vaihtoehtoisesti reaktiolämpö voidaan osittain tai kokonaan poistaa käyttäen kylmää syöttöä. Väliseiniä voidaan lisätä säteittäisen ja aksiaalisen sukelluksen säätämiseksi. Vaikka pystysuora reaktio-vyöhyke on esitetty ilman väliseiniä, se voi sisältää päästä avoimia putkia seulan yläpuolella hydraulisten hillintöjen ylläpitämiseksi kuten on selostettu US-patentissa 4 251 484. Reaktiosta vapautunutta lämpöä voidaan säätää säätelemällä syötön lämpötilaa tunnetulla tavalla.

Katalyytin poistoväline 28 on liitetty laitteistoon katalyytin poistamiseksi kerroksen 24 yläpuolelta ja se johdetaan katalyytin regenerointiin astiassa 30 syöttöventtiilin 29 kautta. Osittain deaktivoitunut katalyytti regeneroidaan hapettavasti saattamalla se hallittuun kosketukseen ilman tai muun regenerointikaa-sun kanssa korotetussa lämpötilassa leijutetussa regenerointi-vyöhykkeessä hiilipitoisten kerrostumien poistamiseksi ha happo-aktiivisuuden palauttamiseksi ennalleen. Katalyyttihiukkaset sekoitetaan nostokaasuun ja siirretään nousuputken 32 kautta astian 30 yläosaan. Ilma jaetaan kerroksen pohjalla leijutuksen aikaansaamiseksi ja hapetuksen sivutuotteet johdetaan pois re-generointivyöhykkeestä syklonierottimen 34 kautta, joka palauttaa mukana kulkeutuneet kiintoaineet kerrokseen. Polttokaasu poistetaan yläputken 36 kautta hävitettäväksi; osaa polttokaa-susta voidaan kuitenkin kierrättää uudelleen lämmönvaihtimen 38, erottimen 40 ja kompressorin 42 kautta palautettavaksi astiaan yhdessä tuoreen hapetuskaasun kanssa putken 44 kautta ja katalyytin nostokaasuna nousuputkessa 32.

Regeneroitu katalyytti johdetaan pääreaktoriin 20 putken 46 läpi, joka on varustettu virtauksen säätöventtiilillä 48. Regeneroitu katalyytti voidaan nostaa katalyyttikerrokseen paineistetun syöttökaasun kanssa katalyytin palautusnousuputken 50 läpi.

85691 tusnousuputken 50 läpi. Koska reaktoriin johdetun regeneroidun katalyytin määrä on suhteellisen pieni, regeneroidun katalyytin lämpötila ei häiritse reaktoritoimintojen pakollisia lämpötiloja merkittävässä määrin. Sarja peräkkäin yhdistettyjä syklo-nierottimia 52, 54 on varustettu upotushaaroilla 52A, 54A mahdollisten mukana kulkeutuneiden hienojakoisten katalyyttiosien pa 1 .uuttani iso k s i alempaan kerrokseen. Nämä erottimet on sijoitettu reaktioastian yläosaan, joka sisältää hajaantuneen kata-lyyttifaasin 24. Suodattimia kuten sintrattuja metallilevysuo-dattimia voidaan käyttää yksin tai yhdessä syklonien kanssa.

Tuotepoistovirta, joka on erotettu katalyyttihiukkasista syklo-nierotussysteemissä, poistetaan sitten reaktoriastiasta 20 ylhäällä olevan kaasun poistolaitteen 56 läpi. Talteenotettua hiilivetytuotetta, joka sisältää C^+-olefiineja ja/tai aromaat-teja, paraffiinejä ja nafteeneja, prosessoidaan tämän jälkeen vaaditulla tavalla halutun bensiinin tai korkeamman kiehumispisteen aikaansaamiseksi.

Optimoiduissa prosessiolosuhteissa pyörteisellä kerroksella on pinnanmyötäinen höyryn nopeus n. 0,3-2 m/s. Suuremmilla nopeuksilla hienojakoisten hiukkasten mukana kulkeutuminen voi kasvaa liian suureksi ja nopeudella yli n. 3 m/s koko kerros voi joutua siirretyksi pois reaktiovyöhykkeestä. Pienemmillä nopeuksilla suurten kuplien tai kaasuonteloiden muodostuminen voi olla haitallista konversiolle. Edes hienojakoisia hiukkasia ei voida pitää tehokkaasti pyörteisessä kerroksessa alle n. 0,1 m/s:n nopeudella.

Pyörteisen leijutuksen vaivaton mitta on kerroksen tiheys. Tyypillinen pyörteisen kerroksen toimintatiheys on n. 100-500 kg/m ja edullisesti n. 300-500 kg/m mitattuna reaktiovyöhyk-keen pohjalta ja se muuttuu harvemmaksi kohti reaktiovyöhykkeen yläosaa johtuen painehäviöstä ja hiukkaskoon erottautumisesta. Paine-ero kahden pystysuunnassa erillään olevan kohdan välillä reaktorikolonnissa voidaan mitata kerroksen keskitiheyden saamiseksi reaktiovyöhykkeen kyseisessä osassa. Esimerkiksi leijukerrossysteemissä jossa käytetään ZSM-5-hiukkasia, joiden 12 856S1 näennäinen sullottu tiheys on 750 kg/m^ ja todellinen tiheys 2430 kg/m , leijukerroksen keskitiheys välillä n. 300-500 kg/m on tyydyttävä.

Pyörteisessä menetelmässä esiintyvän pyörteisyyden avulla kaasun ja kiinteän aineen välinen kosketus katalyyttisessä reaktorissa paranee saaden aikaan vähintään 70 %:sen eteenin konversion, parantuneen selektiivisyyden ja lämpötilan tasaisuuden. Eräs tämän tekniikan pääetu on kuplakoon ja luonteenomaisen kuplan eliniän luontainen säätö. Kaasumaisen reaktioseoksen kuplat ovat pieniä, sattumanvaraisia ja lyhytikäisiä, mikä johtaa hyvään kosketukseen kaasumaisten reagenssien ja kiinteiden katalyytti-hiukkasten välillä.

Merkittävä ero tämän keksinnön ja alan aikaisempien konversio-prosessien välillä on, että toiminta pyörteisissä leijutusolo-suhteissa on optimoitu tuottamaan korkeaoktaanista C^+-nestettä hyvällä saannolla. Painosta laskettu tilavuusvirtausnopeus tunnissa ja tasainen kosketus saavat aikaan kosketusajan tarkan säädön höyry- ja kiinteän faasin välillä, tyypillisesti n. 3-5 sekunnin sisälle. Toinen tällaisen toimintatavan etu on kuplan koon ja elinajan säätö, jolla vältetään suurimittainen kaasun ohivirtaus reaktorissa.

Kun pinnanmyötäistä kaasun nopeutta nostetaan tiiviissä kerroksessa, saadaan lopulta hidasliikkeiset olosuhteet ja nostettaessa edelleen pinnanmyötäistä kaasun virtausta tulppavirtaus murtuu pyörteisiksi olosuhteiksi. Siirtymänopeus, jolla nämä pyör-teiset olosuhteet esiintyvät, näyttää pienenevän hiukkaskoon pienentyessä. Pyörteiset olosuhteet ulottuvat siirtymänopeudes-ta niin kutsuttuun kuljetusnopeuteen, jota on kuvattu US-paten-tissa 4 547 616. Kun lähestytään kuljetusnopeutta, tapahtuu hiukkasen siirtonopeuden terävä kasvu ja ilman kiinteän aineen kierrätystä kerros saattaisi nopeasti tyhjentyä.

Useat hyödylliset parametrit myötävaikuttavat leijutukseen pyörteisissä olosuhteissa tämän keksinnön prosessin mukaisesti. Käytettäessä ZSM-5-tyyppistä zeoliittikatalyyttiä hienojakoisessa 13 85691 pulverimuodossa tällaisen katalyytin tulee sisältää zeoliitti sopivasti sidottuna tai imeytettynä sopivaan tukiaineeseen, jonka kiintotiheys (edustavan yksittäisen hiukkasen paino jaettuna sen näennäisellä "ulkopuolisella" tilavuudella) on välillä 0,6-2 g/cm ja edullisesti 0,9-1,6 g/cm . Katalyyttihiukkasten hiukkaskoot voivat olla laajalla alueella aina n. 250 ^um:in asti keskihiukkaskoon ollessa välillä n. 20-100 ^um, edullisesti välillä 10-150 ^um ja keskihiukkaskoon välillä n. 40-80 ^um.

Kun nämä kiinteät hiukkaset asetetaan leijutettuun kerrokseen, jossa pinnanmyötäinen virtaavan aineen nopeus on 0,3-2 m/s, saadaan pyörteisissä olosuhteissa oleva toiminta. Alaan perehtyneet voivat arvioida, että korkeammissa paineissa voidaan käyttää alempaa kaasun nopeutta toiminnan takaamiseksi pyörteisissä leijutusolosuhteissa.

Reaktorilla voi olla mikä tahansa teknisesti mahdollinen konfiguraatio, mutta useita tärkeitä kriteerejä tulee ottaa huomioon. Reaktorissa olevan katalyyttikerroksen korkeus voi olla vähintään n. 5-20 metriä ja edullisesti n. 9 metriä. Kerrokseen voi sisältyä hienojakoisia hiukkasia erityisesti hankautumisesta johtuen ja hienojakoiset osat voivat kulkeutua tuotekaasuvirran mukana. Tyypillisellä pyörteisellä kerroksella voi olla katalyytin siirtonopeus, joka on jopa n. 1,5 kertaa reaktiovyöhykkeen varasto tunnissa. Jos hienojakoisten osien jae kasvaa suureksi, osa siirtyneestä katalyytistä voidaan poistaa systeemistä ja korvata suuremmilla hiukkasilla. On mahdollista käyttää hienojakoisten hiukkasten erotinta, kuten sykloni- ja/tai suodatinväli-nettä, joka on sijoitettu reaktorikuoren sisä- tai ulkopuolelle, poissiirtyneen katalyytin talteenottamiseksi ja tämän jälkeen palauttamiseksi jatkuvasti pohjalle kierrätettäväksi uudelleen nopeudella, joka on noin yksi katalyyttivarasto tunnissa. Valinnaisesti hienojakoiset hiukkaset, jotka ovat siirtyneet pois reaktoriastiasta ja kulkeutuneet poistokaasun mukana, voidaan ot-. . taa talteen korkean käyttölämpötilan sintratulla metallisuodat- timella.

Tätä prosessia voidaan käyttää millä tahansa prosessivirralla, joka sisältää riittävästi kevyitä olefiineja ja parafiineja.

14 85691

Sitä voidaan käyttää esimerkiksi prosessoimaan FCC-sivutuotepolt-toainekaasua, joka sisältää tyypillisesti n. 10-40 paino-% eteeniä ja propeenia yhteensä. Koeajot suoritetaan käyttäen ZSM-5-katalyyttiä keksinnön prosessin todistamiseksi. Leijuker-rosyksikköä voidaan käyttää prosessimuuttujien ja katalyytin oktiivisuuden laajalla alueella.

Reaktorin toiminta

Tyypillisessä reaktoriyksikössä käytetään lämpötilaltaan säädettyä katalyyttivyöhykettä, jossa on epäsuora lämmönsiirto ja/tai säädettävä kaasun jäähdytys, jolloin reaktion eksotermisyyttä voidaan tarkasti säätää lämpötilan kohoamisen estämiseksi yli tavallisen käyttöalueen n. 315-510°C, edullisesti 315-430°C:n keskireaktorilämpötilaan. Systeemin energiankulutuksessa voidaan ainakin osittan käyttää hyväksi reaktorin eksotermista lämpö-arvoa suorittamalla kuuman reaktorin poistovirran lämmönvaihto syöttöraaka-aine- ja/tai kierrätysvirtojen kanssa. Valinnaisilla lämmönvaihtimilla voidaan ottaa lämpöä talteen poistovirrasta ennen jakotislausta. Osa reaktiolämmöstä tai se kaikki voidaan poistaa reaktorista käyttämättä epäsuoria lämmönvaihtoputkia käyttämällä kylmää syöttöä, jolloin reaktorin lämpötilaa voidaan säätää säätämällä syötön lämpötilaa. Sisäpuolisia lämmönvaihtoputkia voidaan yhä käyttää sisäisinä väliseininä, jotka pienentävät reaktorin hydraulista halkaisijaa ja aksiaalista ja säteit-täistä sekoitusta.

Painosta laskettu tilavuusvirtausnopeus tunnissa (WHSV), joka perustuu tuoreessa syöttöraaka-aineessa olevien olefiinien kokonaismäärään, on n. 0,1-5 WHSV. Tyypillisiä tuotteen jakotislaus-systeemejä on kuvattu US-patenteissa n:ot 4 456 779 ja 4 504 693. Tyypilliset leijukerrosreaktorissa saadut tulokset esitetään esimerkeissä 1-3.

Esimerkki 1 Reaktorin olosuhteet:

Lämpötila 370°C

Paine 410 kPa

Olefiinien WHSV 0,5 . Ei kierrätystä 15 85691

Syötön koostumus, paino-%

Vety 10,7

Eteeni 89,3

Tuotesaannot

Metaani 0,1

Etaani 1,9

Eteeni 11/7

Propaani 7,3

Propeeni 5,0 1 solju Lääni 10,0 n-butaani 4,4

Buteenit 7,6 C,-+-hiilivedyt 51,4 C5 -hiilivetyjen ominaisuudet R+O-oktaaniluku 93,2

Ominaispaino 0,74

Esimerkki 2 Reaktorin olosuhteet

Lämpötila 370°C

Paine 1200 kPa

Olefiinicn WHSV 0,4

Ei kierrätystä Syötön koostumus, paino-%

Typpi 65,8 .. . Vety 0,8

Eteeni 14,7

Propeeni 18,7

Tuotesaannot

Metaani 0,1

Etaani 1,4

Eteeni 3,6

Propaani 8,9

Propeeni 2,8 . . Isobutaani 12,8 n-butaani 6,0 — Buteenit 5,7 ... C5+-hiilivedyt 58,7 16 85691 C^*-hiilivetyjen ominaisuudet R+O-oktaaniluku 93,2

Ominaispaino 0,74

Esimerkki 3 Reaktorin olosuhteet:

Lämpötila 370°C

Paine 1200 kPa

Olefiinien WHSV 0,4

Kierrätyssuhde mooli/mooli 1,4

Syötön koostumus, paino-%

Typpi 65,8

Vety 0,8

Eteeni 14,7

Propeeni 18,7

Tuotesaannot

Metaani 0,1

Etaani 0,7

Eteeni 6,0

Propaani 4,7

Propeeni 3,0

Isobutaani 9,9 n-butaani 3,6

Buteenit 6,3 C5+-hiilivedyt 65,7 C5 -hiilivetyjen ominaisuudet R+O-oktaaniluku 90,3

Ominaispaino 0,73

Esimerkki 1 koskee syöttöä, joka sisältää vain eteeniä ja vetyä. Esimerkki 2 koskee syöttöä, joka sisältää typpeä, vetyä, eteeniä ja propeenia. Esimerkki 3 on samanlainen kuin esimerkki 2, mutta huomattava osa -tuotteesta kierrätetään takaisin reaktoriin. C5+-saannot ovat suuremmat ja katalyytin täydennysvaati-mukset pienemmät esimerkillä 3 kuin esimerkillä 2.

Suuremmat isobutaanisaannot ja korkeammat bensiinin oktaaniluvut ovat mahdollisia korkeammilla lämpötiloilla, pienemmillä paineilla ja suuremmalla katalyytin aktiivisuudella. Tätä kuva taan esimerkissä 4 ja graafisilla käyrillä kuvioissa 2, 3, 4 ja 5.

85691 C^+-saannot ja C^+-saannot ja vastaava C^+-jakeen oktaaniluku on esitetty graafisesti kuvioissa 2 ja 3 reaktion ankaruusindek-sin (propaanin suhde propeeniin) funktiona. Saannot ja tutkimus-ja moottorioktaaniluvut on esitetty graafisesti eteenikonver-sion funktiona kuvioissa 4 ja 5. Joko eteenin konversiota tai reaktioindeksiä voidaan käyttää reaktion ankaruuden karakterisointiin .

Tuotetulla isobutaanilla, jota on tavallisesti yli 10 paino-%, voi olla merkittävä vaikutus potentiaaliseen alkylaattisaantoon riippuen öljynjalostamon isobutaanin syöttötilanteesta. Maksi-misaanto (C,- + ynnä alkylaatit) voidaan saavuttaa 360-415°C:n konversiolämpötilassa. Leijukerroksen joustavuus reaktiolämpö-tilan säädössä eksotermisissä reaktio-olosuhteissa tekee mahdolliseksi helpon säädön optimaalisen saantorakenteen saavuttamiseksi. Ehdotettu polttoainekaasun konversioyksikkö voi sopia olemassa olevaan FCC-kaasulaitokseen käyttäen asianmukaista amiiniskrubbausta haitallisten rikkiyhdisteiden, kuten H2S:n poistamiseksi suurimmaksi osaksi.

Esimerkki 4 Reaktorin olosuhteet;

Paine 410 kPa

Olefiinien WHSV 0,4

Syötön koostumus, paino-%

Vety 10,7

Eteeni 89,3

Reaktorin lämpötila, °C 340 370 400 425

Eteenin konversio, paino-% 70,8 88,4 96,5 96,8

Saanto, paino-%

Propeeni 5,0 4,8 3,6 3,9

Buteeni 9,5 7,4 4,1 3,8

Isobutaani 5,9 11,4 15,3 14,4 18 85691 C5+ HC 43,1 50,9 48,1 42,9 C5+ HC R+O-oktaaniluku 89,0 93,4 96,8 98,3

Cg ynnä maksimi potentiaali alkylaattijalostamossa, jossa on ylimäärin iC4 74,3 77,4 65,0 59,9 niukasti iC^ 54,7 73,3 78,2 71,2

Leijukerrosreaktorin käyttö tässä prosessissa tarjoaa useita etuja kiinteäkerroksiseen reaktoriin verrattuna. Johtuen jatkuvasta katalyytin regeneroinnista FCC-polttoainekaasussa esiintyvät happea, rikkiä ja/tai typpeä sisältävät epäpuhtaudet eivät vaikuta haitallisesti leijukerrosreaktorin toimintaan. Lisäksi suuri isobutaanisaanto leijukerrosreaktorin käytössä saattaisi olla merkittävä este jalostamoissa, joilla on puutetta isobutaanista.

Reaktiolämpötilaa voidaan säätää säätämällä syötön lämpötilaa niin, että entalpian muutos tasapainottaa reaktiolämmön. Syötön lämpötilaa voidaan säätää syötön ja tuotteen välillä tai molempien yhdistelmällä. Kun syötön ja tuotteen koostumukset on määrätty käyttäen esimerkiksi linjassa olevaa kaasukromatografiaa, syötön lämpötila, jota tarvitaan halutun reaktorilämpötilan ylläpitämiseen ja sen seurauksena olefiinin konversioon, voidaan helposti laskea systeemin lämpötasapainosta. Kaupallisessa yksikössä tämä voidaan tehdä automaattisesti nykyaikaisella säätötekniikalla. Esimerkki 5 esittää lämpötasapainoa määrätylle tapaukselle, jossa reaktorin lämpötila säädetään 400°C:en. Reaktori on lämmön suhteen tasapainotettu säätämällä syötön esilämmitys n. 135°C:en.

19 85691

Esimerkki 5

Koostumus, paino-% Kaasusyöttö Poistovirta H2 0,9 0,9

Cx 18,7 18,7 C3 17,2 17; 5 C2= 15,4 2,1 C3 6,5 9,2 C3= 16,5 1,8 iC^ 3,8 7,9 nC^ 0,8 2,7 C4= 3,9 3,1 C5+ 3,8 23,6 N2 10,3 10,3 CO 2,2 2,2 100 100

Reaktorin olosuhteet Lämpötila, °C 400

Paine 1200 kPa

Olefiinien WHSV 0,4

Vaikka keksintöä on kuvattu esittämällä prosessin edullisia toteutusmuotoja, tarkoituksena ei ole rajoittaa keksintöäja-tusta muuten kuin seuraavien patenttivaatimusten esittämällä tavalla.

Claims

20 85691

1. Katalyyttinen leijukerrosmenetelmä kevyen olefiinisen kaasusyöttöraaka-aineen konvertoimiseksi, joka sisältää vähintään 2 mooli-% eteeniä ja jonka kokonais-C2-C3-alkeeni-pitoisuus on jopa 40 paino-%, hiilivedyiksi, joissa on run-säästi C4+-alifaatteja ja -aromaatteja, tunnettu siitä, että se käsittää vaiheet, joissa: ylläpidetään pyörteistä leijutettua kerrosta reaktorissa, joka toimii paineessa välillä 410-2500 kPa ja lämpötilavä-lillä 315-510°C, jonka katalyytti on hiukkasmainen zeoliit-ti, jonka piidioksidi/alumiinioksidimoolisuhde on välillä 20:1-200:1, näennäinen hiukkastiheys 0,9-1,6 g/cm^, kokoalue 20-100 pm ja keskimääräinen katalyytin hiukkaskoko 20-100 pm sen sisältäessä n. 10-25 paino-% hienojakoisia hiukkasia, joiden hiukkaskoko on alle 32 pm; johdetaan kuuma, kevyt olefiininen kaasusyöttöraaka-aine oleellisesti ilman lisättyä propaania ylöspäin leijutetun katalyyttikerroksen läpi yhdellä ajokerralla pyörteisissä virtausolosuhteissa, jotka aikaansaavat reaktion ankaruus-olosuhteet, jotka ovat riittävät konvertoimaan ainakin n. 70. syöttöraaka-aineen eteenistä; ylläpidetään pyörteisiä leijukerrosolosuhteita pinnanmyötäi-sellä syöttöraaka-aineen nopeudella 0,3-2 m/s reaktiokerrok-sen läpi, jolla on keskimääräinen leijukerroksen tiheys, mitattuna reaktiovyöhykkeen pohjalta välillä 300-500 kg/m^; .’9: Ja . _ otetaan talteen hiilivetytuote, joka sisältää suurehkon määrän C4+-hiilivetyjä, vähintään 6 % isobutaania ja propaania ja propeenia suhteessa välillä 0,2:1-5:1.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että katalyytti sisältää piipitoista hapanta metal-losilikaattizeoliittia, jolla on ZSM-5-zeoliitin rakenne ja piidioksidi/alumiinioksidi-suhde välillä 25:1-70:1.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että syöttöraaka-aine koostuu olennaisesti kevyestä krakkauskaasusta, joka sisältää n. 2-40 paino-% eteeniä 2i 85691 ja sanotun pyörteisen kerroksen leijutettu korkeus on vähintään 7 m.

4. Menetelmä eteeniä sisältävän kevyen hiilivetysyöttö-raaka-aineen jatkuvaksi konvertoimiseksi raskaammiksi hiilivety tuotteiksi, jossa menetelmässä syöttöraaka-aine saatetaan kosketukseen zeoliittikatalyytin leijutetun kerroksen kanssa konversio-olosuhteissa, tunnettu siitä, että ylläpidetään leijutettua katalyyttikerrosta, jonka keskitiheys mitattuna reaktiovyöhykkeen pohjalta on välillä 300-500 kg/nr*, paineessa välillä 410-2500 kPa ja lämpötilassa välillä 315-510°C pystysuorassa reaktorikolonnissa, jossa on pyörteinen reaktiovyöhyke, johtamalla syöttöraaka-ainekaasu, joka sisältää vähintään 2 mooli-% eteeniä ja yhteensä 10-40 paino-%:n pitoisuuden C2-C3~alkeeneja, ylöspäin reaktiovyöhykkeen läpi samalla, kun ylläpidetään pinnanmyötäistä nopeutta, joka on suurempi kuin se, jossa tulppavirtaus murtuu, mutta pienempi kuin kuljetusnopeus keskimääräisellä katalyyttihiukkasella, jossa piidioksidin ja alumiinioksidin välinen moolisuhde on välillä 20:1-200:1; ja poistetaan osa koksaantuneesta katalyytistä reaktiovyöhykkeestä, regeneroidaan hapettavasti poistettua katalyyttiä ja palautetaan regeneroitua katalyyttiä reaktiovyöhykkeeseen nopeudella, joka riittää ylläpitämään reaktion ankaruusindeksin ilmoitettuna propaanin ja propeenin välisenä painosuhteena hiilivetytuotteessa välillä 0,2:1 - 5:1, jolloin vähintään 70 % eteenisyöttöraaka-aineesta konvertoituu.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pinnanmyötäinen syöttöraaka-ainehöyryn nopeus on 0,3-2 m/s; reaktiolämpötila on n. 315-510°C; painosta laskettu syöttöraaka-aineen tilavuusvirtausnopeus tunnissa (laskettuna olefiiniekvivalentista ja reaktorin koko katalyytti varastosta ) on 0,1-5; ja C3-C5~alkaanin ja -alkeenin välinen painosuhde on 0,2:1-5:1.

6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että katalyytti koostuu olennaisesti keskihuokos-koon pentasiilizeoliitista, jonka näennäinen alfa-arvo on 22 85691 15-80 ja kesklhiukkaskoko 20-100 mikronia, ja reaktorin katalyyttivarasto sisältää vähintään 10 paino-% hienojakoisia hiukkasia, joiden hiukkaskoko on alle 32 pm.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että katalyyttihiukkaset sisältävät 5-95 paino-% ZSM-5-zeoliittia, jonka kidekoko on 0,02-2 pm.

8. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sanottu syöttöraaka-aine koostuu olennaisesti kevyestä Ci-C4~hiilivetykrakkauskaasusta.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että olefiinin osapaine on vähintään 50 kPa.

10. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että C4_-hiilivetytuote erotetaan C5+-tuotteesta ja kierrätetään takaisin reaktoriin kierrätyssuhteella 0,1:1-5:1 moolia/mooli tuoretta syöttöä.

11. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että reaktorikolonni sisältää pystysuoria, vaakasuoria tai pystysuorien ja vaakasuorien lämmönvaihtoputkien yhdistelmän reaktiolämmön poistamiseksi ja reaktiolämpötilan säätämiseksi.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämmönvaihtoputket pienentävät reaktorin tehollista hydraulista halkaisijaa, vähentävät säteittäistä ja aksiaalista sekoittumista reaktorissa ja parantavat reaktorin hyötysuhdetta, jolloin reaktiolämmön poisto- ja reaktorin lämpötilan säätö paranevat säätämällä syötön lämpötila lämmönvaihdolla reaktorin poistovirran ja/tai täydentävän lämmittimen kanssa.

13. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hiilivetykaasutuote mitataan propaanin ja pro-peenin välisen suhteen määräämiseksi ja reaktion ankaruus-olosuhteet säädetään propaanin ja propeenin välisen pai- 23 8 5 6 91 nosuhteen pitämiseksi välillä 0,2:1-5:1.

14. Menetelmä eteeniä sisältävän kevyen hiilivetysyöttöraa-ka-aineen jatkuvaksi konvertoimiseksi raskaammiksi hiilivety tuotteiksi, jossa menetelmässä syöttöraaka-aine saatetaan kosketukseen zeoliittikatalyytin leijutetun kerroksen kanssa konversio-olosuhteissa, tunnettu siitä, että johdetaan sanottu syöttöraaka-ainekaasu, joka koostuu olennaisesti C2~ ja kevyemmistä hiilivedyistä, ylöspäin leijukerroksen läpi pystysuorassa reaktorikolonnissa, jossa on pyörteinen reaktiovyöhyke samalla, kun pidetään pinnanmyötäinen nopeus välillä 0,3-2 m/s niin, että katalyyttihiukkaset, joissa piidioksidin ja alumiinioksidin välinen moolisuhde on välillä 20:1-200:1, pidetään pyörteisissä olosuhteissa; ylläpidetään keskitiheyttä, mitattuna leijukerroksen pohjalta, välillä 300-500 kg/m^ paineessa välillä 410-2500 kPa ja lämpötilassa välillä 315-510°C; poistetaan osa koksaantuneesta katalyytistä reaktiovyöhyk-keestä, regeneroidaan hapettavasti poistettua katalyyttiä ja palautetaan regeneroitua katalyyttiä leijukerrokseen nopeudella, joka riittää reaktion ankaruusindeksin ylläpitämiseen ilmoitettuna hiilivetytuotteen propaanin ja propee-nin välisenä painosuhteena, välillä 0,2:1-5:1, jolloin vähintään 70 % eteenisyöttöraaka-aineesta konvertoituu C4+-hiilivedyiksi.

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että katalyytti sisältää piipitoista hapanta metal-losilikaattizeoliittia, jolla on ZSM-5-zeoliitin rakenne ja jossa piidioksidin ja alumiinioksidin välinen suhde on välillä 25:1-70:1. 24 8 5 6 91