FR2515172A1 - Catalytic alkyl aromatic dehydrogenation to vinyl aromatic - with flash evapn. of feed stream with superheated steam - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention se rapporte à un procédé de déshydrogénation catalytique de composés alkylaromatiques pour produire des composés vinylaromatiques. La présente inventon se rapporte plus particulièrement à un procédé et un appareillage selon lesquels on vaporise d'abord une charge de composés alkylaromatiques, et on lui fait ensuite subir un échange thermique avec les gaz effluents de la zone de déshydrogénation, avant de l'introduire dans la zone de déshydrogénation. En particulier, la présente invention concerne un procédé et un appareillage pour produire des monomères vinylaromatiques par déshydrogénatiori catalytique de composés alkylaromatiques au cours de laquelle la charge de composés alkylaromatiques subit une vaporisation éclair. The present invention relates to a process for the catalytic dehydrogenation of alkyl aromatic compounds to produce vinyl aromatic compounds. The present invention relates more particularly to a process and an apparatus according to which a charge of alkyl aromatic compounds is first vaporized, and then it is subjected to a heat exchange with the effluent gases from the dehydrogenation zone, before introducing it. in the dehydrogenation zone. In particular, the present invention relates to a process and an apparatus for producing vinyl aromatic monomers by catalytic dehydrogenation of alkyl aromatic compounds during which the charge of alkyl aromatic compounds undergoes flash vaporization.
Les composés vinylaromatiques comme le styrène, le vinyltoluène, l'alpha-méthylstyrène, le divinylbenzène et autres analogues sont très intéressants en tant que monomères car de très utiles polymères peuvent être produits à partir de ceux-ci. Ces monomères sont généralement ! produits par déshydrogénation catalytique de composés alkylaromatiques en composés vinylaromatiques correspondan J en présence de vapeur et à température élevée. Avant d'introduire la charge dans la zone de déshydrogénation, on la préchauffe habituellement en lui faisant subir d'abord un échange thermique indirect avec de la vapeur et ensuite un autre échange thermique indirect avec les gaz chauds effluents qui sont soutirés de la zone de déshydrogénation. Vinylaromatic compounds such as styrene, vinyltoluene, alpha-methylstyrene, divinylbenzene and the like are very useful as monomers because very useful polymers can be produced therefrom. These monomers are generally! produced by catalytic dehydrogenation of alkyl aromatic compounds to corresponding vinyl aromatic compounds in the presence of steam and at elevated temperature. Before introducing the charge into the dehydrogenation zone, it is usually preheated by first subjecting it to an indirect heat exchange with steam and then another indirect heat exchange with the hot effluent gases which are withdrawn from the dehydrogenation.
Bien qu'une vaporisation de la charge de composés alkylaromatiques puisse se produire pendant l'opération initiale d'échange de chaleur avec la vapeur, la vaporisation de la charge se produit surtout dans l'échangeur de chaleur charge/effluent. Généralement, la charge comprend en plus du composé alkylaromatique désiré, une faible proportion de composé vinylaromatique . Ceci crée un problème dans l'échangeur de chaleur charge/effluent car le composé alkylaromatique tend à se vaporiser le premier, laissant ainsi une phase liquide ayant une teneur enrichie en composé vinylaromatique. Ces composés vinylaromatiques sont fortement réactifs et ont tendance à polymériser dans la phase liquide, aux températures rencontrées dans l'échange geur charge/effluent.L'évaporation préférentielle du composé aromatique, ainsi que l'enrichissement en composé vinylaromatique de la phase liquide restante, augmentent la possibilité de rencontre et de polymérisation de molécules de composésvinylaromatiques dans la phase liquider
On constate d'ailleurs que les dépôts de polymère vinylaromatique se forment dans l'échangeur de chaleur charge/effluent. La polymérisation se produit lorsque les composés contenus dans la phase liquide, enrichie en composés vinylaromatiques, entrent en contact avec les parois du tube chaud de l'échangeur de chaleur charge/ effluent, qui ont d'ailleurs une température comprise entre 500 et 6000C. Although vaporization of the feedstock of alkyl aromatics may occur during the initial heat exchange operation with the vapor, vaporization of the feedstock occurs primarily in the load / effluent heat exchanger. Generally, the filler comprises, in addition to the desired alkyl aromatic compound, a small proportion of vinyl aromatic compound. This creates a problem in the charge / effluent heat exchanger because the alkyl aromatic compound tends to vaporize first, thus leaving a liquid phase having an enriched content of vinyl aromatic compound. These vinyl aromatic compounds are highly reactive and tend to polymerize in the liquid phase, at the temperatures encountered in the charge / effluent exchange. The preferential evaporation of the aromatic compound, as well as the enrichment in vinyl aromatic compound of the remaining liquid phase, increase the possibility of encountering and polymerizing molecules of aromatic vinyl compounds in the liquid phase
It can also be seen that the vinyl aromatic polymer deposits are formed in the charge / effluent heat exchanger. Polymerization occurs when the compounds contained in the liquid phase, enriched in vinyl aromatic compounds, come into contact with the walls of the hot tube of the charge / effluent heat exchanger, which moreover have a temperature of between 500 and 6000C.
Les dépôts charbonneux qui s'accumulent progressivement sur le catalyseur se trouvant dans la zone de déshydrogénation peuvent être enlevés en traitant pXriodi- quement le catalyseur par de la vapeur. Cependant, ces traitements n'ont aucune influence pour réduire la formation de polymère ou le cokage de l'échangeur de chaleur charge/effluent. Après une certaine période d'opération, il est nécessaire de mettre l'échangeur hors service pour le nettoyer. I1 en résulte que le cotit de la production de monomèresvinylaromatiques est accrû non seulement du cott de nettoyage mais également de la perte de productivité de l'appareillage. The carbon deposits which gradually build up on the catalyst in the dehydrogenation zone can be removed by periodically treating the catalyst with steam. However, these treatments have no influence on reducing the formation of polymer or the coking of the charge / effluent heat exchanger. After a certain period of operation, it is necessary to put the exchanger out of service to clean it. As a result, the cost of producing vinyl aromatic monomers is increased not only by the cost of cleaning but also by the loss of productivity of the apparatus.
Le problème de la formation et du cokage dans le système d'entrée conduisant au réacteur de déshydrogénation est particulièrement important dans le cas de la déshydrogénation de l'éthyltoluène pour produire du vinyltoluène. The problem of formation and coking in the inlet system leading to the dehydrogenation reactor is particularly important in the case of the dehydrogenation of ethyltoluene to produce vinyltoluene.
Dans ce cas précis, il est nécessaire de nettoyer l'échange geur à des intervalles de 1 à 6 mois.In this specific case, it is necessary to clean the heat exchanger at intervals of 1 to 6 months.
La présente invention a pour objet une méthode amelio rée ainsi qu'un appareillage pour la déshydrogénation catalytique de composés alkylaromatiques en composés vinylaromatiques, selon lesquels, avant d'introduire la charge dans le réacteur de déshydrogénation, on la fait passer dans un échangeur de chaleur pour réaliser un échange thermique avec les gaz effluents qui sont soutirés du réacteur de déshydrogénation. The subject of the present invention is an improved method as well as an apparatus for the catalytic dehydrogenation of alkyl aromatic compounds into vinyl aromatic compounds, according to which, before introducing the charge into the dehydrogenation reactor, it is passed through a heat exchanger to carry out a heat exchange with the effluent gases which are withdrawn from the dehydrogenation reactor.
La présente invention a également pour objet une méthode et un appareillage pour la déshydrogénation catalytique des composés alkylaromatiques, selon lesquels on empêche la formation d'une phase liquide enrichie en composés vinylaromatiques, au cours de la vaporisation de la charge de composés alkylaromatiques. The present invention also relates to a method and an apparatus for the catalytic dehydrogenation of alkylaromatic compounds, according to which the formation of a liquid phase enriched in vinylaromatic compounds is prevented, during the vaporization of the charge of alkylaromatic compounds.
La présente invention a également pour objet une méthode et un appareillage pour la dé shydroge nation cataly-; tique de composés alkylaromatiques, selon lesquels on assure une vaporisation complète de la charge de composé alkylaromatique avant de l'introduire dans le-réacteur de déshydrogénation. The present invention also relates to a method and an apparatus for the catalyzed de-hydroge nation; tick of alkylaromatic compounds, according to which a complete vaporization of the charge of alkylaromatic compound is ensured before introducing it into the dehydrogenation reactor.
La présente invention a également pour objet une méthode et un appareillage pour la déshydrogénation catalytique de composés alkylaromatiques selon lesquels l'appareillage de production peut être maintenu en service pendant de longues périodes avant qu'il soit nécessaire de le nettoyer. The present invention also relates to a method and an apparatus for the catalytic dehydrogenation of alkylaromatic compounds according to which the production apparatus can be kept in service for long periods before it is necessary to clean it.
La présente invention a encore pour objet une méthode et un appareillage pour la déshydrogénation catalytique de composés alkylaromatiques selon lesquels on réduit considérablement la tendance à l'accumulation des dépôts charbonneux dans l'échangeur de chaleur charge/ effluent. The present invention also relates to a method and an apparatus for the catalytic dehydrogenation of alkylaromatic compounds according to which the tendency to accumulation of carbon deposits in the charge / effluent heat exchanger is considerably reduced.
La présente invention a encore pour objet un appareillage pour la déshydrogénation catalytique des composés alkylaromatiques pour produire des composés vinylaromatiques selon lequel l'échangeur de chaleur est moins enclin à s'encrasser. The present invention also relates to an apparatus for the catalytic dehydrogenation of alkylaromatic compounds to produce vinylaromatic compounds according to which the heat exchanger is less prone to fouling.
La présente invention a encore pour objet une méthode et un appareillage qui permettent une production plus économique des composés vinylaromatiques par déshydrogénation catalytique de composés alkylaromatiques, I en réduisant les temps morts et en augmentant la productivité de l'équipement. The present invention also relates to a method and an apparatus which allow a more economical production of vinyl aromatic compounds by catalytic dehydrogenation of alkyl aromatic compounds, I by reducing dead times and increasing the productivity of the equipment.
La présente invention a également pour objet une méthode et un appareillase qui sont particulièrement applicables à la déshydrogénation catalytique de l'éthyl- toluène pour produire du vinyltoluène
Le procédé de la présente invention de déshydrogénation catalytique de composés alkylaromatiques en monomères vinylaromatiques est caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer une vaporisation éclair d'un courant de composés alkylaromatiques, à introduire le composé alkylaromatique vaporisé et de la vapeur surchauffée dans une zone de déshydrogénation qui contient un lit de catalyseur de déshydrogénation de composé alkylaromatique, à une température suffisamment élevée pour provoquer la déshydrogénation catalytique et à soutirer le composé vinylaromatique contenu dans les gaz effluents de cette zone de déshydrogénation.The present invention also relates to a method and an apparatus which are particularly applicable to the catalytic dehydrogenation of ethyl toluene to produce vinyltoluene
The process of the present invention for catalytic dehydrogenation of alkylaromatic compounds into vinylaromatic monomers is characterized in that it consists in carrying out a flash vaporization of a stream of alkylaromatic compounds, in introducing the vaporized alkylaromatic compound and superheated steam into a zone dehydrogenation system which contains a bed of alkyl aromatic compound dehydrogenation catalyst, at a temperature high enough to cause catalytic dehydrogenation and to extract the vinyl aromatic compound contained in the effluent gases from this dehydrogenation zone.
L'appareillage de la présente invention pour réaliser la déshydrogénation catalytique de composés alkylaromatiques pour produire des monomères vinylaromatiques est caractérisé en ce qu'il comprend une zone de réaction contenant un lit de catalyseur de déshydrogénation de composé alkylaromatique, des moyens pour introduire un courant de composés alkylaromatiques dans cette zone de réaction, des moyens pour introduire de la vapeur j surchauffée dans cette zone de réaction, des moyens pour soutirer les gaz effluents de cette zone de réaction, et des moyens pour effectuer une vaporisation éclair du courant de composés alkylaromatiques avant son introduction dans cette zone de réaction. The apparatus of the present invention for carrying out the catalytic dehydrogenation of alkylaromatic compounds to produce vinylaromatic monomers is characterized in that it comprises a reaction zone containing a bed of catalyst for the dehydrogenation of alkylaromatic compound, means for introducing a stream of alkylaromatic compounds in this reaction zone, means for introducing superheated steam into this reaction zone, means for withdrawing effluent gases from this reaction zone, and means for flash vaporizing the stream of alkylaromatic compounds before its introduction into this reaction zone.
Selon un mode d'exécution du procédé de l'invention,l on effectue la vaporisation éclair du composé alkylaromatique en décrivant une partie de la vapeur surchauffe fée circulant dans une conduite d'entrée de vapeur conduit sant à la zone de réaction et en injectant cette vapeur dérivée directement dans le courant de composé alkylaromatique; on préchauffe le courant de composé alkylaromatique en lui faisant subir un échange thermique indirect avec de la vapeur avant de le vaporiser; on fait ensuite subir au composé alkylaromatique vaporisé un échange thermique indirect avec les gaz chauds efflu ents soutirés de la zone de réaction de déshydrogénation, tandis que la vapeur provenant de l'échangeur de préchauffage est envoyée à un bouilleur et est surchauffée pour fournir ainsi la vapeur surchauffée afin de réaliser la vaporisation éclair et la déshydrogénation catalytique. According to one embodiment of the process of the invention, the flash vaporization of the alkylaromatic compound is carried out by describing a portion of the fairy superheated steam circulating in a steam inlet pipe leading to the reaction zone and by injecting this vapor derived directly from the alkyl aromatic compound stream; the stream of alkylaromatic compound is preheated by making it undergo an indirect heat exchange with steam before vaporizing it; the vaporized alkyl aromatic compound is then subjected to an indirect heat exchange with the effluent hot gases withdrawn from the dehydrogenation reaction zone, while the steam coming from the preheating exchanger is sent to a boiler and is superheated to thereby provide the superheated steam to carry out flash vaporization and catalytic dehydrogenation.
Pour la description détaillée de l'invention présentée ci-après, on se réfère au dessin annexé qui représente un diagramme schématique d'une installation pour produire des composés vinylaromatiques par déshydrogénation catalytique des composés alkylaromatiques correspondants. For the detailed description of the invention presented below, reference is made to the appended drawing which represents a schematic diagram of an installation for producing vinyl aromatic compounds by catalytic dehydrogenation of the corresponding alkyl aromatic compounds.
En particulier, la description détaillée de l'invention se rapporte à un système de production de vinyltoluène par déshydrogénation de l'éthyltoluène. Il faut cependant comprendre que le procédé et l'appareillage de la présente invention sont également apEcables à la production d'autres monomères vinylaromatiques comme le styrène, l'alpha-méthylstyrene, le divinyl-benzène et autres analogues. L'homme de métier doit pouvoir facilement ajuster les conditions opératoires afin d'adapter le système à d'autres monomères vinylaromatiques. In particular, the detailed description of the invention relates to a system for producing vinyltoluene by dehydrogenation of ethyltoluene. It should however be understood that the process and the apparatus of the present invention are also suitable for the production of other vinyl aromatic monomers such as styrene, alpha-methylstyrene, divinyl-benzene and the like. Those skilled in the art must be able to easily adjust the operating conditions in order to adapt the system to other vinyl aromatic monomers.
Selon le dessin annexé, qui représente un système de production de vinyltoluène, on introduit respectivement par les conduites 2 et 4 du toluène et de l'éthylène dans un réacteur d'alkylation 6 dans lequel on alkyle le toluène selon la réaction bien connue de Friedel
Crafts pour produire l'éthyltoluène. On peut utiliser les catalyseurs connus de Friedel-Crafts comme le trichlorure d'aluminium (AlCI3) activé avec de l'acide chlorhydrique (HC1) ou du chlorure d'éthyle (CH3CH2C1). Le composé ainsi formé est envoyé du réacteur d'alkylation 6,! par la conduite 8 vers un échangeur de chaleur 10, dans lequel il est préchauffé par échange thermique indirect avec de la vapeur passant par la conduite 12.Généralement,, on préchauffe la charge d'éthyltoluène à une température comprise entre environ 1200C et environ 1500C. According to the appended drawing, which represents a system for producing vinyltoluene, toluene and ethylene are introduced via lines 2 and 4 respectively into an alkylation reactor 6 in which toluene is alkylated according to the well-known Friedel reaction
Crafts to produce ethyltoluene. The known Friedel-Crafts catalysts such as aluminum trichloride (AlCl3) activated with hydrochloric acid (HC1) or ethyl chloride (CH3CH2Cl) can be used. The compound thus formed is sent from the alkylation reactor 6,! via line 8 to a heat exchanger 10, in which it is preheated by indirect heat exchange with steam passing through line 12. Generally, the ethyltoluene charge is preheated to a temperature between approximately 1200C and approximately 1500C .
On fait ensuite passer la charge d'éhyltoluène par la conduite 14 vers la zone de vaporisation éclair dans laquelle on injecte de la vapeur surchauffée par la conduite 18 dans le courant de composé alkylaromatique
L'échange thermique par contact direct entre la vapeur surchauffée et la charge d'alkylaromatique provoque la vaporisation pratiquement instantanée de la charge.The charge of ethyltoluene is then passed through line 14 to the flash vaporization zone into which superheated steam is injected through line 18 into the stream of alkyl aromatic compound
The heat exchange by direct contact between the superheated steam and the alkylaromatic charge causes the charge to evaporate almost instantaneously.
Tout le courant de la charge est vaporisé, y compris le vinyltoluène qui y est présent . Par conséquent, on ne permet pas à une phase liquide enrichie en vinyltoluène de se former et on réduit ainsi fortementla formation ultérieure d'oligomères de vinyltoluène dans les conduites d'alimentation conduisant au réacteur de déshydrogénation.All of the charge current is vaporized, including the vinyltoluene present therein. Consequently, a liquid phase enriched in vinyltoluene is not allowed to form, and the subsequent formation of vinyltoluene oligomers in the supply lines leading to the dehydrogenation reactor is thus greatly reduced.
Les vapeurs d'éthyltoluène passent ensuite par la conduite 20 vers l'échangeur de chaleur charge/effluent 22; dans lequel les vapeurs sont à nouveau chauffées en leur faisant subir un échange thermique avec les gaz chauds effluents du réacteur de déshydrogénation. La vapeur provenant de l'échangeur préchauffeur 10 est envoyée par la conduite 24 vers un dispositif de chauffage ou un bouilleun 26 dans lequel on la surchauffe. t
La température de la vapeur surchauffée produite dans le bouilleur 26 est comprise de préférence entre environ 7000C et environ 7600C.The ethyltoluene vapors then pass through line 20 to the charge / effluent heat exchanger 22; wherein the vapors are again heated by subjecting them to heat exchange with the effluent hot gases from the dehydrogenation reactor. The steam from the preheater exchanger 10 is sent through line 24 to a heating device or a boiler 26 in which it is overheated. t
The temperature of the superheated steam produced in the boiler 26 is preferably between approximately 7000C and approximately 7600C.
Les vapeurs chaudes de l'éthyltoluène provenant de l'séchant geur charge/effluent 22 sont ensuite envoyées par la conduite 30 dans le réacteur de déshydrogénation 28. La vitesse à laquelle on introduit les vapeurs d'éthyltoluène dans le réacteur de déshydrogénation, exprimée par une vitesse spatiale horaire de liquide, est généralement comprise entre environ 0,4 et environ 0,8.The hot ethyltoluene vapors from the charge / effluent dryer 22 are then sent via line 30 to the dehydrogenation reactor 28. The speed at which the ethyltoluene vapors are introduced into the dehydrogenation reactor, expressed by an hourly space velocity of liquid is generally between about 0.4 and about 0.8.
On fait également passer la vapeur surchauffée du bouille 26 dans le réacteur de déshydrogénation 28 par la conduitt 32. Une partie de la vapeur surchauffée de la conduite 32 est dérivée par la conduitel8 vers la zone 16 de vaporisation éclair. La vanne 34 est placée sur la conduite 18 afin de régler le débit de vapeur vers la zone de vaporisation éclair.The superheated steam from the boil 26 is also passed through the dehydrogenation reactor 28 through the pipe 32. Part of the superheated steam from the pipe 32 is diverted through the pipe 8 to the flash vaporization zone 16. The valve 34 is placed on the pipe 18 in order to regulate the steam flow to the flash vaporization zone.
Le réacteur de déshydrogénation 28 contient un lit de catalyseur de déshydrogénation de composés alkylaromatiques. Généralement, le catalyseur est constitué d'un catalyseur métallique de base présenté sous une forme granulaire. Habituellement ces catalyseurs contiennent un promoteur du type oxyde de fer. De nombreux catalyseurs appropriés sont disponibles commercialement, et à titre d'exemple, on peut notamment citer le Shell-105, le Shell 015, le Unitd-G64A ou encore le United-G64D. Les températures qui règnent dans le réacteur de déshydrogénation sont comprises entre environ 5500C et environ 7000C, et de préférence entre environ 5600C et environ 650 C. The dehydrogenation reactor 28 contains a bed of catalyst for the dehydrogenation of alkyl aromatic compounds. Generally, the catalyst consists of a basic metal catalyst presented in a granular form. Usually these catalysts contain a promoter of the iron oxide type. Many suitable catalysts are commercially available, and by way of example, mention may be made of Shell-105, Shell 015, Unitd-G64A or even United-G64D. The temperatures prevailing in the dehydrogenation reactor are between approximately 5500C and approximately 7000C, and preferably between approximately 5600C and approximately 650 C.
Les proportions respectives de vapeur et d'éthyltoluène qui sont introduites dans b réacteur de déshydrogénation peuvent être comprises entre environ 1 et environ 10 parties en poids de vapeur par partie d'éthyltoluène ce qui correspond à un rapport molaire vapeur/ hydrocarbure compris entre environ 7,5 pour 1 et 75 pour le
De prdErence, le rapport pondéral vapeur/éthyltoluène est compris entre environ 2 et environ 4 parties en poids de vapeur par partie d'éthyltoluène, ce qui correspond à un rapport molaire vapeur/ hydrocarbure compris entre environ 15 pour 1 et environ 30 pour 1. En particulier, le rapport molaire vapeur/éthyltoluène est d'au moins environ 22,5 pour 1.The respective proportions of steam and ethyltoluene which are introduced into the dehydrogenation reactor can be between approximately 1 and approximately 10 parts by weight of vapor per part of ethyltoluene, which corresponds to a vapor / hydrocarbon molar ratio of between approximately 7 , 5 for 1 and 75 for the
Preferably, the vapor / ethyltoluene weight ratio is between approximately 2 and approximately 4 parts by weight of vapor per part of ethyltoluene, which corresponds to a vapor / hydrocarbon molar ratio of between approximately 15 to 1 and approximately 30 to 1. In particular, the vapor / ethyltoluene molar ratio is at least about 22.5 to 1.
Les vapeurs effluentes quittant le réacteur de déshydrogénation 28 sont constituées par un mélange comprenant de la vapeur, du vinyltoluène, du gaz hydrogène, un peu d'éthyltoluène non déshydrogéné ainsi que de faibles quantités d'autres alkylaromatiques. Les vapeurs effluentes sont envoyées par la conduite 36 vers l'échange geur charge/effluent 22 dans lequel une partie de leur chaleur est transférée à la charge d'éthyltoluène vaporisé
La température qui règne dans l'échangeur charge/ effluent dépend de la température des gaz effluents qui sont soutirés de la zone de déshydrogénation. De préférence ce, la température des gaz effluents ne sera pas infé o rieure à environ 700 C et plus particulièrement 6500C, tandis que la température du côté chaud de l'échangeur sera comprise entre environ 5000C et environ 6000C. Si la température des gaz effluents dépasse ce niveau, cela peut indiquer que la température régnant dans la zone de déshydrogénation est trop élevée.The effluent vapors leaving the dehydrogenation reactor 28 consist of a mixture comprising steam, vinyltoluene, hydrogen gas, a little non-dehydrogenated ethyltoluene as well as small amounts of other alkylaromatics. The effluent vapors are sent via line 36 to the charge / effluent exchange 22 in which part of their heat is transferred to the charge of vaporized ethyltoluene.
The temperature prevailing in the charge / effluent exchanger depends on the temperature of the effluent gases which are withdrawn from the dehydrogenation zone. Preferably this, the temperature of the effluent gases will not be lower than approximately 700 ° C. and more particularly 6500 ° C., while the temperature on the hot side of the exchanger will be between approximately 5000 ° C. and approximately 6000 ° C. If the temperature of the effluent gases exceeds this level, this may indicate that the temperature prevailing in the dehydrogenation zone is too high.
On doit éviter des températures excessivement élevées dans la zone de déshydrogénation puisqu'elles peuvent être dommageables pour le catalyseur. De plus, des températures excessivement élevées dans lréchangeu charge/e f fluent peuvent accroître la formation de dépôts de coke qui sont indésirables.Excessively high temperatures in the dehydrogenation zone should be avoided since they can be damaging to the catalyst. In addition, excessively high temperatures in the feed / effluent exchanger can increase the formation of unwanted coke deposits.
De l'échangeur de chaleur 22, les vapeurs du produit sont envoyées par la conduite 38 vers un autre échangeur de chaleur 40, dans lequel on transfère une quantité plus importante de leur chaleur à de la vapeur entrant par la conduite 42. From the heat exchanger 22, the product vapors are sent through line 38 to another heat exchanger 40, in which a greater quantity of their heat is transferred to steam entering via line 42.
Les vapeurs partiellement refroidies sont envoyées par la conduite 44 vers la zone de refroidissement rapide 46 dans laquelle elles sont trempées avec un courant d'eau entrant par la conduite 48. Le produit trempé est envoyé de la zone de refroidissement rapide 46 par la conduite 50 vers un condenseur, comme le refroidisseur à air 52, dans lequel on refroidit finalement le courant de produit à une température comprise entre environ 150cet environ 750C, la condensation de l'eau et de l'hydrocarbure étant ainsi complète
Le condensat provenant du refroidisseur à air 52 est envoyé par la conduite 54 vers un réservoir de séparation 56. Les constituants hydrocarbonés du courant de produit se séparent des constituants aqueux dans la chambre 58, et la phase organique s'écoule par le dessus du réservoir 60 dans la chambre 62.Les gaz non condensés tels que l'hydrogène sont soutirés du séparateur 56 par la conduite 64.The partially cooled vapors are sent via line 44 to the rapid cooling zone 46 in which they are quenched with a stream of water entering via line 48. The quenched product is sent from rapid cooling zone 46 via line 50 to a condenser, such as air cooler 52, in which the product stream is finally cooled to a temperature between about 150 and about 750 C, the condensation of water and hydrocarbon being thus complete
The condensate from the air cooler 52 is sent through line 54 to a separation tank 56. The hydrocarbon constituents of the product stream separate from the aqueous constituents in the chamber 58, and the organic phase flows through the top of the reservoir 60 in chamber 62. The non-condensed gases such as hydrogen are withdrawn from the separator 56 through line 64.
La phase aqueuse des condensats est soutirée par le fond de la chambre 58 par la conduite 66. Une partie de l'eau passant par la conduite 66 peut être dérivée par la conduite 48 pour être introduite dans la zone de refroidissement rapide 46. Le reste de l'eau circulant dans la conduite 66 peut avantageusement être envoyé vers les bouilleurs qui produisent la vapeur qui doit être utilisée dans le système. On soutire le vinyltoluène brut de la chambre 62 du séparateur 56 par la conduite 68 et on le dirige vers l'unité de purification, comme par exempt un train de distillation conventionnel, qui n'est pas représenté sur le dessin.The aqueous phase of the condensates is drawn off from the bottom of the chamber 58 via the pipe 66. Part of the water passing through the pipe 66 can be diverted through the pipe 48 to be introduced into the rapid cooling zone 46. The rest water circulating in line 66 can advantageously be sent to the boilers which produce the steam which must be used in the system. The crude vinyltoluene is withdrawn from the chamber 62 of the separator 56 via the line 68 and it is directed to the purification unit, as if free from a conventional distillation train, which is not shown in the drawing.
Selon la présente invention, on effectue une vaporisation complète de la charge d'alkylaromatique sans qu'il y ait formation temporaire d'une phase liquide enrichie en composé vinylaromatique qui peut polymériser dans l'échan- geur de chaleur charge/effluent ou dans d'autres parties du système . On évite ainsi l'encratement et le cokage du système parcouru par la charge. On étend de la sorte le temps de fonctionnement du système et on assure finalement une production plus économique de monomères vinylaromastiques. According to the present invention, a complete vaporization of the alkyl aromatic feed is carried out without any temporary formation of a liquid phase enriched in vinyl aromatic compound which can polymerize in the feed / effluent heat exchanger or in d 'other parts of the system. This avoids the fouling and coking of the system traversed by the load. This extends the operating time of the system and ultimately ensures more economical production of vinylaromastic monomers.
La réduction du cokage dans le système parcouru par la charge, peut aussi provenir du fait qu'une partie de la vapeur surchauffée peut réagir avec les dépôts charbonneux formés, selon la réaction de gaz à l'eau, consommant ainsi les résidus et évitant ainsi leur accumulation. The reduction of coking in the system traversed by the charge, can also come from the fact that part of the superheated steam can react with the carbon deposits formed, according to the reaction of gas to water, thus consuming the residues and thus avoiding their accumulation.
D'autre part, on peut également utiliser d'autres techniques de vaporisation éclair des composés alkylaro- matiques. Par exemple la charge peut être soumise à une vaporisation éclair par un traitement à haute pression, en augmentant la température de la charge et ensuite en introduisant rapidement la charge dans une zone à basse pression. On the other hand, other flash vaporization techniques of the alkylaromatic compounds can also be used. For example, the load can be subjected to flash vaporization by a high pressure treatment, by increasing the temperature of the load and then by rapidly introducing the load into a low pressure area.
Les exemples suivants sont donnés afin de mieux illustrer la présente invention, mais sans pour autant en limiter la portée
Exemple 1
On introduisit en continu de l'éthyltoluène et de la vapeur surchauffée dans un réacteur de déshydrogénation I contenant un lit de catalyseur de déshydrogénation du type
Shell-105, et on soutira de ce réacteur un effluent gazeux contenant du vinyltoluène. On a fait passer la charge dans un échangeur tubulaire à double enveloppe pour la soumettre à un échange thermique avec les gaz chauds effluents soutirés de la zone de réaction. Cet échange thermique était réalisé avant d'introduire la charge dans le réacteur de déshydrogénation. La température de la vapeur surchauffée était de 7250C.On a pré chauffé l'éthyltoluène en lui faisant subir un échange thermique indirect avec de la vapeur. On a ensuite vaporisé la charge en injectant de la vapeur surchauffée dans le courant d'éthyltoluène, avant de l'envoyer dans l'échangeur charge/effluent. La vitesse avec laquelle on alimente la zone de déshydrogénation avec l'éthyltoluène était contrôlée de manière à maintenir une vitesse spatiale horaire de liquide d'approximativement 0,6. Par contre, la vitesse avec laquelle on introduit la vapeur était contrôlée pour maintenir un rapport molaire vapeur/hydrocarbure d'approximativement 25 : 1. La température des gaz effluents soutirés de la zone de déshydrogénation était d'approximativement 650 C. The following examples are given to better illustrate the present invention, but without limiting its scope
Example 1
Ethyltoluene and superheated steam were continuously introduced into a dehydrogenation reactor I containing a bed of dehydrogenation catalyst of the type
Shell-105, and a gaseous effluent containing vinyltoluene will be drawn from this reactor. The charge was passed through a tubular jacketed exchanger to subject it to heat exchange with the effluent hot gases withdrawn from the reaction zone. This heat exchange was carried out before introducing the feed into the dehydrogenation reactor. The temperature of the superheated steam was 7250C. The ethyltoluene was preheated by indirect heat exchange with steam. The charge was then vaporized by injecting superheated steam into the stream of ethyltoluene, before sending it to the charge / effluent exchanger. The rate at which the dehydrogenation zone was fed with ethyltoluene was controlled so as to maintain an hourly space velocity of liquid of approximately 0.6. On the other hand, the speed with which the steam is introduced was controlled to maintain a steam / hydrocarbon molar ratio of approximately 25: 1. The temperature of the effluent gases withdrawn from the dehydrogenation zone was approximately 650 C.
Après avoir opéré de cette manière pendant 150 jours, on a mis l'échangeur charge/effluent hors service pour l'inspecter. On n'a observé qu'un cokage négligeable ce qui indique que la continuation était possible. After operating in this manner for 150 days, the charge / effluent exchanger was taken out of service for inspection. Negligible coking was observed, indicating that continuation was possible.
Par contre, après une période similaire d'opération selon une méthode conventionnelle, selon laquelle on n'injecte pas de vapeur surchauffée dans le courant d'éthyltoluène pour effectuer une vaporisation éclair de l'éthyltoluène avant son passage dans l'échangeur charge/effluent, cet échangeur est tellement encrassé par des dépôts charbonneux qu'un nettoyage s'avère nécessaire avant de reprendre l'opération.On the other hand, after a similar period of operation according to a conventional method, according to which superheated steam is not injected into the ethyltoluene stream to carry out a flash vaporization of the ethyltoluene before it passes through the charge / effluent exchanger , this exchanger is so fouled with carbon deposits that cleaning is necessary before resuming operation.
Les modes d'exécution ci-dessus sont donnés afin d'illustrer la présente invention, mais sans pour autant la limiter. Cependant des modifications peuvent être apportées par l'homme de métier sans pour autant sortir du cadre de l'invention. The above embodiments are given in order to illustrate the present invention, but without limiting it. However, modifications can be made by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.
Claims (33)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8217037A FR2515172A1 (en) | 1982-10-12 | 1982-10-12 | Catalytic alkyl aromatic dehydrogenation to vinyl aromatic - with flash evapn. of feed stream with superheated steam |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8217037A FR2515172A1 (en) | 1982-10-12 | 1982-10-12 | Catalytic alkyl aromatic dehydrogenation to vinyl aromatic - with flash evapn. of feed stream with superheated steam |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR2515172A1 true FR2515172A1 (en) | 1983-04-29 |
Family
ID=9278175
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR8217037A Pending FR2515172A1 (en) | 1982-10-12 | 1982-10-12 | Catalytic alkyl aromatic dehydrogenation to vinyl aromatic - with flash evapn. of feed stream with superheated steam |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FR (1) | FR2515172A1 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4009218A (en) * | 1975-05-06 | 1977-02-22 | Universal Oil Products Company | Alkylaromatic hydrocarbon dehydrogenation process |
-
1982
- 1982-10-12 FR FR8217037A patent/FR2515172A1/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4009218A (en) * | 1975-05-06 | 1977-02-22 | Universal Oil Products Company | Alkylaromatic hydrocarbon dehydrogenation process |
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