JP2017501989A - 酸素含有化合物から低級オレフィンを製造する方法、及び、それに用いられる装置 - Google Patents
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Abstract
Description
a)酸素含有化合物を含む原料が、n個の供給バイパスラインを介して濃厚相流動化床反応器における第1乃至第nの二級反応ゾーンに並列に送り込まれ、触媒と接触して、低級オレフィン生成物を含む流れ及び再生すべき触媒を生成する工程と、
(但し、前記触媒は、順に第1乃至第nの二級反応ゾーンを直列に通して、炭素含有量が次第に増加する。前記濃厚相流動化床反応器は、物質流動制御器によってn個の二級反応ゾーンに仕切られている。)、
b)前記第1乃至第nの二級反応ゾーンから流出した、低級オレフィン生成物を含む流れから、それに同伴する再生すべき触媒を分離し、前記低級オレフィン生成物を含む流れが生成物分離区画に入って分離・精製により低級オレフィン生成物が得られ、分離された再生すべき触媒が第nの二級反応ゾーンに入る工程と、
c)第nの二級反応ゾーンから流出した再生すべき触媒が、ストリッピング・リフトを経て濃厚相流動化床再生器に送り込まれ再生される工程と、
(但し、前記再生すべき触媒は、順に第1乃至第mの二級再生ゾーンを直列に通す。再生用媒体は、m個の再生ゾーン供給バイパスラインを介して第1乃至第mの二級再生ゾーンに並列に送り込まれ、前記再生すべき触媒は、前記再生用媒体と接触して炭素含有量が次第に減少する。再生済みの触媒は、続いて、ストリッピング・リフト経て第1の二級反応ゾーンに返送される。前記濃厚相流動化床再生器は、物質流動制御器によってm個の二級再生ゾーンに仕切られている。)
を含む、但し、n≧2且つm≧2であり、さらに好ましく8≧n≧3且つ8≧m≧3である、酸素含有化合物から低級オレフィンを製造する方法を提供するものである。
(1)濃厚相流動化床が高い層密度を有し、触媒の速度が低く、摩耗が低い。
(2)物質流動制御器における物質ダウンフロー管における気相の速度が触媒の最小流動化速度以下であり、触媒が濃厚相集積状態となり、触媒の一方向濃厚相移送流が形成するので、隣接する二級反応ゾーン(又は隣接する二級再生ゾーン)同士の間に触媒の逆混合を防ぐことができ、滞留時間の分布が狭くなる。
(3)物質流動制御器における受熱部材が反応ゾーンの温度を制御する作用を有する。
(4)物質流動制御器では、反応ゾーンがn個の二級反応ゾーンに仕切られ、触媒が順に第1の二級反応ゾーン乃至第nの二級反応ゾーンを直列に通して、滞留時間分布が狭くなり、再生すべき触媒の炭素含有量の均一性が大幅に向上する。
(5)物質流動制御器では、再生ゾーンがm個の二級再生ゾーンに仕切られ、触媒が順に第1の二級再生ゾーン乃至第m二級再生ゾーンを直列に通して、滞留時間分布が狭くなり、再生触媒の炭素含有量の均一性が大幅に向上する。
(6)再生触媒及び再生すべき触媒の炭素含有量を精度よく制御することが実現され、且つ炭素含有量の分布が均一となり、低級オレフィンの選択率が向上し、必要により炭素含有量をコントロールすることによってプロピレン/エチレンの比率を最適化することができる。
(7)触媒の炭素含有量の分布が均一となることで、反応ゾーンに必要な触媒の収納量が低くなる。
(8)複数の二級反応ゾーンの構造が反応器の大型化には有利である。
a)酸素含有化合物を含む原料が、n個の供給バイパスラインを介して濃厚相流動化床反応器における第1乃至第nの二級反応ゾーンに並列に送り込まれ、触媒と接触して、低級オレフィン生成物を含む流れ及び再生すべき触媒を生成する工程と、
(但し、前記触媒は、順に第1乃至第nの二級反応ゾーンを直列に通して、炭素含有量が次第に増加する。前記濃厚相流動化床反応器は、物質流動制御器によってn個の二級反応ゾーンに仕切られている。)
b)前記第1乃至第nの二級反応ゾーンから流出した、低級オレフィン生成物を含む流れから、それに同伴する再生すべき触媒を分離し、前記低級オレフィン生成物を含む流れが生成物分離区画に入って分離・精製により低級オレフィン生成物が得られ、分離された再生すべき触媒が第nの二級反応ゾーンに入る工程と、
c)第nの二級反応ゾーンから流出した再生すべき触媒が、ストリッピング・リフトを経て濃厚相流動化床再生器に送り込まれ再生される工程と、
(但し、前記再生すべき触媒は、順に第1乃至第mの二級再生ゾーンを直列に通す。再生用媒体は、m個の再生ゾーン供給バイパスラインを介して第1乃至第mの二級再生ゾーンに並列に送り込まれ、前記再生すべき触媒は、前記再生用媒体と接触して炭素含有量が次第に減少する。再生済みの触媒は、続いて、ストリッピング・リフトを経て第1の二級反応ゾーンに返送される。前記濃厚相流動化床再生器は、物質流動制御器によってm個の二級再生ゾーンに仕切られている。)
を含む、酸素含有化合物から低級オレフィンを製造する方法を提供するものである。
本発明が提供する技術案には更に以下の点が含まれる。
(2)再生ゾーン、気固分離ゾーン、及び、ストリッピングゾーンを含む濃厚相流動化床再生器であって、再生ゾーンが物質流動制御器によってm個の二級再生ゾーンに仕切られ、m≧2である濃厚相流動化床再生器を提供する。
好ましくは、酸素含有化合物を含む原料が濃厚相流動化床反応器に入り再生触媒と接触して、低級オレフィンを含む生成物、及び、炭素を含む再生すべき触媒を生成するとともに、再生触媒が順に第1乃至第nの二級反応ゾーンを通して、炭素含有量が次第に増加する。
実施例1
濃厚相流動化床反応器には二級反応ゾーンが4つ設置され、濃厚相流動化床再生器には二級再生ゾーンが4つ設置されている。酸素含有化合物を含む原料が濃厚相流動化床反応器に入り、SAPO−34分子篩を含む触媒と接触して、気相生成物の流れ及び再生すべき触媒が生成された。気相物質及び巻き込まれた再生すべき触媒がサイクロンに入った。気相生成物の流れがサイクロンの排出口を経て以降の分離区画に入り、巻き込まれた再生すべき触媒がサイクロンのディプレッグを経て第4の二級反応ゾーンに入った。再生触媒がストリッパー、ライザーを経て濃厚相流動化床反応器に入り、且つ順に第1乃至第4の二級反応ゾーンを通して、炭素析出後、再生すべき触媒が生成された。再生すべき触媒が再度ストリッパー、ライザーを経て濃厚相流動化床再生器に入り、并順に第1乃至第4の二級再生ゾーンを通して、炭素燃焼後、再生触媒が生成された。濃厚相流動化床反応器の反応条件は、反応温度が400℃であり、気相線速度が0.3m/sであり、層密度が1000kg/m3であり、第1の二級反応ゾーンの平均炭素析出量が2wt%であり、第2の二級反応ゾーンの平均炭素析出量が6wt%であり、第3の二級反応ゾーンの平均炭素析出量が8wt%であり、第4の二級反応ゾーンの平均炭素析出量が10wt%であった。濃厚相流動化床再生器の反応条件は、反応温度が500℃であり、気相線速度が0.3m/sであり、層密度が1000kg/m3であり、第1の二級再生ゾーンの平均炭素析出量が7wt%であり、第2の二級再生ゾーンの平均炭素析出量が4wt%であり、第3の二級再生ゾーンの平均炭素析出量が2wt%であり、第4の二級再生ゾーンの平均炭素析出量が1wt%であった。反応生成物がオンラインガスクロマトグラフィーにより分析された。低級オレフィンの炭素収率が91.1wt%であった。
濃厚相流動化床反応器には二級反応ゾーンが3つ設置され、濃厚相流動化床再生器には二級再生ゾーンが2つ設置されている。酸素含有化合物を含む原料が濃厚相流動化床反応器に入り、SAPO−34分子篩を含む触媒と接触して、気相生成物の流れ及び再生すべき触媒が生成された。気相物質及び巻き込まれた再生すべき触媒がサイクロンに入った。気相生成物の流れがサイクロンの排出口を経て以降の分離区画に入り、巻き込まれた再生すべき触媒がサイクロンのディプレッグを経て第3の二級反応ゾーンに入った。再生触媒がストリッパー、ライザーを経て濃厚相流動化床反応器に入り、且つ順に第1乃至第3の二級反応ゾーンを通して、炭素析出後、再生すべき触媒が生成された。再生すべき触媒が再度ストリッパー、ライザーを経て濃厚相流動化床再生器に入り、且つ順に第1乃至第2の二級再生ゾーンを通して、炭素燃焼後、再生触媒が生成された。濃厚相流動化床反応器の反応条件は、反応温度が450℃であり、気相線速度が0.5m/sであり、層密度が900kg/m3であり、第1の二級反応ゾーンの平均炭素析出量が3wt%であり、第2の二級反応ゾーンの平均炭素析出量が7wt%であり、第3の二級反応ゾーンの平均炭素析出量が9wt%であった。濃厚相流動化床再生器の反応条件は、反応温度が600℃であり、気相線速度が0.7m/sであり、層密度が700kg/m3であり、第1の二級再生ゾーンの平均炭素析出量が4wt%であり、第2の二級再生ゾーンの平均炭素析出量が2wt%であった。反応生成物がオンラインガスクロマトグラフィーにより分析された。低級オレフィンの炭素収率が90.5wt%であった。
濃厚相流動化床反応器には二級反応ゾーンが6つ設置され、濃厚相流動化床再生器には二級再生ゾーンが5つ設置されている。酸素含有化合物を含む原料が濃厚相流動化床反応器に入り、SAPO−34分子篩を含む触媒と接触して、気相生成物の流れ及び再生すべき触媒が生成された。気相物質及び巻き込まれた再生すべき触媒がサイクロンに入った。気相生成物の流れがサイクロンの排出口を経て以降の分離区画に入り、巻き込まれた再生すべき触媒がサイクロンのディプレッグを経て第6の二級反応ゾーンに入った。再生触媒がストリッパー、ライザーを経て濃厚相流動化床反応器に入り、且つ順に第1乃至第6の二級反応ゾーンを通して、炭素析出後、再生すべき触媒が生成された。再生すべき触媒が再度ストリッパー、ライザーを経て濃厚相流動化床再生器に入り、且つ順に第1乃至第5の二級再生ゾーンを通して、炭素燃焼後、再生触媒が生成された。濃厚相流動化床反応器の反応条件は、反応温度が480℃であり、気相線速度が0.7m/sであり、層密度が700kg/m3であり、第1の二級反応ゾーンの平均炭素析出量が1wt%であり、第2の二級反応ゾーンの平均炭素析出量が3wt%であり、第3の二級反応ゾーンの平均炭素析出量が4wt%であり、第4の二級反応ゾーンの平均炭素析出量が5wt%であり、第5の二級反応ゾーンの平均炭素析出量が6wt%であり、第6の二級反応ゾーンの平均炭素析出量が7wt%であった。濃厚相流動化床再生器の反応条件は、反応温度が650℃であり、気相線速度が1.0m/sであり、層密度が500kg/m3であり、第1の二級再生ゾーンの平均炭素析出量が5wt%であり、第2の二級再生ゾーンの平均炭素析出量が3wt%であり、第3の二級再生ゾーンの平均炭素析出量が2wt%であり、第4の二級再生ゾーンの平均炭素析出量が1wt%であり、第5の二級再生ゾーンの平均炭素析出量が0.01wt%であった。反応生成物がオンラインガスクロマトグラフィーにより分析された。低級オレフィンの炭素収率が91.4wt%であった。
Claims (12)
- a)酸素含有化合物を含む原料が、n個の供給バイパスラインを介して濃厚相流動化床反応器における第1乃至第nの二級反応ゾーンに並列に送り込まれ、触媒と接触して、低級オレフィン生成物を含む流れ及び再生すべき触媒を生成する工程と、
(但し、前記触媒は、順に第1乃至第nの二級反応ゾーンを直列に通して、炭素含有量が次第に増加する。前記濃厚相流動化床反応器は、物質流動制御器によってn個の二級反応ゾーンに仕切られている。)
b)前記第1乃至第nの二級反応ゾーンから流出した、低級オレフィン生成物を含む流れから、それに同伴する再生すべき触媒を分離し、前記低級オレフィン生成物を含む流れが生成物分離区画に入って分離・精製により低級オレフィン生成物が得られ、分離された再生すべき触媒が第nの二級反応ゾーンに入る工程と、
c)第nの二級反応ゾーンから流出した再生すべき触媒が、ストリッピング・リフトを経て濃厚相流動化床再生器に送り込まれ再生される工程と、
(但し、前記再生すべき触媒は、順に第1乃至第mの二級再生ゾーンを直列に通す。再生用媒体は、m個の再生ゾーン供給バイパスラインを介して第1乃至第mの二級再生ゾーンに並列に送り込まれ、前記再生すべき触媒は、前記再生用媒体と接触して炭素含有量が次第に減少する。再生済みの触媒は、続いて、ストリッピング・リフトを経て第1の二級反応ゾーンに返送される。前記濃厚相流動化床再生器は、物質流動制御器によってm個の二級再生ゾーンに仕切られている。)
を含む、但し、n≧2且つm≧2である、酸素含有化合物から低級オレフィンを製造する方法。 - 8≧n≧3且つ8≧m≧3であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記濃厚相流動化床反応器において、前記物質流動制御器におけるガス見掛け線速度が触媒の最小流動化速度以下であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記濃厚相流動化床再生器において、前記物質流動制御器におけるガス見掛け線速度が触媒の最小流動化速度以下であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記触媒は、SAPO−34分子篩を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記濃厚相流動化床の反応ゾーンの反応条件は、ガス見掛け線速度が0.1−1.5m/sであり、反応温度が400−550℃であり、層密度が200−1200kg/m3であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記濃厚相流動化床の第1乃至第nの二級反応ゾーン内における触媒の平均炭素析出量が順番に増加し、第1の二級反応ゾーン内における触媒の平均炭素析出量が0.5−3wt%であり、第nの二級反応ゾーン内における触媒の平均炭素析出量が7−10wt%であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記濃厚相流動化床の再生ゾーンの反応条件は、ガス見掛け線速度が0.1−1.5m/sであり、再生温度が500−700℃であり、層密度が200−1200kg/m3であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記濃厚相流動化床の再生ゾーンにおいて、第1乃至第mの二級再生ゾーン内における触媒の平均炭素析出量が順番に減少し、第1の二級再生ゾーン内における触媒の平均炭素析出量が3−10wt%であり、第mの二級再生ゾーン内における触媒の平均炭素析出量が0−3wt%であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記酸素含有化合物は、メタノール及び/又はジメチルエーテルであり、前記低級オレフィンは、エチレン、プロピレン又はブテンから選ばれる何れか1種又は複数種の混合物であり、前記再生用媒体は、空気、貧酸素空気又は水蒸気から選ばれる何れか1種又は複数種の混合物であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 反応ゾーン、気固分離ゾーン、及び、ストリッピングゾーンを含む濃厚相流動化床反応器であって、反応ゾーンが物質流動制御器によってn個の二級反応ゾーンに仕切られている(但し、n≧2である。)ことを特徴とする、請求項1−9のいずれか一項に記載の方法を実施するための濃厚相流動化床反応器。
- 再生ゾーン、気固分離ゾーン、及び、ストリッピングゾーンを含む濃厚相流動化床再生器であって、再生ゾーンが物質流動制御器によってm個の二級再生ゾーンに仕切られている(但し、m≧2である。)ことを特徴とする、請求項1−9のいずれか一項に記載の方法を実施するための濃厚相流動化床再生器。
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