JP2022539087A - オレフィンを生成するための統合化学処理システムを操作するための方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
本出願は、2020年6月24日に出願された米国仮特許出願第62/865,597号に対する優先権を主張するものであり、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる。
軽質オレフィンは、多くの種類の商品および材料を生成するためのベース材料として利用することができる。例えば、エチレンは、ポリエチレン、塩化エチレン、またはエチレンオキシドを製造するために利用することができる。このような生成物は、製品の包装、建設、繊維等に利用できる。したがって、エチレン、プロピレン、およびブテン等の軽質オレフィンに対する業界の需要がある。
実施例1では、FCDh流出物が生成され、C3+化合物およびC3-化合物に関する組成について分析された。プロパン脱水素は、改良されたDavison Circulating Riser(DCR)パイロット装置で実施され、このパイロット装置では、再生セクションにおいてその場で燃料燃焼が実施される。おおよそ4100グラムのGa-Pt担持触媒が循環システムに充填され、約90gの触媒が常時反応器内に存在するものとして計算された。ライザー(反応器)への流入温度は630℃に制御され、圧力は90キロパスカル(kPa)のゲージ圧(13psigまたは191kPa/27.7psiaの絶対圧力)に設定された。高純度プロパンをシステムに注入して、1時間当たり約3.5のプロパンの重量空間速度(WHSV)を達成した。窒素(N2)は、主に触媒のキャリアガスとしてシステムに同時供給された。プロパンの分圧は、ゲージ圧で約30kPa(4.3psig)程度であった。触媒再生の温度は、700℃~750℃の範囲であった。高純度メタン(CH4)は、再生器で燃料ガスとして使用され、1時間当たり50標準リットルの速度で注入された。
以下の実施例および比較例では、アセチレン、MA、およびPDを含む水素化供給原料の選択的な水素化は、2つの同一の内径1/2インチの反応器(第1の反応器および第2の反応器)を平行して操作する等温のアセチレン水素化装置で行われた。30~40グラムの水素化触媒を第1の反応器と第2の反応器の各々に置いた。第1の反応器と第2の反応器の各々には、温度プロファイルを監視し、等温の温度分布条件が達成されたかどうかを判断するために、10個の均等に分散された熱電対が含まれていた。内部標準として窒素を使用し、平衡ガスとしてメタン(CH4)を使用した。
実施例2~実施例4では、水素化供給原料の水素化(表3)は、40℃を超える広い温度動作範囲を有する第1の水素化触媒(触媒A)を使用して行われた。第1の水素化触媒の温度動作範囲は、水素化供給原料の組成に依存する。水素化供給原料の各組成による各触媒の温度動作範囲を次の表4に示す。実施例2では、水素化供給原料は、分解ガスがもたらした成分のみを含んでいた。実施例2の水素化供給原料の組成は、上記の表3に示されている。実施例3について、水素化供給原料は、2:1の流量比に基づいて決定され、この流量比は、分解ガスがもたらしたC3/C3-成分の量とFCDh流出物がもたらしたC3/C3成分の量との比率である。実施例4について、水素化供給原料は、12:1の流量比に基づいて決定された。実施例3および実施例4について、FCDhシステムの装置トリップは、FCDhシステムがもたらした成分を排除することによってシミュレーションされた。
比較例5~比較例7では、水素化供給原料の水素化は、従来の水素化触媒(触媒B)を使用して行われた。第1の水素化触媒の温度動作範囲は、水素化供給原料の組成に依存する。水素化供給原料の各組成による各触媒の温度動作範囲を次の表4に示す。比較例5では、水素化供給原料は、分解ガスがもたらしたC3/C3-成分のみを含んでいた。比較例5の水素化供給原料の組成は、上記の表3に示されている。比較例6について、水素化供給原料は、2:1の流量比に基づいて決定され、比較例7については、水素化供給原料は、12:1の流量比に基づいて決定された。比較例6および比較例7について、FCDhシステムの装置トリップは、FCDhシステムがもたらした成分を排除することによってシミュレーションされた。
表4は、実施例2~実施例4および比較例5~比較例7の各々について、エチレン選択性、MA転化率、PD転化率、クリーンアップ温度、触媒の温度動作範囲、および反応器のデルタTの変化を示す。
Claims (15)
- オレフィンを生成するための統合システムを操作するための方法であって、
水素化供給原料を第1の水素化触媒と接触させて、水素化流出物を生成することであって、前記水素化供給原料が、第1のオレフィン生成プロセスからの第1のプロセス流出物の少なくとも一部および第2のオレフィン生成プロセスからの第2のプロセス流出物の少なくとも一部を含み、
前記水素化供給原料は、少なくとも水素、エチレン、一酸化炭素、アセチレン、メチルアセチレン、およびプロパジエンを含み、
前記第1の水素化触媒は、少なくとも摂氏40度の温度動作範囲を有し、前記温度動作範囲は、所与の水素化供給組成物における暴走温度とクリーンアップ温度との間の差であり、前記暴走温度は、前記水素化供給原料中のエチレンの3%が反応する温度であり、前記クリーンアップ温度は、前記水素化流出物中のアセチレン濃度が閾値アセチレン濃度に等しい温度であり、
前記水素化流出物は、メチルアセチレン(MA)、プロパジエン(PD)、またはそれらの両方を含む、接触させることと、
前記水素化流出物の少なくとも一部を第2の水素化触媒と接触させることであって、前記接触させることが、前記水素化流出物から前記メチルアセチレン、プロパジエン、またはそれらの両方の少なくとも一部を水素化させて、前記第2の水素化触媒と接触する前の前記水素化流出物の前記一部と比較して、メチルアセチレン、プロパジエン、またはそれらの両方の濃度が低下したMAPD水素化流出物を生成する、接触させることと、を含む、方法。 - 前記第1のプロセス流出物が、蒸気分解システムで第1の炭化水素供給原料の少なくとも一部を分解することによって生成される分解ガスを含み、前記分解ガスは、少なくとも水素、一酸化炭素、アセチレン、メチルアセチレン、およびプロパジエンを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第2のプロセス流出物が、流動接触脱水素(FCDh)流出物を含み、前記FCDh流出物が、FCDhシステムで第2の炭化水素供給原料の少なくとも一部を脱水素化することによって生成され、前記FCDh流出物は、少なくとも水素および一酸化炭素を含む、請求項1または2のいずれかに記載の方法。
- 前記第2の水素化触媒と接触する前記水素化流出物の前記一部におけるメチルアセチレンおよびプロパジエンの合計濃度が、10重量%以下である、先行請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記MAPD水素化流出物の少なくとも一部を前記FCDhシステムに送ることをさらに含む、先行請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記MAPD水素化流出物が、プロパンを含む、先行請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記水素化流出物の前記一部を前記第2の水素化触媒と接触させる前または接触中に、前記第2の炭化水素供給原料の少なくとも一部を前記水素化流出物の前記一部と組み合わせることをさらに含む、先行請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記水素化供給原料が、前記第1のプロセス流出物および前記第2のプロセス流出物からの前記一酸化炭素の少なくとも95%を含む、先行請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記水素化供給原料と前記第1の水素化触媒との接触が、80%未満の前記水素化供給原料中のメチルアセチレンの転化率を生成する、先行請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記水素化供給原料と前記第1の水素化触媒との接触が、10%未満の前記水素化供給原料中のプロパジエンの転化率を生成する、先行請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記水素化供給原料が、アセチレン水素化装置内の前記第1の水素化触媒と接触する、先行請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 40℃以上の温度動作範囲を有する前記第1の水素化触媒が、前記第1のプロセス流出物または前記第2のプロセス流出物の流れの中断に応答して、前記アセチレン水素化装置の熱暴走を低減または防止する、請求項11に記載の方法。
- 前記第1のプロセス流出物および前記第2のプロセス流出物を前記水素化供給原料およびアセチレン枯渇ストリームに分離することをさらに含む、先行請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1のプロセス流出物および前記第2のプロセス流出物を前記水素化供給原料およびアセチレン枯渇ストリームに分離するための第1の分離システムが、フロントエンド脱プロパン塔構成を有する、請求項13に記載の方法。
- 前記閾値アセチレン濃度が、体積当たりの100万分の1部である、請求項1に記載の方法。
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