JP6230722B2 - メタノール及び／又はジメチルエーテルから低級オレフィンを製造する反応装置 - Google Patents

メタノール及び／又はジメチルエーテルから低級オレフィンを製造する反応装置 Download PDF

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Description

本発明は、メタノール及び／又はジメチルエーテルから低級オレフィンを製造する反応装置に関するものである。
低級オレフィンであるエチレン及びプロピレンは、二種類の重要かつ基礎的な化学工業原料であり、その需要量がだんだん増えている。通常、エチレン及びプロピレンが石油ルートにより生産されるものですが、石油資源の限られた供給量及び高い価格のため、石油資源からエチレンやプロピレンを生産するコストが増えている。近年、代替原料をエチレンやプロピレンに転化させる技術の開発が盛んに進んでいる。メタノールをオレフィン（ＭＴＯ）に転化させるプロセスが多く注目されてきて、100万トンレベルの生産規模が既に実現された。世界経済の発展に伴って、低級オレフィン、特にプロピレンの需要量が日々に増えている。ＣＭＡＩ会社の分析によれば、２０１６年の前に、エチレンの需要量が年当たり平均４．３％の速度で増加し、プロピレンの需要量が年当たり平均４．４％の速度で増加すると予測される。わが国の経済が高い速度で成長しているので、わが国では、エチレンもプロピレンも需要量の年成長率が世界の平均レベルを超えている。
２０世紀８０年代初めに、ＵＣＣ会社は、ＳＡＰＯシリーズ分子篩の開発に成功した。中でも、ＳＡＰＯ−３４分子篩触媒は、ＭＴＯ反応に用いられる際に優れた触媒性能を示し、高い低級オレフィンの選択率を有し、且つ活性が高いが、一定の時期使用した後、触媒が炭素析出のせいで失活するようになる。ＳＡＰＯ−３４分子篩触媒は、使用中に明らかな誘導期が存在する。誘導期の内で、オレフィンの選択率が低く、アルカンの選択率が高いが、反応時間の延長につれて、低級オレフィンの選択率がしだいに上昇する。誘導期完了後から一定の期間内で触媒が高い選択率及び高い活性を保持するが、反応時間が延長され続けると、触媒の活性が素早く下がるようになる。
ＵＳ６１６６２８２には、メタノールを低級オレフィンに転化させる技術及び反応器が開示されている。快速流動化床反応器によって、気速が低い濃厚相反応ゾーンで気相を反応させてから、内径が急遽に小さくなる快速分離ゾーンに上昇させた後、特殊な気固分離装置を用いて、巻き込まれた触媒の大部を初歩的に分離させる。反応後に生産物の気体と触媒とが迅速に分離されることで、二次反応の発生を有効に防止した。模擬計算によれば、伝統的なバブリング流動化床反応器と比べて、該快速流動化床反応器の内径も触媒の需用量も大幅減少する。しかし、この方法では、低級オレフィンの炭素収率が全て７７％程度であることが一般的であるので、低級オレフィンの収率が低いという問題がある。
ＣＮ１０１４０２５３８Ｂには、低級オレフィン収率を向上させる方法が開示されている。この方法では、第１の反応ゾーンの排出口からの生成物気体の第２の反応ゾーン内における滞留時間を増加させて、未反応のメタノール、生成したジメチルエーテル及びC４以上の炭化水素を引き続き反応させて、低級オレフィンの収率を向上させる目的に達するように、メタノールを低級オレフィンに転化させる第１の反応ゾーンの上部に、直径が第１の反応ゾーンよりも大きい第２の反応ゾーンを設置することが採用されている。この方法は、低級オレフィンの収率をある程度に向上させることができるが、第１の反応ゾーンから出た触媒には既に炭素析出が多く持たれ、且つC４以上の炭化水素の分裂には高い触媒活性が要求されるため、この方法では、第２の反応ゾーン内におけるC４以上の炭化水素の転化効率が依然として比較に低いので、低級オレフィンの収率が比較に低い問題を招来する。
ＣＮ１０２２７６４０６Ａには、プロピレンを増産する生産方法が開示されている。その技術では、反応ゾーンが三つ設置される。第１の快速床反応ゾーンは、メタノールをオレフィンに転化させるために用いられ、ライザー反応ゾーンと第２の快速床反応ゾーンとは、直列に接続され、エチレン、C４以上の炭化水素及び未反応のメタノール又はジメチルエーテルの転化に用いられる。この特許出願では、C４以上の炭化水素などの物質は、ライザー反応ゾーン及び第２の快速床反応ゾーンにおける滞留時間が短く、転化効率が比較に低いことで、プロピレンの収率が比較に低い問題を招来する。
ＣＮ１０２８７５２８９Ａには、内部にライザー反応器が設置された、低級オレフィンの産率を向上させるための流動化床反応装置が開示されている。第１の原料が流動化床の反応ゾーンに入り触媒と接触して、低級オレフィンを含む生成物が生成するとともに再生すべき触媒が生成する。再生すべき触媒は、一部が再生器に入り再生されて再生触媒を生成し、一部が出口端が反応ゾーンの内部に位置するライザーに入り第２の原料と接触し、再生すべき触媒が反応ゾーン内にリフトアップされ、再生触媒が流動化床反応器の反応ゾーンに返送される。この特許出願に開示の反応装置にはストリッピング部分がないので、再生すべき触媒が生成物気体の一部を取り込んで再生器に入り、酸素ガスと燃焼し、低級オレフィンの収量が低下するようになる。
ＣＮ１０２８７５２９６Ａに開示のメタノールからオレフィンを製造する技術では、快速床、ダウナー及びライザーのような３つの反応ゾーンが設置された。触媒が再生器、快速床、ライザー及びダウナーの間で循環するので、流れ方向がかなり複雑で、流量配分及び制御が非常に困難であり、触媒の活性変動が大きい。
この分野において周知されているように、低級オレフィンの選択率は、触媒上の炭素析出量に密接な関係を持つので、高い低級オレフィンの選択率を確保するために、ＳＡＰＯ−３４触媒には一定量の炭素析出が必要である。現在では、ＭＴＯプロセスに用いられている主な反応器は、完全混合流れ反応器に近い流動化床である。触媒における炭素析出の分布が広く、低級オレフィンの選択率の向上には不利である。ＭＴＯプロセスにおける溶媒/アルコール比が小さく、コークス生成率が低いことから、比較的に高く且つ制御しやすい触媒循環量を実現するために、反応ゾーン内における触媒上の炭素析出量や炭素含有量の均一性を制御することを目的として、再生ゾーンにおいて触媒上の炭素析出量や炭素含有量の均一性を一定のレベルに制御する必要がある。従って、反応ゾーン内における触媒の炭素析出量や炭素含有量の均一性をあるレベルに制御することは、ＭＴＯプロセスにおける肝心な技術である。
上記した問題を解決するために、ある研究者らは、流動化床において、上下二つの反応ゾーンの設置、二つの流動化床の直列、及び流動化床とライザー、ダウナーとの直列などの技術を提案した。触媒の炭素析出量及び炭素含有量の均一性を制御する方法を初歩的に開示し、一定の有益な効果が得られたが、同時にＭＴＯプロセスの複雑性が増大し、制御の難しさが増加した。本発明は、複数の二級反応ゾーン（再生ゾーン）が形成するように濃厚相流動化床の中で内置部材を設置する様態を提供することで、触媒の炭素析出量及び炭素含有量の均一性を制御する問題を解決し、さらに低級オレフィンの選択率を向上させることができる。
本発明が解决しようとする技術課題は、従来技術に存在する低級オレフィンの選択率の低下という課題であり、新規な、低級オレフィンの選択率を向上させる反応装置を提供することを目的とする。該反応装置が低級オレフィンの生産に用いられる場合、触媒炭素析出の均一性に優れ、低級オレフィンの収率が高く、低級オレフィンの生産プロセスが経済的であるというメリットがある。
上記した課題を解決するためには、本発明は、メタノール及び／又はジメチルエーテルから低級オレフィンを製造する反応装置であって、
前記反応装置は、濃厚相流動化床反応器（２）、サイクロンセパレータ（３）、ストリッパー（５）、ライザー（７）、濃厚相流動化床再生器（１０）、サイクロンセパレータ（１１）、ストリッパー（１３）及びライザー（１５）を含み、
（但し、反応器供給配管（１）は、前記濃厚相流動化床反応器（２）の底部に接続されている。前記ストリッパー（５）は、一部が前記濃厚相流動化床反応器（２）の中に位置し、残りの部分が前記濃厚相流動化床反応器（２）の下方に位置する。前記ライザー（７）は、底部が前記ストリッパー（５）の底部に接続され、頂部が前記濃厚相流動化床再生器（１０）に接続されている。再生器供給配管（９）は、前記濃厚相流動化床再生器（１０）の底部に接続されている。前記ストリッパー（１３）は、一部が前記濃厚相流動化床再生器（１０）の中に位置し、残りの部分が前記濃厚相流動化床再生器（１０）の下方に位置する。前記ライザー（１５）は、底部が前記ストリッパー（１３）の底部に接続され、頂部が前記濃厚相流動化床反応器（２）に接続されている。）
前記濃厚相流動化床反応器（２）及び／又は濃厚相流動化床再生器（１０）の中には、物質流動制御器（１７）を有し、前記濃厚相流動化床反応器（２）は、前記物質流動制御器（１７）によってｎ個の二級反応ゾーンに仕切され、且つ第１乃至第ｎの二級反応ゾーンが順に接続されており、前記濃厚相流動化床再生器（１０）は、前記物質流動制御器（１７）によってｍ個の二級再生ゾーンに仕切され、且つ第１乃至第ｍの二級再生ゾーンが順に接続されている（但し、ｎ≧２、ｍ≧２である。）ことを特徴とする反応装置を提供するものである。
一つの好ましい実施形態では、前記ライザー（１５）は、頂部が第１の二級反応ゾーンに接続され、第ｎの二級反応ゾーンは、前記ストリッパー（５）の上部の物質オーバーフロー口（１８）に接続されている。前記濃厚相流動化床反応器（２）の上部にはサイクロンセパレータ（３）が設置され、前記サイクロンセパレータ（３）は、頂部排出口が生成物配管（４）に接続され、底部が第ｎの二級反応ゾーンに接続されている。
一つの好ましい実施形態では、前記ライザー（７）は、頂部が第１の二級再生ゾーンに接続され、第ｍの二級再生ゾーンは、前記ストリッパー（１３）の上部の物質オーバーフロー口（１８）に接続されている。前記濃厚相流動化床再生器（１０）の上部にはサイクロンセパレータ（１１）が設置され、前記サイクロンセパレータ（１１）は、頂部排出口が排気配管（１２）に接続され、底部が第ｍの二級再生ゾーンに接続されている。
一つの好ましい実施形態では、８≧ｎ≧３である。
一つの好ましい実施形態では、８≧ｍ≧３である。
一つの好ましい実施形態では、前記物質流動制御器（１７）は、セパレータ（１９）、オリフィス（２０）、物質ダウンフロー管（２１）、底部バッフル（２２）及び受熱部材（２３）から構成されている。前記オリフィス（２０）は、前記セパレータ（１９）の下方に位置し、且つ前記物質ダウンフロー管（２１）の底部に接続されいる。前記底部バッフル（２２）は、前記物質ダウンフロー管（２１）及び前記オリフィス（２０）の底部に位置する。前記受熱部材（２３）は、前記セパレータ（１９）に固定されている。
一つの好ましい実施形態では、前記底部バッフル（２２）は多孔板又は無孔板である。
従来技術と比べて、本発明の有益な効果は、以下の点を含むが、これらに限定されない。
（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いて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は、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）物質流動制御器によって、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は、反応器の大型化には有利である。
本発明に記載の方法のフローの概略図である。 本発明に記載の二級反応ゾーンが４つ含まれている濃厚相流動化床の構造概略図である。中でも、Ａ−Ａ断面図における矢印は、二級反応ゾーン同士の間での触媒流動方向を示す。 本発明に記載の二級再生ゾーンが４つ含まれている濃厚相流動化床の構造概略図である。中でも、Ｂ−Ｂ断面図における矢印は、二級再生ゾーン同士の間での触媒流動方向を示す。 本発明に記載のストリッパーの構造概略図である。 本発明に記載の物質流動制御器の構造概略図である。
酸素含有化合物から低級オレフィンを製造するプロセスにおける低級オレフィンの選択率を向上させるために、本発明は、メタノール及び／又はジメチルエーテルから低級オレフィンを製造する反応装置を提供する。当該反応装置は、主に、濃厚相流動化床反応器（２）、サイクロンセパレータ（３）、ストリッパー（５）、ライザー（７）、濃厚相流動化床再生器（１０）、サイクロンセパレータ（１１）、ストリッパー（１３）及びライザー（１５）を含む。反応器供給配管（１）は、濃厚相流動化床反応器（２）の底部に接続されている。ストリッパー（５）は、一部が濃厚相流動化床反応器（２）の中に位置し、残りの部分が濃厚相流動化床反応器（２）の下方に位置する。水蒸気配管（６）は、ストリッパー（５）の底部に接続され、ライザー（７）は、底部がストリッパー（５）の底部に接続され、リフトガス配管（８）は、ライザー（７）の底部に接続され、ライザー７は、頂部が濃厚相流動化床再生器（１０）に接続され、再生器供給配管（９）は、濃厚相流動化床再生器（１０）の底部に接続されている。ストリッパー（１３）は、一部が濃厚相流動化床再生器（１０）の中に位置し、残りの部分が濃厚相流動化床再生器（１０）の下方に位置する。水蒸気配管（１４）は、ストリッパー（１３）の底部に接続され、ライザー（１５）は、底部がストリッパー（１３）の底部に接続され、リフトガス配管（１６）は、ライザー（１５）の底部に接続され、ライザー（１５）は、頂部が濃厚相流動化床反応器（２）に接続されている。好ましくは、前記反応器供給配管（１）は、ｎ個の反応ゾーン供給バイパスライン（１−１，……，１−ｎ）を含む；前記濃厚相流動化床反応器（２）は、物質流動制御器（１７）によってｎ個の二級反応ゾーン（２−１，……，２−ｎ）に仕切され、ｎ≧２であり、好ましくは８≧ｎ≧３であり、ｎ個の反応ゾーン供給バイパスラインは、それぞれｎ個の二級反応ゾーンに接続されている；第１乃至第ｎの二級反応ゾーンは、順に接続され、ライザー（１５）の頂部は、第１の二級反応ゾーンに接続され、第ｎの二級反応ゾーンは、ストリッパー（５）の上部の物質オーバーフロー口（１８）に接続されている；濃厚相流動化床反応器（２）の上部にはサイクロンセパレータ（３）が設置され、サイクロンセパレータ（３）は、頂部排出口が生成物配管（４）に接続され、底部が第ｎの二級反応ゾーンに接続されている。
好ましくは、前記再生器供給配管（９）は、ｍ個の再生ゾーン供給バイパスライン（９−１，……，９−ｍ）を含む。前記濃厚相流動化床再生器（１０）が物質流動制御器（１７）によってｍ個の二級再生ゾーン（１０−１，……，１０−ｍ）に仕切され、ｍ≧２であり、好ましくは８≧ｍ≧３である。ｍ個の再生ゾーン供給バイパスラインは、それぞれｍ個の二級再生ゾーンに接続されている。第１乃至第ｍの二級再生ゾーンは、順に接続され、ライザー（７）の頂部は、第１の二級再生ゾーンに接続され、第ｍの二級再生ゾーンは、ストリッパー（１３）の上部の物質オーバーフロー口（１８）に接続されている。濃厚相流動化床再生器（１０）の上部にはサイクロンセパレータ（１１）が設置され、サイクロンセパレータ（１１）は、頂部排出口が排気配管（１２）に接続され、底部が第ｍの二級再生ゾーンに接続されている。
好ましくは、前記物質流動制御器（１７）は、セパレータ（１９）、オリフィス（２０）、物質ダウンフロー管（２１）、底部バッフル（２２）及び受熱部材（２３）より構成される。オリフィス（２０）は、セパレータ（１９）の下方に位置し、物質ダウンフロー管（２１）の底部に接続されている。底部バッフル（２２）は、多孔板又は無孔板を採用することができ、物質ダウンフロー管（２１）及びオリフィス（２０）の底部に位置してもよい。受熱部材（２３）は、セパレータ（１９）に固定されている。
一つの好ましい実施形態では、本発明に記載のメタノールから低級オレフィンを製造するフローの概略図が図１に示される。主にメタノール及び／又はジメチルエーテルである原料は、濃厚相流動化床反応器（２）に入り、触媒と接触して気相生成物の流れ及び再生すべき触媒を生成する。気相生成物の流れ及び巻き込まれた再生すべき触媒は、サイクロンセパレータ（３）に入る。気相生成物の流れは、サイクロンセパレータ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は、サイクロンセパレータのデッィプレッグを経て第ｎの二級反応ゾーンに入る。再生触媒は、ストリッパー（１３）、ライザー（１５）を経て濃厚相流動化床反応器２に入り、且つ第１乃至第ｎの二級反応ゾーンを順に通して、炭素析出後、再生すべき触媒が形成される。再生すべき触媒は、再度ストリッパー（５）、ライザー（７）を経て濃厚相流動化床再生器（１０）に入り、且つ第１乃至第ｍの二級再生ゾーンを順に通して、炭素燃焼後、再生触媒が形成される。前記触媒は、ＳＡＰＯ分子篩の触媒を含むことが好ましく、さらに好ましくは、ＳＡＰＯ−３４分子篩触媒を含む。
一つの具体的な実施形態において、本発明の二級反応ゾーンが４つ含まれている濃厚相流動化床の構造概略図が図２に示される。Ａ−Ａ断面図における矢印は、二級反応ゾーン同士の間での触媒流動方向を示す。３つの物質流動制御器（１７）と１つのバッフルは、鉛直に配置されることによって、濃厚相流動化床の反応ゾーンが二級反応ゾーンに４つ仕切される。触媒は、第１乃至第４の二級反応ゾーンを順に通して、ストリッパーに入る。
一つの具体的な実施形態において、本発明の二級再生ゾーンが４つ含まれている濃厚相流動化床の構造概略図が図３に示される。Ｂ−Ｂ断面図における矢印は、二級再生ゾーン同士の間での触媒流動方向を示す。３つの物質流動制御器（１７）と１つのバッフルは、鉛直に配置されることによって、濃厚相流動化床の再生ゾーンが二級再生ゾーンに４つ仕切される。触媒は、第１乃至第４の二級再生ゾーンを順に通してストリッパーに入る。
好ましくは、本発明に記載のストリッパー（５及び１３）の構造概略図が図４に示される。ストリッパー（５））の上部の管壁に開口を開け、第ｎの二級反応ゾーンとストリッパー（５）との間の物質オーバーフロー口（１８）とし、ストリッパー（１３）の上部の管壁に開口を開け、第ｍの二級再生ゾーンとストリッパー（１３）との間の物質オーバーフロー口（１８）としている。
好ましくは、本発明に記載の物質流動制御器の構造概略図が図５に示される。物質流動制御器（１７）は、セパレータ（１９）、オリフィス（２０）、物質ダウンフロー管（２１）、底部バッフル（２２）及び受熱部材（２３）から構成される。触媒は、ダウンフロー管の上方から物質ダウンフロー管に入る。その中に、ガス見掛け線速度が最小流動化速度以下であり、物質ダウンフロー管内における触媒が濃厚相集積状態となり、物質流動付勢力が形成される。触媒が付勢されオリフィスを経てその後の二級反応ゾーン（又は再生ゾーン）に入る。受熱部材は、コイル構造を採用して、セパレータに固定されることができる。
好ましくは、前記濃厚相流動化床の反応ゾーンにおけるガス見掛け線速度が０．１−１．５ｍ／ｓであり；前記濃厚相流動化床の再生ゾーンにおけるガス見掛け線速度が０．１−１．５ｍ／ｓであり；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である。前記触媒は、好ましくＳＡＰＯ分子篩触媒を含み、さらに好ましくはＳＡＰＯ−３４分子篩触媒を含む。前記反応ゾーンの底部には供給口が設置され、供給原料は、メタノール及び／又はジメチルエーテルなどを含む。前記ストリッパー（１３）のストリッピング用媒体には水蒸気が含まれる。前記再生ゾーン（１０）の底部には再生媒体の入口が設置され、再生媒体には空気、貧酸素空気、水蒸気などが含まれる。前記反応ゾーン（２）の反応温度が４００−５５０℃であり、層密度が２００−１２００ｋｇ／ｍ３である。触媒の平均炭素析出量が第１の二級反応ゾーンから第ｎの二級反応ゾーンまで順番に増加し、第１の二級反応ゾーンの平均炭素析出量が０．５−３ｗｔ％であり、第ｎの二級反応ゾーンの平均炭素析出量が７−１０ｗｔ％である。前記再生ゾーン（１０）の反応温度が５００−７００℃であり、層密度が２００−１２００ｋｇ／ｍ３である。触媒の平均炭素析出量が第１の二級再生ゾーンから第ｍの二級再生ゾーンまで順番に減少し、第１の二級再生ゾーンの平均炭素析出量が３−１０ｗｔ％であり、第ｍの二級再生ゾーンの平均炭素析出量が０−３ｗｔ％である。本発明の方法によれば、触媒の炭素析出量を制御し、炭素含有量の均一性を改善し、且つ低級オレフィンの選択率を向上させる目的を達成でき、大きな技術優位性を有し、低級オレフィンの工業生産に用いることができる。
以下は、典型的な実施例を上げて本発明を詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
実施例１
濃厚相流動化床反応器内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内には二級再生ゾーンが４つ設置されている。主にメタノール及び／又はジメチルエーテルである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セパレータに入った。気相生成物の流れは、サイクロンセパレータ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は、サイクロンセパレータのデッィプレッグを経て第４の二級反応ゾーンに入った。再生触媒は、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、且つ第１乃至第４の二級反応ゾーンを順に通して、炭素析出後、再生すべき触媒が生成された。再生すべき触媒は、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、且つ第１乃至第４の二級再生ゾーンを順に通して、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。
実施例２
濃厚相流動化床反応器内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内には二級再生ゾーンが２つ設置されている。主にメタノール及び／又はジメチルエーテルである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は、サイクロンセパレータに入った。気相生成物の流れは、サイクロンセパレータ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は、サイクロンセパレータのデッィプレッグを経て第３の二級反応ゾーンに入った。再生触媒は、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３つ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。再生すべき触媒は、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２つ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％である。
実施例３
濃厚相流動化床反応器内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内には二級再生ゾーンが５つ設置されている。主にメタノール及び／又はジメチルエーテルである原料は、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は、サイクロンセパレータに入った。気相生成物の流れは、サイクロンセパレータ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は、サイクロンセパレータのデッィプレッグを経て第６の二級反応ゾーンに入った。再生触媒は、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。再生すべき触媒は、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％である。
以上、本発明を詳しく説明したが、本発明が上記した具体的な実施の形態には限定されない。当業者であれば分かるように、本発明の趣旨及び範囲から逸脱しない限り、その他の改良及び変形も可能である。本発明は、保護請求の範囲が特許請求の範囲に限定されるものである。
１−反応器供給配管；１−１ 第１の二級反応ゾーン供給バイパスライン；１ −２ 第２の二級反応ゾーン供給バイパスライン；１−３ 第３の二級反応ゾーン供給バイパスライン；１−４ 第４の二級反応ゾーン供給バイパスライン；２−濃厚相流動化床反応器；２−１ 第１の二級反応ゾーン；２−２ 第２の二級反応ゾーン；２−３ 第３の二級反応ゾーン；２−４ 第４の二級反応ゾーン；３−サイクロンセパレータ；４−生成物配管；５−ストリッパー；６−水蒸気配管；７−ライザー；８−リフトガス配管；９−再生器供給配管；９−１第１の二級再生ゾーン供給バイパスライン；９−２第２の二級再生ゾーン供給バイパスライン；９−３第３の二級再生ゾーン供給バイパスライン；９−４第４の二級再生ゾーン供給バイパスライン；１０−濃厚相流動化床再生器；１０−１第１の二級再生ゾーン；１０−２第２の二級再生ゾーン；１０−３第３の二級再生ゾーン；１０−４第４の二級再生ゾーン；１１−サイクロンセパレータ；１２−排気配管；１３−ストリッパー；１４−水蒸気配管；１５−ライザー；１６−リフトガス配管；１７−物質流動制御器；１８−物質オーバーフロー口；１９−セパレータ；２０−オリフィス；２１−物質ダウンフロー管；２２−底部バッフル；２３−受熱部材。

Claims (7)

  1. メタノール及び／又はジメチルエーテルから低級オレフィンを製造する反応装置であって、
    前記反応装置は、濃厚相流動化床反応器（２）、サイクロンセパレータ（３）、触媒ストリッパー（５）、ライザー（７）、濃厚相流動化床触媒再生器（１０）、サイクロンセパレータ（１１）、触媒ストリッパー（１３）及びライザー（１５）を含み、
    （但し、反応器供給配管（１）は、前記濃厚相流動化床反応器（２）の底部に接続されている。前記触媒ストリッパー（５）は、一部が前記濃厚相流動化床反応器（２）の中に位置し、残りの部分が前記濃厚相流動化床反応器（２）の下方に位置する。前記ライザー（７）は、底部が前記触媒ストリッパー（５）の底部に接続され、頂部が前記濃厚相流動化床触媒再生器（１０）に接続されている。再生器供給配管（９）は、前記濃厚相流動化床触媒再生器（１０）の底部に接続されている。前記触媒ストリッパー（１３）は、一部が前記濃厚相流動化床触媒再生器（１０）の中に位置し、残りの部分が前記濃厚相流動化床触媒再生器（１０）の下方に位置する。前記ライザー（１５）は、底部が前記触媒ストリッパー（１３）の底部に接続され、頂部が前記濃厚相流動化床反応器（２）に接続されている。）
    前記濃厚相流動化床反応器（２）及び／又は濃厚相流動化床触媒再生器（１０）の中には、物質流動制御器（１７）を有し、前記濃厚相流動化床反応器（２）は、前記物質流動制御器（１７）によってｎ個の反応ゾーンに仕切され、且つ第１乃至第ｎの反応ゾーンが順に接続され、前記濃厚相流動化床触媒再生器（１０）は、前記物質流動制御器（１７）によってｍ個の再生ゾーンに仕切され、且つ第１乃至第ｍの再生ゾーンが順に接続されている（但し、ｎ≧２、ｍ≧２である。）ことを特徴とする反応装置。
  2. 前記ライザー（１５）は、頂部が第１の反応ゾーンに接続され、第ｎの反応ゾーンは、前記触媒ストリッパー（５）の上部の物質オーバーフロー口（１８）に接続され、前記濃厚相流動化床反応器（２）の上部にはサイクロンセパレータ（３）が設置され、前記サイクロンセパレータ（３）は、頂部排出口が生成物配管（４）に接続され、底部が第ｎの反応ゾーンに接続されていることを特徴とする請求項１に記載の反応装置。
  3. 前記ライザー（７）は、頂部が第１の再生ゾーンに接続され、第ｍの再生ゾーンは、前記触媒ストリッパー（１３）の上部の物質オーバーフロー口（１８）に接続され、前記濃厚相流動化床触媒再生器（１０）の上部にはサイクロンセパレータ（１１）が設置され、前記サイクロンセパレータ（１１）は、頂部排出口が排気配管（１２）に接続され、底部が第ｍの再生ゾーンに接続されていることを特徴とする請求項１に記載の反応装置。
  4. ８≧ｎ≧３であることを特徴とする請求項１に記載の反応装置。
  5. ８≧ｍ≧３であることを特徴とする請求項１に記載の反応装置。
  6. 前記物質流動制御器（１７）は、セパレータ（１９）、オリフィス（２０）、物質ダウンフロー管（２１）、底部バッフル（２２）及び受熱部材（２３）から構成され、前記オリフィス（２０）は、前記セパレータ（１９）の下方に位置し、且つ前記物質ダウンフロー管（２１）の底部に接続され、前記底部バッフル（２２）は、前記物質ダウンフロー管（２１）及び前記オリフィス（２０）の底部に位置し、前記受熱部材（２３）は、前記セパレータ（１９）に固定されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の反応装置。
  7. 前記底部バッフル（２２）は多孔板又は無孔板であることを特徴とする請求項６に記載の反応装置。
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