JP6883100B2 - 酸素含有化合物からプロピレン及びｃ４の炭化水素類を製造する乱流流動床式反応器、装置及び方法 - Google Patents
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Description
本発明は、化工触媒分野に関し、特に酸素含有化合物からプロピレン、Ｃ４の炭化水素類を製造する方法及びその装置に関する。
プロピレン、ブタジエンは重要な化工原料であり、一般的には、ナフサ分解及びスチームクラッキングから得られる。プロピレンの主な由来はエチレンとプロピレンの連産及び製油所で副生するプロピレンであり、ブタジエンの主な由来はエチレン分解プロセスで生成されたＣ４副生成物をさらに加工して得られる。近年、メタノールからオレフィンを製造する（ＭＴＯ）技術、メタノールからプロピレンを製造する（ＭＴＰ）技術、エタンを脱水素化してエチレンを製造する技術、プロパンを脱水素化してプロピレンを製造する技術の進展が速く、全世界でオレフィン原料が軽質化となる傾向が顕著であり、Ｃ４資源供給の逼迫を招くので、市場需要を満足するためにプロピレン及びＣ４オレフィンを高選択率で製造するプロセスの開発が必要となる。
ドイツのＬｕｒｇｉ社は、固定床でメタノールからオレフィンを製造する技術（ＷＯ２００４／０１８０８９）を開発し、この技術はズードケミー社のＺＳＭ−５分子篩触媒を利用し、固定床式反応器中でメタノールからオレフィンを製造する反応を行うものであり、プロピレン選択率が７０％に近く、副生成物がエチレン、液化石油ガス及びガソリンである。
大連化学物理研究所が開発したＤＭＴＯ技術は、ＳＡＰＯ分子篩を触媒として、濃厚相循環流動床式反応器を使用し、メタノール水溶液を原料としたものであり、生成物のうち、エチレン、プロピレンの収率が約８０％であり、１０％以上のＣ４の炭化水素類を副生する。
特許文献１には、循環流動床を用いてメタノールからプロピレン、Ｃ４の炭化水素類を製造する方法が開示されており、この方法はＺＳＭ−５触媒を用い、プロセス特徴は、原料であるメタノールと生成物におけるほとんどのＣ１、Ｃ２、Ｃ５炭化水素類とを共に循環流動床式反応器に入れ、プロピレン、Ｃ４の炭化水素類、Ｃ６以上の炭化水素類及び副生成物を最終生成物として回収することにある。
特許文献２には、メタノール又はジメチルエーテルからオレフィンを製造する方法が開示されている。この方法は、メタノール又はジメチルエーテル転化反応、エチレンとメタノールのアルキル化反応、及びＣ４以上の重質分の接触分解反応を含む。メタノール又はジメチルエーテル転化反応、エチレンとメタノールのアルキル化反応では触媒１を用い、同一反応器内で反応が完結し、Ｃ４以上の重質分の接触分解反応では触媒２を用いてもう１つの反応器内で反応が完結する。
特許文献１及び特許文献２に開示されている方法は共通の特徴を有し、すなわち、軽質炭化水素分（炭素数２以下の炭化水素類）のリサイクルにより、目標生成物（プロピレン及びＣ４）の選択率を増加させることである。上記軽質炭化水素分のリサイクル反応の主反応はエチレンとメタノールとのアルキル化反応である。
ＭＴＯ反応及びオレフィンのアルキル化反応のいずれも酸性分子篩触媒を用いることができるが、ＭＴＯ反応速度がオレフィンのアルキル化反応を遥かに超えている。我々が研究した結果、新鮮なＳＡＰＯ触媒は活性が高く、よりオレフィンのアルキル化反応に有利であり、触媒にカーボンが析出し、その後のオレフィンのアルキル化反応速度が急速に低下することを見出した。
メタノールはオレフィンのアルキル化反応の原料でありながら、ＭＴＯ反応の原料でもあるので、オレフィンのアルキル化反応に必ずＭＴＯ反応が伴う。ＭＴＯ反応は触媒にカーボン析出が発生し、活性低下を招き、このように、オレフィンのアルキル化反応が抑制されてしまう。オレフィンのアルキル化反応速度を高めることで製品ガスにおける軽質炭化水素分の含有量を低下させることができるので、反応器単位体積当たりの生産能力を高めることができる。
特許文献１及び特許文献２に開示されている方法は反応器の構造に関するものではなく、反応器内の触媒の流動方式、原料の流動方式、原料の分配方式等をも明確にしていない。特許文献２に開示されている方法は、ＳＡＰＯ触媒を用い、実施例においてメタノールと軽質炭化水素分との質量比が１：１０〜２０であることを示し、これにより、軽質炭化水素分の含有量が極めて高く、反応器単位体積当たりの生産能力が極めて低いことがわかった。特許文献１に開示されている方法はＺＳＭ−５触媒を用い、製品におけるＣ６以上の炭化水素類の含有量が高く、この方法では製品ガスにおける軽質炭化水素分の含有量が開示されていない。
上記の分析からわかるように、メタノールを原料としてプロピレン及びＣ４の炭化水素類を製造する主反応は、ＭＴＯ反応及びオレフィンのアルキル化反応であるので、プロピレン及びＣ４の炭化水素類の選択率を高めるキーポイントは触媒の設計及び反応器の設計である。反応器の最適化設計によってＭＴＯ反応がオレフィンのアルキル化反応を抑制するのが避けられることは、メタノールからプロピレン及びＣ４の炭化水素類を製造するプロセスの経済性を高める重要な方法の１つである。
本発明は、メタノールからプロピレン及びＣ４の炭化水素類を製造するプロセスにおいてエチレンのアルキル化反応速度が低いという課題に対して、エチレンのアルキル化反応速度を高める新規な方法及びその装置を提供するものである。この方法は、酸素含有化合物からプロピレン及びＣ４の炭化水素類を製造する生産に用いられ、プロピレン及びＣ４の炭化水素類の収率が高く、プロセス経済性が良いという利点を有する。
上記の目的を実現するために、１つの態様において、本発明は、酸素含有化合物からプロピレン及びＣ４の炭化水素類を製造するための乱流流動床式反応器を提供し、前記乱流流動床式反応器は、反応器ハウジング（２）、ｎ個の反応器フィード分配器（３−１〜３−ｎ）、反応器気固分離器１（４）、反応器気固分離器２（５）、反応器熱除去器（６）、製品ガス出口（７）及び反応器ストリッパー（８）を含み、乱流流動床式反応器（１）の下部が反応領域であり、乱流流動床式反応器（１）の上部が沈降領域であり、ｎ個の反応器フィード分配器（３−１〜３−ｎ）が下から上まで並んで反応領域に配置されており、反応器熱除去器（６）が反応領域に配置されており、反応器気固分離器１（４）及び反応器気固分離器２（５）が沈降領域又は反応器ハウジング（２）の外部に配置されており、反応器気固分離器１（４）には再生触媒入口が設けられており、反応器気固分離器１（４）の触媒出口が反応領域の底部に配置されており、反応器気固分離器１（４）のガス出口が沈降領域に配置されており、反応器気固分離器２（５）の入口が沈降領域に配置されており、反応器気固分離器２（５）の触媒出口が反応領域に配置されており、反応器気固分離器２（５）のガス出口が製品ガス出口（７）に接続されており、反応器ストリッパー（８）は乱流流動床式反応器の底部において外部から内部へと反応器ハウジングを通過して乱流流動床式反応器（１）の反応領域内に開口し、反応器ストリッパー（８）の底部には反応器ストリッピングガス入口（９）が設けられており、かつ反応器ストリッパーの底部には再生待ち触媒出口が設けられている。
１つの好ましい実施形態において、高速流動床式反応器（１）のｎ個の反応器フィード分配器（３−１〜３−ｎ）は下から上まで反応領域に配置されており、０＜ｎ＜１０である。
１つの好ましい実施形態において、反応器ストリッパー（８）は、反応器ハウジング（２）の内部に開口する水平高さが反応領域の１／１０の高さよりも高いことで、新鮮な触媒が反応器ストリッパーに直接入るのが避けられる。
１つの好ましい実施形態において、反応器気固分離器１（４）及び反応器気固分離器２（５）がサイクロン分離器である。
本発明は、酸素含有化合物からプロピレン及びＣ４の炭化水素類を製造するための装置をさらに提供するものであり、前記装置は、上記の乱流流動床式反応器（１）及び触媒を再生するための流動床再生器（１４）を含む。
１つの好ましい実施形態において、流動床再生器（１４）が乱流流動床再生器である。
１つの好ましい実施形態において、流動床再生器（１４）は、再生器ハウジング（１５）、再生器フィード分配器（１６）、再生器気固分離器（１７）、再生器熱除去器（１８）、排ガス出口（１９）及び再生器ストリッパー（２０）を含み、流動床再生器（１４）の下部が再生領域であり、流動床再生器（１４）の上部が沈降領域であり、再生器フィード分配器（１６）が再生領域の底部に配置されており、再生器熱除去器（１８）が再生領域に配置されており、再生器気固分離器（１７）が沈降領域又は再生器ハウジング（１５）の外部に配置されており、再生器気固分離器（１７）の入口が沈降領域に配置されており、再生器気固分離器（１７）の触媒出口が再生領域に配置されており、再生器気固分離器（１７）のガス出口が排ガス出口（１９）に接続されており、再生器ストリッパー（２０）の入口が再生器ハウジング（１５）の底部に接続されており、
反応器ストリッパー（８）の再生待ち触媒出口が再生待ち触媒用傾斜管（１０）の入口に接続されており、再生待ち触媒用傾斜管（１０）には再生待ち触媒用スライドバルブ（１１）が設けられており、再生待ち触媒用傾斜管（１０）の出口が再生待ち触媒用リフトパイプ（１２）の入口に接続されており、再生待ち触媒用リフトパイプ（１２）の底部には再生待ち触媒用リフトガス入口（１３）が設けられており、再生待ち触媒用リフトパイプ（１２）の出口が流動床再生器（１４）の沈降領域に接続されており、かつ
再生器ストリッパー（２０）の底部には再生器ストリッピングスチーム入口（２１）が設けられており、再生器ストリッパー（２０）の底部が再生傾斜管（２２）の入口に接続されており、再生傾斜管（２２）には再生スライドバルブ（２３）が設けられており、再生傾斜管（２２）の出口が再生リフトパイプ（２４）の入口に接続されており、再生リフトパイプ（２４）の底部には再生リフトガス入口（２５）が設けられており、再生リフトパイプ（２４）の出口が反応器気固分離器１（４）の入口に接続されている。
反応器ストリッパー（８）の再生待ち触媒出口が再生待ち触媒用傾斜管（１０）の入口に接続されており、再生待ち触媒用傾斜管（１０）には再生待ち触媒用スライドバルブ（１１）が設けられており、再生待ち触媒用傾斜管（１０）の出口が再生待ち触媒用リフトパイプ（１２）の入口に接続されており、再生待ち触媒用リフトパイプ（１２）の底部には再生待ち触媒用リフトガス入口（１３）が設けられており、再生待ち触媒用リフトパイプ（１２）の出口が流動床再生器（１４）の沈降領域に接続されており、かつ
再生器ストリッパー（２０）の底部には再生器ストリッピングスチーム入口（２１）が設けられており、再生器ストリッパー（２０）の底部が再生傾斜管（２２）の入口に接続されており、再生傾斜管（２２）には再生スライドバルブ（２３）が設けられており、再生傾斜管（２２）の出口が再生リフトパイプ（２４）の入口に接続されており、再生リフトパイプ（２４）の底部には再生リフトガス入口（２５）が設けられており、再生リフトパイプ（２４）の出口が反応器気固分離器１（４）の入口に接続されている。
もう１つの態様において、本発明は、酸素含有化合物からプロピレン及びＣ４の炭化水素類を製造する方法を提供し、該方法であって、
酸素含有化合物を含有する原料をｎ個の反応器フィード分配器（３−１〜３−ｎ）から乱流流動床式反応器（１）の反応領域に導入し、触媒と接触させて、プロピレン及びＣ４の炭化水素類製品を含有する流れと、炭素を含有する再生待ち触媒とを生成し、
乱流流動床式反応器（１）から流出した、プロピレン及びＣ４の炭化水素類製品を含有する流れを製品分離システムに送入し、分離によりプロピレン、Ｃ４の炭化水素類、軽質分、プロパン、Ｃ５以上の炭化水素類を得、軽質分は９０ｗｔ％を超えるエチレンを含み、さらに少量のメタン、エタン、水素ガス、ＣＯ及びＣＯ２を含み、７０ｗｔ．％以上の軽質分が乱流流動床式反応器（１）の最も下方の反応器フィード分配器（３−１）から乱流流動床式反応器（１）の反応領域に戻り、エチレン及び酸素含有化合物が触媒の作用によりアルキル化反応が生じ、プロピレンを含む生成物を生成し、
再生待ち触媒が流動床再生器（１４）により再生され、再生触媒が反応器気固分離器１（４）により気固分離された後、乱流流動床式反応器（１）における反応領域の底部に入る。
酸素含有化合物を含有する原料をｎ個の反応器フィード分配器（３−１〜３−ｎ）から乱流流動床式反応器（１）の反応領域に導入し、触媒と接触させて、プロピレン及びＣ４の炭化水素類製品を含有する流れと、炭素を含有する再生待ち触媒とを生成し、
乱流流動床式反応器（１）から流出した、プロピレン及びＣ４の炭化水素類製品を含有する流れを製品分離システムに送入し、分離によりプロピレン、Ｃ４の炭化水素類、軽質分、プロパン、Ｃ５以上の炭化水素類を得、軽質分は９０ｗｔ％を超えるエチレンを含み、さらに少量のメタン、エタン、水素ガス、ＣＯ及びＣＯ２を含み、７０ｗｔ．％以上の軽質分が乱流流動床式反応器（１）の最も下方の反応器フィード分配器（３−１）から乱流流動床式反応器（１）の反応領域に戻り、エチレン及び酸素含有化合物が触媒の作用によりアルキル化反応が生じ、プロピレンを含む生成物を生成し、
再生待ち触媒が流動床再生器（１４）により再生され、再生触媒が反応器気固分離器１（４）により気固分離された後、乱流流動床式反応器（１）における反応領域の底部に入る。
１つの好ましい実施形態において、本発明に記載の方法は、上述した酸素含有化合物からプロピレン及びＣ４の炭化水素類を製造するための装置を用いて行われる。
１つの好ましい実施形態において、再生待ち触媒が反応器ストリッパー（８）、再生待ち触媒用傾斜管（１０）、再生待ち触媒用スライドバルブ（１１）及び再生待ち触媒用リフトパイプ（１２）を経過して流動床再生器（１４）の沈降領域に入り、
再生媒体が再生器フィード分配器（１６）から流動床再生器（１４）の再生領域に導入され、再生待ち触媒とカーボン燃焼反応が生じ、ＣＯ、ＣＯ２を含有する排ガスと再生触媒とを生成し、排ガスを再生器気固分離器（１７）により除塵した後に排出し、
再生触媒が再生器ストリッパー（２０）、再生傾斜管（２２）、再生スライドバルブ（２３）及び再生リフトパイプ（２４）を経過して反応器気固分離器１（４）の入口に入り、気固分離された後、再生触媒が乱流流動床式反応器（１）における反応領域の底部に入り、
反応器ストリッピングガスが反応器ストリッピングガス入口（９）から反応器ストリッパー（８）に入って再生待ち触媒と向流接触し、その後、乱流流動床式反応器（１）に入り、再生待ち触媒用リフトガスが再生待ち触媒用リフトガス入口（１３）から再生待ち触媒用リフトパイプ（１２）に入って再生待ち触媒と並流接触し、その後、流動床再生器（１４）の沈降領域に入り、
再生器ストリッピングガスが再生器ストリッピングガス入口（２１）から再生器ストリッパー（２０）に入って再生触媒と向流接触し、その後、流動床再生器（１４）に入り、再生リフトガスが再生リフトガス入口（２５）から再生リフトパイプ（２４）に入って再生触媒と並流接触し、その後、反応器気固分離器１（４）の入口に入る。
再生媒体が再生器フィード分配器（１６）から流動床再生器（１４）の再生領域に導入され、再生待ち触媒とカーボン燃焼反応が生じ、ＣＯ、ＣＯ２を含有する排ガスと再生触媒とを生成し、排ガスを再生器気固分離器（１７）により除塵した後に排出し、
再生触媒が再生器ストリッパー（２０）、再生傾斜管（２２）、再生スライドバルブ（２３）及び再生リフトパイプ（２４）を経過して反応器気固分離器１（４）の入口に入り、気固分離された後、再生触媒が乱流流動床式反応器（１）における反応領域の底部に入り、
反応器ストリッピングガスが反応器ストリッピングガス入口（９）から反応器ストリッパー（８）に入って再生待ち触媒と向流接触し、その後、乱流流動床式反応器（１）に入り、再生待ち触媒用リフトガスが再生待ち触媒用リフトガス入口（１３）から再生待ち触媒用リフトパイプ（１２）に入って再生待ち触媒と並流接触し、その後、流動床再生器（１４）の沈降領域に入り、
再生器ストリッピングガスが再生器ストリッピングガス入口（２１）から再生器ストリッパー（２０）に入って再生触媒と向流接触し、その後、流動床再生器（１４）に入り、再生リフトガスが再生リフトガス入口（２５）から再生リフトパイプ（２４）に入って再生触媒と並流接触し、その後、反応器気固分離器１（４）の入口に入る。
本発明における乱流流動床式反応器の主な特徴は、軽質分が最も下方の反応器フィード分配器から入り、酸素含有化合物がｎ個の反応器フィード分配器のそれぞれから入り、再生触媒が反応領域の底部に直接に入ることにある。一方、反応領域の下部において、触媒活性が高く、エチレン、プロピレン及びメタノールのアルキル化反応に有利である。他方、酸素含有化合物の多段階フィード方式を用いるため、酸素含有化合物が反応領域の下方のごく一部の領域でほとんどの転化反応が完結するのを避けられ、このようにして、ほとんどの反応領域内で酸素含有化合物の濃度が均一となり、ＭＴＯ反応のオレフィンのアルキル化反応への抑制を弱めることができた。したがって、本発明における乱流流動床式反応器は、オレフィンのアルキル化反応速度を効果的に高めることができ、反応器単位体積当たりの生産能力が高い。
本発明に記載の酸素含有化合物からプロピレン及びＣ４の炭化水素類を製造する方法において、ＭＴＯ反応はエチレン及びプロピレン等の生成物を生成し、オレフィンのアルキル化反応はエチレン及びプロピレン等を消耗し、エチレンのアルキル化反応速度が高いと、製品ガスにおける軽質分の含有量が低くなり、軽質分の循環量が低くなる。本発明に記載の方法、軽質分の循環量が酸素含有化合物フィード量の５〜４０ｗｔ．％である。
本発明に記載の方法において、７０ｗｔ．％以上の軽質分がシステムで循環し、軽質分の放出率が平衡状態での製品ガスの組成に影響を及ぼしている。平衡状態で、製品ガスの組成は、プロピレン ２０〜５０ｗｔ．％、Ｃ４の炭化水素類 １５〜４０ｗｔ．％、軽質分 １０〜４５ｗｔ．％、プロパン ０〜５ｗｔ．％及びＣ５以上の炭化水素類 ５〜２０ｗｔ．％である。軽質分中に、エチレンが９０ｗｔ．％を超え、例えば＞９５ｗｔ．％含有し、その他の成分はメタン、エタン、水素ガス、ＣＯ及びＣＯ２等である。
１つの好ましい実施形態において、前記触媒がＳＡＰＯ分子篩を含有し、該触媒はメタノールからオレフィンを製造する機能と、オレフィンのアルキル化の機能とを併有する。
１つの好ましい実施形態において、前記再生触媒のカーボン含有量が＜２ｗｔ．％であり、さらに好ましくは、再生触媒のカーボン含有量が＜０．５ｗｔ．％である。
１つの好ましい実施形態において、前記再生待ち触媒のカーボン含有量が５〜１２ｗｔ．％であり、さらに好ましくは、再生待ち触媒のカーボン含有量が５〜１０ｗｔ．％である。
１つの好ましい実施形態において、前記乱流流動床式反応器（１）の反応領域の反応条件は、ガス見掛け線速度が０．１〜２ｍ／ｓ、反応温度が３００〜５５０℃、反応圧力が１００〜５００ｋＰａ、床密度が２００〜１２００ｋｇ／ｍ３である。
１つの好ましい実施形態において、前記流動床再生器（１４）の再生領域の反応条件は、ガス見掛け線速度が０．１〜２ｍ／ｓ、再生温度が５００〜７５０℃、再生圧力が１００〜５００ｋＰａ、床密度が２００−１２００ｋｇ／ｍ３である。
１つの好ましい実施形態において、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、前記再生媒体は空気、酸欠空気又は水蒸気のうちのいずれか１種又は複数種の混合物であり、前記反応器ストリッピングガス、再生器ストリッピングガス、再生待ち触媒用リフトガス及び再生リフトガスは水蒸気又は窒素ガスである。
１つの具体的な実施形態において、図１は本発明に記載の酸素含有化合物からプロピレン、Ｃ４の炭化水素類を製造する装置の概略図を示しており、該装置は、
ａ）乱流流動床式反応器（１）であって、反応器ハウジング（２）、ｎ個の反応器フィード分配器（３−１〜３−ｎ）、反応器気固分離器１（４）、反応器気固分離器２（５）、反応器熱除去器（６）、製品ガス出口（７）及び反応器ストリッパー（８）を含み、乱流流動床式反応器（１）の下部が反応領域であり、乱流流動床式反応器（１）の上部が沈降領域であり、ｎ個の反応器フィード分配器（３−１〜３−ｎ）が下から上へと並んで反応領域に配置されており、０＜ｎ＜１０であり、反応器熱除去器（６）が反応領域に配置されており、反応器気固分離器１（４）及び反応器気固分離器２（５）が沈降領域又は反応器ハウジング（２）の外部に配置されており、反応器気固分離器１（４）の入口が再生リフトパイプ（２４）に接続されており、反応器気固分離器１（４）の触媒出口が反応領域の底部に配置されており、反応器気固分離器１（４）のガス出口が沈降領域に配置されており、反応器気固分離器２（５）の入口が沈降領域に配置されており、反応器気固分離器２（５）の触媒出口が反応領域に配置されており、反応器気固分離器２（５）のガス出口が製品ガス出口（７）に接続されており、反応器ストリッパー（８）の入口が乱流流動床式反応器（１）の反応領域内に位置し、その水平高さが反応領域の１／１０高さよりも高い乱流流動床式反応器（１）と、
ｂ）流動床再生器（１４）であって、再生器ハウジング（１５）、再生器フィード分配器（１６）、再生器気固分離器（１７）、再生器熱除去器（１８）、排ガス出口（１９）及び再生器ストリッパー（２０）を含み、流動床再生器（１４）の下部が再生領域であり、流動床再生器（１４）の上部が沈降領域であり、再生器フィード分配器（１６）が再生領域の底部に配置されており、再生器熱除去器（１８）が再生領域に配置されており、再生器気固分離器（１７）が沈降領域又は再生器ハウジング（１５）の外部に配置されており、再生器気固分離器（１７）の入口が沈降領域に配置されており、再生器気固分離器（１７）の触媒出口が再生領域に配置されており、再生器気固分離器（１７）のガス出口が排ガス出口（１９）に接続されており、再生器ストリッパー（２０）の入口が再生器ハウジング（１５）の底部に接続されている流動床再生器（１４）と、
を含み、
ｃ）反応器ストリッパー（８）の底部には反応器ストリッピングガス入口（９）が設けられており、反応器ストリッパー（８）の底部が再生待ち触媒用傾斜管（１０）の入口に接続されており、再生待ち触媒用傾斜管（１０）には再生待ち触媒用スライドバルブ（１１）が設けられており、再生待ち触媒用傾斜管（１０）の出口が再生待ち触媒用リフトパイプ（１２）の入口に接続されており、再生待ち触媒用リフトパイプ（１２）の底部には再生待ち触媒用リフトガス入口（１３）が設けられており、再生待ち触媒用リフトパイプ（１２）の出口が流動床再生器（１４）の沈降領域に接続されており、
ｄ）再生器ストリッパー（２０）の底部には再生器ストリッピングガス入口（２１）が設けられており、再生器ストリッパー（２０）の底部が再生傾斜管（２２）の入口に接続されており、再生傾斜管（２２）には再生スライドバルブ（２３）が設けられており、再生傾斜管（２２）の出口が再生リフトパイプ（２４）の入口に接続されており、再生リフトパイプ（２４）の底部には再生リフトガス入口（２５）が設けられており、再生リフトパイプ（２４）の出口が反応器気固分離器１（４）の入口に接続されている。
ａ）乱流流動床式反応器（１）であって、反応器ハウジング（２）、ｎ個の反応器フィード分配器（３−１〜３−ｎ）、反応器気固分離器１（４）、反応器気固分離器２（５）、反応器熱除去器（６）、製品ガス出口（７）及び反応器ストリッパー（８）を含み、乱流流動床式反応器（１）の下部が反応領域であり、乱流流動床式反応器（１）の上部が沈降領域であり、ｎ個の反応器フィード分配器（３−１〜３−ｎ）が下から上へと並んで反応領域に配置されており、０＜ｎ＜１０であり、反応器熱除去器（６）が反応領域に配置されており、反応器気固分離器１（４）及び反応器気固分離器２（５）が沈降領域又は反応器ハウジング（２）の外部に配置されており、反応器気固分離器１（４）の入口が再生リフトパイプ（２４）に接続されており、反応器気固分離器１（４）の触媒出口が反応領域の底部に配置されており、反応器気固分離器１（４）のガス出口が沈降領域に配置されており、反応器気固分離器２（５）の入口が沈降領域に配置されており、反応器気固分離器２（５）の触媒出口が反応領域に配置されており、反応器気固分離器２（５）のガス出口が製品ガス出口（７）に接続されており、反応器ストリッパー（８）の入口が乱流流動床式反応器（１）の反応領域内に位置し、その水平高さが反応領域の１／１０高さよりも高い乱流流動床式反応器（１）と、
ｂ）流動床再生器（１４）であって、再生器ハウジング（１５）、再生器フィード分配器（１６）、再生器気固分離器（１７）、再生器熱除去器（１８）、排ガス出口（１９）及び再生器ストリッパー（２０）を含み、流動床再生器（１４）の下部が再生領域であり、流動床再生器（１４）の上部が沈降領域であり、再生器フィード分配器（１６）が再生領域の底部に配置されており、再生器熱除去器（１８）が再生領域に配置されており、再生器気固分離器（１７）が沈降領域又は再生器ハウジング（１５）の外部に配置されており、再生器気固分離器（１７）の入口が沈降領域に配置されており、再生器気固分離器（１７）の触媒出口が再生領域に配置されており、再生器気固分離器（１７）のガス出口が排ガス出口（１９）に接続されており、再生器ストリッパー（２０）の入口が再生器ハウジング（１５）の底部に接続されている流動床再生器（１４）と、
を含み、
ｃ）反応器ストリッパー（８）の底部には反応器ストリッピングガス入口（９）が設けられており、反応器ストリッパー（８）の底部が再生待ち触媒用傾斜管（１０）の入口に接続されており、再生待ち触媒用傾斜管（１０）には再生待ち触媒用スライドバルブ（１１）が設けられており、再生待ち触媒用傾斜管（１０）の出口が再生待ち触媒用リフトパイプ（１２）の入口に接続されており、再生待ち触媒用リフトパイプ（１２）の底部には再生待ち触媒用リフトガス入口（１３）が設けられており、再生待ち触媒用リフトパイプ（１２）の出口が流動床再生器（１４）の沈降領域に接続されており、
ｄ）再生器ストリッパー（２０）の底部には再生器ストリッピングガス入口（２１）が設けられており、再生器ストリッパー（２０）の底部が再生傾斜管（２２）の入口に接続されており、再生傾斜管（２２）には再生スライドバルブ（２３）が設けられており、再生傾斜管（２２）の出口が再生リフトパイプ（２４）の入口に接続されており、再生リフトパイプ（２４）の底部には再生リフトガス入口（２５）が設けられており、再生リフトパイプ（２４）の出口が反応器気固分離器１（４）の入口に接続されている。
上記の実施形態において、流動床再生器（１４）は乱流流動床再生器であってもよく、反応器気固分離器１（４）、反応器気固分離器２（５）及び再生器気固分離器（１７）はサイクロン分離器であってもよい。
１つの具体的な実施形態において、本発明に記載の酸素含有化合物からプロピレン、Ｃ４の炭化水素類を製造する方法において、
ａ）酸素含有化合物を含有する原料をｎ個の反応器フィード分配器（３−１〜３−ｎ）から乱流流動床式反応器（１）の反応領域に導入し、触媒と接触させ、プロピレン及びＣ４の炭化水素類製品を含有する流れと、炭素を含有する再生待ち触媒とを生成し、
ｂ）乱流流動床式反応器（１）から流出した、プロピレン及びＣ４の炭化水素類製品を含有する流れを製品分離システムに送入し、分離によりプロピレン、Ｃ４の炭化水素類、軽質分、プロパン、Ｃ５以上の炭化水素類を得、軽質分の主な成分はエチレンであり、さらに少量のメタン、エタン、水素ガス、ＣＯ及びＣＯ２を含み、７０ｗｔ．％以上の軽質分が乱流流動床式反応器（１）の最下方の反応器フィード分配器（３−１）から乱流流動床式反応器（１）の反応領域に戻り、エチレン及び酸素含有化合物が触媒の作用によりアルキル化反応が生じ、プロピレン等の生成物を生成し、３０ｗｔ．％未満の軽質分を副生成物として回収し、
ｃ）再生待ち触媒が反応器ストリッパー（８）、再生待ち触媒用傾斜管（１０）、再生待ち触媒用スライドバルブ（１１）及び再生待ち触媒用リフトパイプ（１２）を経過して流動床再生器（１４）の沈降領域に入り、
ｄ）再生媒体が再生器フィード分配器（１６）から流動床再生器（１４）の再生領域に導入され、再生媒体及び再生待ち触媒はカーボン燃焼反応が生じ、ＣＯ、ＣＯ２を含有する排ガスと再生触媒とを生成し、排ガスを再生器気固分離器（１７）により除塵した後に排出し、
ｅ）再生触媒が再生器ストリッパー（２０）、再生傾斜管（２２）、再生スライドバルブ（２３）及び再生リフトパイプ（２４）を経過して反応器気固分離器１（４）の入口に入り、気固分離された後、再生触媒が乱流流動床式反応器（１）における反応領域の底部に入り、
ｆ）反応器ストリッピングガスが反応器ストリッピングガス入口（９）から反応器ストリッパー（８）に入って再生待ち触媒と向流接触し、その後、乱流流動床式反応器（１）に入り、再生待ち触媒用リフトガスが再生待ち触媒用リフトガス入口（１３）から再生待ち触媒用リフトパイプ（１２）に入って再生待ち触媒と並流接触し、その後、流動床再生器（１４）の沈降領域に入り、
ｇ）再生器ストリッピングガスが再生器ストリッピングガス入口（２１）から再生器ストリッパー（２０）に入って再生触媒と向流接触し、その後、流動床再生器（１４）に入り、再生リフトガスが再生リフトガス入口（２５）から再生リフトパイプ（２４）に入って再生触媒と並流接触し、その後、反応器気固分離器１（４）の入口に入る。
ａ）酸素含有化合物を含有する原料をｎ個の反応器フィード分配器（３−１〜３−ｎ）から乱流流動床式反応器（１）の反応領域に導入し、触媒と接触させ、プロピレン及びＣ４の炭化水素類製品を含有する流れと、炭素を含有する再生待ち触媒とを生成し、
ｂ）乱流流動床式反応器（１）から流出した、プロピレン及びＣ４の炭化水素類製品を含有する流れを製品分離システムに送入し、分離によりプロピレン、Ｃ４の炭化水素類、軽質分、プロパン、Ｃ５以上の炭化水素類を得、軽質分の主な成分はエチレンであり、さらに少量のメタン、エタン、水素ガス、ＣＯ及びＣＯ２を含み、７０ｗｔ．％以上の軽質分が乱流流動床式反応器（１）の最下方の反応器フィード分配器（３−１）から乱流流動床式反応器（１）の反応領域に戻り、エチレン及び酸素含有化合物が触媒の作用によりアルキル化反応が生じ、プロピレン等の生成物を生成し、３０ｗｔ．％未満の軽質分を副生成物として回収し、
ｃ）再生待ち触媒が反応器ストリッパー（８）、再生待ち触媒用傾斜管（１０）、再生待ち触媒用スライドバルブ（１１）及び再生待ち触媒用リフトパイプ（１２）を経過して流動床再生器（１４）の沈降領域に入り、
ｄ）再生媒体が再生器フィード分配器（１６）から流動床再生器（１４）の再生領域に導入され、再生媒体及び再生待ち触媒はカーボン燃焼反応が生じ、ＣＯ、ＣＯ２を含有する排ガスと再生触媒とを生成し、排ガスを再生器気固分離器（１７）により除塵した後に排出し、
ｅ）再生触媒が再生器ストリッパー（２０）、再生傾斜管（２２）、再生スライドバルブ（２３）及び再生リフトパイプ（２４）を経過して反応器気固分離器１（４）の入口に入り、気固分離された後、再生触媒が乱流流動床式反応器（１）における反応領域の底部に入り、
ｆ）反応器ストリッピングガスが反応器ストリッピングガス入口（９）から反応器ストリッパー（８）に入って再生待ち触媒と向流接触し、その後、乱流流動床式反応器（１）に入り、再生待ち触媒用リフトガスが再生待ち触媒用リフトガス入口（１３）から再生待ち触媒用リフトパイプ（１２）に入って再生待ち触媒と並流接触し、その後、流動床再生器（１４）の沈降領域に入り、
ｇ）再生器ストリッピングガスが再生器ストリッピングガス入口（２１）から再生器ストリッパー（２０）に入って再生触媒と向流接触し、その後、流動床再生器（１４）に入り、再生リフトガスが再生リフトガス入口（２５）から再生リフトパイプ（２４）に入って再生触媒と並流接触し、その後、反応器気固分離器１（４）の入口に入る。
本発明をより良く説明して、本発明の技術的方案をより容易に理解するために、以下、比較例及び本発明の典型例を示しているが、本発明はこれらに制限されるものではない。
実施例１
この例は比較例であり、図１に示す装置を用いたが、乱流流動床式反応器（１）において反応器気固分離器１（４）を含まず、再生リフトパイプ（２４）が高速流動床式反応器（１）の沈降領域に直接に接続されている。
この例は比較例であり、図１に示す装置を用いたが、乱流流動床式反応器（１）において反応器気固分離器１（４）を含まず、再生リフトパイプ（２４）が高速流動床式反応器（１）の沈降領域に直接に接続されている。
乱流流動床式反応器（１）は３つの反応器フィード分配器（３−１〜３−３）を含み、反応器気固分離器１（４）が反応器ハウジング（２）の外部に配置されており、反応器ストリッパー（８）の入口の水平高さが反応領域の１／２の高さに位置する。乱流流動床式反応器（１）の反応領域の反応条件は、ガス見掛け線速度が約１．０ｍ／ｓ、反応温度が約４５０℃、反応圧力が約１５０ｋＰａ、床密度が約３５０ｋｇ／ｍ３である。
流動床再生器（１４）の再生領域の反応条件は、ガス見掛け線速度が約１．０ｍ／ｓ、再生温度が約６５０℃、再生圧力が約１５０ｋＰａ、床密度が約３５０ｋｇ／ｍ３である。
触媒はＳＡＰＯ分子篩を含有し、再生待ち触媒のカーボン含有量が約７％であり、再生触媒のカーボン含有量が約０．２ｗｔ．％である。
酸素含有化合物がメタノールであり、再生媒体が空気である。反応器ストリッピングガス、再生器ストリッピングガス、再生待ち触媒用リフトガス及び再生リフトガスが水蒸気である。
軽質分の循環量がメタノールのフィード量の２０ｗｔ．％であり、８３ｗｔ．％の軽質分がシステム中で循環する。
乱流流動床式反応器（１）から排出された製品ガスの組成は、プロピレン ３４ｗｔ．％、Ｃ４の炭化水素類 ２０ｗｔ．％、軽質分 ３５ｗｔ．％、プロパン １ｗｔ．％及びＣ５以上の炭化水素類 １０ｗｔ．％である。軽質分中にエチレン ９９ｗｔ．％、及びメタン、エタン、水素ガス、ＣＯ、ＣＯ２等 １ｗｔ．％を含有する。
分離システムから排出された製品ガスの組成は、プロピレン ４８ｗｔ．％、Ｃ４の炭化水素類 ２８ｗｔ．％、軽質分 ９ｗｔ．％、プロパン １ｗｔ．％及びＣ５以上の炭化水素類 １４ｗｔ．％。
実施例２
図１に示す装置を用い、乱流流動床式反応器（１）は３つの反応器フィード分配器（３−１〜３−３）を含み、反応器気固分離器１（４）が反応器ハウジング（２）の外部に配置されており、反応器ストリッパー（８）の入口の水平高さが反応領域の１／２の高さに位置する。乱流流動床式反応器（１）の反応領域の反応条件は、ガス見掛け線速度が約１．０ｍ／ｓ、反応温度が約４５０℃、反応圧力が約１５０ｋＰａ、床密度が約３５０ｋｇ／ｍ３である。
図１に示す装置を用い、乱流流動床式反応器（１）は３つの反応器フィード分配器（３−１〜３−３）を含み、反応器気固分離器１（４）が反応器ハウジング（２）の外部に配置されており、反応器ストリッパー（８）の入口の水平高さが反応領域の１／２の高さに位置する。乱流流動床式反応器（１）の反応領域の反応条件は、ガス見掛け線速度が約１．０ｍ／ｓ、反応温度が約４５０℃、反応圧力が約１５０ｋＰａ、床密度が約３５０ｋｇ／ｍ３である。
流動床再生器（１４）の再生領域の反応条件は、ガス見掛け線速度が約１．０ｍ／ｓ、再生温度が約６５０℃、再生圧力が約１５０ｋＰａ、床密度が約３５０ｋｇ／ｍ３である。
触媒はＳＡＰＯ分子篩を含有し、再生待ち触媒のカーボン含有量が約７％であり、再生触媒のカーボン含有量が約０．２ｗｔ．％である。
酸素含有化合物がメタノールであり、再生媒体が空気であり、反応器ストリッピングガス、再生器ストリッピングガス、再生待ち触媒用リフトガス及び再生リフトガスが水蒸気である。
軽質分の循環量がメタノールのフィード量の２０ｗｔ．％であり、９８ｗｔ．％の軽質分がシステム中で循環する。
乱流流動床式反応器（１）から排出された製品ガスの組成は、プロピレン ３２ｗｔ．％、Ｃ４の炭化水素類 ２４ｗｔ．％、軽質分 ３１ｗｔ．％、プロパン ２ｗｔ．％及びＣ５以上の炭化水素類 １１ｗｔ．％である。軽質分中にエチレン ９７ｗｔ．％、及びメタン、エタン、水素ガス、ＣＯ、ＣＯ２等 ３ｗｔ．％を含有する。
分離システムから排出された製品ガスの組成は、プロピレン ４６ｗｔ．％、Ｃ４の炭化水素類 ３４ｗｔ．％、軽質分 １ｗｔ．％、プロパン ３ｗｔ．％及びＣ５以上の炭化水素類 １６ｗｔ．％である。
この例と実施例１（比較例）との相違点は、再生触媒が乱流流動床式反応器の底部に入り、まず軽質分と接触するのに対し、実施例１においては、再生触媒が乱流流動床式反応器の沈降領域に入ることのみにある。この例と実施例１とを比較してわかるように、触媒をまず軽質分と接触させることで軽質分の転化率を大幅に高めることができ、この例において分離システムから排出された軽質分が比較例の１１％に過ぎないので、本発明に記載の装置ではエチレンのアルキル化反応速度を効果的に高めることができた。
実施例３
図１に示す装置を用い、乱流流動床式反応器（１）は４つの反応器フィード分配器（３−１〜３−４）を含み、反応器気固分離器１（４）が沈降領域に配置されており、反応器ストリッパー（８）の入口の水平高さが反応領域の３／４の高さに位置する。乱流流動床式反応器（１）の反応領域の反応条件は、ガス見掛け線速度が約１．２ｍ／ｓ、反応温度が約３６０℃、反応圧力が約２００ｋＰａ、床密度が約３００ｋｇ／ｍ３である。
図１に示す装置を用い、乱流流動床式反応器（１）は４つの反応器フィード分配器（３−１〜３−４）を含み、反応器気固分離器１（４）が沈降領域に配置されており、反応器ストリッパー（８）の入口の水平高さが反応領域の３／４の高さに位置する。乱流流動床式反応器（１）の反応領域の反応条件は、ガス見掛け線速度が約１．２ｍ／ｓ、反応温度が約３６０℃、反応圧力が約２００ｋＰａ、床密度が約３００ｋｇ／ｍ３である。
流動床再生器（１４）の再生領域の反応条件は、ガス見掛け線速度が約１．２ｍ／ｓ、再生温度が約７００℃、再生圧力が約２００ｋＰａ、床密度が約３００ｋｇ／ｍ３である。
触媒はＳＡＰＯ分子篩を含有し、再生待ち触媒のカーボン含有量が約８％であり、再生触媒のカーボン含有量が約０．１ｗｔ．％である。
酸素含有化合物がメタノールであり、再生媒体が空気であり、反応器ストリッピングガス、再生器ストリッピングガス、再生待ち触媒用リフトガス及び再生リフトガスが水蒸気である。
軽質分の循環量がメタノールのフィード量の１６ｗｔ．％であり、９０ｗｔ．％の軽質分がシステム中で循環する。
乱流流動床式反応器（１）から排出された製品ガスの組成は、プロピレン ３４ｗｔ．％、Ｃ４の炭化水素類 ２５ｗｔ．％、軽質分 ２９ｗｔ．％、プロパン ２ｗｔ．％及びＣ５以上の炭化水素類 １０ｗｔ．％である。軽質分中にエチレン ９８ｗｔ．％、及びメタン、エタン、水素ガス、ＣＯ、ＣＯ２等 ２ｗｔ．％を含有する。
分離システムから排出された製品ガスの組成は、プロピレン ４６ｗｔ．％、Ｃ４の炭化水素類 ３４ｗｔ．％、軽質分 ４ｗｔ．％、プロパン ３ｗｔ．％及びＣ５以上の炭化水素類 １３ｗｔ．％である。
実施例４
図１に示す装置を用い、乱流流動床式反応器（１）は６つの反応器フィード分配器（３−１〜３−６）を含み、反応器気固分離器１（４）が沈降領域に配置されており、反応器ストリッパー（８）の入口の水平高さが反応領域の５／６の高さに位置する。乱流流動床式反応器（１）の反応領域の反応条件は、ガス見掛け線速度が約１．５ｍ／ｓ、反応温度が約４２０℃、反応圧力が約２５０ｋＰａ、床密度が約２５０ｋｇ／ｍ３である。
図１に示す装置を用い、乱流流動床式反応器（１）は６つの反応器フィード分配器（３−１〜３−６）を含み、反応器気固分離器１（４）が沈降領域に配置されており、反応器ストリッパー（８）の入口の水平高さが反応領域の５／６の高さに位置する。乱流流動床式反応器（１）の反応領域の反応条件は、ガス見掛け線速度が約１．５ｍ／ｓ、反応温度が約４２０℃、反応圧力が約２５０ｋＰａ、床密度が約２５０ｋｇ／ｍ３である。
流動床再生器（１４）の再生領域の反応条件は、ガス見掛け線速度が約１．５ｍ／ｓ、再生温度が約７００℃、再生圧力が約２５０ｋＰａ、床密度が約２５０ｋｇ／ｍ３である。
触媒はＳＡＰＯ分子篩を含有し、再生待ち触媒のカーボン含有量が約９％であり、再生触媒のカーボン含有量が約０．０５ｗｔ．％である。
酸素含有化合物がジメチルエーテルであり、再生媒体が酸欠空気であり、反応器ストリッピングガス、再生器ストリッピングガス、再生待ち触媒用リフトガス及び再生リフトガスが窒素ガスである。
軽質分の循環量がジメチルエーテルフィード量の１４ｗｔ．％であり、８５ｗｔ．％の軽質分がシステム中で循環する。
乱流流動床式反応器（１）から排出された製品ガスの組成は、プロピレン ３８ｗｔ．％、Ｃ４の炭化水素類 ３０ｗｔ．％、軽質分 ２１ｗｔ．％、プロパン ２ｗｔ．％及びＣ５以上の炭化水素類 ９ｗｔ．％である。軽質分中にエチレン ９８ｗｔ．％、及びメタン、エタン、水素ガス、ＣＯ、ＣＯ２等 ２ｗｔ．％を含有する。
分離システムから排出された製品ガスの組成は、プロピレン ４６ｗｔ．％、Ｃ４の炭化水素類 ３７ｗｔ．％、軽質分 ４ｗｔ．％、プロパン ２ｗｔ．％及びＣ５以上の炭化水素類 １１ｗｔ．％である。
以上、本発明を詳しく説明しているが、本発明は上述した具体的な実施例に制限されるものではない。当業者であれば、本発明の範囲から逸脱しない限り、その他の変更及び変形を行うことができると理解し得るであろう。本発明の範囲は添付している請求範囲により限定される。
１ 乱流流動床式反応器
２ 反応器ハウジング
３ 反応器フィード分配器（３−１〜３−ｎ）
４ 反応器気固分離器１
５ 反応器気固分離器２
６ 反応器熱除去器
７ 製品ガス出口
８ 反応器ストリッパー
９ 反応器ストリッピングガス入口
１０ 再生待ち触媒用傾斜管
１１ 再生待ち触媒用スライドバルブ
１２ 再生待ち触媒用リフトパイプ
１３ 再生待ち触媒用リフトガス入口
１４ 流動床再生器
１５ 再生器ハウジング
１６ 再生器フィード分配器
１７ 再生器気固分離器
１８ 再生器熱除去器
１９ 排ガス出口
２０ 再生器ストリッパー
２１ 再生器ストリッピングガス入口
２２ 再生傾斜管
２３ 再生スライドバルブ
２４ 再生リフトパイプ
２５ 再生リフトガス入口
２ 反応器ハウジング
３ 反応器フィード分配器（３−１〜３−ｎ）
４ 反応器気固分離器１
５ 反応器気固分離器２
６ 反応器熱除去器
７ 製品ガス出口
８ 反応器ストリッパー
９ 反応器ストリッピングガス入口
１０ 再生待ち触媒用傾斜管
１１ 再生待ち触媒用スライドバルブ
１２ 再生待ち触媒用リフトパイプ
１３ 再生待ち触媒用リフトガス入口
１４ 流動床再生器
１５ 再生器ハウジング
１６ 再生器フィード分配器
１７ 再生器気固分離器
１８ 再生器熱除去器
１９ 排ガス出口
２０ 再生器ストリッパー
２１ 再生器ストリッピングガス入口
２２ 再生傾斜管
２３ 再生スライドバルブ
２４ 再生リフトパイプ
２５ 再生リフトガス入口
Claims (15)
- 酸素含有化合物からプロピレン及びＣ４の炭化水素類を製造するための乱流流動床式反応器であって、
反応器ハウジング、ｎ個の反応器フィード分配器、反応器気固分離器１、反応器気固分離器２、反応器熱除去器、製品ガス出口及び反応器ストリッパーを含み、
乱流流動床式反応器の下部が反応領域であり、乱流流動床式反応器の上部が沈降領域であり、ｎ個の反応器フィード分配器が反応領域に配置されており、反応器熱除去器が反応器反応領域に配置されており、反応器気固分離器１及び反応器気固分離器２が沈降領域に配置されており、反応器気固分離器１には再生触媒入口が設けられており、反応器気固分離器１の触媒出口が反応領域の底部に配置されており、反応器気固分離器１のガス出口が沈降領域に配置されており、反応器気固分離器２の入口が沈降領域に配置されており、反応器気固分離器２の触媒出口が反応領域に配置されており、反応器気固分離器２のガス出口が製品ガス出口に接続されており、反応器ストリッパーが乱流流動床式反応器の底部において外部から内部へと反応器ハウジングを通過し、かつ乱流流動床式反応器の反応領域内に開口し、反応器ストリッパーの底部には反応器ストリッピングガス入口が設けられており、かつ反応器ストリッパーの底部には再生待ち触媒出口が設けられており、前記酸素含有化合物がメタノール及び／又はジメチルエーテルである、
乱流流動床式反応器。 - 前記ｎ個の反応器フィード分配器が下から上へ反応領域に配置されており、０＜ｎ＜１０である、請求項１に記載の乱流流動床式反応器。
- 前記反応器ストリッパーが反応器ハウジング内部に開口する水平高さが反応領域の１／１０の高さよりも高い、請求項１又は２に記載の乱流流動床式反応器。
- 反応器気固分離器１及び反応器気固分離器２がサイクロン分離器である、請求項１又は２に記載の乱流流動床式反応器。
- 請求項１〜３のいずれか１項に記載の乱流流動床式反応器と、触媒を再生するための流動床再生器とを含み、前記酸素含有化合物がメタノール及び／又はジメチルエーテルである、酸素含有化合物からプロピレン及びＣ４の炭化水素類を製造するための装置。
- 前記流動床再生器が乱流流動床再生器である、請求項５に記載の装置。
- 前記流動床再生器は再生器ハウジング、再生器フィード分配器、再生器気固分離器、再生器熱除去器、排ガス出口及び再生器ストリッパーを含み、流動床再生器の下部が再生領域であり、流動床再生器の上部が沈降領域であり、再生器フィード分配器が再生領域の底部に配置されており、再生器熱除去器が再生領域に配置されており、再生器気固分離器が沈降領域又は再生器ハウジングの外部に配置されており、再生器気固分離器の入口が沈降領域に配置されており、再生器気固分離器の触媒出口が再生領域に配置されており、再生器気固分離器のガス出口が排ガス出口に接続されており、再生器ストリッパーが再生器ハウジングの底部に開口しており、
前記反応器ストリッパーの再生待ち触媒出口が再生待ち触媒用傾斜管の入口に接続されており、再生待ち触媒用傾斜管には再生待ち触媒用スライドバルブが設けられており、再生待ち触媒用傾斜管の出口が再生待ち触媒用リフトパイプの入口に接続されており、再生待ち触媒用リフトパイプの底部には再生待ち触媒用リフトガス入口が設けられており、再生待ち触媒用リフトパイプの出口が流動床再生器の沈降領域に接続されており、かつ
前記再生器ストリッパーの底部には再生器ストリッピングガス入口が設けられており、再生器ストリッパーの底部が再生傾斜管の入口に接続されており、再生傾斜管には再生スライドバルブが設けられており、再生傾斜管の出口が再生リフトパイプの入口に接続されており、再生リフトパイプの底部には再生リフトガス入口が設けられており、再生リフトパイプの出口が反応器気固分離器１の再生触媒入口に接続されている、
請求項５に記載の装置。 - 酸素含有化合物からプロピレン及びＣ４の炭化水素類を製造する方法において、
酸素含有化合物を含有する原料をｎ個の反応器フィード分配器から乱流流動床式反応器の反応領域に導入して、触媒と接触させて、プロピレン及びＣ４の炭化水素類製品を含有する流れと、炭素を含有する再生待ち触媒とを生成し、
乱流流動床式反応器から流出した、プロピレン及びＣ４の炭化水素類製品を含有する流れを製品分離システムに送入し、分離によりプロピレン、Ｃ４の炭化水素類、軽質分、プロパン、Ｃ５以上の炭化水素類を得、軽質分は９０ｗｔ％を超えるエチレンを含み、さらに少量のメタン、エタン、水素ガス、ＣＯ及びＣＯ２を含み、７０ｗｔ．％以上の軽質分が乱流流動床式反応器の最下方の反応器フィード分配器から乱流流動床式反応器の反応領域に戻り、エチレン及び酸素含有化合物が触媒の作用によりアルキル化反応が発生し、プロピレンを含む生成物を生成し、
再生待ち触媒が流動床再生器により再生され、再生触媒が反応器気固分離器１により気固分離された後、乱流流動床式反応器における反応領域の底部に入り、前記酸素含有化合物がメタノール及び／又はジメチルエーテルである、方法。 - 請求項５〜７のいずれか１項に記載の装置を用いて行われる請求項８に記載の方法。
- 再生待ち触媒が反応器ストリッパー、再生待ち触媒用傾斜管、再生待ち触媒用スライドバルブ及び再生待ち触媒用リフトパイプを経過して流動床再生器の沈降領域に入り、
再生媒体が流動床再生器の再生領域に導入されて、再生待ち触媒とカーボン燃焼反応が生じ、ＣＯ、ＣＯ２を含有する排ガスと再生触媒とを生成し、排ガスを再生器気固分離器により除塵した後に排出し、
再生触媒が再生器ストリッパー、再生傾斜管、再生スライドバルブ及び再生リフトパイプを経過して反応器気固分離器１の入口に入り、気固分離された後、再生触媒が乱流流動床式反応器における反応領域の底部に入り、
反応器ストリッピングガスが反応器ストリッピングガス入口から反応器ストリッパーに入って再生待ち触媒と向流接触し、その後、乱流流動床式反応器に入り、再生待ち触媒用リフトガスが再生待ち触媒用リフトガス入口から再生待ち触媒用リフトパイプに入って再生待ち触媒と並流接触し、その後、流動床再生器の沈降領域に入り、
再生器ストリッピングガスが再生器ストリッピングガス入口から再生器ストリッパーに入って再生触媒と向流接触し、その後、流動床再生器に入り、再生リフトガスが再生リフトガス入口から再生リフトパイプに入って再生触媒と並流接触し、その後、反応器気固分離器１の入口に入る、
請求項９に記載の方法。 - 軽質分の循環量が酸素含有化合物フィード量の５〜４０ｗｔ．％である、請求項８に記載の方法。
- 前記再生待ち触媒のカーボン含有量が５〜１２ｗｔ．％であり、かつ前記再生触媒のカーボン含有量が＜２ｗｔ．％である、請求項８に記載の方法。
- 前記再生媒体が空気、酸欠空気又は水蒸気のうちのいずれか１種又は複数種の混合物であり、及び／又は前記反応器ストリッピングガス、再生器ストリッピングガス、再生待ち触媒用リフトガス及び再生リフトガスが水蒸気又は窒素ガスである、請求項１０に記載の方法。
- 前記乱流流動床式反応器の反応領域の反応条件は、ガス見掛け線速度が０．１〜２ｍ／ｓ、反応温度が３００〜５５０℃、反応圧力が１００〜５００ｋＰａ、床密度が２００〜１２００ｋｇ／ｍ３であることを特徴とする請求項８に記載の方法。
- 前記流動床再生器の再生領域の反応条件は、ガス見掛け線速度が０．１〜２ｍ／ｓ、再生温度が５００〜７５０℃、再生圧力が１００〜５００ｋＰａ、床密度が２００〜１２００ｋｇ／ｍ３であることを特徴とする請求項８に記載の方法。
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