JPS58146515A - Conversion of methanol to olefin - Google Patents

Conversion of methanol to olefin

Info

Publication number
JPS58146515A
JPS58146515A JP58016339A JP1633983A JPS58146515A JP S58146515 A JPS58146515 A JP S58146515A JP 58016339 A JP58016339 A JP 58016339A JP 1633983 A JP1633983 A JP 1633983A JP S58146515 A JPS58146515 A JP S58146515A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst
methanol
bed
conversion
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP58016339A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0340013B2 (en
Inventor
ウ−ヤング・リ−
アジツト・ビスワナス・サプレ
セルゲイ・ユ−チヤツク
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ExxonMobil Oil Corp
Original Assignee
Mobil Oil Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mobil Oil Corp filed Critical Mobil Oil Corp
Publication of JPS58146515A publication Critical patent/JPS58146515A/en
Publication of JPH0340013B2 publication Critical patent/JPH0340013B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はメタノールからのオレフィン製法、特にメタノ
ールのエチレンへの接触転化法に関する0伝統的に原料
に使われている適当品質の石油入手が限られているため
又はナフサ分解設備が限られているためオレフィン供給
原料の漸増する要求は周期的に石油化学原料の不足を引
おとしている。別の非石油源からのエチレン源はエチレ
ンおよび仙のオレフィン要求に歩調を合わせる1手段で
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a process for producing olefins from methanol, and in particular to a process for the catalytic conversion of methanol to ethylene. Due to limited capacity, the increasing demand for olefin feedstocks has periodically led to petrochemical feedstock shortages. A source of ethylene from another non-petroleum source is one means of keeping pace with ethylene and semi-olefin requirements.

石炭、大鉢ガス又は生物類からえられるメタノールおよ
び(又は)ジメチルエーテルがZSM−5ゼオライトの
様なs触性ゼオライト類の使用によってオレフィンおよ
ヒ芳香族類の様なより樟雑な炭化水素に転化できること
は知られている。エチレンはこの接触転化法によってえ
られるオレフィン系炭化水素の1a+である。この反応
は極めて発熱的で初めに生成されたオレフィンは更に反
応をうけて自動車ガソリン製造に有用々芳香族炭化水素
に生成され易い。
Methanol and/or dimethyl ether obtained from coal, gas or biological sources can be converted to more complex hydrocarbons such as olefins and aromatics by the use of catalytic zeolites such as ZSM-5 zeolite. It is known that conversion is possible. Ethylene is an olefinic hydrocarbon 1a+ obtained by this catalytic conversion method. This reaction is extremely exothermic and the olefins initially formed are likely to undergo further reaction to form aromatic hydrocarbons useful in the production of automobile gasoline.

メタノールおよび(又は)ジメチルエーテルの軽オレフ
ィンへの転化法について多くの特許文献がある。故にH
zSM−5ゼオライトを使う脂肪族エーテルからの接触
転化によるオレフィン製法は米国特許第4s 94,1
06号に記載されている。米国特許第!1,979,4
72号は低級アルコールとそのエーテルのアンチモン酸
化物とZM−5ゼオライトの混合物による転化反応がエ
チレン、プロピレンおよび単核芳香族類の混合物を生成
すると記載している。
There is much patent literature on the conversion of methanol and/or dimethyl ether to light olefins. Therefore H
A process for producing olefins by catalytic conversion from aliphatic ethers using zSM-5 zeolite is described in U.S. Pat. No. 4s 94,1.
It is described in No. 06. US patent number! 1,979,4
No. 72 describes that the conversion reaction of lower alcohols and their ethers with a mixture of antimony oxide and ZM-5 zeolite produces a mixture of ethylene, propylene and mononuclear aromatics.

米国特許第4,025,572号はZSM−5を不活性
希釈剤と混合してエチレン選択性を改良できることを発
表しているが、米国特許第4,025,575号は同様
の結果を供給物の低圧分圧使用によってえている。エチ
レンの選択性は少なくも約1ミクロンの大結晶形28M
−5ゼオライトのみ使用によって(米国特許第4,02
5,571号)又は上記ゼオライトと添加金属との混合
によって(米国特許第4,148゜835号〕も改良さ
れる。より良い選択性はゼオライト触媒の結晶構造内部
に無定形シリカを分散させることによってもえられる(
米国特許第4.060,568号および4.100゜2
19号〕。
U.S. Patent No. 4,025,572 announces that ZSM-5 can be mixed with an inert diluent to improve ethylene selectivity, while U.S. Patent No. 4,025,575 provides similar results. It is obtained by using low pressure partial pressure of material. Ethylene selectivity is at least about 1 micron large crystal form 28M
-5 by using only zeolite (U.S. Pat. No. 4,02
5,571) or by mixing the above zeolites with additive metals (U.S. Pat. No. 4,148.835). Better selectivity is achieved by dispersing amorphous silica within the crystal structure of the zeolite catalyst. can be obtained by (
U.S. Patent Nos. 4.060,568 and 4.100°2
No. 19].

これらの方法は特別うまくいき低級脂肪族アルコールを
オレフィン系炭化水素に転イヒするに非常に有効である
が、この転化反応は特定反応体によって穫々の程度に発
熱することがわかっている。例えば低級アルコールの炭
化水素生成物への転化の発生熱tFi次の節回と推定で
きる。
Although these methods have been particularly successful and very effective in converting lower aliphatic alcohols to olefinic hydrocarbons, the conversion reactions have been found to be highly exothermic depending on the particular reactants. For example, the heat generated for the conversion of lower alcohols to hydrocarbon products can be estimated as tFi.

メタノール     2500−4600エタノール 
     460−1450グロパノール      
35−840反応が発熱であれば反応させるに外部熱源
が不要と力るので望ましいが、大量の発生熱は複雑な反
応機に相当の内部冷却設備の実質的投資を要する。上表
からメタノールの転化はこの点で著しく発熱し、エタノ
ールはより小さい発熱であるとわかる。更に結晶性アル
ミノシリケイトゼオライト触媒の固有特性と効率のため
メタノールの反応は自己促進的で反応を完了させる触媒
床中に甚しい高温部分をつくるが、エタノールはその程
度がよ沙少ない。断熱触媒床反応機中のこの非常発熱反
応は触媒老化速度を大きくし熱による触媒損傷をおこす
。更にこの高温は好ましく壜い生成物分布をおこす。し
喪がってメタノールの有用生成物への転化は触媒床のど
の部分の温度も予め定めた限度内に抑制する様子分熱分
散させることが重要である。
Methanol 2500-4600 ethanol
460-1450 Gropanol
Although it is desirable for the 35-840 reaction to be exothermic as it eliminates the need for an external heat source, the large amount of heat generated requires a substantial investment in a complex reactor and considerable internal cooling equipment. From the table above, it can be seen that methanol conversion is significantly exothermic at this point, while ethanol is less exothermic. Additionally, due to the inherent properties and efficiency of crystalline aluminosilicate zeolite catalysts, the reaction of methanol is self-promoting and creates significant high temperatures in the catalyst bed to complete the reaction, whereas ethanol is much less so. This extremely exothermic reaction in an adiabatic catalyst bed reactor increases the rate of catalyst aging and causes thermal catalyst damage. Furthermore, this high temperature favorably produces a narrow product distribution. It is important that the conversion of methanol to useful products be thermally dispersed so that the temperature of any part of the catalyst bed is kept within predetermined limits.

更に高圧における反応体転化には反応接容量と付属装置
をより効果的に使用することが一般によい工業実施法で
ある。しかし装入メタノールを使う高圧は多量の1.2
.4.5−テトラメチルベンゼン(デュレン〕、好まし
くない副成物を生じ易いが、例えば450kP’a以下
の低圧は軽オレフイン生成によ゛い。
Furthermore, it is generally good industrial practice to more effectively use reaction contact volumes and ancillary equipment for reactant conversions at higher pressures. However, the high pressure using charged methanol requires a large amount of 1.2
.. 4.5-Tetramethylbenzene (durene) tends to produce undesirable by-products, but low pressures, for example below 450 kP'a, are due to the formation of light olefins.

この方法の発生熱調節に種々の方法が使われている。例
えば米国特許第!4931.349号(軽炭化水素稀釈
液使用)、第4.052;479号(供給原料転化を5
−25チに抑制す応接と濃密流動触媒床〕を参照された
い。
Various methods have been used to control the heat generated in this process. For example, US patent no. No. 4931.349 (using light hydrocarbon diluent), No. 4.052;
-25-inch suppression reaction and dense fluidized catalyst bed].

米国特許第4.D 35,430号はメタノールをガソ
リン沸とう範囲生成物に転化する場合の発生熱調節法を
記載している。供給原料を脱水触媒床中で平衡混合物に
変えた後それを大きさの順次増大する一連のゼオライト
触媒床にとおしメタノール、ジメチルエーテルおよび(
又Fi)軽炭化水素で段階間冷却して反応熱を除去する
。どの床における温度上昇も約28℃を超えず全温度上
昇は約110℃を超えない。各触媒床の相対大きさが反
応の熱安定性にどう1智するかについては詳細記述がな
い。更にアルコール装入物を芳香族化合物ではなく主と
してオレフィン糸炭化水素に転化する方法が成功したか
について記述がない。
U.S. Patent No. 4. No. D 35,430 describes a method for controlling the heat generated in the conversion of methanol to gasoline boiling range products. After converting the feedstock into an equilibrium mixture in a dehydrating catalyst bed, it is passed through a series of zeolite catalyst beds of increasing size to produce methanol, dimethyl ether and
Also, Fi) interstage cooling with light hydrocarbons to remove reaction heat. The temperature rise in any bed does not exceed about 28°C and the total temperature rise does not exceed about 110°C. There is no detailed description of how the relative size of each catalyst bed affects the thermal stability of the reaction. Furthermore, there is no mention of the success of converting the alcohol charge primarily into olefinic hydrocarbons rather than aromatics.

米国特許第2j19,620号には多数の触媒固定床が
炭化水素の吸熱接触分解用およびコークス化触媒の定期
的発熱再生用に使われている。炭化水素反応体は固定触
媒床の数と同数流に分劉され名流は1床のみをとおる。
In US Pat. No. 2J19,620, multiple fixed beds of catalysts are used for endothermic catalytic cracking of hydrocarbons and for periodic exothermic regeneration of coking catalysts. The hydrocarbon reactant is divided into as many streams as the number of fixed catalyst beds, with the main stream passing through only one bed.

各床をとおる反応体流は軸方向又は放射状内方向でもよ
い。米国特許第2,475,855号も炭化水素の吸熱
分解用の1連の固定触媒床を使用している。この炭化水
素流は1連の床を放射流形に連続して流れる。放射流は
内方向又は外方向でもよい。コークス付着触媒はその場
で再生され再生中に生じた熱は各床内に吸収され炭化水
素の吸熱分解時放出される。
Reactant flow through each bed may be axial or radially inward. US Pat. No. 2,475,855 also uses a series of fixed catalyst beds for endothermic cracking of hydrocarbons. This hydrocarbon stream flows continuously in a radial fashion through a series of beds. The radial flow may be inward or outward. The coked catalyst is regenerated in situ and the heat generated during regeneration is absorbed within each bed and released during endothermic decomposition of the hydrocarbons.

蓄熱は床をとおる反応体の温度上昇となるので、次の床
に送る混合物温度を下けるため噴射ノズルをとおし各床
間に級化水素液の追加量を入れる。触媒床の大きさは床
間の追加反応体導入に見合う様流れ方向にしたがい増大
される。
Since heat storage results in an increase in the temperature of the reactants passing through the bed, an additional amount of graded hydrogen liquid is introduced between each bed through the injection nozzle to lower the temperature of the mixture sent to the next bed. The size of the catalyst bed is increased in the flow direction to account for the introduction of additional reactants between the beds.

この特許はその記載方法が発熱反応に適用できるとと又
は使用の放射流形が他の流形よりも圧力損失の小さいこ
とについていづれも示唆していない。
This patent does not suggest that the described method is applicable to exothermic reactions or that the radial flow configuration used has a lower pressure drop than other flow configurations.

アルコールのオレフィンへの転化における高圧使用によ
って処理装置の効率的使用が普通えられるが、低圧は生
成物中に著しく多量の軽オレフィンを生成する。したが
って低装入圧使用ができる様装置の圧力損失を限定する
ことが望ましい。
Although the use of high pressures in the conversion of alcohols to olefins usually provides efficient use of processing equipment, low pressures produce significantly higher amounts of light olefins in the product. Therefore, it is desirable to limit the pressure loss of the device so that low charging pressures can be used.

更にオレフィン選択性は供給アルコールエーテルの部分
転化によってのみ向上することが認められているが1例
えばメタノール経費は未反応反応体の回収再循環を必要
とするため上記手段も大きな経済的損失を含むこともよ
く認められる。
Furthermore, it has been observed that olefin selectivity can only be improved by partial conversion of the feed alcohol ether; however, this approach also involves significant economic losses, as methanol costs, for example, require collection and recycling of unreacted reactants. is also often recognized.

本発明はゼオライト触媒を1連の床に配置し各床からの
流出物を段階間冷却させて各床の温度上昇を限定するこ
とによってゼオライト触媒の存在におけるメタノール増
独又はその対応するエーテルとの混合物の転化反応の発
生熱が効果的に除去でき安定した運転ができるという観
察に基づく。各触媒床の圧力低下は反応混合物を各床に
放射状にとおすことによって最小にできることも発見さ
れている0更に未転化アルコールを脱水工程に、また未
転化エーテルを転化工程に再循還することによって操作
の著しい経済的改良ができることも発見された。
The present invention combines methanol enrichment or its corresponding ether in the presence of a zeolite catalyst by arranging the zeolite catalyst in a series of beds and cooling the effluent from each bed between stages to limit the temperature rise of each bed. This is based on the observation that the heat generated during the conversion reaction of the mixture can be effectively removed and stable operation can be achieved. It has also been discovered that the pressure drop across each catalyst bed can be minimized by passing the reaction mixture radially through each bed. Additionally, by recycling unconverted alcohol to the dehydration step and unconverted ether to the conversion step. It has also been discovered that significant economic improvements in operation are possible.

本発明によってメタノールを含む供給物を高温において
脱水触媒と接触させてエーテル豊富表生成物としかつ上
記生成物を、(1)5オングストロームより大きい孔径
、少なくも12のシリカ対アルミナモル比および1乃至
12の拘束指数をもつか、又は(−)大部分の孔径が6
オングストローム以下であり酸素原子をもつ8員環によ
ってできた孔窓径をもつか、いづれかの結晶性アルミノ
シリケイトゼオライトより成る触媒床と冷却域とを交互
に複数回とおして加温下において触媒と接触させてオレ
フィン系炭化水素への所定転化率をえる工程より成り、
各冷却域をとおすことによる反応混合物の温度低下はそ
の直前の触媒床中の温度上昇と実質的に尋しくしまた各
触媒床をとおることによる反応混合物の温度上昇はメタ
ノールのエチレンへの転化の感度助変数より本大きくな
いものとしかつ触媒床数は所定転化反応における全断熱
温度上昇の感度助変数に対する比率に少なくも等しくす
る様なメタノールのオレフィン系炭化水滓生成物への転
化法が提供されるのである。
In accordance with the present invention, a methanol-containing feed is contacted at elevated temperature with a dehydration catalyst to produce an ether-rich surface product and the product is characterized in that: (1) a pore size greater than 5 angstroms, a silica to alumina molar ratio of at least 12; or (-) most pore sizes are 6
The catalyst is brought into contact with the catalyst under heating through a cooling zone and a catalyst bed made of any crystalline aluminosilicate zeolite having a pore window size of 1.5 Angstroms or less and formed by an 8-membered ring containing an oxygen atom. to achieve a predetermined conversion rate to olefinic hydrocarbons,
The decrease in temperature of the reaction mixture as it passes through each cooling zone is substantially equal to the increase in temperature in the immediately preceding catalyst bed, and the increase in temperature of the reaction mixture as it passes through each catalyst bed increases the conversion of methanol to ethylene. A process is provided for the conversion of methanol to an olefinic hydrocarbon slag product in which the number of catalyst beds is not more than an order of magnitude greater than the sensitivity parameter and the number of catalyst beds is at least equal to the ratio of the total adiabatic temperature rise to the sensitivity parameter for a given conversion reaction. It will be done.

エーテル豊富な生成物は軸方向に又は放射状にゼオライ
ト触媒床にとおしてよくまたゼオライト触媒床は固定床
でも移動床でもよい。移動触媒床の場合反応混合物流は
触媒流と共流又は向流いづれで本よい0 この方法のオレフィン糸炭化水素生成物は常に未反応メ
タノールおよび(又は)エーテルをある程度含んでいる
The ether-rich product may be passed axially or radially through the zeolite catalyst bed, and the zeolite catalyst bed may be a fixed bed or a moving bed. In the case of a moving catalyst bed, the reaction mixture stream may be cocurrent or countercurrent with the catalyst stream.The olefinic hydrocarbon product of this process always contains some unreacted methanol and/or ether.

この未反応物質は適当に生成混合物から分離し操作に再
循還できる。メタノールは脱水工程にまたエーテルは転
化工程に戻される。
This unreacted material can be suitably separated from the product mixture and recycled to the operation. The methanol is returned to the dehydration step and the ether to the conversion step.

本発明によればメタノールは単独又はその対応するエー
テルと共に反応中、特にエーテル豊富な中間体のオレフ
ィン系炭化水素への転化中敷出熱を有効に調節できる仕
様の反応機中でオレフィン系炭化水素、特にエチレンに
転化される。反応体はメタノールとジメチルエーテルよ
り成シ、オレフィン系生成物は主としてエチレンである
とよい0本発明の方法はメタノールのオレフィン系生成
物への転化に関するが、操作への供給流は少量の他アル
コール、例えばエタノール、プロパツールおよびイソプ
ロパツールを含んでいてもよい0 方法第1工程においてメタノールは脱水触媒と接触させ
られ水およびエーテル豊富な中間体生成物を生成する。
According to the invention, methanol, alone or together with its corresponding ether, can react with olefinic hydrocarbons, in particular in a reactor with specifications that allow effective regulation of the heat output during the conversion of the ether-rich intermediate to olefinic hydrocarbons. , especially converted to ethylene. The reactants may consist of methanol and dimethyl ether, and the olefinic product may be primarily ethylene. Although the process of the present invention involves the conversion of methanol to an olefinic product, the feed stream to the operation may include small amounts of other alcohols, For example, the methanol may include ethanol, propatool, and isopropanol. In the first step of the process, methanol is contacted with a dehydration catalyst to produce water and an ether-rich intermediate product.

脱水触媒はアルコール反応体の分子間脱水をして装入物
よりも高い炭素対酸素比をもつエーテル豊富な生成物と
するとんな触媒でもよい。
The dehydration catalyst may be any catalyst that provides intermolecular dehydration of the alcohol reactant to an ether-rich product having a higher carbon to oxygen ratio than the feed.

おこりうる脱水反応には単純エーテルおよびジメチルエ
ーテルやジエチルエーテルの様々混合エーテルを生成す
るものがある。これらの中間体は対応するアルコール反
応体の分子間脱水によって生成され、これらの縮合はす
べて発熱反応である。これらの脱水反応自体はガンマア
ルミナの様なアルミナ組成物使用が一般に知られている
が、この分野で知られている他の酸性触媒も脱水に非常
に有効である。
Dehydration reactions that can occur include simple ethers and various mixed ethers such as dimethyl ether and diethyl ether. These intermediates are produced by intermolecular dehydration of the corresponding alcohol reactants, and all of these condensations are exothermic reactions. These dehydration reactions themselves are generally known for the use of alumina compositions such as gamma alumina, but other acidic catalysts known in the art are also very effective for dehydration.

メタノール装入物を使って分子内脱水は不可能でありし
たがって脱水反応はジメチルエーテル生成にのみ発熱的
に進行することは認められるであろう。
It will be appreciated that with the methanol charge no intramolecular dehydration is possible and therefore the dehydration reaction proceeds exothermically only to form dimethyl ether.

本発明の方法は2連続触媒接触工程より成り、2工程共
発熱する。第1工程における発熱はメタノールのジメチ
ルエーテル、メタノールおよび水より成るthは平衡混
合物への転化抑制によって制限される。転化生成物又は
第1工程流出物は発熱のため約310乃至約400℃の
温度であり、これは循還熱交換流体との間接熱交換によ
って第2工程ゼオライト触媒にしたがい約270乃至約
430℃の温度にうまく一節される。例えば熱交換流体
は水又は第1工程にとおされるメタノールでよい。
The process of the present invention consists of two successive catalyst contacting steps, with both steps co-exothermic. The exotherm in the first step is limited by the inhibition of the conversion of methanol to an equilibrium mixture of dimethyl ether, methanol and water. The conversion product or first stage effluent is at a temperature of about 310 to about 400°C due to the exotherm, which is reduced to about 270 to about 430°C depending on the second stage zeolite catalyst by indirect heat exchange with the circulating heat exchange fluid. Temperatures are well controlled. For example, the heat exchange fluid may be water or methanol passed through the first step.

第2工程の接触転化反応はメタノール、ジメチルエーテ
ルおよび水よシ成る第1工程流出物をオレフィン豊富な
生成物に転化する。操作は非常に発熱反応で、ある結晶
性ゼオライト、特にZSM−5型結晶性ゼオライトおよ
び小孔結晶性ゼオライトの存在で急激におこる。
A second step catalytic conversion reaction converts the first step effluent consisting of methanol, dimethyl ether and water to an olefin-rich product. The operation is highly exothermic and occurs rapidly in the presence of certain crystalline zeolites, particularly ZSM-5 type crystalline zeolites and small-pore crystalline zeolites.

一般に本発明において使われるZSM−5型ゼオライト
は12以上のシリカ対アルミナ比をもちかつ約1乃至約
12□ の拘束指数(C,I、 )をもつ結晶性ゼオライトであ
る。これらゼオライトおよび低級脂肪族アルコール転化
用触媒としての使用法は上記米国特許、特に第4894
,106号、号に記載されている。
Generally, the ZSM-5 type zeolite used in the present invention is a crystalline zeolite having a silica to alumina ratio of 12 or greater and a constraint index (C,I, ) of from about 1 to about 12□. These zeolites and their use as catalysts for the conversion of lower aliphatic alcohols are described in the above-mentioned U.S. patents, particularly No. 4,894.
, No. 106, no.

好ましいゼオライトは28M−5型ゼオライト、例えば
ZSM−5、zSM−11、ZSM−12、ZSM−2
5、ZSM−45およびZSM−5Bであり、ZSM−
5が特に好ましい。
Preferred zeolites are 28M-5 type zeolites, such as ZSM-5, zSM-11, ZSM-12, ZSM-2.
5, ZSM-45 and ZSM-5B, and ZSM-
5 is particularly preferred.

ZSM−5は米国特許第1702.886号に記載され
ており、またZSM−11は米国特許第4709.97
9号に、ZSM−12は米国特許第5,852,449
号に、ZSM−23は米国特許第4.07&842号に
、ZSM−35は米国特許第4.016,245号に、
またZSM−38は米国特許第4,046,859号に
それぞれ記載されてい芯。
ZSM-5 is described in U.S. Patent No. 1702.886 and ZSM-11 is described in U.S. Patent No. 4709.97.
No. 9, ZSM-12 was published in U.S. Patent No. 5,852,449.
ZSM-23 in U.S. Pat. No. 4.07 &842; ZSM-35 in U.S. Pat. No. 4.016,245;
ZSM-38 is also described in U.S. Pat. No. 4,046,859.

特に好ましい触媒は大結晶、即ち米国特許第4,025
,571号と4,148,835号に記載のとおシ少な
くも1ミクロンの結晶径をもつZSM−5型ゼオライト
より成るものであるり他の特に好ましい触媒はエチレン
選択性改善のための追加成分、例えばゼオライト結晶構
造内に分散した無定形シリカを含むZSM−5よシ成る
ものである。この型の触媒は米国特許第4.060.5
68号と4,100,219号に記載されている。
Particularly preferred catalysts are large crystals, i.e., U.S. Pat. No. 4,025
, 571 and 4,148,835, and other particularly preferred catalysts are those comprising a ZSM-5 type zeolite with a crystal size of at least 1 micron, as described in U.S. Pat. , for example ZSM-5, which contains amorphous silica dispersed within a zeolite crystal structure. This type of catalyst is described in U.S. Patent No. 4.060.5.
No. 68 and No. 4,100,219.

ZSM−5ゼオライトの他に小孔結晶性アルミノシリケ
イトゼオライトとしてこの分野で知られている他のゼオ
ライトも本発明において使用できる。この小孔ゼオライ
トは天然産又は人造のいづれでもよく、例えばエリオナ
イト、チャバザイト、ゼオライトT、ゼオライ)ZK−
5およびZSM−54がある。ゼオライトTは米国特許
第2,95α952号に1.ゼオライトZK−5は米国
特許第4421195号に、またZSM−34は米国特
許第4,079,095号と4,079,096号にそ
れぞれ記載されているりこの種のゼオライトの結晶構造
は大部分の孔径が3オングストロームよシ大きく6オン
グストロームより小さいゼオライトのため結晶内自由空
間に近づきまた出ることができる様なものである。この
ゼオライトは更に蔭は酸素原子をもつ8凶猿でできる様
な孔窓を特徴としている。もちろんこの8員環は結晶性
アルミノシリケイトの陰イオン性骨格をつくっている4
面体の正規配列によってつくられ酸素原子自体は4面体
中心においてけい素又はアルミニウム原子に結合してい
るものなのである。このゼオライトの特徴である孔は約
59オングストロームの均一直径孔をもつゼオライトZ
SM−5の様に実質的に円形又は約56 X 5.2オ
ングストロームの孔をもつエリオナイトの様に幾分楕円
形でもよい。いづれの場合も小孔ゼオライトは主として
6オングストロームよりも/」\さい孔径をもつのであ
る。これらのゼオライト並びに他の適当するゼオライト
の孔径1d Advancesin Ch@m1str
y 5eries、  101巻、155−170(1
971)にvl、M、メイヤーとり、ILオルソンによ
る°ゼオライト組織”に記載されている。
In addition to ZSM-5 zeolite, other zeolites known in the art as small-pore crystalline aluminosilicate zeolites can also be used in the present invention. This small-pore zeolite may be either naturally occurring or artificial, such as erionite, chabazite, zeolite T, zeolite) ZK-
5 and ZSM-54. Zeolite T is described in U.S. Pat. No. 2,95α952 as 1. Zeolite ZK-5 is described in U.S. Pat. No. 4,421,195, and ZSM-34 is described in U.S. Pat. No. 4,079,095 and 4,079,096. Since the zeolite has a pore diameter larger than 3 angstroms and smaller than 6 angstroms, it is able to approach the free space within the crystal and exit again. This zeolite is further characterized by pore windows similar to those made by eight evil monkeys, which have oxygen atoms behind them. Of course, this 8-membered ring forms the anionic skeleton of crystalline aluminosilicate.
It is created by the regular arrangement of the tetrahedrons, and the oxygen atoms themselves are bonded to silicon or aluminum atoms at the center of the tetrahedrons. This zeolite has pores with a uniform diameter of approximately 59 angstroms.
It may be substantially circular, such as SM-5, or somewhat elliptical, such as erionite, which has pores of about 56 x 5.2 angstroms. In each case, the small pore zeolites have pore diameters that are primarily smaller than 6 angstroms. Pore size of these zeolites as well as other suitable zeolites 1d Advancesin Ch@m1str
y 5eries, vol. 101, 155-170 (1
Zeolite Structures'' by Vl, M, Mayer, and IL Olson in 971).

本発明によれば第1工程からのエーテル豊富が流出物の
高オレフィン系炭化水素生成物への転化反応は段階間冷
却をする連続多段階断熱反応機中で行なわれる。冷却は
直接又は間接法でもよい。ゼオライト触媒は各段階に固
定床又は移動床として設けられる。各床中の触媒量は装
入物の高オレフィン系生成物への転化中尺応熱が放出さ
れる際各床をとおして均一温度上昇がおこる様にする。
According to the invention, the conversion reaction of the ether-rich effluent from the first step to high olefinic hydrocarbon products is carried out in a continuous multistage adiabatic reactor with interstage cooling. Cooling may be done by direct or indirect methods. The zeolite catalyst is provided in each stage as a fixed bed or a moving bed. The amount of catalyst in each bed is such that a uniform temperature increase occurs throughout each bed as the medium heat of conversion of the charge to high olefinic products is released.

各床をとおしての温度上昇と各床の触媒量は装入物の望
む全転化率、メタノールのオレフィンへの転化の全断熱
温度上昇および上記転化の感度助変数に基づくのでおる
。連続する各床中に触媒を入れまた反応熱除去の段階間
冷却を与えることによって安定操作かえられガソリン沸
とう範囲の炭化水素への好ましくkい転化は避けられる
The temperature rise through each bed and the amount of catalyst in each bed are based on the desired total conversion of the charge, the total adiabatic temperature rise of the conversion of methanol to olefins, and the sensitivity parameters of the conversion. By including catalyst in each successive bed and providing cooling between stages of reaction heat removal, stable operation is achieved and undesirable conversion to gasoline boiling range hydrocarbons is avoided.

化学反応と与えられた触媒に対する感度助変数は一定で
あシ反応速度の温度へのアレニウス依存度および反応速
度が関係温度範囲にわたりほぼ直線であると仮定するこ
とによって近づけうる。故に感度助変数は 式二 〇:RTo2 (但しθは感度助変数を表わし、Rqガス常数を表わし
、Toは初期温度を表わし、Eは活性化エネルギーを表
わす)から計算できる。メタノールのエチレンへの転化
におケルθは約18℃に等しい。
The sensitivity parameters for a chemical reaction and a given catalyst are constant and can be approximated by assuming the Arrhenius dependence of the reaction rate on temperature and that the reaction rate is approximately linear over the relevant temperature range. Therefore, the sensitivity parameters can be calculated from Equation 20: RTo2 (where θ represents the sensitivity parameter, Rq gas constant, To represents the initial temperature, and E represents the activation energy). Kel θ for the conversion of methanol to ethylene is approximately equal to 18°C.

発熱化学反応が断熱反応機中で行なわれる場合(但しx
Aは転化率を表わし、ΔTは断熱温度上昇を表わし、Δ
Hは反応熱を表わし、cpは入る反応体モル当りの供給
流の比熱単位で表わした供給流の比熱を表わす)がら転
化度かえられる。ΔTについて解けば故に比転化度と与
えられた供給組成物における発熱反応の全断熱温度上昇
は供給物比熱と反応熱から計算できる。
When the exothermic chemical reaction is carried out in an adiabatic reactor (provided that x
A represents the conversion rate, ΔT represents the adiabatic temperature rise, and Δ
H represents the heat of reaction and cp represents the specific heat of the feed stream in units of specific heat of the feed stream per mole of reactant entering). Solving for ΔT, the specific conversion and the total adiabatic temperature rise for an exothermic reaction at a given feed composition can therefore be calculated from the feed specific heat and the heat of reaction.

断熱触媒床中で行なわれた場合流速、触媒段階、供給物
組成又は装入温度の変動に調節でき余シ敏感でない発熱
反応における床内の温度上昇は感度助変数θに限定する
必要がある。反応の全断熱温度上昇が感度助変数よシ大
きい場合、調節できる条件のもとで望む転化率をえるに
は多段触媒床を使用しなければならない。必要な最小床
敷はJT合計 、  に等しい。全断熱温度上昇の感度助変数に対する
比が整数でない場合必要最小床敷として次の大きい整数
をとるべきである。
When carried out in an adiabatic catalyst bed, the temperature rise within the bed in an exothermic reaction that is not sensitive to variations in flow rate, catalyst stage, feed composition or charge temperature must be limited to a sensitivity parameter θ. If the total adiabatic temperature rise of the reaction is greater than the sensitivity parameter, multiple catalyst beds must be used to obtain the desired conversion under controllable conditions. The minimum bedding required is JT total, equal to . If the ratio of the total adiabatic temperature rise to the sensitivity parameter is not an integer, the next larger integer should be taken as the required minimum bedding.

本発明によれば第2工程反応機をとおる反応混合物は各
触媒床を軸流形で又は好ましくは放射流形で流れてもよ
い。
According to the invention, the reaction mixture passing through the second stage reactor may flow through each catalyst bed in axial flow or preferably in radial flow.

放射流形は流れ方向の大断面積と小床厚さのため各触媒
床をとおして圧力低下が小さくなる。固定床又は移動床
いづれにも放射流形が使用できる。
The radial flow configuration has a large cross-sectional area in the flow direction and a small bed thickness, resulting in a small pressure drop through each catalyst bed. Radial flow types can be used with either fixed or moving beds.

第2反応域からの流出物はエチレン、水、未転化メタノ
ールおよび未転化ジメチルエーテルを含むガス流である
The effluent from the second reaction zone is a gas stream containing ethylene, water, unconverted methanol, and unconverted dimethyl ether.

少量の軽パラフィンおよび炭素原子3乃至1oをもつ他
の炭化水素も低濃度で含まれる。流出物を凝縮機にとお
して未反応メタノールの大部分を含む水相、c5+ 炭
化水素を含む液相および生成エチレン、他の軽炭化水素
および未転化ジメチルエーテルを含むガス相の3相が生
成される。
Small amounts of light paraffins and other hydrocarbons having 3 to 1 o carbon atoms are also present in low concentrations. The effluent is passed through a condenser to produce three phases: an aqueous phase containing most of the unreacted methanol, a liquid phase containing C5+ hydrocarbons, and a gaseous phase containing the produced ethylene, other light hydrocarbons, and unconverted dimethyl ether. .

メタノールを脱水触媒と接触させると平衡混合物かえら
れる。
Contacting methanol with a dehydration catalyst changes the equilibrium mixture.

2CH,OH,=ICIOCHm+H,(1)ゼオライ
ト触媒はメタノールとジメチルエーテルをオレフィン生
成物に転化する。
2CH,OH,=ICIOCHm+H, (1) Zeolite catalyst converts methanol and dimethyl ether to olefin products.

2CHsOH−+CHz =CHt +  2HtO(
2)CH30CH3→CH2=C& +  H2O(3
)これらの反応はすべて発熱反応力ので第2反応域で転
化されたメタノールはそこで更に熱を生ずる0メタノー
ルとDMEは高エチレン選択性をえる様この操作では僅
か1部分(<901が炭化水素に転化される。メタノー
ルとDMEの転化が90チ以上に々ると、増加量はガソ
リン沸とう範囲の炭化水素、例えは芳香族化合物に転化
される。
2CHsOH−+CHz =CHt+2HtO(
2) CH30CH3→CH2=C&+H2O(3
) All of these reactions are exothermic, so the methanol converted in the second reaction zone generates more heat there. The methanol and DME are only partially converted to hydrocarbons (<901) in this operation, resulting in high ethylene selectivity. Once the methanol and DME conversion exceeds 90%, an increasing amount is converted to gasoline boiling range hydrocarbons, such as aromatics.

非常にオレフィン系生成物を望む場合転化反応は望むエ
チレン量生成に限られることは認められるであろう。約
30乃至約90チの転化茅が普通便われる・。・望むオ
レフィン生成物をえるため部分転化操業をしなければな
らないので、流出物は相当量の未転化メタノールと流か
ら回収しそれを初めの操作工程に戻してこの操作の経済
性を改善することがよい工業的実施法である。この方法
は低脂肪族アルコールを高オレフィン生成物に転化する
知られた方法に使われている。未反応アルコールと未反
応エーテルが別に回収されこの操作に再循還されるが、
両循還流はいづれの場合も新装入物と混合される。しか
し本発明の好ましい形態によればもし回収アルコールが
操作への新装入物に、即ち脱水触媒を含む第1反応域で
の処理に再循還されまた回収エーテルがゼオライト触媒
を含む第2反応域で処理されるe:第1反応域からえら
れた平衡混合物に再循還されるならは大きな利益かえら
れる。循還エーテルを新装入物から分離しそれをナルコ
ール−エーテル−水平衡混合物と混合し一方循還アルコ
ールは鋲供給アルコールと混合することによって多くの
操業利益かえられる。式(1)がら明らかなとおジアル
コールとエーテルの再循還は脱水反応機中でアルコール
のエーテルと水への転化の増加となる。
It will be appreciated that if a highly olefinic product is desired, the conversion reaction will be limited to producing the desired amount of ethylene. About 30 to about 90 inches of converted grass is commonly used. Since a partial conversion operation must be performed to obtain the desired olefin product, the effluent should be recovered from the stream with a significant amount of unconverted methanol and returned to the original operating step to improve the economics of the operation. is good industrial practice. This process is used in known processes for converting low aliphatic alcohols to high olefin products. Unreacted alcohol and unreacted ether are collected separately and recycled to the operation;
Both recycle streams are in each case mixed with fresh charge. However, according to a preferred form of the invention, if the recovered alcohol is recycled to the new charge to the operation, i.e. to treatment in the first reaction zone containing the dehydration catalyst, and the recovered ether is recycled to the second reaction zone containing the zeolite catalyst. Significant benefits can be obtained if the reaction mixture treated in the first reaction zone is recycled to the equilibrium mixture obtained from the first reaction zone. Many operational benefits can be obtained by separating the recycled ether from the fresh charge and mixing it with the narcol-ether-water equilibrium mixture while mixing the recycled alcohol with the tack feed alcohol. As is clear from equation (1), the recycling of dialcohol and ether results in an increased conversion of alcohol to ether and water in the dehydration reactor.

また上記のとおり再循還流をそれぞれに向けることによ
シ供給物のよυ多くがオレフィン生成物に転化された場
合アルコールの場合程熱を放出しないエーテルとして第
2反応域に入るのでこの反応域における熱負荷が減少す
る。発生反応熱は次のとおシ: 1  メタノール→DME        −4,92
メタノール−エチレン      −2,83DME−
+エチL/ン−(L8 2反応域中の転化稜部2反応域からの流出物は凝縮機に
送られる6相に分けられる。これは実質的に未反応メタ
ノールと未反応ジメチルエーテルを全部明白表別相に有
効に分ける。水相と炭化水素相の不混和2液相がガス相
と共にえられる。未反応アルコールは水相に入りまた未
反応エーテルはガス相に入る。水相は多量の水を含みそ
の大部分は新装入物に加えるとよく々いので、この相の
含水量を減少した後この水少量と混合した回収アルコー
ルを再循還する。
Also, by directing the recycle streams to each as described above, if much of the feed is converted to olefin product, it will enter the second reaction zone as ether, which does not release as much heat as in the case of alcohol. The heat load on the area is reduced. The reaction heat generated is as follows: 1 Methanol → DME -4,92
Methanol-ethylene-2,83DME-
+Ethylene L/N-(L8 Conversion Ridge in 2 Reaction Zones The effluent from the 2 reaction zones is divided into 6 phases which are sent to a condenser. This removes substantially all of the unreacted methanol and unreacted dimethyl ether. Effectively partitioned into distinct phases. Two immiscible liquid phases, aqueous and hydrocarbon, are obtained along with a gas phase. Unreacted alcohol enters the aqueous phase and unreacted ether enters the gas phase. The aqueous phase contains a large amount of Since it contains water, most of which can be added to the fresh charge, the recovered alcohol mixed with a small amount of water is recycled after the water content of this phase has been reduced.

蒸発および水蒸気ストリッピングの様な方法がこの水除
去に使われる。未転化エーテルはガス相中に操作からの
エチレンその他の炭化水素生成物と共にあるので、エー
テルをこのガス相から除去してそれを再循還する必要が
ある□これはガス相を圧縮機にとおし圧力をあけた後ガ
ス相をそれからジメチルエーテルを選択吸収させるに有
効な吸収液と接触させて除去できる。メタノール又は水
はいづれもエチレンその他の生成ガスからジメチルエー
テルを選択的に吸収するので、これらは吸収液として便
利に使用できる。
Methods such as evaporation and steam stripping are used to remove this water. Since the unconverted ether is in the gas phase along with ethylene and other hydrocarbon products from the operation, it is necessary to remove the ether from this gas phase and recycle it. After the pressure is released, the gas phase can then be removed by contacting with an absorption liquid effective for selective absorption of dimethyl ether. Methanol or water can be conveniently used as absorption liquids because both selectively absorb dimethyl ether from ethylene and other product gases.

吸収液がメタノール転化に入り好ましくない副作用を避
けるためDMEを再循還させる前吸収液からジメチルエ
ーチルを分離することが好ましい。分離はジメチルエー
テルを含む吸収液を簡単に減圧によって分離ができる放
出基にとおして分離できる。
It is preferred to separate dimethyl ethyl from the absorbent before the absorbent enters methanol conversion and the DME is recycled to avoid undesirable side effects. Separation can be carried out by passing the absorbent solution containing dimethyl ether through a releasing group that can be easily separated under reduced pressure.

今や付図を参考とし実施例によって本発明を詳述する。The invention will now be explained in more detail by way of example with reference to the accompanying drawings.

付図1は本発明の方法を実施する概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram for implementing the method of the present invention.

図2は図1と同じ図であるが、但し別の段階間冷却法を
使用するものである。
FIG. 2 is the same diagram as FIG. 1, but using a different interstage cooling method.

図3は図1と同じ図であるが、但し触媒床に放射流をと
おし使用するものである。
FIG. 3 is the same diagram as FIG. 1, but using radial flow through the catalyst bed.

図4は図2と同じ図であるが、但し触媒床に放射流をと
おし使用するものである。
FIG. 4 is the same diagram as FIG. 2, but using radial flow through the catalyst bed.

図5は触媒床に放射流をとおす4とおりのちがった方式
図6は図3と同じであるが触媒再生装置をもつ図である
FIG. 5 shows four different methods of passing radial flow through the catalyst bed. FIG. 6 shows the same as FIG. 3 but with a catalyst regeneration device.

図7は図1のものと同じであるが未転化反応体の分離再
循還装置を龜つ図である。
FIG. 7 is a view similar to that of FIG. 1, but with a view of the unconverted reactant separation and recycling system.

図8.9および10は方法の第2工程における温度対触
媒床長さをプロットし操作の温度特性を示す図である。
Figures 8.9 and 10 illustrate the temperature profile of the operation by plotting temperature versus catalyst bed length in the second step of the process.

先づ図1において水約50重量%を含む供給メタノール
は線2をとおシ操作に入る。これは線4がらの未反応メ
タノール豊富な再循還水流および線6がらの未反応ジメ
チルエーテル(DME)豊富な再循還流と混合される。
First, in FIG. 1, the feed methanol containing about 50% water by weight enters the operation through line 2. This is mixed with a recycle stream rich in unreacted methanol in line 4 and a recycle stream rich in unreacted dimethyl ether (DME) in line 6.

混合流は熱交換機8において反応温度285〜570℃
に熱せられfJiloをへて脱水反応機12に送られ、
ここでメタノール、DMEおよび水の本質的平衡混合物
に変えられる。この平衡混合物は脱水反応機を出て線1
4をとおり熱交換機16中で270〜370℃に調節さ
れた稜線18をへて多段式ZSM−5固定床断熱反応機
24に入る。
The mixed stream is heated to a reaction temperature of 285 to 570°C in heat exchanger 8.
It is heated to , passes through fJilo, and is sent to the dehydration reactor 12.
It is now converted into an essentially equilibrium mixture of methanol, DME and water. This equilibrium mixture leaves the dehydration reactor at line 1
4 and enters a multi-stage ZSM-5 fixed bed adiabatic reactor 24 via a ridgeline 18 which is adjusted to 270-370°C in a heat exchanger 16.

次いで混合物は第1段触媒床と接触し炭化水素が生成さ
れまた転化反応の発熱によって反応体と生成物混合物の
温度が上昇する。混合物は第1段触媒床を出て間接熱交
換によって第1段触媒床に入る反応体混合物と実質的に
等温度に冷却される。次いで冷却された反応体と生成物
混合物は第2段触媒床に入り更に反応体転化かおこり更
に熱が発生し再び反応体と生成物混合物の温度上昇と彦
る。この混合物は第2段触媒床を出てまた間接熱交換に
よって第1段触媒床に入る際の温度とほぼ同じ温度に冷
却される。この転化、発熱および冷却操作が最終触媒床
(第N段)に達するまで繰返される。終りから2番目(
第N−1段)を出た混合物は間接熱交換により冷却され
て第1段触媒床に入る0第N段触媒床を出るとメタノー
ルとDMEの望む転化率かえられ加熱された生成物と反
応体流は反応機を出て@32をへて熱交換機34中で冷
却され#36をへて生成物回収装置584C入る0 冷却された生成物と反応体混合物は、(1)炭化水素液
相、(2)未反応メタノールの大部分およびDME少量
を含む水相、および(3)大部分の生成軽オレフイン炭
化水素と大部分の未反応DMEを含むガス相の3相であ
ろう水相は水蒸気ス) IJツビング、蒸発および蒸留
の様な種々の分離法によって、114をへて再循還水流
となる。こねは脱水工程で生ずる生水相よりも高濃度の
メタノールを含む。
The mixture then contacts the first stage catalyst bed to produce hydrocarbons and to increase the temperature of the reactant and product mixture due to the exotherm of the conversion reaction. The mixture exits the first stage catalyst bed and is cooled by indirect heat exchange to be substantially isothermal with the reactant mixture entering the first stage catalyst bed. The cooled reactant and product mixture then enters the second stage catalyst bed where further reactant conversion occurs and further heat is generated which again increases the temperature of the reactant and product mixture. The mixture exits the second stage catalyst bed and is cooled by indirect heat exchange to approximately the same temperature as it entered the first stage catalyst bed. This conversion, exothermic and cooling operation is repeated until the final catalyst bed (stage N) is reached. Second from the end (
The mixture leaving stage N-1) is cooled by indirect heat exchange and enters the first stage catalyst bed. Upon exiting the stage N catalyst bed, the desired conversion of methanol and DME is changed and the mixture reacts with the heated product. The body stream exits the reactor via @32, is cooled in heat exchanger 34, and enters product recovery unit 584C via #36. The cooled product and reactant mixture is separated into (1) hydrocarbon liquid phase; , (2) an aqueous phase containing most of the unreacted methanol and a small amount of DME, and (3) a gas phase containing most of the produced light olefin hydrocarbons and most of the unreacted DME. The water vapor is recycled through 114 by various separation methods such as IJ tubing, evaporation and distillation. The dough contains a higher concentration of methanol than the raw aqueous phase resulting from the dehydration process.

この循還流はまた水相中に初めあったDMEの大部分も
含む。再循還水流の望む組成をえるための上記分離法全
部を使用する必要はないだろうっ水相のこの処理はメタ
ノ−への炭化水素への転化で生成され走水と線2の供給
メタノール中に初めからあった水の大部分を回収しこれ
らの物旬はl/#40によシ系から除去され僅かに少量
(((15重1#侵)のメタノールとDMEを含む水性
生成物となる。
This recycle stream also contains most of the DME that was originally in the aqueous phase. It may not be necessary to use all of the separation methods described above to obtain the desired composition of the recirculated water stream.This treatment of the aqueous phase is produced in the conversion of hydrocarbons to methanol in the feed water and line 2 feed methanol. Most of the water that was initially present was recovered, and these liquids were removed from the system at 1/40 l/#40 to form an aqueous product containing only small amounts of methanol and DME. Become.

凝縮後に残るガス相は圧縮され吸収機に送られ未反応D
MEが回収される。適当する吸収剤はメタノール、供給
メタノールおよび水であるが、それぞれ効率がちがう。
The gas phase remaining after condensation is compressed and sent to the absorber to remove unreacted D.
ME is collected. Suitable absorbents are methanol, feed methanol and water, each with varying efficiencies.

DME豊富な溶液はl!42と6をへて脱水反応機又は
線42と44をへて多段式固定床反応機のいづれかに戻
すに適当なりME豊富流をえるためストリップされる。
DME rich solution is l! It is stripped to obtain an ME-enriched stream suitable for return to either a dehydration reactor via lines 42 and 6 or a multistage fixed bed reactor via lines 42 and 44.

吸収機からのDMEを僅かに含む部分はエチレン、プロ
ピレン、ブテン類およびガソリン部分回収の普通のオレ
フィン工場で使われる本のと同じオレフィン回収装置に
ll546をへて送られる。
The DME-containing fraction from the absorber is sent via 11546 to an olefin recovery unit similar to that used in conventional olefin plants for ethylene, propylene, butenes, and gasoline partial recovery.

別法としてガス相は圧縮し蒸留装置におくり前のとおり
再循還のため糧々炭化水素とDMEを回収できる。
Alternatively, the gas phase can be compressed and sent to a distillation unit to recover the hydrocarbons and DME for recycling as before.

炭化水素液相は軽オレフイン生成物回収のため安定化で
きる。安定化された液体はオレフィン回収装置から回収
されたガソリン沸点範囲成分と混合して最終ガソリン又
はガソリン混合原料をつくることができる。
The hydrocarbon liquid phase can be stabilized for light olefin product recovery. The stabilized liquid can be mixed with gasoline boiling range components recovered from the olefin recovery unit to form the final gasoline or gasoline blend stock.

図1はDME再循再流還流理する2方法を示している。FIG. 1 shows two methods for handling DME recirculation and reflux.

ている。しかしある場合線42中の未反応DMEを糾4
4と18によシ直接多段式固定床反応接に供給すること
が望ましいうこの最徒の操作の利点は、(1)脱水反応
機中のメタノールのDMEと水への転化率増加、および
(2)供給物のよシ多い部分が炭化水素に転化されたと
きメタノール程に熱を発生しないDMEとして入ること
による多段式反応機における負荷熱減少である。この負
荷熱減少は多段式反応機の安定性を増加する。更にこの
再循還法の詳細は付図7について下記する。
ing. However, in some cases, the unreacted DME in line 42 is
4 and 18, the advantages of the most advantageous operation of feeding directly into the multistage fixed bed reaction are (1) an increase in the conversion rate of methanol to DME and water in the dehydration reactor; 2) Load heat reduction in the multistage reactor due to a larger portion of the feed entering as DME, which does not generate as much heat as methanol when converted to hydrocarbons. This load heat reduction increases the stability of the multistage reactor. Further details of this recycling method are provided below with respect to FIG.

図1に示した段階間間接冷却の代りに段階間において、
(1)供給液、(2)水、又は(3)低圧水蒸気(例え
は450 KPaの操作水蒸気〕で直接冷却することに
よって望む冷却ができる。この別法は図2にこの系の多
段式反応機のみをボしているが系の他の部分は図1のそ
れと同じである。図2において股木工程からのメタノー
ル、DMEと水の混合物は#118をへて反応機124
に入り最終生成物は#132をへて出る。種々の源泉か
らえられた冷却用液は線190をへて直接に各段階間直
接冷却域に入る。操作への供給物からえられ大多数の液
体が冷却用に使用できる。脱水反応機12への装入物、
即ち線2.4および6から入った混合流が使用できる。
Instead of the interstage indirect cooling shown in FIG.
The desired cooling can be achieved by direct cooling with (1) the feed liquid, (2) water, or (3) low pressure steam (e.g. 450 KPa operating steam). This alternative method is illustrated in Figure 2 for the multistage reaction of this system. Only the reactor is shown in Figure 1, but the other parts of the system are the same as those in Figure 1. In Figure 2, the mixture of methanol, DME and water from the Matsugi process passes through #118 and is transferred to reactor 124.
The final product enters and exits through #132. Cooling fluids obtained from various sources enter directly into the interstage direct cooling zone via line 190. The majority of the liquid obtained from the feed to the operation can be used for cooling. Charge to the dehydration reactor 12,
That is, a mixed stream entering from lines 2.4 and 6 can be used.

直接冷却用の他の可能な供給液源は線2からのメタノー
ル、線4からの循還水相、a6と42からの循還DME
又は脱水反応機からの凝縮生成物(線14からの冷却さ
れた液)がある。他の直接冷却用液源は水と低圧(45
0KPa)  操作流である。水又は水蒸気と1操作流
を使う段階間直接冷却の主要な差異は注入される直接冷
却のあとの段階でオレフィンに転化されるであろう反応
体を操作流が含んでいることである。
Other possible feed liquid sources for direct cooling are methanol from line 2, recycled aqueous phase from line 4, recycled DME from a6 and 42.
or the condensate product from the dehydration reactor (cooled liquid from line 14). Other direct cooling fluid sources are water and low pressure (45
0KPa) This is the operating flow. The main difference between interstage direct cooling using water or steam and one working stream is that the working stream contains reactants that are injected and will be converted to olefins in a stage subsequent to the direct cooling.

上記の多段式断熱反応機の次の好ましい運転条件は小規
模反応機からえた結果に基づく。高操作圧が軽オレフィ
ンの収率を低下することはよく知られている。したがっ
て多段式反応機の入口圧力は520KPa以下、好まし
くけ380  KPa とすべきである。全段階を1容
器内におさめれば経済的に好ましいが重畳ではない。段
階間冷却は段階間の混合域に液注入装置と散布器が使わ
れる。各段階の固定触媒床は直径1.5乃至6fn、好
ましくは2.5乃至4.5mである。圧力低下と経済的
考察から空間速度(全供給物基準のWH8V)は0.2
〜2範囲とすべきである。好ましい操作温度はZSM−
5型ゼオライトに対しては約270乃至約370℃であ
りまた小孔ゼオライトに対しては約′315乃至約48
5℃である。触媒老化に対しては各段階の導入温度上昇
で補償できる。米国特許第4,025,571号と4.
14a835号に記載の様に多床反応機中に大結晶(少
なくも約1ミクロン)ZSM−5ゼオライトより成る触
媒を使用するとよい。ZSM−5型触媒のヘキサン分解
活性(アルファ値)を減少するには水蒸気処理をし彦く
ても予めしてもよい0ここに記載の操作条件のもとでは
アルファ値は20以上の必要がある。触媒にはまた米国
特許第4.060,568号と4.10へ219号に記
載のとおりエチレン選択性改良成分、例えば結晶内シリ
カを追加して本よい。もちろん他の適当触媒も使用でき
る0メタノールとDMEの全転車は30乃至約90チに
制限するとよい。高転化率においては好ましい温度範囲
においてさえか々り多量のメタノールが芳香族化合物に
転化されるであろう0部分転化確保のため反応機形状お
よび操作条件が不安定又は敏感反応様運転(即ち操作条
件の僅かな変動によっておこる過度の温度上昇、従って
望む軽オレフイン生成物の過度の転化)とならガいこと
が大切である。この反応機の安定操作のため各床の温度
上昇は大体感度助変数値、即ち殆んどの場合約10乃至
約25℃、しげしげ約18℃以下に制限する必要がある
。固定床の最小数は十Fのとおり全断熱温度上昇と感度
助変数から計算でき、普逆2乃至15、しけしば4乃至
10である。一般に床敷が多い程どの固定床への供給物
温度変動に対しても系のうける影響はより小さい。しか
し経済的考察によれば一定温度変動内としたより少数床
の使用がどの床からの流出物もZSM−5ゼオライトに
おいて約370℃を、又は小孔ゼオライトにおいて約4
85℃を超え々いものとするであろう0 この方法への供給メタノールの含水量は名目0乃至約7
0重量%、好ましくは約20乃至約50重量%で変えつ
る。メタノールと水のどんな“当量”供給物も使用でき
る。
The following preferred operating conditions for the multistage adiabatic reactor described above are based on results obtained from small scale reactors. It is well known that high operating pressures reduce the yield of light olefins. Therefore, the inlet pressure of the multistage reactor should be less than 520 KPa, preferably 380 KPa. Although it is economically preferable to contain all stages in one container, it is not possible to overlap them. For interstage cooling, liquid injection devices and spargeers are used in the mixing zone between stages. The fixed catalyst bed in each stage has a diameter of 1.5 to 6 fn, preferably 2.5 to 4.5 m. Space velocity (WH8V based on total feed) is 0.2 due to pressure drop and economic considerations.
It should be in the range of ~2. The preferred operating temperature is ZSM-
from about 270 to about 370°C for type 5 zeolites and from about '315 to about 48°C for small pore zeolites.
The temperature is 5°C. Catalyst aging can be compensated for by increasing the inlet temperature at each stage. U.S. Pat. No. 4,025,571 and 4.
It is advantageous to use a catalyst consisting of large crystal (at least about 1 micron) ZSM-5 zeolite in a multi-bed reactor as described in No. 14a835. To reduce the hexane decomposition activity (alpha value) of the ZSM-5 type catalyst, steam treatment may be performed or preliminarily.Under the operating conditions described herein, the alpha value must be 20 or more. be. The catalyst may also be supplemented with ethylene selectivity improving components, such as intracrystalline silica, as described in U.S. Pat. Nos. 4,060,568 and 4.10 to 219. Of course, other suitable catalysts may be used, but the total rotation of methanol and DME may be limited to 30 to about 90 inches. At high conversions, even in the preferred temperature range, large amounts of methanol will be converted to aromatics. To ensure zero partial conversion, the reactor geometry and operating conditions must be operated in an unstable or sensitive reaction-like manner (i.e., operating in a sensitive manner). It is important to avoid excessive temperature rises caused by slight variations in conditions (and therefore excessive conversion of the desired light olefin product). For stable operation of the reactor, the temperature rise in each bed must be limited to approximately the value of the sensitivity parameter, ie, in most cases about 10 to about 25°C, and in most cases about 18°C. The minimum number of fixed beds can be calculated from the total adiabatic temperature rise and the sensitivity parameter as 10F, with a general value of 2 to 15, and a maximum of 4 to 10. Generally, the more bedding, the less sensitive the system is to fluctuations in feed temperature to any fixed bed. However, economic considerations suggest that the use of a smaller number of beds within a constant temperature fluctuation will result in the effluent from any bed being about 370°C in the ZSM-5 zeolite, or about 4°C in the small-pore zeolite.
The water content of the methanol feed to this process will be nominally 0 to about 70°C.
0% by weight, preferably from about 20 to about 50% by weight. Any "equivalent" feed of methanol and water can be used.

問題のメタノールと水の供給物および操作生成物から回
収された適当再流還流が与えられたメタノールと水供給
物の脱水触媒との接触でえられた平衡混合物と実質的に
同じ組成をもつゼオライト触媒反応機への供給物を生成
する場合メタノールと水供給物は与えられたメタノール
と水供給物に”当量”であるということができる。
a zeolite having substantially the same composition as the equilibrium mixture obtained by contacting the methanol and water feed with the dehydration catalyst, given appropriate reflow reflux, recovered from the methanol and water feed and the product of the operation in question; When producing the feeds to the catalytic reactor, the methanol and water feeds can be said to be "equivalent" to a given methanol and water feed.

図3に示されている図は上記図1のものと同じであるが
、但しこの場合多段原反応接の個々の触媒床において反
応混合物が放射状に流れるデザインになっている。この
反応機形状によってガス状反応混合物は各触媒床を放射
状にとおり、各床内の触媒は有孔環状筒に入れられてい
る。
The diagram shown in FIG. 3 is the same as that of FIG. 1 above, except that in this case the design is such that the reaction mixture flows radially in the individual catalyst beds of the multistage reactor junction. This reactor geometry allows the gaseous reaction mixture to pass radially through each catalyst bed, with the catalyst within each bed being contained within a perforated annular tube.

この様な篭を使うので反応混合物は反応機中の環状空間
から有孔篭の外面をとおり触媒体を中心に向けて流れる
Using such a cage, the reaction mixture flows from the annular space in the reactor through the outer surface of the perforated cage toward the catalyst body.

触媒篭の上下は閉じられているので反応体と生成物混合
物は触媒床中軸方向には流れることができずまた混合物
を次の冷却段階にはこぶ中心管へ近道もできない。反応
混合物が触媒をとおる際その少なくも1部はオレフィン
系生成物に転化され発熱して涙1合物温度を上昇させる
。名筆の内面も有孔板であシ中心管を区切っている。し
たがって反応混合物は内面の孔をとおシ加熱された混合
物を冷却段階に導ひく中心管中に流れる。
Since the top and bottom of the catalyst cage are closed, the reactant and product mixture cannot flow axially through the catalyst bed nor can the mixture take a shortcut to the hump center tube for the next cooling stage. As the reaction mixture passes through the catalyst, at least a portion thereof is converted to olefinic products and generates an exotherm, raising the temperature of the lacrimal compound. The inner surface of the famous calligraphy is also a perforated plate that separates the central tube. The reaction mixture thus flows through the internal holes into the central tube which leads the heated mixture to a cooling stage.

反応混合物は線220と222をへて外環224中の第
1段階に入り中心に向って流れ第1段触媒床226と接
触する。炭化水素が生成され反応体と生成物混合物温度
は操作の発熱によって流れ方向に上昇する。混合物は第
1段階224を出て中心管228をへてコイル250中
の冷却剤との間接熱交換によって冷却され第1段の供給
物温度と実質的に同温度となる。次いで冷却された反応
体と生成物混合物は外環から第2段階に豊び入る。反応
体と生成物混合物は第2段触媒床と接触して更に反応体
は転化され更に熱を生ずる。上記と同様の転化、発熱お
よび冷却操作をくり返して最終触媒N段階まで達する。
The reaction mixture enters the first stage in outer ring 224 via lines 220 and 222 and flows toward the center to contact first stage catalyst bed 226 . Hydrocarbons are produced and the temperature of the reactant and product mixture increases in the flow direction due to the exotherm of operation. The mixture exits the first stage 224 through the central tube 228 and is cooled by indirect heat exchange with the coolant in the coil 250 to substantially the same temperature as the first stage feed temperature. The cooled reactant and product mixture then enriches the second stage from the outer ring. The reactant and product mixture is contacted with a second stage catalyst bed for further conversion of the reactants and generation of additional heat. The same conversion, heat generation and cooling operations as above are repeated until the final catalyst N stage is reached.

N触媒床を出れはメタノールとDMEの望む転化率かえ
られる。高温生成物と反応体流は反応機を出て1#23
2をへて熱交換機234中で冷却され一部凝縮し線25
6をへて生成物回収機238に入り図1について上記し
たとおり更に処理される。上の図1のとおり多段階反応
機に向ける未反応DMEの再循還法は図7について下記
する。
Upon exiting the N catalyst bed, the desired conversion of methanol and DME can be changed. The hot product and reactant streams exit the reactor into 1#23
2, is cooled in a heat exchanger 234, and is partially condensed.
6 and enters product recovery unit 238 for further processing as described above with respect to FIG. A method for recycling unreacted DME to the multi-stage reactor as in FIG. 1 above is described below with respect to FIG.

図に示す間接段階間冷却の代りに直接冷却によって望む
冷却効果をえることもできる。この直接冷却は図2につ
いて上記したと同様の方法でできるが、図3の放射流形
態について図4に図示している。
Instead of the indirect interstage cooling shown in the figure, the desired cooling effect can also be achieved by direct cooling. This direct cooling can be accomplished in a manner similar to that described above with respect to FIG. 2, but is illustrated in FIG. 4 for the radial flow configuration of FIG.

図3と4に示す図のどの段階についても4放射流方向が
使用可能である0図5はこれらの方向を1固定触媒床に
ついて示している。放射流は図5aと5bに示すとおり
外面から内方へ流れてもよく、また図50と5dに示す
とおり中心から外方へ流れてもよい。また図51と5C
のとおシ共流でも又は図5bと5dのとおり向流でもよ
い。ti/Sa型は図3.4および6に示されているが
、仙の5型のいづれもその型が特によい場合には使用で
きる。図5Cの流形は図5a流形使用装置の配管を少し
修正することによって適用できるが、図5bと5d流形
は甚しい配管変更を要することは認められるであろう。
Four radial flow directions are available for any stage in the diagrams shown in FIGS. 3 and 4; FIG. 5 shows these directions for one fixed catalyst bed. The radial flow may flow inwardly from the outer surface as shown in Figures 5a and 5b, or outwardly from the center as shown in Figures 50 and 5d. Also, Figures 51 and 5C
It may be co-current or counter-current as shown in Figures 5b and 5d. The ti/Sa type is shown in Figures 3.4 and 6, but any of the five Sacred types can be used if that type is particularly good. It will be appreciated that while the flow form of Figure 5C can be applied with minor modifications to the piping of equipment using the flow form of Figure 5a, the flow forms of Figures 5b and 5d require significant piping changes.

基本設計においてさえ図51と5c流形は異常の設計又
は配管問題は々いが、図5bと5dのものは望む放射流
形とするため反応容器に外部からの配管が必要である。
Even in the basic design, the flow shapes in Figures 51 and 5c have many unusual design or piping problems, while the flow shapes in Figures 5b and 5d require external piping to the reaction vessel to achieve the desired radial flow shape.

この方法に使用のゼオライト触媒は定期的に再生しなけ
れはならないので、触媒が1連の触媒床をとおり重力で
移動し最終床から再生のため開城に回収された後この系
の第1床に戻される様設備できる。図6は放射流と移動
床多段式反応機の組合せ図である0図はあらゆる点で図
3について上記した処と、触媒再生設備のある以外は同
じであるので、図の触媒再生法のみについて?述する。
The zeolite catalyst used in this process must be periodically regenerated, so the catalyst is moved by gravity through a series of catalyst beds, from the last bed to Gaesong for regeneration, and then transferred to the first bed of the system. We can arrange for you to return. Figure 6 is a combination diagram of a radial flow and moving bed multi-stage reactor. Figure 6 is the same in all respects as described above for Figure 3, except for the catalyst regeneration equipment, so only the catalyst regeneration method in the figure is shown. ? Describe.

図6の再生機450で再生されたゼオライト触媒は11
J452をとおり、線454から入る必要な追加供給触
媒と共に送られて第1段の触媒箱に触媒を供給するホッ
パー456をとおって多段式反応機の頂部424に入る
。触媒は重力流によって下降し通路45Bをとおって次
の段階に移る。触媒は一般に反応混合物と全体にわたる
共流関係において段から段に流れる。反応混合物は各触
媒床を放射流形状にとおるが、′全体にわたる共流関係
”および同様の字句は新供給物が先づ新触媒又は新香生
触媒と接触し各段階をへて除々に触媒によって望む生成
物に転化され、触媒は除々に絶えず失活し最後に望む所
定転化率における反応混合物と失活した触媒の両方が多
段式反応機の下端から出る様な流れの記述に使われる9
図段からの触媒流はホッパー460に集められ線462
により触媒再生機450に送られるり別に各段からの触
媒が直接触媒再生擾450に送られてもよい。この場合
各段の触媒再生は別々に行なわれる。移動床中の触媒循
還は失活速度によって、順に使用特定触媒と運転条件に
よって連続又は間欠的にできるり移動床多段式放射流1
反応機は固定床放射流反応機のあらゆる利点をもちまた
連続反応様運転手段ともなる。これに反し固定床多段式
反応機は別の再生運転サイクルを要する。
The zeolite catalyst regenerated by the regenerator 450 in FIG.
J 452 and enters the top 424 of the multistage reactor through a hopper 456 that supplies catalyst to the first stage catalyst box where it is routed with any additional feed of catalyst required entering from line 454. The catalyst moves down by gravity flow and passes through passage 45B to the next stage. The catalyst generally flows from stage to stage in overall co-current relationship with the reaction mixture. The reaction mixture passes through each catalyst bed in a radial flow configuration, but 'cocurrent flow throughout' and similar phrases mean that the fresh feed first contacts the fresh or fresh catalyst and gradually catalyzes the catalyst through each stage. 9 is used to describe a flow in which the catalyst is gradually and continuously deactivated, and finally, at a given desired conversion, both the reaction mixture and the deactivated catalyst exit the lower end of the multistage reactor.
The catalyst stream from the stage is collected in a hopper 460 and line 462
Alternatively, the catalyst from each stage may be directly sent to the catalyst regenerator 450. In this case, the catalyst regeneration of each stage is carried out separately. Catalyst circulation in the moving bed can be continuous or intermittent, depending on the deactivation rate, depending on the specific catalyst used and the operating conditions, or can be carried out continuously or intermittently depending on the deactivation rate.
The reactor has all the advantages of a fixed bed radial flow reactor and also provides a means of continuous reaction-like operation. Fixed bed multi-stage reactors, on the other hand, require a separate regeneration cycle.

別法においては供給物とゼオライト触媒が互いに一般に
全体をとおして向流関係において流れる様供給流を多段
式反応機の底から入れることができる。これは1最高濃
度″供給原料が“最低”活性触媒と接触し@最低濃度″
供給原料が”最高”活性触媒と接触し、かくて共流方式
の第1床でしばしばおこる1度の高反応速度問題をなく
する様な自流の普通の利点かえられる。
Alternatively, the feed stream can be introduced from the bottom of the multistage reactor so that the feed and zeolite catalyst flow in generally countercurrent relationship to each other throughout. This is the lowest concentration when the feedstock is in contact with the lowest active catalyst.
The usual advantages of co-current flow, such as the feedstock being contacted with the "highest" active catalyst, thus eliminating the single high reaction rate problems often encountered in the first bed of co-flow systems, are replaced.

段階間間接冷却は図6に示されている。しかし図40関
係で静止触媒床について上に記載のとおり直接段階間冷
却も可能である。図6において触媒活性は段数の増すに
つれて減少し1段目は最高活性触媒を受は入れN段目は
最低活性触媒をもつので、2段目の装入温度は普通1段
目のそれよシ高く、装入温度は段数と共に増し、即ちN
段目は最高温度で操作される。しかし安定鈍感な反応様
運転をするため共流における様に段階内生成物と反応体
混合物温度を各段階の装入温度に近く調節することが望
ましい。
Interstage indirect cooling is illustrated in FIG. However, direct interstage cooling is also possible as described above for a stationary catalyst bed in connection with FIG. In Figure 6, the catalyst activity decreases as the number of stages increases, with the first stage receiving the most active catalyst and the Nth stage receiving the least active catalyst, so the charging temperature of the second stage is usually higher than that of the first stage. charging temperature increases with the number of stages, i.e. N
The stages are operated at maximum temperature. However, for stable, insensitive, reaction-like operation, it is desirable to control the intrastage product and reactant mixture temperatures close to the charge temperature of each stage, as in cocurrent.

小規模等温反応機でえた結果に基づいて多段式放射流反
応機の次の好ましい運転条件が開発されている。軽オレ
フィンの高収率をえるに低圧運転が大切なので多段式反
応様装入圧力は380″KPa以下、好ましくは275
 KPm以下とすべきである。全ゼオライト触媒段階を
1容器内におさめることは普通経済的には好ましいが重
要ではない。段階間冷却には液注入方式と段階間の混合
域中の隔板をもつ好ましくは約1.8乃至約2.8mが
必要である。放射状触媒床の厚さは約α3乃至約1.2
m、好ましくは約0.6mが必要である。中心管直径は
約α3乃至約1.0mとすべきである。圧力低下と経済
的考察によれば空間速度(全供給物基準、WHS V 
)は約α5乃至約SO1好ましぐは約1.5乃至約55
/時とする必要がある。。
Based on the results obtained with the small-scale isothermal reactor, the following preferred operating conditions for the multistage radial flow reactor have been developed. Since low pressure operation is important to obtain a high yield of light olefins, the charging pressure for multi-stage reaction is 380″KPa or less, preferably 275″KPa or less.
It should be less than KPm. Containing all zeolite catalyst stages within one vessel is usually economically preferred but not critical. Interstage cooling requires a liquid injection system and preferably about 1.8 to about 2.8 m with a diaphragm in the mixing zone between stages. The thickness of the radial catalyst bed is about α3 to about 1.2
m, preferably about 0.6 m. The center tube diameter should be about α3 to about 1.0 m. According to the pressure drop and economic considerations, the space velocity (on a total feed basis, WHS V
) is about α5 to about SO1, preferably about 1.5 to about 55
/ It is necessary to take the time. .

反応混合物をゼオライト触媒床に放射流形で送る場合え
られる圧力低下は同量の触媒と反応体の同じ全転化率に
おいて軸流形を実施した場合よシもかなり小さい。実際
放射流反応機内の圧力低下は係数3であシ同じWH8V
において操作した普通の軸流充填床反応機を使った場合
よシも1桁程度小さい。逆に与えられた触媒容量と許容
圧力低下に対して放射流反応機の生産量は普通の軸(イ
)充填床反応機を使うよシも著しく大きい。より高いよ
シ小径反応接を建造することがよシ経済的なのでL/D
比が士より小さい放射流大径固定床(パンケーキ反応機
)が好ましい。
The pressure drop obtained when the reaction mixture is delivered in radial flow mode to a bed of zeolite catalyst is much lower than when operating in axial flow mode at the same amount of catalyst and the same overall conversion of reactants. In reality, the pressure drop inside the radial flow reactor is a coefficient of 3, which is the same as WH8V.
It is also about an order of magnitude smaller than when using an ordinary axial flow packed bed reactor operated in . Conversely, for a given catalyst capacity and permissible pressure drop, the output of a radial flow reactor is significantly higher than that of a conventional axial packed bed reactor. Since it is more economical to build a higher and smaller diameter reaction junction, the L/D
A radial flow large diameter fixed bed (pancake reactor) with a ratio less than 2 is preferred.

好ましい運転温度はZSM−5型ゼオライトについては
約270乃至約370℃の範囲また小孔ゼオライトにつ
いて祉約315乃至約485℃の節回である。この放射
流反応機における触媒老化の補償は各段階への反応体と
生成物流の装入温度を変えて調節できる。
Preferred operating temperatures range from about 270°C to about 370°C for ZSM-5 type zeolites and from about 315°C to about 485°C for small pore zeolites. Compensation for catalyst aging in this radial flow reactor can be adjusted by varying the charging temperature of the reactant and product streams to each stage.

上記のとおシ移動原反応接における触媒活性は頂部から
底まで(御ち第1段からN段まで)次第に減少し相対活
性は系をとおしての触媒循還速度による。触媒循還速度
が非常に小さくまた第1段とN段目の触媒活性に著しい
差がおこる場合に最適状態が実現される。この場合あと
の段階の相対冷却は減少できるので各段階の供給物温度
は段階数増加と共に上昇する0この形態における温度は
一般にwJ1段において285℃から変り最P、段階に
おいて355℃程度に高くなる。
Catalytic activity in the above-described moving element reaction decreases gradually from top to bottom (from stage 1 to stage N), with relative activity depending on the rate of catalyst circulation through the system. Optimum conditions are achieved when the catalyst circulation rate is very low and there is a significant difference in the catalyst activity of the first and Nth stages. In this case, the relative cooling of subsequent stages can be reduced, so that the feed temperature of each stage increases as the number of stages increases.The temperature in this configuration generally varies from 285°C in wJ1 stage to as high as 355°C in the maximum P stage. .

図6において反応体と触媒移動は共済である、即ち新供
給物は最活性触媒と出合う。反応機の安定性考察からこ
の方式の望ましい変更法は向流運転であり、この場合供
給流は反応機底から入υN段目の最低活性触媒と出合う
。反応体と生成物流が上方に進み次第によシ活性な触媒
と出合うにつれて反応体濃度が減少する。
In FIG. 6, reactant and catalyst transfer are mutual, ie, fresh feed meets the most active catalyst. From reactor stability considerations, a desirable modification of this system is countercurrent operation, in which the feed stream enters from the bottom of the reactor and encounters the lowest active catalyst in the υNth stage. The reactant concentration decreases as the reactant and product streams advance upward and encounter increasingly more active catalysts.

放射流反応機中で使われる適当する触媒、転化率および
供給組成物は一般に図1と2に示す軸流反応機に使う上
記のものと同じである。
Suitable catalysts, conversion rates and feed compositions used in the radial flow reactor are generally the same as those described above for use in the axial flow reactor shown in FIGS. 1 and 2.

代表的運転条件におけるso:5o(z量:重量〕メタ
ノールー水供給物は50%転化に6段階が必要である。
An so:5o (z amount: weight) methanol-water feed at typical operating conditions requires 6 stages for 50% conversion.

反応機中反応が進むにつれて反応体濃度は減少ししたが
って各段階の触媒量は反応体流の方向に従がい増加する
。(床当りの温度上昇はほぼ一定)、固定床放射流反応
機(例えは図3に示すとおり)の段階間間接冷却使用の
場合6床の解媒量の相対割合はto : 1.1o :
 1.21 : 1.32:1.49:1.78である
。触媒篭の半径寸法は一定であるので上の比率は各段階
の高さの比とガる。最小と最大高さの実用限度は生産能
力と供給流不良分布によって定まる。軸長さは約α6乃
至約3m、好ましくは約α9乃至約1.2 mがよい。
As the reaction progresses in the reactor, the reactant concentration decreases and therefore the amount of catalyst at each stage increases with the direction of reactant flow. (Temperature rise per bed is almost constant), and when indirect cooling is used between stages in a fixed bed radial flow reactor (for example, as shown in Figure 3), the relative proportion of desolvation amount in 6 beds is to: 1.1o:
1.21:1.32:1.49:1.78. Since the radial dimension of the catalyst cage is constant, the above ratio is equal to the height ratio of each stage. Practical limits for minimum and maximum height are determined by production capacity and feed flow failure distribution. The shaft length is about α6 to about 3 m, preferably about α9 to about 1.2 m.

移動床反応様形態の各段階における触媒の相対割合は触
媒の失活性で決まり与えられた触媒に特定のものである
The relative proportions of catalyst in each stage of a moving bed reaction-like configuration are determined by catalyst deactivation and are specific to a given catalyst.

さて図7において約50重量%までの水を含む新供給メ
タノールは線502から入り線504からの未反応メタ
ノールの豊かな水性生成物書循還流と混合される。この
循還流は下記の桑との工程で回収される。混合流は線5
06をへて熱交換機508中で反応温度(285〜37
0℃)に加熱され線510をへてガンマアルミナの固定
床514をもつ脱水反応機512に送られる。混合物は
アルミナの接触作用によってメタノール、ジメチルエー
テル(DME)と水の本質的平衡混合物に変えられ線5
16で反応機を出る。下記吸収−放出操作で回収された
未反応DMEの循還流は線518をとおり線516から
の平衡混合物と#52゜中で混合される。えた混合物は
熱交換機522において必要に応じ第2反応域に適した
反応温度(270〜370’C)に加熱又は冷却される
う次いで混合物は線524をへてZSM−5触媒をもつ
反応機526中に流れる。反応機526は多数の触媒床
と反応混合物の段階間冷動部をもつ。
Now in FIG. 7, the fresh methanol feed containing up to about 50% water by weight enters from line 502 and is mixed with the aqueous product recycle stream rich in unreacted methanol from line 504. This recycled flow is recovered in the process with mulberry described below. Mixed flow is line 5
The reaction temperature (285-37
0° C.) and sent via line 510 to a dehydration reactor 512 having a fixed bed 514 of gamma alumina. The mixture is converted into an essentially equilibrium mixture of methanol, dimethyl ether (DME) and water by the catalytic action of alumina, line 5.
Exit the reactor at 16. The recycle stream of unreacted DME recovered from the absorption-desorption operation described below passes through line 518 and is mixed with the equilibrium mixture from line 516 in #52°. The resulting mixture is heated or cooled as needed in a heat exchanger 522 to a reaction temperature (270-370'C) suitable for the second reaction zone, and then the mixture passes through line 524 to a reactor 526 with a ZSM-5 catalyst. flows inside. Reactor 526 has multiple catalyst beds and interstage cooling of the reaction mixture.

床は固定床でも移動床でもよい。反応混合物は軸方向に
又は放射状にこれらの各床を流れてもよい。上記のとお
り段階間冷却は直接又は間接法でできる。
The floor may be a fixed bed or a moving bed. The reaction mixture may flow axially or radially through each of these beds. As mentioned above, interstage cooling can be done by direct or indirect methods.

反応機526から出る未転化メタノール、未転化ジメチ
ルエーテル、エチレン、他の炭化水素および水蒸気より
成る流出ガスは線532をへて凝縮機534に入り、こ
こでメタノール、水蒸気およびC5+炭化水素は凝縮す
る。凝縮混合物と非凝縮ガスは紳536をへて分離機5
38に入シ混合物は3相に分けられる。反応機526を
出て分離機538で3相に分ゆられる流出物の代表的組
成(重量%)は次のとおりである: メタノール          a7 ジメチル エーテル      a1 水               7αOCO,co、
 、 H,合計   〈 α1メタン        
   α1 エタン         く α1 エチレン           五3 プロパン           α6 プロピレン          2.1イソブタン  
        α6 n−ブタン          a2 ブテン類            1.0Cs+   
            5.1分離機538中の最下
層はメタノールの炭化水素への転化により生成された水
、供給物中に含まれていた水および未反応のメタノール
と少量のジメチルエーテルより成る水層である。水層と
ガス層の間の第2層はC,+ 炭化水素、即ち高分子量
脂肪族および芳香族炭化水素より成る炭化水素である。
The effluent gas from reactor 526 consisting of unconverted methanol, unconverted dimethyl ether, ethylene, other hydrocarbons, and water vapor enters condenser 534 via line 532 where methanol, water vapor, and C5+ hydrocarbons are condensed. The condensed mixture and the non-condensed gas pass through Gen 536 to separator 5.
At 38, the mixture is divided into three phases. A typical composition (wt %) of the effluent leaving reactor 526 and separated into three phases in separator 538 is as follows: methanol a7 dimethyl ether a1 water 7αOCO,co;
, H, total < α1 methane
α1 Ethane α1 Ethylene 53 Propane α6 Propylene 2.1 Isobutane
α6 n-butane a2 Butenes 1.0Cs+
5.1 The bottom layer in separator 538 is an aqueous layer consisting of the water produced by the conversion of methanol to hydrocarbons, the water contained in the feed, and unreacted methanol and a small amount of dimethyl ether. The second layer between the water and gas layers is C,+ hydrocarbons, ie, hydrocarbons consisting of high molecular weight aliphatic and aromatic hydrocarbons.

最上層はガスで水蒸気で飽和した軽炭化水素、主として
エチレンおよび実質的未反応ジメチルエーテル部分より
成る。
The top layer consists of light hydrocarbons saturated with gas and water vapor, primarily ethylene and a substantial portion of unreacted dimethyl ether.

先づ水層は引出され線540をへて送られる。この水相
中に水の不要量があるので、その1部は紳542をへて
水蒸気ストリッパー544に送られる。
First, the aqueous layer is drawn off and sent through line 540. Since there is an undesired amount of water in this aqueous phase, a portion of it is passed through line 542 to steam stripper 544.

ス) IJツバ−544に入れられた水蒸気はストリッ
パーをとおシ流下する水相部分から未反応メタノールと
僅かのDMEを除去する。分離された生成物は#546
をへて線504中で残シの水相部分と合流し紳502に
送られ上記のとお9新供給メタノールと混合される。未
反応メタノールとDMEを分離された水はス) IJツ
バ−544から線548をへて捨てられる。ストリッパ
ーに向けられた水相部分の線504で再循還させる量を
この方法の効率的運転に望ましい量に限る様変更される
ことは認められるであろう。先づ大体においてストリッ
パーに向けられる水相量中少なくもメタノールとDME
の炭化水素への転化で生ずる水量を線548をとおして
廃棄させるべきである。DME回収に使われる吸収液の
性質の様な操作の変数は水相ストリッピングをよシ多く
又はより少なく指示するだろう0このストリッピング操
作は操作と生成物が必要とする様調節できる。
S) The steam introduced into the IJ tube 544 removes unreacted methanol and a small amount of DME from the aqueous phase portion flowing down through the stripper. Separated product is #546
It joins the remaining aqueous phase portion in line 504 and is sent to line 502 where it is mixed with freshly supplied methanol as described above. The water from which unreacted methanol and DME have been separated is discarded via line 548 from IJ tube 544. It will be appreciated that the amount of aqueous phase portion directed to the stripper recycled in line 504 may be varied to limit the amount desired for efficient operation of the process. First, at least methanol and DME are present in the amount of aqueous phase directed to the stripper.
The amount of water resulting from the conversion to hydrocarbons should be disposed of through line 548. Operational variables such as the nature of the absorption liquid used for DME recovery may dictate more or less aqueous phase stripping; this stripping operation can be adjusted as the operation and product require.

C,+炭化水素を含む液体炭化水素相は分離機538か
ら線550をへてとり出され回収又は更に処理するため
次の装置に送られる。例えはこの部分はガソリン混合に
有用な部分として使用できる。
The liquid hydrocarbon phase containing C,+ hydrocarbons is removed from separator 538 via line 550 and sent to subsequent equipment for recovery or further processing. For example, this portion can be used as a useful portion for gasoline blending.

分離機538中の第3相は実質的に生成エチレン全量と
共に軽炭化水素、微量のCo、 Co、 、 H2およ
び比較的多量のジメチルエーテルを含むガス相である。
The third phase in separator 538 is a gaseous phase containing substantially all of the ethylene produced, as well as light hydrocarbons, trace amounts of Co, Co, , H2, and a relatively large amount of dimethyl ether.

このガス相は1s552をへて出され圧縮機554によ
って約1500KPaに圧縮され線556をへて例えば
バールサドル、ラシッヒ項又はポール環が詰められた各
床560をもつガス吸収塔558に送られる。#562
がら水が吸収塔558に入れられ水は塔を上昇するガス
と向流流下してガスがらジメチルエーテルを効果的に除
去する。水にとけて回収されたDMEは塔558から#
564に出て放出基566に入れられここで減圧されて
ジメチルエーテルは水から分離される。放出基566を
とおった水は糾562をへて吸収塔558に再使用循還
される。必要ならは糾568をへて水が吸収系に追加さ
れる。
This gas phase exits through 1s 552, is compressed to about 1500 KPa by compressor 554, and is sent via line 556 to a gas absorption column 558 having each bed 560 packed with, for example, Bahr saddles, Raschig terms, or Paul rings. #562
Water is introduced into absorption column 558 and the water flows countercurrently with the gas ascending the column, effectively removing dimethyl ether from the gas. DME recovered by dissolving in water is transferred from tower 558 #
The dimethyl ether exits at 564 and enters a releasing group 566 where vacuum is applied to separate the dimethyl ether from the water. The water that has passed through the releasing group 566 is recycled through the condenser 562 to the absorption tower 558 for reuse. If necessary, water is added to the absorption system via condenser 568.

分離されたジメチルエーテルは放出基566から線51
8をへて線520に再循還され、ここで上記のエチレン
豊富が生成物に転化のため脱水反応機512から出たメ
タノール、ジメチルエーテルおよび水の平衡混合物と合
併される。
The separated dimethyl ether is traced from the releasing group 566 to the line 51
8 to line 520 where the ethylene enrichment is combined with the equilibrium mixture of methanol, dimethyl ether and water exiting dehydration reactor 512 for conversion to product.

部分的に精製された工誉しン流は線570をへて吸収塔
558から出されガス工場572に送られる。望む純度
のエチレンがガス工場から線574をへて回収されプロ
ピレンやブテン類の様な重炭化水素は線576をへてガ
ス工場から出る。ガス工場はまたC01C02、H2、
CルおよびC1ム除去の役をする0 次の実施例は本発明を例証するものである。
The partially purified sinter stream exits absorption tower 558 via line 570 and is sent to gas plant 572. Ethylene of the desired purity is recovered from the gas plant via line 574 and heavy hydrocarbons such as propylene and butenes exit the gas plant via line 576. The gas factory also has C01C02, H2,
The following example illustrates the invention.

実施例 1 メタノールのオレフィン系炭化水素への転化反応は非常
に発熱的でありアンモニア合成又はメタノール製造とち
がってなんの熱力学的平衡制限もないつしたがって高温
は与えられた触媒床中の転化反応又は温度上昇を制限し
ない。
Example 1 The reaction of conversion of methanol to olefinic hydrocarbons is highly exothermic and, unlike ammonia synthesis or methanol production, there is no thermodynamic equilibrium limit and therefore high temperatures are required for the conversion reaction in a given catalyst bed. Or do not limit temperature rise.

流量、触媒状態、供給物組成および装入温度の変動を調
節でき週度に敏感でない反応において各床における温度
上昇は大体感度助変数値、即ち約18℃に限定する必要
がある。
In a non-temperature sensitive reaction where variations in flow rates, catalyst conditions, feed composition and charge temperature can be controlled, the temperature rise in each bed should be limited to approximately the sensitivity parameter value, ie about 18°C.

下記表■に反応接性能上許容できるこのΔT/床の影響
をまとめて示しているう考えられた状態は脱水反応機に
水50重量%とメタノール50重量%の供給物を装入し
た後転化反応機中ゼオライト触媒の4.6および8段床
による安定50%全転化率である。対応する床当り温度
上昇はそれぞれ27.18および1五6℃とした。上記
式を用いるとこのメタノール供給物50チ転化からのオ
レフィン生成の全iIs熱温度上昇は約108℃である
。これは全触媒が却−床にあったならば初めの供給物装
入温度293℃に対して流出温度が約401℃となるで
あろうことを意味する。
The table below summarizes the influence of this ΔT/bed that is allowable on the reaction contact performance.The considered condition is that the dehydration reactor is charged with feed of 50% by weight of water and 50% by weight of methanol and then converted. Stable 50% total conversion with 4.6 and 8 stage beds of zeolite catalyst in the reactor. The corresponding temperature increases per bed were 27.18 and 156°C, respectively. Using the above equation, the total iIs thermal temperature rise for olefin production from 50% conversion of this methanol feed is about 108°C. This means that if all the catalyst were in the cold bed, the outlet temperature would be about 401°C for an initial feed charge temperature of 293°C.

この様な温度上昇は操業不安定となり高沸点生成物の実
雀酌量の生成とがるので好ましくかいだろうつ更に触媒
老化補償のため必要な供給物装入温度の除々の上昇は更
にこの不安定操業を悪化する0表1は多段床と間接段階
間冷却、流出温度320℃(4段)、311℃(6段)
および307℃(8段)において芳香族化合物への転化
々くオレフィン系生成物かえられることを示している。
Such temperature increases may be desirable since they can lead to operational instability and the production of extenuating amounts of high-boiling products; furthermore, the gradual increase in feed charge temperature required to compensate for catalyst aging further reduces this instability. Table 1 shows multi-bed and indirect interstage cooling, outlet temperature 320℃ (4 stages), 311℃ (6 stages)
It is shown that at 307° C. (8 stages), olefin-based products can be converted into aromatic compounds.

表  1 温度変動に対する感度 供給物: 50 : 50 (WOW)  メタノール
:水転化率:50チ 装入温度:293℃ 冷却剤温度:288℃ 間接段階間冷却 4段  6段  8段 417段、’C27181&6 転化率 5℃変動     61   53   517℃変動
     75   59   5510℃変動   
 100   65   55使用段階の多い程(対応
して床当り温度上昇が小さい程〕反応接性能はより安定
である。この点は第1段の装入温度に5.7および10
℃の変動を与えることによって示される。段階間冷却は
間接であり、この間接熱交換機中の冷却剤は288℃に
保たれた。表Iに示すとおりえられた転化率から8段式
は6段式よりも安定度あまシ大きくなくかなり太1!力
投資ををするので6段式、即ち18℃温度上昇/床が最
適である。この反応の感度助変数は50 / 50メタ
ノール−水供給物を50%全転化率において処理する場
合の6段式の各床においてえられる温度上昇と大体同じ
である。この6段式の温度状態は図8に示されている。
Table 1 Sensitivity to temperature fluctuations Feed: 50:50 (WOW) Methanol: Water conversion: 50 CH Charge temperature: 293°C Coolant temperature: 288°C Indirect interstage cooling 4 stages 6 stages 8 stages 417 stages, 'C27181 & 6 Conversion rate 5℃ fluctuation 61 53 517℃ fluctuation 75 59 5510℃ fluctuation
100 65 55 The more stages of use (correspondingly the smaller the temperature rise per bed), the more stable the reaction contact performance.
It is shown by giving the variation in °C. Interstage cooling was indirect and the coolant in this indirect heat exchanger was maintained at 288°C. As shown in Table I, the stability of the 8-stage type is not significantly greater than that of the 6-stage type, but it is considerably thicker! Since it requires an investment in power, a 6-stage type, ie, a temperature rise of 18°C/floor, is optimal. The sensitivity parameter for this reaction is approximately the same as the temperature rise obtained in each bed of a six-stage system when processing a 50/50 methanol-water feed at 50% total conversion. The temperature state of this six-stage system is shown in FIG.

図9は表Iに示しか4段反応機の7℃変動の温度状態を
図示している。”X″温度状態は基準条件(変動fiシ
)において見られる。この図から7℃変動は第1段階に
おける過度の温度上昇(温度370℃以上)とカリかな
シの量の不要生成物ができる。
FIG. 9 illustrates the temperature conditions of the four-stage reactor shown in Table I with a 7° C. fluctuation. The "X" temperature condition is seen at the reference condition (variation fi). This figure shows that a 7°C fluctuation results in an excessive temperature rise (temperature of 370°C or higher) in the first stage and the production of a large amount of unnecessary products.

実施例 1 本実施例は高オレフィン系生成物を生成しながら安定操
業をえるに必要な最少数のゼオライト触媒床における供
給°物組成と全転化率の影響を示すものである。
Example 1 This example illustrates the effect of feed composition and total conversion on the minimum number of zeolite catalyst beds required to achieve stable operation while producing high olefinic products.

表■は転化率50チと80チにおける程々の供給物組成
に必要fiZsM−5ゼオライト触媒の最少段階数をま
とめて示している。この表の供給物組成は多段床ゼオラ
イト触媒系に入るメタノール、DMEおよび水より成る
平衡混合物を与える脱水反応機に入る水中のメタノール
重量%として表わしている。
Table 1 summarizes the minimum number of stages of fiZsM-5 zeolite catalyst required for moderate feed compositions at conversions of 50 and 80 inches. The feed composition in this table is expressed as weight percent methanol in water entering the dehydration reactor to provide an equilibrium mixture of methanol, DME and water entering the multi-bed zeolite catalyst system.

表  ■ 16            2          
  450            6       
    1084            8    
      15100            9 
          17代表的な50チ転化率におけ
る50150(重量%)メタノール水供給物の場合6段
が必要である。反応機中反応が進むにつれて反応体濃度
は減少し、したがって各段階の触媒量は反応体流の方向
に次第に増加する。(床当り湯度上昇一定ン上記実施例
の間接段階間冷却による6床の相対割合は1.0: 1
.10: 1.21 : 1.32: 1.44: 1
.78となる。6段に(機の代表的温度状態は図8に示
されている。
Table ■ 16 2
450 6
1084 8
15100 9
17 Six stages are required for a 50150 (wt%) methanol water feed at a typical 50% conversion. As the reaction progresses in the reactor, the reactant concentration decreases and therefore the amount of catalyst at each stage increases progressively in the direction of reactant flow. (Relative ratio of 6 beds with indirect interstage cooling in the above example with constant rise in hot water temperature per bed is 1.0: 1
.. 10: 1.21: 1.32: 1.44: 1
.. It becomes 78. 6 (Typical temperature conditions of the machine are shown in Figure 8).

床当りの均一温度上昇、反応混合物を第1段への装入温
度まで戻す段階間冷却および反応混合物が連M6段階を
とおる際の触媒床厚さ増加に注目すべきである0同様に
80チ転化率をうる100段方は次の割合: 1.0 
: 1.09:1.20:t33:1.5’ニー1.7
2:2.00:2.41=五〇〇:五98の10床が必
要であろう。
Note the uniform temperature rise per bed, the interstage cooling of the reaction mixture back to the first stage charging temperature, and the increase in catalyst bed thickness as the reaction mixture passes through the series of M6 stages. The 100 steps to obtain the conversion rate are as follows: 1.0
: 1.09:1.20:t33:1.5' knee 1.7
2:2.00:2.41 = 500:598, 10 beds would be required.

上述のとおシ段階間冷却の種々の変更法が可能であるう
表mに6段方式における種々の好ましい冷却剤相対量を
示している。水と供給物による冷却において床厚さ増加
は上に詳述したとおりと本質的に同じでよい。水蒸気冷
却には厚さ割合はより大きくなる。
Various variations of interstage cooling as described above are possible; Table M shows various preferred relative amounts of coolant in a six stage system. In water and feed cooling, the bed thickness increase may be essentially the same as detailed above. For steam cooling, the thickness fraction is larger.

2          2.2           
1.5      12.03          2
.3           1.5      15,
44          2.4          
 1.6      15,15          
2.5           1.7      16
,96          2.6         
  1.8      189実施例 ■ 本実施例に高含水量の供給物の影蕃を示しているが、但
し供給−組成以外は実施例■の4段方式のものと同じで
ある0 図10は脱水反応機に67155(重Il) Hl O
/ Me O)(供給物を装入の場合の水稀釈度と温度
変動の影響を示している。この系の安定操業条件におけ
る全転化率は50%であるら床当シの温度上昇は再び約
18℃である。この系の温度状態は図10に示されてい
る。”X”曲線は4床の各温度上昇が同じ基本の場合の
ものである。第1段階への装入温度の10℃変動につい
てえられた温度曲線もこの図に示されている。この4段
方式の出発温度が図8の6段方式よりも低いことに注目
すべきである。
2 2.2
1.5 12.03 2
.. 3 1.5 15,
44 2.4
1.6 15,15
2.5 1.7 16
,96 2.6
1.8 189 Examples ■ This example shows the effects of a high water content feed, except that the feed-composition is the same as that of the four-stage system of Example ■. 67155 (heavy Il) Hl O to the reactor
/ Me O) (shows the effects of water dilution and temperature fluctuations when charging the feed. If the total conversion rate of this system is 50% under stable operating conditions, the temperature rise in the bed plate will increase again. The temperature state of this system is shown in Figure 10. The "X" curve is for the same basic temperature rise in each of the four beds. The temperature curve obtained for a 10° C. fluctuation is also shown in this figure. It is noteworthy that the starting temperature of this four-stage scheme is lower than that of the six-stage scheme of FIG.

図10は10℃変動が基本の場合に比べると第1段流出
温度を著しく高くするが、それは実施例Iの4段方式の
7℃変動においてえた第1段流出温度よりもずっと低い
ことを示している。実際高含水量供給物を使えば10℃
変動は第1段流出温度を限度370℃を超えさせないの
である。
FIG. 10 shows that the first stage outflow temperature is significantly higher than in the case where the 10°C fluctuation is basic, but it is much lower than the first stage outflow temperature obtained with the 7°C fluctuation in the four-stage system of Example I. ing. In fact, with high water content feeds 10°C
The fluctuations do not allow the first stage effluent temperature to exceed the limit of 370°C.

図2と図10を比較すれは高含水メタノール供給原料は
連続条段床方式の第1段装入温度のよシ大きな変動を処
理できしかも副反応をおこし易い高温を避けうろことが
わかる。
A comparison of FIG. 2 and FIG. 10 shows that the high water content methanol feedstock can handle larger fluctuations in the first stage charging temperature of a continuous bed system, while avoiding high temperatures that tend to cause side reactions.

実施例 ■ 触媒床をとおる反応流体の圧力低下はエルガンの式:を
使って計算できる。圧力低下による密度変化について理
想気体法則を適用し上式を積分して (式中、G=質量流量     φ=形係数り、 =触
媒粒子径   P=ガス密度gc=定数      (
=空隙率 μ=粘度       Po ==装入圧M=分子量 
     T=ガスの平均温度R=ガス定数     
2=流れ方向の距離となる)。この式は軸流反応機内の
圧力低下を放射流反応機のそれと比較するに使用できる
Examples ■ The pressure drop of the reactant fluid across the catalyst bed can be calculated using the Ergin equation: Applying the ideal gas law to the density change due to pressure drop and integrating the above equation (where G = mass flow rate, φ = shape factor, = catalyst particle diameter, P = gas density gc = constant (
= Porosity μ = Viscosity Po = = Charging pressure M = Molecular weight
T = average temperature of gas R = gas constant
2 = distance in the flow direction). This equation can be used to compare the pressure drop in an axial flow reactor to that in a radial flow reactor.

両度応接への供給物を同じメタノール−水混合物とし次
の操業条へに用いた: WH8V     3/時(全体) 装入温度    293℃ 空隙率  α38 上式によシ充填高さ3フイートの固定床反応機の圧力低
下は2.76KPaであるが、同等の能力をもち厚さC
15mの放射流反応機の圧力低下は[1L21KPaと
なる。
The feed to both stations was the same methanol-water mixture and used for the following run: WH8V 3/hr (overall) Charge temperature 293°C Porosity α38 Fixed filling height of 3 ft. The pressure drop of the bed reactor is 2.76 KPa, but it has the same capacity and the thickness C
The pressure drop in a 15 m radial flow reactor is [1 L21 KPa.

上の結果からメタノールのオレフィンへの転化を放射流
反応機で行なえば軸流反応機で見られる圧力低下よシ1
桁位小さくできることが明白である。
From the above results, if methanol is converted to olefins using a radial flow reactor, the pressure drop seen in an axial flow reactor can be reduced.
It is clear that it can be made several orders of magnitude smaller.

実施例 ■ 反応:  20H8OH、:: CH30CH3+ H
IOは平衡限定反応である。ルシャテリー原理からジメ
チルエーテルのメチルアルコールへの添加は転化率を減
少する。
Example ■ Reaction: 20H8OH, :: CH30CH3+ H
IO is an equilibrium limited reaction. From the Le Chaterie principle, addition of dimethyl ether to methyl alcohol reduces the conversion.

この影響は温度315℃、圧力510 kPaの脱水反
応機にちがった2供給流を入れることによって示される
This effect is demonstrated by introducing two different feed streams into a dehydration reactor at a temperature of 315° C. and a pressure of 510 kPa.

MeOH50F    1.56     0.45D
ME   Of    (LO[156H,05(12
,78五33 MeOH50f     178        [1
47DME   25f    α54       
0.70H,o   501    2.78    
   2.94MeOH転化率=1−人る0 出るC □  α45 ■の場合   =’   t s b ”’ 71.2
チα47 1の場合   =1−cL78=397チ本実施例は脱
水反応機に入る供給流にジメチルエーテルを添加すれば
その反応機中でなされるメチルアルコール転化率を渉少
することを示している。
MeOH50F 1.56 0.45D
ME Of (LO[156H,05(12
,78533 MeOH50f 178 [1
47DME 25f α54
0.70H, o 501 2.78
2.94 MeOH conversion rate = 1 - 0 Output C □ α45 In the case of ■ =' t s b ''' 71.2
For α47 1 = 1 - cL78 = 397 This example shows that the addition of dimethyl ether to the feed stream entering a dehydration reactor reduces the methyl alcohol conversion made in the reactor.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図1は本発明の方法実施の概略図である。 図2は本発明の図1と同じ方法であるが段階間冷却に別
法を用いる方式図である。 図3は本発明の図1と同じ方法であるが触媒床に放射流
をとおす方式図である。 図4は本発明の図2と同じ方法であるが触媒床に放射流
をとおす方式図である。 図5は本発明に使用する触媒床に放射流をとおす異々る
4方式の図である。 図6は本発明の図3と同じ方法であるが触媒再生機を含
む概略図である。 以上各図中番号 8、16、 S4. 408、416、434 12.212.412     脱水反応機24.22
4.424     多段式反応機226.426  
      触媒篭230.430        段
階間冷却装置38.238.438     生成物回
収装置450            触媒再生機図7
は本発明の図1と同じ方法であるが、未転化反応体の分
離再循還方式を含む概略図である。 図中、512 脱水反応機、   526 多段式反応
機、538 分離機、     544 ストリッパー
、554 圧縮機、    558 吸収塔、566 
放出基、     572 ガス工場。 図8は本発明の多段式断熱反応機中の温度特性を示す曲
線図で横軸に床長さ割合をとり縦軸に温度(’C)をと
っている。 図9Fi本発明の50 : 50  H2O: MeO
H装入、4段方式において7℃変動、間接段階間冷却に
おける温度特性図である。iIA軸縦軸上軸8のとおり
である。 図10は本発明の67 : 33  H2O: MeO
H装入、4段方式において10℃変動、間接段階間冷却
における温度特性図である。横軸縦軸は図8のとおりで
ある。 特許出願人  モビルオイルコーポレーション゛ア  
   \ FIG、  1 FIG、 2 FIG、 5 FIG、6 第1頁の続き 優先権主張 @1982年2月5日[相]米国(US)
■346426 @1982年2月5日■米国(US) ■345984 158
FIG. 1 is a schematic illustration of the implementation of the method of the invention. FIG. 2 is a schematic diagram of the present invention using the same method as FIG. 1 but using an alternative method for interstage cooling. FIG. 3 is a diagram of the same method as FIG. 1 of the present invention, but with radial flow passing through the catalyst bed. FIG. 4 is a diagram of the same method as FIG. 2 of the present invention, but with radial flow passing through the catalyst bed. FIG. 5 is a diagram of four different ways of passing radial flow through the catalyst bed for use in the present invention. FIG. 6 is a schematic diagram of the same method as FIG. 3 of the present invention, but including a catalyst regenerator. Numbers 8, 16, and S4 in each of the figures above. 408, 416, 434 12.212.412 Dehydration reactor 24.22
4.424 Multi-stage reactor 226.426
Catalyst cage 230.430 Interstage cooling device 38.238.438 Product recovery device 450 Catalyst regenerator Figure 7
1 is a schematic diagram of the same method as in FIG. 1 of the present invention, but including separation and recycling of unconverted reactants; FIG. In the figure, 512 dehydration reactor, 526 multistage reactor, 538 separator, 544 stripper, 554 compressor, 558 absorption tower, 566
releasing group, 572 gas factory. FIG. 8 is a curve diagram showing the temperature characteristics in the multi-stage adiabatic reactor of the present invention, with the horizontal axis representing the bed length ratio and the vertical axis representing the temperature ('C). Figure 9Fi 50:50 H2O:MeO of the present invention
It is a temperature characteristic diagram with H charging, 7°C fluctuation in a 4-stage system, and indirect interstage cooling. iIA axis vertical axis upper axis 8. Figure 10 shows the 67:33 H2O:MeO of the present invention.
It is a temperature characteristic diagram with H charging, 10° C. fluctuation in a 4-stage system, and indirect inter-stage cooling. The horizontal and vertical axes are as shown in FIG. Patent applicant: Mobile Oil Corporation
\ FIG, 1 FIG, 2 FIG, 5 FIG, 6 Continued from page 1 Priority claim @ February 5, 1982 [phase] United States (US)
■346426 @ February 5, 1982 ■United States (US) ■345984 158

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、 メタノールを含む供給物を加温下において脱水触
媒と接触させてエーテル豊富な生成物とした後上記生成
物を(i)5オングストロームよシ大きい孔径、少なく
も12のシリカ対アルミナモル比および1乃至12の拘
束指数をもつか、又は(i)大部分の孔径が6オングス
トロームより小さくかつ酸素原子をもつ8員環によシで
きた孔窓径をもつか、いづれかの結晶性アルミノシリケ
イトゼオライトより成る触媒床と冷却域とに交互に複数
回とおしながらエーテル豊富な生成物を上記触媒と加温
下において接触させてオレフィン糸炭化水素生成物の所
定転化率をえる工程よシ成シ、かつ反応混合物の各冷却
域をとおすことによる温度低下は直前の触媒床における
温度上昇と!質的に等しくし、反応混合物の各触媒床を
とおることによる塩度上昇はメタノールのエチレンへの
転化の感度助変数より大きくないものとしかつ触媒床数
は所定転化率における全断熱温度上昇の感度助変数に対
する比率に少なくも等しいことを特徴とするメタノール
のオレフィン系炭化水素への転化法。 λ 反応混合物が各ゼオライト触媒床を軸方向にとおる
特許請求の範囲第1項に記載の方法。 五 反応混合物が各触媒床を放射状にとおる特許請求の
範囲第1項に記載の方法。 4、各ゼオライト触媒床が固定床である特許請求1囲第
1項から3項までのいづれかに記載の方法。 5、各ゼオライト触媒床が移動床である特許請求の範囲
第1項から3項までのいづれかに記載の方法。 & 反応混合物流が触媒流と共流である特許請求の範囲
第5項に記載の方法り l 反応混合物流が触媒流と向流である特許請求の範囲
第5項に記載の方法。 a オレフィン系炭化水素生成物がその各成分に分けら
れ、未反応メタノールが脱水触媒に再循環されまた未反
応エーテルがゼオライト触媒床に再循環される特許請求
の範囲第1項から7項までのいづれかに記載の方法。
Claims: 1. After contacting a methanol-containing feed with a dehydration catalyst at elevated temperatures to produce an ether-rich product, said product is then subjected to (i) a pore size greater than 5 angstroms, at least 12 a silica to alumina molar ratio and a constraint index of 1 to 12, or (i) a pore window size defined by an 8-membered ring with a majority of pore sizes smaller than 6 angstroms and an oxygen atom; contacting the ether-rich product with the catalyst at elevated temperatures through alternating passes through a catalyst bed of crystalline aluminosilicate zeolite and a cooling zone to achieve a desired conversion of the olefinic hydrocarbon product; The temperature drop caused by the reaction mixture passing through each cooling zone is equivalent to the temperature rise in the immediately preceding catalyst bed! be qualitatively equal, the increase in salinity due to passage of the reaction mixture through each catalyst bed shall not be greater than the sensitivity parameter of the conversion of methanol to ethylene, and the number of catalyst beds shall be equal to the sensitivity of the total adiabatic temperature increase at a given conversion. A process for the conversion of methanol to olefinic hydrocarbons, characterized in that the ratio of methanol to auxiliary variables is at least equal to: 2. The method of claim 1, wherein the λ reaction mixture passes axially through each zeolite catalyst bed. 5. The method according to claim 1, wherein the reaction mixture passes radially through each catalyst bed. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein each zeolite catalyst bed is a fixed bed. 5. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein each zeolite catalyst bed is a moving bed. & A method according to claim 5, wherein the reaction mixture flow is cocurrent with the catalyst flow. A method according to claim 5, wherein the reaction mixture flow is countercurrent with the catalyst flow. a The olefinic hydrocarbon product is separated into its components, unreacted methanol is recycled to the dehydration catalyst and unreacted ether is recycled to the zeolite catalyst bed. Any method described.
JP58016339A 1982-02-05 1983-02-04 Conversion of methanol to olefin Granted JPS58146515A (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US34598582A 1982-02-05 1982-02-05
US346426 1982-02-05
US345985 1982-02-05
US345984 1982-02-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS58146515A true JPS58146515A (en) 1983-09-01
JPH0340013B2 JPH0340013B2 (en) 1991-06-17

Family

ID=23357430

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58016339A Granted JPS58146515A (en) 1982-02-05 1983-02-04 Conversion of methanol to olefin

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS58146515A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0466428U (en) * 1990-10-22 1992-06-11
JP2006116439A (en) * 2004-10-21 2006-05-11 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Catalyst for producing ethylene and method for producing ethylene by using the catalyst
JP2009102260A (en) * 2007-10-23 2009-05-14 Idemitsu Kosan Co Ltd Method for producing light olefin
JP2020534262A (en) * 2017-09-19 2020-11-26 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー A method for producing methyl methacrylate by oxidative esterification using a heterogeneous catalyst

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2933691B1 (en) * 2008-07-10 2012-11-09 Arkema France HYDRO (CHLORO) FLUOROOLEFINS AND PROCESS FOR THEIR PREPARATION

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4058576A (en) * 1974-08-09 1977-11-15 Mobil Oil Corporation Conversion of methanol to gasoline components

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4058576A (en) * 1974-08-09 1977-11-15 Mobil Oil Corporation Conversion of methanol to gasoline components

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0466428U (en) * 1990-10-22 1992-06-11
JP2006116439A (en) * 2004-10-21 2006-05-11 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Catalyst for producing ethylene and method for producing ethylene by using the catalyst
JP2009102260A (en) * 2007-10-23 2009-05-14 Idemitsu Kosan Co Ltd Method for producing light olefin
JP2020534262A (en) * 2017-09-19 2020-11-26 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー A method for producing methyl methacrylate by oxidative esterification using a heterogeneous catalyst

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0340013B2 (en) 1991-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4542252A (en) Multi-stage adiabatic process for methanol conversion to light olefins
CN101351423B (en) Light olefin production via dimethyl ether
US6486219B1 (en) Methanol, olefin, and hydrocarbon synthesis process
EP1328497B1 (en) A methanol, olefin, and hydrocarbon synthesis process
AU2008327945B2 (en) Process for the preparation of an olefinic product
JP5038142B2 (en) Conversion of alcoholic oxygenates to propylene using moving bed technology and etherification process.
JP4829227B2 (en) Conversion of oxygenate to propylene using moving bed technology.
RU2375337C2 (en) Method of converting oxygen-containing compounds to propylene with selective hydrofining recirculating stream of heavy olefins
AU618044B2 (en) Conversion of oxygenates to gasoline at variable space velocity
KR101847474B1 (en) Method for preparing a light olefin using an oxygen-containing compound
EP0088494B1 (en) Process for converting methanol into olefins
US20080033218A1 (en) Alcohol and olefin production from syngas
JP6883100B2 (en) Turbulent fluidized bed reactors, equipment and methods for producing propylene and C4 hydrocarbons from oxygen-containing compounds
JPH0639392B2 (en) Method for improving quality of fisher-tropoptie olefins.
EP2225017A1 (en) Process for the preparation of an olefin
JPS63275691A (en) Conversion of crude methanol to gasoline accompanying extraction
WO2011037681A1 (en) Catalytic dehydration of alcohols using non-volatile acid catalysts
JP5425630B2 (en) Integrated processing from methanol to olefins
US5059738A (en) Method for reactivating MTG process catalyst
EP0099650B1 (en) Two-stage, zeolite catalyzed process for the conversion of alcohols to hydrocarbons
EA012969B1 (en) Method for forming olefin from oxygenates and recovery thereof
JP2019535662A (en) Method and apparatus for producing propylene and C4 hydrocarbons
JPS58146515A (en) Conversion of methanol to olefin
EP0088495B1 (en) Process for converting alcohols into olefins
JPS62179592A (en) Cracking of dispersed catalyst using methanol as co-reactant