KR101562691B1 - Hydrocarbon dehydrogenation process - Google Patents

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Abstract

본 발명은 C3+ 공급물 탄화수소의 접촉 탈수소화 공정에 관한 것이다. 그 탄화수소 공급원료가 초기에 분할되고, 공급원료의 제1 부분은 산화적 재가열 없이 조작되는 제1 탈수소화 반응 영역으로 도입되고, 결과로 생성된 유출물은 산화적 재가열 없이 조작되는 제2 탈수소화 반응 영역으로 도입된다. 제2 탈수소화 반응 영역으로부터 결과로 생성된 유출물은 공급원료의 제2 부분과 함께 산화적 재가열로 조작되는 제3 탈수소화 반응 영역으로 도입된다.The present invention relates to a catalytic dehydrogenation process of C3 + feed hydrocarbons. The hydrocarbon feedstock is initially split and the first portion of the feedstock is introduced into the first dehydrogenation reaction zone where it is operated without oxidative reheating and the resulting effluent is subjected to a second dehydrogenation Is introduced into the reaction zone. The resulting effluent from the second dehydrogenation reaction zone is introduced into the third dehydrogenation reaction zone, which is operated with oxidative reheat with the second portion of the feedstock.

Description

탄화수소 탈수소화 공정{HYDROCARBON DEHYDROGENATION PROCESS}Hydrocarbon dehydrogenation process {HYDROCARBON DEHYDROGENATION PROCESS}

본 발명이 관련된 기술 분야는 탄화수소의 접촉 탈수소화(catalytic dehydrogenation)이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 파라핀 및 알킬방향족을 비롯한 탄화수소를 탈수소화하는 방법이다.The technical field to which the present invention relates is catalytic dehydrogenation of hydrocarbons. More specifically, the present invention is a process for dehydrogenating hydrocarbons including paraffins and alkyl aromatics.

용량을 증가시키기 위해서 산화적 재가열 성능을 지니고 있지 않은 현행 접촉 탈수소화 설비의 개량은 반응기 내부 속도 및 반응기 이동 라인의 최대 온도에 의해 제한된다. 현행 설비에 있어서 이러한 제한들 때문에, 단순히 현행 반응기에 처리량을 증가시키는 것에 의한 최대 가능한 용량 확장은 35%이다.Improvements in existing contact dehydrogenation plants that do not have oxidative reheat capability to increase capacity are limited by the reactor internal velocity and the maximum temperature of the reactor transfer line. Due to these limitations in current installations, the maximum possible capacity expansion by simply increasing throughput in current reactors is 35%.

탄화수소의 탈수소화는 잘 알려져 있으며, 따라서 아크릴 및 방향족 탄화수소는 둘 다 상응하는 보다 덜 포화된 생성물로 전환된다. 실제 예를 들면, 탈수소화는 통상적으로 에틸벤젠으로부터 스티렌을 제조하는데 수행된다. US 3,515,766 및 US 3,409,689에는 에틸벤젠을 비롯한 알킬방향족에 대한 스팀 탈수소화 공정이 개시되어 있다. 이들 참고문헌에는 초가열된 스팀과 공급물 탄화수소의 혼합물, 및 반응물을 재가열하는 탈수소화 촉매의 순차적 층들 사이에서 추가량의 초가열된 스팀과 반응물의 혼합물이 기술되어 있다.Dehydrogenation of hydrocarbons is well known, and therefore both acrylic and aromatic hydrocarbons are converted to the corresponding less saturated products. As a practical example, dehydrogenation is typically carried out to produce styrene from ethylbenzene. US 3,515,766 and US 3,409,689 disclose steam dehydrogenation processes for alkyl aromatics, including ethylbenzene. These references describe a mixture of an extra amount of superheated steam and reactant between successive layers of a mixture of superheated steam and feed hydrocarbons and a dehydrogenation catalyst to reheat the reactants.

선행 기술은 또한 탈수소화 반응 동안 유리된 수소와 산소를 반응시킴으로써 열을 방출하고 산소를 소비하는 것을 목적으로 하는 탈수소화 영역에 산소를 통과시키는 것도 교시하고 있다. 이러한 기법을 이용하는 것으로 공지된 공정은 탈수소화 영역에서 또한 존재하는 공급물 또는 생성물 탄화수소보다 오히려 수소를 선택적으로 산화시키고자 하는 시도로 수소 산화 촉매를 이용한다.The prior art also teaches that oxygen is passed through the dehydrogenation zone, which is intended to release heat and consume oxygen by reacting free hydrogen and oxygen during the dehydrogenation reaction. Processes known for using this technique utilize a hydrogen oxidation catalyst in an attempt to selectively oxidize hydrogen rather than the feed or product hydrocarbons present in the dehydrogenation zone as well.

발명의 개요Summary of the Invention

본 발명은 산화적 재가열 없이 조작되는 현행 2개 반응기 탈수소화 공정의 용량을 증가시키기 위한 수단을 제공한다. 따라서, 탄화수소 공급원료가 초기에 분할되고, 탄화수소 공급원료의 제1 부분은 산화적 재가열 없이 조작되는 제1 탈수소화 반응 영역으로 도입되고, 결과로 생성된 유출물은 순차적으로 재가열되어 역시 마찬가지로 산화적 재가열 없이 조작되는 제2 탈수소화 반응 영역으로 도입된다. 제2 탈수소화 반응 영역으로부터 결과로 생성된 유출물은 산화적 재가열로 조작되는 제3 탈수소화 반응 영역으로 탄화수소 공급원료의 제2 부분과 함께 도입된다.The present invention provides a means for increasing the capacity of current two-reactor dehydrogenation processes operated without oxidative reheating. Thus, the hydrocarbon feedstock is initially split, the first portion of the hydrocarbon feedstock is introduced into the first dehydrogenation reaction zone, which is operated without oxidative reheating, and the resulting effluent is reheated sequentially, Is introduced into the second dehydrogenation reaction zone which is operated without reheating. The resulting effluent from the second dehydrogenation reaction zone is introduced with a second portion of the hydrocarbon feedstock into the third dehydrogenation reaction zone, which is operated by oxidative reheat.

제1의 2개 탈수소화 반응 영역을 우회하는 공급물의 부분은 기본적으로 원하는 용량 증가를 달성하는 공급물 분량이다. 예를 들면, 전체 탄화수소 공급물의 33%가 우회될 때, 2개 반응 영역으로 출발하여 3개 반응 영역에 이르는 경우 전체 플랜트 용량에서의 50% 증가가 결과로 생성된다. 이러한 방식으로 전체 공정을 수행할 때, 스팀 유량의 변화가 없고, 스팀 초가열기에 대한 온도 및 현행 제1 탈수소화 반응 영역에 대한 조합된 공급물이 원래 디자인으로부터 변화되지 않는 상태로 유지되므로, 장비의 중요한 구획, 예를 들면 스팀 초가열기 및 2개 현행 반응기는 용량 확장에 의해 직접적으로 영향을 받지 않는다. 50-60%의 용량 증가는 본 발명의 공정을 이용하면 실현 가능하다.The portion of the feed that bypasses the first two dehydrogenation reaction zones is basically the feed volume that achieves the desired capacity increase. For example, when 33% of the total hydrocarbon feed is bypassed, a 50% increase in total plant capacity results if two reaction zones start and reach three reaction zones. When performing the entire process in this way, there is no change in the steam flow rate, the temperature for steam soaking and the combined feed for the current first dehydrogenation reaction zone remain unchanged from the original design, Important compartments, such as steam superheaters and two existing reactors, are not directly affected by capacity expansion. A 50-60% capacity increase is feasible using the process of the present invention.

도면의 간단한 설명Brief Description of Drawings

도면은 본 발명의 바람직한 실시양태의 단순화된 공정 흐름 디아그램이다. 그 도면은 본 발명을 개략적으로 예시하기 위한 것이지만, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다.The figure is a simplified process flow diagram of a preferred embodiment of the present invention. The drawings are intended to illustrate the invention in a schematic but not to limit the invention.

발명의 상세한 설명DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

방향족 탄화수소의 탈수소화 공정은 널리 보급된 통상적인 용도로 존재한다. 실제 예를 들면, 다량의 스티렌이 에틸벤젠의 탈수소화에 의해 생성된다. 결과로 생성된 스티렌은 그 자체로 중합될 수 있거나, 또는 그 스티렌은 부타디엔, 이소프렌, 아크릴로니트릴 등과 공중합될 수 있다. 동일한 방식으로 다량 탈수소화될 수 있는 다른 탄화수소는 디에틸벤젠, 에틸 톨루엔, 프로필벤젠, 및 이소프로필벤젠을 포함한다. 그 주제 공정은 또한 C2-C16 파라핀의 비교적 순수하거나 혼합된 스트림을 비롯한 다른 유형의 탄화수소의 탈수소화에 적용될 수 있다. 그러므로, 그 공정은 프로판, 부탄, 헥산 또는 노난의 탈수소화에도 적용될 수 있다. 그러나, 현재의 통상적인 탈수소화 공정의 대다수가 에틸벤젠의 탈수소화에 이용되고 있기 때문에, 후술되는 주제 발명의 설명은 주로 에틸벤젠의 탈수소화의 측면에서 제시될 것이다. 이는 주제 발명의 영역으로부터 상기 설명된 알킬방향족 및 비환식 탄화수소의 것들 또는 이환식 화합물을 비롯한 상이한 고리 구조를 갖는 것들을 배제하기 위한 것이 아니다.The dehydrogenation process of aromatic hydrocarbons exists in a wide range of conventional applications. As a practical example, a large amount of styrene is produced by dehydrogenation of ethylbenzene. The resulting styrene may be polymerized on its own, or the styrene may be copolymerized with butadiene, isoprene, acrylonitrile, and the like. Other hydrocarbons which can be dehydrogenated in the same way in large amounts include diethylbenzene, ethyltoluene, propylbenzene, and isopropylbenzene. The subject process can also be applied to the dehydrogenation of other types of hydrocarbons, including relatively pure or mixed streams of C2-C16 paraffins. Therefore, the process can also be applied to the dehydrogenation of propane, butane, hexane or nonane. However, since the majority of current conventional dehydrogenation processes are used for the dehydrogenation of ethylbenzene, the description of the subject invention described later will be presented mainly in terms of dehydrogenation of ethylbenzene. This is not intended to exclude those alkylaromatic and acyclic hydrocarbons described above from the scope of the subject invention or those having different ring structures, including bicyclic compounds.

탈수소화 반응은 고도한 흡열성이다. 그러므로, 탈수소화 촉매 층에 반응물을 통과시키는 과정은 결과적으로 반응물 온도의 감소를 생성한다. 반응의 흡열도(endothermicity)는 온도 감소가 소정의 온도 범위로부터 반응물을 제거할 정도로 존재한다. 반응물은 원하는 반응이 통상적으로 실현 가능한 비율로 더 이상 진행되지 않을 정도로 실제 냉각된다. 그러므로, 원하거나 통상적으로 필요한 1회 통과 당 전환율(per pass conversion)은 단순히 반응물을 탈수소화 촉매의 단일 층과 접촉시킴으로써 달성될 수 없다. 이러한 이유로, 그것은 몇몇 방식으로 단간 재가열(interstage reheating)을 수행하는 표준적인 통상적 실시가 되고 있다. 단간 재가열에서 제1 촉매 층의 반응 유출물은 하류 제2 촉매 층의 원하는 유입구 온도로 가열된다. 이러한 재가열은 고온 스팀의 제1 촉매 층으로부터 나오는 반응물 스트림 내로의 고온 스팀의 혼합에 의한 것과 같이 직접 열 교환을 통해 수행될 수 있다.The dehydrogenation reaction is highly endothermic. Thus, the process of passing the reactants through the dehydrogenation catalyst bed results in a reduction of the reactant temperature. The endothermicity of the reaction is such that the temperature reduction removes the reactants from the predetermined temperature range. The reactants are actually cooled to such an extent that the desired reaction no longer proceeds at a normally achievable rate. Therefore, the per pass conversion desired or normally required per pass can not be achieved simply by contacting the reactants with a single layer of the dehydrogenation catalyst. For this reason, it has become a standard routine practice to perform interstage reheating in several ways. In the interheat reheating, the reaction effluent of the first catalyst bed is heated to the desired inlet temperature of the downstream second catalyst bed. This reheating may be performed by direct heat exchange, such as by mixing hot steam into the reactant stream from the first catalyst bed of the hot steam.

바람직한 단간 재가열 방법은 간접 열 교환의 이용을 포함한다. 이러한 방법에서, 탈수소화 영역으로부터 유래된 유출물은 이것이 가열되는 열 교환기를 통해 통과하고, 이어서 반응물은 후속적인 탈수소화 영역에 도입된다. 이러한 간접 열 교환 방법에서 사용된 고온 유체는 고온 스팀, 연소 가스, 고온 공정 스트림 또는 다른 용이하게 이용가능한 고온 유체일 수 있다.A preferred intergrowth reheat method involves the use of indirect heat exchange. In this way, the effluent from the dehydrogenation zone passes through a heat exchanger where it is heated, and then the reactants are introduced into the subsequent dehydrogenation zone. The hot fluid used in this indirect heat exchange process may be hot steam, a combustion gas, a hot process stream or other readily available hot fluid.

본 발명에 따르면, 탈수소화가능한 탄화수소 공급료원의 제1 부분은 가열되고, 바람직하게는 스팀과 함께 산화적 재가열 없이 조작되는 제1 탈수소화 반응 영역 내로 도입되어 유출물 스트림을 생성하고, 이 유출물 스트림은 재가열되어 제2 탈수소화 반응 영역으로 도입된다. 제2 탈수소화 반응 영역으로부터 결과로 생성되는 유출물은 탈수소화 동안 생성된 수소를 함유하고, 이어서 그 수소는 반응물이 하류 탈수소화 촉매에 도입되기 전에 열을 생성하여 그 반응물을 재가열하는 접촉 산화에 이용가능하다. 제2 탈수소화 반응 영역으로부터 결과로 생성되는 유출물, 탈수소화 가능한 탄화수소 공급원료의 제2 부분, 산소 및 임의로 스팀이 산화적 재가열로 조작되는 제3 탈수소화 반응 영역에서 반응하게 된다. According to the present invention, a first portion of the dehydrogenatable hydrocarbon feedstock is heated and introduced into a first dehydrogenation reaction zone, preferably operated with steam, without oxidation reheating, to produce an effluent stream, The stream is reheated and introduced into the second dehydrogenation reaction zone. The resulting effluent from the second dehydrogenation reaction zone contains the hydrogen produced during the dehydrogenation and then the hydrogen is contact oxidized to generate heat and reheat the reactants prior to introduction of the reactants into the downstream dehydrogenation catalyst Available. The resultant effluent from the second dehydrogenation reaction zone, the second portion of the dehydrogenatable hydrocarbon feedstock, oxygen and optionally steam are reacted in a third dehydrogenation reaction zone operated by oxidative reheating.

탈수소화가능한 탄화수소 공급원료의 제2 부분, 산소 및 존재하는 경우 스팀은 탈수소화 촉매와 접촉하기 전에 원하는 반응 온도를 달성하도록 하기 위해서 산화적 재가열 촉매에 대한 균일한 공급물을 보장하도록 제3 탈수소화 반응 영역에 진입하기 전에 혼합되는 것이 바람직하다. 이러한 균일성은 또한 탄화수소의 폭발적인 농도를 갖는 확률을 제거한다.The second portion of the dehydrogenatable hydrocarbon feedstock, oxygen and, if present, steam is subjected to a third dehydrogenation process to ensure a homogeneous feed to the oxidative reheat catalyst to achieve the desired reaction temperature before contacting the dehydrogenation catalyst It is preferable that they are mixed before entering the reaction zone. This uniformity also eliminates the probability of having an explosive concentration of hydrocarbons.

산화적 재가열을 이용하기 위한 동기는 탈수소화 반응 영역에서 발생된 수소의 연소가 그 탈수소화 공정에 유리한 2가지 기능을 수행한다는 인식이다. 첫째, 수소의 소비는 탈수소화의 증가된 양을 우세하게 하는 탈수소화 반응의 평형을 이동시킬 때 유익하다. 둘째, 수소의 선택적 연소는 원하는 탈수소화 조건으로 반응물을 재가열하기에 충분한 열을 방출한다.The motivation for using oxidative reheating is the recognition that the combustion of hydrogen generated in the dehydrogenation reaction zone performs two functions that are beneficial to the dehydrogenation process. First, the consumption of hydrogen is beneficial in shifting the equilibrium of the dehydrogenation reaction, which predominates the increased amount of dehydrogenation. Second, selective combustion of hydrogen releases sufficient heat to reheat the reactants under the desired dehydrogenation conditions.

그 산화는 보다 유효한 공급물 및 생성물 탄화수소의 파괴적 연소 또는 산화와 비교할 때 수소의 산화를 선택적으로 촉진하는 촉매의 존재 하에 달성되는 것이 바람직하다. 단간 재가열의 선택적 연소 방법은 보다 경제적인 탈수소화 공정을 제공한다.The oxidation is preferably achieved in the presence of a catalyst which selectively promotes the oxidation of hydrogen as compared to destructive combustion or oxidation of more efficient feed and product hydrocarbons. The selective combustion method of inter-reheat provides a more economical dehydrogenation process.

촉매작용 및 탄화수소 전환의 기술 분야에서 달성되어 온 진보에도 불구하고, 탈수소화 영역을 통과하는 1회 통과 동안 달성될 수 있는 최종적인 전환율은 전체 전환율보다 더 적은 양으로 제한된다. 즉, 공급물 탄화수소에서 상응하는 생성물 탈수소화 탄화수소로의 100% 전환율을 달성하는 것이 불가능하다. 임의의 탈수소화 공정에서 달성될 수 있는 전환율의 정도에서의 기본적인 제한은 사용된 온도에서 다양한 반응물의 평형 농도이다. 그러므로, 접촉 탈수소화 영역의 유출물 스트림은 공급물 탄화수소, 탈수소화된 탄화수소 생성물, 및 수소의 혼합물을 포함한다. 일반적으로, 탈수소화된 탄화수소 생성물을 분리 및 회수하고 미전환된 공급물 탄화수소를 재순환시키는 것이 필요하다. 탈수소화 영역에서 달성되는 전환율이 높으면 높을수록, 재순환되는 미전환된 물질의 양이 더욱더 적어진다. 생성물과 미전환된 탄화수소의 분리는 광범위한 자본 장비를 필요로 하고, 열 및 전기 전력의 형태로 다량의 설비를 소모한다. 그러므로, 탈수소화 영역에서 1회 통과 당 달성되는 전환율을 증가시킴으로써 분리 및 재순환되어야 하는 물질의 양을 감소시키는 것이 바람직하다. 1회 통과 당 고 전환율은 또한 반응기 비용, 촉매 및 반응 영역을 조작하는 설비 비용에서의 감소와 관련하여 공정에 사용될 수 있는 보다 작은 반응 영역을 허용한다. 이러한 이유로, 다층 탈수소화 영역을 통과하는 탈수소화 영역 공급물 스트림의 통과 동안 전체 전환율의 증가된 비율을 고도로 달성하는 것이 바람직하다.Despite the progress achieved in the art of catalysis and hydrocarbon conversion, the ultimate conversion rate that can be achieved during a single pass through the dehydrogenation zone is limited to less than the total conversion rate. That is, it is impossible to achieve 100% conversion from the feed hydrocarbons to the corresponding product dehydrogenated hydrocarbons. The fundamental limitation in the degree of conversion that can be achieved in any dehydrogenation process is the equilibrium concentration of the various reactants at the temperature used. Therefore, the effluent stream in the catalytic dehydrogenation zone comprises a mixture of feed hydrocarbons, dehydrogenated hydrocarbon products, and hydrogen. In general, it is necessary to separate and recover the dehydrogenated hydrocarbon product and recycle the unconverted feed hydrocarbons. The higher the conversion achieved in the dehydrogenation zone is, the smaller the amount of recycled unconverted material is. The separation of product and unconverted hydrocarbons requires extensive capital equipment and consumes large amounts of equipment in the form of heat and electric power. It is therefore desirable to reduce the amount of material that must be separated and recycled by increasing the conversion achieved per pass in the dehydrogenation zone. The high conversion per pass rate also allows for smaller reaction zones that can be used in the process in connection with the reduction in reactor cost, the catalyst and equipment cost of operating the reaction zone. For this reason, it is desirable to achieve an increased proportion of the overall conversion rate during the passage of the dehydrogenated zone feed stream through the multi-layer dehydrogenation zone.

산화적 재가열 공정에서는, 산소 함유 가스 스트림이 선행 탈수소화 반응 영역의 유출물과 혼합되는 것이 바람직하고, 그 결과로 생성된 혼합물이 탈수소화가능한 탄화수소 공급원료의 일부와 함께 선택적 산화 촉매의 층에 도입된다. 이러한 공정에서 성능 및 안정성의 최적 수준을 달성하기 위해서, 산소가 그러한 방식으로 공정에 도입되는 속도를 세밀하게 제어하는 것이 필요하다.In the oxidative reheating step, it is preferred that the oxygen-containing gas stream is mixed with the effluent of the preceding dehydrogenation reaction zone and the resulting mixture is introduced into the layer of the selective oxidation catalyst together with a portion of the dehydrogenatable hydrocarbon feedstock do. In order to achieve an optimum level of performance and stability in such a process, it is necessary to finely control the rate at which oxygen is introduced into the process in such a manner.

불충분한 양의 산소는 결과적으로 원하는 수소의 소비보다 더 적은 소비 및 보다 중요하게는 원하는 반응물 스트림의 재가열보다 더 적은 재가열을 생성한다. 그 결과는 전체 반응 영역에 걸쳐서 통과 동안 달성되는 탈수소화의 정도의 감소가 된다. 일반적으로, 원하는 정도의 수소 연소를 수행하는데 요구되는 과량의 산소를 탈수소화 영역의 임의 부분 위에 주입하는 것이 바람직하지 않다. An insufficient amount of oxygen results in less consumption than the consumption of the desired hydrogen and, more important, less reheating than reheating the desired reactant stream. The result is a reduction in the degree of dehydrogenation achieved during passage over the entire reaction zone. In general, it is not desirable to inject an excess of oxygen over any portion of the dehydrogenation zone that is required to perform the desired degree of hydrogen combustion.

탈수소화 영역 내로 과량의 산소를 주입하는 것은 또한 공정의 장기간 작동시 유해한 효과를 갖기도 한다. 실제 예를 들면, 산소는 일반적으로 일부 통상적으로 사용된 탈수소화 촉매를 탈활성화하거나 그 촉매 작용을 무력화하는 기능을 한다. 그러므로, 산화 촉매 층 및 그 위에서 접촉하는 탈수소화 촉매로부터 나오는 잔류 산소를 갖는 것이 바람직하지 않다. 산소의 전체 소비를 결과로 생성하지 않는 방식으로 탈수소화 영역의 조작은 또한 산소-탄화수소 혼합물의 명백한 폭발적 성질 때문에 바람직하지 않다. 그러나, 이러한 혼합물의 폭발적 성질은, 희석제 및 의도적인 저 산소 첨가 속도 및 폭발 억제 수단으로서 작용하기에 충분한 양의 고체 물질을 사용하는 것과 같이, 기본적으로 폭발 범위 내에 있는 혼합물의 존재를 피하도록 공정을 적절히 조작함으로써 무효화될 수 있다. 최종적으로, 산소의 존재는, 산소가 탄화수소와 반응할 수 있어서 다양한 원하지 않는 옥시화 화합물을 형성하기 때문에 탄화수소 함유 용기에서 일반적으로 바람직하지 않다.Injecting excess oxygen into the dehydrogenation zone may also have a detrimental effect on long-term operation of the process. In practice, for example, oxygen generally functions to deactivate or partially neutralize some commonly used dehydrogenation catalysts. Therefore, it is not desirable to have residual oxidation oxygen from the oxidation catalyst layer and the dehydrogenation catalyst contacting it on it. Operation of the dehydrogenation zone in a manner that does not result in total consumption of oxygen is also undesirable because of the apparent explosive nature of the oxygen-hydrocarbon mixture. However, the explosive nature of such a mixture is not sufficient to avoid the presence of a mixture which is basically within the explosion range, such as using a diluent and a sufficient amount of solid material to act as an intentional low oxygen addition rate and explosion control means It can be invalidated by properly operating it. Finally, the presence of oxygen is generally undesirable in hydrocarbon-containing vessels because oxygen can react with hydrocarbons to form various undesired oxyacid compounds.

탈수소화 반응 영역의 구조는 사용되는 촉매 층의 유형을 변경함으로써 다양할 수 있다. 실제 예를 들면, 환형 촉매 층을 통과하는 방사형 흐름 뿐만 아니라 실린더형 촉매 층을 통과하는 수직형 흐름이 있다. 방사형 흐름을 이용하면, 탈수소화 촉매의 층 및 산화 촉매의 층은 용기 또는 용기(들) 내에서 동일한 고도로 동심원상으로 위치할 수 있다는 점을 유의해야 한다. 산화 촉매 또는 탈수소화 촉매 둘 중 하나는 이러한 정렬의 외부 층에 위치할 수 있다. 이어서, 가스 흐름은 방사형 흐름 촉매 층의 중간부에 위치한 실린더 중심 파이프 영역을 통해 그리고 촉매 층의 외부 표면과 용기의 내벽 사이에 위치한 환형 가스 집진 및 분배 공극 부피를 통해 통과한다. 변동은 또한 사용될 수 있는 촉매 층의 수에서도 가능하다. 촉매 배치에 적합한 시스템은 US 3,498,755; US 3,515,763; 및 US 3,751,232에 제시된 것들을 따라 패턴화될 수 있다.The structure of the dehydrogenation reaction zone can be varied by changing the type of catalyst layer used. Actually, for example, there is a radial flow through the annular catalyst bed as well as a vertical flow through the cylindrical catalyst bed. It should be noted that, with radial flow, the layers of the dehydrogenation catalyst and the layers of the oxidation catalyst may be located in the same highly concentric circles within the vessel or vessel (s). Either an oxidation catalyst or a dehydrogenation catalyst may be located in the outer layer of this alignment. The gas flow then passes through the annular gas collecting and distributing pore volume located through the cylinder center pipe region located in the middle of the radial flow catalyst bed and between the outer surface of the catalyst bed and the inner wall of the vessel. Variations are also possible in the number of catalyst layers that can be used. Suitable systems for catalyst placement are described in US 3,498,755; US 3,515,763; And US 3,751,232.

탈수소화 촉매는 일반적으로 주기율표의 VI족 및 VIII족으로부터 선택된 하나 이상의 금속 성분을 포함한다. 알킬방향족의 탈수소화에 대한 한가지 전형적인 촉매는 산화철(III) 85 중량%, 크로미아 2 중량%, 수산화칼륨 12 중량% 및 수산화나트륨 1 중량%를 포함한다. 통상적으로 사용되는 제2 탈수소화 촉매는 산화철(III) 87 내지 90 중량%, 산화크륨 2 내지 3 중량% 및 산화칼륨 8 내지 10 중량%를 포함한다. 전형적인 제3 촉매는 철 산화물 90 중량%, 크로미아 4 중량% 및 탄산칼륨 6 중량%를 포함한다. 적합한 촉매를 제조하는 방법은 해당 기술 분야에 잘 알려져 있다. 이는 US 3,387,053의 교시내용에 의해 입증되고, 상기 특허에는 촉매 작용제로서 철 산화물 35 중량% 이상, 아연 또는 구리 산화물 1 내지 8 중량%, 알칼리 조촉매 0.5 내지 50 중량%, 및 안정화제 및 결합제로서 산화크롬(III) 1 내지 5 중량%로 된 촉매 복합체의 제조가 기술되어 있다. US 4,467,046에는 또한 스팀의 존재 하에 에틸렌벤젠의 탈수소화를 위한 촉매가 기술되어 있다. 이 촉매는 산화칼륨 15 내지 30 중량%, 산화세륨 2 내지 8 중량%, 산화몰리브덴 1.5 내지 6 중량%, 탄산칼슘 1 내지 4 중량%, 철 산화물 잔량을 함유한다. The dehydrogenation catalyst generally comprises at least one metal component selected from Groups VI and VIII of the Periodic Table. One typical catalyst for the dehydrogenation of alkylaromatics comprises 85% by weight iron (III) oxide, 2% by weight chromia, 12% by weight potassium hydroxide and 1% by weight sodium hydroxide. A second dehydrogenation catalyst commonly used comprises 87 to 90% by weight of iron (III) oxide, 2 to 3% by weight of chromium oxide and 8 to 10% by weight of potassium oxide. A typical third catalyst comprises 90 wt% iron oxide, 4 wt% chromia, and 6 wt% potassium carbonate. Methods for preparing suitable catalysts are well known in the art. This is evidenced by the teachings of US 3,387,053, which discloses that the patent contains at least 35% by weight of iron oxide as catalyst, from 1 to 8% by weight of zinc or copper oxide, from 0.5 to 50% by weight of alkali promoter, The preparation of catalyst complexes of from 1 to 5% by weight of chromium (III) is described. US 4,467,046 also describes a catalyst for the dehydrogenation of ethylene benzene in the presence of steam. This catalyst contains 15 to 30% by weight of potassium oxide, 2 to 8% by weight of cerium oxide, 1.5 to 6% by weight of molybdenum oxide, 1 to 4% by weight of calcium carbonate and the balance of iron oxide.

일반적으로 탈수소화 조건은 온도 500 내지 750℃, 바람직하게는 565 내지 675℃를 포함한다. 임의의 특수한 탈수소화 공정의 효율적인 조작에 요구되는 온도는 공급물 탄화수소 및 사용된 촉매의 활성에 따라 좌우된다. 탈수소화 영역 내에 유지된 압력은 100 내지 750 mmHg 범위일 수 있고, 그 압력 범위는 250 내지 700 mmHg인 것이 바람직하다. 탈수소화 영역 내에 속하는 조작 압력은 그 영역의 유입구, 중간 섹션 및 배출구에서 측정되어 평균 압력을 제공하게 된다. 공급물 스트림은 15.6℃에서 충전된 전체 액상 탄화수소를 기준으로 하여 0.1 내지 2.0 hr-1, 바람직하게는 0.1 내지 1.0 hr-1의 액체 시간 당 공간 속도로 탈수소화 영역에 충전된다.In general, the dehydrogenation conditions include a temperature of 500 to 750 占 폚, preferably 565 to 675 占 폚. The temperature required for efficient operation of any particular dehydrogenation process depends on the activity of the feed hydrocarbons and the catalyst used. The pressure maintained in the dehydrogenation zone can range from 100 to 750 mmHg, and the pressure range is preferably from 250 to 700 mmHg. The operating pressure within the dehydrogenation zone is measured at the inlet, middle section and outlet of the zone to provide an average pressure. Feed stream is in the range of 0.1 to 2.0 hr -1, and preferably is charged to the dehydrogenation zone at a space velocity per hour of the liquid of 0.1 to 1.0 hr -1 based on the total liquid hydrocarbon charge at 15.6 ℃.

탈수소화하고자 하는 탄화수소 공급물은 초가열된 스팀과 혼합되어 흡열성 탈수소화 반응의 온도 저하 효과를 저지하는 것이 바람직하다. 스팀의 존재는 또한 탄소 침착물의 축적을 방지함으로써 탈수소화의 안정을 유리하게 하는 것으로 기술되어 있다. 바람직하게는, 그 스팀은 공급물 탄화수소 파운드 당 스팀 0.5 내지 1.5 파운드의 비율로 공급물 스트림의 다른 성분과 혼합된다. 다른 분량의 스팀이 필요한 경우 하나 이상의 후속적 탈수소화 촉매 층 후에 첨가될 수 있다. 그러나, 탈수소화 영역 유출물 스트림은 생성물 탄화수소 파운드 당 스팀 3 파운드 미만, 바람직하게는 생성물 탄화수소 파운드 당 스팀 2 파운드 미만을 함유한다.The hydrocarbon feed to be dehydrogenated is preferably mixed with the superheated steam to prevent the temperature lowering effect of the endothermic dehydrogenation reaction. The presence of steam is also described as benefiting the stability of dehydrogenation by preventing accumulation of carbon deposits. Preferably, the steam is mixed with the other components of the feed stream at a rate of 0.5 to 1.5 pounds of steam per pound of feed hydrocarbons. Other amounts of steam may be added after one or more subsequent dehydrogenation catalyst layers if desired. However, the dehydrogenated zone effluent stream contains less than 3 pounds of steam per pound of product hydrocarbon, preferably less than 2 pounds of steam per pound of product hydrocarbon.

최종 탈수소화 영역으로부터 유래된 증기상 유출물 스트림은 스팀의 스트림, 그러한 공정 또는 다른 공정의 반응물 스트림에 대하여 열 교환될 수 있거나, 또는 분별증류에 대한 열원으로서 사용될 수 있다. 통상적으로, 유출물 스트림은 종종 몇몇 열 교환기를 통해 통과되므로써, 다수의 상이한 스트림을 가열하고 유출물 스트림을 냉각하게 된다. 이러한 열 교환은 상기 설정된 제한을 조건으로 하여 수행된다. 바람직하게는, 냉각은 C6+ 탄화수소, 즉 분자 당 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 탄화수소 95 mol% 이상 및 탈수소화 영역 유출물 스트림내 수증기 95 mol% 이상을 응축시키기에 충분하다. 이로써, 기본적으로 스티렌, 대부분 물 및 유출물 스트림 내에 존재하는 다른 용이하게 응축가능한 화합물과 같은 탈수소화 탄화수소 생성물 모두가 액체로 전환된다. 이는 상 분리 용기 내로 도입되는 혼합된 상 스트림을 생성한다. 이러한 절차는 유출물 스트림 내에 존재하는 물 및 수소로부터 탄화수소의 경사 분리에 의한 간편한 미가공 분리(crude separation)를 허용한다. 탈수소화 영역 유출물 스트림 내에 존재하는 탈수소화 탄화수소 생성물은 분리 용기로부터 회수되어 적당한 분리 설비로 이동하게 되는 탄화수소 스트림의 부분이 된다. 탈수소화된 탄화수소 생성물은 해당 기술 분야에 공지된 몇몇 분별증류 시스템 중 하나를 이용하여 탄화수소 스트림으로부터 회수되는 것이 바람직하다. 이러한 분별증류는 개선된 경제를 위해 재생될 수 있는 에틸렌벤젠과 같은 미전환된 탄화수소 공급물의 비교적 순수한 스트림을 산출하는 것이 바람직하다. 탈수소화 반응의 부산물을 포함하는 추가의 탄화수소 스트림은 또한 생성물 제조 동안 얻어질 수 있다. 예를 들면, 에틸렌벤젠으로부터 스티렌의 제조에 있어서, 벤젠 및 톨루엔은 회수될 수 있으며, US 3,409,689 및 GB 1,238,602에 교시된 바와 같이 일부 재순환될 수 있거나, 또는 그 공정으로부터 전적으로 거절될 수 있다. 필요한 경우, 분별증류 이외의 방법이 탈수소화된 탄화수소 생성물을 회수하는데 사용될 수 있다. 실제 예를 들면, US 3,784,620에서는 나일론-6 및 나일론 6,10과 같은 폴리이미드 투과 막의 사용을 통한 스티렌과 에틸벤젠의 분리가 교시되어 있다. US 3,513,213에는 무수 은 플루오로보레이트가 용매로서 사용되는 액체-액체 추출을 이용하는 분리 방법이 교시되어 있다. 구리(II) 플루오로보레이트 및 구리(II) 플루오로포스페이트를 사용하는 유사한 분리 방법이 US 3,517,079; US 3,517,080; 및 US 3,517,081에 기술되어 있다. The vapor phase effluent stream derived from the final dehydrogenation zone may be heat exchanged for a stream of steam, a reactant stream of such process or other process, or it may be used as a heat source for fractional distillation. Typically, the effluent stream is often passed through several heat exchangers, thereby heating a number of different streams and cooling the effluent stream. This heat exchange is performed under the condition of the set limit. Preferably, the cooling is sufficient to condense C6 + hydrocarbons, i. E. At least 95 mol% of hydrocarbons having at least 6 carbon atoms per molecule and at least 95 mol% of water vapor in the dehydrogenated zone effluent stream. Thereby, all of the dehydrogenated hydrocarbon products, such as styrene, mostly water, and other readily condensable compounds present in the effluent stream, are basically converted to liquids. This produces a mixed phase stream that is introduced into the phase separation vessel. This procedure allows for easy crude separation by sloping hydrocarbons from water and hydrogen present in the effluent stream. The dehydrogenated hydrocarbon product present in the dehydrogenated zone effluent stream is part of the hydrocarbon stream that is recovered from the separation vessel and is transferred to the appropriate separation facility. The dehydrogenated hydrocarbon product is preferably recovered from the hydrocarbon stream using one of several fractionation systems known in the art. It is preferred that this fractional distillation yields a relatively pure stream of unconverted hydrocarbon feed such as ethylene benzene that can be regenerated for improved economy. Additional hydrocarbon streams, including by-products of the dehydrogenation reaction, can also be obtained during product preparation. For example, in the production of styrene from ethylene benzene, benzene and toluene may be recovered and partially recycled as taught in US 3,409,689 and GB 1,238,602, or may be totally rejected from the process. If desired, methods other than fractional distillation may be used to recover the dehydrogenated hydrocarbon product. As a practical example, US 3,784,620 teaches the separation of styrene and ethylbenzene through the use of polyimide permeable membranes such as nylon-6 and nylon 6,10. US 3,513,213 teaches a separation process using liquid-liquid extraction in which anhydrous silver fluoroborate is used as a solvent. A similar separation process using copper (II) fluoroborate and copper (II) fluorophosphate is described in US 3,517,079; US 3,517,080; And US 3,517,081.

공정에 대한 산소 공급 스트림은 공기일 수 있지만, 바람직하게는 공기보다 더 많은 산소 함량을 보유하는 가스이다. 그 산소 공급 스트림은 10 mol% 미만의 질소 함량을 가질 수 있으며, 실질적으로 순수한 산소의 사용은 이것이 경제적으로 생존가능하다면 고도로 바람직하다. 산소 공급 스트림 중의 바람직한 산소 농도는 기본적으로 경제적 문제이고, 순수한 산소를 갖는 이점과 그 산소를 얻기 위한 비용을 조합함으로써 결정될 수 있다. 질소 존재의 근본적인 단점은 생성물 분리 용기로부터 제거된 수소 함유 가스 스트림의 희석, 및 질소가 탈수소화 영역을 통해 통과됨으로써 촉매 층에 걸친 압력 강하 및 탈수소화 영역 내에 유지되는 절대 압력을 증가시킨다는 사실이다. 다른 한편으로는, 질소의 존재는 유리하게도 희석제로서 작용함으로써 평형 전환 수준에 바람직하게 영향을 미친다. The oxygen feed stream to the process can be air, but is preferably a gas that has more oxygen content than air. The oxygen feed stream may have a nitrogen content of less than 10 mol%, and the use of substantially pure oxygen is highly desirable if it is economically viable. The preferred oxygen concentration in the oxygen feed stream is primarily an economic problem and can be determined by combining the advantages of having pure oxygen with the cost of obtaining that oxygen. A fundamental disadvantage of the presence of nitrogen is the dilution of the hydrogen-containing gas stream removed from the product separation vessel and the increase in absolute pressure maintained in the pressure drop and dehydrogenation zone across the catalyst bed as nitrogen is passed through the dehydrogenation zone. On the other hand, the presence of nitrogen advantageously affects the level of equilibrium conversion favorably by acting as a diluent.

수소 산화를 촉진하기 위해서 산화 재가열 또는 산화 영역에서 사용된 산화 촉매는 임의의 통상적으로 적합한 촉매일 수 있다. 산화 촉매는 탈수소화 촉매와는 상이한 조성을 갖는다. 바람직하게는, 그 산화 촉매는 단지 소량만의 공급물 또는 생성물 탄화수소가 산화되면서 수소의 산화에 대한 높은 선택성을 갖는다. 바람직한 산화 촉매는 IUPAC 7, 8 또는 9족 귀금속 및 하나 이상의 다른 금속 또는 금속 양이온을 포함하고, 이들 물질은 둘 다 내화성 고체 지지체 상에 소량으로 존재한다. 바람직한 귀금속은 백금 및 팔라듐이지만, 루테늄, 로듐, 오스뮴 및 이리듐의 이용이 또한 고려된다. 실시양태에서, 귀금속은 최종 촉매의 0.01 내지 5.0 중량% 범위의 양으로 존재한다. 금속 또는 금속 양이온은 IUPAC 1 또는 2족으로부터 선택되고, 최종 촉매의 0.01 내지 20 중량% 범위의 양으로 존재하는 것이 바람직하다. 금속 또는 금속 양이온은 리튬, 칼륨, 루비듐 및 세슘으로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있다. 실시양태에서, 금속 또는 금속 양이온은 리튬 또는 칼륨이다. 산화 촉매의 또 다른 임의 성분은 IUPAC 14족으로부터 선택될 수 있다.The oxidation catalyst used in the oxidation reheat or oxidation zone to promote hydrogen oxidation may be any conventionally suitable catalyst. The oxidation catalyst has a composition different from that of the dehydrogenation catalyst. Preferably, the oxidation catalyst has a high selectivity for oxidation of hydrogen, with only a small amount of feed or product hydrocarbons being oxidized. Preferred oxidation catalysts include IUPAC 7,8 or 9 group noble metals and one or more other metal or metal cations, both of which are present in minor amounts on the refractory solid support. Preferred noble metals are platinum and palladium, but the use of ruthenium, rhodium, osmium and iridium is also contemplated. In an embodiment, the noble metal is present in an amount ranging from 0.01 to 5.0% by weight of the final catalyst. The metal or metal cation is selected from the group IUPAC 1 or 2 and is preferably present in an amount ranging from 0.01 to 20 wt% of the final catalyst. The metal or metal cation may be selected from the group consisting of lithium, potassium, rubidium and cesium. In an embodiment, the metal or metal cation is lithium or potassium. Another optional component of the oxidation catalyst may be selected from the group of IUPAC 14.

바람직한 실시양태에서, 산화 촉매의 내화성 고체 지지체는 1 내지 300 m2/g의 표면적; 0.2 내지 1.5 g/cc의 겉보기 벌크 밀도; 20Å 이상의 평균 소공 크기를 갖는 알루미나이다. 금속 함유 성분은 수용액 중에 침지시키고 이어서 공기 중에서 500 내지 1200℃ 범위의 온도에서 건조 및 하소 처리함으로써 고체 지지체의 고체 입자 내로 함침되는 것이 바람직하다. 그 지지체는 구, 펠릿 또는 압출물의 형태로 존재할 수 있다. 탈수소화 영역 내에 존재하는 산화 촉매의 총량은 탈수소화 촉매의 총량의 30 중량% 미만인 것이 바람직하고, 그러한 탈수소화 촉매의 총량의 5 내지 15 중량%인 것이 보다 바람직하다.In a preferred embodiment, the refractory solid support of the oxidation catalyst has a surface area of from 1 to 300 m 2 / g; An apparent bulk density of 0.2 to 1.5 g / cc; Alumina having an average pore size of 20 ANGSTROM or more. The metal-containing component is preferably impregnated into the solid particles of the solid support by dipping in an aqueous solution followed by drying and calcining at a temperature in the range of from 500 to 1200 < 0 > C in air. The support may be in the form of spheres, pellets or extrudates. The total amount of oxidation catalyst present in the dehydrogenation zone is preferably less than 30 wt% of the total amount of dehydrogenation catalyst, more preferably 5 to 15 wt% of the total amount of such dehydrogenation catalyst.

반응물 스트림과 산화 촉매 층을 접촉시키는 동안 사용된 조건은 앞에서 기술된 탈수소화 조건에 의해 큰 정도로 설정된다. 산화 촉매의 배출구 온도는 하류 탈수소화 촉매 층의 바람직한 유입구이다. 산화 촉매를 가로 지르는 온도 상승은 산화 촉매를 가로 지리는 수소 전환 양에 의해 조정되는 것이 바람직하다. 15.6℃에서 액체 탄화수소 충전을 기초로 한, 액체 시간 당 공간 속도는 2 내지 20 hr-1인 것이 바람직하다.The conditions used during contacting the reactant stream with the oxidation catalyst layer are set to a large extent by the dehydrogenation conditions described above. The outlet temperature of the oxidation catalyst is the preferred inlet of the downstream dehydrogenation catalyst layer. The temperature rise across the oxidation catalyst is preferably controlled by the amount of hydrogen conversion across the oxidation catalyst. It is preferred that the space velocity per liquid hour based on liquid hydrocarbon filling at 15.6 占 폚 is 2 to 20 hr < -1 >.

도면의 간단한 설명Brief Description of Drawings

도면에서, 본 발명의 공정은 펌프, 기기, 열 교환 및 열 회수 회로, 압축기 및 유사 하드웨어와 같은 세부사항이 관련 기법의 이해에 필수적인 것이 아닌 것으로 삭제되어 있는 단순화 개략적 흐름 디아그램에 의해 예시된다. 그런 다양한 장비의 이용은 해당 기술의 당업자의 범위 내에 있는 것이 분명하다.In the drawings, the process of the present invention is illustrated by a simplified schematic flow diagram in which details such as pumps, devices, heat exchange and heat recovery circuits, compressors, and the like are omitted where the details are not essential to an understanding of the relevant techniques. The use of such a variety of equipment is obviously within the scope of those skilled in the art.

다시 도면을 참조하면, C3+ 공급물 탄화수소, 즉 분자 당 3개 이상의 탄소 원자를 갖는 탄화수소를 포함하는 탄화수소 공급물 스트림은 라인(1)을 통해 공정에 도입되고, 두 갈래로 나뉘어져 제1 부분과 제2 부분을 제공한다. 공급물 스트림의 제1 부분은 라인(2)을 통해 운반되고 라인(3)에 의해 제공된 스팀과 조합하게 되고, 결과로 생성된 혼합물은 탈수소화 반응 영역(5)으로 도입된다. 탈수소화 영역(5)은 산화적 재가열 없이 조작되고, 결과로 생성된 유출물은 라인(6)을 통해 운반되고, 간접 열 교환(도시되어 있지 않음)을 통해 가열되며, 그리고 탈수소화 반응 영역(7)으로 도입된다. 탈수소화 영역(7)은 산화적 재가열 없이 조작되고, 그 결과로 생성된 유출물은 라인(8)을 통해 수송되고 라인(13 및 9)을 통해 운반되어 있는 공급물 스트림의 제2 부분과 조합하게 된다. 라인(8)을 통해 운반된 탈수소화 영역(7)으로부터 결과로 생성된 유출물은 또한 라인(14 및 9)을 통해 제공된 산소 및 스팀 혼합물과도 조합하게 된다. 이런 결과로 생성된 혼합물은 라인(10)을 통해 운반되고, 산화적 재가열에 의해 수행되는 탈수소화 반응 영역(11)으로 도입된다. 탈수소화 반응 영역(11)은 산화 영역(16) 및 탈수소화 영역(17)을 함유한다. 탈수소화 반응 영역(11)으로부터 결과로 생성된 유출물은 라인(12)을 통해 운반되고 회수되는 생성물 탈수소화 탄화수소를 포함한다.Referring again to the drawings, a hydrocarbon feed stream comprising C3 + feed hydrocarbons, i.e., hydrocarbons having three or more carbon atoms per molecule, is introduced into the process via line 1 and is bifurcated into a first portion and a second portion, Two parts are provided. A first portion of the feed stream is conveyed through line 2 and combined with the steam provided by line 3, and the resulting mixture is introduced into dehydrogenation reaction zone 5. The dehydrogenated zone 5 is operated without oxidative reheating and the resulting effluent is conveyed through line 6 and heated via indirect heat exchange (not shown), and the dehydrogenation reaction zone 7). The dehydrogenated zone 7 is operated without oxidative reheating and the resulting effluent is combined with the second portion of the feed stream being transported through line 8 and through lines 13 and 9, . The resulting effluent from the dehydrogenation zone 7 carried through line 8 is also combined with the oxygen and steam mixture provided through lines 14 and 9. The resulting mixture is conveyed through line 10 and introduced into dehydrogenation reaction zone 11, which is carried out by oxidative reheating. The dehydrogenation reaction zone (11) contains an oxidation zone (16) and a dehydrogenation zone (17). The resulting effluent from dehydrogenation reaction zone (11) contains product dehydrogenated hydrocarbons carried and recovered via line (12).

Claims (10)

C3+ 공급물 탄화수소의 접촉 탈수소화(catalytic dehydrogenation) 방법으로서,
(a) C3+ 공급물 탄화수소를 포함하는 공급물 스트림의 제1 부분을 제1 탈수소화 영역에서 탈수소화 조건 하에 제1 탈수소화 촉매 층에 통과시켜서 수소, C3+ 공급물 탄화수소 및 C3+ 생성물 탄화수소를 포함하는 제1 탈수소화 영역 유출물 스트림을 생성하는 단계,
(b) 제1 탈수소화 영역 유출물 스트림의 적어도 일부를 가열하고 제2 탈수소화 영역에서 탈수소화 조건 하에 제2 탈수소화 촉매 층에 통과시켜서 수소, C3+ 공급물 탄화수소 및 C3+ 생성물 탄화수소를 포함하는 제2 탈수소화 영역 유출물 스트림을 생성하는 단계,
(c) 제2 탈수소화 영역 유출물 스트림의 적어도 일부, C3+ 공급물 탄화수소를 포함하는 공급물 스트림의 제2 부분 및 산소를 산화 영역에서 산화 조건 하에 선택적 수소 산화 촉매의 개별 층에 통과시켜서 산화 영역 유출물을 생성하는 단계,
(d) 산화 영역 유출물의 적어도 일부를 제3 탈수소화 영역에서 탈수소화 조건 하에 제3 탈수소화 촉매 층에 통과시켜서 생성물 탄화수소를 포함하는 제3 탈수소화 영역 유출물 스트림을 생성하는 단계, 및
(e) 생성물 탄화수소를 회수하는 단계
를 포함하는 방법.
As a catalytic dehydrogenation method of C3 + feed hydrocarbons,
(a) passing a first portion of a feed stream comprising C3 + feed hydrocarbons to a first dehydrogenation catalyst bed under dehydrogenation conditions in a first dehydrogenation zone to produce a feed stream comprising hydrogen, C3 + feed hydrocarbons and C3 + product hydrocarbons Producing a first dehydrogenated zone effluent stream,
(b) at least a portion of the first dehydrogenated effluent stream is heated and passed through a second dehydrogenation catalyst bed under dehydrogenation conditions in a second dehydrogenation zone to produce a feed stream comprising hydrogen, a C3 + feed hydrocarbons and a C3 + 2 dehydrogenated zone effluent stream,
(c) passing at least a portion of the second dehydrogenated effluent stream, a second portion of the feed stream comprising C3 + feed hydrocarbons, and oxygen into an individual layer of a selective hydrogen oxidation catalyst under oxidizing conditions in the oxidizing region, Generating an effluent,
(d) passing at least a portion of the oxidation zone effluent through a third dehydrogenation catalyst bed under dehydrogenation conditions in a third dehydrogenation zone to produce a third dehydrogenation zone effluent stream comprising product hydrocarbons; and
(e) recovering the product hydrocarbons
≪ / RTI >
제1항에 있어서, 공급물 스트림의 제1 부분과 스팀을 제1 탈수소화 촉매 층에 통과시키기 전에 공급물 스트림의 제1 부분과 스팀을 혼합하는 단계를 더 포함하는 방법.The method of claim 1, further comprising mixing steam with a first portion of the feed stream and a first portion of the feed stream prior to passing steam through the first dehydrogenation catalyst bed. 제2항에 있어서, 스팀의 양이 공급물 스트림의 제1 부분 중 C3+ 공급물 탄화수소 1 파운드 당 0.5 내지 1.5 파운드 범위인 방법.3. The process of claim 2, wherein the amount of steam ranges from 0.5 to 1.5 pounds per pound of C3 + feed hydrocarbons in the first portion of the feed stream. 제1항 또는 제2항에 있어서, 스팀은 제2 탈수소화 영역 유출물 스트림의 부분, 공급물 스트림의 제2 부분 및 산소와 혼합한 후 제2 탈소수화 영역 유출물 스트림의 부분, 공급물 스트림의 제2 부분, 산소 및 스팀을 선택적 수소 산화 촉매의 개별 층에 통과시키는 것인 방법.3. A process according to claim 1 or 2, wherein steam is introduced into the second dehydrogenated zone effluent stream, a portion of the second dehydrogenated zone effluent stream, a second portion of the feed stream and oxygen, Oxygen and steam are passed through the individual layers of the selective hydrogen oxidation catalyst. 제1항 또는 제2항에 있어서, C3+ 공급물 탄화수소가 알킬방향족 탄화수소인 방법.The process of any one of claims 1 to 3 wherein the C3 + feed hydrocarbons are alkylaromatic hydrocarbons. 제1항 또는 제2항에 있어서, C3+ 공급물 탄화수소가 에틸벤젠인 방법.3. The process according to claim 1 or 2, wherein the C3 + feed hydrocarbons are ethyl benzene. 제1항 또는 제2항에 있어서, C3+ 공급물 탄화수소가 프로판인 방법.3. The process according to claim 1 or 2, wherein the C3 + feed hydrocarbons are propane. 제1항 또는 제2항에 있어서, C3+ 공급물 탄화수소가 부탄인 방법.3. The process according to claim 1 or 2, wherein the C3 + feed hydrocarbons are butane. 제1항 또는 제2항에 있어서, 탈수소화 조건은 500℃ 내지 750℃의 온도 및 100 내지 750 mmHg의 압력을 포함하는 것인 방법.The process according to any one of claims 1 to 5, wherein the dehydrogenation conditions comprise a temperature of 500 ° C to 750 ° C and a pressure of 100 to 750 mmHg. 제9항에 있어서, 탈수소화 조건은 250 내지 700 mmHg의 압력을 포함하는 것인 방법.10. The process of claim 9, wherein the dehydrogenation conditions comprise a pressure of 250 to 700 mmHg.
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