KR101932328B1 - 탈수소 반응 촉매재생장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 탈수소화 촉매를 이용하여 기체상 탄화수소를 포함하는 반응물 스트림의 탈수소화 반응을 진행하여 생성물 스트림을 배출하는 반응파트; 상기 반응파트와 연결되어 반응파트로부터 활성이 감소된 촉매를 전달받아 재생시킨 후 상기 반응파트로 순환시키는 촉매재생파트; 및 상기 반응파트와 상기 촉매재생파트 사이에 형성되는 촉매이송통로를 포함하는 것을 특징으로 하는 탈수소 반응 촉매재생장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명에 의하면 코크 발생으로 인한 촉매의 비활성화를 방지함으로써 촉매의 반응 성능을 향상시킬 수 있어 전체적인 탈수소 공정의 수율을 향상시킬 수 있다.

Description

탈수소 반응 촉매재생장치{APPARATUS OF DEHYDROGENATION REACTION AND CATALYST REGENERATION REACTION}
본 발명은 탈수소 반응 촉매재생장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 탈수소 공정에서 탈수소 반응과 촉매재생이 동시에 진행되어, 촉매의 활성 조건이 최적화된 상태에서 탈수소 반응이 진행되어 반응 수율을 향상시킬 수 있는 탈수소 반응 재생장치에 관한 것이다.
프로필렌은 폴리프로필렌, 프로필렌 옥사이드 등 다양한 석유화학 제품을 생산하는 중요 재료가 되는 물질이며 시장규모도 점차 증가하는 추세에 있다. 프로필렌 생산 공정 중에서 탈수소 공정은 직접적으로 프로필렌 생산하는 공정으로, 셰일 가스의 영향으로 그 중요성이 증대되고 있다.
프로필렌은 촉매 탈수소화반응을 통한 프로판의 탈수소화로 얻어질 수 있다. 탈수소화 촉매는 통상적으로 산성 지지체, 예컨대 알루미나, 또는 실리카 알루미나, 또는 제올라이트 상의 귀금속 촉매를 포함한다. 전형적인 탈수소화 반응 온도는 500℃ 이상, 종종 600℃ 이상 또는 700℃ 이상이다. 또한, 탈수소화 반응에 사용되는 촉매는 작업 시간의 증가에 따라 더 증가하는 정도로 비가역적으로 비활성화되기 때문에, 작업 시간의 증가에 따라 훨씬 더 높은 반응 온도가 통상적으로 필요하다. 이러한 공정은 촉매를 코킹하여 촉매를 불활성화시킨다. 따라서 촉매는 탈수소화 반응기에서, 작동 또는 체류의 비교적 짧은 시간 이후에 정기적으로 재생될 필요가 있다.
기존의 탈수소화 공정에 사용되는 반응기의 유형은 유동 베드형(moving bed type) 및 고정 베드형(fixed bed type)의 2가지 반응기 형태를 가지고 있다. 도 2는 종래의 유동 베드형 탈수소화 반응을 위한 유동 베드형 반응기의 일례를 도시한 모식도이다. 탄화수소 공급 기체 스트림이 점선으로 표시된다. 탈수소화 촉매 스트림은 실선으로 표시된다. 도 2에 도시된 바와 같은 종래의 탈수소 반응장치는 2개 이상의 직렬 연결된 반응기(11, 12, 13)로 구성된다. 이러한 탈수소 반응장치에 의해서 탄화수소를 탈수소화시키는 경우에는, 탄화수소 공급 기체 스트림이 반응기(11)에 유입되어 반응한 후, 히터(미도시)에 의해 재가열되어 제2 반응기(12)로 유입되어 반응하고, 동일한 과정을 거쳐 제3 반응기(13)까지 통과한 후 분리공정 과정을 거치게 된다. 또한, 탈수소화 촉매 스트림도 탄화수소 공급 기체 스트림의 흐름과 동일하게 반응기(11)에서부터 제3 반응기(13)까지 연속적으로 진행하고 재생 영역인 촉매 재생기(14)로 수송된다.
이러한 장치에서는 1단에서 촉매가 탈수소 반응을 거친 후 표면에 코크가 형성되고 활성이 상당 부분 감소된 상태로 2단으로 이송되어 반응이 진행되므로 반응기 단수가 증가할수록 수율이 감소하는 조건에서 진행된다. 1단과 2단 사이에 재생 타워를 거친 후 반응을 진행할 수 있지만 투자비 및 운영비용이 커지므로, 3~4단까지 반응을 종료한 후 마지막 반응기인 제3 반응기(13)를 통과하는 촉매는 코크를 촉매재생기(14)에서 제거하는 재생공정을 거친다. 특히 제3 반응기(13)의 경우에는 코크의 급격한 증가로 인하여 촉매를 비가역적으로 비활성화하고, 이에 따라 공정 수율이 급격하게 감소한다. 이러한 단점을 보완하기 위해 반응기 내부 형태를 변경하거나 공급 스트림의 예열온도를 증가시키는 방법을 적용할 수 있는데, 이와 같이 예열 온도를 올릴 경우 열적 크래킹(thermal cracking)이 증가하여 원단위를 감소시키는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로, 본 발명의 하나의 목적은 탄화수소의 탈수소화 공정에서 코크 발생으로 인한 촉매 활성의 감소를 방지하여, 촉매의 활성 조건이 최적화된 상태에서 탈수소 반응이 진행되어 탈수소화 공정 수율을 향상시킬 수 있는 탈수소 반응 촉매재생장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 촉매 이송 거리를 단축시켜, 이송시 소실되는 촉매의 양을 줄이고, 촉매 재생 시 발생되는 열을 탈수소 반응공정에서 사용하여 흡열반응 시 소실된 반응열을 추가로 공급함으로써 전환율을 높이고, 탈수소화 공정 수율을 향상시킬 수 있는 탈수소 반응 촉매재생장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은
탈수소화 촉매를 이용하여 기체상 탄화수소를 포함하는 반응물 스트림의 탈수소화 반응을 진행하여 생성물 스트림을 배출하는 반응파트; 상기 반응파트와 연결되어 반응파트로부터 활성이 감소된 촉매를 전달받아 재생시킨 후 상기 반응파트로 순환시키는 촉매재생파트; 및 상기 반응파트와 상기 촉매재생파트 사이에 형성되는 촉매이송통로를 포함하는 것을 특징으로 하는 탈수소 반응 촉매재생장치에 관한 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 양상은,
반응파트에서 반응물과 촉매입자의 존재하에서 탈수소 반응을 진행하는 단계; 촉매 활성이 저하된 촉매를 상기 반응파트로부터 촉매재생파트로 이송하여 촉매를 재생시키는 단계; 촉매재생파트에서 재생된 촉매를 촉매이송통로를 통해서 상기 반응파트로 순환시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탈수소 반응 촉매재생방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 탈수소 반응 촉매재생 장치 및 방법에 의하면, 탈수소화 반응 시스템에서 코크 발생으로 인한 촉매의 비활성화를 방지함으로써 촉매의 반응 성능을 향상시킬 수 있어 전체 공정 수율을 향상시킬 수 있다. 또한, 촉매 재생장치에서 과량의 코크 연소에 의해 발생할 수 있는 문제점을 감소시켜 공정 운전성이 개선되는 효과를 제공할 수 있다.
본 발명의 탈수소 반응 촉매재생장치는 각 반응 시 촉매의 활성조건이 최적화된 상태에서 반응이 진행되므로 기존 대비 높은 수율을 달성할 수 있고 촉매 이송 거리가 단축됨에 따라 이송 시 소실되는 촉매량을 줄일 수 있고, 더욱이 촉매 재생 시 발생되는 열을 탈수소 반응 공정에서 즉시 사용할 수 있으므로 흡열 반응 시 소실된 반응열을 추가로 공급하는 효과도 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 의한 탈수소 반응 촉매재생장치를 도시한 모식도이다.
도 2는 종래 기술에 의한 탈수소화 반응장치의 일례를 도시한 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 의한 탈수소 반응 촉매재생장치의 반응파트를 구성하는 탈수소화 반응기의 개략단면도이다.
이하에서 첨부 도면을 참고하여 본 발명의 구현예에 대하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지의 범용적인 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 명세서에 사용되는 용어 "기체상 탄화수소"는 탈수소화될 탄화수소를 포함하는 직쇄형(straight-chain), 가지형(branched) 또는 고리형(cyclic) 알칸, 알켄, 알카디엔 및 알킨과 같은 다양한 탄화수소 분자를 의미하고, 선택적으로 예를 들어 수소와 같은 다른 물질, 또는 중금속과 같은 불순물을 포함하는 스트림일 수 있다. 본 명세서에 사용되는 기체상 탄화수소는 또한 천연 탄화수소 공급 원료, 탄화수소 공급 원료, 공급물, 공급 스트림, 조합된 공급 스트림 또는 유출물을 포함할 수 있다. 본 발명에서 "탈수소화될 탄화수소"는 예를 들면 화학량론 CnH2n +2 (1<n≤20), 및 화학량론 CnH2n (1<n≤20, 및 화학량론 CnH2n -2 (2<n≤20이고, n은 정수)의 탄화수소, 특히 C2- 내지 C16-알칸, 예를 들면 에탄, 프로판, n-부탄, 이소부탄, n-펜탄, 이소펜탄, n-헥산, n-헵탄, n-옥탄, n-노난, n-데칸, n-운데칸, n-도데칸, n-트리데칸, n-테트라데칸, n-펜타데칸 및 n-헥사데칸을 포함한다.
본 발명은 탈수소 반응 촉매재생장치에 관한 것이다. 본 발명의 탈수소 반응 촉매재생장치는, 탈수소 반응이 진행되는 반응파트의 전단에 촉매재생파트가 설치되어, 탈수소 반응과 촉매의 재생이 하나의 타워에서 동시에 진행될 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다. 반응파트와 촉매재생파트 사이에는 촉매이송통로가 형성되고, 촉매재생파트와 반응파트간의 촉매 이송은 가능하지만 그 외 재생가스 혹은 반응가스는 서로 혼합되지 않도록 분리된다. 촉매가 촉매재생파트와 반응파트로 차례대로 이송되고, 탈수소 반응완료 후 상부의 촉매재생파트로 재순환된다. 재생 및 반응기의 형태는 종래의 내부-외부 스크린 형태를 사용하고, 상부 혹은 하부에서 가스가 주입되고 스크린과 촉매를 거친 후 측면으로 최종 배출되는 형태를 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예의 탈수소 반응 촉매재생장치의 개략모식도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예의 탈수소 반응 촉매재생장치(100)는 탈수소화 촉매를 이용하여 기체상 탄화수소를 포함하는 반응물 스트림의 탈수소화 반응을 진행하여 생성물 스트림을 배출하는 반응파트(120); 상기 반응파트(120)와 연결되어 반응파트로부터 활성이 감소된 촉매를 전달받아 재생시킨 후 상기 반응파트로 순환시키는 촉매재생파트(110); 및 상기 반응파트와 상기 촉매재생파트 사이에 형성되는 촉매이송통로(130)를 포함한다.
본 발명의 탈수소 반응 촉매재생장치에서 상기 촉매재생파트(110)는 상기 반응파트(120)의 상단에 형성되는 것이 바람직하다. 반응기 내부에서 촉매의 이송은 반응기 상단에서 하단으로 진행되는데, 촉매재생파트(110)에서 발열반응으로 생성된 반응열의 손실을 최소화하여 이용하기 위해서는 촉매재생파트(110)가 상단에 배치하는 것이 유리하다.
촉매재생파트(110)와 반응파트(120)의 상대적인 크기는 반응 및 재생 조건과 촉매 물성에 따라 조절되어야 한다. 재생가스의 유량 및 농도에 따라 촉매 주요성분의 비활성화가 발생할 수 있으므로 이를 감안하여 적절한 촉매재생파트 운전조건이 결정되고 촉매재생파트(110)의 크기를 결정할 수 있다.
기본적으로 본 발명의 탈수소화 공정의 반응기 형태는 유동 베드형으로 구성되는데, 촉매재생파트(110)와 반응파트(120)로의 촉매이송에 따라 단계적인 연속공정으로 진행된다. 촉매재생파트와 반응파트가 연결되는 촉매이송통로(130)에 차단 막을 설치하고 촉매 재생가스와 반응가스가 서로 혼합되지 않도록 한다. 차단 막의 개폐 조절을 통해 촉매 재생과 탈수소 반응이 분리되어 진행되고 촉매이송에 따라 단계적으로 이루어지도록 한다.
상기 촉매재생파트(110)는 산소 함유 기체에 의한 재생이 진행되고, 선택적으로 수소 함유 기체에 의한 활성화가 추가로 진행되도록 구성될 수 있다.
반응파트(120)에서 사용되어 활성이 떨어진 촉매는 촉매재생파트(110)로 수송될 수 있다. 탈수소화 반응에 의해 코크가 생성되어 비활성화된 촉매를 300 내지 800℃로 가열하여 촉매 내에 생성된 코크의 일부 또는 전부를 연소시킨다. 이와 같이 재생된 촉매는 촉매이송통로(130)을 통해서 촉매재생파트(110) 하단의 반응파트(120)로 다시 투입된다. 촉매의 재생에 사용되는 가스는 산소, 산소/불활성 기체 혼합물, 산소/염소/불활성 기체 혼합물 또는 산소/염소/수증기(steam)/불활성 기체 혼합물일 수 있다. 상기 불활성기체는 질소 또는 아르곤을 포함한다.
본 발명에서는 촉매가 촉매재생파트(110)에서 반응파트(120)로 이송되고, 반응파트(120)에서 촉매재생파트(110)로 재순환되기 때문에, 촉매 이송 거리가 종래의 시스템에 비해 훨씬 단축되어 촉매 이송시 소실되는 촉매를 줄일 수 있고, 촉매의 수명을 연장할 수 있다.
소모된 탈수소화 촉매는 통상적으로 비활성 기체로 플러쉬시키고, 상기 촉매에 산소 함유 기체를 통과시킨 다음, 다시 비활성 기체로 플러쉬시킨 후, 상기 촉매를 수소로 활성화시킴으로써 재생되는데, 이때 재생 시 압력은 대기압을 적용시킨다. 이러한 재생 반응은 일반적으로 300℃ 내지 800℃의 온도에서 진행된다.
본 발명의 탈수소 반응 재생장치에서는 반응파트와 촉매재생파트가 연결되어 있기 때문에, 촉매재생파트에 의해 가열된 촉매 재생 가스의 열에너지는 상기 반응파트에 전달되도록 구성될 수 있다. 따라서 촉매 재생 시에 발생되는 열을 탈수소 반응 공정에서 즉시 사용할 수 있으므로, 흡열 반응 시 소실된 반응열을 추가로 공급하는 효과를 얻을 수 있다.
상기 반응파트(120)와 상기 촉매재생파트(110)는 하나의 원통형 타워 내에 형성될 수 있다. 상기 원통형 반응파트의 일례를 도 3에 도시하였다. 도 3을 참조하면, 탈수소화 반응파트(120)는 탈수소화 반응기 내부를 형성하는 하우징(1), 상기 반응기 내부로 반응물 스트림을 공급하기 위한 반응기 유입구(2), 반응기 중심을 방사상으로 둘러싸고 있으며, 촉매 입자(3)의 촉매 베드를 유지하면서 동심원상의 촉매 베드를 포함하고, 촉매 스크린(4,5)에 의하여 한정되는 환상 반응영역(6) 및 상기 반응기 내부로부터 반응물 스트림을 회수하기 위한 반응기 유출구(7)를 포함한다. 상기 반응기 유입구(2)는 상기 반응기의 상단 일측에 형성되고, 상기 반응기 유출구(7)는 상기 반응기의 하단 일측에 형성된다. 반응파트(120)는 중력 스트림에 의해 환형 촉매 베드로 이동 가능한 촉매입자들과 반응물 스트림을 방사상 스트림으로 접촉시키도록 구성된다.
도 3을 참조하면, 반응파트(120)를 구성하는 탈수소화 반응기는 외부의 원통형 하우징(1)으로 구성되고 이에 수용되는 촉매 베드가 포함된 환상 반응영역(6)은 서로 방사상으로 일정한 간격을 두고 있다. 상기 하우징(1)의 반응영역의 상부에는 촉매이송통로(130)와 이어지는 촉매 유입부(8)를 포함한다. 이러한 촉매 유입부(8)는 환상 반응영역(6)의 촉매 베드에 촉매를 공급한다. 촉매 입자(3)는 하우징(1)의 상단의 촉매 유입부(8)로부터 하우징(1)의 상부 부분 안으로 개방되는 하나 이상의 유입로(9)를 통과하여 하우징(1)의 상부 부분안의 환상반응영역(6)의 촉매 베드로 유입되고, 촉매는 환상반응영역(6)의 촉매 베드의 하부부분에 위치되는 다수의 촉매 배출관(10)을 통하여 배출되어 하단의 반응파트(120)로 이송된다.
촉매 베드의 내외부에 형성되는 촉매 스크린(4,5)은 내부 스크린(4) 및 외부 스크린(5)으로 구분된다. 내부 스크린(4) 및 외부 스크린(5)은 유동 저항이나 큰 압력강하 없이 유체 유동 스트림이 통과할 수 있을 정도로 크지만 이에 수용된 촉매 입자(3)는 통과하지 못하고 수용된 상태에 놓일 수 있을 정도로 작은 메쉬 크기를 갖는 스크린 또는 다공체로 구성된다.
본 발명의 다른 양상은 탈수소 반응 촉매재생방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 특히, 프로필렌의 생산을 위한 프로판의 탈수소화 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 반응파트에서 반응물과 촉매입자의 존재하에서 탈수소 반응을 진행하는 단계; 촉매 활성이 저하된 촉매를 상기 반응파트로부터 촉매재생파트로 이송하여 촉매를 재생시키는 단계; 촉매재생파트에서 재생된 촉매를 촉매이송통로를 통해서 상기 반응파트로 재순환시키는 단계를 포함한다.
탈수소화 반응은 반응파트에서 진행되고, 유동화된 촉매와 프로판이 혼합 및 접촉하여 프로필렌을 포함하는 생성물 스트림을 생성하는 조건에서 진행된다. 반응파트의 동작은 반응기에서의 촉매의 체류시간을 15분 내지 45분이 되게 제공하는 속도로 연속적으로 촉매를 공급하고 탈수소화 반응파트로부터 촉매를 제거하도록 설계된다. 상기 반응파트는 고속 유동 반응기이며, 잘 혼합된 반응물과 공급스트림을 제공하고, 반응기 전체로서 균일한 온도를 제공하게 한다. 상기 반응파트(120)로부터의 유출물 스트림은 소비된 촉매 스트림과 프로필렌을 포함하는 생성물 스트림으로 분리된다. 상기 소비된 촉매는 촉매재생파트(110)로 전달되며, 이에 의하여 재생된 촉매 스트림을 생성한다. 상기 촉매는 촉매재생 파트에서의 평균 체류 시간이 30분 이하로 제한되는 조건하에 촉매재생파트에서 재생된다. 상기 재생된 촉매는 반응파트(120)로 재순환된다.
본 발명의 방법에서는 반응파트에서 반응물과 촉매입자의 존재하에서 탈수소 반응을 진행하고, 촉매 활성이 저하된 촉매를 상기 반응파트로부터 촉매이송통로를 통해서 상기 반응파트 상단의 촉매재생파트로 이송하여 촉매를 재생시킨다. 촉매재생파트에서 재생된 촉매를 상기 반응파트로 제순환시켜 재사용한다. 이러한 사이클은 다년간 이용될 수 있으나, 지속적인 사용으로 촉매의 활성이 과도하게 저하된 경우에는 새로운 촉매로 교체하는 것이 바람직하다.
본 발명의 방법에서 촉매 재생은 촉매 내에 생성된 코크의 일부를 300° 내지 800°의 촉매 재생 가스로 연소시켜 촉매를 재생한 후, 코크가 제거된 촉매를 산소 함유 가스에 의해 재생한 후 하단의 반응파트로 순환시킨다.
탈수소화 촉매는 반응기내 고정층으로서, 또는 예를 들어, 유동화된 층의 형태로서 사용될 수 있으며, 적당한 형태를 보유할 수 있다. 적당한 형태로서는 예를 들어, 과립, 펠렛, 단일체, 구 또는 압출물(막대형, 바퀴형, 별형, 고리형)이 있다. 탈수소화 처리할 탄화수소로서, 2∼20개의 탄소 원자를 보유하는 파라핀, 알킬방향족, 나프텐 또는 올레핀을 사용할 수 있다. 이 방법은 특히 사슬 길이가 C 2∼15, 바람직하게는 C 2∼5 인 직쇄 또는 분지쇄 탄화수소의 탈수소화에 유용하다. 그 예로서는 에탄, 프로판, n-부탄, 이소부탄, n-펜탄, 이소펜탄, n-헥산, n-헵탄, n-옥탄, n-노난, n-데칸, n-운데칸, n-도데칸, n-트리데칸, n-테트라데칸, n-펜타데 칸이 있다. 특히 바람직한 탄화수소는 프로판이다.
본 발명에 의하여 재생될 수 있는 탈수소화 촉매는 일반적으로 지지체 및 활성 조성물을 포함한다. 상기 지지체는 내열성 산화물 또는 혼합 산화물을 포함한다. 상기 탈수소화 촉매는 지지체로서 이산화지르코늄, 산화아연, 산화알루미
늄, 이산화실리콘, 이산화티타늄, 산화마그네슘, 산화란타늄, 산화세륨 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 금속 산화물을 포함하는 것이 바람직하다. 지지체로서는 이산화지르코늄 및/또는 이산화실리콘이 바람직하고; 이산화지르코늄 및 이산화실리콘의 혼합물이 특히 바람직하다.
본 발명에 의하여 재생될 수 있는 탈수소화 촉매의 활성 조성물은 일반적으로 전이 원소인 Ⅷ족 원소, 바람직하게는 백금 및/또는 팔라듐, 특히 바람직하게는 백금과 같은 하나 이상의 원소를 포함한다. 탈수소화 촉매는 추가로 주족인 Ⅰ족 및/또는 Ⅱ족 원소중 하나 이상의 원소, 바람직하게는 칼륨 및/또는 세슘을 포함할 수 있다. 그뿐만 아니라, 상기 탈수소화 촉매는 추가로 란탄족 및 악티늄족, 바람직하게는 란타늄 및/또는 세륨을 비롯한, 전이 원소인 Ⅲ족 원소중 하나 이상의 원소를 포함할 수 있다. 마지막으로, 상기 탈수소화 촉매는 추가로 주족인 Ⅲ족 및/또는 Ⅳ족 원소중 하나 이상의 원소, 바람직하게는 보론, 갈륨, 실리콘, 게르마늄, 주석 및 납, 특히 바람직하게는 주석으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 원소를 포함할 수 있다.
본 발명에서 반응파트와 촉매재생파트는 하나의 원통형 타워로 구성될 수 있다. 상기 반응파트는 가 상기 촉매재생파트 하단에 배열되는 것이 바람직하다.
상기 촉매재생파트에서 상기 반응파트로의 촉매 이송은 재생가스와 반응가스가 서로 혼합되지 않도록 재생된 촉매만 이송하는 것이 요구된다. 반응가스가 혼합되는 경우에는 전환율이 저하될 수 있다.
상기 촉매 재생에 의해 가열된 촉매 재생 가스의 열에너지는 상기 반응파트에 전달되어 탈수소 반응에 즉시 사용될 수 있다.
이상에서 본 발명에 대해서 상세하게 설명하였지만, 이들은 예시적인 것으로, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다양하게 변형 또는 변경 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 후술하는 청구범위에 기초해서 정해져야 할 것이다.
100: 탈수소 반응 촉매재생장치
110: 촉매재생파트
120: 반응파트 130: 촉매이송통로

Claims (12)

  1. 탈수소화 촉매를 이용하여 기체상 탄화수소를 포함하는 반응물 스트림의 탈수소화 반응을 진행하여 생성물 스트림을 배출하는 반응파트; 상기 반응파트와 하나의 타워 내에 인접하여 형성되고,
    상기 반응파트와 촉매이송이 가능하도록 연통되어 반응파트로부터 활성이 감소된 촉매를 전달받아 촉매에 형성된 코크를 촉매 재생 가스로 연소시켜 촉매를 재생시킨 후 상기 반응파트로 순환시키는 촉매재생파트; 및 상기 반응파트와 상기 촉매재생파트 사이에 형성되어, 촉매재생파트에서 재생된 촉매와 촉매재생파트에 의해 가열된 촉매 재생 가스의 열에너지를 하나의 타워 내의 인접하는 상기 반응파트로 순환시키는 촉매이송통로를 포함하여, 탈수소 반응과 촉매의 재생이 하나의 타워에서 동시에 진행될 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 탈수소 반응 촉매재생장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 촉매재생파트가 상기 반응파트 상단에 형성되는 것을 특징으로 하는 탈수소 반응 촉매재생장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 촉매이송통로는 촉매의 이송은 가능하지만, 재생가스와 반응가스가 서로 혼합되지 않도록 분리하여 구성된 것을 특징으로 하는 탈수소 반응 촉매재생장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 촉매재생파트에서는 산소 함유 기체에 의한 재생이 진행되고, 선택적으로 수소 함유 기체에 의한 활성화가 추가로 진행되도록 구성된 것을 특징으로 하는 탈수소 반응 촉매재생장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 반응파트와 촉매재생파트가 하나의 타워 내에 인접하여 형성되는 제1항의 장치에서 탈수소 반응을 수행함에 있어서, 반응파트에서 반응물과 촉매입자의 존재 하에서 탈수소 반응을 진행하는 단계; 촉매 활성이 저하된 촉매를 상기 반응파트로부터 인접하는 촉매재생파트로 이송하여 촉매에 형성된 코크를 촉매 재생 가스로 연소시켜 촉매를 재생시키는 단계; 촉매재생파트에서 재생된 촉매와 촉매재생파트에 의해 가열된 촉매 재생 가스의 열에너지를 촉매이송통로를 통해서 하나의 타워 내의 인접하는 상기 반응파트로 순환시키는 단계를 포함하여, 탈수소 반응과 촉매재생반응을 하나의 타워에서 동시에 진행하는 것을 특징으로 하는 탈수소 반응 촉매재생방법.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서, 상기 반응파트가 상기 촉매재생파트 하단에 배열되는 탈수소 반응 촉매재생방법.
  10. 제7항에 있어서, 상기 촉매재생파트에서 상기 반응파트로의 촉매 이송은 재생가스와 반응가스가 서로 혼합되지 않도록 재생된 촉매만 이송하는 것을 특징으로 하는 탈수소 반응 촉매재생방법.
  11. 삭제
  12. 제7항에 있어서, 상기 반응물은 탄소수 C2 내지 C20 범위의 알칸으로 구성됨을 특징으로 하는 탈수소 반응 촉매재생방법.
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