KR102025097B1 - Dehydrogenation appratus and method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 직렬 연결된 복수의 이동층 탈수소화 반응기들; 반응기 전단에 설치되어, 전단의 반응기로부터 이송된 불활성화된 촉매를 재생한 후 해당 반응기에 공급하는 전단 촉매재생부로서, 수증기 처리에 의해 촉매 표면의 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체가 공급되어 상기 코크의 연소에 의해 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생하는 전단 촉매재생부; 및 마지막 반응기 다음 단에 설치되고, 연소 구역, 할로겐화 구역 및 건조 구역으로 구성되어, 마지막 반응기로부터 이송된 불활성화된 촉매를 재생한 후 제1 반응기로 재순환시키는 주 촉매재생기를 포함하는 탈수소화 장치에 관한 것으로, 본 발명에 의하면 각각의 반응기의 전단에 설치된 전단 촉매재생부에 의해서, 전단의 반응기에서 사용된 비활성화된 촉매 표면의 코크를 수증기를 통해 연속으로 제거하여 촉매의 성능을 유지 및 향상시킬 수 있으며 스크린을 통과하는 유체의 흐름을 원활하게 할 수 있다.The present invention provides a plurality of moving bed dehydrogenation reactors connected in series; It is a shear catalyst regeneration unit installed at the front end of the reactor and regenerating the deactivated catalyst transferred from the reactor at the front end and then supplying it to the reactor. The steam on the surface of the catalyst is burned and removed by steam treatment, and hydrogen gas is supplied. Shear catalyst regeneration unit for regenerating the catalyst by reducing the carbon monoxide concentration increased by the combustion of the coke; And a main catalyst regenerator installed in the next stage of the last reactor and composed of a combustion zone, a halogenation zone, and a drying zone, for regenerating and recycling the deactivated catalyst transferred from the last reactor to the first reactor. According to the present invention, by the front end catalyst regeneration unit installed at the front end of each reactor, it is possible to maintain and improve the performance of the catalyst by continuously removing the coke of the deactivated catalyst surface used in the front end reactor through the water vapor And smooth the flow of fluid through the screen.

Description

탈수소화 장치 및 방법{DEHYDROGENATION APPRATUS AND METHOD}Dehydrogenation Apparatus and Method {DEHYDROGENATION APPRATUS AND METHOD}

본 발명은 탈수소화 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다단 탈수소화 반응기 각각의 단에서의 반응공정 후 다음 반응공정으로 촉매가 투입되기 이전에 수증기에 의해 촉매를 재생함으로써 촉매 성능을 증가시키고 전체 반응 수율을 증가시킬 수 있는 탈수소화 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a dehydrogenation apparatus and method, and more particularly, to increase catalyst performance by regenerating the catalyst by steam after the reaction in each stage of the multistage dehydrogenation reactor and before the catalyst is introduced into the next reaction. A dehydrogenation apparatus and method that can increase the overall reaction yield.

석유화학공업에서는 연속적인 촉매 전환이 진행된다. 탄화수소의 이동상 촉매 탈수소화 공정(Moving Catalyst Dehydrogenation Process)은 경질 탄화수소 성분의 생산에 있어 중요한 공정이며, 에틸렌과 프로필렌의 생산에 있어 중요한 공정이다. 이동상 촉매 탈수소화 공정에서 촉매는 반응기와 재생기 사이에서 연속적으로 재순환한다.In the petrochemical industry, continuous catalytic conversion takes place. Moving Catalyst Dehydrogenation Process of Hydrocarbons is an important process for the production of light hydrocarbon components and an important process for the production of ethylene and propylene. In the mobile phase catalyst dehydrogenation process the catalyst is continuously recycled between the reactor and the regenerator.

도 1을 참조하면, 국내특허공개 제2016-0022313호는 하나 이상의 반응기(25)를 포함하고, 촉매(65)가 일련의 반응기들(25)을 통해서 이동되고, 촉매(70)가 마지막 반응기(25)에서 배출된 후 촉매 재생 구간(15)에서 촉매 상의 코크가 연소되고 촉매가 재생 단계를 거친 후 제1 반응기(25)로 다시 이송되는 전형적인 탈수소화 시스템을 개시하고 있다. Referring to FIG. 1, Korean Patent Publication No. 2016-0022313 includes one or more reactors 25, the catalyst 65 is moved through a series of reactors 25, and the catalyst 70 is the last reactor ( A typical dehydrogenation system is disclosed in which coke on the catalyst is burned in the catalyst regeneration section 15 after being discharged in 25) and the catalyst is passed back to the first reactor 25 after the regeneration step.

탈수소화 반응은 강한 흡열반응이고, 만족할만한 속도로 반응을 진행하기 위해서 600℃ 이상의 고온을 요구한다. 촉매의 연속적인 반응에 의해 촉매에 생성되는 코크는 탈수소화 반응이 진행됨에 따라 지속적으로 증가하여 촉매 활성이 서서히 감소한다. 촉매가 불활성화되면 알칸 탈수소화에 대한 촉매의 활성 및 알켄 형성에 대한 선택도가 저감될 수 있다. 이렇게 되면 결국 공정 효율이 저하되므로, 마지막 반응기인 제3 반응기(25)를 통과하는 촉매는 촉매재생기(75)에서 코크를 제거하는 재생 공정을 거친다. 특히 제3 반응기(25)의 경우에는 코크의 급격한 증가로 인하여 촉매를 비가역적으로 불활성화하고, 이에 따라 공정 수율이 급격하게 감소한다.The dehydrogenation reaction is a strong endothermic reaction and requires a high temperature of 600 ° C. or higher to proceed the reaction at a satisfactory rate. The coke produced in the catalyst by the continuous reaction of the catalyst continuously increases as the dehydrogenation reaction proceeds, and the catalyst activity gradually decreases. Deactivation of the catalyst can reduce the activity of the catalyst for alkane dehydrogenation and selectivity for alkene formation. As a result, since the process efficiency is lowered, the catalyst passing through the third reactor 25, which is the last reactor, undergoes a regeneration process of removing coke from the catalyst regenerator 75. In particular, in the case of the third reactor 25, the catalyst is irreversibly inactivated due to the sudden increase in coke, and thus the process yield is drastically reduced.

최근에는 각 반응기에 공급하는 반응열이 감소하여 히터의 로드가 감소하고 반응 선택도 증가에 의한 공정 원단위가 감소를 위해서 반응기를 4단 이상 다단으로 연결하는 경우도 있다. 이 때, 다단 반응기의 각 단계에서의 반응이 진행되고 난 후 산소기체(O2)를 이용하여 촉매 표면에 생성된 코크를 제거하는 촉매 재생 공정을 거쳐 촉매를 재사용하고 있다. 촉매 재생 공정의 소요시간은 전체 탈수소 반응 공정의 1/5 수준으로 많은 부분을 차지하고 있으며 촉매의 성능에 직접적인 영향을 미치므로 재생 공정 및 조건은 매우 중요한 요소이다.In recent years, the heat of reaction supplied to each reactor is reduced, so that the load of the heater is reduced and the process unit is reduced by increasing the reaction selectivity. At this time, after the reaction in each stage of the multi-stage reactor proceeds, the catalyst is reused through a catalyst regeneration process to remove coke generated on the surface of the catalyst using oxygen gas (O 2 ). The time required for the catalyst regeneration process is 1/5 of the total dehydrogenation process and has a direct effect on the performance of the catalyst, so the regeneration process and conditions are very important factors.

이동층 반응기가 다단으로 연결된 탈수소화 공정에서는 촉매의 재생에도 불구하고, 촉매는 촉매 탈수소화 반응에 따라서 경시적으로 성능이 저하된다. 주기적인 재생 과정에서 열화에 의한 촉매의 구조적 변화와, 이에 따른 담체의 비표면적 감소가 초래되어, 시간이 지남에 따라 탈수소화 촉매의 경우, 반응기에 충전되어 사용되기 시작하던 초기 시점의 특성과는 다른 물리적 특성을 나타내게 된다. 이와 같이 마지막 반응기 다음 단에서 반응이 완료된 후 촉매 재생 공정을 진행하게 되면, 반응이 진행됨에 따라 촉매 성능은 감소하여 반응기 1단 대비 4단에서의 반응 수율은 20~30% 감소하는 문제점이 있다.In the dehydrogenation process in which the moving bed reactor is connected in multiple stages, despite the regeneration of the catalyst, the catalyst deteriorates with time according to the catalytic dehydrogenation reaction. In the periodic regeneration process, the structural change of the catalyst due to deterioration, and thus the specific surface area of the carrier is reduced, and as a result, the dehydrogenation catalyst over time is different from the characteristics of the initial point of time when the reactor was charged and started to be used. Different physical properties. As such, when the catalyst regeneration process is performed after the reaction is completed in the next stage of the last reactor, the catalyst performance decreases as the reaction proceeds, resulting in a 20 ~ 30% reduction in the reaction yield in the fourth stage compared to the first stage of the reactor.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 하나의 목적은 다단 탈수소화 반응기 각각의 단에서의 반응공정 후 다음 반응공정으로 촉매가 투입되기 이전에 수증기(steam)에 의해 촉매를 재생함으로써 촉매 성능을 증가시키고 전체 반응 수율을 증가시킬 수 있는 탈수소화 장치 및 방법을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above-described problems of the prior art, one object of the present invention by steam to the next reaction step after the reaction step in each stage of the multi-stage dehydrogenation reactor by steam (steam) It is to provide a dehydrogenation apparatus and method that can increase catalyst performance and increase overall reaction yield by regenerating the catalyst.

본 발명의 또 다른 목적은 많은 사이클에 걸쳐서 일정 수준으로 촉매 활성을 유지하고, 탄소-함유 침착물의 형성을 억제하여, 다수의 재생 사이클 이후에도 촉매의 활성 및 탈수소화의 목적하는 공정에 대한 고전환율 및 고선택도가 유지되도록 하는 탈수소화 장치 및 방법을 제공하는 것이다. It is another object of the present invention to maintain catalyst activity at a constant level over many cycles, to inhibit the formation of carbon-containing deposits, thereby to achieve high conversion for the desired process of catalyst activity and dehydrogenation even after multiple regeneration cycles and It is to provide a dehydrogenation apparatus and method for maintaining high selectivity.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은, One aspect of the present invention for achieving the above object,

직렬 연결된 복수의 이동층 탈수소화 반응기들: 반응기 전단에 설치되어, 전단의 반응기로부터 이송된 불활성화된 촉매를 재생한 후 해당 반응기에 공급하는 전단 촉매재생부(front catalyst regeneration part)로서, 수증기 처리에 의해 촉매 표면의 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체(H2)가 공급되어 코크의 연소에 의해 증가된 일산화탄소(CO) 농도를 감소시켜 촉매를 재생하는 전단 촉매재생부; 및 마지막 반응기 다음 단에 설치되고, 연소 구역, 할로겐화 구역 및 건조 구역으로 구성되어, 마지막 반응기로부터 이송된 불활성화된 촉매를 재생한 후 제1 반응기로 재순환시키는 주 촉매재생기(main catalyst regenerator)를 포함하는 것을 특징으로 하는 탈수소화 장치에 관한 것이다. A plurality of mobile bed dehydrogenation reactors connected in series: a front catalyst regeneration part which is installed at the front of the reactor and regenerates the deactivated catalyst transferred from the reactor at the front end and then supplies the reactor to the steam reactor. A front end catalyst regeneration unit for burning and removing the coke on the surface of the catalyst, and supplying hydrogen gas (H 2 ) to reduce the carbon monoxide (CO) concentration increased by the combustion of the coke to regenerate the catalyst; And a main catalyst regenerator installed in the stage following the last reactor and composed of a combustion zone, a halogenation zone and a drying zone to regenerate the deactivated catalyst transferred from the last reactor and recycle it to the first reactor. The dehydrogenation apparatus characterized by the above-mentioned.

하나의 실시예에서, 상기 이동층 탈수소화 반응기는 3단 반응기로 구성되고, 상기 전단 촉매재생부는 각각 제2 반응기와 제3 반응기 전단에 설치될 수 있다. In one embodiment, the moving bed dehydrogenation reactor is composed of a three-stage reactor, the shear catalyst regeneration unit may be installed in front of the second reactor and the third reactor, respectively.

다른 실시예에서, 상기 이동층 탈수소화 반응기는 4단 반응기로 구성되고, 상기 전단 촉매재생부는 각각 제2 반응기 내지 제4 반응기 전단에 설치될 수 있다. In another embodiment, the moving bed dehydrogenation reactor is composed of a four-stage reactor, the shear catalyst regeneration unit may be installed in front of the second to fourth reactor, respectively.

상기 이동층 탈수소화 반응기는 5단 반응기로 구성되고, 상기 전단 촉매재생부는 제2 반응기 내지 제4 반응기 전단에 설치될 수 있다. The moving bed dehydrogenation reactor is composed of a five-stage reactor, the shear catalyst regeneration unit may be installed in front of the second reactor to the fourth reactor.

상기 전단 촉매재생부에 공급되는 수증기의 유량은 탈수소화 하려는 알칸 탄화수소와 수소기체의 총 유량 대비 0.05% 내지 50%로 공급되도록 구성될 수 있다. The flow rate of the water vapor supplied to the shear catalyst regeneration unit may be configured to be supplied at 0.05% to 50% relative to the total flow rate of the alkane hydrocarbon and hydrogen gas to be dehydrogenated.

본 발명의 다른 양상은 복수의 이동층 탈수소화 반응기들을 통과시켜 탄화수소를 탈수소화하는 방법에 있어서, 직렬 연결된 복수의 반응기들을 이용하여 탄화수소를 탈수소 촉매와 접촉시켜 탈수소화 반응시키는 단계; 및 전단의 반응기로부터 이송된 불활성화된 촉매를 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 코크의 연소에 의해 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후, 해당 반응기에 공급하는 중간 촉매 재생 단계; 및 마지막 반응기로부터 이송된 불활성화된 촉매를 재생한 후 제1 반응기로 재순환시키는 주촉매 재생 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탈수소화 방법에 관한 것이다. Another aspect of the invention is a method of dehydrogenating a hydrocarbon by passing through a plurality of moving bed dehydrogenation reactors, the method comprising: contacting a hydrocarbon with a dehydrogenation catalyst using a plurality of reactors connected in series; And the deactivated catalyst transferred from the reactor at the front end by burning the coke by steam treatment, supplying hydrogen gas to reduce the carbon monoxide concentration increased by the combustion of the coke, regenerating the catalyst, and then feeding the reactor. An intermediate catalyst regeneration step; And a main catalyst regeneration step of regenerating the deactivated catalyst transferred from the last reactor and then recycling it to the first reactor.

상기 주촉매 재생 단계는 소비된 촉매 입자 상의 코크 침적물을 연소 가스를 사용하여 연소시키는 단계; 촉매 입자를 할로겐화하는 단계 및 할로겐화된 촉매를 건조하여 재생 촉매입자를 형성하는 단계를 포함한다. The main catalyst regeneration step comprises the steps of burning the coke deposits on the spent catalyst particles using combustion gases; Halogenating the catalyst particles and drying the halogenated catalyst to form regenerated catalyst particles.

하나의 실시예에서, 제1 반응기로부터 배출된 촉매를 제2 반응기의 전단에 설치된 제1 전단 촉매재생부로 이송하여, 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제2 반응기로 투입하는 단계; 및 제2 반응기에서 배출된 촉매를 제3 반응기의 전단에 설치된 제2 전단 촉매재생부로 이송하여 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제3 반응기로 투입하는 단계를 포함할 수 있다. In one embodiment, the catalyst discharged from the first reactor is transferred to a first shear catalyst regeneration unit installed at the front end of the second reactor, the coke is removed by combustion by steam treatment, and hydrogen gas is supplied to increase the carbon monoxide concentration. Reducing the catalyst to regenerate the catalyst and then entering the second reactor; And the catalyst discharged from the second reactor is transferred to a second shear catalyst regeneration unit installed at the front end of the third reactor to remove and burn the coke by steam treatment, and supply hydrogen gas to reduce the increased carbon monoxide concentration to regenerate the catalyst. It may then include the step of introducing into the third reactor.

다른 실시예에서, 상기 방법은, 제1 반응기로부터 배출된 촉매를 제2 반응기의 전단에 설치된 제1 전단 촉매재생부로 이송하여, 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제2 반응기로 투입하는 단계; 제2 반응기에서 배출된 촉매를 제3 반응기의 전단에 설치된 제2 전단 촉매재생부로 이송하여 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제3 반응기로 투입하는 단계; 및 제3 반응기에서 배출된 촉매를 제4 반응기의 전단에 설치된 제3 전단 촉매재생부로 이송하여 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제4 반응기로 투입하는 단계를 포함할 수 있다. In another embodiment, the method transfers the catalyst discharged from the first reactor to a first shear catalyst regeneration unit installed at the front end of the second reactor, burns and removes coke by steam treatment, and supplies hydrogen gas to increase. Reducing the carbon monoxide concentration to regenerate the catalyst, and then feeding the catalyst into the second reactor; The catalyst discharged from the second reactor is transferred to a second shear catalyst regeneration unit installed at the front end of the third reactor, and the coke is removed by combustion by steam treatment, and hydrogen gas is supplied to reduce the increased carbon monoxide concentration to regenerate the catalyst. Then introducing into a third reactor; And the catalyst discharged from the third reactor is transferred to a third shear catalyst regeneration unit installed at the front end of the fourth reactor to remove and burn the coke by steam treatment, and supply hydrogen gas to reduce the increased carbon monoxide concentration to regenerate the catalyst. It may then comprise the step of introducing into the fourth reactor.

또 다른 실시예에서 상기 방법은 제1 반응기로부터 배출된 촉매를 제2 반응기의 전단에 설치된 제1 전단 촉매재생부로 이송하여, 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제2 반응기로 투입하는 단계; 제2 반응기에서 배출된 촉매를 제3 반응기의 전단에 설치된 제2 전단 촉매재생부로 이송하여 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제3 반응기로 투입하는 단계; 제3 반응기에서 배출된 촉매를 제4 반응기의 전단에 설치된 제3 전단 촉매재생부로 이송하여 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제4 반응기로 투입하는 단계; 및 제4 반응기에서 배출된 촉매를 제5 반응기의 전단에 설치된 제4 전단 촉매재생부로 이송하여 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제5 반응기로 투입하는 단계를 포함할 수 있다. In another embodiment, the method transfers the catalyst discharged from the first reactor to a first shear catalyst regeneration unit installed at the front end of the second reactor, burns and removes the coke by steam treatment, and supplies hydrogen gas to increase the catalyst. Reducing the carbon monoxide concentration to regenerate the catalyst and then introducing it into the second reactor; The catalyst discharged from the second reactor is transferred to a second shear catalyst regeneration unit installed at the front end of the third reactor, and the coke is removed by combustion by steam treatment, and hydrogen gas is supplied to reduce the increased carbon monoxide concentration to regenerate the catalyst. Then introducing into a third reactor; The catalyst discharged from the third reactor is transferred to a third shear catalyst regeneration unit installed at the front end of the fourth reactor, and the coke is removed by combustion by steam treatment, and hydrogen gas is supplied to reduce the increased carbon monoxide concentration to regenerate the catalyst. Then introducing into a fourth reactor; And the catalyst discharged from the fourth reactor is transferred to a fourth shear catalyst regeneration unit installed at the front end of the fifth reactor to remove and burn the coke by steam treatment, and supply hydrogen gas to reduce the increased carbon monoxide concentration to regenerate the catalyst. After that, it may include the step of introducing into the fifth reactor.

본 발명에 의하면, 각각의 반응기의 전단에 설치된 전단 촉매재생부에 의해서, 전단의 반응기에서 사용된 비활성화된 촉매 표면의 코크를 수증기를 통해 연속으로 제거하여 촉매의 성능을 유지 및 향상시킬 수 있으며 스크린을 통과하는 유체의 흐름을 원활하게 할 수 있다. 또한, 촉매 재생시 수증기를 사용하여 가연성 가스의 폭발 위험성을 낮추면서도 코크 저감이 가능하며 별도의 치환공정이 필요하지 않고 재생시 발생하는 과잉열로 인한 금속성분의 소결을 막을 수 있다. 또한, 촉매 이송 중에 추가적으로 촉매를 재생하여 각 반응기에서의 촉매 성능을 일정하게 유지하고 상승시켜, 탈수소화 반응의 전체적인 전환율, 선택도 및 수율을 향상시킬 수 있다. According to the present invention, by the front end catalyst regeneration unit installed at the front end of each reactor, it is possible to maintain and improve the performance of the catalyst by continuously removing the coke of the deactivated catalyst surface used in the front end reactor through the water vapor screen It is possible to smooth the flow of the fluid passing through the. In addition, it is possible to reduce coke while lowering the risk of explosion of flammable gas by using steam during catalyst regeneration, and to prevent sintering of metal components due to excessive heat generated during regeneration without requiring a separate substitution process. In addition, the catalyst can be additionally regenerated during catalyst transfer to keep the catalyst performance constant and increase in each reactor, thereby improving the overall conversion, selectivity and yield of the dehydrogenation reaction.

도 1은 종래 기술에 따른 이동층 탈수소 반응 공정을 예시하는 공정도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예의 탄화수소의 탈수소화 장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예의 탈수소화 장치의 전단 촉매재생부의 확대도이다. 1 is a process diagram illustrating a moving bed dehydrogenation reaction process according to the prior art.
Figure 2 is a schematic diagram showing a hydrocarbon dehydrogenation apparatus of an embodiment of the present invention.
3 is an enlarged view of a shear catalyst regeneration unit of the dehydrogenation apparatus of an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 의한 탈수소화 장치 및 탈수소화 방법을 설명한다. 본 발명에 의하면 각각의 탈수소화 반응 공정 이후 다음 반응 공정으로 촉매가 투입되기 이전에 촉매 재생장치에 수증기를 공급하여 촉매의 코크를 제거함으로써 촉매 성능을 증가시킨다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a dehydrogenation apparatus and a dehydrogenation method according to the present invention will be described. According to the present invention, after each dehydrogenation reaction process and before the catalyst is introduced into the next reaction process, water is supplied to the catalyst regenerator to remove the coke of the catalyst to increase the catalyst performance.

본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.The terms used in the present invention were selected as general terms as widely used as possible, but in some cases, the terms arbitrarily selected by the applicant are included. In this case, the meanings described or used in the detailed description of the present invention are considered, rather than simply the names of the terms. The meaning should be grasped. Like reference numerals denote like elements throughout the specification.

본 명세서에서 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.When a component is referred to herein as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but other components may be present in between. It should be understood that it may. As used herein, the singular forms "a", "an" and "the" include plural forms unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present disclosure does not exclude the presence or the possibility of addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

더욱이, 도면의 숫자는 본 발명의 탈수소화 장치의 간단한 개략도를 나타낸 것으로 주요 구성요소만 나타내었다. 기타 열교환기, 내부-히터, 촉매 전달을 위한 이동화 파이프, 펌프 및 다른 유사한 구성 요소들은 생략하였다. Moreover, the figures in the figures show a simplified schematic diagram of the dehydrogenation apparatus of the present invention and only main components are shown. Other heat exchangers, in-heaters, transfer pipes for catalyst delivery, pumps and other similar components have been omitted.

본 명세서에서 다양한 범위 및/또는 수치 한정은 명시적으로 기재된 범위 또는 한정 내에 속하는 다양한 범위들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Various ranges and / or numerical limitations herein are to be understood to include various ranges that fall within the explicitly stated ranges or limitations.

본 출원에 사용된 "탈수소화된 탄화수소"라는 용어는, 그 분자가 탈수소화될 탄화수소의 분자보다 적어도 2개 적은 수소 원자를 포함하는 탄화수소를 포함하도록 의도된다. 그렇지 않으면, 탄화수소라는 용어는 그 분자가 탄소 및 수소 원소로만 형성된 물질을 포함하도록 의도된다. 따라서 탈수소화된 탄화수소는 특히 분자에 하나 이상의 탄소, 탄소 이중 결합을 갖는 비고리형 및 고리형 지방족 탄화수소를 포함한다.As used herein, the term “dehydrogenated hydrocarbon” is intended to include hydrocarbons whose molecules comprise at least two hydrogen atoms less than the molecules of the hydrocarbon to be dehydrogenated. Otherwise, the term hydrocarbons is intended to include substances in which the molecule is formed only of carbon and hydrogen elements. Dehydrogenated hydrocarbons therefore include in particular acyclic and cyclic aliphatic hydrocarbons having at least one carbon, carbon double bond in the molecule.

이러한 지방족 탈수소화된 탄화수소의 예는 프로펜, 이소부텐, 에틸렌, 1-부텐, 2-부텐 및 프로필렌이다. 즉, 상기 탈수소화된 탄화수소는 특히, 모노불포화 직쇄 탄화수소 (n-알켄) 또는 분지화된 지방족 탄화수소(예, 이소알켄), 및 또한 시클로알켄을 포함한다. 더 나아가서, 상기 탈수소화된 탄화수소는 또한 분자에 2 개 이상의 탄소-탄소 이중 결합을 포함하는 알카폴리엔(예, 디엔 및 트리엔)을 포함하도록 의도된다. 또한 탈수소화된 탄화수소는 알킬 치환체의 탈수소화에 의해 에틸벤젠 또는 이소프로필벤젠과 같은 알킬방향족 화합물로부터 출발하여 수득 가능한 탄화수소 화합물을 포함하도록 의도된다. 이들은 예를 들면 스티렌 또는 ?-메틸스티렌과 같은 화합물이다.Examples of such aliphatic dehydrogenated hydrocarbons are propene, isobutene, ethylene, 1-butene, 2-butene and propylene. That is, the dehydrogenated hydrocarbons include in particular monounsaturated straight chain hydrocarbons (n-alkenes) or branched aliphatic hydrocarbons (eg isoalkenes), and also cycloalkenes. Furthermore, the dehydrogenated hydrocarbons are also intended to include alcapolyenes (eg, dienes and trienes) comprising two or more carbon-carbon double bonds in the molecule. Dehydrogenated hydrocarbons are also intended to include hydrocarbon compounds obtainable starting from alkylaromatic compounds such as ethylbenzene or isopropylbenzene by dehydrogenation of alkyl substituents. These are for example compounds such as styrene or? -Methylstyrene.

본원에서 "전환율"이라는 용어는 탈수소화 장치를 통해 반응 가스가 1회 통과할 때 전환되는, 탈수소화된 탄화수소와 공급된 탄화수소의 비율을 의미한다. The term "conversion rate" herein means the ratio of the dehydrogenated hydrocarbon to the hydrocarbon supplied which is converted when the reaction gas passes through the dehydrogenation unit once.

본원에서 "선택도"라는 용어는 전환된 프로판 1 몰 당 수득되는 프로필렌의 몰수를 의미하고, 몰 백분율로 표현된다. The term "selectivity" herein means the number of moles of propylene obtained per mole of converted propane and is expressed in molar percentage.

도 2는 본 발명의 일 실시예의 탄화수소의 탈수소화 장치를 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예의 탄화수소의 탈수소화 장치의 전단 촉매재생부의 확대도이다. Figure 2 is a schematic view showing a hydrocarbon dehydrogenation apparatus of an embodiment of the present invention, Figure 3 is an enlarged view of the shear catalyst regeneration unit of the hydrocarbon dehydrogenation apparatus of an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예의 탈수소화 장치는 직렬 연결된 복수의 이동층 탈수소화 반응기들(100, 200, 300, 400); 임의의 반응기 전단에 설치되어, 전단의 반응기로부터 이송된 불활성화된 촉매를 재생한 후 해당 반응기에 공급하는 전단 촉매재생부(front catalyst regeneration part)로서, 수증기 처리에 의해 촉매 표면의 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생하는 전단 촉매재생부(210,310,410); 및 마지막 반응기(400) 다음 단에 설치되고, 연소 구역(710), 할로겐화 구역(720) 및 건조 구역(730)으로 구성되어, 마지막 반응기로부터 이송된 불활성화된 촉매를 재생한 후 제1 반응기(100)로 재순환시키는 주 촉매재생기(main catalyst regenerator)(700)를 포함한다.2, the dehydrogenation apparatus of an embodiment of the present invention comprises a plurality of moving bed dehydrogenation reactors 100, 200, 300, 400 connected in series; It is a front catalyst regeneration part which is installed at any front end of the reactor and regenerates the deactivated catalyst transferred from the front end reactor and supplies it to the reactor, and burns coke on the surface of the catalyst by steam treatment. Shear catalyst regeneration units 210, 310, and 410 to remove and supply hydrogen gas to reduce the increased carbon monoxide concentration to regenerate the catalyst; And a combustion zone 710, a halogenation zone 720, and a drying zone 730 installed in a stage next to the last reactor 400, after regenerating the deactivated catalyst transferred from the last reactor. A main catalyst regenerator 700 for recycling to 100.

도 2를 참조하면, 본 발명의 탈수소화 반응 장치(100)는 제1 반응기(100), 제2 반응기(200), 제3 반응기(300), 및 제4 반응기(400)로 구성된다. 제1 반응기(100)에 탈수소화될 탄화수소(예컨대, 프로판)를 포함하는 공급 가스 스트림, 수소 또는 증기를 공급하되, 제1 반응기(100)에 연결된 히터(미도시)에 의해서 공급되는 가스 스트림을 가열하여 공급한다. 직접 제2 반응기(200)에 공급하여 상기 제2 반응기에서 탈수소화 반응시켜 제1 생성물 스트림을 회수한다. 이때 전단 촉매재생부(210)를 제2 반응기(200) 전단에 두고 제1 반응기(100)에서 사용되어 비활성화된 촉매를 다음 단의 제2 반응기(200)로 이송하는 도중에 재생하여 다음 단에 동일한 성능의 촉매를 투입한다. 도 3에 도시한 바와 같이, 전단 촉매재생부(210)는 코크를 제거하기 위한 수증기 및 전단 촉매재생부(210) 내에 증가된 일산화탄소 농도를 감소시키는 수소기체가 동시에 주입되며, 촉매의 이송 속도에 따라 투입량은 각각 조절될 수 있다. Referring to FIG. 2, the dehydrogenation reaction apparatus 100 of the present invention includes a first reactor 100, a second reactor 200, a third reactor 300, and a fourth reactor 400. Supplying a feed gas stream, hydrogen or steam, comprising a hydrocarbon (eg, propane) to be dehydrogenated to the first reactor 100, the gas stream being supplied by a heater (not shown) connected to the first reactor 100. It is heated and supplied. Directly fed to the second reactor 200 to dehydrogenation in the second reactor to recover the first product stream. At this time, the shear catalyst regeneration unit 210 is placed at the front end of the second reactor 200, and the catalyst used in the first reactor 100 is regenerated while being transferred to the second reactor 200 of the next stage, and the same stage is the same. Inject the catalyst of performance. As shown in FIG. 3, the shear catalyst regeneration unit 210 simultaneously injects water vapor for removing coke and hydrogen gas to reduce the increased carbon monoxide concentration in the shear catalyst regeneration unit 210. The dosage can be adjusted accordingly.

수증기 생성 설비(미도시)를 통해 생산된 수증기는 충분한 보온설비가 갖추어진 배관을 통해 각 촉매재생부(210, 310, 410)에 공급되며 각 촉매재생부의 운전조건에 따라 수증기 함량을 조절하여 공급한다. 수소기체는 탈수소 반응시 생성, 분리된 수소기체를 재활용하여 공급되며 재생공정 후의 수증기와 수소기체는 탄화수소를 포함하는 공급 가스 스트림과 함께 각 반응기(200, 300, 400)에 공급된다. The steam produced through the steam generating facility (not shown) is supplied to each catalyst regeneration unit 210, 310, and 410 through piping equipped with sufficient thermal insulation facilities, and is supplied by adjusting the water vapor content according to the operating conditions of each catalyst regeneration unit. do. Hydrogen gas is supplied by recycling the hydrogen gas produced and separated during the dehydrogenation reaction, and steam and hydrogen gas after the regeneration process are supplied to each reactor 200, 300, and 400 together with a feed gas stream containing hydrocarbon.

각각의 반응기의 전단에 설치된 전단 촉매재생부(210, 310, 410)에 의해서, 전단의 반응기(100, 200, 300)에서 사용된 비활성화된 촉매 표면의 코크를 수증기를 통해 연속 제거한다. 이와 같이, 전단 촉매재생부(210, 310, 410)에 의해 반응 후 발생하는 코크를 제거하여 촉매의 성능을 유지 및 향상시킬 수 있으며 스크린을 통과하는 유체의 흐름을 원활하게 할 수 있다. 이와 같이 탄소를 제거함으로써 코크 생성량을 줄일 수 있으며 촉매 비활성화 속도 감소에 의한 장기 반응 성능을 증가시킬 수 있다. 즉, 연속 반응공정 중 전단에서 비활성화된 촉매의 코크를 제거하여 활성점을 회복한 후 다음 단계의 공정으로 투입함으로써 전체 공정의 수율을 높일 수 있다. The front end catalyst regeneration units 210, 310, and 410 installed at the front end of each reactor continuously remove the coke of the deactivated catalyst surface used in the front end reactors 100, 200, and 300 through water vapor. In this way, by removing the coke generated after the reaction by the shear catalyst regeneration unit (210, 310, 410) can maintain and improve the performance of the catalyst and smooth the flow of fluid through the screen. In this way, the removal of carbon can reduce the amount of coke produced and increase the long-term reaction performance by decreasing the rate of catalyst deactivation. That is, the yield of the overall process can be increased by removing the coke of the catalyst deactivated at the front end of the continuous reaction process to recover the active point and then to the next step.

일반적으로 촉매 재생시 조연성 가스인 산소(O2)기체 또는 공기를 사용할 경우 가연성인 프로판 및 수소와 혼합하여 사용시 폭발 위험이 있기 때문에 반응 공정 사이에 촉매 재생하는 것은 기술적으로 어렵다. 이러한 폭발 위험성을 줄이기 위하여 재생기와 반응기 사이에 별도의 치환 공정이 포함되어야 하기 때문에 공정의 효율성을 떨어뜨려 재생기 설치에 의한 장점을 감소시킬 수 있다. 또한 산소기체 또는 공기를 이용하여 재생할 경우 공정 조건에 따라 과잉열로 인한 촉매 금속성분의 소결(sintering)이 발생하여 촉매 성능을 감소시킬 수 있다. 본 발명에 의한 탈수소화 장치는 수증기를 단독으로 공급하는 촉매 재생장치를 별도로 설치하여 가연성 가스의 폭발 위험이 없는 조건에서 코크를 줄일 수 있고 추가의 치환반응이 필요하지 않으며 과잉열이 발생하지 않아 금속성분의 소결을 방지할 수 있다. It is technically difficult to regenerate the catalyst between reaction processes because the use of oxygen (O 2 ) gas or air, which is a flammable gas during catalyst regeneration, results in an explosion hazard when mixed with flammable propane and hydrogen. In order to reduce the risk of explosion, a separate replacement process must be included between the regenerator and the reactor, thereby reducing the efficiency of the process and reducing the advantages of the regenerator installation. In addition, when regeneration using oxygen gas or air, sintering of the catalyst metal component due to excessive heat may occur according to the process conditions, thereby reducing catalyst performance. In the dehydrogenation apparatus according to the present invention, by separately installing a catalyst regeneration apparatus for supplying water vapor alone, it is possible to reduce coke in a condition where there is no danger of explosion of flammable gas, and does not require additional substitution reaction and does not generate excess heat. Sintering of the components can be prevented.

한편, 수증기를 과량 사용하면 많은 양의 일산화탄소가 배출되는데, 코크의 가스화 반응 중 발생하는 고농도의 일산화탄소는 촉매 독으로 작용하여 반응 성능을 감소시킬 수 있다. 본 발명에서는 이러한 촉매 독 영향을 줄이기 위하여 수소기체를 추가로 투입하여 발생한 일산화탄소 농도를 감소시키는 것을 특징으로 한다. On the other hand, the excessive use of water vapor is a large amount of carbon monoxide is emitted, the high concentration of carbon monoxide generated during the gasification of the coke can act as a catalyst poison to reduce the reaction performance. In the present invention, in order to reduce the effect of the catalyst poison, it is characterized in that the addition of hydrogen gas to reduce the carbon monoxide concentration generated.

도 3을 참조하면 반응 전에 별도의 수증기 처리단인 촉매재생부(210)에 수증기와 수소기체를 동시에 주입하여 코크를 제거한다. 전단 촉매재생부(210, 310, 410)는 수증기를 이용하여 고온에서 촉매에 침적된 탄소 재료를 연소시켜 제거하는데 수증기에서 유래한 OH 라디칼이 반응 중 발생한 탄소(C)와 반응하여 일산화탄소(CO)의 형태로 배출된다. 본 발명에 의하면, 생성된 일산화탄소의 농도를 희석할 수 있는 수소기체를 공급하여 코크 연소에 의해 증가된 일산화탄소 농도를 감소시킬 수 있다. Referring to FIG. 3, before the reaction, coke is removed by simultaneously injecting steam and hydrogen gas into the catalyst regeneration unit 210, which is a separate steam treatment stage. The shear catalyst regeneration unit 210, 310, and 410 burns and removes carbon material deposited on the catalyst at a high temperature by using water vapor, and OH radicals derived from water vapor react with carbon (C) generated during the reaction to carbon monoxide (CO). Is discharged in the form of. According to the present invention, it is possible to reduce the concentration of carbon monoxide increased by coke combustion by supplying a hydrogen gas that can dilute the concentration of carbon monoxide produced.

또한, 전단 촉매재생부(210, 310, 410)에서 재생되지 않은 촉매의 경우 최종적으로 주촉매재생기(700)에서 추가적으로 재생 처리할 수 있다. 본 발명에서와 같이 주촉매재생기 이외에 전단 촉매재생부를 각 반응기 전단에 두고 촉매를 반응기 사이에서 이송하는 동안에 추가적으로 재생하는 경우에는 기존 촉매 재생 설비에 비해 규모를 축소할 수 있어 투자비 및 운영비를 줄일 수 있다.In addition, in the case of the catalyst which is not regenerated in the shear catalyst regeneration unit 210, 310, 410, the main catalyst regenerator 700 may be additionally regenerated. As in the present invention, in addition to the main catalyst regenerator, in the case of additional regeneration during the transfer of the catalyst between the reactors with the front end catalyst regeneration unit at the front of each reactor, the scale can be reduced compared to the existing catalyst regeneration equipment, thereby reducing investment and operating costs. .

이어서, 상기 제1 생성물 스트림과 증기 및 제1 반응기(100)에서 반응이 완료된 촉매를 히터가 연결된 제2 반응기(200)에 공급하여 제2 반응기(200)에서 탈수소화 반응시키고, 상기 제2 반응기(200)로부터 제2 생성물 스트림을 회수한다. 이어서, 상기 제2 생성물 스트림을 히터가 연결된 제3 반응기(300)에 공급하여 제3 반응기(300)에서 탈수소화 반응시키고, 상기 제3 반응기(300)로부터 제3 생성물 스트림을 회수한다. 상기 제3 생성물 스트림을 히터가 연결된 제4 반응기(400)에 공급하여 제4 반응기(400)에서 탈수소화 반응시키고, 상기 제4 반응기(400)로부터 제5 유출물 스트림을 생성물 분리기(미도시)로 회수한다. 각 단 반응기에서 발생한 "생성물 스트림"은 탈수소 반응을 통하여 생성된 반응 생성물을 의미하며, 수소, 프로판, 프로필렌, 에탄, 에틸렌, 메탄, 부탄, 부틸렌, 부타디엔, 질소, 산소, 수증기, 일산화탄소 또는 이산화탄소 등을 포함할 수 있는 기체, 액체, 또는 분산된 고체를 함유하는 기체 또는 액체이거나 이들의 혼합물을 의미한다.Subsequently, the first product stream, the vapor, and the catalyst in which the reaction is completed in the first reactor 100 are supplied to a second reactor 200 to which a heater is connected to dehydrogenate in the second reactor 200, and the second reactor Recover the second product stream from (200). Subsequently, the second product stream is supplied to a third reactor 300 to which a heater is connected to dehydrogenate in a third reactor 300, and a third product stream is recovered from the third reactor 300. The third product stream is supplied to a fourth reactor 400 to which a heater is connected to dehydrogenate in a fourth reactor 400, and a fifth effluent stream from the fourth reactor 400 is subjected to a product separator (not shown). Recover with "Product stream" generated in each stage reactor refers to the reaction product produced through the dehydrogenation reaction, hydrogen, propane, propylene, ethane, ethylene, methane, butane, butylene, butadiene, nitrogen, oxygen, water vapor, carbon monoxide or carbon dioxide Gas or liquid, or mixtures thereof, containing a gas, liquid, or dispersed solid, which may include and the like.

탈수소화 반응은 고도의 흡열 반응이다. 탈수소화 반응 구간에서 이용되는 정확한 탈수소화 온도 및 압력은 다양한 인자, 예컨대 파라핀계 탄화수소 공급원료의 조성, 선택된 촉매의 활성 및 탄화수소 전환율에 좌우된다. 일반적으로, 탈수소화 반응은 0 bar 내지 40 bars의 압력 및 480 내지 760의 온도 조건에서 진행된다. 적합한 탄화수소 공급물은 각 반응기에 충전되고 1 내지 10의 LHSV에서 이에 포함된 촉매와 접촉된다. 수소, 원칙적으로 재순환 수소가 0.1 내지 10의 몰비로 탄화수소 공급물과 혼화된다. Dehydrogenation is a highly endothermic reaction. The exact dehydrogenation temperature and pressure used in the dehydrogenation reaction section depends on various factors such as the composition of the paraffinic hydrocarbon feedstock, the activity of the chosen catalyst and the hydrocarbon conversion rate. In general, the dehydrogenation reaction proceeds at pressures of 0 bar to 40 bars and temperature conditions of 480 to 760. Suitable hydrocarbon feed is charged to each reactor and contacted with the catalyst contained therein at LHSV of 1-10. Hydrogen, in principle recycle hydrogen, is miscible with the hydrocarbon feed in a molar ratio of 0.1 to 10.

탈수소화는 임의의 적합한 탈수소화 촉매를 사용할 수 있다. 일반적으로, 바람직한 적합한 촉매는 VIII족 귀금속 성분 (예를 들면, 백금, 이리듐, 로듐, 및 팔라듐), 알칼리 금속 성분, 및 다공성 무기 담체 물질을 포함한다. 바람직한 다공성 담체 물질의 예는 알루미나 담체로서, 입자는 보통 구형이고 1.5 내지 5.0 mm의 직경을 갖는 것을 사용할 수 있다. Dehydrogenation may use any suitable dehydrogenation catalyst. In general, preferred suitable catalysts include Group VIII precious metal components (eg, platinum, iridium, rhodium, and palladium), alkali metal components, and porous inorganic carrier materials. Examples of preferred porous carrier materials are alumina carriers, in which particles are usually spherical and have a diameter of 1.5 to 5.0 mm.

일 실시예에서, 이동층 탈수소화 반응기는 3단 반응기(100, 200, 300)로 구성되고, 상기 전단 촉매재생부(210, 310)는 각각 제2 반응기(200) 및 제3 반응기(300)의 전단에 설치된다. 여기서 제1 전단 촉매재생부(210)에서 재생된 촉매는 제2 반응기(200)로 주입되고, 제2 전단 촉매재생부(310)에서 재생된 촉매는 제3 반응기(300)로 주입되고, 제3 반응기(300) 후단의 주촉매재생기(700)에 의해서 재생된 촉매는 제1반응기(100)로 재순환된다. In one embodiment, the moving bed dehydrogenation reactor consists of a three stage reactor (100, 200, 300), the shear catalyst regeneration unit (210, 310) is the second reactor 200 and the third reactor 300, respectively Is installed at the front end of the. Here, the catalyst regenerated by the first shear catalyst regeneration unit 210 is injected into the second reactor 200, and the catalyst regenerated by the second shear catalyst regeneration unit 310 is injected into the third reactor 300. The catalyst regenerated by the main catalyst regenerator 700 after the third reactor 300 is recycled to the first reactor 100.

다른 실시예에서, 이동층 탈수소화 반응기는 4단 반응기(100, 200, 300, 400)로 구성되고, 상기 전단 촉매재생부(210, 310, 410)는 각각 제2 반응기(200), 제3 반응기(300) 및 제4 반응기(400)의 전단에 설치된다. 여기서 제1 전단 촉매재생부(210)에서 재생된 촉매는 제2 반응기(200)로 주입되고, 제2 전단 촉매재생부(310)에서 재생된 촉매는 제3 반응기(300)로 주입되고, 제3 전단 촉매재생부(410)에서 재생된 촉매는 제4 반응기(400)로 주입되고, 제4 반응기(400) 후단의 주촉매재생기(700)에 의해서 재생된 촉매는 제1반응기(100)로 재순환된다. In another embodiment, the moving bed dehydrogenation reactor is composed of four stage reactors (100, 200, 300, 400), wherein the shear catalyst regeneration unit (210, 310, 410) is respectively the second reactor 200, the third It is installed at the front end of the reactor 300 and the fourth reactor (400). Here, the catalyst regenerated by the first shear catalyst regeneration unit 210 is injected into the second reactor 200, and the catalyst regenerated by the second shear catalyst regeneration unit 310 is injected into the third reactor 300. The catalyst regenerated in the three previous catalyst regenerators 410 is injected into the fourth reactor 400, and the catalyst regenerated by the main catalyst regenerator 700 after the fourth reactor 400 is transferred to the first reactor 100. Recycled.

또 다른 실시예에서, 이동층 탈수소화 반응기는 5단 반응기로 구성되고, 상기 전단 촉매재생부(210, 310, 410)는 제2 반응기(200), 제3 반응기, 제4 반응기(400) 및 제5 반응기(미도시)의 전단에 설치된다. 여기서 제1 전단 촉매재생부(210)에서 재생된 촉매는 제2 반응기(200)로 주입되고, 제2 전단 촉매재생부(310)에서 재생된 촉매는 제3 반응기(300)로 주입되고, 제3 전단 촉매재생부(410)에서 재생된 촉매는 제4 반응기(400)로 주입되고, 제4 전단 촉매재생부(510)에서 재생된 촉매는 제5 반응기(미도시)로 주입되고, 제5 반응기 후단의 주촉매재생기(700)에 의해서 재생된 촉매는 제1반응기(100)로 재순환된다. In another embodiment, the moving bed dehydrogenation reactor is composed of a five-stage reactor, the shear catalyst regeneration unit 210, 310, 410 is the second reactor 200, third reactor, fourth reactor 400 and It is installed at the front end of the fifth reactor (not shown). Here, the catalyst regenerated by the first shear catalyst regeneration unit 210 is injected into the second reactor 200, and the catalyst regenerated by the second shear catalyst regeneration unit 310 is injected into the third reactor 300. The catalyst regenerated by the third shear catalyst regeneration unit 410 is injected into the fourth reactor 400, the catalyst regenerated by the fourth shear catalyst regeneration unit 510 is injected into the fifth reactor (not shown), and the fifth The catalyst regenerated by the main catalyst regenerator 700 at the rear of the reactor is recycled to the first reactor 100.

본 발명에서 탈수소화 반응기(100, 200, 300, 400)는 당업계에 공지된 임의의 반응기 유형일 수 있다. 예를 들어, 탈수소화 반응기(100, 200, 300, 400)는 관형 반응기, 조형 반응기, 또는 이동상 반응기일 수 있다. The dehydrogenation reactors 100, 200, 300, 400 in the present invention may be any reactor type known in the art. For example, the dehydrogenation reactor 100, 200, 300, 400 may be a tubular reactor, a tank reactor, or a mobile phase reactor.

본 발명의 다른 양상은 탈수소화 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법에서는 복수의 이동층 탈수소화 반응기들을 통과시켜 탄화수소를 탈수소화함에 있어서, 직렬 연결된 복수의 반응기들(100, 200, 300, 400)을 이용하여 탄화수소를 탈수소 촉매와 접촉시켜 탈수소화 반응시키는 단계: 전단의 반응기로부터 이송된 불활성화된 촉매를 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후, 해당 반응기에 공급하는 중간 촉매 재생 단계; 및 마지막 반응기(400)로부터 이송된 불활성화된 촉매를 재생한 후 제1 반응기(100)로 재순환시키는 주 촉매 재생 단계를 포함한다. Another aspect of the invention relates to a method for dehydrogenation. In the method of the present invention, in dehydrogenation of hydrocarbons through a plurality of moving bed dehydrogenation reactors, the dehydrogenation reaction is carried out by contacting the hydrocarbons with a dehydrogenation catalyst using a plurality of reactors (100, 200, 300, 400) connected in series. Step: The deactivated catalyst transferred from the reactor in the preceding stage is removed by burning the coke by steam treatment, supplying hydrogen gas to reduce the increased carbon monoxide concentration to regenerate the catalyst, and then feeding the intermediate catalyst to the reactor. Regeneration step; And a main catalyst regeneration step of regenerating the deactivated catalyst transferred from the last reactor 400 and then recycling it to the first reactor 100.

상기 주 촉매 재생 단계에서는 소비된 촉매 입자 상의 코크 침적물을 연소 가스(예컨대, 산소-함유 가스)를 사용하여 연소시키는 단계; 촉매 입자를 할로겐화 가스와 접촉시키고, 촉매 활성 성분인 백금 등을 재분산시키도록 촉매 입자를 할로겐화하는 단계 및 할로겐화된 촉매에서 상류 반응에 기인하는 물기를 제거하기 위해 건조하는 단계를 거쳐서 재생 촉매입자를 수득한다. In the main catalyst regeneration step, the coke deposits on the spent catalyst particles are combusted using a combustion gas (eg, an oxygen-containing gas); Regenerating the regenerated catalyst particles by contacting the catalyst particles with a halogenated gas, halogenating the catalyst particles to redistribute platinum, etc., the catalytically active component, and drying to remove water due to the upstream reaction in the halogenated catalyst. To obtain.

하나의 실시예에서, 본 발명의 방법은, 제1 반응기(100)로부터 배출된 촉매를 제2 반응기(200)의 전단에 설치된 제1 전단 촉매재생부(210)로 이송하여, 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제2 반응기(200)로 투입하는 단계; 및 제2 반응기(200)에서 배출된 촉매를 제3 반응기(300)의 전단에 설치된 제2 전단 촉매재생부(310)로 이송하여 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제3 반응기(300)로 투입하는 단계를 포함할 수 있다. In one embodiment, the method of the present invention, by transferring the catalyst discharged from the first reactor 100 to the first shear catalyst regeneration unit 210 installed at the front end of the second reactor 200, by the steam treatment Burning the coke to remove it, supplying a hydrogen gas to reduce the increased carbon monoxide concentration to regenerate the catalyst, and then introducing it into the second reactor 200; The catalyst discharged from the second reactor 200 is transferred to the second shear catalyst regeneration unit 310 installed at the front end of the third reactor 300 to remove and burn the coke by steam treatment to supply hydrogen gas. Reducing the increased carbon monoxide concentration may include the step of regenerating the catalyst to the third reactor 300.

다른 실시예에서, 본 발명의 방법은 제1 반응기(100)로부터 배출된 촉매를 제2 반응기(200)의 전단에 설치된 제1 전단 촉매재생부(210)로 이송하여, 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제2 반응기로 투입하는 단계; 제2 반응기(200)에서 배출된 촉매를 제3 반응기(300)의 전단에 설치된 제2 전단 촉매재생부(310)로 이송하여 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제3 반응기(300)로 투입하는 단계; 및 제3 반응기(300)에서 배출된 촉매를 제4 반응기(400)의 전단에 설치된 제3 전단 촉매재생부(410)로 이송하여 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제4 반응기(400)로 투입하는 단계를 포함할 수 있다. In another embodiment, the method of the present invention transfers the catalyst discharged from the first reactor 100 to the first shear catalyst regeneration unit 210 installed at the front end of the second reactor 200, the coke by the steam treatment Removing by burning, supplying a hydrogen gas to reduce the increased carbon monoxide concentration to regenerate the catalyst, and then introducing it into the second reactor; The catalyst discharged from the second reactor 200 is transferred to the second shear catalyst regeneration unit 310 installed at the front end of the third reactor 300 to remove and burn the coke by steam treatment, and increases by supplying hydrogen gas. Reducing the carbon monoxide concentration to regenerate the catalyst and introducing the same into the third reactor 300; The catalyst discharged from the third reactor 300 is transferred to the third shear catalyst regeneration unit 410 installed at the front end of the fourth reactor 400 to remove and burn the coke by steam treatment to supply hydrogen gas. Reducing the increased carbon monoxide concentration may include the step of regenerating the catalyst to the fourth reactor 400.

또 다른 실시예에서, 본 발명의 방법은, 제1 반응기(100)로부터 배출된 촉매를 제2 반응기(200)의 전단에 설치된 제1 전단 촉매재생부(210)로 이송하여, 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제2 반응기(200)로 투입하는 단계; 제2 반응기(200)에서 배출된 촉매를 제3 반응기(300)의 전단에 설치된 제2 전단 촉매재생부(310)로 이송하여 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제3 반응기(300)로 투입하는 단계; 제3 반응기(300)에서 배출된 촉매를 제4 반응기(400)의 전단에 설치된 제3 전단 촉매재생부(410)로 이송하여 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제4 반응기(400)로 투입하는 단계; 및 제4 반응기(400)에서 배출된 촉매를 제5 반응기(미도시)의 전단에 설치된 제4 전단 촉매재생부(미도시)로 이송하여 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제5 반응기(미도시)로 투입하는 단계를 포함한다. In another embodiment, the method of the present invention, by transferring the catalyst discharged from the first reactor 100 to the first shear catalyst regeneration unit 210 installed at the front end of the second reactor 200, by the steam treatment Burning the coke to remove it, supplying a hydrogen gas to reduce the increased carbon monoxide concentration to regenerate the catalyst, and then introducing it into the second reactor 200; The catalyst discharged from the second reactor 200 is transferred to the second shear catalyst regeneration unit 310 installed at the front end of the third reactor 300 to remove and burn the coke by steam treatment, and increases by supplying hydrogen gas. Reducing the carbon monoxide concentration to regenerate the catalyst and introducing the same into the third reactor 300; The catalyst discharged from the third reactor 300 is transferred to the third shear catalyst regeneration unit 410 installed at the front end of the fourth reactor 400 to remove and burn the coke by steam treatment, and supply hydrogen gas to increase the catalyst. Reducing the carbon monoxide concentration to regenerate the catalyst, and then feeding the catalyst into the fourth reactor 400; And transferring the catalyst discharged from the fourth reactor 400 to a fourth shear catalyst regeneration unit (not shown) installed at the front end of the fifth reactor (not shown) to burn and remove the coke by steam treatment, and remove hydrogen gas. Supplying the catalyst to reduce the increased carbon monoxide concentration to regenerate the catalyst and to feed it into a fifth reactor (not shown).

상기 전단 촉매재생부(210, 310, 410)에서의 중간 촉매 재생 단계는 수증기의 유량을 탈수소화 하려는 알칸 탄화수소 및 수소기체의 총 유량 대비 0.05% 내지 50%로 공급할 수 있다. 이 때, 수증기의 유량을 알칸 탄화수소 및 수소기체의 총 유량 대비 0.05% 미만으로 하면 수증기의 코크 가스화 반응이 일어나지 않을 수 있고, 수증기의 유량이 50%를 초과하게 되면 촉매의 산점이 증가하는 문제가 발생할 수 있다.The intermediate catalyst regeneration step in the shear catalyst regeneration unit 210, 310, 410 may be supplied at 0.05% to 50% of the total flow rate of the alkane hydrocarbon and hydrogen gas to dehydrogenate the flow rate of the water vapor. At this time, if the flow rate of the water vapor is less than 0.05% of the total flow rate of the alkane hydrocarbon and hydrogen gas, the coke gasification reaction of water vapor may not occur, and if the flow rate of the water vapor exceeds 50%, the acid point of the catalyst may increase. May occur.

중간 촉매 재생 단계는 수소기체의 유량은 탈수소화 하려는 알칸 탄화수소의 총 유량 대비 0.5% 내지 10%로 공급할 수 있다. 이 때, 수소기체의 유량을 알칸 탄화수소의 총 유량 대비 0.5% 미만으로 하면 일산화탄소와의 반응이 발생하지 않을 수 있고, 수소기체의 유량이 10%를 초과하게 되면 탈수소 반응의 이론전환율을 감소시켜 전체 수율에 영향을 줄 수 있다. In the intermediate catalyst regeneration step, the flow rate of the hydrogen gas may be supplied at 0.5% to 10% of the total flow rate of the alkane hydrocarbon to be dehydrogenated. At this time, if the flow rate of the hydrogen gas is less than 0.5% of the total flow rate of the alkane hydrocarbon, the reaction with carbon monoxide may not occur. If the flow rate of the hydrogen gas exceeds 10%, the theoretical conversion rate of the dehydrogenation reaction is reduced to Yield may be affected.

프로판의 탈수소화를 예로 들면, 일련의 탈수소화 공정에서는 공급가스 스트림을 600-700까지 예열하고, 이동층 탈수소화 반응기 내에서 탈수소화시켜 주성분으로 프로판, 프로필렌 및 수소를 포함하는 생성물 가스 스트림을 수득할 수 있다. 본 발명의 탈수소화 방법은 에탄, 프로판, 이소부탄, 노말 부탄, 펜탄, 헥산, 헵탄 및 옥탄 등의 알칸 탄화수소의 탈수소화에 적용될 수 있다. 이상의 설명에서는 주로 프로필렌을 제조하기 위한 프로판의 탈수소화 반응에 대해서 구체적으로 설명하였으나, 본원의 개시를 통하여 통상의 기술자들에 의하여 이해되는 바와 같이, 본원 개시는 2 이상의 탄소 원자를 함유하는 알칸, 예를 들어, 에탄, n-부탄, 이소부탄 및 펜탄을 상응하는 올레핀으로 전환시키는 탈수소 반응에 이용될 수 있다. 본 발명에 의한 탈수소화 장치를 실험실 규모로 제작하여 촉매재생부(210, 310, 410)에 수증기를 투입하면 프로필렌 수율을 5% 이상 증가시킬 수 있고 코크 생성량은 40% 이상 감소시킬 수 있다. Taking dehydrogenation of propane as an example, a series of dehydrogenation processes preheat the feed gas stream to 600-700 and dehydrogenate in a moving bed dehydrogenation reactor to obtain a product gas stream comprising propane, propylene and hydrogen as main components. can do. The dehydrogenation method of the present invention can be applied to the dehydrogenation of alkanes hydrocarbons such as ethane, propane, isobutane, normal butane, pentane, hexane, heptane and octane. In the above description, the dehydrogenation reaction of propane mainly for producing propylene has been described in detail, but as understood by those skilled in the art through the present disclosure, the present disclosure is an alkan containing two or more carbon atoms, eg, For example, it can be used in the dehydrogenation reaction to convert ethane, n-butane, isobutane and pentane to the corresponding olefins. When the dehydrogenation apparatus according to the present invention is manufactured on a laboratory scale and water vapor is introduced into the catalyst regeneration unit 210, 310, or 410, the yield of propylene may be increased by 5% or more, and the amount of coke produced may be reduced by 40% or more.

이상에서 본 발명의 바람직한 구현예를 들어 본 발명을 상세하게 설명하였으나 본 발명은 상술한 구현예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 많은 변형이 가능함은 자명할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위 및 그와 균등한 범위로 정해져야 할 것이다. Although the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments of the present invention, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and many modifications are made by those skilled in the art to which the present invention pertains within the scope of the technical idea of the present invention. This possibility will be self-evident. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined by the appended claims and equivalents thereof.

100, 200, 300, 400: 탈수소 반응기
210, 310, 410: 전단 촉매재생부(front catalyst regeneration part)
700: 주촉매재생기(main catalyst regenerator) 100, 200, 300, 400: dehydrogenation reactor
210, 310, 410: front catalyst regeneration part
700: main catalyst regenerator

Claims (14)

직렬 연결된 복수의 이동층 탈수소화 반응기들: 반응기 전단에 설치되어, 전단의 반응기로부터 이송된 불활성화된 촉매를 재생한 후 해당 반응기에 공급하는 전단 촉매재생부(front catalyst regeneration part)로서, 수증기 처리에 의해 촉매 표면의 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체(H2)가 공급되어 상기 코크의 연소에 의해 증가된 일산화탄소(CO) 농도를 감소시켜 촉매를 재생하는 전단 촉매재생부; 및 마지막 반응기 다음 단에 설치되고, 연소 구역, 할로겐화 구역 및 건조 구역으로 구성되어, 마지막 반응기로부터 이송된 불활성화된 촉매를 재생한 후 제1 반응기로 재순환시키는 주 촉매재생기(main catalyst regenerator)를 포함하는 탈수소화 장치로서, 상기 전단 촉매재생부는 수증기와 수소기체가 동시에 주입되는 배관을 포함하고 상기 배관을 통해 수증기와 수소기체가 동시에 상기 전단 촉매재생부 내에 주입되어 증가된 일산화탄소 농도를 감소시키는 것을 특징으로 하는 탈수소화 장치.
A plurality of mobile bed dehydrogenation reactors connected in series: a front catalyst regeneration part which is installed at the front of the reactor and regenerates the deactivated catalyst transferred from the reactor at the front end and then supplies the reactor to the steam reactor. A shear catalyst regeneration unit for regenerating the catalyst by burning the coke on the surface of the catalyst by burning, and supplying hydrogen gas (H 2 ) to reduce the carbon monoxide (CO) concentration increased by the combustion of the coke; And a main catalyst regenerator installed in the stage following the last reactor and composed of a combustion zone, a halogenation zone and a drying zone to regenerate the deactivated catalyst transferred from the last reactor and recycle it to the first reactor. The dehydrogenation apparatus of claim 1, wherein the shear catalyst regeneration unit includes a pipe in which water vapor and hydrogen gas are injected at the same time, and through the pipe, water vapor and hydrogen gas are simultaneously injected into the shear catalyst regeneration unit to reduce the increased carbon monoxide concentration. Dehydrogenation apparatus.
제1항에 있어서, 상기 이동층 탈수소화 반응기는 3단 반응기로 구성되고, 상기 전단 촉매재생부는 각각 제2 반응기와 제3 반응기 전단에 설치되는 것을 특징으로 하는 탈수소화 장치.
The dehydrogenation apparatus of claim 1, wherein the moving bed dehydrogenation reactor comprises a three-stage reactor, and the shear catalyst regeneration unit is installed in front of the second reactor and the third reactor, respectively.
제1항에 있어서, 상기 이동층 탈수소화 반응기는 4단 반응기로 구성되고, 상기 전단 촉매재생부는 각각 제2 반응기 내지 제4 반응기 전단에 설치되는 것을 특징으로 하는 탈수소화 장치.
The dehydrogenation apparatus of claim 1, wherein the moving bed dehydrogenation reactor comprises a four-stage reactor, and the front end catalyst regeneration unit is installed at the front end of each of the second to fourth reactors.
제1항에 있어서, 상기 이동층 탈수소화 반응기는 5단 반응기로 구성되고, 상기 전단 촉매재생부는 제2 반응기 내지 제4 반응기 전단에 설치되는 것을 특징으로 하는 탈수소화 장치.
The dehydrogenation apparatus of claim 1, wherein the moving bed dehydrogenation reactor comprises a 5-stage reactor, and the shear catalyst regeneration unit is installed at the front end of the second reactor to the fourth reactor.
제1항에 있어서, 상기 전단 촉매재생부에 공급되는 수증기의 유량은 탈수소화 하려는 알칸 탄화수소 및 수소기체의 총 유량 대비 0.05% 내지 50%인 것을 특징으로 하는 탈수소화 장치.
The dehydrogenation apparatus according to claim 1, wherein the flow rate of the water vapor supplied to the shear catalyst regeneration unit is 0.05% to 50% relative to the total flow rate of the alkane hydrocarbon and hydrogen gas to be dehydrogenated.
제1항에 있어서, 상기 상기 전단 촉매재생부에 공급되는 수소기체의 유량은 탈수소화 하려는 알칸 탄화수소의 총 유량 대비 0.5% 내지 10%인 것을 특징으로 하는 탈수소화 장치.
The dehydrogenation apparatus according to claim 1, wherein the flow rate of the hydrogen gas supplied to the shear catalyst regeneration unit is 0.5% to 10% of the total flow rate of the alkane hydrocarbon to be dehydrogenated.
복수의 이동층 탈수소화 반응기들을 통과시켜 탄화수소를 탈수소화하는 방법에 있어서, 직렬 연결된 복수의 반응기들을 이용하여 탄화수소를 탈수소 촉매와 접촉시켜 탈수소화 반응시키는 단계: 및 전단의 반응기로부터 이송된 불활성화된 촉매를 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 상기 코크의 연소에 의해 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후, 해당 반응기에 공급하는 중간 촉매 재생 단계; 및 마지막 반응기로부터 이송된 불활성화된 촉매를 재생한 후 제1 반응기로 재순환시키는 주촉매 재생 단계를 포함하는 탈수소화 방법에 있어서, 상기 중간 촉매 재생 단계는 전단의 반응기로부터 이송된 불활성화된 촉매를 재생한 후 해당 반응기에 공급하는 전단 촉매재생부 내에서 수행되며, 상기 전단 촉매재생부는 수증기와 수소기체가 동시에 주입되는 배관을 포함하여 상기 배관을 통해 수증기와 수소기체가 동시에 상기 전단 촉매재생부 내에 주입되어, 수증기에서 유래한 OH 라디칼이 탄소와 반응하여 일산화탄소가 생성되면 상기 수소기체에 의해 증가된 일산화탄소 농도가 감소되는 것을 특징으로 하는 탈수소화 방법.
A method of dehydrogenating a hydrocarbon by passing through a plurality of moving bed dehydrogenation reactors, the method comprising the steps of contacting a hydrocarbon with a dehydrogenation catalyst using a plurality of reactors connected in series: and deactivation conveyed from the reactor in front of the reactor. An intermediate catalyst regeneration step in which the catalyst is removed by burning the coke by steam treatment, and hydrogen gas is supplied to reduce the carbon monoxide concentration increased by the combustion of the coke to regenerate the catalyst and then supply the reactor to the reactor; And a main catalyst regeneration step of regenerating the deactivated catalyst transferred from the last reactor and then recycling it to the first reactor, wherein the intermediate catalyst regeneration step comprises the deactivated catalyst transferred from the reactor in front of the reactor. After the regeneration is performed in a shear catalyst regeneration unit supplied to the reactor, the shear catalyst regeneration unit includes a pipe in which water vapor and hydrogen gas are injected at the same time, the water vapor and hydrogen gas through the pipe at the same time in the shear catalyst regeneration unit When the OH radical derived from water vapor reacts with carbon to produce carbon monoxide, the concentration of carbon monoxide increased by the hydrogen gas is reduced.
제7항에 있어서, 상기 주촉매 재생 단계는 소비된 촉매 입자 상의 코크 침적물을 연소 가스를 사용하여 연소시키는 단계; 촉매 입자를 할로겐화하는 단계 및 할로겐화된 촉매를 건조하여 재생 촉매입자를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탈수소화 방법.
8. The process of claim 7, wherein the regenerating the main catalyst comprises: burning coke deposits on spent catalyst particles using combustion gases; Halogenating the catalyst particles and drying the halogenated catalyst to form regenerated catalyst particles.
제7항에 있어서, 상기 방법이
제1 반응기로부터 배출된 촉매를 제2 반응기의 전단에 설치된 제1 전단 촉매재생부로 이송하여, 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제2 반응기로 투입하는 단계; 및
제2 반응기에서 배출된 촉매를 제3 반응기의 전단에 설치된 제2 전단 촉매재생부로 이송하여 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제3 반응기로 투입하는 단계를 포함하는 탈수소화 방법.
The method of claim 7, wherein the method is
The catalyst discharged from the first reactor is transferred to the first shear catalyst regeneration unit installed at the front end of the second reactor, and the coke is removed by combustion by steam treatment, and hydrogen gas is supplied to reduce the increased carbon monoxide concentration to regenerate the catalyst. Then into a second reactor; And
The catalyst discharged from the second reactor is transferred to a second shear catalyst regeneration unit installed at the front end of the third reactor, and the coke is removed by combustion by steam treatment, and hydrogen gas is supplied to reduce the increased carbon monoxide concentration to regenerate the catalyst. After the dehydrogenation method comprising the step of introducing into the third reactor.
제7항에 있어서, 상기 방법이
제1 반응기로부터 배출된 촉매를 제2 반응기의 전단에 설치된 제1 전단 촉매재생부로 이송하여, 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제2 반응기로 투입하는 단계;
제2 반응기에서 배출된 촉매를 제3 반응기의 전단에 설치된 제2 전단 촉매재생부로 이송하여 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제3 반응기로 투입하는 단계; 및
제3 반응기에서 배출된 촉매를 제4 반응기의 전단에 설치된 제 3전단 촉매재생부로 이송하여 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제4 반응기로 투입하는 단계를 포함하는 탈수소화 방법.
The method of claim 7, wherein the method is
The catalyst discharged from the first reactor is transferred to the first shear catalyst regeneration unit installed at the front end of the second reactor, and the coke is removed by combustion by steam treatment, and hydrogen gas is supplied to reduce the increased carbon monoxide concentration to regenerate the catalyst. Then into a second reactor;
The catalyst discharged from the second reactor is transferred to a second shear catalyst regeneration unit installed at the front end of the third reactor, and the coke is removed by combustion by steam treatment, and hydrogen gas is supplied to reduce the increased carbon monoxide concentration to regenerate the catalyst. Then introducing into a third reactor; And
The catalyst discharged from the third reactor is transferred to the third shear catalyst regeneration unit installed at the front end of the fourth reactor, and the coke is removed by combustion by steam treatment, and hydrogen gas is supplied to reduce the increased carbon monoxide concentration to regenerate the catalyst. After the dehydrogenation method comprising the step of introducing into the fourth reactor.
제7항에 있어서, 상기 방법이,
제1 반응기로부터 배출된 촉매를 제2 반응기의 전단에 설치된 제1 전단 촉매재생부로 이송하여, 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제2 반응기로 투입하는 단계;
제2 반응기에서 배출된 촉매를 제3 반응기의 전단에 설치된 제2 전단 촉매재생부로 이송하여 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제3 반응기로 투입하는 단계;
제3 반응기에서 배출된 촉매를 제4 반응기의 전단에 설치된 제3 전단 촉매재생부로 이송하여 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제4 반응기로 투입하는 단계; 및
제4 반응기에서 배출된 촉매를 제5 반응기의 전단에 설치된 제4 전단 촉매재생부로 이송하여 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제5 반응기로 투입하는 단계를 포함하는 탈수소화 방법.
The method of claim 7, wherein the method is
The catalyst discharged from the first reactor is transferred to the first shear catalyst regeneration unit installed at the front end of the second reactor, and the coke is removed by combustion by steam treatment, and hydrogen gas is supplied to reduce the increased carbon monoxide concentration to regenerate the catalyst. Then into a second reactor;
The catalyst discharged from the second reactor is transferred to a second shear catalyst regeneration unit installed at the front end of the third reactor, and the coke is removed by combustion by steam treatment, and hydrogen gas is supplied to reduce the increased carbon monoxide concentration to regenerate the catalyst. Then introducing into a third reactor;
The catalyst discharged from the third reactor is transferred to a third shear catalyst regeneration unit installed at the front end of the fourth reactor, and the coke is removed by combustion by steam treatment, and hydrogen gas is supplied to reduce the increased carbon monoxide concentration to regenerate the catalyst. Then introducing into a fourth reactor; And
The catalyst discharged from the fourth reactor is transferred to a fourth shear catalyst regeneration unit installed at the front end of the fifth reactor, and the coke is removed by combustion by steam treatment, and hydrogen gas is supplied to reduce the increased carbon monoxide concentration to regenerate the catalyst. After the dehydrogenation method comprising the step of introducing into the fifth reactor.
제7항에 있어서, 상기 중간 촉매 재생 단계에서 수증기의 유량은 탈수소화 하려는 알칸 탄화수소 및 수소기체의 총 유량 대비 0.05% 내지 50%로 공급되는 것을 특징으로 하는 탈수소화 방법.
The dehydrogenation method according to claim 7, wherein the flow rate of water vapor in the intermediate catalyst regeneration step is supplied at 0.05% to 50% relative to the total flow rate of the alkane hydrocarbon and hydrogen gas to be dehydrogenated.
제7항에 있어서, 상기 중간 촉매 재생 단계에서 수소기체의 유량은 탈수소화 하려는 알칸 탄화수소의 총 유량 대비 0.5% 내지 10%로 공급되는 것을 특징으로 하는 탈수소화 방법.
8. The dehydrogenation method of claim 7, wherein the flow rate of the hydrogen gas in the intermediate catalyst regeneration step is supplied at 0.5% to 10% of the total flow rate of the alkane hydrocarbon to be dehydrogenated.
제7항 내지 제13항중 어느 한 항에 있어서,
상기 방법은 에탄, 프로판, 이소부탄, 노말 부탄, 펜탄, 헥산, 헵탄 및 옥탄으로 구성되는 군에서 선택되는 알칸 탄화수소의 탈수소화에 사용되는 것을 특징으로 하는 탈수소화 방법.
The method according to any one of claims 7 to 13,
The method is used for dehydrogenation of alkane hydrocarbons selected from the group consisting of ethane, propane, isobutane, normal butane, pentane, hexane, heptane and octane.
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