KR20220154371A - 파라핀의 촉매 탈수소화에 의한 올레핀 제조 공정에서의 촉매 재생 시스템 및 촉매 재생 방법 - Google Patents

파라핀의 촉매 탈수소화에 의한 올레핀 제조 공정에서의 촉매 재생 시스템 및 촉매 재생 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 파라핀의 촉매 탈수소화에 의한 올레핀 제조 공정에서의 촉매 재생 시스템 및 촉매 재생 방법에 관한 것으로, 파라핀의 촉매 탈수소화에 의한 올레핀 제조 공정에서 촉매재생기에 대하여 반응기를 병렬적으로 구성하기 위하여 촉매 순환라인을 이중화함으로써, 반응기의 공정 온도를 증가시켜 생산량을 증대시키면서도 촉매 불활성화(코킹)를 비교적 낮게 유지할 수 있으며, 촉매 순환율을 감소시켜 촉매의 마모를 방지함에 따라 촉매의 재사용율이 증가하기 때문에 촉매의 수명이 연장될 수 있으며, 부반응물의 생성을 억제하여 후속 공정이 간단해지는 효과가 있다.

Description

파라핀의 촉매 탈수소화에 의한 올레핀 제조 공정에서의 촉매 재생 시스템 및 촉매 재생 방법{Catalyst regeneration system and catalyst regeneration method in olefin production process by catalytic dehydrogenation of paraffin}
본 발명은 파라핀의 촉매 탈수소화에 의한 올레핀 제조 공정에서의 촉매 재생 시스템 및 촉매 재생 방법에 관한 것이다.
탄화수소의 유동 접촉 분해 또는 유동 촉매 분해(Fluid Catalytic Cracking)는 경질 탄화수소 생산의 중요한 공정이며, 특히 에탄(ethane) 또는 프로판(propane)과 같은 파라핀을 이용하여 에틸렌(ethylene) 또는 프로필렌(propylene)과 같은 올레핀을 생산하는 공정에 있어서 유용하다. 유동 접촉 분해는 유동화된 촉매를 반응기와 촉매 재생기 사이에서 연속적으로 순환시키며, 파라핀의 촉매 탈수소화 반응을 유도한다.
파라핀의 탈수소화 반응을 위한 촉매는 알루미나 등에 담지된 금속 촉매가 많이 사용되고 있다. 상기 촉매 탈수소화 반응은 흡열반응으로 높은 온도 조건이 요구되므로, 촉매는 코크 침적물의 축적(코킹, coking)으로 불활성화된다. 따라서, 촉매는 반응기에서 소비된 이후 주기적인 재생이 필요하다.
일반적으로 상기 촉매를 재생하기 위한 재생 시스템에서는, 파라핀을 포함하는 공급 스트림을 반응기에 공급하여, 유동화된 촉매와 파라핀이 혼합 및 접촉하여 올레핀을 포함하는 생성 스트림을 생성하고, 소비된 촉매는 촉매 재생기로 공급되어 연소된 후 재생 촉매를 생성한다. 상기 재생 촉매는 다시 반응기로 공급되어 재사용할 수 있게 된다.
이 때, 상기 촉매를 재생하기 위한 재생 시스템 및 전체적인 탈수소화반응의 효율적인 운용을 위하여 촉매의 체류시간을 감소시키거나, 반응기의 크기를 크게하거나, 반응기를 직렬 다단식으로 구성하여 촉매의 코킹을 최소화하려는 시도가 있었다.
다만, 상기와 같은 방법에 의한 경우, 생성물의 수율이 떨어지고 부반응에 의한 부생성물(dust)을 증가시켜 후속 분리 공정이 복잡하게 되는 문제가 있어 결과적으로 생산량의 증대로 이어질 수 없었으며, 촉매 순환율의 증가에 따른 촉매 마모에 의해 촉매의 수명이 짧아져 결국, 촉매의 재사용율이 떨어지는 문제가 있었다.
한편, 올레핀의 생산량을 증대시키기 위한 가장 효과적인 방법 중의 하나로 반응 온도를 증가시키는 방법이 있다. 반응 온도를 증가시키는 방법은 반응기의 크기나 공정 구성을 바꾸지 않고서도 생산량을 증대할 수 있는 가장 고려하기 쉬운 방법이다. 다만, 공정 시스템의 온도를 증가시키는 것은 촉매의 코킹 발생을 증가시킨다는 문제가 있다.
따라서, 촉매의 코킹 발생을 최소화하면서도 올레핀의 생산량은 증대시킬 수 있는 새로운 촉매 재생 시스템 및 촉매 재생 방법이 요구된다.
대한민국 공개특허 제10-2009-0098805호
본 발명은 파라핀의 촉매 탈수소화에 의한 올레핀 제조 공정에서 올레핀 생산량을 증대시키면서도 촉매의 불활성화(코킹) 비율을 비교적 낮게 유지할 수 있고, 촉매의 재사용 비율이 높으며, 부반응물의 생성을 억제할 수 있는 촉매 재생 시스템 및 촉매 재생 방법을 제공한다.
본 발명은, 파라핀을 포함하는 공급 스트림을 촉매와 접촉시켜 올레핀을 포함하는 생성 스트림을 생성하도록 마련된 반응부; 상기 반응부에서 발생된 소비촉매를 재생하여 재생촉매로 변환하는 촉매 재생부; 상기 촉매 재생부에서 반응부로 재생촉매를 공급하는 재생촉매 공급라인; 및 상기 반응부에서 촉매 재생부로 소비촉매를 공급하는 소비촉매 공급라인을 포함하고, 상기 반응부는 2개 이상의 반응기를 포함하고, 재생촉매 공급라인은 적어도 2개의 반응기에 각각 연결되도록 적어도 1회 분기되고, 각각의 반응기에는 소비촉매 공급라인이 각각 연결된 촉매 재생 시스템을 제공한다.
또한, 본 발명은 파라핀의 촉매 탈수소화에 의한 올레핀 제조 공정에서 제1항의 촉매 재생 시스템을 이용하여 촉매를 재생하는 촉매 재생 방법으로서, 파라핀을 포함하는 공급 스트림을 반응부에서 촉매와 접촉시켜 올레핀을 포함하는 생성 스트림을 생성하는 올레핀 생성단계; 상기 올레핀 생성단계에서 발생된 소비촉매를 촉매 재생부로 이송하여 재생촉매로 변환하는 촉매 재생단계; 및 상기 촉매 재생단계에서 재생된 재생촉매를 반응부로 공급하는 촉매 공급단계를 포함하고, 상기 반응부는 2개 이상으로 구성되고, 상기 올레핀 생성단계에서 공급 스트림은 2개 이상의 반응부에 순차적으로 직렬 공급되고, 상기 촉매 공급단계에서 재생촉매는 2개 이상의 반응부에 각각 병렬 공급되는 촉매 재생 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 촉매 재생 시스템 및 촉매 재생 방법은, 파라핀의 촉매 탈수소화에 의한 올레핀 제조 공정에서 촉매재생기에 대하여 반응기를 병렬적으로 구성하기 위하여 촉매 순환라인을 이중화함으로써, 반응기의 공정 온도를 증가시켜 생산량을 증대시키면서도 촉매 불활성화(코킹)를 비교적 낮게 유지할 수 있다.
또한, 촉매 순환율을 감소시켜 촉매의 마모를 방지함에 따라 촉매의 재사용율이 증가하기 때문에 촉매의 수명이 연장될 수 있으며, 부반응물의 생성을 억제하여 후속 공정이 간단해지는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 촉매 재생 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 촉매 재생 시스템의 공정도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 촉매 재생 새스템의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 촉매 재생 새스템의 공정도이다.
도 5는 본 발명의 제1 반응기 또는 제2 반응기의 상세도이다.
도 6은 본 발명의 제3 반응기 또는 제4 반응기의 상세도이다.
도 7은 본 발명의 촉매 재생부의 상세도이다.
도 8은 본 발명에 따른 촉매 재생 방법의 개략도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서, "포함한다", "구비한다", "구성된다", "설치된다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있다.
본 발명에서 촉매 재생 시스템을 구성하는 구성 요소들이 서로 연결되어 있다고 함은, 어느 한 요소에서 유출되는 유체가 다른 한 요소로 유입될 수 있도록 유체 연결(fluidically connected)되어 있는 것을 의미할 수 있다.
본 발명에서, 용어 "라인”은 본 발명의 촉매 재생 시스템을 구성하는 요소에서 유입 및/또는 유출되는 유체가 이동할 수 있도록 구비된, 파이프, 관 등의 공지의 유체(액체, 기체 또는 액체와 기체의 혼합물) 이송 수단을 의미할 수 있다.
본 발명에서 사용된 "전단" 및 "후단"은 반응부, 반응기 및 촉매 재생부와 같은 장치를 기준으로 할 때, 상기 장치를 통과하는 유체의 이동 흐름에 따라 장치에 유입되는 쪽을 "전단", 장치에서 유출되는 쪽을 "후단"이라고 지칭한다.
본 발명은 파라핀의 탈수소화 공정에 의한 올레핀 제조 공정에서의 촉매 재생 시스템에 관한 것으로, 특히, 프로판을 이용한 프로필렌 제조 공정에서의 촉매 재생 시스템에 관한 것이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 촉매 재생 시스템(1)은 파라핀을 포함하는 공급 스트림(10)을 촉매와 접촉시켜 올레핀을 포함하는 생성 스트림(90)을 생성하도록 마련된 반응부(100)를 포함한다. 파라핀의 탈수소화 공정에서는 파라핀을 포함하는 공급 스트림이 고온에서 유동화된 촉매와 접촉에 의해 올레핀을 포함하는 생성 스트림을 생성하며, 생성 스트림에는 올레핀, 수소 및 부반응물이 포함된다. 이때, 생성 스트림에 포함되는 부반응물로서, 프로파다이엔(propadiene), 메틸아세틸렌(methyl acetylene), 메탄(methan), 에탄(ethane) 또는 에틸렌(ethylene) 등이 생성될 수 있다.
상기 공급 스트림(10)은 수소 및 파라핀을 포함하며, 상기 파라핀은 프로판일 수 있다. 상기 공급 스트림으로서 수소와 파라핀은 각각 독립적으로 반응부에 공급될 수 있으나, 주로 반응부에 공급되기 전 수소와 파라핀이 혼합되어 혼합 가스 형태로 공급 스트림을 형성한다. 이때, 상기 혼합 가스의 수소와 탄화수소의 몰비(H2/CH)는 0.1 내지 1일 수 있으며, 예를 들어, 0.3 내지 0.8 또는 0.4 내지 0.6일 수 있다. 혼합 가스의 수소와 탄화수소의 몰비를 상기 범위로 제어함으로써, 올레핀 생산량을 증대시키면서도 촉매 코킹 비율을 최소화할 수 있다. 파라핀의 탈수소화 공정은 흡열반응이므로, 상기 공급 스트림을 반응부에 공급하기 전 히터(30)에 의하여 미리 예열시켜 흡열반응에 필요한 열을 전달할 수 있다. 이때, 상기 공급 스트림으로서 수소는 탈수소화 공정에서 부산물이기도 하므로 이를 회수한 후 상기 공급 스트림으로서 재순환시켜 사용할 수 있다.
상기 촉매는 알루미나, 실리카, 알루미노실리케이트 또는 제올라이트에 금속이 담지 또는 분산된 촉매일 수 있으며, 상기 금속은 니켈, 백금, 팔라듐, 철, 코발트, 크롬, 몰리브덴 및 텅스텐으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있다. 예를 들어, 상기 촉매에 담지 또는 분산된 금속은 백금일 수 있으며, 이때, 전체 촉매에 대한 금속의 함량은 0.1 내지 1.0중량%일 수 있고, 예를 들어, 전체 촉매에 대한 금속의 함량은 0.2 내지 0.8중량%, 0.3 내지 0.6중량% 또는 0.3 내지 0.5중량%일 수 있다. 상기와 같은 함량을 가지는 경우, 상기 반응부의 반응 온도 조건에서 촉매의 코킹이 최소화될 수 있다.
상기 반응부(100)는 공급 스트림(10)과 촉매가 접촉할 수 있는 공간을 가지고 있으며, 파라핀의 탈수소화 반응에 필요한 온도 및 압력을 공급할 수 있는 장치들을 구비하는 반응기(reactor)를 포함하는 넓은 의미의 포괄적인 장치 개념이다. 상기 반응부는 2개 이상의 반응기(101)를 포함할 수 있고, 상기 2개 이상의 반응기를 서로 연결하는 라인 및 반응기에서 일어나는 반응에 필요한 여러가지 부속 장치들을 전부 포함하는 개념이다.
상기 반응부(100) 또는 반응기(101)의 반응 온도는 580℃ 내지 690℃일 수 있으며, 예를 들어, 반응부(100) 또는 반응기(101)의 반응 온도는 600℃ 내지 670℃ 또는 620℃ 내지 660℃일 수 있다. 또한, 상기 반응부(100) 또는 반응기(101)의 반응 압력은 1000mmH2O 내지 1300mmH2O일 수 있다.
본 발명은 상기 반응부(100)에서 발생된 소비촉매를 재생하여 재생촉매로 변환하는 촉매 재생부(200)를 포함한다. 상기 반응부에서 발생하는 파라핀의 탈수소화 반응은 흡열반응으로 580℃ 내지 690℃의 높은 온도 조건이 요구되므로, 부반응으로 인해 주로 탄소 성분으로 구성되는 코크 침적물이 발생하며, 상기 촉매는 이러한 코크 침적물의 축적으로 불활성화된다. 본 발명에서는 이와 같이 불활성화된 촉매를 소비촉매로 지칭한다. 상기 반응부(100)에서 발생된 소비촉매는 불활성화되어 있으므로, 이를 활성화시키기 위한 주기적인 재생 작업을 필요로 하고, 촉매 재생부(200)에서는 반응부에서 발생된 소비촉매를 공급받아 이를 연소시킴으로써 소비촉매를 활성을 가지는 재생촉매로 변환한다.
본 발명의 촉매 재생 시스템(1)은 상기 촉매 재생부(200)에서 반응부(100)로 재생촉매를 공급하는 재생촉매 공급라인(330) 및 상기 반응부(100)에서 촉매 재생부(200)로 소비촉매를 공급하는 소비촉매 공급라인(400)을 포함한다. 즉, 상기 반응부(100)에서 탈수소화 공정이 진행된 후 발생한 소비촉매는 소비촉매 공급라인(400)을 따라 촉매 재생부(200)로 이동하고, 상기 촉매 재생부(200)에서는 소비촉매를 연소시켜 재생촉매로 변환한 후 이를 재생촉매 공급라인(300)을 따라 반응부에 재공급한다.
본 발명에 따른 촉매 재생 시스템은 반응기의 공정 온도를 증가시켜 생산량을 증대시키면서도 촉매 불활성화를 비교적 낮게 유지하고, 촉매 순환율을 감소시켜 촉매의 재사용율을 증가시키며, 부반응물의 생성을 억제하기 위하여, 상기 반응부가 2개 이상의 반응기(101)를 포함하도록 하고, 재생촉매 공급라인(300)은 적어도 2개의 반응기(101)에 각각 연결되도록 적어도 1회 분기되고, 각각의 반응기(101)에는 소비촉매 공급라인(400)이 각각 연결되도록 구성된다.
본 발명에 따른 촉매 재생 시스템(1)은, 파라핀의 촉매 탈수소화에 의한 올레핀 제조 공정에서 촉매 재생부에 대하여 반응기를 상기와 같이 병렬적으로 구성함으로써 단일 반응기 또는 직렬 다단식으로 구성된 반응기에 비하여 반응기의 공급 스트림 유입 온도를 증가시킬 수 있고, 촉매 순환율을 10% 이상 낮추어 촉매의 수명을 증가시킬 수 있다.
이때, 상기 재생촉매 공급라인(300)은 촉매 재생부의 후단에서 두 개 이상으로 분기되고, 상기 소비촉매 공급라인(400)은 촉매 재생부의 전단에서 하나로 합쳐지도록 구성하며, 상기 분기된 재생 촉매 공급라인(300) 및 각각의 반응기에 연결된 소비촉매 공급라인(400) 각각에는 촉매의 유동을 제어하기 위한 밸브(5)가 설치될 수 있다. 상기 밸브(5)는 필요에 따라, 온-오프 밸브, 볼 밸브 및 3-웨이 밸브로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 사용할 수 있다.
또한, 상기 2개 이상의 반응기(101)는 촉매 재생부(200)에 대하여 병렬적으로 구성되지만, 즉, 촉매 스트림에 대하여 병렬적으로 구성되지만, 공급 스트림에 대하여는 직렬적으로 구성된다. 구체적으로, 본 발명에 따른 촉매 재생 시스템(1)은 상기 2개 이상의 반응기(101)를 연결하는 스트림 이송라인(20)을 더 포함하고, 상기 공급 스트림(1)은 스트림 이송라인(20)을 따라 2개 이상의 반응기(101)에 순차적으로 공급된다. 상기와 같이 공급 스트림(1)을 2개 이상의 반응기(101)에 순차적으로 공급함으로써, 후단 반응기에 공급되는 공급 스트림의 온도를 올릴 수 있으며, 이에 따라 공급된 파라핀(프로판)에 대한 생성된 올레핀(프로필렌)의 비율인 전환율을 증가시킬 수 있다. 이와 같이 공급 스트림의 온도 및 전환율을 증가시킴에 따라, 최종 수율을 증가시킬 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 촉매 재생 시스템(1)은 하나의 실시예로서, 상기 반응부(100)는 제1 반응유닛(110) 및 제2 반응유닛(120)을 포함하고, 상기 제1 반응유닛(110)은 제1 반응기(111) 및 제4 반응기(114)를 포함하며, 상기 제2 반응유닛(120)은 제2 반응기(122) 및 제3 반응기(123)를 포함하고, 상기 재생촉매 공급라인(300)은 제1 반응유닛(110) 및 제2 반응유닛(120)에 각각 연결되도록 적어도 1회 분기되고, 제1 반응유닛(110) 및 제2 반응유닛(120)은 소비촉매 공급라인(300)이 각각 연결되도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 제1 반응기(111)에서 발생된 소비촉매를 제4 반응기(114)로 이송하기 위한 제1 촉매 이송라인(350) 및 상기 제2 반응기(122)에서 발생된 소비촉매를 제3 반응기(123)로 이송하기 위한 제2 촉매 이송라인(360)을 더 포함할 수 있다.
이러한 시스템에서는 상기 반응부가 4개의 반응기로 구성되는 것이며, 재생촉매는 촉매 재생부(200)에서 제1 반응기(111) 및 제2 반응기(122)로 공급된다. 제1 반응기(111)로 공급된 재생촉매는 제1 반응기(111)에서 공급 스트림(1)과 접촉 후 소비촉매가 되고, 제1 반응기(111)에서 발생된 소비촉매는 제1 촉매 이송라인(350)을 통해 제4 반응기(114)로 이송된다. 제4 반응기(114)로 이송된 소비촉매는 공급 스트림(1)과 접촉 후 소비촉매 공급라인(400)을 통해 촉매 재생부(200)로 공급되고 연소에 의해 재생촉매로 변환된다. 또한, 제2 반응기(122)로 공급된 재생촉매는 제2 반응기(122)에서 공급 스트림(1)과 접촉 후 소비촉매가 되고, 제2 반응기(122)에서 발생된 소비촉매는 제2 촉매 이송라인(360)을 통해 제3 반응기(123)로 이송된다. 제3 반응기(123)로 이송된 소비촉매는 공급 스트림(1)과 접촉 후 소비촉매 공급라인(400)을 통해 촉매 재생부(200)로 공급되고 연소에 의해 재생촉매로 변환된다.
이때, 공급 스트림(1)은 제1 반응기(111), 제2 반응기(122), 제3 반응기(123) 및 제4 반응기(124)를 순차적으로 통과하도록 구성된다. 즉, 촉매 재생 시스템은 제1 반응기(111)와 제2 반응기(122)를 연결하는 제1 스트림 이송라인(21), 제2 반응기(122)와 제3 반응기(123)를 연결하는 제2 스트림 이송라인(22), 제3 반응기(123)와 제4 반응기(114)를 연결하는 제3 스트림 이송라인(23)을 포함하고, 공급 스트림(1) 상기 제1 스트림 이송라인, 제2 스트림 이송라인 및 제3 스트림 이송라인을 따라 제1 반응기 내지 제4 반응기를 순차적으로 통과할 수 있다.
상기와 같이 촉매 재생부에 대하여 2개의 반응기를 병렬적으로 구성하고 각각의 반응기에 대하여 반응기를 직렬적으로 구성함으로써, 촉매 재생부에 대하여 반응기를 전부 직렬적으로 구성한 시스템과 비교시 반응기에 유입되는 공급 스트림의 온도를 2℃ 내지 10℃ 증가시킬 수 있으므로 올레핀의 생산량을 증대시킬 수 있다. 또한, 촉매 순환율을 10% 이상 낮추어 더스트(dust)의 발생량을 감소시킬 수 있고, 병렬적 구성으로 촉매가 2개의 반응기만을 거치기 때문에 반응기 내부에서 촉매에 코크 침적물이 축적되는 비율을 낮출 수 있다. 촉매 재생부에 대하여 반응기를 전부 직렬적으로 구성한 시스템의 경우에는 최종 반응기의 온도를 올리는 데 있어서, 촉매 코킹으로 인해 한계가 있다.
도 5를 참조하면, 상기 제1 반응기(101) 및 제2 반응기는, 반응기의 상단에 설치되고 재생촉매 공급라인(300)과 연결되는 제1 촉매 공급부(151), 상기 제1 촉매 공급부(151)에 수소를 공급하는 수소 공급라인(160) 및 공급 스트림(1)과 촉매가 접촉하는 제1 접촉부(171)를 포함하고, 상기 수소 공급라인(160)에는 제1 히터(161)가 설치될 수 있다.
상기 제1 촉매 공급부(151)에는 촉매 재생부(200)에서 산화된 상태의 촉매가 공급되기 때문에 수소 공급라인(160)을 통해 수소를 공급하여 이를 환원한다. 상기 제1 히터(161)는 수소 공급라인(160)을 통해 반응기에 투입되는 수소를 가열하는 역할을 한다. 구체적으로, 파라핀의 탈수소화 공정은 흡열반응이므로, 상기 히터를 통해 수소를 미리 가열하여 흡열반응에 필요한 열을 전달할 수 있다.
또한, 상기 제1 반응기(111) 및 제2 반응기(122)는, 반응기의 하단에 설치되고 제1 접촉부(171)에서 소비된 촉매가 수집되는 제1 촉매 수집부(181), 상기 제1 촉매 수집부(181)의 하단에 설치되고, 소비된 촉매를 배출하는 제1 리프트 인게이져(191) 및 상기 촉매 수집부(181)와 리프트 인게이져(191)를 연결하는 제1 연결 라인(181)을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 촉매 수집부(181)에는 촉매에 포함된 잔류 탄화수소 및/또는 더스트를 퍼지(purge)하여 제거하기 위하여 수소 및 탄화수소 가스를 포함하는 네트 가스(net gas)를 공급할 수 있다. 상기 제1 리프트 인게이져는 불활성 가스, 질소 또는 수소 등의 리프트 가스를 이용하여 소비촉매를 배출한다.
도 6을 참조하면, 상기 제3 반응기(123) 및 제4 반응기(114)는, 반응기의 상단에 설치되고 촉매 이송라인(350, 360)과 연결되는 제2 촉매 공급부(152), 상기 제2 촉매 공급부(152)에 네트 가스를 공급하는 네트 가스 공급라인(165) 및 공급 스트림(1)과 촉매가 접촉하는 제2 접촉부(172)를 포함하고, 상기 네트 가스 공급라인에는 제2 히터(166)가 설치될 수 있다.
상기 제2 촉매 공급부(152)는 제1 촉매 공급부(151)와 달리 산화된 상태의 촉매가 공급되는 것이 아니기 때문에 네트 가스를 공급하여 촉매를 예열시킨다. 상기 제2 히터(166)는 네트 가스 공급라인을 통해 반응기에 투입되는 네트가스를 가열하는 역할을 한다. 구체적으로, 파라핀의 탈수소화 공정은 흡열반응이므로, 상기 열교환기를 통해 네트 가스를 미리 가열하여 흡열반응에 필요한 열을 전달할 수 있다. 상기 네트 가스는 수소 가스의 함량이 90몰% 이상일 수 있으며, 예를 들어, 상기 네트 가스는 수소 가스의 함량이 95몰% 이상일 수 있다. 네트 가스는 수소 외에 C1 또는 C2 등을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제3 반응기(123) 및 제4 반응기(114)는, 반응기의 하단에 설치되고 제2 접촉부(172)에서 소비된 촉매가 수집되는 제2 촉매 수집부(182), 상기 제2 촉매 수집부(182)의 하단에 설치되고, 촉매를 질소 분위기로 변환하는 잠금 호퍼(187), 상기 잠금 호퍼(187)의 하단에 설치되고, 소비된 촉매를 배출하는 제2 리프트 인게이져(192) 및 상기 제2 촉매 수집부(182)와 잠금 호퍼(187)를 연결하는 제2 연결 라인(186) 및 상기 잠금 호퍼(187)와 제2 리프트 인게이져(192)를 연결하는 제3 연결 라인(188)을 더 포함할 수 있다.
상기 제2 촉매 수집부(182)는 촉매에 포함된 잔류 탄화수소 및/또는 더스트를 퍼지(purge)하여 제거하기 위하여 수소 및 탄화수소 가스를 포함하는 네트가스(net gas)를 공급할 수 있다. 또한, 상기 잠금 호퍼(187)는 소비촉매를 촉매 재생부로 이송하기 전 촉매 재생부에 포함된 산소로부터 안정성을 확보하기 위하여 질소를 공급하여 소비촉매를 질소 분위기로 변환하는 역할을 한다. 상기 제2 리프트 인게이져(192)는 불활성 가스, 질소 또는 수소 등의 리프트 가스를 이용하여 소비촉매를 촉매 재생부(200)로 배출한다.
도 7을 참조하면, 상기 촉매 재생부(200)는, 소비촉매와 이물질을 분리하기 위한 분리 호퍼(210), 상기 분리 호퍼에서 분리된 소비촉매를 재생하는 재생탑(220) 및 상기 재생탑에서 재생된 재생 촉매를 반응부에 공급하기 위한 공급부(260)를 포함할 수 있다.
상기 분리 호퍼(210)는 소비촉매와 더스트를 분리하기 위한 것으로, 상기 더스트에는 먼지, 1um 미만의 미립자가 포함된다. 상기 분리 호퍼(210)에는 반응부(100)에서 소비된 소비촉매 및 이물질이 소비촉매 공급라인(400)을 통해 함께 공급되고, 분리 호퍼(210)는 용리 가스(elutriation gas)를 이용한 용리 공정으로 이들을 분리한다. 상기 용리 가스는 질소(N2)일 수 있다.
상기 재생탑(220)은, 소비촉매를 연소시켜 코크를 제거하는 연소부(230), 상기 연소부(230)에서 응집된 촉매를 분산시키는 할로겐화부(240) 및 상기 할로겐화부(240)에서 분산된 촉매를 건조하는 스트리핑부(250)를 포함할 수 있다.
상기 연소부(230)는 소비촉매에 함유된 코크를 연소시켜 제거한다. 구체적으로, 상기 연소부(230)는 소비촉매를 수용하기 위한 수용부(231)를 구비하고, 상기 수용부(231)에는 상기 분리 호퍼(210)에서 분리된 소비촉매가 충진되어 있으며, 상대적으로 상부에 형성되는 제1 연소 가스 투입구(232) 및 상대적으로 하부에 형성되는 제2 연소 가스 투입구(233)를 포함한다. 이때, 상기 제1 연소 가스 투입구(232) 및 제2 연소 가스 투입구(233)를 통해 유입되는 연소 가스는 공기와 산소를 포함하고, 연소부(230)에 투입되기 전 히터(234, 235)에 의해 가열될 수 있다.
상기 제1 연소 가스 투입구(232)에는 450 내지 500℃의 상대적으로 저온의 연소가스가 투입되며, 연소 가스에서 산소의 함량은 0.6 내지 1.2몰%이고, 상기 제 1 연소 가스 투입에 의한 연소에 의하여 촉매의 외측 또는 표면에 형성된 코크를 제거할 수 있다.
상기 제2 연소 가스 투입구(233)에는 500 내지 550℃의 상대적으로 고온의 연소 가스가 투입되며, 연소 가스에서 산소의 함량은 1 내지 5몰%이고, 상기 제2 연소 가스 투입에 의한 연소에 의하여 촉매에 내부 또는 기공에 함침된 코크를 제거할 수 있다.
상기 할로겐화부(240)는 상기 연소부(230)를 통해 응집된 촉매에 함유된 금속입자를 분산 및 건조 시키는 역할을 하며, 구체적으로 500 내지 550℃의 조건에서 수행되고, 할로겐 및 산소를 포함하는 가스가 투입된다. 이때, 상기 할로겐 및 산소를 포함하는 가스에서 산소의 함량은 20 내지 22몰%이고, 상기 할로겐은 염소일 수 있다. 상기 산소를 포함하는 가스는 공기일 수 있으며, 공기 히터(241)에 의해 예열되어 투입될 수 있다.
상기 스트리핑부(250)에서는 상기 금속입자가 분산된 촉매를 가열된 공기나 염소 또는 질소에 의해 수분을 제거할 수 있다.
상기 재생탑(220)에서 재생된 재생 촉매는 반응부(100)에 공급되기 전 공급부(260)를 통과한다. 상기 공급부는 유량 조절 호퍼(270), 서지 호퍼(surge hopper)(280), 제2 잠금 호퍼(290) 및 제3 리프트 인게이져(295)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 유량 조절 호퍼(270)는 촉매의 이송을 원할하게 하기 위하여 재생 촉매의 배출량을 조절한다. 예를 들어, 상기 유량 조절 호퍼(270)의 크기는 길이 500 내지 2000mm, 내경 100 내지 500mm일 수 있으며, 두 개 이상으로 구성될 수 있다. 또한, 상기 유량 조절 호퍼(270)에는 재생 촉매의 상태를 확인하기 위한 별도의 샘플 채취구를 마련할 수 있다.
상기 서지 호퍼(280)는 재생탑에서 가열된 재생 촉매를 냉각한다. 상기 냉각은 공지된 방법을 사용할 수 있고, 예를 들어, 호퍼의 하부에 냉각수를 순환하기 위한 코일을 설치하고 냉각수를 순환시킴으로써 수행할 수 있다. 또한, 상기 연소부(230)에서 연소 가스에 의해 산소 분위기가 된 촉매에 질소를 공급하여 촉매를 질소 분위기로 바꿔주는 역할을 한다.
상기 제2 잠금 호퍼(290)는 상기 질소 분위기로 변환된 촉매에 수소를 공급하여 환원시키는 역할을 한다. 즉, 제2 잠금 호퍼(290) 내부에 수소를 공급함으로써, 촉매를 반응부로 공급하기 전 촉매의 분위기를 수소 분위기로 전환할 수 있다. 상기 제2 잠금 호퍼에는 재생 촉매의 품질을 측정하기 위한 검사 포트를 별도로 설치할 수 있다.
상기 제3 리프트 인게이져(295)는 불활성 가스 또는 수소 등의 리프트 가스를 이용하여 재생 촉매를 반응부로 이송한다.
또한, 본 발명은 파라핀의 촉매 탈수소화에 의한 올레핀 제조 공정에서 촉매를 재생하는 재생 방법으로서, 파라핀을 포함하는 공급 스트림을 반응부에서 촉매와 접촉시켜 올레핀을 포함하는 생성 스트림을 생성하는 올레핀 생성단계(S100), 상기 올레핀 생성단계에서 발생된 소비촉매를 촉매 재생부로 이송하여 재생촉매로 변환하는 촉매 재생단계(S200) 및 상기 촉매 재생단계에서 재생된 재생촉매를 반응부로 공급하는 촉매 공급단계(S300)를 포함하고, 상기 반응부는 2개 이상의 반응기를 포함하고, 상기 올레핀 생성단계(S100)에서 공급 스트림은 2개 이상의 반응부에 순차적으로 직렬 공급되고, 상기 촉매 공급단계(S300)에서 재생촉매는 2개 이상의 반응부에 각각 병렬 공급되는 촉매 재생 방법을 제공할 수 있다.
이때, 상기 촉매 재생 방법은 전술한 촉매 재생 시스템을 이용할 수 있다.
본 발명에 따른 촉매 재생 방법은 반응기의 공정 온도를 증가시켜 생산량을 증대시키면서도 촉매 불활성화를 비교적 낮게 유지하고, 촉매 순환율을 감소시켜 촉매의 재사용율을 증가시키며, 부반응물의 생성을 억제할 수 있다. 구체적으로, 본 발명에 따른 촉매 재생 방법은 반응부가 2개 이상의 반응기를 포함하도록 하고, 상기 올레핀 생성단계에서 공급 스트림은 2개 이상의 반응기에 순차적으로 직렬 공급되고, 상기 촉매 공급단계에서 재생촉매는 2개 이상의 반응기에 각각 병렬 공급되도록 한다. 상기와 같이 재생촉매를 2개 이상의 반응기에 각각 병렬로 공급함으로써, 단일 반응기 또는 직렬 다단식으로 구성된 반응기에 비하여 반응기의 공급 스트림 유입 온도를 증가시킬 수 있고, 촉매 순환율을 10% 이상 낮추어 촉매의 수명을 증가시킬 수 있다.
구체적으로, 본 발명에 따른 촉매의 재생 방법에서 상기 공급 스트림은 파라핀 및 수소를 포함하고, 상기 파라핀은 프로판일 수 있다. 상기 공급 스트림은 파라핀과 수소가 혼합된 후 반응부에 함께 공급될 수 있다. 이때, 공급 스트림은 히터를 통해 가열된 후 공급될 수 있다. 이때, 반응부의 반응 온도는 580℃ 내지 690℃일 수 있으며, 예를 들어, 반응부의 반응 온도는 600℃ 내지 670℃ 또는 620℃ 내지 660℃일 수 있다. 또한, 상기 반응부의 반응 압력은 1000mmH2O 내지 1300mmH2O일 수 있다. 상기 촉매는 백금을 포함할 수 있으며, 백금의 함량은 촉매의 전체 중량에 대하여 0.2 내지 0.8중량%, 0.3 내지 0.6중량% 또는 0.3 내지 0.5중량%일 수 있다. 상기와 같은 함량을 가지는 경우, 상기 반응부의 반응 온도 조건에서 촉매의 코킹이 최소화될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 공급 스트림은 반응부에 포함된 2개 이상의 반응기에 순차적으로 공급된다. 바람직하게는 상기 반응부는 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이 4개로 구성될 수 있고, 공급 스트림은 제1 반응기 내지 제4 반응기를 순차적으로 통과할 수 있다. 이때, 각각의 반응기의 온도 및 압력은 반응기의 구성 및 촉매의 순환율에 따라 다를 수 있다.
상기 촉매는 반응부의 상부로 공급되며, 반응부의 하부에서 공급된 공급 스트림과 접촉하여 생성 스트림을 생성하고, 촉매는 소비되어 코크로 피복된(코킹) 소비 촉매가 된다.
소비촉매는 촉매 반응부로 이송된 후 재생되어 재생촉매를 형성하고, 재생촉매는 반응부에 포함된 2개 이상의 반응기에 각각 병렬 공급될 수 있다. 2개 이상의 반응기에 각각 병렬 공급하기 위하여 촉매 재생부의 후단에는 2개 이상의 반응기에 연결된 분기된 라인을 가질 수 있다.
도 7을 참조하면, 상기 촉매 재생부는 소비 촉매와 이물질을 분리하기 위한 분리 호퍼, 상기 분리 호퍼에서 분리된 소비촉매를 재생하는 재생탑 및 상기 재생탑에서 재생된 재생촉매를 반응부에 공급하기 위한 공급부를 포함할 수 있다.
상기 재생탑은, 소비촉매를 연소시켜 코크를 제거하는 연소부, 상기 연소부에서 응집된 촉매에 함유된 금속입자를 분산 및 건조시키는 할로겐화부및 상기 할로겐화부에서 분산된 촉매에 함유된 금속입자의 수분을 제거하는 스트리핑부를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 촉매 재생부의 분리 호퍼로 공급된 소비촉매는 용리 가스를 이용한 용리 공정에 의하여 더스트가 분리된다. 상기 용리 가스로는 질소를 이용할 수 있다.
더스트가 분리된 소비촉매는 재생탑의 연소부에서 연소 가스에 의해 코크가 제거된다. 구체적으로, 상기 연소부에는 제1 연소 가스 및 제2 연소 가스가 공급되는데, 제1 연소 가스는 450 내지 500℃의 상대적으로 저온의 연소가스가 투입되며, 연소 가스에서 산소의 함량은 0.6 내지 1.2몰%일 수 있다. 상기 제1 연소 가스에 의하여 촉매의 외측 또는 표면에 형성된 코크가 연소될 수 있다. 상기 제2 연소 가스는 500 내지 550℃의 상대적으로 고온의 연소 가스가 투입되며, 연소 가스에서 산소의 함량은 1 내지 5몰%이다. 상기 제2 연소 가스에 의하여 촉매에 내부 또는 기공에 함침된 코크를 연소시켜 제거할 수 있다.
상기 연소부에서 연소에 의해 응집된 촉매에 함유된 금속입자는 할로겐화부에서 분산된다. 구체적으로 500 내지 550℃의 조건에서 할로겐 및 산소를 포함하는 가스가 투입될 수 있다. 이때, 산소의 함량은 20 내지 22몰%이고, 상기 할로겐은 염소일 수 있다. 상기 산소를 포함하는 가스는 공기일 수 있으며, 공기 히터에 의해 예열되어 투입될 수 있다.
상기 금속입자가 분산된 촉매는 스트리핑부에서 공기, 염소 또는 질소 등에 의해 건조되고 가열된 공기나 질소에 의해 수분이 제거된다.
상기 재생탑에서 재생된 재생촉매는 반응부에 공급하기 전 공급부를 통과한다. 상기 공급부는 유량 조절 호퍼, 서지 호퍼, 잠금 호퍼 및 리프트 인게이져를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 유량 조절 호퍼에서는 재생촉매의 이송량을 조절한다. 예를 들어, 상기 유량 조절 호퍼는 길이 500 내지 2000mm, 내경 100 내지 500mm일 수 있으며, 두 개 이상으로 구성될 수 있다.
유량 조절 호퍼 하부에 마련된 밸브를 개방하여 재생 촉매는 서지 호퍼로 이동하며, 서지 호퍼에서는 가열된 재생촉매를 냉각한다. 상기 냉각은 공지된 방법을 사용할 수 있고, 예를 들어, 호퍼의 하부에 냉각수를 순환하기 위한 코일을 설치하고 냉각수를 순환시킴으로써 수행할 수 있다. 또한, 연소 가스에 의해 산소 분위기가 된 촉매에 질소를 공급하여 촉매를 질소 분위기로 바꿔준다.
상기 서지 호퍼를 통과한 재생촉매는 제2 잠금 호퍼에서 수소를 공급받아 환원된다. 즉, 제2 잠금 호퍼 내부에 수소를 공급함으로써, 촉매를 반응부로 공급하기 전 촉매의 분위기를 수소 분위기로 전환할 수 있다. 상기 제2 잠금 호퍼에서 수소 분위기로 전환된 재생촉매는 서지 호퍼에 설치된 검사 포트를 통해 재생촉매의 품질을 측정할 수 있다.
상기 환원된 재생촉매는 제3 리프트 인게이져를 통해 반응부로 공급된다.
실시예
도 4에 나타낸 구성과 같이 제1 반응기 내지 제4 반응기를 포함하고, 제1 반응기 및 제2 반응기에 촉매가 병렬로 구성되도록 한 시스템을 실시예로 하고, 제1 반응기 내지 제4 반응기를 직렬로 순차 구성한 시스템을 비교예로 하였다. 즉, 공급 스트림은 실시예와 비교예 동일하게 제1 반응기 내지 제4 반응기를 순차적으로 이동하나, 촉매는 실시예의 경우 제1 반응기 및 제2 반응기에 각각 공급되고, 상기 제1 반응기 및 제2 반응기에 공급된 촉매는 다시 제4 반응기 및 제3 반응기로 각각 공급된 후 촉매 재생부로 이동하며, 비교예의 경우 공급 스트림과 동일하게 제1 반응기 내지 제4 반응기를 순차적으로 이동한 후 촉매 재생부로 공급된다.
실시예와 비교예 동일하게 공급 스트림으로 프로판 및 수소를 공급하였으며, 생성 스트림으로 38±3%의 프로판 전환율을 달성하도록 조건을 설정하였다. 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
구분 반응기 유입온도(℃) 공급 스트림 생산부하 촉매 순환율 코크 비율
#1 #2 #3 #4 (Ton/hr) (%) (PPH) (wt%)
실시예 623 648 650 652 129 102 1000 3
비교예 620 643 647 646 127.5 100 1200 4.6
상기 표 1을 참조하면, 실시예의 반응기 유입온도는 비교예의 유입온도에 비하여 3 내지 6℃ 높으며, 이에 따라 공급 스트림의 양을 늘릴 수 있어 생산량이 증가하였다. 또한, 생산부하를 102%까지 증가시킬 수 있었으며, 촉매 순환율을 낮추어 운전이 가능하여 더스트 발생량의 감소로 이어졌다. 또한, 반응기를 병렬 구성함으로써 내부 코크 비율이 1.6% 감소 효과가 나타났다.
1: 촉매 재생 시스템 5: 밸브
10: 공급 스트림 20: 스트림 이송라인
21: 제1 스트림 이송라인 22: 제2 스트림 이송라인
23: 제3 스트림 이송라인 90: 생성 스트림
100: 반응부 101: 반응기
110: 제1 반응유닛 111: 제1 반응기
114: 제4 반응기 120: 제2 반응유닛
122: 제2 반응기 123: 제3 반응기
151: 제1 촉매 공급부 152: 제2 촉매 공급부
161: 수소 공급라인 162: 제1 히터
165: 네트가스 공급라인 166: 제2 히터
171: 제1 접촉부 172: 제2 접촉부
181: 제1 촉매 수집부 182: 제2 촉매 수집부
185: 제1 연결라인 186: 제2 연결라인
187: 잠금 호퍼 188: 제3 연결라인
191: 제1 리프트 인게이져 192: 제2 리프트 인게이져
200: 촉매 재생부 210: 분리 호퍼
220: 재생탑 230: 연소부
231: 수용부 232: 제1 연소 가스 투입구
233: 제2 연소 가스 투입구 234. 235: 히터
240: 할로겐화부 241: 공기 히터
250: 스트리핑부 260: 공급부
270: 유량 조절 호퍼 280: 서지 호퍼
290: 제2 잠금 호퍼 295: 제3 리프트 인게이져
300: 재생촉매 공급라인 350: 제1 촉매 이송라인
360: 제2 촉매 이송라인 400: 소비촉매 공급라인

Claims (14)

  1. 파라핀을 포함하는 공급 스트림을 촉매와 접촉시켜 올레핀을 포함하는 생성 스트림을 생성하도록 마련된 반응부;
    상기 반응부에서 발생된 소비촉매를 재생하여 재생촉매로 변환하는 촉매 재생부;
    상기 촉매 재생부에서 반응부로 재생촉매를 공급하는 재생촉매 공급라인; 및
    상기 반응부에서 촉매 재생부로 소비촉매를 공급하는 소비촉매 공급라인을 포함하고,
    상기 반응부는 2개 이상의 반응기를 포함하고, 재생촉매 공급라인은 적어도 2개의 반응기에 각각 연결되도록 적어도 1회 분기되고, 각각의 반응기에는 소비촉매 공급라인이 각각 연결된 촉매 재생 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 재생촉매 공급라인은 촉매 재생부의 후단에서 두 개 이상으로 분기되고,
    상기 소비촉매 공급라인은 촉매 재생부의 전단에서 하나로 합쳐지는 촉매 재생 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 분기된 재생 촉매 공급라인 및 각각의 반응기에 연결된 소비촉매 공급라인 각각에는 밸브가 설치되는 촉매 재생 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    2개 이상의 반응기를 연결하는 스트림 이송라인을 더 포함하고,
    상기 공급 스트림은 스트림 이송라인을 따라 2개 이상의 반응기에 순차적으로 공급되는 촉매 재생 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 반응부는 제1 반응유닛 및 제2 반응유닛을 포함하고,
    상기 제1 반응유닛은 제1 반응기 및 제4 반응기를 포함하며,
    상기 제2 반응유닛은 제2 반응기 및 제3 반응기를 포함하고,
    상기 재생촉매 공급라인은 제1 반응유닛 및 제2 반응유닛에 각각 연결되도록 적어도 1회 분기되고, 제1 반응유닛 및 제2 반응유닛은 소비촉매 공급라인이 각각 연결된 촉매 재생 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 반응기에서 발생된 소비촉매를 제4 반응기로 이송하기 위한 제1 촉매 이송라인; 및
    상기 제2 반응기에서 발생된 소비촉매를 제3 반응기로 이송하기 위한 제2 촉매 이송라인을 더 포함하는 촉매 재생 시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1 반응기 및 제2 반응기는,
    반응기의 상단에 설치되고 재생촉매 공급라인과 연결되는 제1 촉매 공급부;
    상기 제1 촉매 공급부에 수소를 공급하는 수소 공급라인; 및
    공급 스트림과 촉매가 접촉하는 제1 접촉부를 포함하고,
    상기 수소 공급라인에는 제1 히터가 설치되는 촉매 재생 시스템.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제3 반응기 및 제4 반응기는,
    반응기의 상단에 설치되고 촉매 이송라인과 연결되는 제2 촉매 공급부;
    상기 제2 촉매 공급부에 네트가스를 공급하는 네트가스 공급라인; 및
    공급 스트림과 촉매가 접촉하는 제2 접촉부를 포함하고,
    상기 네트가스 공급라인에는 제2 히터가 설치되는 촉매 재생 시스템.
  9. 제5항에 있어서,
    공급 스트림은 제1 반응기, 제2 반응기, 제3 반응기 및 제4 반응기를 순차적으로 통과하도록 구성된 촉매 재생 시스템.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제1 반응기 및 제2 반응기는,
    반응기의 하단에 설치되고 제1 반응부에서 소비된 촉매가 수집되는 제1 촉매 수집부;
    상기 제1 촉매 수집부의 하단에 설치되고, 소비된 촉매를 배출하는 제1 리프트 인게이져; 및
    상기 촉매 수집부와 리프트 인게이져를 연결하는 제1 연결 라인을 더 포함하는 촉매 재생 시스템.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제3 반응기 및 제4 반응기는,
    반응기의 하단에 설치되고 제2 반응부에서 소비된 촉매가 수집되는 제2 촉매 수집부;
    상기 제2 촉매 수집부의 하단에 설치되고, 촉매를 질소 분위기로 변환하는 잠금 호퍼;
    상기 잠금 호퍼의 하단에 설치되고, 소비된 촉매를 배출하는 제2 리프트 인게이져; 및
    상기 제2 촉매 수집부와 잠금 호퍼를 연결하는 제2 연결 라인 및 상기 잠금 호퍼와 제2 리프트 인게이져를 연결하는 제3 연결 라인을 더 포함하는 촉매 재생 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 촉매 재생부는,
    소비 촉매와 이물질을 분리하기 위한 분리 호퍼;
    상기 분리 호퍼에서 분리된 소비 촉매를 재생하는 재생탑; 및
    상기 재생탑에서 재생된 재생 촉매를 반응부에 공급하기 위한 공급부를 포함하는 촉매 재생 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 재생탑은,
    소비촉매를 연소시켜 코크를 제거하는 연소부;
    상기 연소부에서 응집된 촉매를 분산시키는 할로겐화부; 및
    상기 할로겐화부에서 분산된 촉매를 건조하는 스트리핑부를 포함하는 촉매 재생 시스템.
  14. 파라핀의 촉매 탈수소화에 의한 올레핀 제조 공정에서 제1항의 촉매 재생 시스템을 이용하여 촉매를 재생하는 촉매 재생 방법으로서,
    파라핀을 포함하는 공급 스트림을 반응부에서 촉매와 접촉시켜 올레핀을 포함하는 생성 스트림을 생성하는 올레핀 생성단계;
    상기 올레핀 생성단계에서 발생된 소비촉매를 촉매 재생부로 이송하여 재생촉매로 변환하는 촉매 재생단계; 및
    상기 촉매 재생단계에서 재생된 재생촉매를 반응부로 공급하는 촉매 공급단계를 포함하고,
    상기 반응부는 2개 이상으로 구성되고,
    상기 올레핀 생성단계에서 공급 스트림은 2개 이상의 반응부에 순차적으로 직렬 공급되고,
    상기 촉매 공급단계에서 재생촉매는 2개 이상의 반응부에 각각 병렬 공급되는 촉매 재생 방법.

KR1020210061806A 2021-05-13 2021-05-13 파라핀의 촉매 탈수소화에 의한 올레핀 제조 공정에서의 촉매 재생 시스템 및 촉매 재생 방법 KR20220154371A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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