KR20230011379A - 코크 조절 반응기, 장치 및 산소 함유 화합물로부터 저탄소 올레핀을 제조하는 방법 - Google Patents
코크 조절 반응기, 장치 및 산소 함유 화합물로부터 저탄소 올레핀을 제조하는 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230011379A KR20230011379A KR1020227043985A KR20227043985A KR20230011379A KR 20230011379 A KR20230011379 A KR 20230011379A KR 1020227043985 A KR1020227043985 A KR 1020227043985A KR 20227043985 A KR20227043985 A KR 20227043985A KR 20230011379 A KR20230011379 A KR 20230011379A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- coke
- catalyst
- gas
- reactor
- regenerator
- Prior art date
Links
- 239000000571 coke Substances 0.000 title claims abstract description 387
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 84
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 49
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 42
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 32
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 32
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 30
- -1 carbon olefins Chemical class 0.000 title claims abstract description 25
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 416
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 292
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 claims abstract description 97
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 34
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 20
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 564
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 129
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 129
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 102
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 87
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims description 60
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims description 60
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 53
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 26
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 claims description 18
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 claims description 15
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 claims description 14
- 239000012492 regenerant Substances 0.000 claims description 14
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 13
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 13
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000001294 propane Substances 0.000 claims description 12
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000002407 reforming Methods 0.000 claims description 11
- LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N Dimethyl ether Chemical compound COC LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 claims description 8
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 8
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 claims description 7
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 claims description 7
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 6
- 239000001273 butane Substances 0.000 claims description 5
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 claims description 5
- 125000000383 tetramethylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[*:2] 0.000 claims description 5
- LIKMAJRDDDTEIG-UHFFFAOYSA-N 1-hexene Chemical compound CCCCC=C LIKMAJRDDDTEIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 4
- YWAKXRMUMFPDSH-UHFFFAOYSA-N pentene Chemical compound CCCC=C YWAKXRMUMFPDSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 3
- 238000011143 downstream manufacturing Methods 0.000 claims description 3
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 abstract description 2
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 55
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 18
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 10
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 3
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 150000001924 cycloalkanes Chemical class 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000010117 shenhua Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/82—Phosphates
- B01J29/83—Aluminophosphates [APO compounds]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/90—Regeneration or reactivation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J38/00—Regeneration or reactivation of catalysts, in general
- B01J38/02—Heat treatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J38/00—Regeneration or reactivation of catalysts, in general
- B01J38/04—Gas or vapour treating; Treating by using liquids vaporisable upon contacting spent catalyst
- B01J38/12—Treating with free oxygen-containing gas
- B01J38/22—Moving bed, e.g. vertically or horizontally moving bulk
- B01J38/26—Moving bed, e.g. vertically or horizontally moving bulk having mainly counter-current flow of oxygen-containing gas and material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J38/00—Regeneration or reactivation of catalysts, in general
- B01J38/04—Gas or vapour treating; Treating by using liquids vaporisable upon contacting spent catalyst
- B01J38/12—Treating with free oxygen-containing gas
- B01J38/30—Treating with free oxygen-containing gas in gaseous suspension, e.g. fluidised bed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/005—Separating solid material from the gas/liquid stream
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/1809—Controlling processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/1845—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with particles moving upwards while fluidised
- B01J8/1863—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with particles moving upwards while fluidised followed by a downward movement outside the reactor and subsequently re-entering it
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/20—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium
- B01J8/22—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium gas being introduced into the liquid
- B01J8/224—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium gas being introduced into the liquid the particles being subject to a circulatory movement
- B01J8/228—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium gas being introduced into the liquid the particles being subject to a circulatory movement externally, i.e. the particles leaving the vessel and subsequently re-entering it
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
- B01J8/26—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with two or more fluidised beds, e.g. reactor and regeneration installations
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C1/00—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon
- C07C1/20—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon starting from organic compounds containing only oxygen atoms as heteroatoms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C1/00—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon
- C07C1/20—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon starting from organic compounds containing only oxygen atoms as heteroatoms
- C07C1/22—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon starting from organic compounds containing only oxygen atoms as heteroatoms by reduction
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C11/00—Aliphatic unsaturated hydrocarbons
- C07C11/02—Alkenes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G3/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oxygen-containing organic materials, e.g. fatty oils, fatty acids
- C10G3/60—Controlling or regulating the processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00017—Controlling the temperature
- B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
- B01J2208/00115—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements inside the bed of solid particles
- B01J2208/00141—Coils
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00017—Controlling the temperature
- B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
- B01J2208/00168—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements outside the bed of solid particles
- B01J2208/00203—Coils
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00654—Controlling the process by measures relating to the particulate material
- B01J2208/00707—Fouling
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00743—Feeding or discharging of solids
- B01J2208/00761—Discharging
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00796—Details of the reactor or of the particulate material
- B01J2208/00823—Mixing elements
- B01J2208/00831—Stationary elements
- B01J2208/0084—Stationary elements inside the bed, e.g. baffles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00796—Details of the reactor or of the particulate material
- B01J2208/00938—Flow distribution elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00796—Details of the reactor or of the particulate material
- B01J2208/00991—Disengagement zone in fluidised-bed reactors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2529/00—Catalysts comprising molecular sieves
- C07C2529/82—Phosphates
- C07C2529/84—Aluminophosphates containing other elements, e.g. metals, boron
- C07C2529/85—Silicoaluminophosphates (SAPO compounds)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
- C10G2300/40—Characteristics of the process deviating from typical ways of processing
- C10G2300/4075—Limiting deterioration of equipment
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/584—Recycling of catalysts
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P30/00—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
- Y02P30/20—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry using bio-feedstock
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P30/00—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
- Y02P30/40—Ethylene production
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
본 발명은 코크 조절 반응기, 장치 및 산소 함유 화합물로부터 저탄소 올레핀을 제조하는 방법을 개시하고, 코크 조절 반응기는 코크 조절 반응기 하우징, 반응 영역 I 및 코크 조절 촉매 침강 영역을 포함하고; 반응 영역 I 중 임의의 위치의 횡단면적은 코크 조절 촉매 침강 영역 중 임의의 위치의 횡단면적보다 작으며; 반응 영역 I 내에는 수직 방향으로 n개의 배플이 설치되고; n개의 배플은 반응 영역 I을 m개의 반응 영역 I 서브 영역으로 분할하며; 배플에는 촉매 유통홀이 설치되어, 촉매가 반응 영역 I 내에서 기설정된 방식으로 유동하도록 한다. 본 발명에 따른 코크 조절 반응기는 촉매 저장량을 자동으로 조절할 수 있고, 공정 조작 조건을 변경하는 것을 통해 코크 조절 반응기 중 촉매의 평균 체류 시간을 제어함으로써, 촉매 중 코크 함량을 제어할 수 있다.
Description
본 발명은 코크 조절 반응기, 장치 및 산소 함유 화합물로부터 저탄소 올레핀을 제조하는 방법(COKE REGULATION AND CONTROL REACTOR, DEVICE AND METHOD FOR PREPARING LIGHT OLEFIN FROM OXYGEN-CONTAINING COMPOUND)에 관한 것이고, 화공 촉매화 분야에 관한 것이다.
메탄올로 올레핀을 제조하는 기술(MTO)에는 주로 중국과학원다롄연구소의 DMTO 기술 및 미국 UOP 사의 MTO 기술이 있다. 2010년, DMTO 기술을 사용하는 Shenhua Baotou의 메탄올~올레핀 제조 공장이 완공되어 가동에 들어갔고, 이는 세계 최초로 MTO 기술을 산업적으로 적용한 것으로, 2019년 말까지 14세트의 DMTO 산업 장치가 가동하고 저탄소 올레핀의 총 생산 능력은 연간 약 800만 톤이다.
최근 몇 년 동안 DMTO 기술이 더욱 발전했으며 성능이 더 우수한 차세대 DMTO 촉매가 점차 산업화 적용되기 시작하여 DMTO 공장에 더 높은 이점을 제공한다. 차세대 DMTO 촉매는 더 높은 메탄올 처리 능력과 저탄소 올레핀 선택성을 가지고 있다. 기존 DMTO 산업플랜트에서는 차세대 DMTO 촉매의 장점을 충분히 활용하기 어렵기 때문에, 높은 메탄올 처리 능력과 높은 저탄소 올레핀 선택성에 적응할 수 있는 차세대 DMTO 촉매의 요구를 충족시킬 수 있는 DMTO 장치 및 생산방법의 개발이 필요하다.
본 발명의 일 양태에 따르면, DMTO 촉매를 온라인으로 개질할 수 있는 코크 조절 반응기를 제공하고, 본 발명에서 개질은 DMTO 촉매 중 코크 함량, 코크 함량 분포 및 코크 종을 조절함으로써, DMTO 촉매 활성을 향상시키고 저탄소 올레핀 선택성을 향상시키는 것을 가리킨다.
DMTO 촉매의 하나의 주요한 특징은 메탄올 전환 과정에서 저탄소 올레핀 선택성이 촉매의 코크 함량이 높아짐에 따라 높아진다는 것이다. 본 발명에 따른 저탄소 올레핀은 에틸렌 및 프로필렌을 가리킨다.
출원인은 연구를 거쳐, DMTO 촉매의 활성 및 저탄소 올레핀 선택성에 영향을 미치는 주요 요인은 촉매 중 코크 함량, 코크 함량 분포 및 코크 종임을 발견하였다. 촉매의 평균 코크 함량이 같을 경우, 코크 함량 분포가 좁으면, 저탄소 올레핀 선택성이 높고 활성이 높다. 촉매 중 코크 종은 폴리메틸 방향족 탄화수소 및 폴리메틸 시클로알칸 등을 포함하고, 여기서, 폴리메틸벤젠 및 폴리메틸나프탈렌은 에틸렌의 생성을 촉진할 수 있다. 따라서, 촉매 중 코크 함량, 코크 함량 분포 및 코크 종을 제어하는 것은 DMTO 촉매 활성을 제어하고 저탄소 올레핀 선택성을 향상시키는 핵심이다.
본 발명의 제1양태에 따르면, 코크 조절 반응기를 제공하며, 상기 코크 조절 반응기는 코크 조절 반응기 하우징, 반응 영역 I 및 코크 조절 촉매 침강 영역을 포함하고;
상기 코크 조절 반응기 하우징은 코크 조절 반응기 상측 하우징 및 코크 조절 반응기 하측 하우징을 포함하며; 상기 코크 조절 반응기 상측 하우징은 둘러싸여 상기 코크 조절 촉매 침강 영역을 형성하고;
상기 코크 조절 반응기 하측 하우징은 둘러싸여 상기 반응 영역 I을 형성하며;
상기 반응 영역 I 및 상기 코크 조절 촉매 침강 영역은 연통되고;
상기 반응 영역 I 중 임의의 위치의 횡단면적은 상기 코크 조절 촉매 침강 영역 중 임의의 위치의 횡단면적보다 작으며;
상기 반응 영역 I 내에는 수직 방향으로 n개의 배플이 설치되고, n개의 상기 배플의 저부는 상기 코크 조절 반응기의 저부에 연결되며, n개의 상기 배플의 상단부는 상기 코크 조절 촉매 침강 영역에 위치하고; n개의 상기 배플은 상기 반응 영역 I을 m개의 반응 영역 I 서브 영역으로 분할하며; m 및 n은 모두 정수이고;
상기 배플에는 촉매 유통홀이 설치되어, 촉매가 반응 영역 I 내에서 기설정된 방식으로 유동하도록 한다.
선택 가능하게, 1≤n≤9이고; 2≤m≤10이다.
선택 가능하게, 상기 반응 영역 I 및 상기 반응 영역 I 서브 영역의 횡단면은 모두 직사각형이고; n개의 상기 배플에는 촉매 유통홀이 설치되며; 인접한 배플 상의 유통홀은 상하로 엇갈리게 설치되어, 촉매가 반응 영역 I 내에서 꺾은선 방식으로 유동하도록 한다.
선택 가능하게, 상기 반응 영역 I의 횡단면은 원형이고; 상기 반응 영역 I 서브 영역의 횡단면은 부채꼴이며; n-1개의 상기 배플에는 모두 적어도 하나의 촉매 유통홀이 설치되어, 촉매가 반응 영역 I 내에서 고리 모양으로 유동하도록 한다.
선택 가능하게, 상기 반응 영역 I의 횡단면은 고리 모양이고; 상기 반응 영역 I 서브 영역의 횡단면은 부채꼴이며; n-1개의 상기 배플에는 모두 적어도 하나의 촉매 유통홀이 설치되어, 촉매가 반응 영역 I 내에서 고리 모양으로 유동하도록 한다.
선택 가능하게, 본 발명에서, 반응 영역 I 및 상기 반응 영역 I 서브 영역의 횡단면이 모두 직사각형일 경우, 반응 영역 I 내에 n개의 배플이 설치되면, n개의 배플이 상기 반응 영역 I을 n+1개의 반응 영역 I 서브 영역으로 분할하며, 즉 m=n+1이다.
선택 가능하게, 본 발명에서 반응 영역 I의 횡단면이 원형일 경우, 반응 영역 I 내에 n개의 배플이 설치되면, n개의 배플이 상기 반응 영역 I을 n개의 반응 영역 I 서브 영역으로 분할하며, 즉 m=n이고, 코크 조절 촉매 침강 영역의 직경은 반응 영역 I의 직경보다 크다.
선택 가능하게, 본 발명에서 반응 영역 I의 횡단면이 고리 모양일 경우, 반응 영역 I 내에 n개의 배플이 설치되면, n개의 배플이 상기 반응 영역 I을 n개의 반응 영역 I 서브 영역으로 분할하며, 즉 m=n이고, 반응 영역 I의 중심에 하나의 실린더가 설치되며, 배플은 상기 실린더의 측벽에 연결되어, 반응 영역 I 서브 영역의 횡단면이 부채꼴이 되도록 하고, 코크 조절 촉매 침강 영역의 직경은 반응 영역 I의 직경보다 크다.
선택 가능하게, 상기 코크 조절 촉매 침강 영역의 횡단면적은 반응 영역 I의 횡단면적의 1.5~3배이다.
구체적으로, 배플에 설치된 촉매 유통홀은 1개 또는 복수개일 수 있고, 본 발명은 엄격하게 한정하지 않는다. 복수개의 촉매 유통홀을 설치할 경우, 촉매 유통홀 간의 상대적 위치에 대해 본 발명은 엄격하게 한정하지 않으며, 예를 들어 복수개의 촉매 유통홀은 평행되게 설치되거나 무작위로 설치될 수 있다.
상기 코크 조절 반응기는 과도 영역을 더 포함하고;
상기 과도 영역은 반응 영역 I 및 코크 조절 촉매 침강 영역 사이에 위치하며;
상기 과도 영역 중 임의의 위치의 횡단면적은 상기 반응 영역 I 중 임의의 위치의 횡단면적 및 상기 코크 조절 촉매 침강 영역 중 임의의 위치의 횡단면적 사이에 개재되고;
상기 과도 영역, 반응 영역 I 및 코크 조절 촉매 침강 영역은 동축으로 연통된다.
구체적으로, 본 발명의 과도 영역은 반응 영역 I 및 코크 조절 촉매 침강 영역을 연결하기 위한 것이다.
선택 가능하게, 본 발명의 배플의 상단은 상기 과도 영역에 위치하고, 하단은 상기 반응 영역 I의 저부에 연결된다.
선택 가능하게, 상기 코크 조절 반응기는 버블링 유동상 반응기이다.
선택 가능하게, 상기 반응 영역 I은 촉매 입구, 코크 조절 촉매 출구 및 코크 조절 원료 입구를 포함하고;
상기 m개의 반응 영역 I 서브 영역은 제1반응 영역 I 서브 영역, 제2반응 영역 I 서브 영역 내지 제m반응 영역 I 서브 영역을 포함하며; 상기 촉매 입구는 제1반응 영역 I 서브 영역에 설치되고; 상기 코크 조절 촉매 출구는 제m반응 영역 I 서브 영역에 설치되며;
상기 코크 조절 원료 입구는 상기 반응 영역 I 서브 영역의 저부에 설치되고;
상기 코크 조절 촉매 침강 영역은 코크 조절 가스 출구를 포함하며; 상기 코크 조절 가스 출구는 상기 코크 조절 촉매 침강 영역의 상단부에 설치된다.
바람직하게, 상기 코크 조절 원료 입구 부분에는 코크 조절 반응기 분배기가 설치되어, 코크 조절 원료가 도입된다.
선택 가능하게, 상기 코크 조절 가스 출구 부분에는 코크 조절 가스상 생성물 수송관이 설치된다.
선택 가능하게, 각각의 상기 반응 영역 I 서브 영역의 저부에는 모두 코크 조절 반응기 분배기가 설치된다. 이로써 코크 조절 원료 전체가 반응 영역 I에 균일하게 유입되도록 함으로써, 각 서브 영역 사이에 코크 조절 원료가 불균일한 현상이 발생하는 것을 방지하고, 촉매 코크 함량의 좁은 분포를 더 잘 구현할 수 있다.
선택 가능하게, 상기 코크 조절 촉매 출구 부분에 코크 조절 촉매 수송관이 설치되어, 코크 조절 촉매를 반응 영역 II에 수송한다.
본 발명에서, 코크 조절 촉매 수송관의 형상은 엄격하게 한정하지 않고, 코크 조절 촉매 수송관이 코크 조절 촉매를 반응 영역에 수송할 수 있도록 보장하기만 하면 되며; 예를 들어 절곡 구조의 긴 파이프일 수 있고, 물론 다른 적절한 형상일 수도 있다.
선택 가능하게, 상기 코크 조절 촉매 수송관에는 코크 조절 촉매 슬라이드 밸브가 더 설치되어, 촉매의 순환을 제어한다.
본 발명에서, 반응 영역 I 내에 배플을 설치하고, 배플은 유통홀을 구비하며, 코크 조절 영역을 복수개의 반응 영역 I 서브 영역으로 분할하는 것을 통해, 촉매가 반응 영역 I 내에서 규칙적인 흐름을 형성하도록 함으로써, 상기 반응 영역 I에 유입된 촉매의 체류 시간, 및 코크 조절 방식을 제어하여, 촉매 중 코크 함량 분포를 좁게 하고, 촉매의 코크 종 및 코크 함량도 제어한다. 촉매 입자의 코크 함량 균일성이 낮고, 즉 일부 촉매 입자 코크 함량이 아주 적고, 일부 촉매 입자 코크 함량이 아주 많아, 촉매 코크 함량 분포가 넓어지는 것을 방지한다.
본 발명에서, 코크 조절 영역에 유입된 촉매는 새로운 촉매, 또는 재생 촉매일 수 있다. 바람직하게, 재생 촉매이며, 이로써 재생 및 코크 조절을 동시에 온라인으로 구현할 수 있다.
본 발명의 제2양태에 따르면, 상술한 코크 조절 반응기를 사용하여 구현되는 DMTO 촉매의 온라인 개질 방법을 더 제공한다.
선택 가능하게, 상기 방법은,
촉매 및 코크 조절 원료를 반응 영역 I에 도입하고 반응시켜, 코크 조절 촉매를 함유하는 생성물을 생성하는 단계; 및
상기 촉매가 배플의 촉매 유통홀을 거쳐 기설정된 방식으로 유동하도록 하는 단계를 적어도 포함한다.
선택 가능하게, 상기 코크 조절 원료는 C1-C6의 탄화수소 화합물을 포함하고;
바람직하게, 상기 탄화수소 화합물은 C1-C6의 알칸, C1-C6의 알켄 중 적어도 하나로부터 선택된다.
선택 가능하게, 상기 코크 조절 반응의 반응 온도는 300~700℃이다.
선택 가능하게, 본 발명의 코크 조절 반응기는 버블링 유동상 반응기이다.
선택 가능하게, 상기 코크 조절 원료는 수소, 알코올 화합물, 물 중 적어도 하나를 더 포함하고;
상기 알코올 화합물 및 물의 전체 함량이 코크 조절 원료 중 질량 함량은 10% 이상이고 50% 이하이다.
바람직하게, 상기 알코올 화합물은 메탄올, 에탄올 중 적어도 하나로부터 선택된다.
선택 가능하게, 상기 코크 조절 원료는 0~20wt% 수소, 0~50wt% 메탄, 0~50wt% 에탄, 0~20wt% 에틸렌, 0~50wt% 프로판, 0~20wt% 프로필렌, 0~90wt% 부탄, 0~90wt% 부틸렌, 0~90wt% 펜탄, 0~90wt% 펜텐, 0~90wt% 헥산, 0~90wt% 헥센, 0~50wt% 메탄올, 0~50wt% 에탄올, 0~50wt% 물을 포함하고;
탄화수소 화합물의 함량은 0이 아니다.
선택 가능하게, 상기 촉매는 SAPO-34 분자체를 포함하고; 상기 촉매 중 코크 함량은 3wt% 이하이며;
상기 코크 조절 촉매 중 코크 함량은 4~9wt%이고;
상기 코크 조절 촉매 중 코크 함량 분포의 사분 편차는 1wt%보다 작으며;
바람직하게, 상기 코크 조절 촉매 중 코크 종은 폴리메틸벤젠 및 폴리메틸나프탈렌을 포함하고;
상기 폴리메틸벤젠 및 폴리메틸나프탈렌의 질량 합이 코크 전체 질량 중 함량은 70wt% 이상이며;
분자량이 184보다 큰 코크 종의 질량이 코크 전체 질량 중 함량은 25wt% 이하이고;
여기서, 상기 코크 전체 질량은 코크 종의 전체 질량을 가리킨다.
구체적으로, 본 발명에서, 반응 영역 I의 설치 및 코크 조절 공정의 선택을 통해, 코크 조절 촉매 중 코크 함량을 4~9wt%로 구현하고, 촉매가 분말이기에, 촉매의 코크 함량은 각각의 촉매 입자 코크 함량의 평균값이지만, 각각의 촉매 입자 중 코크 함량은 실질적으로 다르다. 본 발명에서, 코크 조절 촉매 입자 중 코크 함량 분포의 사분 편차를 1wt%보다 작은 범위 내로 제어하여, 촉매의 전체적인 코크 함량 분포가 좁도록 함으로써, 촉매 활성, 및 저탄소 올레핀 선택성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에서, 코크 종의 타입, 및 코크 종의 함량도 아주 중요한 바, 본 발명의 조절 목적 중 하나이다. 본 발명에서, 코크 조절의 설치 및 코크 조절 공정 파라미터의 선택을 통해, 폴리메틸벤젠 및 폴리메틸나프탈렌이 코크 전체 질량 중 함량은 70wt% 이상의 효과를 달성하고, 촉매 활성, 및 저탄소 올레핀 선택성을 향상시킨다.
선택 가능하게, 상기 코크 조절 반응기의 반응 영역 I의 공정 조작 조건은, 가스 겉보기 선속도가 0.1~0.5m/s이고, 반응 온도가 300~700℃이며, 반응 압력이 100~500kPa이고, 유동층 밀도가 400~800kg/m3이다.
선택 가능하게, 상기 방법은, 코크 조절 원료 및 촉매를 반응 영역 I에 도입하고 반응시켜, 코크 조절 촉매 및 코크 조절 가스상 생성물을 생성하며; 코크 조절 촉매가 배플의 촉매 유통홀을 거쳐 순차적으로 m개의 반응 영역 I 서브 영역을 통과하고, 코크 조절 촉매 출구로 유출되며; 코크 조절 가스상 생성물이 코크 조절 가스 출구를 거쳐 유출되는 단계를 포함한다.
본 발명의 제3 양태에 따르면, 산소 함유 화합물로부터 저탄소 올레핀을 제조하는 장치를 제공하고, 상기 장치는 메탄올 전환 반응기 및 상술한 코크 조절 반응기를 포함한다.
선택 가능하게, 상기 메탄올 전환 반응기는 메탄올 전환 반응기 하우징 및 수송관을 포함하고;
상기 메탄올 전환 반응기 하우징은 메탄올 전환 반응기 하측 하우징 및 메탄올 전환 반응기 상측 하우징을 포함하며;
상기 메탄올 전환 반응기 하측 하우징은 둘러싸여 반응 영역 Ⅱ를 형성하고;
상기 수송관은 상기 반응 영역 Ⅱ의 상방에 위치하며, 상기 수송관의 일단은 폐합되고, 타단은 상기 반응 영역 Ⅱ와 연통되며;
상기 메탄올 전환 반응기 상측 하우징은 상기 수송관의 외주에 설치되고;
상기 메탄올 전환 반응기 상측 하우징과 상기 수송관의 관벽은 둘러싸여 캐비티를 형성하고;
상기 캐비티는 아래에서부터 위로 폐제 영역 및 기체-고체 분리 영역으로 나뉘고;
상기 폐제 영역에는 폐제 영역 가스 분배기가 설치된다.
선택 가능하게, 상기 반응 영역 Ⅱ의 저부에는 메탄올 전환 반응기 분배기가 설치되고,
선택 가능하게, 상기 폐제 영역에는 메탄올 전환 반응기 열 추출기가 더 설치되며, 상기 메탄올 전환 반응기 열 추출기는 상기 폐제 영역 가스 분배기의 상방에 위치하고, 상기 기체-고체 분리 영역의 하방에 위치한다.
선택 가능하게, 상기 코크 조절 가스상 생성물 수송관은 상기 기체-고체 분리 영역과 연통되어, 코크 조절 가스상 생성물을 기체-고체 분리 영역에 수송한다.
선택 가능하게, 상기 기체-고체 분리 영역에는 메탄올 전환 반응기의 제1기체-고체 분리 기기가 설치되고;
상기 수송관의 상부는 상기 메탄올 전환 반응기의 제1기체-고체 분리 기기의 입구에 연결되며;
상기 메탄올 전환 반응기의 제1기체-고체 분리 기기의 폐촉매 출구는 상기 폐제 영역에 위치하고;
상기 메탄올 전환 반응기의 제1기체-고체 분리 기기의 가스 출구는 메탄올 전환 반응기 가스 수집실과 연통되며;
상기 메탄올 전환 반응기 가스 수집실은 가스상 생성물 수송관과 연통된다.
선택 가능하게, 상기 기체-고체 분리 영역에는 메탄올 전환 반응기의 제2기체-고체 분리 기기가 더 설치되고;
상기 메탄올 전환 반응기의 제2기체-고체 분리 기기의 가스 입구는 기체-고체 분리 영역에 위치하며;
상기 메탄올 전환 반응기의 제2기체-고체 분리 기기의 폐촉매 출구는 상기 폐제 영역에 위치하고;
상기 메탄올 전환 반응기의 제2기체-고체 분리 기기의 가스 출구는 메탄올 전환 반응기 가스 수집실과 연통된다.
선택 가능하게, 상기 메탄올 전환 반응기의 제1기체-고체 분리 기기는 하나 또는 다수 그룹의 기체-고체 사이클론 분리기를 사용하고, 각 그룹의 기체-고체 사이클론 분리기는 하나의 제1단계 기체-고체 사이클론 분리기 및 하나의 제2단계 기체-고체 사이클론 분리기를 포함한다.
선택 가능하게, 상기 메탄올 전환 반응기의 제2기체-고체 분리 기기는 하나 또는 다수 그룹의 기체-고체 사이클론 분리기를 사용하고, 각 그룹의 기체-고체 사이클론 분리기는 하나의 제1단계 기체-고체 사이클론 분리기 및 하나의 제2단계 기체-고체 사이클론 분리기를 포함한다.
선택 가능하게, 상기 폐제 영역 가스 분배기는 메탄올 전환 반응기의 제1기체-고체 분리 기기 및 메탄올 전환 반응기의 제2기체-고체 분리 기기의 하방에 위치한다.
선택 가능하게, 상기 폐제 영역의 외부에는 폐제 순환관 및 재생 대기 경사관이 더 설치되고;
상기 폐제 순환관은 상기 폐제 영역 및 상기 반응 영역 Ⅱ를 연결하기 위한 것이며;
상기 재생 대기 경사관은 폐촉매를 출력하기 위한 것이다.
선택 가능하게, 상기 폐제 순환관에는 폐제 순환 슬라이드 밸브가 더 설치되어, 폐촉매의 순환을 제어한다.
선택 가능하게, 상기 폐제 순환관의 일단은 상기 반응 영역 Ⅱ에 연결되고 상기 메탄올 전환 반응기 분배기의 상방에 위치하며; 타단은 폐제 영역에 연결된다.
선택 가능하게, 상기 반응 영역 Ⅱ는 코크 조절 촉매 수송관을 통해 반응 영역Ⅰ과 연통된다.
선택 가능하게, 상기 장치는 재생기를 더 포함하고;
상기 재생기는 재생 대기 경사관에 연결되어, 폐촉매를 상기 재생기에 수송하며;
상기 재생기는 재생제 수송관에 연결되어, 재생 촉매를 상기 코크 조절 반응기에 수송하며;
상기 재생기의 내측 저부에는 재생기 분배기가 설치된다.
선택 가능하게, 상기 재생기의 저부에는 재생기 스트리퍼가 더 설치되고;
상기 재생기 스트리퍼의 상측 구간은 상기 재생기의 내부에 설치되고, 상기 재생기 스트리퍼의 상측 구간의 입구는 상기 재생기 분배기의 상방에 위치하며;
상기 재생기 스트리퍼의 하측 구간은 상기 재생기의 외부에 설치되고, 상기 재생기 스트리퍼의 하측 구간의 출구는 상기 재생제 수송관에 연결된다.
선택 가능하게, 상기 재생기는 재생기 하우징, 재생기 스트리퍼를 포함하고; 상기 재생기 스트리퍼의 하측 구간은 상기 재생기 하우징의 외부에 설치되며, 상기 재생기 스트리퍼의 하측 구간의 출구는 상기 재생제 수송관에 연결된다. 상기 재생기 스트리퍼의 상측 구간은 상기 재생기 하우징의 내부에 설치되고, 상기 재생기 스트리퍼의 상측 구간의 입구는 상기 재생기 분배기의 상방에 위치한다.
선택 가능하게, 상기 재생기는 폐제 수송관 및 메탄올 전환 반응기 스트리퍼를 통해 상기 재생 대기 경사관에 연결되고;
상기 재생기는 재생기 스트리퍼를 통해 상기 재생제 수송관에 연결된다.
선택 가능하게, 상기 메탄올 전환 반응기 스트리퍼 및 상기 폐제 수송관 사이에는 재생 대기 슬라이드 밸브가 더 설치된다.
선택 가능하게, 상기 재생기에는 재생기 기체-고체 분리 기기 및 재생기 가스 수집실이 더 설치되고;
상기 재생기 기체-고체 분리 기기의 재생 촉매 출구는 상기 재생기 분배기의 상방에 위치하며;
상기 재생기 기체-고체 분리 기기의 가스 출구는 상기 재생기 가스 수집실에 연결되고;
상기 재생기 가스 수집실은 상기 재생기 외부에 위치한 연소 가스 수송관에 연결된다.
선택 가능하게, 상기 재생기 스트리퍼에는 재생기 열 추출기가 더 설치된다.
선택 가능하게, 상기 재생기 기체-고체 분리 기기는 하나 또는 다수 그룹의 기체-고체 사이클론 분리기를 사용하고, 각 그룹의 기체-고체 사이클론 분리기는 하나의 제1단계 기체-고체 사이클론 분리기 및 하나의 제2단계 기체-고체 사이클론 분리기를 포함한다.
선택 가능하게, 상기 재생기 스트리퍼 및 상기 재생제 수송관 사이에는 재생 슬라이드 밸브가 더 설치된다.
본 발명의 마지막 양태에 따르면, 산소 함유 화합물로부터 저탄소 올레핀을 제조하는 방법을 제공하고, 상기 방법은 상술한 DMTO 촉매의 온라인 개질 방법을 포함한다.
선택 가능하게, 상기 방법은,
코크 조절 가스상 생성물을 메탄올 전환 반응기의 기체-고체 분리 영역에 도입하는 단계; 및
코크 조절 촉매를 메탄올 전환 반응기의 반응 영역 Ⅱ에 도입하는 단계를 더 포함한다.
선택 가능하게, 반응 영역 Ⅱ에서, 산소 함유 화합물을 함유하는 원료를 코크 조절 촉매와 접촉하고 반응시켜, 저탄소 올레핀 및 폐촉매를 함유하는 스트림 A를 생성한다.
선택 가능하게, 상기 스트림 A는 메탄올 전환 반응기의 기체-고체 분리 영역에서 기체-고체 분리가 이루어진 후, 기상 스트림 B 및 고상 스트림 C로 분리되고;
상기 기상 스트림 B는 메탄올 전환 반응기 가스 수집실에 유입되며;
상기 고상 스트림 C는 폐제 영역에 유입되고;
여기서, 상기 기상 스트림 B는 저탄소 올레핀을 함유하고, 상기 고상 스트림 C는 폐촉매를 함유한다.
선택 가능하게, 폐제 영역 유동화 가스를 폐제 영역에 도입하고;
상기 폐제 영역 유동화 가스, 코크 조절 가스상 생성물이 혼합되어 일부 폐촉매를 포함하는 스트림 D를 형성하며;
상기 스트림 D에 대해 기체-고체 분리를 수행하여, 분리한 후 기상 스트림 E 및 고상 스트림 F를 얻고;
상기 기상 스트림 E는 메탄올 전환 반응기 가스 수집실에 유입되며;
상기 고상 스트림 F는 폐제 영역에 유입되고;
여기서, 상기 기상 스트림 E는 폐제 영역 유동화 가스 및 코크 조절 가스상 생성물의 혼합 가스이며;
상기 고상 스트림 F는 폐촉매이다.
상기 기상 스트림 B 및 기상 스트림 E는 메탄올 전환 반응기 가스 수집실에서 혼합되어 가스상 생성물을 형성하고, 상기 가스상 생성물은 가스상 생성물 수송관을 거쳐 하류 공정 구간에 유입된다.
선택 가능하게, 폐제 영역에서 상기 폐촉매 중 일부는 폐제 순환관을 거쳐 반응 영역 Ⅱ의 저부로 돌아가고;
상기 폐촉매 중 다른 일부는 재생 대기 경사관을 거쳐 배출된다.
선택 가능하게, 상기 재생 대기 경사관을 거쳐 배출되는 폐촉매를 재생기에 도입하고;
재생 가스를 상기 재생기에 도입하고, 상기 폐촉매와 접촉하고 반응시켜, 연소 가스 및 재생 촉매를 함유하는 스트림 G을 얻는다.
선택 가능하게, 상기 스트림 G에 대해 기체-고체 분리를 수행하고;
분리된 연소 가스는 재생기 가스 수집실에 유입되고, 연소 가스 수송관을 거쳐 하류의 연소 가스 처리 시스템에 유입되며;
분리된 재생 촉매는 스트리핑, 열 추출 후 코크 조절 반응기에 유입된다.
선택 가능하게, 상기 산소 함유 화합물은 메탄올 및/또는 디메틸에테르를 포함한다.
선택 가능하게, 상기 폐촉매 중 코크 함량은 9~13wt%이다.
선택 가능하게, 상기 폐제 영역 유동화 가스는 질소 및/또는 수증기를 포함한다.
선택 가능하게, 상기 재생 가스는 0~100wt% 공기, 0~50wt% 산소, 0~50wt% 질소 및 0~50wt% 수증기를 포함한다.
선택 가능하게, 메탄올 전환 반응기의 반응 영역 Ⅱ의 공정 조작 조건은, 가스 겉보기 선속도가 0.5~7.0m/s이고, 반응 온도가 350~550℃이며, 반응 압력이 100~500kPa이고, 유동층 밀도가 100~500kg/m3이다.
선택 가능하게, 메탄올 전환 반응기의 폐제 영역의 공정 조작 조건은, 가스 겉보기 선속도가 0.1~1.0m/s이고, 반응 온도가 350~550℃이며, 반응 압력이 100~500kPa이고, 유동층 밀도가 200~800kg/m3이다.
선택 가능하게, 재생기의 공정 조작 조건은, 가스 겉보기 선속도가 0.5~2.0m/s이고, 재생 온도가 600~750℃이며, 재생 압력이 100~500kPa이고, 유동층 밀도가 150~700kg/m3이다.
본 발명에서 C1-C6의 탄화수소 화합물은 탄소 원자 수가 1~6인 탄화수소 화합물을 가리킨다.
본 발명이 가져오는 유익한 효과는 아래와 같은 것을 포함한다.
(1) 본 발명의 코크 조절 반응기는 m개의 반응 영역 서브 영역을 포함하는 하나의 버블링 유동상 반응기이고, 인접한 반응 영역 서브 영역 간의 배플 높이는 조밀한 촉매 배드 높이보다 높으며, 촉매는 배플의 촉매 유통홀을 통해서만 상류 서브 영역으로부터 순차적으로 하류 서브 영역에 유입되어, ① 코크 조절 반응기 중 촉매 저장량이 자동으로 조절되도록 하고, 즉 공정 조작 조건을 변경하는 것을 통해, 코크 조절 반응기 중 촉매의 평균 체류 시간을 제어하여, 촉매 중 코크 함량을 제어하고; ② m개의 서브 코크 조절 영역의 구조를 사용하여 촉매의 체류 시간 분포를 제어하고, 그 체류 시간 분포는 m개의 직렬된 완전 혼합 반응조와 유사하기에, 코크 함량 분포가 좁은 촉매를 얻을 수 있다.
(2) 본 발명은 촉매 중 코크 종의 전환 및 생성을 통해, 한편으로는 촉매 중 잔류 비활성 대분자 코크 종을 저분자 코크 종으로 전환하고, 다른 한편으로는 코크 조절 원료가 촉매에 들어가 고활성 저분자 코크 종을 생성하고 저분자 코크 종은 폴리메틸벤젠 및 폴리메틸나프탈렌을 주성분으로 하며 에틸렌의 선택성을 향상시킬 수 있다.
(3) 본 발명의 코크 조절 반응을 통해 DMTO 촉매를 온라인으로 개질하는 방법은, 코크 함량이 높고 코크 함량 분포가 좁으며 코크 종의 주요 성분이 폴리메틸벤젠 및 폴리메틸나프탈렌인 코크 조절 촉매를 얻을 수 있고, 저탄소 올레핀 선택성이 낮은 촉매를 저탄소 올레핀 선택성이 높은 코크 조절 촉매로 전환한다.
(4) 본 발명의 재생 촉매는 코크 조절 과정 처리를 거칠 필요가 없고, 산소 함유 화합물로부터 저탄소 올레핀을 제조하는 과정에 직접 사용될 수 있으며, 코크 조절 처리를 거치지 않고 얻은 가스상 생성물 중 저탄소 올레핀 선택성은 80~83wt%이다. 본 발명의 재생 촉매가 코크 조절 과정 처리를 거친 후 산소 함유 화합물로부터 저탄소 올레핀을 제조하는 과정에 다시 사용되어 얻은 가스상 생성물의 저탄소 올레핀 선택성은 93~96wt%이다.
(5) 본 발명의 메탄올 전환 반응기는 하나의 쾌속 유동상 영역 및 하나의 버블링 유동상 영역을 구비하는 하나의 복합 유동상 반응기이다. 쾌속 유동상 영역은 반응 영역으로, 높은 메탄올 플럭스를 획득할 수 있고, 기기 단위 부피의 메탄올 처리량을 높일 수 있으며, 메탄올 질량 공간 속도가 5~20h-1에 달할 수 있고, 버블링 유동상 영역은 폐제 영역으로, 열 추출, 폐촉매 온도 강하에 사용되며, 반응 영역에 저온의 폐촉매를 수송하여 반응 영역의 유동층 밀도를 높이고 반응 영역의 유동층 온도를 제어하며, 가스 겉보기 선속도가 0.5~7.0m/s일 경우, 대응되는 유동층 밀도는 500~100kg/m3이다.
(6) 본 발명의 메탄올 전환 반응기는 메탄올 전환 반응기의 제1기체-고체 분리 기기가 직접 수송관에 연결되는 구조를 사용하여, 스트림 A 중 저탄소 올레핀을 함유하는 가스 및 폐촉매의 빠른 분리를 구현하고, 저탄소 올레핀이 폐촉매의 작용하에 추가 반응하여 분자량이 더 큰 탄화수소 제품을 생성하는 것을 방지한다.
도 1은 본 발명의 일 해결수단에 따른 산소 함유 화합물로부터 저탄소 올레핀을 제조하는(DMTO) 장치의 모식도이다.
도 1의 부호의 설명은 아래와 같다.
도 1의 부호의 설명은 아래와 같다.
아래 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명하지만, 본 발명은 이런 실시예에 한정되지 않는다.
특별한 설명이 없는 한, 본 발명의 실시예에 사용된 원료 및 촉매는 모두 상업적인 경로로 구매한 것이다.
본 발명의 실시예에 사용된 DMTO 촉매는 Catalyst&Catalysis technology (Dalian) Co., Ltd. Of CAS에서 제공한 것이다.
DMTO 촉매의 성능을 향상시키기 위해, 본 발명은 코크 조절 반응을 통해 DMTO 촉매를 온라인으로 개질하는 방법을 제공하고, 이는,
(a) 재생 촉매를 코크 조절 반응기(1)로 수송하는 단계;
(b) 코크 조절 원료를 코크 조절 반응기(1)로 수송하는 단계;
(c) 코크 조절 원료 및 재생 촉매를 코크 조절 반응기(1)에서 접촉하고 반응시켜, 코크 조절 원료가 재생 촉매에서 코크화되고, 코크화된 촉매는 코크 조절 촉매라고 하며, 코크 조절 촉매 중 코크 함량은 4~9wt%이고, 코크 종은 폴리메틸벤젠 및 폴리메틸나프탈렌을 포함하며, 폴리메틸벤젠 및 폴리메틸나프탈렌의 질량 이 코크 전체 질량 중 함량은 70wt% 이상이고, 분자량이 184보다 큰 코크 종의 질량이 코크 전체 질량 중 함량은 25wt% 이하인 단계;
(d) 코크 조절 촉매를 메탄올 전환 반응기(2)로 수송하는 단계를 포함한다.
상기 코크 조절 반응의 반응 온도는 300~700℃이다.
본 발명은 상술한 코크 조절 반응을 통해 DMTO 촉매를 온라인으로 개질하는 방법을 포함하는 산소 함유 화합물로부터 저탄소 올레핀을 제조하는 방법 및 이를 사용하는 장치를 더 제공한다. 상기 장치는 코크 조절 반응기(1), 메탄올 전환 반응기(2) 및 재생기(3)를 포함한다.
여기서, 상기 코크 조절 반응기(1)는 코크 조절 반응을 통해 DMTO 촉매를 온라인으로 개질할 수 있고, 이는 코크 조절 반응기 하우징(1-1), 코크 조절 반응기 분배기(1-2), 배플(1-3), 코크 조절 촉매 수송관(1-4), 코크 조절 촉매 슬라이드 밸브(1-5) 및 코크 조절 가스상 생성물 수송관(1-6)을 포함하며; 상기 코크 조절 반응기(1)는 아래에서부터 위로 반응 영역 I, 과도 영역 및 코크 조절 촉매 침강 영역으로 나뉘고, 반응 영역 I 내에는 n개의 배플(1-3)이 설치되며, 배플(1-3)의 저부는 코크 조절 반응기 하우징(1-1)의 저부에 연결되고, 배플(1-3)의 상단부는 과도 영역에 위치하며, n은 정수이고, 1≤n≤9이다. 배플(1-3)은 반응 영역 I을 m개의 반응 영역 I 서브 영역으로 분할하고, m은 정수이며, 2≤m≤10이다. 각각의 반응 영역 I 서브 영역의 저부에는 모두 독립적으로 코크 조절 반응기 분배기(1-2)가 설치되고, 반응 영역 I은 총 m개의 코크 조절 반응기 분배기(1-2)를 포함하며, 재생제 수송관(3-9)의 출구는 코크 조절 반응기(1)의 제1반응 영역 I 서브 영역에 연결되고, 코크 조절 촉매 수송관(1-4)의 입구는 코크 조절 반응기(1)의 제m반응 영역 I 서브 영역에 연결되며, 배플(1-3)은 촉매 유통홀을 구비하고, 인접한 촉매 유통홀은 배플(1-3)의 상부 또는 하부에 위치하여 엇갈리게 배열되며, 코크 조절 촉매 수송관(1-4)에는 코크 조절 촉매 슬라이드 밸브(1-5)가 설치되고, 코크 조절 촉매 수송관(1-4)의 출구는 메탄올 전환 반응기(2)의 하부에 연결되며, 코크 조절 가스상 생성물 수송관(1-6)의 입구는 코크 조절 반응기(1)의 상단부에 연결되고, 코크 조절 가스상 생성물 수송관(1-6)의 출구는 메탄올 전환 반응기(2)의 상부에 연결된다.
일 바람직한 실시형태에서, 코크 조절 반응기(1)의 반응 영역 I의 횡단면은 직사각형이고, 반응 영역 I 서브 영역의 횡단면은 직사각형이며, 제1내지 제m반응 영역 I 서브 영역은 왼쪽으로부터 오른쪽으로 순차적으로 배열된다.
일 바람직한 실시형태에서, 코크 조절 반응기(1)의 반응 영역 I의 횡단면은 원형이고, 반응 영역 I 서브 영역의 횡단면은 부채꼴이며, 제1내지 제m반응 영역 I 서브 영역은 동심원으로 시계 방향 또는 반시계 방향으로 순차적으로 배열되고, 코크 조절 반응기(1)의 제1반응 영역 I 서브 영역 및 제m반응 영역 I 서브 영역 사이가 공유하는 배플(1-3)은 촉매 유통홀을 구비하지 않는다.
일 바람직한 실시형태에서, 코크 조절 반응기(1)의 반응 영역 I의 횡단면은 고리 모양이고, 반응 영역 I 서브 영역의 횡단면은 부채꼴이며, 제1내지 제m반응 영역 I 서브 영역은 동심원으로 시계 방향 또는 반시계 방향으로 순차적으로 배열되고, 코크 조절 반응기(1)의 제1반응 영역 I 서브 영역 및 제m반응 영역 I 서브 영역 사이가 공유하는 배플(1-3)은 촉매 유통홀을 구비하지 않는다.
상기 코크 조절 반응기(1)는 버블링 유동상 반응기에 속한다.
상기 메탄올 전환 반응기(2)는 메탄올 전환 반응기 하우징(2-1), 메탄올 전환 반응기 분배기(2-2), 수송관(2-3), 메탄올 전환 반응기의 제1기체-고체 분리 기기(2-4), 메탄올 전환 반응기 가스 수집실(2-5), 폐제 영역 가스 분배기(2-6), 메탄올 전환 반응기 열 추출기(2-7), 메탄올 전환 반응기의 제2기체-고체 분리 기기(2-8), 가스상 생성물 수송관(2-9), 폐제 순환관(2-10), 폐제 순환 슬라이드 밸브(2-11), 재생 대기 경사관(2-12), 메탄올 전환 반응기 스트리퍼(2-13), 재생 대기 슬라이드 밸브(2-14) 및 폐제 수송관(2-15)을 포함한다.
상기 메탄올 전환 반응기(2)의 하부는 반응 영역 Ⅱ이고, 중앙부는 폐제 영역이며, 상부는 기체-고체 분리 영역이다.
상기 메탄올 전환 반응기 분배기(2-2)는 메탄올 전환 반응기(2)의 반응 영역 Ⅱ의 저부에 위치하고, 수송관(2-3)은 메탄올 전환 반응기(2) 중앙부 및 상부의 중심 영역에 위치하며, 수송관(2-3)의 최하단은 반응 영역 Ⅱ의 최상단에 연결되고, 수송관(2-3)의 상부는 메탄올 전환 반응기의 제1기체-고체 분리 기기(2-4)의 입구에 연결된다.
상기 메탄올 전환 반응기의 제1기체-고체 분리 기기(2-4)는 메탄올 전환 반응기의 기체-고체 분리 영역에 위치하고, 메탄올 전환 반응기의 제1기체-고체 분리 기기(2-4)의 가스 출구는 메탄올 전환 반응기 가스 수집실(2-5)에 연결되며, 메탄올 전환 반응기의 제1기체-고체 분리 기기(2-4)의 촉매 출구는 폐제 영역에 위치한다.
상기 폐제 영역 가스 분배기(2-6)는 폐제 영역의 저부에 위치하고, 메탄올 전환 반응기 열 추출기(2-7)는 폐제 영역에 위치한다.
상기 메탄올 전환 반응기의 제2기체-고체 분리 기기(2-8)는 메탄올 전환 반응기의 기체-고체 분리 영역에 위치하고, 메탄올 전환 반응기의 제2기체-고체 분리 기기(2-8)의 입구는 메탄올 전환 반응기의 기체-고체 분리 영역에 위치하며, 메탄올 전환 반응기의 제2기체-고체 분리 기기(2-8)의 가스 출구는 메탄올 전환 반응기 가스 수집실(2-5)에 연결되고, 메탄올 전환 반응기의 제2기체-고체 분리 기기(2-8)의 촉매 출구는 폐제 영역에 위치하며, 메탄올 전환 반응기 가스 수집실(2-5)은 메탄올 전환 반응기(2)의 상단부에 위치하고, 가스상 생성물 수송관(2-9)은 메탄올 전환 반응기 가스 수집실(2-5)의 상단부에 연결되며, 폐제 순환관(2-10)의 입구는 폐제 영역에 연결되고, 폐제 순환관(2-10)의 출구는 메탄올 전환 반응기의 반응 영역 Ⅱ의 저부에 연결되며, 폐제 순환관(2-10)에는 폐제 순환 슬라이드 밸브(2-11)가 설치되고, 코크 조절 촉매 수송관(1-4)의 출구는 메탄올 전환 반응기(2)의 반응 영역 Ⅱ의 저부에 연결되며, 재생 대기 경사관(2-12)의 입구는 폐제 영역에 연결되고, 재생 대기 경사관(2-12)의 출구는 메탄올 전환 반응기 스트리퍼(2-13)의 상부에 연결되며, 메탄올 전환 반응기 스트리퍼(2-13)는 메탄올 전환 반응기 하우징(2-1) 외부에 설치되고, 재생 대기 슬라이드 밸브(2-14)의 입구는 라인을 거쳐 메탄올 전환 반응기 스트리퍼(2-13)의 저부에 연결되며, 재생 대기 슬라이드 밸브(2-14)의 출구는 라인을 거쳐 폐제 수송관(2-15)의 입구에 연결되며, 폐제 수송관(2-15)의 출구는 재생기(3)의 중앙부에 연결된다.
일 바람직한 실시형태에서, 메탄올 전환 반응기의 제1기체-고체 분리 기기(2-4)는 하나 또는 다수 그룹의 기체-고체 사이클론 분리기를 사용하고, 각 그룹의 기체-고체 사이클론 분리기는 하나의 제1단계 기체-고체 사이클론 분리기 및 하나의 제2단계 기체-고체 사이클론 분리기를 포함한다.
일 바람직한 실시형태에서, 메탄올 전환 반응기의 제2기체-고체 분리 기기(2-8)는 하나 또는 다수 그룹의 기체-고체 사이클론 분리기를 사용하고, 각 그룹의 기체-고체 사이클론 분리기는 하나의 제1단계 기체-고체 사이클론 분리기 및 하나의 제2단계 기체-고체 사이클론 분리기를 포함한다.
상기 메탄올 전환 반응기(2)는 유동상 반응기에 속한다.
상기 재생기(3)는 재생기 하우징(3-1), 재생기 분배기(3-2), 재생기 기체-고체 분리 기기(3-3), 재생기 가스 수집실(3-4), 연소 가스 수송관(3-5), 재생기 스트리퍼(3-6), 재생기 열 추출기(3-7), 재생 슬라이드 밸브(3-8) 및 재생제 수송관(3-9)을 포함한다. 재생기 분배기(3-2)는 재생기(3)의 저부에 위치하고, 재생기 기체-고체 분리 기기(3-3)는 재생기(3)의 상부에 위치하며, 재생기 기체-고체 분리 기기(3-3)의 입구는 재생기(3)의 상부에 위치하고, 재생기 기체-고체 분리 기기(3-3)의 가스 출구는 재생기 가스 수집실(3-4)에 연결되며, 재생기 기체-고체 분리 기기(3-3)의 촉매 출구는 재생기(3)의 하부에 위치하고, 재생기 가스 수집실(3-4)은 재생기(3)의 상단부에 위치하며, 연소 가스 수송관(3-5)은 재생기 가스 수집실(3-4)의 상단부에 연결되고, 재생기 스트리퍼(3-6)는 재생기 하우징(3-1) 외부에 위치하고, 재생기 스트리퍼(3-6)의 입구 파이프는 재생기 하우징(3-1)을 관통하며, 재생기 분배기(3-2)의 상방에 개구가 설치되고, 재생기 열 추출기(3-7)는 재생기 스트리퍼(3-6) 내에 위치하며, 재생 슬라이드 밸브(3-8)의 입구는 라인을 거쳐 재생기 스트리퍼(3-6)의 저부에 연결되고, 재생 슬라이드 밸브(3-8)의 출구는 라인을 거쳐 재생제 수송관(3-9)의 입구에 연결되며, 재생제 수송관(3-9)의 출구는 코크 조절 반응기(1)에 연결된다.
일 바람직한 실시형태에서, 재생기 기체-고체 분리 기기(3-3)는 하나 또는 다수 그룹의 기체-고체 사이클론 분리기를 사용하고, 각 그룹의 기체-고체 사이클론 분리기는 하나의 제1단계 기체-고체 사이클론 분리기 및 하나의 제2단계 기체-고체 사이클론 분리기를 포함한다.
상기 재생기(3)는 유동상 반응기에 속한다.
본 발명은 코크 조절 반응을 통해 DMTO 촉매를 온라인으로 개질하는 방법을 포함하는 메탄올로 올레핀을 제조하는 방법을 더 제공하고, 이는 아래 단계를 포함한다.
a: 코크 조절 원료를 코크 조절 반응기 분배기(1-2)로부터 코크 조절 반응기(1)의 반응 영역 I에 도입하고, 재생 촉매를 재생제 수송관(3-9)로부터 코크 조절 반응기(1)의 반응 영역 I에 도입하며, 코크 조절 반응기(1)의 반응 영역 I에서, 코크 조절 원료와 재생 촉매가 접촉하고 화학적 반응이 발생하여, 코크 조절 촉매 및 코크 조절 가스상 생성물을 생성하고; 코크 조절 촉매는 배플(1-3)의 촉매 유통홀을 거쳐 순차적으로 제m반응 영역 I 서브 영역을 통과한 후, 코크 조절 촉매 수송관(1-4), 코크 조절 촉매 슬라이드 밸브(1-5)를 거쳐 메탄올 전환 반응기(2)의 반응 영역 II에 유입되며; 코크 조절 가스상 생성물은 코크 조절 가스상 생성물 수송관(1-6)을 거쳐 메탄올 전환 반응기(2)의 기체-고체 분리 영역에 유입된다.
b: 산소 함유 화합물을 함유하는 원료를 메탄올 전환 반응기 분배기(2-2)로부터 메탄올 전환 반응기의 반응 영역 Ⅱ에 도입하고, 코크 조절 촉매와 접촉하여, 저탄소 올레핀 및 폐촉매를 함유하는 스트림 A를 생성하며, 스트림 A는 수송관(2-3)을 거쳐 메탄올 전환 반응기의 제1기체-고체 분리 기기(2-4)에 유입되어, 기체-고체 분리가 이루어진 후, 기상 스트림 B 및 고상 스트림 C로 분리되며, 기상 스트림 B는 저탄소 올레핀을 함유하는 가스이고, 고상 스트림 C는 폐촉매이며, 기상 스트림 B는 메탄올 전환 반응기 가스 수집실(2-5)에 유입되고, 고상 스트림 C는 폐제 영역에 유입되며; 폐제 영역 유동화 가스를 폐제 영역 가스 분배기(2-6)로부터 폐제 영역에 도입하여 폐촉매와 접촉시키고, 폐제 영역 유동화 가스 및 코크 조절 가스상 생성물이 혼합되어 일부 폐촉매를 포함하는 스트림 D를 형성하며, 스트림 D가 메탄올 전환 반응기의 제2기체-고체 분리 기기(2-8)에 유입되어, 기체-고체 분리가 이루어진 후, 기상 스트림 E 및 고상 스트림 F로 분리되며, 기상 스트림 E는 폐제 영역 유동화 가스 및 코크 조절 가스상 생성물의 혼합 가스이고, 고상 스트림 F는 폐촉매이며, 기상 스트림 E는 메탄올 전환 반응기 가스 수집실(2-5)에 유입되고, 고상 스트림 F는 폐제 영역에 유입되며; 기상 스트림 B 및 기상 스트림 E는 메탄올 전환 반응기 가스 수집실(2-5)에서 혼합하여 가스상 생성물을 형성하고, 가스상 생성물 는 가스상 생성물 수송관(2-9)을 거쳐 하류 공정 구간에 유입되며; 폐제 영역의 일부 폐촉매는 폐제 순환관(2-10) 및 폐제 순환 슬라이드 밸브(2-11)를 거쳐 메탄올 전환 반응기(2)의 반응 영역 Ⅱ의 저부로 돌아가고, 다른 일부 폐촉매는 재생 대기 경사관(2-12)을 거쳐 메탄올 전환 반응기 스트리퍼(2-13)에 유입되어 스트리핑된 후, 폐촉매는 재생 대기 슬라이드 밸브(2-14) 및 폐제 수송관(2-15)을 거쳐 재생기(3)의 중앙부에 유입된다.
c: 재생 가스를 재생기 분배기(3-2)로부터 재생기의 저부에 도입하고, 재생기에서, 재생 가스와 폐촉매가 접촉하고 화학적 반응이 발생하여, 폐촉매 중 일부 코크가 연소 제거되어, 연소 가스 및 재생 촉매를 함유하는 스트림 G를 형성하고, 스트림 G가 재생기 기체-고체 분리 기기(3-3)에 유입되어, 기체-고체 분리가 이루어진 후, 연소 가스 및 재생 촉매로 분리되고, 연소 가스는 재생기 가스 수집실(3-4)에 유입되고, 연소 가스 수송관(3-5)을 거쳐 하류의 연소 가스 처리 시스템에 유입되며, 재생 촉매는 재생기(3)의 저부로 돌아가고, 재생기(3) 중 재생 촉매는 재생기 스트리퍼(3-6)에 유입되어 스트리핑, 열 추출 후, 재생 슬라이드 밸브(3-8) 및 재생제 수송관(3-9)을 거쳐 코크 조절 반응기(1)에 유입된다.
본 발명에 따른 방법에서, 가스상 생성물의 조성은 37~60wt% 에틸렌, 33~57wt% 프로필렌, ≤5wt%의 C4-C6 탄화수소 및 ≤4wt%의 기타 성분이며, 기타 성분은 메탄, 에탄, 프로판, 수소, CO 및 CO2 등이고, 가스상 생성물에서 에틸렌 및 프로필렌의 총 선택성은 93~96wt%이다.
본 발명은 생산 소모량을 표현 시, 산소 함유 화합물 중 디메틸에테르 질량을 C 원소 질량 등을 기준으로 등가적으로 메탄올 질량으로 변환하였고, 생산 소모량의 단위는 메탄올 1톤/저탄소 올레핀 1톤이다.
본 발명에 따른 방법에서, 생산 소모량은 메탄올 2.50~2.58톤/저탄소 올레핀 1톤이다.
본 발명을 더 잘 설명하고 본 발명의 과제 해결 수단에 대한 이해를 용이하게 하기 위해, 아래 본 발명의 일반적이지만 비제한적인 예를 제공한다.
실시예 1
본 해결수단은 도 1에 도시된 장치를 사용하고, 코크 조절 반응기(1)의 반응 영역 I의 횡단면은 직사각형이며, 반응 영역 I 서브 영역의 횡단면은 직사각형이고, n=1, m=2이며, 제1내지 제2반응 영역 I 서브 영역은 왼쪽으로부터 오른쪽으로 순차적으로 배열된다.
본 해결수단에서, 코크 조절 원료는 6wt% 부탄, 81wt% 부틸렌, 2wt% 메탄올 및 11wt% 물의 혼합물이고; 산소 함유 화합물은 메탄올이며; 폐제 영역 유동화 가스는 질소이고; 재생 가스는 공기이며; 촉매 중 활성 성분은 SAPO-34 분자체이고; 재생 촉매 중 코크 함량은 약 1wt%이고; 코크 조절 촉매 중 코크 함량은 약 4wt%이며, 여기서, 폴리메틸벤젠 및 폴리메틸나프탈렌의 질량이 코크 전체 질량 중 함량은 약 86wt%이고, 분자량이 184보다 큰 코크 종의 질량이 코크 전체 질량 중 함량은 약 11wt%이며; 코크 조절 촉매 중 코크 함량 분포의 사분 편차는 약 0.9wt%이고; 폐촉매 중 코크 함량은 약 9wt%이며; 코크 조절 반응기(1)의 반응 영역 I의 공정 조작 조건은, 가스 겉보기 선속도가 약 0.3m/s이고, 반응 온도가 약 500℃이며, 반응 압력이 약 100kPa이고, 유동층 밀도가 약 600kg/m3이며; 메탄올 전환 반응기(2)의 반응 영역 Ⅱ의 공정 조작 조건은, 가스 겉보기 선속도가 약 7.0m/s이고, 반응 온도가 약 550℃이며, 반응 압력이 약 100kPa이고, 유동층 밀도가 약 100kg/m3이며; 메탄올 전환 반응기(2)의 폐제 영역의 공정 조작 조건은, 가스 겉보기 선속도가 약 1.0m/s이고, 반응 온도가 약 550℃이며, 반응 압력이 약 100kPa이고, 유동층 밀도가 약 200kg/m3이며; 재생기(3)의 공정 조작 조건은, 가스 겉보기 선속도가 약 0.5m/s이고, 재생 온도가 약 750℃이며, 재생 압력이 약 100kPa이고, 유동층 밀도가 약 700kg/m3이다.
본 해결수단에서, 메탄올 전환 반응기의 산소 함유 화합물의 질량 공간 속도는 약 20h-1이고; 가스상 생성물의 조성은 60wt% 에틸렌, 33wt% 프로필렌, 3wt% C4-C6 탄화수소 및 4wt%의 기타 성분이며, 기타 성분은 메탄, 에탄, 프로판, 수소, CO 및 CO2 등이고; 생산 소모량은 메탄올 2.58톤/저탄소 올레핀 1톤이다.
실시예 2
본 해결수단은 도 1에 도시된 장치를 사용하고, 코크 조절 반응기(1)의 반응 영역 I의 횡단면은 직사각형이며, 반응 영역 I 서브 영역의 횡단면은 직사각형이고, n=9, m=10이며, 제1내지 제10 반응 영역 I 서브 영역은 왼쪽으로부터 오른쪽으로 순차적으로 배열된다.
본 해결수단에서, 코크 조절 원료는 22wt% 메탄, 24wt% 에탄, 3wt% 에틸렌, 28wt% 프로판, 4wt% 프로필렌, 7wt% 수소 및 12wt% 물의 혼합물이고; 산소 함유 화합물은 82wt% 메탄올 및 18wt% 디메틸에테르의 혼합물이고; 폐제 영역 유동화 가스는 수증기이며; 재생 가스는 공기이고; 촉매 중 활성 성분은 SAPO-34 분자체이며; 재생 촉매 중 코크 함량은 약 3wt%이고; 코크 조절 촉매 중 코크 함량은 약 9wt%이며, 여기서, 폴리메틸벤젠 및 폴리메틸나프탈렌의 질량이 코크 전체 질량 중 함량은 약 70wt%이고, 분자량이 184보다 큰 코크 종의 질량이 코크 전체 질량 중 함량은 약 25wt%이며; 코크 조절 촉매 중 코크 함량 분포의 사분 편차는 약 0.2wt%이고; 폐촉매 중 코크 함량은 약 13wt%이며; 코크 조절 반응기(1)의 반응 영역 I의 공정 조작 조건은, 가스 겉보기 선속도가 약 0.2m/s이고, 반응 온도가 약 300℃이며, 반응 압력이 약 500kPa이고, 유동층 밀도가 약 700kg/m3이며; 메탄올 전환 반응기(2)의 반응 영역 II의 공정 조작 조건은, 가스 겉보기 선속도가 약 0.5m/s이고, 반응 온도가 약 350℃이며, 반응 압력이 약 500kPa이고, 유동층 밀도가 약 500kg/m3이며; 메탄올 전환 반응기(2)의 폐제 영역의 공정 조작 조건은, 가스 겉보기 선속도가 약 0.1m/s이고, 반응 온도가 약 350℃이며, 반응 압력이 약 500kPa이고, 유동층 밀도가 약 800kg/m3이며; 재생기(3)의 공정 조작 조건은, 가스 겉보기 선속도가 약 2.0m/s이고, 재생 온도가 약 600℃이며, 재생 압력이 약 500kPa이고, 유동층 밀도가 약 150kg/m3이다.
본 해결수단에서, 메탄올 전환 반응기의 산소 함유 화합물의 질량 공간 속도는 약 5h-1이고; 가스상 생성물의 조성은 37wt% 에틸렌, 57wt% 프로필렌, 5wt% C4-C6 탄화수소 및 1wt%의 기타 성분이며, 기타 성분은 메탄, 에탄, 프로판, 수소, CO 및 CO2 등이고; 생산 소모량은 메탄올 2.55톤/저탄소 올레핀 1톤이다.
실시예 3
본 해결수단은 도 1에 도시된 장치를 사용하되, 코크 조절 반응기(1)의 구조는 도 2에 도시된 바와 같고, 본 해결수단의 코크 조절 반응기의 반응 영역 I의 횡단면은 원형이며, 반응 영역 I 서브 영역의 횡단면은 부채꼴이고, n=4, m=4이며, 제1내지 제4 반응 영역 I 서브 영역은 동심원으로 반시계 방향으로 순차적으로 배열되고, 코크 조절 반응기의 제1반응 영역 I 서브 영역 및 제4 반응 영역 I 서브 영역 사이가 공유하는 배플(1-3)은 촉매 유통홀을 구비하지 않는다.
본 해결수단에서, 코크 조절 원료는 1wt% 프로판, 1wt% 프로필렌, 3wt% 부탄, 51wt% 부틸렌, 3wt% 펜탄, 22wt% 펜텐, 1wt% 헥산, 7wt% 헥센, 2wt% 메탄올 및 9wt% 물의 혼합물이고; 산소 함유 화합물은 디메틸에테르이며; 폐제 영역 유동화 가스는 질소이고; 재생 가스는 50wt% 공기 및 50wt% 산소이며; 촉매 중 활성 성분은 SAPO-34 분자체이고; 재생 촉매 중 코크 함량은 약 1wt%이며; 코크 조절 촉매 중 코크 함량은 약 6wt%이고, 여기서, 폴리메틸벤젠 및 폴리메틸나프탈렌의 질량이 코크 전체 질량 중 함량은 약 80wt%이고, 분자량이 184보다 큰 코크 종의 질량이 코크 전체 질량 중 함량은 약 14wt%이며; 코크 조절 촉매 중 코크 함량 분포의 사분 편차는 약 0.5wt%이고; 폐촉매 중 코크 함량은 약 11wt%이며; 코크 조절 반응기(1)의 반응 영역 I의 공정 조작 조건은, 가스 겉보기 선속도가 약 0.4m/s이고, 반응 온도가 약 700℃이며, 반응 압력이 약 300kPa이고, 유동층 밀도가 약 500kg/m3이며; 메탄올 전환 반응기(2)의 반응 영역 II의 공정 조작 조건은, 가스 겉보기 선속도가 약 3.0m/s이고, 반응 온도가 약 450℃이며, 반응 압력이 약 300kPa이고, 유동층 밀도가 약 230kg/m3이며; 메탄올 전환 반응기(2)의 폐제 영역의 공정 조작 조건은, 가스 겉보기 선속도가 약 0.2m/s이고, 반응 온도가 약 450℃이며, 반응 압력이 약 300kPa이고, 유동층 밀도가 약 600kg/m3이며; 재생기(3)의 공정 조작 조건은, 가스 겉보기 선속도가 약 1.0m/s이고, 재생 온도가 약 750℃이며, 재생 압력이 약 300kPa이고, 유동층 밀도가 약 360kg/m3이다.
본 해결수단에서, 메탄올 전환 반응기의 산소 함유 화합물의 질량 공간 속도는 약 9h-1이고; 가스상 생성물의 조성은 51wt% 에틸렌, 43wt% 프로필렌, 2wt% C4-C6 탄화수소 및 4wt%의 기타 성분이며, 기타 성분은 메탄, 에탄, 프로판, 수소, CO 및 CO2 등이고; 생산 소모량은 메탄올 2.55톤/저탄소 올레핀 1톤이다.
실시예 4
본 해결수단은 도 1에 도시된 장치를 사용하되, 코크 조절 반응기(1)의 구조는 도 2에 도시된 바와 같고, 본 해결수단의 코크 조절 반응기의 반응 영역 I의 횡단면은 원형이며, 반응 영역 I 서브 영역의 횡단면은 부채꼴이고, n=6, m=6이며, 제1내지 제6 반응 영역 I 서브 영역은 동심원으로 반시계 방향으로 순차적으로 배열되고, 코크 조절 반응기의 제1반응 영역 I 서브 영역 및 제6 반응 영역 I 서브 영역 사이가 공유하는 배플(1-3)은 촉매 유통홀을 구비하지 않는다.
본 해결수단에서, 코크 조절 원료는 5wt% 부탄, 72wt% 부틸렌, 8wt% 메탄올 및 15wt% 물의 혼합물이고; 산소 함유 화합물은 메탄올이며; 폐제 영역 유동화 가스는 수증기이며; 재생 가스는 50wt% 공기 및 50wt% 질소이고; 촉매 중 활성 성분은 SAPO-34 분자체이며; 재생 촉매 중 코크 함량은 약 2wt%이고; 코크 조절 촉매 중 코크 함량은 약 6wt%이며, 여기서, 폴리메틸벤젠 및 폴리메틸나프탈렌의 질량이 코크 전체 질량 중 함량은 약 82wt%이고, 분자량이 184보다 큰 코크 종의 질량이 코크 전체 질량 중 함량은 약 13wt%이며; 코크 조절 촉매 중 코크 함량 분포의 사분 편차는 약 0.3wt%이고; 폐촉매 중 코크 함량은 약 12wt%이며; 코크 조절 반응기(1)의 반응 영역 I의 공정 조작 조건은, 가스 겉보기 선속도가 약 0.5m/s이고, 반응 온도가 약 600℃이며, 반응 압력이 약 200kPa이고, 유동층 밀도가 약 400kg/m3이며; 메탄올 전환 반응기(2)의 반응 영역 II의 공정 조작 조건은, 가스 겉보기 선속도가 약 4.0m/s이고, 반응 온도가 약 500℃이며, 반응 압력이 약 200kPa이고, 유동층 밀도가 약 160kg/m3이며; 메탄올 전환 반응기(2)의 폐제 영역의 공정 조작 조건은, 가스 겉보기 선속도가 약 0.5m/s이고, 반응 온도가 약 500℃이며, 반응 압력이 약 200kPa이고, 유동층 밀도가 약 300kg/m3이며; 재생기(3)의 공정 조작 조건은, 가스 겉보기 선속도가 약 1.5m/s이고, 재생 온도가 약 650℃이며, 재생 압력이 약 200kPa이고, 유동층 밀도가 약 280kg/m3이다.
본 해결수단에서, 메탄올 전환 반응기의 산소 함유 화합물의 질량 공간 속도는 약 13h-1이고; 가스상 생성물의 조성은 53wt% 에틸렌, 42wt% 프로필렌, 4wt% C4-C6 탄화수소 및 1wt%의 기타 성분이며, 기타 성분은 메탄, 에탄, 프로판, 수소, CO 및 CO2 등이고; 생산 소모량은 메탄올 2.52톤/저탄소 올레핀 1톤이다.
실시예 5
본 해결수단은 도 1에 도시된 장치를 사용하되, 코크 조절 반응기(1)의 구조는 도 3에 도시된 바와 같고, 본 해결수단의 코크 조절 반응기의 반응 영역 I의 횡단면은 고리 모양이며, 반응 영역 I 서브 영역의 횡단면은 부채꼴이고, n=6, m=6이며, 제1내지 제6 반응 영역 I 서브 영역은 동심원으로 시계 방향으로 순차적으로 배열되고, 코크 조절 반응기의 제1반응 영역 I 서브 영역 및 제6 반응 영역 I 서브 영역 사이가 공유하는 배플(1-3)은 촉매 유통홀을 구비하지 않는다.
본 해결수단에서, 코크 조절 원료는 34wt% 펜탄, 46wt% 펜텐, 3wt% 에탄올 및 17wt% 물의 혼합물이고; 산소 함유 화합물은 메탄올이며; 폐제 영역 유동화 가스는 5wt% 질소 및 95wt% 수증기의 혼합물이며; 재생 가스는 50wt% 공기 및 50wt% 수증기이고; 촉매 중 활성 성분은 SAPO-34 분자체이며; 재생 촉매 중 코크 함량은 약 2wt%이며; 코크 조절 촉매 중 코크 함량은 약 7wt%이고, 여기서, 폴리메틸벤젠 및 폴리메틸나프탈렌의 질량이 코크 전체 질량 중 함량은 약 74wt%이고, 분자량이 184보다 큰 코크 종의 질량이 코크 전체 질량 중 함량은 약 10wt%이며; 코크 조절 촉매 중 코크 함량 분포의 사분 편차는 약 0.3wt%이고; 폐촉매 중 코크 함량은 약 12wt%이며; 코크 조절 반응기(1)의 반응 영역 I의 공정 조작 조건은, 가스 겉보기 선속도가 약 0.4m/s이고, 반응 온도가 약 400℃이며, 반응 압력이 약 300kPa이고, 유동층 밀도가 약 500kg/m3이며; 메탄올 전환 반응기(2)의 반응 영역 II의 공정 조작 조건은, 가스 겉보기 선속도가 약 3.0m/s이고, 반응 온도가 약 400℃이며, 반응 압력이 약 300kPa이고, 유동층 밀도가 약 230kg/m3이며; 메탄올 전환 반응기(2)의 폐제 영역의 공정 조작 조건은, 가스 겉보기 선속도가 약 0.3m/s이고, 반응 온도가 약 400℃이며, 반응 압력이 약 300kPa이고, 유동층 밀도가 약 450kg/m3이며; 재생기(3)의 공정 조작 조건은, 가스 겉보기 선속도가 약 0.8m/s이고, 재생 온도가 약 680℃이며, 재생 압력이 약 300kPa이고, 유동층 밀도가 약 500kg/m3이다.
본 해결수단에서, 메탄올 전환 반응기의 산소 함유 화합물의 질량 공간 속도는 약 9h-1이고; 가스상 생성물의 조성은 41wt% 에틸렌, 55wt% 프로필렌, 2wt% C4-C6 탄화수소 및 2wt%의 기타 성분이며, 기타 성분은 메탄, 에탄, 프로판, 수소, CO 및 CO2 등이고; 생산 소모량은 메탄올 2.50톤/저탄소 올레핀 1톤이다.
실시예 6
본 해결수단은 도 1에 도시된 장치를 사용하되, 코크 조절 반응기(1)의 구조는 도 3에 도시된 바와 같고, 본 해결수단의 코크 조절 반응기의 반응 영역 I의 횡단면은 고리 모양이며, 반응 영역 I 서브 영역의 횡단면은 부채꼴이고, n=9, m=9이며, 제1내지 제9 반응 영역 I 서브 영역은 동심원으로 시계 방향으로 순차적으로 배열되고, 코크 조절 반응기의 제1반응 영역 I 서브 영역 및 제9 반응 영역 I 서브 영역 사이가 공유하는 배플(1-3)은 촉매 유통홀을 구비하지 않는다.
본 해결수단에서, 코크 조절 원료는 26wt% 헥산, 23wt% 헥센, 2wt% 메탄올, 1wt% 에탄올 및 48wt% 물의 혼합물이고; 산소 함유 화합물은 메탄올이며; 폐제 영역 유동화 가스는 73wt% 질소 및 27wt% 수증기의 혼합물이며; 재생 가스는 85wt% 공기, 12wt% 수증기 및 3wt% 질소의 혼합물이고; 촉매 중 활성 성분은 SAPO-34 분자체이며; 재생 촉매 중 코크 함량은 약 3wt%이며; 코크 조절 촉매 중 코크 함량은 약 8wt%이고, 여기서, 폴리메틸벤젠 및 폴리메틸나프탈렌의 질량이 코크 전체 질량 중 함량은 약 79wt%이고, 분자량이 184보다 큰 코크 종의 질량이 코크 전체 질량 중 함량은 약 17wt%이며; 코크 조절 촉매 중 코크 함량 분포의 사분 편차는 약 0.1wt%이고; 폐촉매 중 코크 함량은 약 12wt%이며; 코크 조절 반응기(1)의 반응 영역 I의 공정 조작 조건은, 가스 겉보기 선속도가 약 0.1m/s이고, 반응 온도가 약 650℃이며, 반응 압력이 약 400kPa이고, 유동층 밀도가 약 800kg/m3이며; 메탄올 전환 반응기(2)의 반응 영역 II의 공정 조작 조건은, 가스 겉보기 선속도가 약 2.0m/s이고, 반응 온도가 약 500℃이며, 반응 압력이 약 400kPa이고, 유동층 밀도가 약 350kg/m3이며; 메탄올 전환 반응기(2)의 폐제 영역의 공정 조작 조건은, 가스 겉보기 선속도가 약 0.3m/s이고, 반응 온도가 약 500℃이며, 반응 압력이 약 400kPa이고, 유동층 밀도가 약 450kg/m3이며; 재생기(3)의 공정 조작 조건은, 가스 겉보기 선속도가 약 0.8m/s이고, 재생 온도가 약 700℃이며, 재생 압력이 약 400kPa이고, 유동층 밀도가 약 500kg/m3이다.
본 해결수단에서, 메탄올 전환 반응기의 산소 함유 화합물의 질량 공간 속도는 약 7h-1이고; 가스상 생성물의 조성은 50wt% 에틸렌, 43wt% 프로필렌, 4wt% C4-C6 탄화수소 및 3wt%의 기타 성분이며, 기타 성분은 메탄, 에탄, 프로판, 수소, CO 및 CO2 등이고; 생산 소모량은 메탄올 2.58톤/저탄소 올레핀 1톤이다.
대조예
본 실시예는 대조예로서, 실시예 5와의 차이는 코크 조절 반응을 사용하여 DMTO 촉매를 온라인 개질하지 않는 것이고, 코크 조절 영역에 도입된 원료는 질소이며, 질소는 불활성 가스이기에 코크 조절 영역에서 재생 촉매의 성질을 변화시키지 않고, 즉 메탄올 전환 반응기의 반응 영역 II에 유입된 촉매는 재생 촉매에 해당된다.
본 해결수단에서, 가스상 생성물의 조성은 36wt% 에틸렌, 44wt% 프로필렌, 13wt% C4-C6 탄화수소 및 7wt%의 기타 성분이며, 기타 성분은 메탄, 에탄, 프로판, 수소, CO 및 CO2 등이고; 생산 소모량은 메탄올 2.99톤/저탄소 올레핀 1톤이다.
본 대조 사례는 코크 조절 반응을 통해 DMTO 촉매를 온라인 개질하면 촉매 성능을 대폭 향상시키고 생산 소모량을 감소할 수 있음을 설명한다.
상술한 내용은 본 발명의 일부 실시예에 불과하며, 어떠한 형태로든 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 상기와 같이 바람직한 실시예와 함께 본 발명을 개시하였지만, 본 발명을 한정하고자 하는 것은 아니다. 모든 당업자가 본 발명의 과제 해결수단의 범위를 벗어나지 않고, 상기 개시된 기술내용을 이용하여 일부 변경 또는 수정을 가하는 것은 등가 실시예에 해당하며 과제 해결수단의 범위에 속한다.
1: 코크 조절 반응기;
1-1: 코크 조절 반응기 하우징;
1-2: 코크 조절 반응기 분배기;
1-3: 배플;
1-4: 코크 조절 촉매 수송관;
1-5: 코크 조절 촉매 슬라이드 밸브;
1-6: 코크 조절 가스상 생성물 수송관;
2: 메탄올 전환 반응기;
2-1: 메탄올 전환 반응기 하우징;
2-2: 메탄올 전환 반응기 분배기;
2-3: 수송관;
2-4 : 메탄올 전환 반응기의 제1기체-고체 분리 기기;
2-5 : 메탄올 전환 반응기 가스 수집실;
2-6: 폐제 영역 가스 분배기;
2-7: 메탄올 전환 반응기 열 추출기;
2-8: 메탄올 전환 반응기의 제2기체-고체 분리 기기;
2-9: 가스상 생성물 수송관;
2-10: 폐제 순환관;
2-11: 폐제 순환 슬라이드 밸브;
2-12: 재생 대기 경사관;
2-13: 메탄올 전환 반응기 스트리퍼;
2-14: 재생 대기 슬라이드 밸브;
2-15: 폐제 수송관;
3: 재생기;
3-1: 재생기 하우징;
3-2: 재생기 분배기;
3-3: 재생기 기체-고체 분리 기기;
3-4: 재생기 가스 수집실;
3-5: 연소 가스 수송관;
3-6: 재생기 스트리퍼;
3-7: 재생기 열 추출기;
3-8: 재생 슬라이드 밸브;
3-9: 재생제 수송관.
1-1: 코크 조절 반응기 하우징;
1-2: 코크 조절 반응기 분배기;
1-3: 배플;
1-4: 코크 조절 촉매 수송관;
1-5: 코크 조절 촉매 슬라이드 밸브;
1-6: 코크 조절 가스상 생성물 수송관;
2: 메탄올 전환 반응기;
2-1: 메탄올 전환 반응기 하우징;
2-2: 메탄올 전환 반응기 분배기;
2-3: 수송관;
2-4 : 메탄올 전환 반응기의 제1기체-고체 분리 기기;
2-5 : 메탄올 전환 반응기 가스 수집실;
2-6: 폐제 영역 가스 분배기;
2-7: 메탄올 전환 반응기 열 추출기;
2-8: 메탄올 전환 반응기의 제2기체-고체 분리 기기;
2-9: 가스상 생성물 수송관;
2-10: 폐제 순환관;
2-11: 폐제 순환 슬라이드 밸브;
2-12: 재생 대기 경사관;
2-13: 메탄올 전환 반응기 스트리퍼;
2-14: 재생 대기 슬라이드 밸브;
2-15: 폐제 수송관;
3: 재생기;
3-1: 재생기 하우징;
3-2: 재생기 분배기;
3-3: 재생기 기체-고체 분리 기기;
3-4: 재생기 가스 수집실;
3-5: 연소 가스 수송관;
3-6: 재생기 스트리퍼;
3-7: 재생기 열 추출기;
3-8: 재생 슬라이드 밸브;
3-9: 재생제 수송관.
Claims (47)
- 코크 조절 반응기에 있어서,
상기 코크 조절 반응기는 코크 조절 반응기 하우징, 반응 영역 I 및 코크 조절 촉매 침강 영역을 포함하고;
상기 코크 조절 반응기 하우징은 코크 조절 반응기 상측 하우징 및 코크 조절 반응기 하측 하우징을 포함하며; 상기 코크 조절 반응기 상측 하우징은 둘러싸여 상기 코크 조절 촉매 침강 영역을 형성하고;
상기 코크 조절 반응기 하측 하우징은 둘러싸여 상기 반응 영역 I을 형성하며;
상기 반응 영역 I 및 상기 코크 조절 촉매 침강 영역은 연통되고;
상기 반응 영역 I 중 임의의 위치의 횡단면적은 상기 코크 조절 촉매 침강 영역 중 임의의 위치의 횡단면적보다 작으며;
상기 반응 영역 I 내에는 수직 방향으로 n개의 배플이 설치되고, n개의 상기 배플의 저부는 상기 코크 조절 반응기의 저부에 연결되며, n개의 상기 배플의 상단부는 상기 코크 조절 촉매 침강 영역에 위치하고; n개의 상기 배플은 상기 반응 영역 I을 m개의 반응 영역 I 서브 영역으로 분할하며; m 및 n은 모두 정수이고;
상기 배플에는 촉매 유통홀이 설치되어, 촉매가 반응 영역 I 내에서 기설정된 방식으로 유동하도록 하는 것을 특징으로 하는, 코크 조절 반응기. - 제1항에 있어서,
1≤n≤9이고; 2≤m≤10인 것을 특징으로 하는, 코크 조절 반응기. - 제1항에 있어서,
상기 반응 영역 I 및 상기 반응 영역 I 서브 영역의 횡단면은 모두 직사각형이고; n개의 상기 배플에는 촉매 유통홀이 설치되며; 인접한 배플 상의 유통홀은 상하로 엇갈리게 설치되어, 촉매가 반응 영역 I 내에서 꺾은선 방식으로 유동하도록 하는 것을 특징으로 하는, 코크 조절 반응기. - 제1항에 있어서,
상기 반응 영역 I의 횡단면은 원형이고; 상기 반응 영역 I 서브 영역의 횡단면은 부채꼴이며; n-1개의 상기 배플에는 모두 적어도 하나의 촉매 유통홀이 설치되어, 촉매가 반응 영역 I 내에서 고리 모양으로 유동하도록 하는 것을 특징으로 하는, 코크 조절 반응기. - 제1항에 있어서,
상기 반응 영역 I의 횡단면은 고리 모양이고; 상기 반응 영역 I 서브 영역의 횡단면은 부채꼴이며; n-1개의 상기 배플에는 모두 적어도 하나의 촉매 유통홀이 설치되어, 촉매가 반응 영역 I 내에서 고리 모양으로 유동하도록 하는 것을 특징으로 하는, 코크 조절 반응기. - 제1항에 있어서,
상기 코크 조절 촉매 침강 영역의 횡단면적은 반응 영역 I의 횡단면적의 1.5~3배인 것을 특징으로 하는, 코크 조절 반응기. - 제1항에 있어서,
상기 코크 조절 반응기는 과도 영역을 더 포함하고;
상기 과도 영역은 반응 영역 I 및 코크 조절 촉매 침강 영역 사이에 위치하며;
상기 과도 영역 중 임의의 위치의 횡단면적은 상기 반응 영역 I 중 임의의 위치의 횡단면적 및 상기 코크 조절 촉매 침강 영역 중 임의의 위치의 횡단면적 사이에 개재되고;
상기 과도 영역, 반응 영역 I 및 코크 조절 촉매 침강 영역은 동축으로 연통되는 것을 특징으로 하는, 코크 조절 반응기. - 제1항에 있어서,
상기 코크 조절 반응기는 버블링 유동상 반응기인 것을 특징으로 하는, 코크 조절 반응기. - 제1항에 있어서,
상기 반응 영역 I은 촉매 입구, 코크 조절 촉매 출구 및 코크 조절 원료 입구를 포함하고;
상기 m개의 반응 영역 I 서브 영역은 제1반응 영역 I 서브 영역, 제2반응 영역 I 서브 영역 내지 제m반응 영역 I 서브 영역을 포함하며; 상기 촉매 입구는 제1반응 영역 I 서브 영역에 설치되고; 상기 코크 조절 촉매 출구는 제m번째 반응 영역 I 서브 영역에 설치되며;
상기 코크 조절 원료 입구는 상기 반응 영역 I 서브 영역의 저부에 설치되고;
상기 코크 조절 촉매 침강 영역은 코크 조절 가스 출구를 포함하며; 상기 코크 조절 가스 출구는 상기 코크 조절 촉매 침강 영역의 상단부에 설치되는 것을 특징으로 하는, 코크 조절 반응기. - 제9항에 있어서,
상기 코크 조절 원료 입구 부분에는 코크 조절 반응기 분배기가 설치되는 것을 특징으로 하는, 코크 조절 반응기. - 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 코크 조절 반응기를 사용하여 수행되는 것을 특징으로 하는, DMTO 촉매의 온라인 개질 방법.
- 제11항에 있어서,
촉매 및 코크 조절 원료를 반응 영역 I에 도입하고 반응시켜, 코크 조절 촉매를 함유하는 생성물을 생성하는 단계; 및
상기 촉매가 배플의 촉매 유통홀을 거쳐 기설정된 방식으로 유동하도록 하는 단계를 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제12항에 있어서,
상기 코크 조절 원료는 C1-C6의 탄화수소 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제13항에 있어서,
상기 탄화수소 화합물은 C1-C6의 알칸, C1-C6의 알켄 중 적어도 하나로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제13항에 있어서,
상기 코크 조절 원료는 수소, 알코올 화합물, 물 중 적어도 하나를 더 포함하고;
상기 알코올 화합물 및 물의 전체 함량이 코크 조절 원료 중 질량 함량은 10% 이상이고 50% 이하인 것을 특징으로 하는, 방법. - 제15항에 있어서,
상기 알코올 화합물은 메탄올, 에탄올 중 적어도 하나로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제12항에 있어서,
상기 코크 조절 원료는 0~20wt% 수소, 0~50wt% 메탄, 0~50wt% 에탄, 0~20wt% 에틸렌, 0~50wt% 프로판, 0~20wt% 프로필렌, 0~90wt% 부탄, 0~90wt% 부틸렌, 0~90wt% 펜탄, 0~90wt% 펜텐, 0~90wt% 헥산, 0~90wt% 헥센, 0~50wt% 메탄올, 0~50wt% 에탄올, 0~50wt% 물을 포함하고;
탄화수소 화합물의 함량은 0이 아닌 것을 특징으로 하는, 방법. - 제12항에 있어서,
상기 촉매는 SAPO-34 분자체를 포함하고; 상기 촉매 중 코크 함량은 3wt% 이하이며;
상기 코크 조절 촉매 중 코크 함량은 4~9wt%이고;
상기 코크 조절 촉매 중 코크 함량 분포의 사분 편차는 1wt%보다 작으며;
바람직하게, 상기 코크 조절 촉매 중 코크 종은 폴리메틸벤젠 및 폴리메틸나프탈렌을 포함하고;
상기 폴리메틸벤젠 및 폴리메틸나프탈렌의 질량 합이 코크 전체 질량 중 함량은 70wt% 이상이며;
분자량이 184보다 큰 코크 종의 질량이 코크 전체 질량 중 함량은 25wt% 이하이고;
상기 코크 전체 질량은 코크 종의 전체 질량을 가리키는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제12항에 있어서,
상기 코크 조절 반응기의 반응 영역 I의 공정 조작 조건은, 가스 겉보기 선속도가 0.1~0.5m/s이고, 반응 온도가 300~700℃이며, 반응 압력이 100~500kPa이고, 유동층 밀도가 400~800kg/m3인 것을 특징으로 하는, 방법. - 제12항에 있어서,
코크 조절 원료 및 촉매를 반응 영역 I에 도입하고 반응시켜, 코크 조절 촉매 및 코크 조절 가스상 생성물을 생성하며; 코크 조절 촉매가 배플의 촉매 유통홀을 거쳐 순차적으로 m개의 반응 영역 I 서브 영역을 통과하고, 코크 조절 촉매 출구로 유출되며; 코크 조절 가스상 생성물이 코크 조절 가스 출구를 거쳐 유출되는 단계를 포함하는 것을 가리키는 것을 특징으로 하는, 방법. - 메탄올 전환 반응기 및 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 코크 조절 반응기를 포함하는 것을 특징으로 하는 산소 함유 화합물로부터 저탄소 올레핀을 제조하는, 장치.
- 제21항에 있어서,
상기 메탄올 전환 반응기는 메탄올 전환 반응기 하우징 및 수송관을 포함하고;
상기 메탄올 전환 반응기 하우징은 메탄올 전환 반응기 하측 하우징 및 메탄올 전환 반응기 상측 하우징을 포함하며;
상기 메탄올 전환 반응기 하측 하우징은 둘러싸여 반응 영역 Ⅱ를 형성하고;
상기 수송관은 상기 반응 영역 Ⅱ의 상방에 위치하며, 상기 수송관의 일단은 폐합되고, 타단은 상기 반응 영역 Ⅱ와 연통되며;
상기 메탄올 전환 반응기 상측 하우징은 상기 수송관의 외주에 설치되고;
상기 메탄올 전환 반응기 상측 하우징과 상기 수송관의 관벽은 둘러싸여 캐비티를 형성하고;
상기 캐비티는 아래에서부터 위로 폐제 영역 및 기체-고체 분리 영역으로 나뉘고;
상기 폐제 영역에는 폐제 영역 가스 분배기가 설치되는 것을 특징으로 하는, 장치. - 제22항에 있어서,
상기 기체-고체 분리 영역에는 메탄올 전환 반응기의 제1기체-고체 분리 기기가 설치되고;
상기 수송관의 상부는 상기 메탄올 전환 반응기의 제1기체-고체 분리 기기의 입구에 연결되며;
상기 메탄올 전환 반응기의 제1기체-고체 분리 기기의 폐촉매 출구는 상기 폐제 영역에 위치하고;
상기 메탄올 전환 반응기의 제1기체-고체 분리 기기의 가스 출구는 메탄올 전환 반응기 가스 수집실과 연통되며;
상기 메탄올 전환 반응기 가스 수집실은 가스상 생성물 수송관과 연통되는 것을 특징으로 하는, 장치. - 제23항에 있어서,
상기 기체-고체 분리 영역에는 메탄올 전환 반응기의 제2기체-고체 분리 기기가 더 설치되고;
상기 메탄올 전환 반응기의 제2기체-고체 분리 기기의 가스 입구는 기체-고체 분리 영역에 위치하며;
상기 메탄올 전환 반응기의 제2기체-고체 분리 기기의 폐촉매 출구는 상기 폐제 영역에 위치하고;
상기 메탄올 전환 반응기의 제2기체-고체 분리 기기의 가스 출구는 메탄올 전환 반응기 가스 수집실과 연통되는 것을 특징으로 하는, 장치. - 제22항에 있어서,
상기 폐제 영역 가스 분배기는 메탄올 전환 반응기의 제1기체-고체 분리 기기 및 메탄올 전환 반응기의 제2기체-고체 분리 기기의 하방에 위치하는 것을 특징으로 하는, 장치. - 제22항에 있어서,
상기 폐제 영역의 외부에는 폐제 순환관 및 재생 대기 경사관이 더 설치되고;
상기 폐제 순환관은 상기 폐제 영역 및 상기 반응 영역 Ⅱ를 연결하기 위한 것이며;
상기 재생 대기 경사관은 폐촉매를 출력하기 위한 것임을 특징으로 하는, 장치. - 제22항에 있어서,
상기 반응 영역 Ⅱ는 코크 조절 촉매 수송관을 통해 반응 영역Ⅰ과 연통되는 것을 특징으로 하는, 장치. - 제21항에 있어서,
상기 장치는 재생기를 더 포함하고;
상기 재생기는 재생 대기 경사관에 연결되어, 폐촉매를 상기 재생기에 수송하며;
상기 재생기는 재생제 수송관에 연결되어, 재생 촉매를 상기 코크 조절 반응기에 수송하며;
상기 재생기의 내측 저부에는 재생기 분배기가 설치되는 것을 특징으로 하는, 장치. - 제28항에 있어서,
상기 재생기의 저부에는 재생기 스트리퍼가 더 설치되고;
상기 재생기 스트리퍼의 상측 구간은 상기 재생기의 내부에 설치되고, 상기 재생기 스트리퍼의 상측 구간의 입구는 상기 재생기 분배기의 상방에 위치하며;
상기 재생기 스트리퍼의 하측 구간은 상기 재생기의 외부에 설치되고, 상기 재생기 스트리퍼의 하측 구간의 출구는 상기 재생제 수송관에 연결되는 것을 특징으로 하는, 장치. - 제28항에 있어서,
상기 재생기는 폐제 수송관 및 메탄올 전환 반응기 스트리퍼를 통해 상기 재생 대기 경사관에 연결되고;
상기 재생기는 재생기 스트리퍼를 통해 상기 재생제 수송관에 연결되는 것을 특징으로 하는, 장치. - 제28항에 있어서,
상기 재생기에는 재생기 기체-고체 분리 기기 및 재생기 가스 수집실이 더 설치되고;
상기 재생기 기체-고체 분리 기기의 재생 촉매 출구는 상기 재생기 분배기의 상방에 위치하며;
상기 재생기 기체-고체 분리 기기의 가스 출구는 상기 재생기 가스 수집실에 연결되고;
상기 재생기 가스 수집실은 상기 재생기 외부에 위치하는 연소 가스 수송관에 연결되는 것을 특징으로 하는, 장치. - 제11항 내지 제20항 중 어느 한 항에 따른 DMTO 촉매의 온라인 개질 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 산소 함유 화합물로부터 저탄소 올레핀을 제조하는, 방법.
- 제32항에 있어서,
코크 조절 가스상 생성물을 메탄올 전환 반응기의 기체-고체 분리 영역에 도입하는 단계; 및
코크 조절 촉매를 메탄올 전환 반응기의 반응 영역 Ⅱ에 도입하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제33항에 있어서,
반응 영역 Ⅱ에서, 산소 함유 화합물을 함유하는 원료를 코크 조절 촉매와 접촉하고 반응시켜, 저탄소 올레핀 및 폐촉매를 함유하는 스트림 A를 생성하는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제34항에 있어서,
상기 스트림 A는 메탄올 전환 반응기의 기체-고체 분리 영역에서 기체-고체 분리가 이루어진 후, 기상 스트림 B 및 고상 스트림 C로 분리되고;
상기 기상 스트림 B는 메탄올 전환 반응기 가스 수집실에 유입되며;
상기 고상 스트림 C는 폐제 영역에 유입되고;
여기서, 상기 기상 스트림 B는 저탄소 올레핀을 함유하고, 상기 고상 스트림 C는 폐촉매를 함유하는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제35항에 있어서,
폐제 영역 유동화 가스를 폐제 영역에 도입하고;
상기 폐제 영역 유동화 가스, 코크 조절 가스상 생성물이 혼합되어 일부 폐촉매를 포함하는 스트림 D를 형성하며;
상기 스트림 D에 대해 기체-고체 분리를 수행하여, 분리한 후 기상 스트림 E 및 고상 스트림 F를 얻고;
상기 기상 스트림 E는 메탄올 전환 반응기 가스 수집실에 유입되며;
상기 고상 스트림 F는 폐제 영역에 유입되고;
여기서, 상기 기상 스트림 E는 폐제 영역 유동화 가스 및 코크 조절 가스상 생성물의 혼합 가스이며;
상기 고상 스트림 F는 폐촉매인 것을 특징으로 하는, 방법. - 제35항에 있어서,
상기 기상 스트림 B 및 기상 스트림 E는 메탄올 전환 반응기 가스 수집실에서 혼합되어 가스상 생성물을 형성하고, 상기 가스상 생성물은 가스상 생성물 수송관을 거쳐 하류 공정 구간에 유입되는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제36항에 있어서,
폐제 영역에서 상기 폐촉매 중 일부는 폐제 순환관을 거쳐 반응 영역 Ⅱ의 저부로 돌아가고;
상기 폐촉매 중 다른 일부는 재생 대기 경사관을 거쳐 배출되는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제38항에 있어서,
상기 재생 대기 경사관을 거쳐 배출되는 폐촉매를 재생기에 도입하고;
재생 가스를 상기 재생기에 도입하고, 상기 폐촉매와 접촉하고 반응시켜, 연소 가스 및 재생 촉매를 함유하는 스트림 G을 얻는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제39항에 있어서,
상기 스트림 G에 대해 기체-고체 분리를 수행하고;
분리된 연소 가스는 재생기 가스 수집실에 유입되고, 연소 가스 수송관을 거쳐 하류의 연소 가스 처리 시스템에 유입되며;
분리된 재생 촉매는 스트리핑, 열 추출 후 코크 조절 반응기에 유입되는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제34항에 있어서,
상기 산소 함유 화합물은 메탄올 및/또는 디메틸에테르를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제34항에 있어서,
상기 폐촉매 중 코크 함량은 9~13wt%인 것을 특징으로 하는, 방법. - 제36항에 있어서,
상기 폐제 영역 유동화 가스는 질소 및/또는 수증기를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제39항에 있어서,
상기 재생 가스는 0~100wt% 공기, 0~50wt% 산소, 0~50wt% 질소 및 0~50wt% 수증기를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제33항에 있어서,
메탄올 전환 반응기의 반응 영역 Ⅱ의 공정 조작 조건은, 가스 겉보기 선속도가 0.5~7.0m/s이고, 반응 온도가 350~550℃이며, 반응 압력이 100~500kPa이고, 유동층 밀도가 100~500kg/m3인 것을 특징으로 하는, 방법. - 제35항에 있어서,
메탄올 전환 반응기의 폐제 영역의 공정 조작 조건은, 가스 겉보기 선속도가 0.1~1.0m/s이고, 반응 온도가 350~550℃이며, 반응 압력이 100~500kPa이고, 유동층 밀도가 200~800kg/m3인 것을 특징으로 하는, 방법. - 제39항에 있어서,
재생기의 공정 조작 조건은, 가스 겉보기 선속도가 0.5~2.0m/s이고, 재생 온도가 600~750℃이며, 재생 압력이 100~500kPa이고, 유동층 밀도가 150~700kg/m3인 것을 특징으로 하는, 방법.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/CN2020/121560 WO2022077457A1 (zh) | 2020-10-16 | 2020-10-16 | 焦调控反应器、装置及含氧化合物制备低碳烯烃的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230011379A true KR20230011379A (ko) | 2023-01-20 |
Family
ID=81208860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020227043985A KR20230011379A (ko) | 2020-10-16 | 2020-10-16 | 코크 조절 반응기, 장치 및 산소 함유 화합물로부터 저탄소 올레핀을 제조하는 방법 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11833502B2 (ko) |
| EP (1) | EP4105193A4 (ko) |
| JP (1) | JP7393113B2 (ko) |
| KR (1) | KR20230011379A (ko) |
| WO (1) | WO2022077457A1 (ko) |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7763765B2 (en) * | 2006-03-31 | 2010-07-27 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Method of high pressure and high capacity oxygenate conversion with catalyst exposure cycle |
| CN101279873B (zh) * | 2007-04-04 | 2011-03-23 | 中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院 | 由甲醇或二甲醚制备低碳烯烃的方法 |
| US8841495B2 (en) * | 2011-04-18 | 2014-09-23 | Gas Technology Institute | Bubbling bed catalytic hydropyrolysis process utilizing larger catalyst particles and smaller biomass particles featuring an anti-slugging reactor |
| CN202478902U (zh) * | 2011-11-10 | 2012-10-10 | 渭南高新区爱心有限责任公司 | 一种二甲醚或二甲醚与甲醇混合物转化为低碳烯烃的反应装置 |
| US9399603B2 (en) * | 2013-11-25 | 2016-07-26 | Uop Llc | Increased conversion of recycled oxygenates in MTO |
| AU2013407180B2 (en) * | 2013-12-03 | 2017-05-04 | Dalian Institute Of Chemical Physics, Chinese Academy Of Sciences | Method for preparing a light olefin using an oxygen-containing compound |
| SG11201604419XA (en) * | 2013-12-03 | 2016-07-28 | Dalian Chemical Physics Inst | Reaction device for preparing light olefins from methanol and/or dimethyl ether |
| SG11201604424YA (en) * | 2013-12-03 | 2016-07-28 | Dalian Chemical Physics Inst | Method for preparing a light olefin using an oxygen-containing compound, and device for use thereof |
| CN108786670B (zh) * | 2017-04-27 | 2021-01-26 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 甲醇和/或二甲醚与甲苯制对二甲苯联产低碳烯烃的方法 |
| CN110818522B (zh) * | 2018-08-07 | 2022-09-09 | 中石化广州工程有限公司 | 一种含氧化合物制取芳烃和低碳烯烃的装置和方法 |
| CN110818521B (zh) * | 2018-08-07 | 2022-06-07 | 中石化广州工程有限公司 | 一种用含氧化合物制芳烃和低碳烯烃的装置和方法 |
| CN111099945A (zh) * | 2019-11-09 | 2020-05-05 | 洛阳维达石化工程有限公司 | 一种提高甲醇转化制低碳烯烃选择性的方法及其装置 |
-
2020
- 2020-10-16 KR KR1020227043985A patent/KR20230011379A/ko active Search and Examination
- 2020-10-16 US US17/784,649 patent/US11833502B2/en active Active
- 2020-10-16 WO PCT/CN2020/121560 patent/WO2022077457A1/zh unknown
- 2020-10-16 EP EP20957235.3A patent/EP4105193A4/en active Pending
- 2020-10-16 JP JP2022573389A patent/JP7393113B2/ja active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US11833502B2 (en) | 2023-12-05 |
| EP4105193A4 (en) | 2023-10-11 |
| WO2022077457A1 (zh) | 2022-04-21 |
| EP4105193A1 (en) | 2022-12-21 |
| US20230001370A1 (en) | 2023-01-05 |
| JP2023528818A (ja) | 2023-07-06 |
| JP7393113B2 (ja) | 2023-12-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106854128B (zh) | 一种甲苯与甲醇制取对二甲苯的方法 | |
| KR20230010737A (ko) | 유동상 반응기, 장치 및 산소 함유 화합물로부터 저탄소 올레핀을 제조하는 방법 | |
| CN114377621B (zh) | 一种流化床反应器、装置以及应用 | |
| KR20230011379A (ko) | 코크 조절 반응기, 장치 및 산소 함유 화합물로부터 저탄소 올레핀을 제조하는 방법 | |
| CN114377625B (zh) | 焦调控反应器、装置及含氧化合物制备低碳烯烃的方法 | |
| CN114377730A (zh) | 再生装置、制备低碳烯烃的装置及其应用 | |
| RU2798851C1 (ru) | Реактор для управления содержанием кокса, а также устройство и способ получения низкоуглеродистых олефинов из кислородсодержащего соединения | |
| CN114377620B (zh) | 流化床反应器、装置以及含氧化合物制备低碳烯烃的方法 | |
| CN114377624B (zh) | 一种焦调控反应器、由含氧化合物制备低碳烯烃的装置和应用 | |
| KR20230011380A (ko) | 유동상 반응기, 장치 및 응용 | |
| WO2022077458A1 (zh) | 一种焦调控反应器、由含氧化合物制备低碳烯烃的装置和应用 | |
| RU2810794C1 (ru) | Реактор с псевдоожиженным слоем, устройство и их применение | |
| RU2812664C1 (ru) | Реактор для управления содержанием кокса, устройство для получения низкоуглеродистых олефинов из кислородсодержащего соединения и их применение | |
| KR20230013253A (ko) | 재생장치, 저탄소 올레핀을 제조하는 장치 및 그 응용 | |
| JP7449415B2 (ja) | 流動床再生器、軽オレフィンを調製する装置およびその応用 | |
| CN114832739B (zh) | 耦合流化床装置及其应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination |