KR890001849B1 - Process dehydrogenation of alkylaromatic hydrocarbon - Google Patents

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KR890001849B1
KR890001849B1 KR1019840006260A KR840006260A KR890001849B1 KR 890001849 B1 KR890001849 B1 KR 890001849B1 KR 1019840006260 A KR1019840006260 A KR 1019840006260A KR 840006260 A KR840006260 A KR 840006260A KR 890001849 B1 KR890001849 B1 KR 890001849B1
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이마이 타모트수
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유오피 인코오포레이티드
페트릭 제이, 린크
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C5/00Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
    • C07C5/32Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with formation of free hydrogen
    • C07C5/327Formation of non-aromatic carbon-to-carbon double bonds only
    • C07C5/333Catalytic processes

Abstract

Alkylaromatic hydrocarbon dehydrogenation process contacting a reactant stream contg. the alkylaromatic hydrocarbon with a dehydrogenation catalyst at sub-atmospheric pressure to give a reactor effluent stream, from which prods. are recovered by; (A) cooling, without significant condensation, by indirect heat exchange against the reactant stream; (B) compresing to a pressure below 1 atm. by a 1st mechanical compressor; (C) partially condensing; and (D) sepg. the resultant effluent stream in sepn. zone, with pressure maintained 1 atm. absolute by 2nd mechanical compressor, into a vapour comprising H2 and a liq. from which the unsatd. hydrocarbon is recovered.

Description

알킬방향족 탄화수소의 탈수소화공정Dehydrogenation Process of Alkyl Aromatic Hydrocarbons

도면은 스틸렌을 생성하기위한 에틸벤젠의 탈수소 공정흐름도.Figure shows the dehydrogenation process flow diagram of ethylbenzene to produce styrene.

본 발명은 탄화수소와 특히 알킬방향족 탄화수소의 촉매적 탈수소화 공정에 관한 것이다. 따라서 본 발명은 많은 연속적인 단계에서 일어나는 탈수소화에의해 스탤렌과 같은 방향족 화합물의 합성에 관한것이다.The present invention relates to a catalytic dehydrogenation process of hydrocarbons and especially of alkylaromatic hydrocarbons. The present invention therefore relates to the synthesis of aromatic compounds, such as steylene, by dehydrogenation taking place in many successive steps.

본 발명은 탈수소화반응기 내에서 준대기압을 유지하는 개선된 방법에 직접적으로 관계가 있다.The present invention relates directly to an improved method of maintaining subatmospheric pressure in a dehydrogenation reactor.

탄화수소의 탈수소화는 종래의 방법에 잘 알려져 있으며, 아싸이클릭과 방향족 탄화수소가 이에의해 대응하는 포화된 생성물로 전환된다. 예를들어, 탈수소화가 상업적으로 에틸벤젠으로부터 스틸렌을 제조하기 위해 수행되어 이러한 폴리머전구체의 수요를 충족시킨다. 생성스틸렌은 그 자체가 중합되거나 부타디엔, 이소프렌, 아크릴로니트릴등과 공중합된다. 알킬방향족 탄화수소의 탈수소화를 위한 공정은 알킬방향족 탄화수소를 생성하는 알킬화공정과 때로는 합쳐진다.Dehydrogenation of hydrocarbons is well known in the prior art, whereby the cyclic and aromatic hydrocarbons are converted into the corresponding saturated products. For example, dehydrogenation is carried out commercially to produce styrene from ethylbenzene to meet the demand of such polymer precursors. The produced styrene itself is polymerized or copolymerized with butadiene, isoprene, acrylonitrile and the like. Processes for dehydrogenation of alkylaromatic hydrocarbons are sometimes combined with alkylation processes to produce alkylaromatic hydrocarbons.

W.N.Root 미합중국 특허 제 3,515,766호와 D.J.Ward의 미합중국 특허 제 3,409,689호는 에틸벤젠을 포함하는 알킬방향족의 촉매증기탈수소화공정의 종래의 방법을 적절하게 보여준다. 이러한 참고문헌은 유입탄화수소에 과열증기를 혼합하는 것과 반응물과 함께 탈수소화 촉매의 연속적인 층 사이에 부가적인 과열증기를 부가하는 것을 설명하고 있다. 또한 주요공정이 포함될 수 있는 전체공정 흐름을 보여준다.US Patent No. 3,515,766 to W.N. Root and US Patent No. 3,409,689 to D.J.Ward suitably show conventional methods of catalytic aromatic dehydrogenation of alkylaromatics including ethylbenzene. This reference describes the mixing of superheated steam with incoming hydrocarbons and the addition of additional superheated steam between successive layers of the dehydrogenation catalyst with the reactants. It also shows the overall process flow which may include the main process.

알킬방향족 탄화수소의 탈수소화공정의 반응영역에서 준대기압의 사용은 미합중국 특허 제 3,868,428호와 제 4,288,234호에 명시되어 있다. 예를들어 후자의 특허는 탈수소화 2-25 psia의 압력에서 작동되는 것을 명시하고 있다. 또한 탈수소화영역의 방출면에 압축기의 사용을 적절하게 보여준다. 그러나 이러한 압축기는 응축에 의해 액상의 방향족 탄화수소 생성물 흐름이 제거되는 냉각영역의 하류에 위치하는 것으로 설명되어 있다.The use of subatmospheric pressure in the reaction zone of the dehydrogenation process of alkylaromatic hydrocarbons is specified in US Pat. Nos. 3,868,428 and 4,288,234. For example, the latter patent states that it operates at a pressure of 2-25 psia for dehydrogenation. It also shows the use of compressors on the discharge side of the dehydrogenation zone. However, this compressor is described as being located downstream of the cooling zone where the liquid aromatic hydrocarbon product stream is removed by condensation.

그러므로 이 특허는 부분적으로 응축된 탈수소화영역의 용출흐름을 받아들이는 상 분리용기로부터 진공펌프가 증기를 제어하는 미합중국 특허 제 3,702,346호와 비슷하다.Therefore, this patent is similar to US Pat. No. 3,702,346, in which a vacuum pump controls steam from a phase separation vessel that receives the elution flow of a partially condensed dehydrogenation zone.

에틸벤젠의 낮은압력에서의 탈수소화에 의한 스탈렌의 제조는 The Transactions of The American Institute or Chemical Engineers (1945)의 Volume 41 p 519-528에 자세히 설명되어 있다.The production of stalene by dehydrogenation at low pressures of ethylbenzene is described in detail in Volume 41 p 519-528 of The Transactions of The American Institute or Chemical Engineers (1945).

미합중국 특허 제 3,978,150호는 반응기가 준대기압에서 작동되는 파라핀탈수소화 공정을 적절히 보여준다. 이러한 압력은 진공원에 의해 유지되며 이 진공원은 반응기 용출흐름을 운반하는 라인에 기계적으로 위치한다. 열교환기는 반응기와 진공원 사이에 위치한다. 이 특허는 탄화수소의 준대기압분리가 수행될 수 있음을 지적하고 있다.U. S. Patent No. 3,978, 150 appropriately shows a paraffin dehydrogenation process in which the reactor is operated at subatmospheric pressure. This pressure is maintained by the vacuum source, which is mechanically located in the line carrying the reactor elution flow. The heat exchanger is located between the reactor and the vacuum source. This patent points out that sub-barometric separation of hydrocarbons can be carried out.

본 발명은 보다 경제적으로 반응영역에서 원하는 준대기압을 얻을 수 있는 알킬방향족탄화수소의 탈수소화 공정에 관한 것이다. 이러한 개선점은 보다 무거운 C6 +탄화수소의 초기응축상류와 탈수소화 반응영역의 용출흐름에 물이 존재하는 점에서 반응영역의 용출라인내에 압축기를 장치하는 것에 의해 수행된다. 그러므로 본 발명의 구체화는 탈수소화 조건에서 유지되는 촉매와 함께 알킬방향족탄화수소를 포함하는 반응물 흐름과의 접촉단계로 구성되는 알킬방향족 탄화수소의 탈수소화 공정에 의해 특징지워지며 이는 준대기압과 이에의한 알킬방향족 탄화수소를 포함하는 기체상 탄수소화 영역용출흐름의 생성과 불포화된 탄화수소, 수소와 증기를 포함하며 ; 반응물흐름에 대한 간접적인 열교환에 의해 응축에 영향을 주지 않고 탄수소화 영역용출 흐름을 냉각시키고 ; 제1압축기에 의해 1절대기압 이하의 높은압력까지 탈수소화 영역의 용풀흐름을 압축하고 ; 부분적으로 탈수소화 영역의 용출흐름을 응축하고 ; 기체-액체분리영역내의 생성된 혼합상탈수소영역용출 흐름을 제2압축기의 사용을 통하여 압력을 1절대기압보다 낮게 유지하며 수소화 액상공정흐름을포함하는 기체상공정흐름으로 분리하고 ; 액상공정흐름으로부터 불포화 탄화수소 생성물을 회수하는 단계로 구성된다. 도면에서 보여주듯이, 에틸벤젠을 포함하는 유입흐름은 유입물 용출열교환장치(2)에 있는 열교환기에 의해 간접적으로 가열되어 라인(1)을 통하여 라인(3)으로부터의 초가열된 흐름의 증기와 혼합된다.The present invention relates to a process for dehydrogenation of alkylaromatic hydrocarbons which can more economically achieve the desired subatmospheric pressure in the reaction zone. This improvement is achieved by installing a compressor in the elution line of the reaction zone in that water is present in the initial condensate upstream of the heavier C 6 + hydrocarbons and in the elution flow in the dehydrogenation reaction zone. The embodiment of the present invention is therefore characterized by the process of dehydrogenation of alkylaromatic hydrocarbons consisting of a step of contacting a reactant stream comprising alkylaromatic hydrocarbons with a catalyst maintained under dehydrogenation conditions, which is a subatmospheric pressure and thus alkyl Production of gaseous carbohydrate elution streams containing aromatic hydrocarbons and unsaturated hydrocarbons, hydrogen and steam; Indirect heat exchange to the reactant stream to cool the carbohydrate zone elution stream without affecting condensation; Compressing the molten metal flow in the dehydrogenation zone by a first compressor to a high pressure equal to or less than one absolute air pressure; Partially condense the elution flow in the dehydrogenation zone; Separating the generated mixed phase dehydrogenation zone elution flow in the gas-liquid separation zone into a gas phase process flow including a hydrogenated liquid phase process flow while maintaining a pressure lower than one absolute pressure through the use of a second compressor; Recovering unsaturated hydrocarbon products from the liquid phase process stream. As shown in the figure, the inflow stream comprising ethylbenzene is indirectly heated by a heat exchanger in the influent eluent heat exchanger 2 to mix with the superheated stream vapor from line 3 through line 1. do.

이러한 증기와 에틸벤젠의 혼합물은 라인(4)을 통하여 반응기 (5)의 바닥으로 들어간다. 반응물은 준대기압의 탈수소화 조건에서 유지되는 탈수소화촉매의 3 또는 그 이상의 다른층을 형성하는 반응기를 통하여 위로 보내진다. 반응물을 나타나지 않은 방법에 의해 반응기에서 가열된다.This mixture of steam and ethylbenzene enters the bottom of reactor 5 via line 4. The reactants are sent up through the reactor to form three or more different layers of dehydrogenation catalyst maintained at subatmospheric dehydrogenation conditions. The reaction is heated in the reactor by a method not shown.

반응기속에 포함된 탈수소화촉매와 에틸벤젠을 접촉시키는 것은 반응하지 않은 에틸벤젠, 스틸렌, 증기와 수소를 포함하는 라인(6)을 통하여 운반되는 반응영역용출 흐름을 생성한다. 이러한 용출흐름은 유입용출열교환장치(2)에서 냉각되며 증기 생성기(7)을 통하고 이 열교환기는 용출흐름으로부터 감지할 수 있는 열만을 추출해내고, 물, 에틸벤젠 또는 스틸렌은 응축하지 않는다. 증기상의 용출흐름은 제1압축기(8)에서 1절대기압 이하의 보다 높은 압력까지 압축된다. 용출흐름은 라인(6)을 계속해서 통과하고 응축기(9)에서 부분적으로 응축되어 혼합된 상 흐름을 생성한다. 이 흐름은 기체-액체분리기(10)에서 용해된 탄화수소를 포함하는 물의 액상과 기체상의 탄화수소로 나뉘어진다. 수소와 낮은온도의 수증기를 포함하는 기체상은 라인(1)을 통하여 제2압축기(12)를 사용하여 분리기로부터 제거된다. 탄화수소는 라인(13)을 통하여 유출되고 생성된 스틸렌의 회수를 위한 분별증류장치를 통과한다. 응축된 물은 라인(14)를 통하여 분리기로부터 방출된다.Contacting ethylbenzene with the dehydrogenation catalyst contained in the reactor produces a reaction zone elution stream carried through line 6 containing unreacted ethylbenzene, styrene, steam and hydrogen. This elution flow is cooled in the inlet elution heat exchanger (2) and through the steam generator (7) which extracts only detectable heat from the elution flow and does not condense water, ethylbenzene or styrene. The elution flow in the vapor phase is compressed in the first compressor 8 to a higher pressure of less than one absolute atmospheric pressure. Elution flow continues through line 6 and partially condenses in condenser 9 to produce a mixed phase stream. This stream is divided into liquid and gaseous hydrocarbons of water, including dissolved hydrocarbons in gas-liquid separator 10. The gas phase comprising hydrogen and low temperature water vapor is removed from the separator using a second compressor 12 via line 1. The hydrocarbons flow out through line 13 and pass through a fractionation distillation unit for recovery of the generated styrene. The condensed water is discharged from the separator via line 14.

본 발명의 목적에 맞게 사용된 공정흐름도는 본 발명의 영역을 제한하지 않으며 여기의 공정흐름이나 여기서 설명하지 않은 다른 변형도 시행할 수 있다.The flow charts used for the purposes of the present invention do not limit the scope of the invention and other process flows herein or other variations not described herein may be implemented.

방향족 탄화수소의 탈수소를 위한 공정은 상업적으로 널리 사용된다. 예를들어 많은양의 스틸렌은 에틸벤젠의 탈수소화에 의해 제조된다. 생성된 스틸렌은 그자체가 중합되거나 부타디엔, 이소프렌, 아크릴로니트릴 등과 공중합된다. 같은 방법으로 탈수소화된 다른 탄화수소는 디에틸벤젠, 에틸톨루엔, 프로필벤젠과 이소프로필벤젠을 포함한다. 그러나 표현한 상업적 탈수소공정의 대부분은 에틸벤젠의 탈수소화를 위해 사용되기 때문에 본 발명의 목적은 에틸벤젠의 탈수소화로 표현된다. 이것은 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않으며 위에서 설명한 알킬방향족탄화수소나 바이사이클릭화합물을 포함하는 다른 고리구조를 갖는다.Processes for the dehydrogenation of aromatic hydrocarbons are widely used commercially. Large amounts of styrene, for example, are produced by dehydrogenation of ethylbenzene. The resulting styrene is itself polymerized or copolymerized with butadiene, isoprene, acrylonitrile and the like. Other hydrocarbons dehydrogenated in the same manner include diethylbenzene, ethyltoluene, propylbenzene and isopropylbenzene. However, since most of the commercial dehydrogenation processes described are used for dehydrogenation of ethylbenzene, the object of the present invention is represented by dehydrogenation of ethylbenzene. It does not depart from the scope of the present invention and has other ring structures including the alkylaromatic hydrocarbons or bicyclic compounds described above.

탈수소화반응은 유입물흐름의 분자수가 증가함에 따라 수로를 유리한다. 그러므로 탈수소반응은 압력감소에 의해 영향받는다. 따라서 대부분의 상업적인 탈수소화공정은 탄화수소 전환공정을 위한 상대적으로 낮은 압력에서 작동되며 종래에 공지된 참고 서적에 준대기압의 사용이 바람직하다고 알려져있다. 이러함에도 불구하고 종래의 상업적인 공정은 탈수소화 영역에서 대기압이하의 압력보다는 대기압에 가까운 압력을 보통 사용한다. 이렇게하는 기본적인 이유는 탈수소영역을 준대기압의 0.75 절대 기압 또는 그 이하로 유지하는 것이 매우어렵고 비용이 비싸기 때문이다.Dehydrogenation favors waterways as the number of molecules in the influent flow increases. Therefore, dehydrogenation is affected by pressure reduction. Therefore, most commercial dehydrogenation processes operate at relatively low pressures for hydrocarbon conversion processes and it is known that the use of subatmospheric pressure is preferred in conventionally known reference books. Despite this, conventional commercial processes usually use pressures close to atmospheric pressure rather than subatmospheric pressure in the dehydrogenation zone. The basic reason for this is that it is very difficult and expensive to maintain the dehydrogenation zone at or below 0.75 absolute atmospheres of the subatmospheric pressure.

경제적으로 바람직하게 낮은 압력을 얻는데 어려운 주요한 원인중의 하나는 반응기를 통한 반응물 흐름과 탈수소영역의 간접적인 열교환 장치내의 압력감소이다. 더욱특별하게, 증기제트배출기에 의한 것 처럼 생성물침강기(기체-액체분리기)로부터의 기체흐름의 유출에 의해 탈수소반응영역을 낮은 압력으로 유지하는 것이 통상적이다.One of the major causes of economically desirable low pressures is the reaction flow through the reactor and the pressure drop in the indirect heat exchanger of the dehydrogenation zone. More specifically, it is common to maintain the dehydrogenation reaction zone at low pressure by the outflow of gas flow from the product settler (gas-liquid separator), such as by a steam jet ejector.

응축은 남아있는 기체의 양을 현저히 감소시키므로 이러한 점에서 진공은 작동되며 생성물 분리기로 향한 반응기 용출흐름이 존재하는 것은 필수적이다. 통상의 상업적인 공정규모에 있어서, 유입탄화수소의 고속흐름과 전달라인과 열교환기를 포함하는 전체장치를 통한 증거와 같은 희석제가 존재한다. 이러한 고속흐름에 기인한 압력감소는 생성물침강기가 완만한 준대기압에 있고, 반응영역 자체가 대기압과 같거나 그 이상이기 위한 것이다. 이러한 효과는 유용하게 고안된 기구에 의해 감소시킬 수 있으나 제거될 수는 없다. 그러므로, 이러한 방법으로 준대기압에서 반응기를 지지하기 위한 생성물분리기내의 상업적으로 비실용적인 진공을 유지하는 것이 필요하다. 그러므로 본 발명의 목적은 반응영역이 준대기압에서 유지되는 알킬방향족 탄화수소의 탈수소화 공정이다.Condensation significantly reduces the amount of gas remaining, so in this respect the vacuum is activated and it is essential that there is a reactor elution flow to the product separator. On a typical commercial process scale, diluents are present, such as evidence of high velocity flow of incoming hydrocarbons and of the entire apparatus, including delivery lines and heat exchangers. The pressure drop due to this high velocity flow is such that the product settler is at a gentle subatmospheric pressure and the reaction zone itself is at or above atmospheric pressure. This effect can be reduced but not eliminated by usefully designed instruments. Therefore, it is necessary in this way to maintain a commercially impractical vacuum in the product separator for supporting the reactor at subatmospheric pressure. It is therefore an object of the present invention to dehydrogenate an alkylaromatic hydrocarbon in which the reaction zone is maintained at subatmospheric pressure.

또다른 본 발명의 목적은 반응영역을 대기압보다 낮은 압력에서 유지하는 것이 더 경제적인 에틸벤젠 또는 에틸톨루엔의 탈수소화공정이다.Another object of the present invention is a dehydrogenation process of ethylbenzene or ethyltoluene, where it is more economical to maintain the reaction zone at a pressure lower than atmospheric pressure.

본 공정에 있어서, 압축장치는 반응영역내를 낮은 압력으로 유지하기 위한 생성물침강기 또는 기체-액체분리기의 상류점에서 사용된다.In this process, a compression device is used at an upstream point of a product settler or gas-liquid separator to maintain a low pressure in the reaction zone.

더욱 특별히 이러한 압축장치는 반응영역용출흐름내에 존재하는 C6 +탄화수소흐이 대부분을 응축시키기 위해 사용되는 직접 혹은 간접열교환 장치의 상류에 위치한다. 이러한 압축장치는 반응영역 용출흐름으로부터 감지할 수 있는 열을 회수하기 위해 사용되는 간접열교환장치의 하류에 위치하는 것이 적당하지만 생성탄화수소를 응축시키기 위해 사용되는 반응영역에 가까운 장치의 상류에 위치한다. 이러한 위치는 응축에 영향을 주기위해 사용되는 간접열교환 장치가 반응물흐름, 경로를 통해 전체압력감소의 중요한 원인이기때문에 중요하다. 이러한 위치에 압축기를 설치하므로서 응축장치의 압력감소를 피할 수 있다.More specifically these compression devices are located upstream of the direct or indirect heat exchanger is used to condense the C 6 + hydrocarbons present in the reaction zone heuyi most elution flow. Such a compression device is suitably located downstream of the indirect heat exchanger used to recover the heat detectable from the reaction zone elution flow, but upstream of the device close to the reaction zone used to condense the product hydrocarbons. This location is important because the indirect heat exchanger used to influence condensation is an important cause of the total pressure drop across the reactant flow and path. By installing the compressor in this position, the pressure drop in the condenser can be avoided.

응축기의 상류에 사용하는 압축장치는 반응영역내의 감소된 압력을 유지하기 위해 사용되는 유일한 장치가아니다. 그러므로 이러한 압축기는 종래에 방법에서 같은방법으로 사용된 기체-액체 분리기로부터 기체흐름을 제거하기 위해 사용되는 제2압축기와 병용하여 작동된다. 이러한 하류압축장치는 상류압축장치의 방출부분의 저압력을 유지하도록 적용하고 이에의해 상류압축장치를 가로지르는 압축비율을 감소시키고 작동되는 상류압축장치의 비용을 감소시킨다. 그러므로 제1 또는 상류압축기의 방출부분의 압력은 1절대기압이하이다. 기체-액체분리 영역 역시 1절대기압 이하로 유지된다.The compressor used upstream of the condenser is not the only device used to maintain the reduced pressure in the reaction zone. This compressor is therefore operated in combination with a second compressor used to remove gas flow from a gas-liquid separator conventionally used in the same way as the method. This downstream compressor is applied to maintain the low pressure of the discharge portion of the upstream compressor, thereby reducing the compression ratio across the upstream compressor and reducing the cost of the upstream compressor being operated. Therefore, the pressure of the discharge portion of the first or upstream compressor is less than one absolute air pressure. The gas-liquid separation zone is also kept below 1 absolute atmospheric pressure.

탈수소영역용출흐름은 제1압축기에 들어가기전에 간접 열교환기에 의해 냉각된다. 바람직하게 이열은 탈수소영역에 들어가는 유입탄화수소를 가열하기 위해 사용되고 도면에 나타난것과 같은 방법으로 증기를 생성한다. 초기열교환과 탈수소화 영역용출흐름의 냉각은 탈수소영역 용출흐름에 존재하는 물과 C6 +탄화수소의 두드러진 응축없이 형성된다. 여기서 사용하는 "두드러진 응축"은 특정화합물 또는 화합물종류의 5몰 퍼센트 이상의 응축을 나타낸다. 그러므로 탈수소화영역의 용출흐름은 제1 또는 상류압축기로 들어갈때 전체가 기체상 흐름이다. 초기간접 열 교환은 용출흐름내에 존재하는 높은온도의 감지할 수 있는 열을 회수하여 용출흐름을 냉각하고 이에의해 기체상 흐름의 밀도를 증가시키고 제1압축장치의 온도를 낮춘다. 용출흐름은 제1압축장치를 통과하기전 적어도 400℉ 바람직하게는 600℉에서 냉각하는 것이 바람직하다. 상업적으로 적당한 형태의 압축장치는 바람직한 원심분리 압축기의 사용과 함께 제1 또는 제2압축 장치로서 사용된다.The dehydrogenation zone elution flow is cooled by an indirect heat exchanger before entering the first compressor. This heat is preferably used to heat the incoming hydrocarbons entering the dehydrogenation zone and produce steam in the same manner as shown in the figures. Initial heat exchange and cooling of the dehydrogenation zone elution stream are formed without significant condensation of water and C 6 + hydrocarbons in the dehydrogenation zone elution stream. As used herein, "tapped condensation" refers to condensation of at least 5 mole percent of a particular compound or class of compounds. Therefore, the elution flow in the dehydrogenation zone is entirely gaseous when entering the first or upstream compressor. Initial indirect heat exchange recovers the high temperature detectable heat present in the elution flow to cool the elution flow thereby increasing the density of the gas phase flow and lowering the temperature of the first compressor. The elution flow is preferably cooled at least 400 ° F. and preferably 600 ° F. before passing through the first compressor. Compressors of a commercially suitable form are used as the first or second compression device with the use of the preferred centrifugal compressor.

본 발명의 적당한 구체화는 알킬방향족 탄화수소를 포함하는 반응물 흐름을 준대기압과 증기가 존재하는 탈수소화조건에서 유지되는 탈수소화촉매의 다층과 접촉시키고 이에의해 알킬 방향족 탄화수소, 불포화된 탄화수소생성물, 수소와 증기를 포함하는 탈수소화영역 유출흐름을 형성하고 물과 알킬방향족 탄화수소의 두드러진 응축없이 반응물 흐름에 대한 간접열교환에 의해 탈수소화영역 유출흐름을 냉각하고 제1압축장치내의 탈수소화영역 용출흐름을 1대기압 이하의 압력까지 압축하고 간접 열교환에 의해 탈수소영역용출 흐름을 부분적으로 응축하고 이에의해 혼합된 상의 공정흐름을 생성하고 제2압축장치 사용에 있어서 1절대기압 이하의 압력으로 유지되는 기체-액체 분리영역내의 혼합상의 공정흐름을 수소와 액체상 공정흐름을 포함하는 기체상 공정흐름으로 분리하고 ; 액체상 공정흐름으로부터 불포화 생성 탄화수소를 회소 하고 제2압축장치의 사용을 통하여 기체상 공정흐름을 방출하는 단계로 구성되는 알킬방향족 탄화수소의 탈수소화 공정이다.A suitable embodiment of the present invention is to contact a reactant stream comprising alkylaromatic hydrocarbons with a multilayer of dehydrogenation catalyst maintained at subatmospheric pressure and dehydrogenation conditions in which steam is present, whereby alkyl aromatic hydrocarbons, unsaturated hydrocarbon products, hydrogen and steam To form a dehydrogenation zone effluent stream, including, to cool the dehydrogenation zone effluent stream by indirect heat exchange to the reactant stream without significant condensation of water and alkylaromatic hydrocarbons, and to reduce the dehydrogenation zone elution flow in the first compressor to 1 atmosphere Pressure in the gas-liquid separation zone, which partially condenses the dehydrogenation zone elution stream by indirect heat exchange, thereby creating a process flow of the mixed phase and maintained at a pressure below 1 absolute atmospheric pressure in the use of the second compressor. Mixed process flows include hydrogen and liquid process flows. Is separated by gas phase process flow; A dehydrogenation process of an alkylaromatic hydrocarbon consisting of recovering unsaturated product hydrocarbons from the liquid phase process stream and releasing the gaseous process flow through the use of a second compressor.

여기서 언급한 "탈수소화영역"은 탈수소화 촉매를 포함하는 전체반응기 시스템을 말한다. 이러한 촉매는 10 또는 그 이상의 분리층으로 나뉘어지거나 탈수소화영역은 중간부가와 산소공급 흐름과 증기혼합물을 위한 장치와 함께 2 또는 3 촉매층으로 구성된다. 이것에 적당한 시스템은 미합중국 특허 제 3,498,755호, 제 3,515,763호, 와 제 3,751,232호에 나타나있다. 촉매층은 분리 반응용기에 포함되어 있으며 원통과 고리형태를 갖는다.As used herein, "dehydrogenation zone" refers to an overall reactor system comprising a dehydrogenation catalyst. These catalysts may be divided into 10 or more separation beds or the dehydrogenation zone may consist of two or three catalyst beds with intermediate additions and apparatus for oxygen feed streams and vapor mixtures. Suitable systems for this are shown in US Pat. Nos. 3,498,755, 3,515,763, and 3,751,232. The catalyst layer is contained in the separation reaction vessel and has a cylindrical and cyclic form.

단일용기 전체에 쌓아올린 배열상태의 촉매층을 사용하는 것이 바람직하다. 다른 탈수소화 촉매는 미합중국 특허 제 3,223,743호에 명시되어 있듯이 다른층으로 사용된다. 탈수소화 촉매는 일반적으로 주기율표의 Ⅵ와 Ⅷ족으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 금속성분으로 구성된다. 알킬방향족의 탈수소화 촉매중의 한 형태는 85중량%의 제2철산화물, 2% 크로미아, 12%칼륨하이드록사이드와 1%의 나트륨하이드록사이드로 구성된다. 상업적으로 사용되는 제2의 탈수소화 촉매는 87-90%의 제2철산화물, 2-3%의 크로미늄옥사이드와 8-10%의 칼륨옥사이드로 구성된다.It is preferable to use the catalyst layer of the arrangement state piled up the whole single container. Other dehydrogenation catalysts are used in other layers as specified in US Pat. No. 3,223,743. Dehydrogenation catalysts generally consist of one or more metals selected from Group VI and Group V of the periodic table. One form of the alkylaromatic dehydrogenation catalyst consists of 85% by weight of ferric oxide, 2% chromia, 12% potassium hydroxide and 1% sodium hydroxide. Commercially used second dehydrogenation catalysts consist of 87-90% ferric oxide, 2-3% chromium oxide and 8-10% potassium oxide.

제3형태의 촉매는 90중량%의 철산화물, 4%의 크로미아와 6%의 칼륨카보네이트로 구성된다. 적당한 촉매를 제조하는 방법은 기술적으롤 잘 알려져 있다. 이러한 기술은 미합중국 특허 제 3,387,053호에 명시되어 있으며 35중량%의 철산화물을 활성촉매제로서 포함하고 1-8중량%의 아연 또는 구리산화물과 0.5-50중량%의 찰카리촉진제와 안정제로서 1-5중량%의 크롬산화물과 바인딩 약제를 포함하는 촉매조성물의 제조를 설명하고 있다.The third type of catalyst consists of 90% by weight iron oxide, 4% chromia and 6% potassium carbonate. Methods of preparing suitable catalysts are well known in the art. This technique is described in U.S. Patent No. 3,387,053, which contains 35% by weight of iron oxide as active catalyst and 1-8% by weight of zinc or copper oxide and 0.5-50% by weight of chalcery accelerator and stabilizer. A preparation of a catalyst composition comprising wt% chromium oxide and a binding agent is described.

탈수소화 조건은 일반적으로 538°-1000℃(1000°-1832℉) 바람직하게는 565°-675℃(1050°-1250℉)의 온도를 포함한다. 에틸벤젠이 탈수소화되면 공간속도, 증기혼합물의 속도와 내부온도는 약 593℃의 온도를 갖는 촉매층의 용출에 따라 조정된다.Dehydrogenation conditions generally include a temperature of 538 ° -1000 ° C (1000 ° -1832 ° F), preferably 565 ° -675 ° C (1050 ° -1250 ° F). When ethylbenzene is dehydrogenated, the space velocity, the rate of the vapor mixture and the internal temperature are adjusted according to the elution of the catalyst bed having a temperature of about 593 ° C.

특성탈수소화 공정의 효과적인 작동을 위해 필요한 온도는 유입탄화수소와 사용되는 촉매의 활성에 따라 달라진다. 탈수소영역내의 유지되는 압력은 100-750mmHg, 바람직하게는 250-700mmHg 이다. 탈수소화 영역내의 작동되는 압력은 평균압력을 나타내기 위해 내부, 중간부분, 외부영역에서 측정된다. 합쳐진 유입흐름은 60℉의 액체탄화수소 방출물에 기초한 약 0.1-2.0 시간-1의 시간당 액체공간속도로 탈수소화영역에 방출된다.The temperature required for the effective operation of the characteristic dehydrogenation process depends on the activity of the incoming hydrocarbons and the catalyst used. The pressure maintained in the dehydrogenation zone is 100-750 mmHg, preferably 250-700 mmHg. The operating pressure in the dehydrogenation zone is measured at the inner, middle and outer zones to represent the average pressure. The combined inflow flow is released to the dehydrogenation zone at an hourly liquid space velocity of about 0.1-2.0 hours -1 based on 60 ° F liquid hydrocarbon emissions.

탈수소화될 알킬방향족 탄화수소는 과열된 증기와 혼합되어 발열탈수소화 반응의 온도강하 효과를 방해한다. 증기의 존재는 탄소증착의 축적을 방해하므로서 탈수소화 촉매의 안정성을 유리하게 한다. 바람직하게, 증기는 유입탄화수소의 파운드당 0.8-1.7파운드의 증기속도로 유입흐름의 다른 성분과 혼합된다. 다른증기는 필요하다면 하나 또는 그 이상의 연속적인 층 후에 가한다. 그러나 탈수소화영역 용출흐름은 탄화수소 생성물당 약 3파운드 이하의 증기를 포함하여야하며 바람직하게는 탄화수소 생성몰당 2파운드 이하의 증기를 포함한다.The alkylaromatic hydrocarbon to be dehydrogenated is mixed with the superheated vapor to hinder the temperature drop effect of the exothermic dehydrogenation reaction. The presence of steam interferes with the accumulation of carbon deposition and thus favors the stability of the dehydrogenation catalyst. Preferably, the vapor is mixed with the other components of the inflow stream at a vapor rate of 0.8-1.7 pounds per pound of incoming hydrocarbons. Other steam is added after one or more consecutive layers, if necessary. However, the dehydrogenation zone elution flow should include less than about 3 pounds of steam per hydrocarbon product and preferably less than 2 pounds of steam per mole of hydrocarbon production.

탈수소화 영역으로부터 제거되는 용출흐름은 스틸렌의 중합을 막기위한 자체온도 저하와 열의 회수의 이중효과를 위해 신속히 열교환된다. 용출흐름은 증기흐름에 대해 열교환되며 이것 또는 다른 공정의 반응물 흐름은 분별을 위한 열원으로 사용된다. 상업적으로, 용출흐름은 여러가지 열교환기를 통하여 통과하며 이에의해 많은 흐름들이 가열된다. 이러한 열교환은 위에서 설명한 제한점들을 수행한다. 제1압축장치의 하류에서 수행되는 열교환은 탈수소화 용출흐름을 냉각하여 적어도 95몰 퍼센트의 유입물과 생성탄화수소와 적어도 95몰 퍼센트의 수증기를 충분히 응축하게한다. 이러한 응축을 통해 괜칭영역을 사용하는 것은 바람직하지 못하다. 본질적으로, 모든 스틸렌 또는 다른 탄화수소 생성물, 대부분의 물과 용출흐름에 존재하는 고려할만한 다름 화합물은 이러한 응축에 의해 액체로 전환된다. 이것은 상분리용기로 통과하는 혼합된 상의 흐름을 생성한다. 이러한 공정은 용출흐름에 존재하는 물과 수소로부터의 탄화수소를 부가하여 쉽게 분리할 수 있다. 탈수소화 영역용출 흘므에 존재하는 스틸렌은 분리용기로부터 방출되는 탄화수소 흐름의 일부분이 되며 적당한 분리장치로 전달된다. 스틸렌은 공지된 기술에 따라 여러가지 분별시스템의 하나를 사용하여 탄화수소 흐름으로부터 회수된다.The elution flow removed from the dehydrogenation zone is rapidly heat exchanged for the dual effect of lowering its temperature and preventing heat recovery to prevent styrene polymerization. The elution flow is heat exchanged for the steam flow and the reactant streams of this or other processes are used as heat sources for fractionation. Commercially, the elution flows through various heat exchangers whereby many streams are heated. This heat exchange fulfills the limitations described above. The heat exchange performed downstream of the first compressor cools the dehydrogenation elution flow to allow sufficient condensation of at least 95 mole percent influent and produced hydrocarbons and at least 95 mole percent water vapor. It is not desirable to use a quench zone through this condensation. In essence, all other styrene or other hydrocarbon products, most of the other compounds present in the water and elution streams, are converted to liquid by this condensation. This creates a mixed phase flow through the phase separation vessel. This process can be easily separated by adding hydrocarbons from water and hydrogen present in the elution stream. Styrene present in the dehydrogenation zone elution stream becomes part of the hydrocarbon stream exiting the separation vessel and is passed to a suitable separation unit. Styrene is recovered from the hydrocarbon stream using one of several fractionation systems in accordance with known techniques.

이러한 분별법은 상대적으로 순수한 에틸벤젠과 벤젠과 톨루엔을 포함하는 부가적인 흐름을 얻으며 이것은 재순환된다. 이러한 두가지 방향족 탄화수소는 탈수소화 반응의 부산물이다. 이러한 것들은 미합중국 특허 제 3,409,689호와 영국특허 제 1,238,602호에 일부분이나 전체공정은 아니다. 스틸렌은 제3흐름으로서 회수되며 공정으로부터 방출된다. 원한다면 분별법이 스틸렌을 회수하기 위해 사용된다. 예를들어 미합중국 특허 제 3,784,620호에는 나이론 -6와 나이론 6.10과 같은 폴리아마이드 투과막의 사용에 의해 스틸렌과 에틸벤젠을 분리하는 것이 명시되어 있다. 미합중국 특허 제 3,513,213호에는 용매로서 실버 후로로보레이트 무수물을 사용하는 액체-액체 추출방법의 분리방법이 명시되어 있다. 쿠포러스후로로보레이트와 쿠포러스후로로포스페이트를 사용하는 비슷한 분리방법이 미합중국 특허 제 3,517,079호와 제 3,517,080호와 제 3,517,081호에 명시되어 있다.This fractionation yields an additional stream comprising relatively pure ethylbenzene and benzene and toluene, which are recycled. These two aromatic hydrocarbons are by-products of the dehydrogenation reaction. These are part of, but not the entire process, of US Pat. No. 3,409,689 and UK Pat. No. 1,238,602. Styrene is recovered as a third flow and released from the process. If desired, fractionation is used to recover styrene. For example, US Pat. No. 3,784,620 specifies the separation of styrene and ethylbenzene by the use of polyamide permeable membranes such as nylon-6 and nylon 6.10. U.S. Patent No. 3,513,213 specifies a separation method of a liquid-liquid extraction method using silver fluoroborate anhydride as a solvent. Similar methods of separation using Cuprus flowoborate and Cuprus flowophosphate are described in US Pat. Nos. 3,517,079 and 3,517,080 and 3,517,081.

분별법의 사용을 통하여 스틸렌을 회수하는 방법이 미합중국 특허 제 3,525,776호를 포함한 여러참고문헌에 명시되어 있다. 이러한 참고문헌에 있어서 상분리영역으로부터 제거된 탄화수소성상은 벤젠톨루엔 컬럼으로 언급된 제1컬럼으로 보내진다. 이 컬럼은 준대기압하에서 작동되어 낮은 온도에서의 작동을 가능케하고 스틸렌 중합속도를 감소시킨다. 황원자, 2, 4-디니트로페놀 또는 N-니트로소디페닐아민과 디니트로소-오르토-크레졸의 혼합물과 같은 여러가지 방해제 역시 같은 목적으로 컬럼에 주입시킨다. 스틸렌 정제컬럼의 바닥흐름으로부터 분리되는 고분자량물질의 적어도 한 부분을 재순환시켜 황원자 역시 이 컬럼으로 주입한다. 더 자세한 설명은 미합중국 특허 제 3,476,656호, 제 3,408,263호와 제 3,398,063호에 명시되어 있다. 벤젠-톨루엔 컬럼내용출물로부터 벤젠과 톨루엔의 분리에 영향을 주어 스틸렌과 에틸벤젠이 없는 상부흐름을 생성한다. 이러한 흐름은 적어도 95몰 퍼센트의 벤젠과 톨루엔을 포함한다. 벤젠-톨루엔 컬럼의 바닥은 에틸벤젠이 상부생성물로 제거되는 제2분별컬럼으로 들어가며 재순환된다. 이 컬럼의 바닥흐름은 정제하여 스틸렌을 얻는다.Methods for recovering styrene through the use of fractionation are described in several references, including US Pat. No. 3,525,776. In this reference the hydrocarbonaceous phase removed from the phase separation zone is sent to the first column referred to as the benzenetoluene column. The column is operated under subatmospheric pressure, allowing operation at lower temperatures and reducing the rate of styrene polymerization. Various blockers such as sulfur atoms, 2, 4-dinitrophenol or a mixture of N-nitrosodiphenylamine and dinitroso-ortho-cresol are also injected into the column for the same purpose. Sulfur atoms are also injected into this column by recycling at least a portion of the high molecular weight material separated from the bottom stream of the styrene purified column. Further details are set forth in US Pat. Nos. 3,476,656, 3,408,263 and 3,398,063. The separation of benzene and toluene from the benzene-toluene column content produces an overhead stream free of styrene and ethylbenzene. This stream contains at least 95 mole percent benzene and toluene. The bottom of the benzene-toluene column is recycled into the second fractionation column where ethylbenzene is removed as a top product. The bottom flow of this column is purified to give styrene.

탈수소화 반응의 발열은 탈수소화 촉매의 층을 통과하여 반응물의 신속한 냉각을 초래한다. 이는 일어날 수 있는 전환을 감소시킨다. 이러한 이유로 대부분의 상업적인 공정은 탈수소화 촉매의 분리층사이의 내부단계가열을 포함한다. 이러한 가열은 간접열교환 또는 과열된 증기인 매우 뜨거운 기체의 부가에 의해 행해진다. 간접열교환에 의한 연속적인 가열역시 사용된다. 더 제한된 본 공정의 구체화에 있어서 적어도 한 부분의 내부단계 가열은 수소를 촉매적으로 촉진시킨 산화에 의해 얻어진다. 이것은 유입탄화수소를 재가열시킬 뿐만아니라 반응흐름내의 수소농도를 감소시키며 이에의해 증가된 전환을 촉진시킨다. 수소연소에 의한 열의 유입은 다른장치에 의해 공급되어야만 하는 열을 감소시킨다. 과열된 증기의 사용에 있어서, 부분적인 수소연소의 사용은 필요한 증기의 양을 감소시킨다. 이것은 덜 과열된 증기가 생성되어야만 하기 때문에 작동공정의 비용을 차례로 감소시키며 더적은 양의 수증기가 탈수소화영역 용출흐름으로부터 제거되기 위해 응축되어야만한다.The exotherm of the dehydrogenation reaction passes through the bed of the dehydrogenation catalyst resulting in rapid cooling of the reactants. This reduces the conversion that can occur. For this reason, most commercial processes involve internal stage heating between the separation layers of the dehydrogenation catalyst. This heating is done by indirect heat exchange or the addition of very hot gases which are superheated steam. Continuous heating by indirect heat exchange is also used. In a more limited embodiment of the process, at least a portion of the internal stage heating is obtained by catalytically promoting oxidation. This not only reheats the incoming hydrocarbons, but also reduces the hydrogen concentration in the reaction stream and thereby promotes increased conversion. The introduction of heat by hydrogen combustion reduces the heat that must be supplied by other devices. In the use of superheated steam, the use of partial hydrogen combustion reduces the amount of steam required. This in turn reduces the cost of the operating process because less superheated steam must be produced and less water vapor must be condensed to remove from the dehydrogenation zone elution flow.

수소연소동안 소비되는 산소는 산소공급흐름의 일부분으로서 내부단계가열의 점에서 반응물 흐름으로 혼합된다. 산소공급흐름은 공기이지만 바람직하게는 공기보다 산소함량이 높은 기체이다. 산소공급흐름은 10몰 퍼센트 이하의 질소함량을 갖으며 경제적으로 가능하다면 순수한 산소의 사용이 바람직하다. 산소공급흐름내의 바람직한 산소농도는 경제적인 문제이며 순수한 산소에서 얻을 수 있는 잇점과 산소를 얻는데 드는 비용을 비교하여 결정한다. 질소존재의 기본적인 잇점은 생성물 분리용기로부터 제거되는 수소를 포함하는 기체흐름을 희석해주는 것이며 질소가 탈수소화 영역을 지나므로서 촉매층의 입력감소를 증가시키고 절대 압력이 탈수소화 영역내에서 유지되는것이다. 한편으로, 질소의 존재는 희석재로서 작용하여 평형전환수준에 영향을 준다.Oxygen consumed during hydrogen combustion is mixed into the reactant stream at the point of internal stage heating as part of the oxygen feed flow. The oxygen supply flow is air but is preferably a gas having a higher oxygen content than air. The oxygen supply flow has a nitrogen content of less than 10 mole percent and the use of pure oxygen is preferred if economically possible. The desired oxygen concentration in the oxygen supply flow is an economic problem and is determined by comparing the benefits of pure oxygen with the cost of obtaining oxygen. The basic advantage of the presence of nitrogen is to dilute the gas flow, including hydrogen removed from the product separation vessel, to increase the input reduction of the catalyst bed as nitrogen passes through the dehydrogenation zone and to maintain absolute pressure in the dehydrogenation zone. On the one hand, the presence of nitrogen acts as a diluent to affect the level of equilibrium conversion.

내부단계의 수소산화를 촉진하기 위해 본 공정에 사용한 산환촉매는 필요한 안정성과 활성에 적합하고 탄화수소생성물 또는 유입물이 산화와 비교하여 수소산화의 높은 선택성을 갖는 상업적으로 적당한 촉매이다. 즉, 산화촉매는 단지 작은양의 유입물 또는 생성탄화수소를 산화시키면서 수소산화의 높은 선택성을 가져야만한다. 산화촉매는 탈수소화 촉매와 다른 조성을 갖는다. 바람직한 산화촉매는 Ⅷ족 금속이나 1.35A 보다 큰 결정이온 직경을 갖는 금속양이온을 포함하며 두 물질 모두 내화성 고체 지지대에 작은 양으로 존재한다. 바람직한 Ⅷ족 금속은 백금과 팔라디움이지만 루테니움, 로디움, 오스미늄과 이리디움의 사용역시 가능하다. Ⅷ족 금속은 후처리된 촉매의 0.01-5.0중량%의 양으로 존재한다. 1.35Å 이상의 직경을 갖는 금속 또는 금속양이온은 ⅠA족 또는 ⅡA족으로부터 선별되며 후처리된 촉매의 0.01-2.0중량%의 양으로 존재한다. 이러한 촉매의 성분은 바리움이지만 루비디움 도는 세슘을 포함하는 다른금속의 사용 역시 가능하다.The conversion catalyst used in this process to promote the hydrogenation of the internal stage is a commercially suitable catalyst suitable for the required stability and activity, and the hydrocarbon product or influent has a high selectivity of hydrogenation compared to oxidation. In other words, the oxidation catalyst must have a high selectivity of hydrogen oxidation while oxidizing only a small amount of influent or hydrocarbons produced. The oxidation catalyst has a different composition from the dehydrogenation catalyst. Preferred oxidation catalysts include Group VIII metals or metal cations with crystal ion diameters greater than 1.35 A, both being present in small amounts in the refractory solid support. Preferred Group VIII metals are platinum and palladium, but the use of ruthenium, rhodium, osmium and iridium is also possible. Group VIII metals are present in amounts of 0.01-5.0% by weight of the post-treated catalyst. The metal or metal cation having a diameter of at least 1.35 mm 3 is selected from Group IA or Group IIA and is present in an amount of 0.01-2.0% by weight of the post-treated catalyst. The component of this catalyst is barium, but the use of other metals, including rubidium or cesium, is also possible.

적당한 고체지지대는 1-300㎡/g의 표면적, 0.2-1.5g/cc의 부피밀도와 20Å이상의 평균 기공 크기를 갖는 알루미나이다. 금속을 포함하는 성분은 수용액에 담그어 고체지지대의 고체입자로 스며들게하고 건조하여 500-600℃공기중에서 소광시킨다. 지지대는 구형, 팰렛, 또는 사출형이다. 탈수소영역내에 존재하는 산화촉매의 전체양은 전체탈수소화 촉매양의 30중량%이하이며 더욱 바람직하게는 5-15중량%이다.Suitable solid supports are aluminas having a surface area of 1-300 m 2 / g, a bulk density of 0.2-1.5 g / cc, and an average pore size of at least 20 mm 3. The metal-containing component is immersed in an aqueous solution, soaked into solid particles of a solid support, dried and quenched in air at 500-600 ° C. The support is spherical, pallet, or injection. The total amount of oxidation catalyst present in the dehydrogenation zone is 30% by weight or less and more preferably 5-15% by weight of the total dehydrogenation catalyst amount.

반응물 흐름을 산화촉매의 다른층과 접촉시키는 동안 사용되는 조건은 앞에서 언급한 탈수소화 조건에 의해 넓은 범위로 적용된다. 산화촉매층의 바람직한 외부온도는 탈수소화 촉매의 하류층의 내부온도이다. 산화촉매의 층을 가로질러 증가하는 온도는 80℃ 이하이다. 60℉에서의 액체탄화수소 방출에 기초한 시간당 액체공간 속도는 2-10시간-1이다. 산화촉매층으로 들어가는 산소 모두는 산화촉매의 층내에서 소비되며 산화촉매층의 용출흐름은 0.1몰 퍼센트 이하의 산소를 포함한다. 탈수소영역으로 방출되는 산소의 전체몰수는 연소를 위한 탈수소화영역내에서 유용한 전체수소몰의 60%이하이며 따라서 탈수소화 영역내에서 얻어지는 전환에 따라 달라지며 수소의 일부분은 용액 또는 열려진 기체흐름내로 손실된다. 유용한 수소는 탈수소영역으로 재순환되는 수소의 총합이며 수소는 탈수소화촉매의 마지막층의 모든곳에서 생성된다. 탈수소화영역으로 방출되는 산소는 위에서 언급한 유용한 수소의 20-50몰퍼센트이다. 여기서 사용되었듯이, "실질적인 모두"는 설명된 방법으로 작용하는 지시된 화합 화합물의 대부분의 비율을 나타내며 이러한 비율은 90몰 퍼센트 더욱 바람직하게는 95몰 퍼센트이다. 앞에서 언급하였듯이, 본 공정은 스틸렌의 제조를 제한하지 않으며 에틸톨루엔의 탈수소화에 의해 파라메틸 스틸렌을 생성하는 데 사용하거나 다른 불포화된 탄화수소 생성물의 제조를 위해 사용된다.The conditions used during contacting the reactant stream with the other layers of the oxidation catalyst apply to a wide range by the dehydrogenation conditions mentioned above. The preferred external temperature of the oxidation catalyst layer is the internal temperature of the downstream layer of the dehydrogenation catalyst. The temperature increasing across the layer of the oxidation catalyst is 80 ° C. or less. The hourly liquid space velocity based on liquid hydrocarbon release at 60 ° F. is 2-10 hours −1 . All of the oxygen entering the oxidation catalyst layer is consumed in the layer of the oxidation catalyst and the elution flow of the oxidation catalyst layer contains less than 0.1 mole percent oxygen. The total moles of oxygen released to the dehydrogenation zone is less than 60% of the total hydrogen moles available in the dehydrogenation zone for combustion and therefore depends on the conversions obtained in the dehydrogenation zone and some of the hydrogen is lost into the solution or open gas stream. do. Useful hydrogen is the sum of the hydrogen recycled to the dehydrogenation zone and hydrogen is produced everywhere in the last layer of the dehydrogenation catalyst. Oxygen released to the dehydrogenation zone is 20-50 mole percent of the useful hydrogen mentioned above. As used herein, “substantially all” refers to the majority of the indicated compound compounds acting in the manner described and this ratio is 90 mole percent more preferably 95 mole percent. As mentioned earlier, this process does not limit the production of styrene and is used to produce paramethyl styrene by dehydrogenation of ethyltoluene or for the production of other unsaturated hydrocarbon products.

Claims (11)

알킬 방향족 탄화수소를 포함하는 반응물 흐름을 준대압의 탈수소화조건에서 유지되는 탈수소화 촉매와 접촉시키고 이에 의해 알킬방향족 탄화수소, 불포화된 탄화수소 생성물과 수소를 포함하는 기체상의 탈수소화 영역 용출 흐름을 형성하고 : 반응물 흐름에 대한 간접열교환에 의해두드러진 응축없이 탈수소화 영역용출흐름을 냉각하고 : 제1압축장치에 의해 탈수소화 영역 용출 흐름을 1절대기압 이하까지 압축하고 : 부분적으로 탈수소화 영역 용출 흐름을 응축하고 : 제2압축장치를 사용하여 1대기압 이하의 압력에서 유지되는 기체-액체 분리 영역내의 혼합된 상의 탈수소화 영역 용출 흐름을 수소와 액상공정흐름을 포함하는 기체상공정흐름으로 분리하고 : 액상 공정 흐름으로부터 불포화된 탄화수소 생성물을 회수하는 단계로 구성되는 알킬 방향족 탈수소화공정.The reactant stream comprising alkyl aromatic hydrocarbons is contacted with a dehydrogenation catalyst maintained at quasi-pressure dehydrogenation conditions, thereby forming a gaseous dehydrogenation zone elution stream comprising alkylaromatic hydrocarbons, unsaturated hydrocarbon products and hydrogen: Cool the dehydrogenation zone elution flow without condensation by indirect heat exchange to the reactant stream: compress the dehydrogenation zone elution stream to less than one absolute pressure by means of a first compressor: partially condense the dehydrogenation zone elution stream and Decomposition of the mixed phase dehydrogenation zone in a gas-liquid separation zone maintained at a pressure of 1 atmosphere or less using a second compressor, is separated into a gas phase process flow comprising hydrogen and a liquid process flow. Recovering the unsaturated hydrocarbon product from the alkyl Aromatic Dehydrogenation Process. 제1항에 있어서, 탈수소화 영역용출 흐름이 제1압축장치내에서 압축되기 이전에 적어도 204℃로 냉각되는 것을 특징으로 하는 공정.The process of claim 1 wherein the dehydrogenation zone elution stream is cooled to at least 204 ° C. before being compressed in the first compressor. 제2항에 있어서, 알킬 방향족 탄화수소는 에틸벤젠이며 불포화된 탄화수소 생성물은 스틸렌인것을 특징으로 하는 공정.3. The process of claim 2 wherein the alkyl aromatic hydrocarbon is ethylbenzene and the unsaturated hydrocarbon product is styrene. 제2항에 있어서, 알킬방향족 탄화수소는 에틸톨루엔이며 불포화된 탄화수소 생성물은 메틸스틸렌인 것을 특징으로 하는 방법.3. The process of claim 2 wherein the alkylaromatic hydrocarbon is ethyltoluene and the unsaturated hydrocarbon product is methylstyrene. 제2항에 있어서, 반응물 흐름이 증기를 포함하는 것을 특징으로 하는 공정.The process of claim 2, wherein the reactant stream comprises steam. 제5항에 있어서, 반응물 흐름이 탈수소화 촉매의 적어도 두 분리층과 접촉하고 반응물 흐름이 탈수소화 촉매의 두층사이의 중간점에서 수소의 산화에 의해 가열되는 것을 특징으로 하는 공정.6. The process according to claim 5, wherein the reactant stream is in contact with at least two separation layers of the dehydrogenation catalyst and the reactant stream is heated by oxidation of hydrogen at the midpoint between the two layers of the dehydrogenation catalyst. 알킬방향족 탄화수소를 포함하는 반응물 흐름을 준대기압과 증기 존재의 탈수소 조건으로 유지되는 탈수소화 촉매의 다층과 접촉시키고 이에 의해 알킬방향족 탄화수소, 불포화된 탄화수소 생성물, 수소와 증기를 포함하는 탈수소화 영역용출 흐름을 형성하고 : 두드러진 응축없이 반응물 흐름에 대한 간접 열교환에 의해 탈수소화 영역 용출흐름을 냉각하고 : 제1압축장치에 의해 탈수소화 영역용출흐름을 1절대기압 이하까지 압축하고 : 탈수소화 영역용출 흐름을 간접열교환에 의해 부분적으로 응축시키고 이에 의해 혼합된 상의 공정흐름을 생성하고 : 제2압축장치를 사용하여 1절대기압 이하의 압력에서 유지도는 기체 액체분리 영역내의 혼합된 상의 공정흐름을 제2압축장치로부터 방출되는 수소와 액상 공정 흐름을 포함하는 기체 상공정흐름으로 분리하고 : 액상 공정흐름으로부터 불포화된 탄화수소 생성물을 회수하는 단계로 구성되는 알킬 방향족 탄화수소의 탈수소화 공정.A reactant stream comprising alkylaromatic hydrocarbons is contacted with a multilayer of dehydrogenation catalyst maintained at subatmospheric pressure and dehydrogenation conditions in the presence of steam, thereby dehydrogenation zone elution stream comprising alkylaromatic hydrocarbons, unsaturated hydrocarbon products, hydrogen and steam To cool the dehydrogenation zone elution flow by indirect heat exchange to the reactant stream without noticeable condensation, and to compress the dehydrogenation zone elution flow to below 1 absolute atmospheric pressure by means of a first compressor: Partially condensed by indirect heat exchange, thereby creating a process flow of the mixed phase: using a second compressor to maintain the process flow of the mixed phase in the gas-liquid separation zone maintained at a pressure of less than one absolute atmospheric pressure. Gas phase process flow, including hydrogen and liquid process streams, Separation and: a dehydrogenation step of the alkyl aromatic hydrocarbons are composed of a step of recovering the unsaturated product hydrocarbon from the liquid phase process stream. 제7항에 있어서, 반응물 흐름은 탈수소화 촉매의 분리층 사이의 중간점에서 촉매적으로 촉진된 수소의 산화에 의해 가열되는 것을 특징으로 하는 공정.8. The process of claim 7, wherein the reactant stream is heated by oxidation of catalytically promoted hydrogen at the midpoint between the separation layers of the dehydrogenation catalyst. 제8항에 있어서, 불포화된 탄화수소 생성물은 파라메틸 스틸렌인것을 특징으로 하는 공정.The process of claim 8, wherein the unsaturated hydrocarbon product is paramethyl styrene. 제8항에 있어서, 불포화된 탄화수소 생성물은 스틸렌인 것을 특징으로 하는 공정.The process of claim 8, wherein the unsaturated hydrocarbon product is styrene. 제8항에 있어서, 탈수소화영역은 제1압축장치내에서 압축되기 이전에 적어도 204℃로 냉각되는 것을 특징으로 하는 공정.The process of claim 8, wherein the dehydrogenation zone is cooled to at least 204 ° C. before being compressed in the first compressor.
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