NO832620L

NO832620L - Fremgangsmaate for konvertering av alkoholer og oksygenater til hydrokarboner

Info

Publication number: NO832620L
Application number: NO832620A
Authority: NO
Inventors: Amos Andrew Avidan; Ronald Michael Gould; Anthony Yuk-Yim Kam
Original assignee: Mobil Oil Corp
Priority date: 1982-07-20
Filing date: 1983-07-19
Publication date: 1984-01-23
Also published as: AU1660283A; JPS5933390A; EP0099690B1; NZ204831A; DE3366271D1; EP0099690A2; EP0099690A3; AR242514A1; AU562061B2; ZA835292B; CA1204790A

Description

Denne oppfinnelse vedrører fremstilling av lette olefiner, hydrokarboner som koker i bensin- og destillat-områdene og blandinger av disse fra lavere alifatiske alkoholer, beslektede og andre oksygenater og blandinger av disse, ved katalytisk omdannelse i et fluidisert sjikt, med ledeskjermer, av zeolitt-katalysator av typen ZSM-5.

Den økende etterspørsel etter brennstoffer og lette petroleums-produkter, innbefattet lette olefin-gasser, og den økende knapphet på råolje-tilførsler, har resultert i en uavbrutt sterk interesse for å utnytte alternative råmaterialkiIder som de ønskede lette hydrokarbonprodukter kan fås fra.

I de senere år er det blitt oppdaget at alkoholer og beslektede oksygenater, som kan oppnås fra kull, naturgass eller biomasser, kan omdannes til mer komplekse hydrokarboner, innbefattet hydrokarboner som koker i bensinområdet, ved som katalysator å benytte en gruppe zeolitter eksemplifisert med ZSM-5 zeolitt.

Ved et kommersielt aspekt blir en slik fremgangsmåte anvendt som

en del av omdannelsen av naturgass til bensin. Naturgass blir damp-omformet til syntesegass som på sin side blir omdannet til metanol. Metanolen blir så omdannet til bensin ved anvendelse av Mobil Oil Corporation's MTG-(metanol-til-bensin)-prosess. MTG-prosessen er beskrevet i f.eks. US-patentskrifter nr. 3.894.103, 3.894.104, 3.894.107, 4.035.430 og 4.058.576. US-patentskrift nr. 3.894.102 beskriver omdannelse av syntesegass til bensin.

Omdannelsen av lavere enverdige alkoholer til bensin ved katalytisk innvirkning av zeolitter av typen ZSM-5 er sterkt eksoterm. For å regulere denne eksoterme varme er det blitt anvendt teknikker med fluidiserte katalysatorer, som ble utviklet tidligere, først og fremst i petroleumsindustrien. Fluidiserings-metoder har med hell vært anvendt ved cracking av gassoljer, hvorved en pulverisert katalysator ble anvendt for å overføre varme,

som ble utviklet ved regenerering av katalysatoren i et fluidisert sjikt, til et annet fluidisert sjikt av katalysator for å bevirke den endoterme cracking av gassoljen.

Det er også blitt beskrevet teknikker med fluidisert sjikt

som ikke bare regulerer varme-frigivingen ved omdannelsen av alkoholer til bensin, men som også, på grunn av den intime kontakt mellom reaktanter og katalysator tilveiebragt av den fluidiserte katalysator, forbedrer produkt-selektiviteten og varigheten av

katalysatoren. Den virkelige natur av det fluidiserte katalysator-sjikt befordrer imidlertid vekst av bobler og reaktantgasser og tilbakeblanding av materialer som kan danne gasser, og begge deler er uønsket. En rekke tidligere patentskrifter på området har angrepet disse problemer på en rekke forskjellige måter. Således åpenbarer US-patentskrift nr. 4.071.573 anvendelse av horisontalt oppstilt gitteranordning, såsom ståltråd-sikter eller varmeveksler-anordninger, i en reaktor med stigerør for katalysator i fortynnet fase, for å dispergere reaktant- eller produkt-gassbobler ettersom katalysator-reaktant-suspensjonen føres oppover gjennom stigerøret. En flerhet av vertikale ledeskjermer er tilveiebragt i den tette fase av fluidisert katalysator-sjikt, beskrevet i US-patentskrift nr. 4.197.418, og disse er angitt å begrense veksten av oppover-strømmende reaktantbobler, slik at disse ikke overskrider ca.

150 mm, og tilveiebringe i alt vesentlig propp-strømningsforhold. US-patentskrifter nr. 4.238.631 og 4.251.484 beskriver en reaktor med tett fluidisert sjikt for metanol-omdannelse som er forsynt med en rekke vertikale varmeveksler-rør og vertikale lederør med åpne ender som er inndelt med mellomrom for å tilveiebringe en strømningsbane som har en hydraulisk diameter på 100 til 200 mm når reaktantene er i kontakt med den fluide masse av katalysatorpartikler.

I samsvar med oppfinnelsen er det blitt funnet at det kan gjøres betydelige forbedringer ved fremgangsmåten for omdannelse av en C^-C^-alifatisk alkohol, spesielt metanol, beslektede oksygenater og/eller oksygenater fra Fischer-Tropsch-syntese, til lette olefiner, hydrokarboner som koker i bensinområdet og/eller hydrokarboner som koker i destillatområdet, med en katalysator av typen ZSM-5 i en reaktor med tett fluidisert sjikt når reaktoren er forsynt med en flerhet av horisontalt oppstilte ledeskjermer. Ledeskjermene er rørformige og kan tjene som indirekte varmeveksler-innretninger for å fjerne den eksoterme varme som utvikles ved omdannelsen. Ved å anbringes horisontalt inne i reaktoren kan ledeskjermene øke omdannelseseffekten i forhold til den som oppnås i et tett fluidisert sjikt uten ledeskjermer eller med vertikale ledeskjermer av en sammenlignbar katalysator av typen ZSM-5 ved anvendelse av en sammenlignbar tilmatning under sammenlignbare omdannelsesforhold.

Selv om det tidligere er foreslått å anvende horisontale lede skjermer i reaktorer med fluidisert sjikt, så er slike ledeskjermer alltid blitt anvendt i forbindelse med annet tilknyttet utstyr, f.eks. tilmatnings-fordelings-manifolder, vertikale ledeskjermer og vertikale katalysator-nedførere, for å tilveiebringe spesielle ledeskjermeffekter. De horisontalt oppstilte, rørformige ledeskjermer i samsvar med foreliggende oppfinnelse gir den ønskede økning i omdannelseseffektivitet totalt uavhengig, og dermed utelukkes behovet for å anvende noen som helst supplerende anord-ninger for å oppnå en ytterligere ledeskjermeffekt.

I henhold til foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt

en fremgangsmåte for omdannelse av en reaktant som omfatter en C1~C3 enver^ <3 alkohol, et beslektet oksygenat, et Fischer-Tropsch-oksygenat eller en blanding av hvilke som helst av to eller flere av disse, til et hydrokarbon-produkt med høyere kokepunkt, hvilken omfatter.å føre en tilmatning som omfatter reaktanten alene eller sammen med vann oppover gjennom et tett fluidisert sjikt av partikler av en katalysator som omfatter krystallinsk zeolitt av typen ZSM-5 under eksoterme forhold for å omdanne minst 70% av reaktanten til hydrokarbon-produktet,karakterisert vedat det tette fluidiserte sjikt av katalysatorpartikler inneholder en flerhet av med mellomrom, horisontalt o<p>pstilte rørformige ledeskjermer i en flerhet av rekker med mellomrom, idet rekkene og ledeskjermene i rekkene er anordnet slik at effektiviteten av omdannelsen av reaktanten til hydrokarbonproduktet blir forbedret sammenlignet med omdannelsen av en identisk tilmatning utført i et tett fluidisert sjikt som ikke inneholder noen ledeskjermer eller som inneholder vertikale ledeskjermer, men under forøvrig identiske forhold.

De horisontale rørformede ledeskjermer er fortrinnsvis anordnet som en serie av bunter av ledeskjermer med hver bunt i en avstand fra en tilstøtende bunt på fra 0,75 til 3 meter.

Tilmatningen ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen kan innbefatte en C^-C-j enverdig alkohol alene eller en blanding av slike alkoholer. Tilmatningen kan også inkludere blandinger av en slik alkohol eller alkoholer, beslektede oksygenater og/eller oksygenater dannet ved Fischer-Tropsch-syntese alene, blandinger av disse eller som blandinger med vann. Eksempler på beslektede oksygenater er eterne av de nyttige alkoholer, d.v.s. dimetyleter (et beslektet oksygenat av metanol). Vann kan utgjøre opptil 20 vekt% av tilmatningen til denne fremgangsmåte når det er ønsket omdannelse på minst 95%. Når det er ønsket delvis omdannelse på minst 40%, fortrinnsvis minst 70%, kan vannet utgjøre opptil 60 vekt% av tilmatningen.

De C1~C3enverdige alkoholer som kan tilsettes ved fremgangsmåten, inkluderer metanol, etanol, propanol og isopropanol. Tilmatningen kan bestå av en relativt ren enkelt alkohol eller av en blanding av slike alkoholer. Vanligvis er hvilken som helst blanding som omfatter metanol, etanol, propanol, isopropanol eller blandinger av disse og som er omdannbare med høy eksotermisitet,

en egnet tilmatning for fremgangsmåten. Omdannelser som frem-bringer mer enn 230 kJ/kg av totalt hydrokarbonprodukt, og fortrinnsvis mer enn 450 kJ/kg hydrokarbonprodukt, ved omdannelses-temperatur, blir betraktet som sterkt eksoterme for formålene ved foreliggende oppfinnelse.

Den foretrukne tilsetning ved foreliggende oppfinnelse, og den som blir benyttet i den detaljerte beskrivelse som følger, er metanol sammen med opptil 20 vekt% vann. Blandinger av metanol og dimetyleter er også foretrukket.

I den følgende beskrivelse er fremgangsmåten beskrevet med metanol som tilmatningsstrøm. Dette er gjort for å forenkle, og bare for å illustrere, siden det vil forstås at tilmatningen kan omfatte hvilken som helst av de andre alkoholer eller oksygenater som er beskrevet her enten alene eller.1 som blandinger med vann.

Omdannelsen som bevirkes ved fremgangsmåten oppnås i nærvær

av en katalysator som omfatter en krystallinsk zeolitt som til-hører en gruppe av zeolitter som er kjent som zeolitter av typen ZSM-5. Zeolittene av typen ZSM-5 som anvendes i samsvar med oppfinnelsen, er krystallinske zeolitter som har et silisium-dioksyd/aluminiumoksyd-forhold som er større enn 12, og en tvangs-styringsindeks (CI.) på fra 1 til 12. Disse zeolitter og deres anvendelse som omdannelseskatalysator for lavere alifatiske alkoholer er beskrevet i US-patentskrifter nr. 3.894.106, 4.025.571, 4.058.576 og 4.148.835.

Eksempler på zeolitter av typen ZSM-5 er ZSM-5, ZSM-11, ZSM-12, ZSM-23, ZSM-35 og ZSM-38, med ZSM-5 som spesielt foretrukket. ZSM-5 er beskrevet i US-patentskrift nr. 3.702.886, ZSM-11 er beskrevet i US-patentskrift nr. 3.709.979, ZSM-12 er beskrevet i US-patentskrift nr. 3.832.449, ZSM-23 er beskrevet i US-patentskrift nr.4.076.842, ZSM-35 er beskrevet i US-patentskrift nr. 4.016.245

og ZSM-38 er beskrevet i US-patentskrift nr. 4.046.859.

Spesielt foretrukne katalysatorer er slike som omfatter zeolitter av typen ZSM-5 med stor krystallstørrelse, d.v.s. en krystallstørrelse på minst Lp, som beskrevet i US-patentskrif ter nr. 4.025.571 og 4.148.835.

Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen vedrører forbedring av omdannelsen i en reaktor med tett fluidisert sjikt når alkoholer omdannes katalytisk til høyere-kokende hydrokarboner, spesielt metanol til hydrokarboner som koker i bensinområdet. Et mål for denne forbedrede omdannelse kan fås ved å sammenligne omdannelsen oppnådd i en sammenlignbar reaktor med fluidisert sjikt uten ledeskjermer som drives med en fullstendig propp-strømning av reaktantblandingen, d.v.s. ingen tilbakeblanding. Ved å dele omdannelsen oppnådd i reaktoren ved forsøket med den beregnede omdannelse dersom den samme reaktor ble drevet under forhold med ideell propp-strømning, tilveiebringes en prosentvis tilnærming til det optimum som blir betegnet omdannelseseffektivitet.

Ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen utført i en reaktor med horisontale ledeskjermer, blir den eksoterme reaksjonsvarme oppnådd ved omdannelse av metanolsatsen absorbert av katalysatoren og i vesentlig mengde av de horisontale rørformede ledeskjermer benyttet som varmeveksler-rør for utvikling av høytrykksdamp. Når de horisontale ledeskjermer som tjener som varmevekslere ikke fjerner tilstrekkelig med varme fra reaktoren, kan det oppnås tilstrekkelig varmeoverføring ved f.eks. å tilveiebringe vertikalt oppstilte varmeveksler-rør mellom de horisontale ledeskjermseksjoner.

Temperaturen i det fluide katalysatorsjikt er i alt vesentlig jevn. Fluid-sjikt-temperaturer kan variere fra 300 til 430°C. Vanligvis blir det brukt sjikt-temperaturer på 340 til 430°C for fremstilling av bensin mens det blir anvendt sjikt-temperaturer på 300 til 370°C når det er ønsket et høy-olefin-produkt. I henhold til et aspekt ved oppfinnelsen blir tilmatningen bragt inn i bunnen av reaktor-stigerøret ved ca. 175°C, og der blir den umiddelbart varmet opp til ca. 300°C når den kommer i kontakt med den varme zeolitt-katalysator. Tilmatningstemperaturen stiger etterhvert som tilmatningen føres oppover i stigerøret, og føres ut ved ca. 315°C i det tette sjikt av katalysator som ved drift har en temperatur på 400 til 410°C.

Når metanol anvendes som tilmatning, er det foretrukket å oppnå en metanolomdannelse på mer enn 95%, og fortrinnsvis 99,5%, for å nedsette til et minimum tapet av vanskelig gjenvinnbar metanol i vannet som dannes ved prosessen. Ved de definerte driftsforhold, som inkluderer en trykkbegrensning på ca. 310 kPa ved bunnen av den fluide masse av katalysator og ca. 270 kPa i den i reaktoren dispergerte katalysatorfase, og basert på en nominell gasshastighet på ca. 0,6 m/sek., er densiteten til den fluide masse av katalysator i den nedre del av reaktoren ca. 320

til 480 kg/m 3. Reaktor-sjikt-densiteten avhenger av en rekke variable faktorer, innbefattet katalysatortype, partikkelstørrelses-fordeling og gasshastighet. Når det er ønsket å forandre produkt-seléktivitéten til en som gir høyere olefin-innhold i motsetning til høyt aromatisk utbytte, kan reaksjonstiden som funksjon av romhastighten'reduseres ved å øke romhastigheten. På den annen side blir dannelse av aromatiske forbindelser øket ved reduksjon av reaktant-romhastigheten for å øke kontakt-tiden mellom metanol-reaktantprodukt og katalysator. En god balanse i produktselektivi-tet mellom olefiner, aromatiske forbindelser og paraffiner kan oppnås ved riktig valg av reaksjonsforhold.

Ledeskjermene som anvendes i henhold til oppfinnelsen er oppstilt horisontalt for å gi de gunstige resultater som er beskrevet her. Mens vertikale ledeskjermer er angitt å begrense størrelsen på gassboblene og avgrense en strømningsbane som har en hydraulisk diameter innen det ønskede område, så har ikke horisontale ledeskjermer disse funksjoner. Det er forutsatt at effektiviteten av de horisontale ledeskjermer er basert på den forskyvningseffekt de tilveiebringer ved at rom-konfigurasjonene tilveiebringer det som i det vesentlige synes å være en mangfoldighet av små reaksjonssoner inne i det tette fluidiserte katalysatorsjikt.

Det kan anvendes horisontale ledeskjermer i hvilken som helst av en rekke former. Således kan ledeskjermene være faste stenger, hule rør eller ledninger såsom varmeveksler-rør. Ledeskjermene er oppstilt horisontalt, passende i en serie av rekker med lede-skj ermene i hver rekke i et spesielt romforhold og tilstøtende rekker også i et spesielt romforhold.

En flerhet av horisontalt oppstilte rørformede ledeskjermer kan derfor utføre flere funksjoner. Noen av dem kan virke som del av en indirekte varmeveksler, mens de alle har en ledeskjerm- funksjon. Varmeveksler-rør som har en ytre diameter på fra 25 til 75 mm blir mest bekvemt anvendt som rørformede ledeskjermer. De mange rekker av ledeskjermer kan oppstilles i et forskyvnings-mønster for å gi en romkonfigurasjon mellom tilstøtende rør, i et trekantet eller firkantet mønster, og hver av dem bør ha en stigning fra 50 til 200 mm. Romavstanden mellom de rørformede ledeskjermer er avhengig av den tilsiktede gasshastighet i det fluidiserte sjikt og også av egenskapene til katalysatoren. Vanligvis er det slik at jo høyere gasshastigheten og jo lavere katalysatordensiteten er, desto mer åpen bør rom- og stignings-inndelingen for de rørformede ledeskjermer være. Ved f.eks. en overflate-gasshastighet på 0,4 til 0,9 m/sek. og en fast katalysa-tordensitet (vekt/totalt volum) på 0,7-1,2 g/cm 3, bør ledeskjerm-rørene være minst 75 mm fra hverandre (vegg-til-vegg) for å gi en omdannelseseffektivitet på 65 - 85%.

Det er blitt funnet at de rørformige ledeskjermer med hell kan anordnes som bunter av rør med hver bunt oppstilt horisontalt på tvers av reaktoren med det fluidiserte sjikt, og omfatte en rekke vertikale rekker av rør. Når ledeskjermene blir benyttet som varmeoverførings-innretninger, kan en eller flere bunter av rørformede ledeskjermer tjene som varmevekslere. Et effektivt antall av disse bunter kan være tilveiebragt for å fjerne den eksoterme reaksjonsvarme som blir frigitt inne i reaktoren med det fluidiserte sjikt, og dermed tjene som en betydelig og bekvem kilde for prosessdamp til denne enhet og til andre prosessenheter i nærheten. Rørene er bekvemt anordnet i bunter slik at hver bunt har en vertikal høyde fra 0,3 til 1,4 m og hvor hver bunt er separert fra en tilstøtende bunt med en vertikal avstand fra 0,75 til 3 m, fortrinnsvis fra 0,9 til 1,8 m. Denne vertikale romavstand synes å forbedre omdannelseseffektiviteten ved at den tilveiebringer et antall små individuelle reaksjonssoner fremfor en enkelt stor reaksjonssone. Det er forutsatt at forbedringene først og fremst oppnås på grunn av at den rørformige ledeskjerm-konfigurasjon i betydelig grad reduserer tilbakeblandingen av reaktanter og produkt og dermed begrenser uønskede bi-reaksjoner eller forlenget utsettelse for termiske crackingstemperaturer.

Effektiviteten ved en spesiell konfigurasjon på ledeskjermer kan vurderes ved å sammenligne den omdannelse som oppnås med omdannelsen beregnet i en ideell reaktor med fluidisert sjikt uten ledeskjermer som i alt vesentlig drives med propp-strømning, d.v.s. uten tilbakeblanding.

Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen vil nå bli beskrevet mer detaljert, bare ved hjelp av eksempel, med henvisning til den medfølgende tegning som skjematisk illustrerer reaktoren med det tette fluidiserte sjikt og tilhørende utstyr for utførelse av fremgangsmåten. I denne beskrivelse blir det anvendt en metanoltilmatning, som eksempel, men hvilken som helst av andre tilmat-ningsmaterialer som er åpenbart ovenfor, som f.eks. inneholder oksygenerte derivater, f.eks. dimetyleter, eller oksygenerte produkter fra Fischer-Tropsch-syntese, kan anvendes for å gi fordelaktige resultater som er lik dem som oppnås ved anvendelse av metanol.

Det vises nå til tegningen, hvor en metanoltilførsel som inneholder opptil 20 vekt% vann blir innført, fortrinnsvis i damp-tilstand, gjennom ledning 2 og inn i en bunn-forlenget del av reaktor 4 hvor den blir blandet sammen med ny-regenerert katalysator fra ledning 6. Blandingen av metanoltilmatning og katalysator danner en suspensjon ved en temperatur fra 200 til 425°C. Temperaturen kan reguleres ved å anvende en kjøler 8 for å justere temperaturen i den regenererte katalysator. Suspensjonen av meta-nolreaktant og zeolitt-katalysator føres så inn i den nedre del av reaktor 4 gjennom et fordelingsgitter 10, oppstilt på tvers av den nedre del av reaktor 4, og kommer inn i bunnen av det tette fluidiserte sjikt 12 av ZSM-5 katalysator. Katalysatordensiteten i sjiktet er fra 32 til 640 kg/m 3. I katalysatorsjiktet er det oppstilt rekker av horisontale rørformede ledeskjermer i serier av bunter, illustrert som 14a, 14b og 14c. De enkelte rørformede ledeskjermer har en ytre diameter fra 25 til 75 mm. Rekkene innen hver bunt er forskjøvet for å tilveiebringe en firkantet stigning fra 50 til 200 mm. Den vertikale avstand mellom tilstøtende bunter, f.eks. mellom bunt 14a og bunt 14b, er fra 0,75 til 3 m, fortrinnsvis fra 0,9 til 1,8 m. Tilstrekkelig med bunter av rørformede ledeskjermer som har ovennevnte konfigurasjon og rominndeling, er anbragt innen det tette fluidiserte sjikt for å tilveiebringe en omdannelseseffektivitet på fra 65 til 85%. Siden de horisontale bunter av rørformede ledeskjermer bekvemt er dannet av varmeveksler-rør, er en rekke bunter tilpasset for indirekte varme-vekslertjeneste for å fjerne den eksoterme reaksjonsvarme som blir frigitt under alkohol-omdannelsen. I noen tilfeller vil det ikke være nødvendig å benytte alle buntene av de rørformige .ledeskjermer til varmeveksler-tjeneste. Således tjener ikke bunt 14b som varmeveksler, mens buntene 14a og 14c er tilpasset denne funksjon. Vann blir tilført til disse bunter gjennom ledningene 16a og 16c for å utvikle damp som føres fra buntene gjennom henholdsvis ledningen 18a og ledningen 18c for anvendelse som prosess-damp.

Den dampformige tilmatning føres opp gjennom det tette fluidiserte sjikt 12 av zeolitt-katalysator av type ZSM-5 under omdannelsesforhold som er effektive til å gi en omdannelse på minst 95%. Omdannelser på 99,5% og mer kan oppnås. Brukbare omdannelsesforhold innbefatter en WHSV fra 0,5 til 20, en sjikt-oppholdstid fra 3 til 30 sekunder og en sjikt-temperatur fra 340 til 430°C.

Under omdannelsen blir det dannet et koksbelegg på katalysatoren. For å opprettholde aktiviteten til katalysatoren blir en del av katalysatoren tatt ut av reaktor 4 gjennom en ledning 20

for å bli regenerert. Katalysatoren føres til å begynne med gjennom et strippekar 22, som er forsynt med nedover-hellende ledeskjermer 24. Damp som kommer inn i bunnen av strippe-karet 22 gjennom ledning 26, kommer i kontakt med katalysator-kaskadene ned gjennom karet 22 og stripper dermed innelukkende hydrokarboner fra katalysatoren. Strippe-dampen og de strippede produkter føres fra strippe-kar 22 gjennom en ledning 28 og blir tømt ut i damprommet i reaktor 4. Den stri<p>pede katalysator strømmer fra strippe-kar 22 gjennom en ledning 30 og føres så, sammen med en gass som inneholder molekylært oksygen, tilført gjennom en ledning 32, gjennom en ledning 34 og inn i et regenerator-kar 36 hvor en del av koksen blir oksydativt fjernet for å tilveiebringe en katalysator som har den nødvendige aktivitet. Den resulterende røkgass blir fjernet fra regeneratoren gjennom en ledning 38, og delvis regenerert katalysator føres gjennom en ledning 40 hvorfra den blir resirkulert gjennom kjøler 8 og ledning 2 til den nedre seksjon av reaktor 4 for å bli blandet med den friske tilmatning.

Reaksjonsblandingen som føres opp gjennom det tette fluidiserte sjikt blir omdannet i den ønskede grad ettersom den føres gjennom den horisontale rekke av rørformede ledeskjermer som er oppstilt i et forskjøvet mønster for å tilveiebringe det som utgjør en serie av reaksjonssoner. Ettersom omdannelsen skrider frem blir den utviklede varme fjernet ved utvikling av damp i varmeveksler-

bunter 14a og 14c. Reaksjonsblandingen føres fra det øvre nivå

i det fluidiserte sjikt 12 og inn i et damprom i den øvre ende av reaktor 4. Her føres den dampformige blanding gjennom en syklon-separator 42 som fjerner innesluttet katalysator fra dampene og fører den gjennom et rør 44 til katalysatorsjiktet 12. Dampene føres fra syklon-separatoren gjennom en ledning 46 til et overtrykksrom 48. Dampfasen som føres gjennom overtrykksrommet inneholder hydrokarbon-reaksjonsproduktene, vann og spor av uomsatt metanol. Denne dampblanding føres fra overtrykksrom 48 gjennom en ledning 50 til en kjøler 52 hvor vanndampen og de vanligvis flytende hydrokarboner blir kondensert. Alle reaksjonsproduktene føres så gjennom en ledning 54 til et separator-kar 56 hvor produktene blir separert i tre faser, en vandig fase som blir trukket bort gjennom ledning 58, en C 5+ hydrokarbonfase, d.v.s. de ønskede hydrokarboner som koker i bensinområdet, hvilke blir ført ut gjennom ledning 60, og en C. - lett hydrokarbon-gass-strøm som blir ført ut gjennom ledning 62. C^+-strømmen blir bekvemt overført til en bensin-blandingsfordeler hvor den blir bearbeidet etter behov. C^-strømmen kan også utsettes for videre bearbeidning, d.v.s. alkylering for å tilveiebringe ytterligere komponenter for bensin-blanding.

Det følgende eksempel illustrerer oppfinnelsen.

Eksempel

Metanol blir ført inn i en reaktor med tett fluidisert sjikt for omdannelse av metanol til hydrokarboner som koker i bensinområdet. Reaktoren inneholder ZSM-5 zeolitt-katalysator i form av en fint pulver (0-150 ym) som har en densitet på 0,5-1,5 g/cm 3. Driftstemperaturen er 400-426°C, reaktortrykket er 70-345 kPa og høyden av det fluidiserte sjikt er 4,5-10,5 m. WHSV er 1-2 og overflate-gasshastigheten i rektoren er 0,45-0,75 m/sek. Reaktoren med det fluidiserte sjikt blir operert (a) med vertikale ledeskjermer i samsvar med US-patentskrifter nr. 4.197.418 og 4.251.484, (b) uten ledeskjermer og (c) med horisontale rørformede ledeskjermer i samsvar med oppfinnelsen hvor de rørformede ledeskjermer har en O.D. på 50 mm på en 125 mm trekantet stigning for bunter som er 1,2 m lange og 1,2 m fra hverandre. Omdannelseseffekten, som defineres som den prosentvise omdannelse oppnådd i en gitt reaktor med fluidsjikt sammenlignet med omdannelsen oppnådd i en reaktor operert med fullstendig propp-strømning av gassen under sammenlignbare forhold, er for hver som følger:

Claims

1. Fremgangsmåte for omdannelse av en reaktant som omfatter en C1~C3 enver<^i9 alkohol, et beslektet oksygenat, et Fischer-Tropsch-oksygenat eller en blanding av hvilke som helst av to eller flere av disse, til et hydrokarbonprodukt med høyere kokepunkt, hvilken omfatter å føre en tilmatning som omfatter reaktanten alene eller sammen med vann oppover gjennom et tett fluidisert sjikt av partikler av en katalysator som omfatter en krystallinsk zeolitt av typen ZSM-5 under eksoterme forhold for å omdanne minst 70% av reaktanten til hydrokarbonproduktet, karakterisert ved at det tette fluidiserte sjikt av katalysatorpartikler inneholder en flerhet av, med mellomrom, horisontalt oppstilte rørformige ledeskjermer i en flerhet av rekker med mellomrom, idet rekkene og ledeskjermene i rekkene er anordnet slik at effektiviteten av omdannelsen av reaktanten til hydrokarbonproduktet blir forbedret sammenlignet med omdannelsen av en identisk tilmatning utført i et tett fluidisert sjikt som ikke inneholder noen ledeskjermer eller som inneholder vertikale ledeskjermer, men under forøvrig identiske forhold.

2. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at alkoholen er metanol.

3. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at det beslektede oksygenat er dimetyleter.

4. Fremgangsmåte i henhold til hvilket som helst av.kravene 1-3, karakterisert ved at rekkene av rørformede ledeskjermer er forskjøvet og mellomrom-konfigurasjonen er et trekantet mønster som har en stigning fra 50 til 200 mm.

5. Fremgangsmåte i henhold til hvilket som helst av kravene 1-3, karakterisert ved at rekkene av rørformede ledeskjermer er forskjøvet og mellomrom-konfigurasjonen er et firkantet mønster som har en stigning fra 50 til 200 mm.

6. Fremgangsmåte i henhold til hvilket som helst av kravene 1-5, karakterisert ved at de rørformede ledeskjermer har en ytre diameter fra 25 til 7 5 mm.

7. Fremgangsmåte i henhold til hvilket som helst av kravene 1-6, karakterisert ved at i det minste noen av ledeskjermene omfatter varmeveksler-rør.

8. Fremgangsmåte i henhold til hvilket som helst av kravene 1-7, karakterisert ved at ledeskjermene er oppstilt i to eller flere bunter med hver bunt vertikalt separert fra hver tilstøtende bunt med en avstand på fra 0,75 til 3 m.

9. Fremgangsmåte i henhold til krav 8, karakterisert ved at avstanden er fra 0,9 til 1,8 m.