RU2120931C1 - Method of selective hydrogenation of diolefins (versions) - Google Patents
Method of selective hydrogenation of diolefins (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2120931C1 RU2120931C1 RU93004552A RU93004552A RU2120931C1 RU 2120931 C1 RU2120931 C1 RU 2120931C1 RU 93004552 A RU93004552 A RU 93004552A RU 93004552 A RU93004552 A RU 93004552A RU 2120931 C1 RU2120931 C1 RU 2120931C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- distillation
- column
- hydrogen
- reactor
- diolefins
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- C10G45/00—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds
- C10G45/32—Selective hydrogenation of the diolefin or acetylene 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
- C10G70/00—Working-up undefined normally gaseous mixtures obtained by processes covered by groups C10G9/00, C10G11/00, C10G15/00, C10G47/00, C10G51/00
- C10G70/02—Working-up undefined normally gaseous mixtures obtained by processes covered by groups C10G9/00, C10G11/00, C10G15/00, C10G47/00, C10G51/00 by hydrogenation
-
- 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
- C10G2300/4087—Catalytic distillation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
Description
Близкий патент США N 5087780 относится к гидроизомеризации смешанных C4-потоков и гидрированию бутадиена.US Pat. No. 5,087,780 relates to hydroisomerization of mixed C 4 streams and hydrogenation of butadiene.
Настоящее изобретение относится к селективному гидрированию диолефинов (диенов), содержащихся в потоках нефтеперерабатывающих заводов, содержащих, главным образом, C5-углероводороды, особенно олефиновые C5-углеводороды. Более конкретно изобретение относится к способу селективного гидрирования диенов с применением в качестве реактора перегонной колонны, содержащей катализатор гидрирования, который также действует как компонент перегонной структуры. Более конкретно изобретение относится к селективному гидрированию C5-потока сырья для получения трет-амилметилового эфира (ТАМЭ).The present invention relates to the selective hydrogenation of diolefins (dienes) contained in refinery streams containing mainly C 5 hydrocarbons, especially C 5 hydrocarbon olefins. More specifically, the invention relates to a method for the selective hydrogenation of dienes using a distillation column containing a hydrogenation catalyst as a reactor, which also acts as a component of the distillation structure. More specifically, the invention relates to the selective hydrogenation of a C 5 feed stream to produce tert-amyl methyl ether (TAME).
Смешанные потоки нефтеперерабатывающих заводов часто содержат широкий спектр олефиновых соединений. Это особенно касается продуктов каталитического или термического крекинга. Эти олефиновые соединения включают этилен, ацетилен, пропилен, пропадиен, метилацетилен, бутены, бутадиен и т.д. Многие из этих соединений являются ценными веществами, особенно как исходное сырье для химических продуктов. Этилен особенно выделяют. Дополнительно, пропилен и бутены ценны. Однако олефины, содержащие более одной двойной связи, и ацетиленовые соединения, содержащие тройную связь, вредны для многих химических процессов, в которых используют соединения с одной двойной связью, например полимеризации. Mixed refinery streams often contain a wide range of olefin compounds. This is especially true for catalytic or thermal cracking products. These olefin compounds include ethylene, acetylene, propylene, propadiene, methylacetylene, butenes, butadiene, etc. Many of these compounds are valuable substances, especially as starting materials for chemical products. Ethylene is especially distinguished. Additionally, propylene and butenes are valuable. However, olefins containing more than one double bond and acetylene compounds containing a triple bond are harmful to many chemical processes that use compounds with one double bond, for example polymerization.
Потоки нефтеперерабатывающих заводов обычно разделяют фракционной перегонкой и поэтому они часто содержат соединения, очень близкие по температуре кипения, то есть разделение не является точным. C5-потоки, например, могут содержать C4-C8-углеводороды. Эти соединения могут быть насыщенными (алканы), ненасыщенными (моноолефины) или полиненасыщенными (диолефины). Дополнительно, компоненты могут быть любыми или различные варианты изомеров индивидуальных соединений.Oil refinery streams are usually separated by fractional distillation and therefore they often contain compounds very close in boiling point, that is, the separation is not precise. C 5 streams, for example, may contain C 4 -C 8 hydrocarbons. These compounds may be saturated (alkanes), unsaturated (monoolefins) or polyunsaturated (diolefins). Additionally, the components may be any or various versions of the isomers of the individual compounds.
Гидрирование - это реакция водорода с углерод-углеродной сложной связью, приводящая к "насыщенному" соединению. Реакция хорошо известна и обычно проводится при повышенном давлении и умеренной температуре в избытке водорода над металлическим катализатором. Среди металлов, известных как катализаторы гидрирования, следующие: платина, рений, кобальт, молибден, никель, вольфрам и палладий. Обычно коммерческими формами катализаторов являются нанесенные оксиды таких металлов. Оксид восстанавливают в активную форму либо перед использованием восстановителем, либо во время использования водородом сырья. Эти металлы также катализируют другие реакции, наиболее значительно, дегидрирование при повышенной температуре. Они также могут промотировать реакцию олефиновых соединений между собой или с другими олефинами с образованием димеров или олигомеров при увеличенном времени пребывания. Hydrogenation is the reaction of hydrogen with a carbon-carbon complex bond, resulting in a “saturated” compound. The reaction is well known and is usually carried out at elevated pressure and moderate temperature in excess of hydrogen over a metal catalyst. Among the metals known as hydrogenation catalysts are the following: platinum, rhenium, cobalt, molybdenum, nickel, tungsten and palladium. Typically, commercial supported catalyst forms are supported oxides of such metals. The oxide is reduced to its active form either before use with a reducing agent, or during the use of raw materials with hydrogen. These metals also catalyze other reactions, most significantly, dehydrogenation at elevated temperatures. They can also promote the reaction of olefin compounds with each other or with other olefins to form dimers or oligomers with an extended residence time.
Селективное гидрирование углеводородов известно уже в течение довольно долгого времени. Петерсон и др. в сообщении "Селективное гидрирование пиролизного бензина", представленном в Отдел Нефти Американского Химического Общества в сентябре 1962, обсуждает селективное гидрирование C4 - и высших диолефинов. Буатьо и др. в сообщении "Новейшие катализаторы гидрирования". Переработка углеводородов, март 1985, представил обзор по различному применению катализаторов гидрирования, включая селективное гидрирование с применением патентованных биметаллических катализаторов гидрирования.Selective hydrogenation of hydrocarbons has been known for quite some time. Peterson et al., In their publication, Selective Hydrogenation of Pyrolysis Gasoline, presented to the Petroleum Division of the American Chemical Society in September 1962, discusses the selective hydrogenation of C 4 and higher diolefins. Buyo et al. In the post "Recent Hydrogenation Catalysts." Hydrocarbon processing, March 1985, provided an overview of the various uses of hydrogenation catalysts, including selective hydrogenation using proprietary bimetal hydrogenation catalysts.
Изомеризация может быть выполнена на том же самом семействе катализаторов. Обычно относительные скорости реакций различных соединений уменьшаются в следующем порядке:
1) гидрирование диолефинов
2) изомеризация моноолефинов
3) гидрирование моноолефинов.Isomerization can be performed on the same family of catalysts. Typically, the relative reaction rates of various compounds are reduced in the following order:
1) hydrogenation of diolefins
2) isomerization of monoolefins
3) hydrogenation of monoolefins.
В целом показано, что в потоке, содержащем диолефины, гидрирование диолефинов протекает быстрее изомеризации. In general, it has been shown that in a stream containing diolefins, the hydrogenation of diolefins proceeds faster than isomerization.
Использование твердого измельченного катализатора в качестве части перегонкой структуры в комбинации перегонная колонна-реактор для различных реакций описано в патенте США NN (этерификация) 4232177, 4307254, 4336407, 4504687, 4918243 и 4978807; (димеризация) 4242530; (гидратация) 4982022; (диссоциация) 4447668; и (ароматическое алкилирование) 4950834 и 5019669. В дополнение патенты США NN 4302356 и 4443559 описывают структуры катализаторов, применяемых в качестве части перегонкой конструкции (структуры). The use of solid ground catalyst as part of a distillation structure in a distillation column reactor combination for various reactions is described in US Pat. NN 4,227,177, 4,307,254, 4,336,407, 4,504,687, 4,918,243 and 4,978,807; (dimerization) 4242530; (hydration) 4982022; (dissociation) 4,447,668; and (aromatic alkylation) 4950834 and 5019669. In addition, US patents NN 4302356 and 4443559 describe the structure of the catalysts used as part of the distillation of the structure.
Фракция C5-углеводородов имеет ценность как компонент смешивания бензина или как источник изоамилена при получении эфира по реакции с низкими спиртами. Трет-амилметиловый эфир (ТАМЭ) быстро становится ценным продуктом в результате выпущенного недавно Акта о чистом воздухе, устанавливающего новые ограничения на состав бензина. В частности Акт требует 1) включать некоторое количество "кислороднасыщенных" соединений, таких как метил-трет-бутиловый эфир (МТВЕ), ТАМЭ или этанол, 2) уменьшать количество олефинов в бензине и 3) снижать давление паров (летучесть).The C 5 hydrocarbon fraction is of value as a component in mixing gasoline or as a source of isoamylene in the production of ether by reaction with low alcohols. Tert-amyl methyl ether (TAME) is quickly becoming a valuable product as a result of the recently issued Clean Air Act, which sets new limits on gasoline composition. In particular, the Act requires 1) to include a certain amount of “oxygenated” compounds, such as methyl tert-butyl ether (MTBE), TAME or ethanol, 2) reduce the amount of olefins in gasoline and 3) reduce the vapor pressure (volatility).
C5-углеводороды, служащие сырьем для установок синтеза ТАМЭ, содержатся в единой фракции "Легкой нафты", включающей C5-C8 - и более высокие углеводороды. Смесь может содержать 150-200 компонентов, что делает трудным идентификацию и разделение веществ. Обычно C5-углеводороды и небольшую часть C6-углеводородов выделяют для использования в синтезе ТАМЭ. Однако, включение третичных С6-С8-олефинов будет давать возможность получать другие ценные эфирные продукты. По этой причине ТАМЭ не отделяют от более тяжелых компонентов, но целиком используют смеси в качестве октановых компонентов смешивания.C 5 hydrocarbons serving as raw materials for TAME synthesis plants are contained in a single fraction of Easy Naphtha, which includes C 5 -C 8 and higher hydrocarbons. The mixture may contain 150-200 components, which makes identification and separation of substances difficult. Typically, C 5 hydrocarbons and a small portion of C 6 hydrocarbons are isolated for use in the synthesis of TAME. However, the inclusion of tertiary C 6 -C 8 olefins will make it possible to obtain other valuable essential products. For this reason, TAMEs are not separated from the heavier components, but mixtures are entirely used as octane mixing components.
Некоторые из незначительных компонентов (диолефины) в сырье будут медленно реагировать с кислородом в течение хранения с образованием смолы и других нежелательных материалов. Однако, эти же компоненты также реагируют очень быстро в способе получения ТАМЭ с образованием желтого, дурнопахнущего смолистого материала. Таким образом, желательно удалять эти компоненты, несмотря на то, будет ли "легкая нафта" использоваться только как компонент смешивания бензина или также как сырье синтеза ТАМЭ. Some of the minor components (diolefins) in the feed will slowly react with oxygen during storage to form tar and other undesirable materials. However, these same components also react very quickly in the process for producing TAME with the formation of a yellow, foul-smelling resinous material. Thus, it is desirable to remove these components, regardless of whether the “light naphtha” will be used only as a component in mixing gasoline or also as a raw material for TAME synthesis.
Преимущество настоящего способа гидрирования, в котором селективно гидрируются диолефины, в том, что гидрирование моноолефинов протекает незначительно или не протекает вовсе. Дополнительным признаком способа является то, что часть моноолефинов, полученных селективным гидрированием диолефинов, изомеризуется в нужные продукты. An advantage of the present hydrogenation method in which diolefins are selectively hydrogenated is that the hydrogenation of monoolefins proceeds slightly or not at all. An additional feature of the method is that part of the monoolefins obtained by selective hydrogenation of diolefins isomerized into the desired products.
Краткое изложение изобретения. SUMMARY OF THE INVENTION
Настоящее изобретение предусматривает подачу фракции легкой нафты, содержащей смесь углеводородов, вместе с потоком водорода в перегонную колонну-реактор, содержащий катализатор гидрирования, который является компонентом перегонной конструкции, и селективное гидрирование диолефинов легкой нафты. Одновременно легкие компоненты, включая непрореагировавший водород, отгоняют и отделяют как головной погон от частично гидрированной легкой нафты. Дополнительно и одновременно с селективным гидрированием и отгонкой часть C5 - моноолефинов изомеризуется в сырье для синтеза ТАМЭ. Существенно все диолефины превращаются в моноолефины при очень незначительной степени гидрирования монолефинов.The present invention provides for the supply of a light naphtha fraction containing a mixture of hydrocarbons together with a hydrogen stream to a distillation column reactor containing a hydrogenation catalyst that is a component of the distillation structure, and the selective hydrogenation of light naphtha diolefins. At the same time, light components, including unreacted hydrogen, are distilled off and separated as the overhead from partially hydrogenated light naphtha. Additionally and simultaneously with selective hydrogenation and distillation, part of the C 5 - monoolefins isomerized in the feed for the synthesis of TAME. Substantially all diolefins are converted to monoolefins with a very small degree of hydrogenation of monolefins.
В одном из вариантов, где сырьем является, главным образом, C5 - поток, легкая нафта продукта отбирается из куба. Головной погон подают в конденсатор, в котором конденсируют все способные конденсироваться углеводороды, и часть их подают на верх колонны в качестве орошения.In one embodiment, where the raw material is mainly C 5 - stream, light naphtha of the product is taken from the cube. The overhead is fed to a condenser in which all hydrocarbons capable of condensing are condensed, and some of them are fed to the top of the column as irrigation.
Во втором варианте, где сырьем является C5 - C8 - поток, C5 - углеводороды отделяют от C6 компонентов в нижней секции перегонной колонны-реактора. C6 - компоненты уделяют как кубовый поток, в то время как кипящие C5 - углеводороды достигают верхней секции перегонной колонны-реактора с каталитической перегонной конструкцией, где происходит селективное гидрирование диолефинов. Гидрированные C5 - компоненты отбирают с верха колонны вместе с избытком водорода и направляют в конденсатор, в котором конденсируются все способные конденсироваться компоненты, и затем отделяют от неконденсирующихся компонентов (в основном водорода) в приемнике орошающей фракции. Часть жидкости из приемника возвращают в перегонную колонну-реактор в качестве орошения, а остаток удаляют как продукт, который может быть прямо направлен в установку синтеза ТАМЭ. При необходимости можно применять дополнительную инертную перегонную секцию над каталитической перегонной конструкцией, снабженную боковым отводом для отбора C5-продукта. Дополнительная секция может быть полезна для отделения избытка водорода и других легких компонентов, таких как воздух, вода и т.д., которые могут мешать в установке синтеза ТАМЭ с нисходящим потоком.In the second embodiment, where the feed is a C 5 - C 8 stream, C 5 hydrocarbons are separated from the C 6 components in the lower section of the distillation column reactor. The C 6 components are given as bottoms, while the boiling C 5 hydrocarbons reach the upper section of the distillation column reactor with a catalytic distillation structure, where diolefins are selectively hydrogenated. Hydrogenated C 5 components are taken from the top of the column along with excess hydrogen and sent to a condenser, in which all components capable of condensing are condensed, and then separated from non-condensable components (mainly hydrogen) in the receiver of the irrigating fraction. Part of the liquid from the receiver is returned to the distillation column-reactor as irrigation, and the residue is removed as a product that can be directly sent to the TAME synthesis unit. If necessary, you can apply an additional inert distillation section above the catalytic distillation structure, equipped with a side outlet for the selection of C 5 -product. An additional section may be useful for separating excess hydrogen and other light components, such as air, water, etc., which may interfere with the downstream TAME synthesis plant.
В широком смысле настоящее изобретение является способом селективного гидрирования диолефинов, находящихся в легкой нафте, и предусматривает следующие стадии:
а) подачу 1) первого потока, представляющего собой легкую нафту, содержащую диолефины, и 2) второго потока, содержащего водород, в перегонную колонну-реактор в зону загрузки;
b) одновременно в перегонной колонне-реакторе:
i) контактирование первого и второго потоков в перегонной реакционной зоне с катализатором гидрирования, способным функционировать как перегонная конструкция, с целью осуществления реакции существенно всех диолефинов с водородом и получения пентенов и других продуктов гидрирования в реакционной смеси,
ii) установление в перегонной колонне-реакторе такого давления, при котором часть смеси испаряется в результате выделения экзотермического тепла реакции;
c) удаление части жидкости стадии b, ii) из перегонной колонны реактора в качестве кубового продукты;
d) удаление паров стадии b, ii) вместе с непрореагировавшим водородом из перегонной колонны-реактора в качестве головного погона.In a broad sense, the present invention is a method for the selective hydrogenation of diolefins located in light naphtha, and provides for the following steps:
a) supplying 1) a first stream comprising light naphtha containing diolefins, and 2) a second stream containing hydrogen to a distillation column reactor in a loading zone;
b) simultaneously in a distillation column reactor:
i) contacting the first and second streams in the distillation reaction zone with a hydrogenation catalyst capable of functioning as a distillation structure in order to carry out the reaction of substantially all diolefins with hydrogen and obtain pentenes and other hydrogenation products in the reaction mixture,
ii) establishing a pressure in the distillation column reactor at which part of the mixture evaporates as a result of the exothermic heat of the reaction;
c) removing part of the liquid of stage b, ii) from the distillation column of the reactor as bottoms;
d) removing the vapors of step b, ii) together with unreacted hydrogen from the distillation column reactor as the overhead.
Водород подают как необходимый компонент для осуществления реакции, для восстановления оксида и удерживания его в гидридном состоянии. Устанавливают в перегонной колонне-реакторе такое давление, чтобы реакционная смесь кипела в слое катализатора. "Состояние пены", улучшающее эффективность катализатора и тем самым уменьшающее необходимую высоту катализатора, можно поддерживать по всему слою катализатора, регулируя скорость отбора куба и/или головного погона. Как следует из оценки, жидкость находится в состоянии кипения и ее физическое состояние есть действительно пена, имеющая более высокую плотность, чем плотность в перегонной колонне с насадкой, но более низкую, чем без паров кипения. Способ предпочтительно осуществляют при давлении в голове перегонной колонны-реактора 0 - 250 psig (0 - 17,58 ати) и температуре внутри перегонной колонны-реактора 100 - 300oF (37,78 - 148,89oC), предпочтительно 130 - 270oF (54,44 - 132,22oC).Hydrogen is supplied as a necessary component for carrying out the reaction, for reducing the oxide and keeping it in the hydride state. The pressure in the distillation column reactor is adjusted so that the reaction mixture boils in the catalyst bed. A “foam state” that improves the efficiency of the catalyst and thereby reduces the required height of the catalyst can be maintained throughout the catalyst bed by adjusting the cube and / or overhead extraction rate. As follows from the assessment, the liquid is in a state of boiling and its physical state is indeed a foam having a higher density than the density in a distillation column with a nozzle, but lower than without boiling vapor. The method is preferably carried out at a pressure in the head of the distillation column reactor 0-250 psig (0-17.58 ati) and a temperature inside the distillation column reactor 100-300 ° F (37.78-148.89 ° C), preferably 130 - 270 ° F (54.44 - 132.22 ° C).
C5 - Сырье и водород предпочтительно подают в перегонную колонну-реактор раздельно или смешивают перед подачей. Смешанное сырье подают ниже слоя катализатора или в нижнюю часть слоя. Водород отдельно вводят ниже слоя катализатора, а C5 - поток вводят ниже слоя катализатора или в слой катализатора на уровне до середины 1/3 слоя. Лучший вариант способа такой, при котором диены удерживаются в слое катализатора, а пропилен и более легкие компоненты отгоняются верхом.C 5 - The feed and hydrogen are preferably fed to the distillation column reactor separately or mixed before being fed. Mixed feeds are fed below the catalyst bed or to the bottom of the bed. Hydrogen is separately introduced below the catalyst bed, and C 5 —the stream is introduced below the catalyst bed or into the catalyst bed at a level up to the middle of 1/3 of the bed. The best variant of the method is that in which the dienes are held in the catalyst bed and the propylene and lighter components are distilled off the top.
Фиг. 1 представляет собой упрощенную схему первого варианта настоящего изобретения. FIG. 1 is a simplified diagram of a first embodiment of the present invention.
Фиг. 2 представляет собой упрощенную схему второго варианта настоящего изобретения. FIG. 2 is a simplified diagram of a second embodiment of the present invention.
Фиг. 3 представляет собой упрощенную схему третьего варианта настоящего изобретения. FIG. 3 is a simplified diagram of a third embodiment of the present invention.
Фиг. 4 представляет собой упрощенную схему четвертого варианта настоящего изобретения. FIG. 4 is a simplified diagram of a fourth embodiment of the present invention.
Описание предпочтительного варианта
Преимущества использования перегонной колонны-реактора в данном способе селективного гидрирования состоят в более лучшей селективности диолефинов к олефинам, сохранения тепла и разделении перегонкой, с помощью которой можно удалять нежелательные соединения, например тяжелые серусодержащие примеси, из сырья до контактирования с катализатором и концентрировать нужные соединения в зоне катализатора. Диолефины C5 - фракции имеют более высокие температуры кипения, чем другие соединения и, следовательно, могут быть сконцентрированы в зоне катализатора, в то время как моноолефины изомеризуются и удаляются в верхнюю часть колонны. Представляют интерес следующие реакции C5-углеводородов:
1) реакция изопрена (2-метилбута-1,3-диена) с водородом, приводящая к 2-метилбут-1-ену и 2-метилбут-2-ену;
2) реакция цис- и транс 1,3-пентадиенов (цис- и транс- пипериленов) с водородом, приводящая к пент-1-ену или пент-2-ену;
3) 3-метилбут-1-ена в 2-метилбут-2-ен и 2-метилбут-1-ен;
4) 2-метилбут-1-ена в 2-метилбут-2-ен;
5) 2-метилбут-2-ена в 2-метилбут-1-ен;
6) 1,3-бутадиена в 1-бутен и 2-бутен.Description of Preferred Option
The advantages of using a distillation column reactor in this selective hydrogenation process are a better selectivity of diolefins to olefins, heat preservation and distillation separation, by which it is possible to remove undesirable compounds, for example heavy sulfur-containing impurities, from the feed prior to contacting with the catalyst and concentrate the desired compounds in catalyst zone. C 5 diolefins - fractions have higher boiling points than other compounds and, therefore, can be concentrated in the catalyst zone, while monoolefins are isomerized and removed to the top of the column. The following reactions of C 5 hydrocarbons are of interest:
1) the reaction of isoprene (2-methylbut-1,3-diene) with hydrogen, leading to 2-methylbut-1-ene and 2-methylbut-2-ene;
2) the reaction of cis and trans 1,3-pentadienes (cis and trans piperylene) with hydrogen, leading to pent-1-ene or pent-2-ene;
3) 3-methylbut-1-ene to 2-methylbut-2-ene and 2-methylbut-1-ene;
4) 2-methylbut-1-ene to 2-methylbut-2-ene;
5) 2-methylbut-2-ene to 2-methylbut-1-ene;
6) 1,3-butadiene in 1-butene and 2-butene.
Первые две реакции удаляют нежелательные компоненты, в то время как третья реакция дает сырье для реактора синтеза ТАМЭ. 3-Метил-1-бутен не реагирует с метанолом с образованием ТАМЭ в присутствии сульфокислот в качестве катализатора, в то время как два 2-метилбутена реагируют. The first two reactions remove unwanted components, while the third reaction provides feed for the TAME synthesis reactor. 3-Methyl-1-butene does not react with methanol to form TAME in the presence of sulfonic acids as a catalyst, while two 2-methylbutenes react.
Каталитический материал, применяемый в способе гидрирования, должен иметь форму, чтобы служить насадкой при перегонке. Каталитический материал является компонентом перегонной системы, действующей и как катализатор, и как насадка при перегонке, то есть насадка для перегонной колонны обладает как перегонной функцией, так и каталитической функцией. The catalytic material used in the hydrogenation process must be shaped to serve as a nozzle during distillation. The catalytic material is a component of the distillation system, acting both as a catalyst and as a nozzle during distillation, that is, the nozzle for the distillation column has both a distillation function and a catalytic function.
Реакционная система может быть описана как гетерогенная, так как катализатор остается отдельным элементом. Катализатором может быть оксид палладия, предпочтительно в количестве 0,1 - 1,0 вес.%, нанесенный на соответствующий носитель, такой как оксид алюминия, уголь или оксид кремния, предпочтительно в контейнере, как описано в данном патенте или в форме обычной формованной насадки для перегонки, такой как кольца Рашига, кольца Полла, седловидные формы и т.п. The reaction system can be described as heterogeneous, since the catalyst remains a separate element. The catalyst may be palladium oxide, preferably in an amount of 0.1 to 1.0 wt.%, Supported on an appropriate carrier, such as alumina, carbon or silica, preferably in a container, as described in this patent or in the form of a conventional molded nozzle for distillation such as Raschig rings, Poll rings, saddle shapes, and the like.
Было найдено, что размещение катализатора во множестве карманов в тканевых лентах, которые удерживаются в перегонной колонне-реакторе плетеной проволокой из нержавеющей стали с открытыми ячейками скручиванием двух (лент) в спираль, позволяет протекать реакционной смеси, предотвращает потерю катализатора, допускает набухание катализатора и предотвращает размельчение экструдированных форм (катализатора) в результате механического истирания. Новое устройство каталитической системы описано в деталях в общепризнанных патентах США NN 4242530 и 4443559. It was found that placing the catalyst in many pockets in fabric tapes that are held in a distillation column reactor with stainless steel braided wire with open cells by twisting two (tapes) into a spiral allows the reaction mixture to flow, prevents catalyst loss, allows for catalyst swelling and prevents grinding of extruded forms (catalyst) as a result of mechanical abrasion. The new device of the catalytic system is described in detail in the recognized US patents NN 4242530 and 4443559.
Тканью может быть любой материал, который не разрушается углеводородным сырьем или продуктами или катализатором в условиях реакции. Можно применять хлопок или лен, но предпочтительно используют стеклоткань или тефлон. Предпочтительно каталитическая система содержит множество закрытых тканевых карманов, закрепленных в перегонной колонне-реакторе проволочной сеткой. В качестве других подходящих контейнеров применяют металлические или пластмассовые сита с подходящими размерами ячеек в форме коротких цилиндров, закрытых с каждого конца, в которых находится катализатор. Множество таких контейнеров с катализатором помещают случайным или регулярным способом в слой внутри перегонной колонны-реактора. Может быть один или несколько таких слоев в зависимости от требований к катализатору процесса. The fabric may be any material that is not destroyed by hydrocarbon feed or products or catalyst under the reaction conditions. Cotton or linen may be used, but fiberglass or Teflon is preferably used. Preferably, the catalyst system comprises a plurality of closed fabric pockets secured in a distillation column reactor with a wire mesh. As other suitable containers, metal or plastic sieves with suitable mesh sizes in the form of short cylinders closed at each end in which the catalyst is located are used. Many of these catalyst containers are randomly or regularly placed in a bed inside a distillation column reactor. There may be one or more of these layers, depending on the requirements of the process catalyst.
Измельченный материал катализатора может иметь форму порошка, неправильных кусков или фрагментов, маленьких шариков и т.д. Форма каталитического материала в контейнере не является решающей, пока достаточная площадь поверхности обеспечивает приемлемую скорость реакции. Размер частиц катализатора должен быть таким, чтобы катализатор оставался внутри контейнера. The crushed catalyst material may be in the form of a powder, irregular pieces or fragments, small balls, etc. The shape of the catalytic material in the container is not critical, as long as a sufficient surface area provides an acceptable reaction rate. The particle size of the catalyst should be such that the catalyst remains inside the container.
Катализатор, применяемый в настоящем способе, представляет собой 0,34 вес. % Pd, нанесенный на сферические частицы оксида алюминия (Al2O3) размерами 3 - 8 меш, обозначенный как G - 68C и поставляемый Юнайтед Кэтэлистс Инк. Катализатор, поставляемый производителем, имеет типичные физические и химические свойства (см. табл.1).The catalyst used in the present method is 0.34 weight. % Pd deposited on spherical alumina (Al 2 O 3 ) particles of size 3-8 mesh, designated G-68C and supplied by United Catalists Inc. The catalyst supplied by the manufacturer has typical physical and chemical properties (see table 1).
Полагают, что катализатором является гидрид палладия, образующийся во время осуществления способа. Скорость подачи водорода в реактор должна быть достаточной, чтобы поддержать катализатор в активной форме, потому что водород теряется катализатором при гидрировании. Скорость водорода должна быть установлена такой, чтобы быть достаточной для восполнения потери водорода катализатором, но должна быть ниже скорости, вызывающей захлебывание колонны. Обычно мольное отношение водорода к диолефинам в сырье к неподвижному слою должна быть по меньшей мере 1,0 : 1,0, предпочтительно 2,0 : 1,0. It is believed that the catalyst is palladium hydride formed during the process. The rate of hydrogen supply to the reactor must be sufficient to maintain the catalyst in active form, because hydrogen is lost by the catalyst during hydrogenation. The hydrogen rate must be set so as to be sufficient to make up for the loss of hydrogen by the catalyst, but should be lower than the speed causing flooding of the column. Typically, the molar ratio of hydrogen to diolefins in the feed to the fixed bed should be at least 1.0: 1.0, preferably 2.0: 1.0.
В настоящем изобретении способ осуществляют в заполненной катализатором колонне, которая может быть оценена как содержащая восходящую паровую фазу и некоторое количество жидкой фазы, как при любой перегонке. Однако, так как жидкость держат внутри колонны в состоянии "искусственного захлебывания", то следует понимать, что жидкость имеет повышенную плотность относительно той плотности, которая существует при простом стекании в результате нормального внутреннего орошения. In the present invention, the method is carried out in a column filled with a catalyst, which can be evaluated as containing an ascending vapor phase and a certain amount of liquid phase, as in any distillation. However, since the liquid is kept inside the column in a state of "artificial flooding", it should be understood that the liquid has an increased density relative to the density that exists during simple runoff as a result of normal internal irrigation.
На фиг. 1 показана упрощенная технологическая схема предпочтительного варианта. Показана перегонная колонна-реактор 10, содержащая насадку катализатора гидрирования как часть перегонной конструкции 12, размещенную в проволочной сетке как описано выше. Колонна также может иметь стандартную перегонную конструкцию 14. Легкую нафту подают в перегонную колонну-реактор 10 ниже каталитической насадки по линии 1. Газообразный водород подают по линии 2 в нижнюю часть слоя каталитической насадки или вблизи нее. Куб нагревают, обеспечивая циркуляцию потока через кипятильник 40 и линии 4 и 13. После того, как реакция началась теплота реакции, являющейся экзотермической, вызывает дополнительное испарение смеси в слое. Пары отбирают с верха колонны по линии 3 и направляют в конденсатор 20, где весь способный конденсироваться материал конденсируют при 37,78oC. Головные погоны затем подают в сборник орошающей фракции 30, где собирают конденсированный материал и отделяют неконденсирующиеся компоненты, такие как непрореагировавший водород. Часть конденсированного материала возвращают на верх колонны 10 и по линии 6. Отогнанный продукт, отведенный по линии 9, пригоден в качестве сырья для реактора синтеза ТАМЭ. Неконденсирующийся материал удаляют по линии 7 из сборника орошающей фракции и для экономии водород может рециркулировать в реактор (не показано). Кубовый продукт, не содержащий C5-диолефинов, отбирают по линии 8 потока и направляют в качестве компонента смешивания для получения стабильного бензина. Способ имеет преимущество в том, что высокая теплота гидрирования поглощается испарением части жидкости. Контроль температуры осуществляют регулированием давления в системе. Весь избыток водорода отпаривают из кубовых продуктов. В случае C5-углеводородов негидрированные компоненты менее летучи и имеют тенденцию оставаться в реакторе в течение более длительного времени, что способствует более полному протеканию реакции.In FIG. 1 shows a simplified flow diagram of a preferred embodiment. A
На фиг. 2 показан второй вариант изобретения, в котором легкую нафту подают в колонну 10 выше каталитической перегонной конструкции 12 по линии 1. Остальное устройство идентично, изображенному на фиг. 1. На фиг. 3 изображен третий вариант, в котором колонна снабжена дополнительно обычной перегонной конструкцией 216 выше каталитической перегонной конструкции 12 для отделения любых C4-углеводородов, более легких компонентов и водорода от C5-углеводородов, отбираемых как боковой погон по линии 209.In FIG. 2 shows a second embodiment of the invention in which light naphtha is fed into the
Пример 1. Example 1
Применяют показанную на фиг. 4 стальную колонну 310 диаметром 7,62 см и высотой 9,144 м, снабженную кипятильником 340, конденсатором 320 и системой орошения 330 и 306. Средние 4,57 м заполнены каталитической перегонной конструкцией 312, представляющей собой 0,34 вес.% палладия на сферическом алюминийоксидном катализаторе размером 0,32 см и находящейся в карманах стеклотканевой ленты, обмотанной проволочной сеткой из нержавеющей стали. Колонну продувают азотом и устанавливают в ней давление 1,4 ати. Легкую нафту, которую предварительно фракционируют для удаления большей части C6+ - материала, впускают в колонну по линии 301 со скоростью 22,68 кг/ч. Когда жидкость в колонне достигает нужного уровня, включают выпускную линию 308 из куба и циркуляцию через кипятильник по линиям 304 и 313. Подводят тепло от кипятильника 340 до тех пор, пока пары не обнаружатся на верху колонны, свидетельствуя о наличии однородной температуры 54,44oC во всей колонне. Поток водорода впускают в куб колонны по линии 302 со скоростью 0,227-0,283 м3/ч. Затем регулируют давление в колонне, чтобы поддерживать температуру в кубе 160oC и температуру в слое катализатора 126,67oC. Таким образом, давление в голове колонны поддерживается равным приблизительно 14 ати. Головной погон отбирают в линию 303 и частично конденсируют в конденсаторе 320 и все способные конденсироваться компоненты собирают в сборник фракции орошения 330 и возвращают на верх колонны в качестве орошения по линии 306. Наконденсирующиеся компоненты отводят из сборника по линии 307. Кубовую жидкость отбирают в линию 308. Результаты приведены в табл. 2, сравнивающей данные анализа сырья и куба.The one shown in FIG. 4
Пример 2. Example 2
В течение опыта давление в голове колонны регулируют, чтобы изменять температуру слоя катализатора. При более низких температурах конверсия диолефинов ниже, но основное различие состоит в том, что влияние на изомеризацию 3-метил-1-бутена значительно больше. В табл. 3 приводится сравнение конверсии диолефинов и 3-метил-1-бутена при определенных рабочих температурах. During the experiment, the pressure in the head of the column is adjusted to change the temperature of the catalyst bed. At lower temperatures, the conversion of diolefins is lower, but the main difference is that the effect on 3-methyl-1-butene isomerization is much greater. In the table. 3 compares the conversion of diolefins and 3-methyl-1-butene at certain operating temperatures.
Claims (15)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US83336092A | 1992-02-10 | 1992-02-10 | |
US833,360 | 1992-02-10 | ||
US833360 | 1992-02-10 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93004552A RU93004552A (en) | 1996-06-20 |
RU2120931C1 true RU2120931C1 (en) | 1998-10-27 |
Family
ID=25264211
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93004552A RU2120931C1 (en) | 1992-02-10 | 1993-02-09 | Method of selective hydrogenation of diolefins (versions) |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0556025B1 (en) |
JP (1) | JP3224444B2 (en) |
KR (1) | KR100245018B1 (en) |
AU (1) | AU654757B2 (en) |
BR (1) | BR9300505A (en) |
CA (1) | CA2089113C (en) |
DE (1) | DE69315362T2 (en) |
MX (1) | MX9300698A (en) |
MY (1) | MY116459A (en) |
RU (1) | RU2120931C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2649574C2 (en) * | 2013-06-25 | 2018-04-04 | Дау Текнолоджи Инвестментс Ллс | Method of selective hydrogenization |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ZA945342B (en) * | 1993-12-08 | 1995-03-01 | Chemical Res & Licensin | Selective hydrogenation of highly unsaturated compounds in hydrocarbon streams |
SA95160068B1 (en) * | 1994-12-13 | 2006-05-28 | كيميكال ريسيرتش اند ليسنسنج كومباني | PROCESS TO REMOVE MERCAPTANS AND HYDROGEN SULFIDE FROM HYDROCARBON STREAMS |
US5679241A (en) * | 1995-05-17 | 1997-10-21 | Abb Lummus Global Inc. | Olefin plant recovery system employing catalytic distillation |
FR2743079B1 (en) * | 1995-12-27 | 1998-02-06 | Inst Francais Du Petrole | PROCESS AND DEVICE FOR SELECTIVE HYDROGENATION BY CATALYTIC DISTILLATION INCLUDING A LIQUID-GAS UPWARD CO-CURRENT REACTION ZONE |
CN1045305C (en) * | 1995-12-20 | 1999-09-29 | 中国石油化工总公司石油化工科学研究院 | Saturation hydrogenating process for removing olefines from reforming produced oil |
DE19624130A1 (en) * | 1996-06-17 | 1997-12-18 | Basf Ag | Process for catalytic distillation |
KR100678789B1 (en) * | 1999-01-21 | 2007-02-05 | 에이비비 루머스 글러벌 인코포레이티드 | Selective hydrogenation process and catalyst therefor |
US6284104B1 (en) | 1999-03-04 | 2001-09-04 | Catalytic Distillation Technologies | Apparatus and process for hydrogenations |
FR2806093B1 (en) * | 2000-03-08 | 2002-05-03 | Inst Francais Du Petrole | SELECTIVE HYDROGENATION PROCESS COMPRISING A PARTIAL SEPARATION OF HYDROGEN BY MEMBRANE UPSTREAM OF A REACTIVE COLUMN |
US6414205B1 (en) * | 2000-03-24 | 2002-07-02 | Catalytic Distillation Technologies | Process for the removal of MAPD from hydrocarbon streams |
FR2850664B1 (en) * | 2003-01-31 | 2006-06-30 | Inst Francais Du Petrole | SELECTIVE HYDROGENATION PROCESS USING A CATALYTIC REACTOR WITH SELECTIVE HYDROGEN MEMBRANE |
JP2007326955A (en) * | 2006-06-07 | 2007-12-20 | Mitsui Chemicals Inc | Method for producing olefins |
DE102010030990A1 (en) | 2010-07-06 | 2012-01-12 | Evonik Oxeno Gmbh | Process for the selective hydrogenation of polyunsaturated hydrocarbons in olefin-containing hydrocarbon mixtures |
US9695096B2 (en) | 2012-07-12 | 2017-07-04 | Lummus Technology Inc. | More energy efficient C5 hydrogenation process |
CN110759802B (en) * | 2018-07-27 | 2023-04-11 | 中国石油化工股份有限公司 | Simultaneous production process of 2-methyl-butene-1 and 2-methyl-butene-2 |
KR20220109788A (en) * | 2021-01-29 | 2022-08-05 | 주식회사 엘지화학 | Method for preparing synthesis gas |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1105546B (en) | 1960-01-08 | 1961-04-27 | Metallgesellschaft Ag | Process for the catalytic hydrogenative refining of hydrocarbons |
BE608005A (en) * | 1961-09-08 | |||
US4302356A (en) | 1978-07-27 | 1981-11-24 | Chemical Research & Licensing Co. | Process for separating isobutene from C4 streams |
US4242530A (en) | 1978-07-27 | 1980-12-30 | Chemical Research & Licensing Company | Process for separating isobutene from C4 streams |
EP0008860B2 (en) * | 1978-07-27 | 1991-12-04 | CHEMICAL RESEARCH & LICENSING COMPANY | Catalyst system |
US4307254A (en) | 1979-02-21 | 1981-12-22 | Chemical Research & Licensing Company | Catalytic distillation process |
US4336407A (en) | 1980-02-25 | 1982-06-22 | Chemical Research & Licensing Company | Catalytic distillation process |
US4443559A (en) * | 1981-09-30 | 1984-04-17 | Chemical Research & Licensing Company | Catalytic distillation structure |
US4504687A (en) | 1982-02-16 | 1985-03-12 | Chemical Research & Licensing Company | Method for etherifications |
US4447668A (en) | 1982-03-29 | 1984-05-08 | Chemical Research & Licensing Company | Process for producing high purity isoolefins and dimers thereof by dissociation of ethers |
US4918243A (en) | 1988-10-28 | 1990-04-17 | Chemical Research & Licensing Company | Heat integration process |
US5087780A (en) * | 1988-10-31 | 1992-02-11 | Chemical Research & Licensing Company | Hydroisomerization process |
US5019669A (en) | 1989-03-10 | 1991-05-28 | Chemical Research & Licensing Company | Alkylation of organic aromatic compounds |
US4978807A (en) | 1989-03-23 | 1990-12-18 | Chemical Research & Licensing Company | Method for the preparation of methyl tertiary butyl ether |
US4950834A (en) | 1989-07-26 | 1990-08-21 | Arganbright Robert P | Alkylation of organic aromatic compounds in a dual bed system |
US4982022A (en) | 1989-08-28 | 1991-01-01 | Chemical Research & Licensing Company | Process for the preparation of tertiary alcohols |
-
1993
- 1993-02-04 AU AU32803/93A patent/AU654757B2/en not_active Ceased
- 1993-02-05 MY MYPI93000192A patent/MY116459A/en unknown
- 1993-02-05 BR BR9300505A patent/BR9300505A/en not_active Application Discontinuation
- 1993-02-09 RU RU93004552A patent/RU2120931C1/en not_active IP Right Cessation
- 1993-02-09 MX MX9300698A patent/MX9300698A/en unknown
- 1993-02-09 EP EP93300939A patent/EP0556025B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-02-09 DE DE69315362T patent/DE69315362T2/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-02-09 KR KR1019930001743A patent/KR100245018B1/en not_active IP Right Cessation
- 1993-02-09 CA CA002089113A patent/CA2089113C/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-02-10 JP JP02286393A patent/JP3224444B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2649574C2 (en) * | 2013-06-25 | 2018-04-04 | Дау Текнолоджи Инвестментс Ллс | Method of selective hydrogenization |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR930017847A (en) | 1993-09-20 |
CA2089113C (en) | 2004-12-21 |
MY116459A (en) | 2004-02-28 |
EP0556025A1 (en) | 1993-08-18 |
AU3280393A (en) | 1993-08-12 |
EP0556025B1 (en) | 1997-11-26 |
JP3224444B2 (en) | 2001-10-29 |
JPH05294851A (en) | 1993-11-09 |
MX9300698A (en) | 1994-07-29 |
BR9300505A (en) | 1993-08-17 |
DE69315362T2 (en) | 1998-03-19 |
DE69315362D1 (en) | 1998-01-08 |
KR100245018B1 (en) | 2000-02-15 |
CA2089113A1 (en) | 1993-08-11 |
AU654757B2 (en) | 1994-11-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2145952C1 (en) | Method for selective hydrogenation of highly unsaturated compounds in hydrocarbon streams | |
RU2120931C1 (en) | Method of selective hydrogenation of diolefins (versions) | |
KR100563577B1 (en) | Process for concurrent selective hydrogenation of acetylenes and 1,2 butadiene in hydrocarbon streams | |
US6169218B1 (en) | Selective hydrogenation of highly unsaturated compounds in hydrocarbon streams | |
US8227650B2 (en) | Process and catalyst for selective hydrogenation of dienes and acetylenes | |
US5321163A (en) | Multi-purpose catalytic distillation column and eterification process using same | |
KR100937081B1 (en) | Double bond hydroisomerization process | |
JP3973690B2 (en) | Etherification-Hydrogenation method | |
KR100732793B1 (en) | Process for the removal of methyl acetylene/propadiene from hydrocarbon streams | |
RU2220126C2 (en) | Device and method for hydrogenation | |
US6495732B1 (en) | Olefin isomerization process | |
EP1618082A2 (en) | Selective hydrogenation of acetylenes and dienes in a hydrocarbon stream | |
KR20070110017A (en) | Process for the selective hydrogenation of alkynes | |
DE19520389A1 (en) | Isomerisation of olefins to remove acetylenic cpds., | |
MXPA98000233A (en) | Improved process for selective hydrogenation of highly unsaturated compounds and isomerization of olefins in hydrocarbon currents |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110210 |