RU2727699C1 - Способ и устройство для производства пропена и c4 углеводорода - Google Patents

Способ и устройство для производства пропена и c4 углеводорода Download PDF

Info

Publication number
RU2727699C1
RU2727699C1 RU2019109292A RU2019109292A RU2727699C1 RU 2727699 C1 RU2727699 C1 RU 2727699C1 RU 2019109292 A RU2019109292 A RU 2019109292A RU 2019109292 A RU2019109292 A RU 2019109292A RU 2727699 C1 RU2727699 C1 RU 2727699C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reactor
regenerator
gaseous
catalyst
separator
Prior art date
Application number
RU2019109292A
Other languages
English (en)
Inventor
Тао Чжан
Мао Е
Чанцин ХЭ
Цзиньлин ЧЖАН
Сяньгао ВАН
Хайлун ТАН
Цзиньмин ЦЗЯ
Иньфэн ЧЖАО
Чжунминь ЛИУ
Original Assignee
Далянь Инститьют Оф Кемикал Физикс, Чайниз Академи Оф Сайенсез
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Далянь Инститьют Оф Кемикал Физикс, Чайниз Академи Оф Сайенсез filed Critical Далянь Инститьют Оф Кемикал Физикс, Чайниз Академи Оф Сайенсез
Application granted granted Critical
Publication of RU2727699C1 publication Critical patent/RU2727699C1/ru

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C1/00—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon
    • C07C1/20—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon starting from organic compounds containing only oxygen atoms as heteroatoms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • B01J8/26—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with two or more fluidised beds, e.g. reactor and regeneration installations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/90—Regeneration or reactivation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J38/00—Regeneration or reactivation of catalysts, in general
    • B01J38/04—Gas or vapour treating; Treating by using liquids vaporisable upon contacting spent catalyst
    • B01J38/12—Treating with free oxygen-containing gas
    • B01J38/30—Treating with free oxygen-containing gas in gaseous suspension, e.g. fluidised bed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J38/00—Regeneration or reactivation of catalysts, in general
    • B01J38/04—Gas or vapour treating; Treating by using liquids vaporisable upon contacting spent catalyst
    • B01J38/12—Treating with free oxygen-containing gas
    • B01J38/30—Treating with free oxygen-containing gas in gaseous suspension, e.g. fluidised bed
    • B01J38/32—Indirectly heating or cooling material within regeneration zone or prior to entry into regeneration zone
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1818—Feeding of the fluidising gas
    • B01J8/1827—Feeding of the fluidising gas the fluidising gas being a reactant
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1845—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with particles moving upwards while fluidised
    • B01J8/1863—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with particles moving upwards while fluidised followed by a downward movement outside the reactor and subsequently re-entering it
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1872—Details of the fluidised bed reactor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • B01J8/38—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it
    • B01J8/384—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it being subject to a circulatory movement only
    • B01J8/388—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it being subject to a circulatory movement only externally, i.e. the particles leaving the vessel and subsequently re-entering it
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C11/00—Aliphatic unsaturated hydrocarbons
    • C07C11/02—Alkenes
    • C07C11/06—Propene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C11/00—Aliphatic unsaturated hydrocarbons
    • C07C11/02—Alkenes
    • C07C11/08—Alkenes with four carbon atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
    • C07C2/86—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by condensation between a hydrocarbon and a non-hydrocarbon
    • C07C2/862—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by condensation between a hydrocarbon and a non-hydrocarbon the non-hydrocarbon contains only oxygen as hetero-atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C4/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a larger number of carbon atoms
    • C07C4/02—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a larger number of carbon atoms by cracking a single hydrocarbon or a mixture of individually defined hydrocarbons or a normally gaseous hydrocarbon fraction
    • C07C4/06—Catalytic processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C9/00—Aliphatic saturated hydrocarbons
    • C07C9/02—Aliphatic saturated hydrocarbons with one to four carbon atoms
    • C07C9/10—Aliphatic saturated hydrocarbons with one to four carbon atoms with four carbon atoms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
    • B01D45/12—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2529/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • C07C2529/82—Phosphates
    • C07C2529/84—Aluminophosphates containing other elements, e.g. metals, boron
    • C07C2529/85—Silicoaluminophosphates (SAPO compounds)
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/584—Recycling of catalysts
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P30/00—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
    • Y02P30/20—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry using bio-feedstock
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P30/00—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
    • Y02P30/40—Ethylene production

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

Предложено устройство для получения пропилена и C4 углеводородов из кислородсодержащих соединений, выбранных из метанола и диметилового эфира, содержащее быстрый реактор с псевдоожиженным слоем, содержащий оболочку реактора, n реакторных распределителей сырья, реакторный сепаратор 1 газообразной и твердой фаз, реакторный сепаратор 2 газообразной и твердой фаз, реакторный теплообменник, выпускное отверстие для газообразного продукта и реакторную отгоночную колонну, при этом нижняя часть быстрого реактора с псевдоожиженным слоем представляет собой зону плотной фазы, верхняя часть быстрого реактора с псевдоожиженным слоем представляет собой зону разбавленной фазы, n реакторных распределителей сырья расположены в зоне плотной фазы, реакторный теплообменник расположен внутри или за пределами оболочки реактора, реакторный сепаратор 1 газообразной и твердой фаз и реакторный сепаратор 2 газообразной и твердой фаз размещены за пределами оболочки реактора, впускное отверстие реакторного сепаратора 1 газообразной и твердой фаз соединено с подъемной трубой для регенерированного катализатора, выпускное отверстие для катализатора реакторного сепаратора 1 газообразной и твердой фаз расположено в нижней части зоны плотной фазы, выпускное отверстие для газа реакторного сепаратора 1 газообразной и твердой фаз расположено в зоне разбавленной фазы, впускное отверстие реакторного сепаратора 2 газообразной и твердой фаз расположено в зоне разбавленной фазы, выпускное отверстие для катализатора реакторного сепаратора 2 газообразной и твердой фаз размещено в зоне плотной фазы, выпускное отверстие для газа реакторного сепаратора 2 газообразной и твердой фаз соединено с выпускным отверстием для газообразного продукта, и реакторная отгоночная колонна проходит через оболочку реактора снаружи вовнутрь в нижней части быстрого реактора с псевдоожиженным слоем и открывается в зоне плотной фазы быстрого реактора с псевдоожиженным слоем, подъемную трубу для каталитического крекинга, при этом нижняя часть подъемной трубы для каталитического крекинга соединена с выпускным отверстием наклонной трубы для каталитического крекинга и оборудована впускным отверстием для углеводородов с пятью или более углеродными атомами, и выпускное отверстие подъемной трубы для каталитического крекинга соединено с зоной разбавленной фазы быстрого реактора с псевдоожиженным слоем, регенератор с псевдоожиженным слоем, содержащий оболочку регенератора, распределитель сырья регенератора, сепаратор газообразной и твердой фаз регенератора, теплообменник регенератора, выпускное отверстие для отходящего газа и отгоночную колонну регенератора, при этом нижняя часть регенератора с псевдоожиженным слоем представляет собой зону регенерации, верхняя часть регенератора с псевдоожиженным слоем представляет собой зону осаждения, распределитель сырья регенератора размещен в нижней части зоны регенерации, теплообменник регенератора размещен в зоне регенерации, сепаратор газообразной и твердой фаз регенератора размещен в зоне осаждения или за пределами оболочки регенератора, впускное отверстие сепаратора газообразной и твердой фаз регенератора расположено в зоне осаждения, выпускное отверстие для катализатора сепаратора газообразной и твердой фаз регенератора расположено в зоне регенерации, выпускное отверстие для газа сепаратора газообразной и твердой фаз регенератора соединено с выпускным отверстием для отходящего газа, и отгоночная колонна регенератора открывается в нижней части оболочки регенератора, при этом нижняя часть реакторной отгоночной колонны оборудована впускным отверстием реактора для отдувочного газа, нижняя часть реакторной отгоночной колонны соединена с впускным отверстием наклонной трубы для отработанного катализатора, скользящий клапан для отработанного катализатора расположен в наклонной трубе для отработанного катализатора, выпускное отверстие наклонной трубы для отработанного катализатора соединено с впускным отверстием подъемной трубы для отработанного катализатора, нижняя часть подъемной трубы для отработанного катализатора оборудована впускным отверстием для несущего газа для отработанного катализатора, и выпускное отверстие подъемной трубы для отработанного катализатора соединено с зоной осаждения регенератора с псевдоожиженным слоем, нижняя часть отгоночной колонны регенератора оборудована впускным отверстием регенератора для отдувочного газа, нижняя часть отгоночной колонны регенератора соединена с впускным отверстием наклонной трубы для регенерированного катализатора, скользящий клапан для регенерированного катализатора расположен в наклонной трубе для регенерированного катализатора, выпускное отверстие наклонной трубы для регенерированного катализатора соединено с впускным отверстием подъемной трубы для регенерированного катализатора, нижняя часть подъемной трубы для регенерированного катализатора оборудована впускным отверстием для несущего газа для регенерированного катализатора, и выпускное отверстие подъемной трубы для регенерированного катализатора соединено с впускным отверстием реакторного сепаратора 1 газообразной и твердой фаз, нижняя часть отгоночной колонны регенератора дополнительно соединена с впускным отверстием наклонной трубы для каталитического крекинга, и скользящий клапан для каталитического крекинга расположен в наклонной трубе для каталитического крекинга, причем n реакторных распределителей сырья расположены в зоне плотной фазы снизу вверх и 0<n<10, и катализатор содержит молекулярное сито SAPO. Также предложен способ получения пропилена и C4 углеводородов из кислородсодержащих соединений, выбранных из метанола и диметилового эфира, выполняемый в устройстве, которое описано выше. Технический результат - повышение селективности пропилена и С4 углеводородов, а также повышение скорости реакции алкилирования этилена в процессе получения пропилена и С4 углеводородов из метанола, за счет чего повышается производственная мощность реакции на единицу объёма. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 1 ил., 5 пр.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к области химического катализа, в частности, к способу и устройству для получения пропилена и С4 углеводородов из кислородсодержащих соединений.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Пропилен и бутадиен являются важными химическими сырьевыми материалами, которые обычно получают в результате крекинга нафты и парового крекинга. Основными источниками пропилена являются совместное производство этилена с пропиленом и побочный продукт нефтепереработки. Основным источником бутадиена является дальнейшая обработка С4 побочного продукта, полученного в процессе крекинга этилена. В последние годы быстро развиваются технологии превращения метанола в олефины (МТО), метанола в пропилен (МТР), дегидрирования этана с получением этилена и дегидрирования пропана с получением пропилена. В мировом производстве олефинов существует очевидная тенденция облегчения сырьевого материала, что приведет к дефициту ресурсов С4. Следовательно, для удовлетворения рыночного спроса необходимо разработать способ, позволяющий получать пропилен и С4 олефины с высокой селективностью.
В Германии компанией LURGI AG была разработана технология превращения метанола в олефин с применением неподвижного слоя (WO 2004/018089). Согласно этой технологии для проведения реакции превращения метанола в олефин в реакторе с неподвижным слоем использовали катализатор ZSM-5 на основе молекулярного сита от компании Sud-Chemie AG. Селективность пропилена приближалась к 70%, при этом побочными продуктами были этилен, сжиженный нефтяной газ и бензин.
Согласно технологии DMTO, разработанной Институтом химической физики в
Figure 00000001
(Dalian Institute of Chemical Physics), в качестве катализатора использовали молекулярное сито SAPO, реактор с плотнофазным циркулирующим псевдоожиженным слоем и водный раствор метанола в качестве сырьевого материала. Выход этилена и пропилена в продукте составлял примерно 80%, при этом в качестве побочных продуктов было получено более 10% С4 углеводородов.
В патенте CN 104098429 A раскрыт способ получения пропилена и С4 углеводородов из метанола в циркулирующем псевдоожиженном слое с применением катализатора ZSM-5. Особенности указанного способа состоят в том, что сырьевой материал метанол и большую часть C1, С2 и С5 углеводородов в продукте совместно направляют в реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем, при этом пропилен, С4 углеводороды, углеводороды С6 и выше и побочные продукты извлекают в виде конечных продуктов.
В патенте CN 101177374 B раскрыт способ получения олефинов из метанола или диметилового эфира. Предложенный способ включает превращение метанола или диметилового эфира, алкилирование этилена и метанола и каталитический крекинг компонентов, более тяжелых, чем С4. Катализатор 1 используют для превращения метанола или диметилового эфира и алкилирования этилена и метанола в одном реакторе и катализатор 2 используют для каталитического крекинга компонентов, более тяжелых, чем С4, в другом реакторе.
Способы, раскрытые в патентах CN 104098429 A и CN 101177374 B, имеют общую особенность, то есть селективность целевых продуктов (пропилена и С4) повышают за счет рециркуляции легких фракций (углеводородов с углеродным числом не более 2). Алкилирование этилена с помощью метанола является основной реакцией в реакции рециркуляции легких фракций, упомянутых выше.
Кислые катализаторы на основе молекулярного сита можно использовать как в реакции МТО (превращения метанола в олефины), так и при алкилировании олефинов. Однако скорость реакции МТО гораздо выше, чем скорость алкилирования олефинов. Авторы изобретения обнаружили, что свежий катализатор SAPO имеет высокую активность, которая более выгодна для алкилирования олефинов. После осаждения углерода катализатора скорость реакции алкилирования олефинов будет быстро уменьшаться.
Метанол представляет собой не только сырьевой материал для алкилирования олефинов, но также сырьевой материал для реакции МТО. Следовательно, алкилирование олефинов обязательно сопровождается реакцией МТО. Реакция МТО приведет к осаждению углерода и снижению активности катализатора, что, соответственно, будет замедлять алкилирование олефинов. Увеличение скорости алкилирования олефинов может уменьшить содержание легких фракций в газообразном продукте и, таким образом, производственная мощность реактора на единицу объема может быть увеличена.
Способы, раскрытые в патентах CN 104098429 A и CN 101177374 B, не относятся к конструкции реактора, не разъясняют режимы потока катализатора и сырьевого материала и распределение сырьевых материалов в реакторе. В способе, раскрытом в патенте CN 101177374 B, используют катализатор SAPO. Примеры показывают, что массовое отношение метанола к легким фракциям составляет 1:10-20. Таким образом, можно видеть, что содержание легких фракций является очень высоким, и производственная мощность реактора на единицу объема является очень низкой. Катализатор ZSM-5 используют в способе, раскрытом в патенте CN 104098429 A. Содержание углеводородов С6 и выше в продукте является относительно высоким. В указанном способе не раскрыто содержание легких фракций в газообразном продукте.
Получение пропилена и С4 углеводородов с помощью метанола и/или диметилового эфира в качестве сырьевых материалов обязательно приведет к одновременному получению некоторого количества углеводородов с 5 или более углеродными атомами. Углеводороды с 5 или более углеродными атомами имеют более низкую промышленную ценность и могут быть превращены посредством каталитического крекинга в этилен, пропилен, С4 углеводороды и т.п. в целях повышения селективности пропилена и С4-углеводородов.
Из приведенного выше анализа можно видеть, что основными реакциями для получения пропилена и С4 углеводородов из метанола являются реакция МТО и алкилирование олефинов. Соответственно, ключ к улучшению селективности пропилена и С4 углеводородов лежит в структуре катализатора и конструкции реактора. Избежание ингибирования реакции МТО для алкилирования олефинов путем оптимизации конструкции реактора является одним из важных способов улучшения экономических показателей превращения метанола в пропилен и С4-углеводороды.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
С учетом проблемы низкой скорости реакции алкилирования этилена в настоящем изобретении предложены новые способ и устройство для повышения скорости реакции алкилирования этилена в процессе получения пропилена и С4 углеводородов из метанола. Указанный способ, используемый в производстве пропилена и С4 углеводородов из кислородсодержащих соединений, имеет преимущества, состоящие в высоком выходе пропилена и С4 углеводородов и хороших производственных экономических показателях.
Для решения указанных выше задач в одном из аспектов настоящего изобретения предложено устройство для получения пропилена и С4 углеводородов из кислородсодержащих соединений, содержащее:
а) быстрый реактор (1) с псевдоожиженным слоем, содержащий оболочку (2) реактора, n реакторных распределителей (3-1~3-n) сырья, реакторный сепаратор 1 (4) газообразной и твердой фаз, реакторный сепаратор 2 (5) газообразной и твердой фаз, реакторный теплообменник (6), выпускное отверстие (7) для газообразного продукта и отгоночную колонну (8) реактора, при этом нижняя часть быстрого реактора (1) с псевдоожиженным слоем представляет собой зону плотной фазы, верхняя часть быстрого реактора (1) с псевдоожиженным слоем представляет собой зону разбавленной фазы, n реакторных распределителей (3-1~3-n) сырья расположены в зоне плотной фазы (предпочтительно, n реакторных распределителей сырья расположены в зоне плотной фазы снизу вверх и 0<n<10), реакторный теплообменник (6) расположен внутри или за пределами оболочки (2) реактора, реакторный сепаратор 1 (4) газообразной и твердой фаз и реакторный сепаратор 2 (5) газообразной и твердой фаз размещены за пределами оболочки (2) реактора, впускное отверстие реакторного сепаратора 1 (4) газообразной и твердой фаз соединено с подъемной трубой (24) для регенерированного катализатора, выпускное отверстие для катализатора реакторного сепаратора 1 (4) газообразной и твердой фаз расположено в нижней части зоны плотной фазы, выпускное отверстие для газа реакторного сепаратора 1 (4) газообразной и твердой фаз расположено в зоне разбавленной фазы, впускное отверстие реакторного сепаратора 2 (5) газообразной и твердой фаз расположено в зоне разбавленной фазы (предпочтительно, в верхней части оболочки (2) реактора), выпускное отверстие для катализатора реакторного сепаратора 2 (5) газообразной и твердой фаз размещено в зоне плотной фазы, выпускное отверстие для газа реакторного сепаратора 2 (5) газообразной и твердой фаз соединено с выпускным отверстием (7) для газообразного продукта и реакторная отгоночная колонна (8) проходит через оболочку (2) реактора снаружи вовнутрь в нижней части быстрого реактора (1) с псевдоожиженным слоем и открывается в зоне плотной фазы быстрого реактора (1) с псевдоожиженным слоем (предпочтительно, горизонтальная высота отверстия реакторной отгоночной колонны в оболочке реактора выше 1/10 высоты зоны плотной фазы);
b) подъемную трубу (28) для каталитического крекинга, нижняя часть подъемной трубы (28) для каталитического крекинга соединена с выпускным отверстием наклонной трубы (26) для каталитического крекинга и оборудована впускным отверстием для углеводородов с 5 или более углеродными атомами (29) и выпускное отверстие подъемной трубы (28) для каталитического крекинга соединено с зоной разбавленной фазы быстрого реактора (1) с псевдоожиженным слоем;
c) регенератор (14) с псевдоожиженным слоем, содержащий оболочку (15) регенератора, распределитель (16) сырья регенератора, сепаратор (17) газообразной и твердой фаз регенератора, теплообменник (18) регенератора, выпускное отверстие (19) для отходящего газа и отгоночную колонну (20) регенератора, при этом нижняя часть регенератора (14) с псевдоожиженным слоем представляет собой зону регенерации, верхняя часть регенератора (14) с псевдоожиженным слоем представляет собой зону осаждения, распределитель (16) сырья регенератора размещен в нижней части зоны регенерации, теплообменник (18) регенератора размещен в зоне регенерации, сепаратор (17) газообразной и твердой фаз регенератора размещен в зоне осаждения или за пределами оболочки (15) регенератора, впускное отверстие сепаратора (17) газообразной и твердой фаз регенератора расположено в зоне осаждения, выпускное отверстие для катализатора сепаратора (17) газообразной и твердой фаз регенератора расположено в зоне регенерации, выпускное отверстие для газа сепаратора (17) газообразной и твердой фаз регенератора соединено с выпускным отверстием (19) для отходящего газа и отгоночная колонна (20) регенератора открывается в нижней части оболочки (15) регенератора;
d) нижняя часть реакторной отгоночной колонны (8) оборудована впускным отверстием (9) реактора для отдувочного газа, нижняя часть реакторной отгоночной колонны (8) соединена с впускным отверстием наклонной трубы (10) для отработанного катализатора, скользящий клапан (11) для отработанного катализатора расположен в наклонной трубе (10) для отработанного катализатора, выпускное отверстие наклонной трубы (10) для отработанного катализатора соединено с впускным отверстием подъемной трубы (12) для отработанного катализатора, нижняя часть подъемной трубы (12) для отработанного катализатора оборудована впускным отверстием (13) для несущего газа для отработанного катализатора и выпускное отверстие подъемной трубы (12) для отработанного катализатора соединено с зоной осаждения регенератора (14) с псевдоожиженным слоем;
e) нижняя часть отгоночной колонны (20) регенератора оборудована впускным отверстием (21) регенератора для отдувочного газа, нижняя часть отгоночной колонны (20) регенератора соединена с впускным отверстием наклонной трубы (22) для регенерированного катализатора, скользящий клапан (23) для регенерированного катализатора расположен в наклонной трубе (22) для регенерированного катализатора, выпускное отверстие наклонной трубы (22) для регенерированного катализатора соединено с впускным отверстием подъемной трубы (24) для регенерированного катализатора, нижняя часть подъемной трубы (24) для регенерированного катализатора оборудована впускным отверстием (25) для несущего газа для регенерированного катализатора и выпускное отверстие подъемной трубы (24) для регенерированного катализатора соединено с впускным отверстием реакторного сепаратора 1 (4) газообразной и твердой фаз;
нижняя часть отгоночной колонны (20) регенератора дополнительно соединена с впускным отверстием наклонной трубы (26) для каталитического крекинга и скользящий клапан (27) для каталитического крекинга расположен в наклонной трубе для каталитического крекинга.
В другом аспекте настоящего изобретения предложен способ получения пропилена и С4 углеводородов из кислородсодержащих соединений, включающий:
a) подачу сырьевого материала, содержащего кислородсодержащее соединение, из n реакторных распределителей (3-1~3-n) сырья в зону плотной фазы быстрого реактора (1) с псевдоожиженным слоем и приведение сырьевого материала в контакт с катализатором с образованием потока, содержащего продукт в виде пропилена и С4 углеводородов и отработанный катализатор, содержащий углерод;
b) регенерацию отработанного катализатора с помощью регенератора (14) с псевдоожиженным слоем с получением регенерированного катализатора, при этом после разделения газообразной и твердой фаз с помощью реакторного сепаратора 1 (4) газообразной и твердой фаз часть регенерированного катализатора подают в нижнюю часть зоны плотной фазы быстрого реактора (1) с псевдоожиженным слоем, а другую часть регенерированного катализатора подают в подъемную трубу (28) для каталитического крекинга через наклонную трубу (26) для каталитического крекинга;
c) направление потока, выгружаемого из быстрого реактора (1) с псевдоожиженным слоем и содержащего продукт в виде пропилена и С4 углеводородов, в систему разделения продуктов с получением пропилена, С4 углеводородов, легких фракций, пропана и углеводородов с 5 или более углеродными атомами после разделения, при этом легкие фракции содержат более 90% масс. этилена и небольшое количество метана, этана, водорода, СО и СО2, возврат 70% масс. или более легких фракций из реакторного распределителя (3-1) сырья в самой нижней части быстрого реактора (1) с псевдоожиженным слоем в зону плотной фазы быстрого реактора (1) с псевдоожиженным слоем для взаимодействия этилена и кислородсодержащих соединений с осуществлением реакции алкилирования в присутствии катализатора с получением продукта, содержащего пропилен, и извлечение менее 30% масс. легких фракций в качестве побочного продукта;
d) подачу 80% масс. или более углеводородов с 5 или более углеродными атомами, выходящих из системы разделения продуктов, в подъемную трубу (28) для каталитического крекинга через впускное отверстие для углеводородов с 5 или более углеродными атомами (29), для приведения в контакт с параллельным потоком регенерированного катализатора, выходящим из наклонной трубы (26) для каталитического крекинга, для проведения реакции крекинга с образованием потока, содержащего пропилен и С4 углеводороды и углеродсодержащий катализатор, затем подачу потока, содержащего пропилен и С4 углеводороды и углеродсодержащий катализатор, в зону разбавленной фазы быстрого реактора (1) с псевдоожиженным слоем через выпускное отверстие подъемной трубы (28) для каталитического крекинга и извлечение менее 20% масс. углеводородов с 5 или более углеродными атомами в качестве побочного продукта.
Способ, предложенный в настоящем изобретении, предпочтительно выполняют с применением устройства для получения пропилена и С4 углеводородов из кислородсодержащих соединений согласно первому аспекту, при этом
отработанный катализатор проходит в зону осаждения регенератора (14) с псевдоожиженным слоем через реакторную отгоночную колонну (8), наклонную трубу (10) для отработанного катализатора, скользящий клапан (11) для отработанного катализатора и подъемную трубу (12) для отработанного катализатора;
регенерационное средство поступает в зону регенерации регенератора (14) с псевдоожиженным слоем из распределителя (16) сырья регенератора, регенерационное средство взаимодействует с отработанным катализатором с осуществлением кальцинирования с получением отходящего газа, содержащего СО и СО2, и регенерированного катализатора, при этом отходящий газ сбрасывают после удаления пыли с помощью сепаратора (17) газообразной и твердой фаз регенератора;
часть регенерированного катализатора проходит во впускное отверстие реакторного сепаратора 1 (4) газообразной и твердой фаз через отгоночную колонну (20) регенератора, наклонную трубу (22) для регенерированного катализатора, скользящий клапан (23) для регенерированного катализатора и подъемную трубу (24) для регенерированного катализатора и после разделения газообразной и твердой фаз поступает в нижнюю часть зоны плотной фазы быстрого реактора (1) с псевдоожиженным слоем; другая часть регенерированного катализатора проходит в подъемную трубу (28) для каталитического крекинга через отгоночную колонну (20) регенератора, наклонную трубу (26) для каталитического крекинга и скользящий клапан (27) для каталитического крекинга;
реакторный отдувочный газ поступает в реакторную отгоночную колонну (8) через впускное отверстие (9) реактора для отдувочного газа и вступает в контакт со встречным потоком отработанного катализатора и затем поступает в быстрый реактор (1) с псевдоожиженным слоем; несущий газ для отработанного катализатора поступает в подъемную трубу (12) для отработанного катализатора через впускное отверстие (13) для несущего газа для отработанного катализатора и вступает в контакт с параллельным потоком отработанного катализатора и затем поступает в зону осаждения регенератора (14) с псевдоожиженным слоем;
отдувочный газ регенератора поступает в отгоночную колонну (20) регенератора через впускное отверстие (21) регенератора для отдувочного газа и вступает в контакт с противоположным потоком регенерированного катализатора и затем поступает в регенератор (14) с псевдоожиженным слоем; несущий газ для регенерированного катализатора поступает в подъемную трубу (24) для регенерированного катализатора через впускное отверстие (25) для несущего газа для регенерированного катализатора и вступает в контакт с параллельным потоком регенерированного катализатора и затем поступает во впускное отверстие реакторного сепаратора 1 (4) газообразной и твердой фаз.
В настоящем изобретении основные особенности быстрого реактора с псевдоожиженным слоем состоят в том, что легкие фракции поступают из реакторного распределителя сырья в самой нижней части, кислородсодержащее соединение поступает из n реакторных распределителей сырья, соответственно, и регенерированный катализатор поступает непосредственно в нижнюю часть зоны плотной фазы. С одной стороны, в нижней части зоны плотной фазы катализатор имеет высокую активность, что является выгодным с точки зрения алкилирования этилена, пропилена и метанола; с другой стороны, из-за многостадийной подачи кислородсодержащих соединений удается избежать случая, когда большая часть реакций превращения кислородсодержащих соединений выполняется в небольшой области нижней части зоны плотной фазы, так что концентрация кислородсодержащих соединений является более равномерной в большей части зоны плотной фазы, что ослабляет ингибирование реакции МТО для алкилирования олефинов. Соответственно, в настоящем изобретении быстрый реактор с псевдоожиженным слоем может эффективно улучшать скорость реакции алкилирования олефинов, при этом производственная мощность реактора на единицу объема является высокой.
В настоящем изобретении основные особенности подъемной трубы для каталитического крекинга состоят в том, что выпускное отверстие подъемной трубы для каталитического крекинга непосредственно соединено с зоной разбавленной фазы быстрого реактора с псевдоожиженным слоем и подъемная труба для каталитического крекинга и быстрый реактор с псевдоожиженным слоем имеют общий сепаратор 2 газообразной и твердой фаз.
В настоящем изобретении регенератор с псевдоожиженным слоем предпочтительно представляет собой регенератор с турбулентным псевдоожиженным слоем.
В настоящем изобретении реакторный сепаратор 1 газообразной и твердой фаз, реакторный сепаратор 2 газообразной и твердой фаз и сепаратор газообразной и твердой фаз регенератора предпочтительно представляют собой циклонные сепараторы.
В способе получения пропилена и С4 углеводородов из кислородсодержащих соединений согласно настоящему изобретению в результате реакции МТО образуются этилен, пропилен и т.п., при этом при алкилировании олефинов расходуются этилен, пропилен и т.п. Поскольку скорость реакции алкилирования этилена является высокой, содержание легких фракций в газообразном продукте является низким и циркулирующее количество легких фракций является низким. В способе согласно настоящему изобретению циркулирующее количество легких фракций составляет от 5 до 40% масс. относительно подаваемого количества кислородсодержащего соединения.
В способе согласно настоящему изобретению в системе циркулируют углеводороды с 5 или более углеродными атомами, при этом циркулирующее количество углеводородов с 5 или более углеродными атомами составляет от 2 до 20% масс. относительно подаваемого количества кислородсодержащего соединения.
В способе согласно настоящему изобретению в системе циркулируют 70% масс. или более легких фракций и 80% масс. или более углеводородов с 5 или более углеродными атомами, при этом скорость высвобождения легких фракций и углеводородов с 5 или более углеродными атомами влияет на состав газообразного продукта в равновесном состоянии. В равновесном состоянии газообразный продукт состоит из от 20 до 50% масс. пропилена, от 15 до 40% масс. С4 углеводородов, от 10 до 45% масс. легких фракций, от 0 до 5% масс. пропана и от 5 до 20% масс. углеводородов с 5 или более углеродными атомами. Легкие фракции содержат более 90% масс., например >95% масс. этилена, при этом другие компоненты включают метан, этан, водород, СО и СО2.
Согласно предпочтительному варианту реализации катализатор содержит молекулярное сито SAPO, при этом указанный катализатор одновременно выполняет функции превращения метанола в олефины, алкилирования олефинов и каталитического крекинга.
Согласно предпочтительному варианту реализации содержание углерода в регенерированном катализаторе составляет менее 2% масс. и еще более предпочтительно содержание углерода в регенерированном катализаторе составляет менее 0,5% масс.
Согласно предпочтительному варианту реализации содержание углерода в отработанном катализаторе составляет от 5 до 12% масс. и еще более предпочтительно содержание углерода в отработанном катализаторе составляет от 5 до 10% масс.
Согласно предпочтительному варианту реализации условия реакции в зоне плотной фазы быстрого реактора (1) с псевдоожиженным слоем следующие: кажущаяся линейная скорость газа составляет от 1,0 м/с до 8,0 м/с, температура реакции составляет от 300°С до 550°С, давление реакции составляет от 100 кПа до 500 кПа и плотность слоя составляет от 50 кг/м3 до 500 кг/м3.
Согласно предпочтительному варианту реализации условия реакции в подъемной трубе (28) для каталитического крекинга следующие: кажущаяся линейная скорость газа составляет от 2,0 м/с до 10,0 м/с, температура реакции составляет от 400°С до 750°С, давление реакции составляет от 100 кПа до 500 кПа и плотность слоя составляет от 30 кг/м3 до 300 кг/м3.
Согласно предпочтительному варианту реализации условия реакции в зоне регенерации регенератора (14) с псевдоожиженным слоем следующие: кажущаяся линейная скорость газа составляет от 0,1 м/с до 2 м/с, температура регенерации составляет от 500°С до 750°С, давление регенерации составляет от 100 кПа до 500 кПа и плотность слоя составляет от 200 кг/м3 до 1200 кг/м3.
Согласно предпочтительному варианту реализации кислородсодержащее соединение представляет собой метанол и/или диметиловый эфир; и/или регенерационное средство представляет собой любое средство, выбранное из воздуха, воздуха с низким содержанием кислорода или водяного пара или их смеси; и/или реакторный отдувочный газ, отдувочный газ регенератора, несущий газ для отработанного катализатора и несущий газ для регенерированного катализатора представляют собой водяной пар или азот.
ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Фигура 1 представляет собой схему устройства для получения пропилена и С4 углеводородов из кислородсодержащих соединений согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения.
Ниже приведены позиционные обозначения на указанной фигуре:
1 - быстрый реактор с псевдоожиженным слоем;
2 - оболочка реактора;
3 - реакторные распределители (3-1~3-n) сырья;
4 - реакторный сепаратор 1 газообразной и твердой фаз;
5 - реакторный сепаратор 2 газообразной и твердой фаз;
6 - реакторный теплообменник;
7 - выпускное отверстие для газообразного продукта;
8 - реакторная отгоночная колонна;
9 - впускное отверстие реактора для отдувочного газа;
10 - наклонная труба для отработанного катализатора;
11 - скользящий клапан для отработанного катализатора;
12 - подъемная труба для отработанного катализатора;
13 - впускное отверстие для несущего газа для отработанного катализатора;
14 - регенератор с псевдоожиженным слоем;
15 - оболочка регенератора;
16 - распределитель сырья регенератора;
17 - сепаратор газообразной и твердой фаз регенератора;
18 - теплообменник регенератора;
19 - выпускное отверстие для отходящего газа;
20 - отгоночная колонна регенератора;
21 - впускное отверстие регенератора для отдувочного газа;
22 - наклонная труба для регенерированного катализатора;
23 - скользящий клапан для регенерированного катализатора;
24 - подъемная труба для регенерированного катализатора;
25 - впускное отверстие для несущего газа для регенерированного катализатора;
26 - наклонная труба для каталитического крекинга;
27 - скользящий клапан для каталитического крекинга;
28 - подъемная труба для каталитического крекинга;
29 - впускное отверстие для углеводородов с 5 или более углеродными атомами.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно конкретному варианту реализации схема устройства для получения пропилена и С4 углеводородов из кислородсодержащих соединений, предложенного в настоящем изобретении, показана на фиг. 1, на которой:
а) быстрый реактор (1) с псевдоожиженным слоем, содержащий оболочку (2) реактора, n реакторных распределителей (3-1~3-n) сырья, реакторный сепаратор 1 (4) газообразной и твердой фаз, реакторный сепаратор 2 (5) газообразной и твердой фаз, реакторный теплообменник (6), выпускное отверстие (7) для газообразного продукта и отгоночную колонну (8) реактора, при этом нижняя часть быстрого реактора с псевдоожиженным слоем представляет собой зону плотной фазы, верхняя часть быстрого реактора с псевдоожиженным слоем представляет собой зону разбавленной фазы, n реакторных распределителей (3-1~3-n) сырья расположены в зоне плотной фазы снизу вверх и 0<n<10, реакторный теплообменник (6) расположен внутри или за пределами оболочки (2) реактора, реакторный сепаратор 1 (4) газообразной и твердой фаз и реакторный сепаратор 2 (5) газообразной и твердой фаз размещены за пределами оболочки (2) реактора, впускное отверстие реакторного сепаратора 1 (4) газообразной и твердой фаз соединено с подъемной трубой (24) для регенерированного катализатора, выпускное отверстие для катализатора реакторного сепаратора 1 (4) газообразной и твердой фаз расположено в нижней части зоны плотной фазы, выпускное отверстие для газа реакторного сепаратора 1 (4) газообразной и твердой фаз расположено в зоне разбавленной фазы, впускное отверстие реакторного сепаратора 2 (5) газообразной и твердой фаз расположено в верхней части оболочки (2) реактора, выпускное отверстие для катализатора реакторного сепаратора 2 (5) газообразной и твердой фаз размещено в зоне плотной фазы, выпускное отверстие для газа реакторного сепаратора 2 (5) газообразной и твердой фаз соединено с выпускным отверстием (7) для газообразного продукта и впускное отверстие реакторной отгоночной колонны (8) находится в зоне плотной фазы быстрого реактора (1) с псевдоожиженным слоем, при этом горизонтальная высота указанного отверстия выше 1/10 высоты зоны плотной фазы;
b) подъемную трубу (28) для каталитического крекинга, нижняя часть подъемной трубы (28) для каталитического крекинга оборудована впускным отверстием для углеводородов с 5 или более углеродными атомами (29), выпускное отверстие подъемной трубы (28) для каталитического крекинга соединено с зоной разбавленной фазы быстрого реактора (1) с псевдоожиженным слоем, впускное отверстие подъемной трубы (28) для каталитического крекинга соединено с выпускным отверстием наклонной трубы (26) для каталитического крекинга, скользящий клапан (27) для каталитического крекинга расположен в наклонной трубе (26) для каталитического крекинга и впускное отверстие наклонной трубы (26) для каталитического крекинга соединено с отгоночной колонной (20) регенератора;
c) регенератор (14) с псевдоожиженным слоем, содержащий оболочку (15) регенератора, распределитель (16) сырья регенератора, сепаратор (17) газообразной и твердой фаз регенератора, теплообменник (18) регенератора, выпускное отверстие (19) для отходящего газа и отгоночную колонну (20) регенератора, при этом нижняя часть регенератора (14) с псевдоожиженным слоем представляет собой зону регенерации, верхняя часть регенератора (14) с псевдоожиженным слоем представляет собой зону осаждения, распределитель (16) сырья регенератора размещен в нижней части зоны регенерации, теплообменник (18) регенератора размещен в зоне регенерации, сепаратор (17) газообразной и твердой фаз регенератора размещен в зоне осаждения или за пределами оболочки (15) регенератора, впускное отверстие сепаратора (17) газообразной и твердой фаз регенератора расположено в зоне осаждения, выпускное отверстие для катализатора сепаратора (17) газообразной и твердой фаз регенератора расположено в зоне регенерации, выпускное отверстие для газа сепаратора (17) газообразной и твердой фаз регенератора соединено с выпускным отверстием (19) для отходящего газа и впускное отверстие отгоночной колонны (20) регенератора соединено с нижней частью оболочки (15) регенератора;
d) нижняя часть реакторной отгоночной колонны (8) оборудована впускным отверстием (9) реактора для отдувочного газа, нижняя часть реакторной отгоночной колонны (8) соединена с впускным отверстием наклонной трубы (10) для отработанного катализатора, скользящий клапан (11) для отработанного катализатора расположен в наклонной трубе (10) для отработанного катализатора, выпускное отверстие наклонной трубы (10) для отработанного катализатора соединено с впускным отверстием подъемной трубы (12) для отработанного катализатора, нижняя часть подъемной трубы (12) для отработанного катализатора оборудована впускным отверстием (13) для несущего газа для отработанного катализатора и выпускное отверстие подъемной трубы (12) для отработанного катализатора соединено с зоной осаждения регенератора (14) с псевдоожиженным слоем;
е) нижняя часть отгоночной колонны (20) регенератора оборудована впускным отверстием (21) регенератора для отдувочного газа, нижняя часть отгоночной колонны (20) регенератора соединена с впускным отверстием наклонной трубы (22) для регенерированного катализатора, скользящий клапан (23) для регенерированного катализатора расположен в наклонной трубе (22) для регенерированного катализатора, выпускное отверстие наклонной трубы (22) для регенерированного катализатора соединено с впускным отверстием подъемной трубы (24) для регенерированного катализатора, нижняя часть подъемной трубы (24) для регенерированного катализатора оборудована впускным отверстием (25) для несущего газа для регенерированного катализатора и выпускное отверстие подъемной трубы (24) для регенерированного катализатора соединено с впускным отверстием реакторного сепаратора 1 (4) газообразной и твердой фаз.
Согласно описанному выше варианту реализации регенератор (14) с псевдоожиженным слоем может представлять собой регенератор с турбулентным псевдоожиженным слоем; реакторный сепаратор 1 (4) газообразной и твердой фаз, реакторный сепаратор 2 (5) газообразной и твердой фаз и сепаратор (17) газообразной и твердой фаз регенератора могут представлять собой циклонные сепараторы.
Согласно конкретному варианту реализации предложенный в настоящем изобретении способ получения пропилена и С4 углеводородов из кислородсодержащих соединений включает следующие стадии:
a) подачу сырьевого материала, содержащего кислородсодержащие соединения, из n реакторных распределителей (3-1~3-n) сырья в зону плотной фазы быстрого реактора (1) с псевдоожиженным слоем и приведение сырьевого материала в контакт с катализатором с образованием потока, содержащего продукт в виде пропилена и С4 углеводородов и отработанный катализатор, содержащий углерод;
b) направление потока, выгружаемого из быстрого реактора (1) с псевдоожиженным слоем и содержащего продукт в виде пропилена и С4 углеводородов, в систему разделения продуктов с получением пропилена, С4 углеводородов, легких фракций, пропана и углеводородов с 5 или более углеродными атомами после разделения, при этом легкие фракции в основном представляют собой этилен с небольшим количеством метана, этана, водорода, СО и СО2, возврат 70% масс. или более легких фракций из реакторного распределителя (3-1) сырья в самой нижней части быстрого реактора (1) с псевдоожиженным слоем в зону плотной фазы быстрого реактора (1) с псевдоожиженным слоем для взаимодействия этилена и кислородсодержащих соединений с осуществлением реакции алкилирования в присутствии катализатора с получением продукта, содержащего пропилен, и извлечение менее 30% масс. легких фракций в качестве побочного продукта;
c) подачу 80% масс. или более углеводородов с 5 или более углеродными атомами, выходящих из системы разделения продуктов, в подъемную трубу (28) для каталитического крекинга через впускное отверстие для углеводородов с 5 или более углеродными атомами (29), для приведения в контакт с параллельным потоком регенерированного катализатора, выходящим из наклонной трубы (26) для каталитического крекинга, для проведения реакции крекинга с образованием потока, содержащего пропилен и С4 углеводороды и углеродсодержащий катализатор, затем подачу потока, содержащего пропилен и С4 углеводороды и углеродсодержащий катализатор, в зону разбавленной фазы быстрого реактора (1) с псевдоожиженным слоем через выпускное отверстие подъемной трубы (28) для каталитического крекинга и извлечение менее 20% масс. углеводородов с 5 или более углеродными атомами в качестве побочного продукта;
d) отработанный катализатор проходит в зону осаждения регенератора (14) с псевдоожиженным слоем через реакторную отгоночную колонну (8), наклонную трубу (10) для отработанного катализатора, скользящий клапан (11) для отработанного катализатора и подъемную трубу (12) для отработанного катализатора;
e) регенерационное средство поступает в зону регенерации регенератора (14) с псевдоожиженным слоем из распределителя (16) сырья регенератора, регенерационное средство взаимодействует с отработанным катализатором с осуществлением кальцинирования с получением отходящего газа, содержащего СО и СО2, и регенерированного катализатора, при этом отходящий газ сбрасывают после удаления пыли с помощью сепаратора (17) газообразной и твердой фаз регенератора;
f) часть регенерированного катализатора проходит во впускное отверстие реакторного сепаратора 1 (4) газообразной и твердой фаз через отгоночную колонну (20) регенератора, наклонную трубу (22) для регенерированного катализатора, скользящий клапан (23) для регенерированного катализатора и подъемную трубу (24) для регенерированного катализатора и после разделения газообразной и твердой фаз поступает в нижнюю часть зоны плотной фазы быстрого реактора (1) с псевдоожиженным слоем; другая часть регенерированного катализатора проходит в подъемную трубу (28) для каталитического крекинга через отгоночную колонну (20) регенератора, наклонную трубу (26) для каталитического крекинга и скользящий клапан (27) для каталитического крекинга;
g) реакторный отдувочный газ поступает в реакторную отгоночную колонну (8) через впускное отверстие (9) реактора для отдувочного газа и вступает в контакт со встречным потоком отработанного катализатора и затем поступает в быстрый реактор (1) с псевдоожиженным слоем; несущий газ для отработанного катализатора поступает в подъемную трубу (12) для отработанного катализатора через впускное отверстие (13) для несущего газа для отработанного катализатора и вступает в контакт с параллельным потоком отработанного катализатора и затем поступает в зону осаждения регенератора (14) с псевдоожиженным слоем;
h) отдувочный газ регенератора поступает в отгоночную колонну (20) регенератора через впускное отверстие (21) регенератора для отдувочного газа и вступает в контакт с противоположным потоком регенерированного катализатора и затем поступает в регенератор (14) с псевдоожиженным слоем; несущий газ для регенерированного катализатора поступает в подъемную трубу (24) для регенерированного катализатора через впускное отверстие (25) для несущего газа для регенерированного катализатора и вступает в контакт с параллельным потоком регенерированного катализатора и затем поступает во впускное отверстие реакторного сепаратора 1 (4) газообразной и твердой фаз.
Для лучшей иллюстрации настоящего изобретения и облегчения понимания технической схемы настоящего изобретения ниже приведены следующие сравнительные примеры и типичные, но не ограничивающие, примеры настоящего изобретения:
ПРИМЕР 1
Настоящий пример представляет собой сравнительный пример. Используют устройство, показанное на фигуре 1, но быстрый реактор (1) с псевдоожиженным слоем не содержит реакторный сепаратор 1 (4) газообразной и твердой фаз, а подъемная труба (24) для регенерированного катализатора непосредственно связана с зоной разбавленной фазы быстрого реактора (1) с псевдоожиженным слоем.
Быстрый реактор (1) с псевдоожиженным слоем содержит три реакторных распределителя (3-1~3-3) сырья, реакторный теплообменник (6) размещен за пределами оболочки (2) реактора и горизонтальная высота впускного отверстия реакторной отгоночной колонны (8) соответствует 2/3 высоты зоны плотной фазы. Условия реакции в зоне плотной фазы быстрого реактора (1) с псевдоожиженным слоем следующие: кажущаяся линейная скорость газа составляет примерно 3,0 м/с, температура реакции составляет примерно 400°С, давление реакции составляет примерно 150 кПа и плотность слоя составляет примерно 80 кг/м3.
Условия реакции в подъемной трубе (28) для каталитического крекинга следующие: кажущаяся линейная скорость газа составляет примерно 5,0 м/с, температура реакции составляет примерно 600°С, давление реакции составляет примерно 150 кПа и плотность слоя составляет примерно 50 кг/м3.
Условия реакции в зоне регенерации регенератора (14) с псевдоожиженным слоем следующие: кажущаяся линейная скорость газа составляет примерно 1,0 м/с, температура регенерации составляет примерно 650°С, давление регенерации составляет примерно 150 кПа и плотность слоя составляет примерно 350 кг/м3.
Катализатор содержит молекулярное сито SAPO. Содержание углерода в отработанном катализаторе составляет примерно 7% и содержание углерода в регенерированном катализаторе близко к 0,0% масс.
Кислородсодержащее соединение представляет собой метанол, а регенерационное средство представляет собой воздух; реакторный отдувочный газ, отдувочный газ регенератора, несущий газ для отработанного катализатора и несущий газ для регенерированного катализатора представляют собой водяной пар.
Циркулирующее количество легких фракций составляет 9% масс. относительно подаваемого количества метанола, при этом в системе циркулируют 45% масс. легких фракций. Циркулирующее количество углеводородов с 5 или более углеродными атомами составляет 9% масс. относительно подаваемого количества метанола, при этом в системе циркулируют 95% масс. углеводородов с 5 или более углеродными атомами.
Состав газообразного продукта, выгружаемого из быстрого реактора (1) с псевдоожиженным слоем следующий: 31% масс. пропилена, 20% масс. С4 углеводородов, 32% масс. легких фракций, 2% масс. пропана и 15% масс. углеводородов с 5 или более углеродными атомами. Легкие фракции содержат 98% масс. этилена и 2% масс. метана, этана, водорода, СО, СО2 и т.п.
Состав газообразного продукта, выгружаемого из системы разделения, следующий: 43% масс. пропилена, 28% масс. С4 углеводородов, 25% масс. легких фракций, 3% масс. пропана и 1% масс. углеводородов с 5 или более углеродными атомами.
ПРИМЕР 2
Используют устройство, показанное на фиг. 1. Быстрый реактор (1) с псевдоожиженным слоем содержит три реакторных распределителя (3-1~3-3) сырья, реакторный теплообменник (6) размещен за пределами оболочки (2) реактора, и горизонтальная высота впускного отверстия реакторной отгоночной колонны (8) соответствует 2/3 высоты зоны плотной фазы. Условия реакции в зоне плотной фазы быстрого реактора (1) с псевдоожиженным слоем следующие: кажущаяся линейная скорость газа составляет примерно 3,0 м/с, температура реакции составляет примерно 400°С, давление реакции составляет примерно 150 кПа и плотность слоя составляет примерно 80 кг/м3.
Условия реакции в подъемной трубе (28) для каталитического крекинга следующие: кажущаяся линейная скорость газа составляет примерно 5,0 м/с, температура реакции составляет примерно 600°С, давление реакции составляет примерно 150 кПа и плотность слоя составляет примерно 50 кг/м3.
Условия реакции в зоне регенерации регенератора (14) с псевдоожиженным слоем следующие: кажущаяся линейная скорость газа составляет примерно 1,0 м/с, температура регенерации составляет примерно 650°С, давление регенерации составляет примерно 150 кПа и плотность слоя составляет примерно 350 кг/м3.
Катализатор содержит молекулярное сито SAPO. Содержание углерода в отработанном катализаторе составляет примерно 7% и содержание углерода в регенерированном катализаторе близко к 0,0% масс.
Кислородсодержащее соединение представляет собой метанол и регенерационное средство представляет собой воздух; реакторный отдувочный газ, отдувочный газ регенератора, несущий газ для отработанного катализатора и несущий газ для регенерированного катализатора представляют собой водяной пар.
Циркулирующее количество легких фракций составляет 9% масс. относительно подаваемого количества метанола, при этом в системе циркулируют 90% масс. легких фракций. Циркулирующее количество углеводородов с 5 или более углеродными атомами составляет 9% масс. относительно подаваемого количества метанола, при этом в системе циркулируют 95% масс. углеводородов с 5 или более углеродными атомами.
Состав газообразного продукта, выгружаемого из быстрого реактора (1) с псевдоожиженным слоем следующий: 35% масс. пропилена, 31% масс. С4 углеводородов, 16% масс. легких фракций, 3% масс. пропана и 15% масс. углеводородов с 5 или более углеродными атомами. Легкие фракции содержат 97% масс. этилена и 3% масс. метана, этана, водорода, СО, СО2 и т.п.
Состав газообразного продукта, выгружаемого из системы разделения, следующий: 49% масс. пропилена, 44% масс. С4 углеводородов, 2% масс. легких фракций, 4% масс. пропана и 1% масс. углеводородов с 5 или более углеродными атомами.
Настоящий пример отличается от примера 1 (сравнительного примера) только тем, что регенерированный катализатор поступает в нижнюю часть быстрого реактора с псевдоожиженным слоем и вступает в контакт сначала с легкими фракциями, тогда как в примере 1 регенерированный катализатор поступает в зону разбавленной фазы быстрого реактора с псевдоожиженным слоем. При сравнении настоящего примера с примером 1 можно видеть, что скорость превращения легких фракций может быть значительно улучшена при приведении катализатора сначала в контакт с легкими фракциями. В настоящем примере легкие фракции, удаляемые из системы разделения, составляют только 8% от легких фракций в сравнительном примере. Следовательно, устройство согласно настоящему изобретению эффективно повышает скорость реакции алкилирования этилена.
ПРИМЕР 3
Настоящий пример представляет собой сравнительный пример. Используют устройство, показанное на фигуре 1, но наклонная труба (26) для каталитического крекинга, скользящий клапан (27) для каталитического крекинга и подъемная труба (28) для каталитического крекинга не включены. Углеводороды с 5 или более углеродными атомами не подвергают рециркуляции, но извлекают непосредственно в качестве побочного продукта.
Быстрый реактор (1) с псевдоожиженным слоем содержит четыре реакторных распределителя (3-1~3-4) сырья, реакторный теплообменник (6) размещен за пределами оболочки (2) реактора и горизонтальная высота впускного отверстия реакторной отгоночной колонны (8) соответствует 3/4 высоты зоны плотной фазы. Условия реакции в зоне плотной фазы быстрого реактора (1) с псевдоожиженным слоем следующие: кажущаяся линейная скорость газа составляет примерно 5,0 м/с, температура реакции составляет примерно 360°С, давление реакции составляет примерно 200 кПа и плотность слоя составляет примерно 50 кг/м3.
Условия реакции в зоне регенерации регенератора (14) с псевдоожиженным слоем следующие: кажущаяся линейная скорость газа составляет примерно 1,2 м/с, температура регенерации составляет примерно 700°С, давление регенерации составляет примерно 200 кПа и плотность слоя составляет примерно 300 кг/м3.
Катализатор содержит молекулярное сито SAPO. Содержание углерода в отработанном катализаторе составляет примерно 8% и содержание углерода в регенерированном катализаторе составляет примерно 0,1% масс.
Кислородсодержащее соединение представляет собой метанол и регенерационное средство представляет собой воздух; реакторный отдувочный газ, отдувочный газ регенератора, несущий газ для отработанного катализатора и несущий газ для регенерированного катализатора представляют собой водяной пар.
Циркулирующее количество легких фракций составляет 14% масс. относительно подаваемого количества метанола, при этом в системе циркулируют 90% масс. легких фракций.
Состав газообразного продукта, выгружаемого из быстрого реактора (1) с псевдоожиженным слоем следующий: 36% масс. пропилена, 29% масс. С4 углеводородов, 27% масс. легких фракций, 2% масс. пропана и 6% масс. углеводородов с 5 или более углеродными атомами. Легкие фракции содержат 96% масс. этилена и 4% масс. метана, этана, водорода, СО, СО2 и т.п.
Состав газообразного продукта, выгружаемого из системы разделения, следующий: 48% масс. пропилена, 38% масс. С4 углеводородов, 3% масс. легких фракций, 3% масс. пропана и 8% масс. углеводородов с 5 или более углеродными атомами.
ПРИМЕР 4
Используют устройство, показанное на фиг. 1. Быстрый реактор (1) с псевдоожиженным слоем содержит четыре реакторных распределителя (3-1~3-4) сырья, реакторный теплообменник (6) размещен за пределами оболочки (2) реактора и горизонтальная высота впускного отверстия реакторной отгоночной колонны (8) соответствует 3/4 высоты зоны плотной фазы. Условия реакции в зоне плотной фазы быстрого реактора (1) с псевдоожиженным слоем следующие: кажущаяся линейная скорость газа составляет примерно 5,0 м/с, температура реакции составляет примерно 360°С, давление реакции составляет примерно 200 кПа и плотность слоя составляет примерно 50 кг/м3.
Условия реакции в подъемной трубе (28) для каталитического крекинга следующие: кажущаяся линейная скорость газа составляет примерно 7,0 м/с, температура реакции составляет примерно 650°С, давление реакции составляет примерно 200 кПа и плотность слоя составляет примерно 40 кг/м3.
Условия реакции в зоне регенерации регенератора (14) с псевдоожиженным слоем следующие: кажущаяся линейная скорость газа составляет примерно 1,2 м/с, температура регенерации составляет примерно 700°С, давление регенерации составляет примерно 200 кПа и плотность слоя составляет примерно 300 кг/м3.
Катализатор содержит молекулярное сито SAPO. Содержание углерода в отработанном катализаторе составляет примерно 8% и содержание углерода в регенерированном катализаторе составляет примерно 0,1% масс.
Кислородсодержащее соединение представляет собой метанол и регенерационное средство представляет собой воздух; реакторный отдувочный газ, отдувочный газ регенератора, несущий газ для отработанного катализатора и несущий газ для регенерированного катализатора представляют собой водяной пар.
Циркулирующее количество легких фракций составляет 14% масс. относительно подаваемого количества метанола, при этом в системе циркулируют 90% масс. легких фракций. Циркулирующее количество углеводородов с 5 или более углеродными атомами составляет 9% масс. относительно подаваемого количества метанола, при этом в системе циркулируют 92% масс. углеводородов с 5 или более углеродными атомами.
Состав газообразного продукта, выгружаемого из быстрого реактора (1) с псевдоожиженным слоем следующий: 33% масс. пропилена, 26% масс. С4 углеводородов, 24% масс. легких фракций, 2% масс. пропана и 15% масс. углеводородов с 5 или более углеродными атомами. Легкие фракции содержат 96% масс. этилена и 4% масс. метана, этана, водорода, СО, СО2 и т.п.
Состав газообразного продукта, выгружаемого из системы разделения, следующий: 51% масс. пропилена, 40% масс. С4 углеводородов, 4% масс. легких фракций, 3% масс. пропана и 2% масс. углеводородов с 5 или более углеродными атомами.
Настоящий пример отличается от примера 3 (сравнительного примера) только тем, что углеводороды с 5 или более углеродными атомами подвергают рециркуляции. При сравнении настоящего примера с примером 3 можно видеть, что углеводороды с 5 или более углеродными атомами, выгружаемые из системы разделения, составляют в настоящем примере только 25% от углеводородов с 5 или более углеродными атомами в сравнительном примере. Следовательно, устройство согласно настоящему изобретению может эффективно превращать углеводороды с 5 или более углеродными атомами в пропилен и С4 углеводороды посредством каталитического крекинга.
ПРИМЕР 5
Используют устройство, показанное на фиг. 1. Быстрый реактор (1) с псевдоожиженным слоем содержит шесть реакторных распределителей (3-1~3-6) сырья, реакторный теплообменник (6) размещен внутри оболочки (2) реактора и горизонтальная высота впускного отверстия реакторной отгоночной колонны (8) соответствует 5/6 высоты зоны плотной фазы. Условия реакции в зоне плотной фазы быстрого реактора (1) с псевдоожиженным слоем следующие: кажущаяся линейная скорость газа составляет примерно 2,0 м/с, температура реакции составляет примерно 450°С, давление реакции составляет примерно 250 кПа и плотность слоя составляет примерно 100 кг/м3.
Условия реакции в подъемной трубе (28) для каталитического крекинга следующие: кажущаяся линейная скорость газа составляет примерно 7,0 м/с, температура реакции составляет примерно 700°С, давление реакции составляет примерно 250 кПа и плотность слоя составляет примерно 40 кг/м3.
Условия реакции в зоне регенерации регенератора (14) с псевдоожиженным слоем следующие: кажущаяся линейная скорость газа составляет примерно 1,5 м/с, температура регенерации составляет примерно 700°С, давление регенерации составляет примерно 250 кПа и плотность слоя составляет примерно 250 кг/м3.
Катализатор содержит молекулярное сито SAPO. Содержание углерода в отработанном катализаторе составляет примерно 9% и содержание углерода в регенерированном катализаторе составляет примерно 0,05% масс.
Кислородсодержащее соединение представляет собой диметиловый эфир и регенерационное средство представляет собой воздух с низким содержанием кислорода; реакторный отдувочный газ, отдувочный газ регенератора, несущий газ для отработанного катализатора и несущий газ для регенерированного катализатора представляют собой азот.
Циркулирующее количество легких фракций составляет 20% масс. относительно подаваемого количества диметилового эфира, при этом в системе циркулируют 95% масс. легких фракций. Циркулирующее количество углеводородов с 5 или более углеродными атомами составляет 13% масс. относительно подаваемого количества диметилового эфира, при этом в системе циркулируют 90% масс. углеводородов с 5 или более углеродными атомами.
Состав газообразного продукта, выгружаемого из быстрого реактора (1) с псевдоожиженным слоем следующий: 34% масс. пропилена, 26% масс. С4 углеводородов, 22% масс. легких фракций, 3% масс. пропана и 15% масс. углеводородов с 5 или более углеродными атомами. Легкие фракции содержат 96% масс. этилена и 4% масс. метана, этана, водорода, СО, СО2 и т.п.
Состав газообразного продукта, выгружаемого из системы разделения, следующий: 52% масс. пропилена, 40% масс. С4 углеводородов, 2% масс. легких фракций, 4% масс. пропана и 2% масс. углеводородов с 5 или более углеродными атомами.
Настоящее изобретение было подробно описано выше. Однако настоящее изобретение не ограничено конкретными вариантами реализации, описанными в настоящем документе. Понятно, что в пределах объема настоящего изобретения специалистами в данной области техники могут быть сделаны любые небольшие изменения и модификации. Объем настоящего изобретения ограничен прилагаемой формулой изобретения.

Claims (70)

1. Устройство для получения пропилена и C4 углеводородов из кислородсодержащих соединений, выбранных из метанола и диметилового эфира, содержащее:
быстрый реактор с псевдоожиженным слоем, содержащий оболочку реактора, n реакторных распределителей сырья, реакторный сепаратор 1 газообразной и твердой фаз, реакторный сепаратор 2 газообразной и твердой фаз, реакторный теплообменник, выпускное отверстие для газообразного продукта и реакторную отгоночную колонну,
при этом
нижняя часть быстрого реактора с псевдоожиженным слоем представляет собой зону плотной фазы,
верхняя часть быстрого реактора с псевдоожиженным слоем представляет собой зону разбавленной фазы,
n реакторных распределителей сырья расположены в зоне плотной фазы,
реакторный теплообменник расположен внутри или за пределами оболочки реактора,
реакторный сепаратор 1 газообразной и твердой фаз и реакторный сепаратор 2 газообразной и твердой фаз размещены за пределами оболочки реактора,
впускное отверстие реакторного сепаратора 1 газообразной и твердой фаз соединено с подъемной трубой для регенерированного катализатора,
выпускное отверстие для катализатора реакторного сепаратора 1 газообразной и твердой фаз расположено в нижней части зоны плотной фазы,
выпускное отверстие для газа реакторного сепаратора 1 газообразной и твердой фаз расположено в зоне разбавленной фазы,
впускное отверстие реакторного сепаратора 2 газообразной и твердой фаз расположено в зоне разбавленной фазы,
выпускное отверстие для катализатора реакторного сепаратора 2 газообразной и твердой фаз размещено в зоне плотной фазы,
выпускное отверстие для газа реакторного сепаратора 2 газообразной и твердой фаз соединено с выпускным отверстием для газообразного продукта, и
реакторная отгоночная колонна проходит через оболочку реактора снаружи вовнутрь в нижней части быстрого реактора с псевдоожиженным слоем и открывается в зоне плотной фазы быстрого реактора с псевдоожиженным слоем;
подъемную трубу для каталитического крекинга,
при этом
нижняя часть подъемной трубы для каталитического крекинга соединена с выпускным отверстием наклонной трубы для каталитического крекинга и оборудована впускным отверстием для углеводородов с пятью или более углеродными атомами, и
выпускное отверстие подъемной трубы для каталитического крекинга соединено с зоной разбавленной фазы быстрого реактора с псевдоожиженным слоем;
регенератор с псевдоожиженным слоем, содержащий оболочку регенератора, распределитель сырья регенератора, сепаратор газообразной и твердой фаз регенератора, теплообменник регенератора, выпускное отверстие для отходящего газа и отгоночную колонну регенератора,
при этом
нижняя часть регенератора с псевдоожиженным слоем представляет собой зону регенерации,
верхняя часть регенератора с псевдоожиженным слоем представляет собой зону осаждения,
распределитель сырья регенератора размещен в нижней части зоны регенерации,
теплообменник регенератора размещен в зоне регенерации,
сепаратор газообразной и твердой фаз регенератора размещен в зоне осаждения или за пределами оболочки регенератора,
впускное отверстие сепаратора газообразной и твердой фаз регенератора расположено в зоне осаждения,
выпускное отверстие для катализатора сепаратора газообразной и твердой фаз регенератора расположено в зоне регенерации,
выпускное отверстие для газа сепаратора газообразной и твердой фаз регенератора соединено с выпускным отверстием для отходящего газа, и
отгоночная колонна регенератора открывается в нижней части оболочки регенератора;
при этом
нижняя часть реакторной отгоночной колонны оборудована впускным отверстием реактора для отдувочного газа,
нижняя часть реакторной отгоночной колонны соединена с впускным отверстием наклонной трубы для отработанного катализатора,
скользящий клапан для отработанного катализатора расположен в наклонной трубе для отработанного катализатора,
выпускное отверстие наклонной трубы для отработанного катализатора соединено с впускным отверстием подъемной трубы для отработанного катализатора,
нижняя часть подъемной трубы для отработанного катализатора оборудована впускным отверстием для несущего газа для отработанного катализатора, и
выпускное отверстие подъемной трубы для отработанного катализатора соединено с зоной осаждения регенератора с псевдоожиженным слоем;
нижняя часть отгоночной колонны регенератора оборудована впускным отверстием регенератора для отдувочного газа,
нижняя часть отгоночной колонны регенератора соединена с впускным отверстием наклонной трубы для регенерированного катализатора,
скользящий клапан для регенерированного катализатора расположен в наклонной трубе для регенерированного катализатора,
выпускное отверстие наклонной трубы для регенерированного катализатора соединено с впускным отверстием подъемной трубы для регенерированного катализатора,
нижняя часть подъемной трубы для регенерированного катализатора оборудована впускным отверстием для несущего газа для регенерированного катализатора, и
выпускное отверстие подъемной трубы для регенерированного катализатора соединено с впускным отверстием реакторного сепаратора 1 газообразной и твердой фаз;
нижняя часть отгоночной колонны регенератора дополнительно соединена с впускным отверстием наклонной трубы для каталитического крекинга, и
скользящий клапан для каталитического крекинга расположен в наклонной трубе для каталитического крекинга,
причем n реакторных распределителей сырья расположены в зоне плотной фазы снизу вверх и 0<n<10, и
катализатор содержит молекулярное сито SAPO.
2. Устройство по п. 1, в котором горизонтальная высота отверстия реакторной отгоночной колонны в оболочке реактора выше 1/10 высоты зоны плотной фазы.
3. Устройство по п. 1, в котором подъемная труба для каталитического крекинга и быстрый реактор с псевдоожиженным слоем имеют общий сепаратор 2 газообразной и твердой фаз.
4. Устройство по п. 1, в котором регенератор с псевдоожиженным слоем представляет собой регенератор с турбулентным псевдоожиженным слоем.
5. Устройство по п. 1, в котором реакторный сепаратор 1 газообразной и твердой фаз, реакторный сепаратор 2 газообразной и твердой фаз и сепаратор газообразной и твердой фаз регенератора представляют собой циклонные сепараторы.
6. Способ получения пропилена и C4 углеводородов из кислородсодержащих соединений, выбранных из метанола и диметилового эфира, выполняемый в устройстве по п. 1, включающий:
подачу сырьевого материала, содержащего кислородсодержащее соединение, из n реакторных распределителей сырья в зону плотной фазы быстрого реактора с псевдоожиженным слоем и приведение сырьевого материала в контакт с катализатором с образованием потока, содержащего продукт в виде пропилена и C4 углеводородов и отработанный катализатор, содержащий углерод;
регенерацию отработанного катализатора с помощью регенератора с псевдоожиженным слоем с получением регенерированного катализатора, при этом после разделения газообразной и твердой фаз с помощью реакторного сепаратора 1 газообразной и твердой фаз часть регенерированного катализатора подают в нижнюю часть зоны плотной фазы быстрого реактора с псевдоожиженным слоем, а другую часть регенерированного катализатора подают в подъемную трубу для каталитического крекинга через наклонную трубу для каталитического крекинга;
направление потока, выгружаемого из быстрого реактора с псевдоожиженным слоем и содержащего продукт в виде пропилена и C4 углеводородов, в систему разделения продуктов с получением пропилена, C4 углеводородов, легких фракций, пропана и углеводородов с пятью или более углеродными атомами после разделения, при этом легкие фракции содержат более 90 мас.% этилена и небольшое количество метана, этана, водорода, CO и CO2, возврат 70 мас.% или более легких фракций из реакторного распределителя сырья в самой нижней части быстрого реактора с псевдоожиженным слоем в зону плотной фазы быстрого реактора с псевдоожиженным слоем для взаимодействия этилена и кислородсодержащих соединений с осуществлением реакции алкилирования в присутствии катализатора с получением продукта, содержащего пропилен, и извлечение менее 30 мас.% легких фракций в качестве побочного продукта;
подачу 80 мас.% или более углеводородов с пятью или более углеродными атомами, выходящих из системы разделения продуктов, в подъемную трубу для каталитического крекинга через впускное отверстие для углеводородов с пятью или более углеродными атомами для приведения в контакт с параллельным потоком регенерированного катализатора, выходящим из наклонной трубы для каталитического крекинга для проведения реакции крекинга с образованием потока, содержащего пропилен и C4 углеводороды и углеродсодержащий катализатор, затем подачу потока, содержащего пропилен и C4 углеводороды и углеродсодержащий катализатор, в зону разбавленной фазы быстрого реактора с псевдоожиженным слоем через выпускное отверстие подъемной трубы для каталитического крекинга и извлечение менее 20 мас.% углеводородов с пятью или более углеродными атомами в качестве побочного продукта.
7. Способ по п. 6, выполняемый путем применения устройства по любому из пп. 1-5, согласно которому
отработанный катализатор проходит в зону осаждения регенератора с псевдоожиженным слоем через реакторную отгоночную колонну, наклонную трубу для отработанного катализатора, скользящий клапан для отработанного катализатора и подъемную трубу для отработанного катализатора;
регенерационное средство поступает в зону регенерации регенератора с псевдоожиженным слоем из распределителя сырья регенератора, регенерационное средство взаимодействует с отработанным катализатором с осуществлением кальцинирования с получением отходящего газа, содержащего CO и CO2, и регенерированного катализатора, при этом отходящий газ сбрасывают после удаления пыли с помощью сепаратора газообразной и твердой фаз регенератора;
часть регенерированного катализатора проходит во впускное отверстие реакторного сепаратора 1 газообразной и твердой фаз через отгоночную колонну регенератора, наклонную трубу для регенерированного катализатора, скользящий клапан для регенерированного катализатора и подъемную трубу для регенерированного катализатора и поступает в нижнюю часть зоны плотной фазы быстрого реактора с псевдоожиженным слоем после разделения газообразной и твердой фаз;
другая часть регенерированного катализатора проходит в подъемную трубу для каталитического крекинга через отгоночную колонну регенератора, наклонную трубу для каталитического крекинга и скользящий клапан для каталитического крекинга;
реакторный отдувочный газ поступает в реакторную отгоночную колонну через впускное отверстие реактора для отдувочного газа и вступает в контакт со встречным потоком отработанного катализатора и затем поступает в быстрый реактор с псевдоожиженным слоем; несущий газ для отработанного катализатора поступает в подъемную трубу для отработанного катализатора через впускное отверстие для несущего газа для отработанного катализатора и вступает в контакт с параллельным потоком отработанного катализатора и затем поступает в зону осаждения регенератора с псевдоожиженным слоем;
отдувочный газ регенератора поступает в отгоночную колонну регенератора через впускное отверстие регенератора для отдувочного газа и вступает в контакт с противоположным потоком регенерированного катализатора и затем поступает в регенератор с псевдоожиженным слоем, несущий газ для регенерированного катализатора поступает в подъемную трубу для регенерированного катализатора через впускное отверстие для несущего газа для регенерированного катализатора и вступает в контакт с параллельным потоком регенерированного катализатора и затем поступает во впускное отверстие реакторного сепаратора 1 газообразной и твердой фаз,
причем n реакторных распределителей сырья расположены в зоне плотной фазы снизу вверх и 0<n<10, и
катализатор содержит молекулярное сито SAPO.
8. Способ по п. 6, согласно которому циркулирующее количество легких фракций составляет от 5 до 40 мас.% относительно подаваемого количества кислородсодержащего соединения.
9. Способ по п. 6, согласно которому циркулирующее количество углеводородов с пятью или более углеродными атомами составляет от 2 до 20 мас.% относительно подаваемого количества кислородсодержащего соединения.
10. Способ по п. 6, согласно которому содержание углерода в отработанном катализаторе составляет от 5 до 12 мас.%, и содержание углерода в регенерированном катализаторе составляет менее 2 мас.%.
11. Способ по п. 6, согласно которому кислородсодержащее соединение представляет собой метанол и/или диметиловый эфир, и/или регенерационное средство представляет собой любое средство, выбранное из воздуха, воздуха с низким содержанием кислорода или водяного пара или их смеси, и/или реакторный отдувочный газ, отдувочный газ регенератора, несущий газ для отработанного катализатора и несущий газ для регенерированного катализатора представляют собой водяной пар или азот.
12. Способ по п. 6, согласно которому условия реакции в зоне плотной фазы быстрого реактора с псевдоожиженным слоем следующие: кажущаяся линейная скорость газа составляет от 1,0 до 8,0 м/с, температура реакции составляет от 300 до 550°C, давление реакции составляет от 100 до 500 кПа, и плотность слоя составляет от 50 до 500 кг/м3, и/или условия реакции в подъемной трубе для каталитического крекинга следующие: кажущаяся линейная скорость газа составляет от 2,0 до 10,0 м/с, температура реакции составляет от 400 до 750°C, давление реакции составляет от 100 до 500 кПа, и плотность слоя составляет от 30 до 300 кг/м3, и/или условия реакции в зоне регенерации регенератора с псевдоожиженным слоем следующие: кажущаяся линейная скорость газа составляет от 0,1 до 2 м/с, температура регенерации составляет от 500 до 750°C, давление регенерации составляет от 100 до 500 кПа, и плотность слоя составляет от 200 до 1200 кг/м3.
RU2019109292A 2016-10-19 2016-10-19 Способ и устройство для производства пропена и c4 углеводорода RU2727699C1 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2016/102566 WO2018072142A1 (zh) 2016-10-19 2016-10-19 一种制备丙烯、c4烃类的方法及其装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2727699C1 true RU2727699C1 (ru) 2020-07-23

Family

ID=62018198

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019109292A RU2727699C1 (ru) 2016-10-19 2016-10-19 Способ и устройство для производства пропена и c4 углеводорода

Country Status (11)

Country Link
US (1) US10640433B2 (ru)
EP (1) EP3530641B1 (ru)
JP (1) JP6883099B2 (ru)
KR (1) KR102243318B1 (ru)
AU (1) AU2016427080B2 (ru)
BR (1) BR112019008081A2 (ru)
MY (1) MY195877A (ru)
RU (1) RU2727699C1 (ru)
SG (1) SG11201903494WA (ru)
WO (1) WO2018072142A1 (ru)
ZA (1) ZA201903064B (ru)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108794291B (zh) * 2017-04-27 2020-11-27 中国科学院大连化学物理研究所 甲醇和/或二甲醚与甲苯制对二甲苯联产低碳烯烃的流化床装置及方法
CN108786672B (zh) * 2017-04-27 2021-01-26 中国科学院大连化学物理研究所 甲醇和/或二甲醚与苯制对二甲苯联产低碳烯烃的方法
CN108786670B (zh) 2017-04-27 2021-01-26 中国科学院大连化学物理研究所 甲醇和/或二甲醚与甲苯制对二甲苯联产低碳烯烃的方法
CN116196850A (zh) * 2021-12-01 2023-06-02 中国石油天然气股份有限公司 一种石油烃催化转化制丙烯的装置和方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101177374A (zh) * 2006-11-07 2008-05-14 中国科学院大连化学物理研究所 一种由甲醇或二甲醚生产丙烯的方法
CN101260013A (zh) * 2008-04-24 2008-09-10 中国石油化工股份有限公司 含氧化合物制备低碳烯烃的方法
RU2487160C1 (ru) * 2012-03-26 2013-07-10 Борис Захарович Соляр Способ каталитического крекинга углеводородного сырья с высоким выходом легких олефинов и устройство для его осуществления
CN103804110A (zh) * 2012-11-13 2014-05-21 神华集团有限责任公司 有机含氧化合物制低碳烯烃与c5+烃催化裂解耦合工艺

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5914433A (en) * 1997-07-22 1999-06-22 Uop Lll Process for producing polymer grade olefins
US6455749B1 (en) 1997-10-03 2002-09-24 Exxonmobil Chemical Patents, Inc. Method for increasing light olefin yield by conversion of a heavy hydrocarbon fraction of a product to light olefins
US7232936B1 (en) * 2000-02-22 2007-06-19 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Conversion of oxygenate to olefins with staged injection of oxygenate
US6303839B1 (en) * 2000-06-14 2001-10-16 Uop Llc Process for producing polymer grade olefins
DE10233975A1 (de) 2002-07-25 2004-02-12 Lurgi Ag Vorrichtung zur Herstellung von Propylen aus Methanol
CN101348404B (zh) * 2007-07-18 2011-11-30 中国石油化工股份有限公司 甲醇或二甲醚转化过程中提高乙烯、丙烯收率的方法
CA2705072A1 (en) * 2007-11-19 2009-05-28 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Process for converting an oxygenate into an olefin-containing product, and reactor system
CN102463086B (zh) * 2010-11-17 2014-01-22 中国石油化工股份有限公司 联产低碳烯烃和对二甲苯的反应装置
CN103193574B (zh) * 2012-01-10 2015-01-07 中国石油化工股份有限公司 甲醇制低碳烯烃反应-再生装置的开车方法
US20140148631A1 (en) * 2012-07-03 2014-05-29 Shell Oil Company Process for preparing ethylene and/or propylene
CN104582842A (zh) * 2012-07-03 2015-04-29 国际壳牌研究有限公司 用于制备乙烯和/或丙烯的方法
CN104098429B (zh) 2013-04-12 2016-12-28 上海碧科清洁能源技术有限公司 一种利用循环流化床由甲醇制备丙烯、c4烃类的方法
WO2015081494A1 (zh) * 2013-12-03 2015-06-11 中国科学院大连化学物理研究所 一种用于甲醇和/或二甲醚制低碳烯烃的反应装置
DK3078651T3 (en) * 2013-12-03 2019-03-04 Dalian Inst Chem & Physics Cas PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF A LIGHT OLEFINE USING AN OXYGEN CONNECTED
CN104672045B (zh) * 2013-12-03 2016-06-08 中国科学院大连化学物理研究所 一种用于甲醇和/或二甲醚制低碳烯烃的反应装置
KR101864442B1 (ko) * 2013-12-03 2018-06-04 달리안 인스티튜트 오브 케미컬 피직스, 차이니즈 아카데미 오브 사이언시즈 산소 함유 화합물을 사용하여 저급 올레핀을 제조하는 방법 및 이를 사용하기 위한 장치
ES2807202T3 (es) * 2016-05-27 2021-02-22 Philip Morris Products Sa Método y aparato para enrollar una lámina de material de tabaco homogeneizado en una bobina

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101177374A (zh) * 2006-11-07 2008-05-14 中国科学院大连化学物理研究所 一种由甲醇或二甲醚生产丙烯的方法
CN101260013A (zh) * 2008-04-24 2008-09-10 中国石油化工股份有限公司 含氧化合物制备低碳烯烃的方法
RU2487160C1 (ru) * 2012-03-26 2013-07-10 Борис Захарович Соляр Способ каталитического крекинга углеводородного сырья с высоким выходом легких олефинов и устройство для его осуществления
CN103804110A (zh) * 2012-11-13 2014-05-21 神华集团有限责任公司 有机含氧化合物制低碳烯烃与c5+烃催化裂解耦合工艺

Also Published As

Publication number Publication date
EP3530641A1 (en) 2019-08-28
AU2016427080B2 (en) 2020-04-02
JP6883099B2 (ja) 2021-06-09
WO2018072142A1 (zh) 2018-04-26
US20190263730A1 (en) 2019-08-29
EP3530641B1 (en) 2024-01-24
US10640433B2 (en) 2020-05-05
EP3530641A4 (en) 2020-03-25
MY195877A (en) 2023-02-27
KR20190062545A (ko) 2019-06-05
BR112019008081A2 (pt) 2019-07-02
AU2016427080A1 (en) 2019-06-06
KR102243318B1 (ko) 2021-04-21
SG11201903494WA (en) 2019-05-30
ZA201903064B (en) 2020-09-30
JP2019535662A (ja) 2019-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2712274C1 (ru) Реактор с турбулентным псевдоожиженным слоем, устройство и способ, в котором используют кислородсодержащее соединение для производства пропена и c4 углеводорода
RU2722772C1 (ru) Быстрый реактор с псевдоожиженным слоем, устройство и способ, в котором используют кислородсодержащее соединение для производства пропена или с4 углеводорода
CN107961743B (zh) 一种由含氧化合物制备丙烯、c4烃类的快速流化床反应器、装置及方法
CN107961745B (zh) 一种由含氧化合物制备丙烯和c4烃类的湍动流化床反应器、装置及方法
RU2726483C1 (ru) Способ и устройство для производства пропена и c4 углеводорода
CN107961744B (zh) 一种制备丙烯、c4烃类的方法及其装置
RU2727699C1 (ru) Способ и устройство для производства пропена и c4 углеводорода
RU2742576C1 (ru) Устройство и способ получения пара-ксилола и совместного получения низших олефинов из метанола и/или диметилового эфира и бензола
RU2743135C1 (ru) Устройство с кипящим слоем и способ получения пара-ксилола и совместного получения низших олефинов из метанола и/или диметилового эфира и бензола
CN107963957B (zh) 一种制备丙烯和c4烃类的方法及其装置