RU2785504C2

RU2785504C2 - Dehydration process characterized by improved run time

Info

Publication number: RU2785504C2
Application number: RU2021111980A
Authority: RU
Inventors: Алан Е. ЦЕПЛА; Гэри А. ДЗЯБИС; Мануэла СЕРБАН; Руй Де МЕНЕЗЕС; Массимилиано КАНТАРЕЛЛИ
Original assignee: Юоп Ллк
Priority date: 2018-10-15
Filing date: 2019-10-14
Publication date: 2022-12-08

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: invention relates to a method for dehydration of hydrocarbons. For implementation of the method, a flow of hydrocarbon raw materials containing at least one paraffin is supplied to a dehydration installation containing a reactor with a movable layer with a radial flow. The flow of raw materials is brought into contact with a catalyst in the reactor in dehydration conditions, wherein a size of catalyst particles is in a normal operating range. Then, a flow of a product containing at least one olefin is removed from the reactor. Part of the catalyst is periodically removed, and the removed catalyst part is replaced with a fresh catalyst, while the reactor continues to operate. At the same time, a size of particles of the removed catalyst part is in a normal operating range within 25% of a nominal size of catalyst particles, the removed catalyst part is from 5 wt.% to 50 wt.% of the total amount of the catalyst in the dehydration installation.

EFFECT: reduction in a flow rate of raw materials for each unit of an olefin product; minimization of costs for a fresh catalyst, as well as preservation of a rate of production of the olefin product at a level close to the beginning of a production cycle during longer time with a slower decrease rate.

9 cl

Description

Предпосылки создания изобретенияPrerequisites for the creation of the invention

Дегидрирование углеводородов является важным процессом преобразования коммерческих углеводородов из-за существующего и растущего спроса на дегидрированные углеводороды для производства различных химических продуктов, таких как моющие средства, высокооктановые бензины, окисленные компоненты смеси бензина, фармацевтические продукты, пластмассы, синтетические каучуки и другие продукты, хорошо известные специалистам в данной области техники. Одним из примеров данного процесса является дегидрирование пропана для получения пропилена, который полимеризуют с получением материала, используемого в широком спектре продуктов, включая предметы бытового назначения, одежду, ковры, упаковку, а также аккумуляторы и бамперы машин. Другим примером данного процесса является дегидрирование изобутана для получения изобутилена, который можно полимеризовать с получением реагентов, придающих липкость для адгезивов, добавок с показателем вязкости для моторных масел и противоударных и антиокислительных присадок для пластмасс. Другим примером растущего спроса на изобутилен является получение кислородсодержащих компонентов смеси бензина, которые требуются государственными органами для снижения загрязнения воздуха от автомобильных выбросов.Hydrocarbon dehydrogenation is an important commercial hydrocarbon conversion process due to the existing and growing demand for dehydrogenated hydrocarbons for the production of various chemical products such as detergents, high octane gasolines, oxidized gasoline blends, pharmaceuticals, plastics, synthetic rubbers and other well known products. specialists in this field of technology. One example of this process is the dehydrogenation of propane to produce propylene, which is polymerized into a material used in a wide range of products, including household items, clothing, carpets, packaging, and batteries and car bumpers. Another example of this process is the dehydrogenation of isobutane to produce isobutylene, which can be polymerized to produce tackifiers for adhesives, viscosity index additives for motor oils, and impact and antioxidant additives for plastics. Another example of the growing demand for isobutylene is the production of oxygenated gasoline blends required by government agencies to reduce air pollution from vehicle emissions.

Специалисты в области обработки по преобразованию углеводородов хорошо разбираются в области получения олефинов посредством каталитического дегидрирования парафиновых углеводородов. Кроме того, выдано множество патентов, в которых рассматривается и обсуждается дегидрирование углеводородов в целом. Например, в патенте США № 4 430 517 (Imai et al.) описан способ дегидрирования и катализатор для использования в нем.Those skilled in the art of hydrocarbon conversion processing are well versed in the art of producing olefins by catalytic dehydrogenation of paraffinic hydrocarbons. In addition, many patents have been issued that deal with and discuss hydrocarbon dehydrogenation in general. For example, US Pat. No. 4,430,517 (Imai et al.) describes a dehydrogenation process and a catalyst for use therein.

Деактивация катализатора негативно влияет на производительность установок дегидрирования. Сетки реактора, содержащие слой катализатора в кольцевой области реактора, имеют тенденцию загрязняться углеродсодержащими побочными продуктами реакций дегидрирования. По мере деактивации катализатора в течение нескольких месяцев или лет эксплуатации рабочая температура катализатора повышается, и образование побочных продуктов ухудшается. Было отмечено, что скорость загрязнения имеет тенденцию к ускорению по мере старения катализатора. Это означает, что производительность установки дегидрирования снижается гораздо быстрее в последний год многолетнего цикла, чем в первый год.Catalyst deactivation adversely affects the performance of dehydrogenation units. Reactor gauzes containing a catalyst bed in the annular region of the reactor tend to become contaminated with carbonaceous by-products of dehydrogenation reactions. As the catalyst deactivates over several months or years of operation, the operating temperature of the catalyst rises and the formation of by-products deteriorates. It has been observed that the fouling rate tends to accelerate as the catalyst ages. This means that the capacity of the dehydrogenation plant declines much faster in the last year of a multi-year cycle than in the first year.

Загрязнение сеток также приводит к увеличению среднего давления в реакторе, что неблагоприятно для желаемых реакций дегидрирования, вызывая снижение преобразования при постоянной температуре на входе реактора. Поскольку реакции дегидрирования приводят к увеличению числа молей, на них отрицательно влияет повышение давления. В ходе типичного цикла наблюдается снижение производительности с течением времени, что традиционно связано с потерей активности катализатора. Однако более подробный анализ показывает, что только часть снижения производительности непосредственно связана с активностью катализатора, а профиль давления в реакторе является другим важным фактором. С течением времени во время работы увеличенный перепад давления в контуре циркуляции технологического газа, который обеспечивает циркуляцию реагентов через реактор дегидрирования, приводит к снижению максимальной степени преобразования пропана в желаемой реакцией дегидрирования при постоянных температурах на входе реактора. Это приводит к снижению скорости производства пропилена и увеличению количества пропана, потребляемого при производстве каждой тонны пропиленового продукта.The fouling of the gauzes also leads to an increase in the average pressure in the reactor, which is unfavorable for the desired dehydrogenation reactions, causing a decrease in conversion at a constant reactor inlet temperature. Since dehydrogenation reactions lead to an increase in the number of moles, they are negatively affected by an increase in pressure. During a typical cycle, there is a decrease in productivity over time, which is traditionally associated with the loss of catalyst activity. However, a more detailed analysis shows that only part of the performance degradation is directly related to the activity of the catalyst, and the pressure profile in the reactor is another important factor. Over time during operation, the increased pressure drop in the process gas circuit that circulates the reactants through the dehydrogenation reactor results in a decrease in the maximum conversion of propane to the desired dehydrogenation reaction at constant reactor inlet temperatures. This results in a slower propylene production rate and an increase in the amount of propane consumed in the production of each ton of propylene product.

Кроме того, сама деактивация катализатора также приводит к дополнительному снижению преобразования, требующему повышения рабочей температуры. Это приводит к увеличению расхода сырья вследствие термического крекинга, что приводит к снижению скорости производства олефинов. В результате этого скорость загрязнения сеток ускоряется, что в конечном итоге требует выключения установки дегидрирования для очистки сеток. Это отрицательно сказывается на экономических параметрах работы из-за потери производства и повышения стоимости техобслуживания.In addition, the deactivation of the catalyst itself also leads to an additional reduction in conversion, requiring an increase in operating temperature. This leads to an increase in the consumption of raw materials due to thermal cracking, which leads to a decrease in the rate of production of olefins. As a result, the rate of fouling of the meshes is accelerated, which ultimately requires the dehydrogenation unit to be turned off to clean the meshes. This adversely affects the economics of operation due to loss of production and increased maintenance costs.

Одним из решений по деактивации катализатора является замена всего запаса катализатора, но только после значительного снижения активности. Для снижения скорости загрязнения сеток и повышения производительности и снижения расхода пропана операторы чаще заменяют всю загрузку катализатора, прежде чем активность катализатора упадет ниже критического порогового значения, что приводит к неблагоприятным последствиям, описанным выше. Однако такой вариант приводит к повышению эксплуатационных расходов из-за более частой замены катализатора. Также обычной практикой является непрерывное удаление катализаторной пыли или разрушенных частиц из циркулирующего катализатора посредством промывки. Однако количество этих мелких частиц, удаляемых посредством промывки и впоследствии заменяемых свежим катализатором, слишком мало для поддержания активности катализатора выше критического порога, что приводит к неблагоприятным последствиям, описанным выше. Эту систему промывки оптимизируют для удаления частиц размером менее 75% от нормального/номинального размера частиц катализатора. В качестве примера промывка будет нацелена на удаление частиц, размер которых меньше или равен 1,2 мм, если номинальный размер частиц катализатора составляет 1,6 мм в диаметре.One solution for catalyst deactivation is to replace the entire stock of catalyst, but only after a significant reduction in activity. To reduce screen fouling rates and increase productivity and reduce propane consumption, operators are more likely to replace the entire catalyst load before catalyst activity falls below a critical threshold, resulting in the adverse effects described above. However, this option leads to increased operating costs due to more frequent replacement of the catalyst. It is also common practice to continuously remove catalyst dust or broken particles from the circulating catalyst by washing. However, the amount of these fine particles removed by washing and subsequently replaced by fresh catalyst is too small to keep the catalyst activity above a critical threshold, leading to the adverse effects described above. This flushing system is optimized to remove particles smaller than 75% of the normal/nominal catalyst particle size. By way of example, washing will aim to remove particles less than or equal to 1.2 mm if the nominal catalyst particle size is 1.6 mm in diameter.

Таким образом, желательно уменьшить загрязнение сеток и увеличить время между выключениями реактора.Thus, it is desirable to reduce grid fouling and increase the time between reactor shutdowns.

Краткое описание и подробное описание изобретенияBrief description and detailed description of the invention

В новом способе новый/свежий катализатор добавляют в установку дегидрирования и состарившийся катализатор удаляют из установки дегидрирования на непрерывной или полунепрерывной основе при работе установки дегидрирования. Одну или более замен катализатора в процессе работы выполняют с интервалами между последовательными выключениями реактора с целью снижения скорости загрязнения углеродсодержащим материалом и, следовательно, увеличения интервала между последовательными остановами. В отличие от способа предшествующего уровня техники новый способ не нацелен на удаление катализатора из-за малого размера частиц, а вместо этого удаляет катализатор в типичном/номинальном диапазоне размеров и заменяет его свежим/новым катализатором такого же размера.In the new process, new/fresh catalyst is added to the dehydrogenation unit and aged catalyst is removed from the dehydrogenation unit on a continuous or semi-continuous basis while the dehydrogenation unit is operating. One or more in-service catalyst changes are performed at intervals between successive shutdowns of the reactor in order to reduce the rate of carbonaceous material contamination and hence increase the interval between successive shutdowns. Unlike the prior art process, the new process does not aim to remove catalyst due to small particle size, but instead removes catalyst in the typical/nominal size range and replaces it with fresh/new catalyst of the same size.

Новый процесс экономично поддерживает запас катализатора дегидрирования выше уровня активности, достаточно высокого для обеспечения множества ценных преимуществ. Скорости загрязнения сеток реактора замедляются таким образом, чтобы увеличить время между выключениями и очисткой сеток реакторов. Преобразование, достигаемое с помощью катализатора с более высокой активностью, приводит к тому, что скорость получения олефинового продукта (например, пропилена или изобутилена) сохраняется на уровне, близком к началу производственного цикла, в течение более длительного времени с более медленной скоростью снижения. Катализатор с более высокой активностью также приводит к снижению расхода сырья для каждой единицы олефинового продукта. Это также сводит к минимуму затраты на свежий катализатор.The new process economically maintains the stock of dehydrogenation catalyst above an activity level high enough to provide many valuable benefits. The fouling rates of the reactor grids are slowed down in such a way as to increase the time between shutdowns and cleaning of the reactor grids. The conversion achieved with the higher activity catalyst results in the rate of production of the olefin product (eg propylene or isobutylene) being maintained near the start of the run for a longer time at a slower rate of decline. A higher activity catalyst also results in lower feedstock consumption for each unit of olefin product. It also minimizes fresh catalyst costs.

Часть катализатора, удаляемая и заменяемая свежим катализатором, обычно находится в диапазоне от 5% до 50% от общего количества катализатора в установке. Периодичность замены обычно находится в диапазоне от приблизительно каждых 45 дней до одного раза приблизительно каждые 180 дней. Периодичность замены за пределами этого диапазона либо неэффективна, либо менее экономична.The portion of the catalyst removed and replaced by fresh catalyst is typically in the range of 5% to 50% of the total amount of catalyst in the plant. Replacement intervals typically range from about every 45 days to once every about 180 days. Replacement intervals outside this range are either inefficient or less economical.

Приблизительно за 6–12 месяцев до запланированного выключения установки дегидрирования для регулярного техобслуживания и для полной замены катализатора замена катализатора прекращается. Это сокращает затраты на катализатор, одновременно позволяя оператору достигать требуемого времени до техобслуживания установки дегидрирования.Approximately 6-12 months before the scheduled dehydrogenation plant shutdown for regular maintenance and full catalyst replacement, catalyst replacement is stopped. This reduces catalyst costs while allowing the operator to reach the required time before maintenance of the dehydrogenation unit.

Ранняя замена катализатора снижает скорость загрязнения углеродсодержащим материалом и, следовательно, снижает скорость увеличения перепада давления на наружных сетках реактора. Поскольку перепад давления на наружных сетках расположенных ниже по потоку реакторов, как правило, определяет периодичность останова, это изменение позволяет увеличить время работы между последовательными остановами. Вместо использования произвольного падения выхода пропилена на проход (например, 5%) для определения срока службы катализатора периодичность замены катализатора определяют на основании достижения экономического оптимума.Early replacement of the catalyst reduces the rate of carbonaceous material fouling and therefore reduces the rate of increase in the pressure drop across the reactor outer wires. Since the pressure drop across the outer grids of downstream reactors typically determines the shutdown frequency, this change allows for longer run times between successive shutdowns. Instead of using an arbitrary drop in propylene yield per pass (eg, 5%) to determine catalyst life, catalyst change intervals are determined based on economic optimum.

В некоторых вариантах осуществления норма замены катализатора составляет от 10 до 20 мас.% всего запаса катализатора, заменяемого свежим катализатором каждые 60–120 рабочих дней. В некоторых вариантах осуществления 15 мас.% следует заменять каждые 90 рабочих дней. Эта норма приводит к поддержанию индекса активности катализатора в требуемом диапазоне, чтобы значительно замедлить скорости загрязнения сеток и на 20–100% увеличить время между выключениями для очистки сеток.In some embodiments, the catalyst replacement rate is 10 to 20 wt.% of the total inventory of catalyst replaced with fresh catalyst every 60 to 120 business days. In some embodiments, the implementation of 15 wt.% should be replaced every 90 working days. This rate leads to maintaining the catalyst activity index in the required range in order to significantly slow down the fouling rates of the grids and increase the time between shutdowns for cleaning the grids by 20–100%.

Заменяемый катализатор имеет размер частиц в нормальном рабочем диапазоне для данного конкретного катализатора. Под «размером частиц в нормальном рабочем диапазоне» понимается, что размер частиц находится в пределах 25% от номинального размера частиц катализатора или в пределах 20%, или в пределах 15%, или в пределах 10%, или в пределах 5%.The catalyst being replaced has a particle size in the normal operating range for that particular catalyst. By "particle size in the normal operating range" is meant that the particle size is within 25% of the nominal particle size of the catalyst, or within 20%, or within 15%, or within 10%, or within 5%.

Один аспект изобретения представляет собой способ дегидрирования и углеводородного сырья. В одном варианте осуществления способ включает в себя подачу потока углеводородного сырья, содержащего по меньшей мере один парафин, в установку дегидрирования, содержащую реактор с подвижным слоем. Поток сырья приводят в контакт с катализатором в реакторе в условиях дегидрирования, причем катализатор имеет размер частиц в нормальном рабочем диапазоне. Поток продукта, содержащий по меньшей мере один олефин, удаляют из реактора. Часть катализатора периодически удаляют и заменяют свежим катализатором при продолжении работы реактора, причем удаляемая часть катализатора имеет размер частиц в нормальном рабочем диапазоне.One aspect of the invention is a process for the dehydrogenation of hydrocarbon feedstocks. In one embodiment, the method includes feeding a hydrocarbon feed stream containing at least one wax to a dehydrogenation unit comprising a moving bed reactor. The feed stream is brought into contact with the catalyst in a reactor under dehydrogenation conditions, the catalyst having a particle size in the normal operating range. The product stream containing at least one olefin is removed from the reactor. A portion of the catalyst is periodically removed and replaced with fresh catalyst as the reactor continues to operate, with the portion of catalyst removed having a particle size in the normal operating range.

В некоторых вариантах осуществления удаляемая часть катализатора составляет от 5 мас.% до 50 мас.% от общего количества катализатора в установке дегидрирования.In some embodiments, the portion of the catalyst removed is from 5 wt.% to 50 wt.% of the total amount of catalyst in the dehydrogenation unit.

В некоторых вариантах осуществления часть катализатора удаляют в соответствии с заданным временным графиком.In some embodiments, a portion of the catalyst is removed in accordance with a predetermined time schedule.

В некоторых вариантах осуществления удаляемая и заменяемая часть катализатора составляет от 10 мас.% до 20 мас.% от общего количества катализатора в установке дегидрирования.In some embodiments, the part of the catalyst to be removed and replaced is from 10 wt.% to 20 wt.% of the total amount of catalyst in the dehydrogenation unit.

В некоторых вариантах осуществления катализатор удаляют и заменяют каждые 60–120 дней эксплуатации.In some embodiments, the catalyst is removed and replaced every 60-120 days of operation.

В некоторых вариантах осуществления удаление части катализатора и замену удаляемой части катализатора свежим катализатором останавливают в заданное время до запланированного выключения реактора.In some embodiments, the removal of the catalyst portion and the replacement of the removed catalyst portion with fresh catalyst is stopped at a predetermined time prior to the scheduled shutdown of the reactor.

В некоторых вариантах осуществления заданное время составляет от 6 до 12 месяцев до запланированного выключения реактора.In some embodiments, the target time is 6 to 12 months prior to a scheduled shutdown of the reactor.

В некоторых вариантах осуществления время работы реактора увеличивается на по меньшей мере 20% по сравнению с временем работы реактора без удаления части катализатора и замены удаляемой части катализатора свежим катализатором.In some embodiments, the reactor run time is increased by at least 20% compared to the reactor run time without removing a portion of the catalyst and replacing the removed portion of the catalyst with fresh catalyst.

В некоторых вариантах осуществления удаляемую часть катализатора определяют одним или более из следующего: измерение скорости получения по меньшей мере одного олефина; измерение скорости расхода углеводородного сырья; измерение стоимости заменяемого свежего катализатора; измерение снижения температуры в реакторе; или измерение концентрации по меньшей мере одного парафина и/или по меньшей мере одного олефина на выходе из реактора.In some embodiments, the portion of catalyst removed is determined by one or more of the following: measuring the rate of production of at least one olefin; measuring the rate of consumption of hydrocarbon raw materials; measuring the cost of fresh catalyst to be replaced; measuring the temperature drop in the reactor; or measuring the concentration of at least one paraffin and/or at least one olefin at the outlet of the reactor.

В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает в себя по меньшей мере одно из следующего: определение значения по меньшей мере одного параметра процесса и генерирование сигнала или данных по результатам определения; генерирование и передача сигнала; или генерирование и передача данных.In some embodiments, the method further includes at least one of the following: determining a value of at least one process parameter and generating a signal or data from the results of the determination; signal generation and transmission; or generating and transmitting data.

Другой аспект изобретения представляет собой способ дегидрирования углеводородного сырья. В одном варианте осуществления способ включает: подачу потока углеводородного сырья, содержащего по меньшей мере один парафин, в установку дегидрирования, содержащую реактор с подвижным слоем; приведение потока сырья в контакт с катализатором в реакторе в условиях дегидрирования; удаление потока продукта, содержащего по меньшей мере один олефин, из установки дегидрирования; и периодическое удаление от 5 мас.% до 50 мас.% от общего количества катализатора в реакторе каждые 60–120 дней эксплуатации и замену удаленного катализатора свежим катализатором при продолжении работы реактора.Another aspect of the invention is a process for the dehydrogenation of hydrocarbon feedstocks. In one embodiment, the method includes: feeding a hydrocarbon feed stream containing at least one paraffin into a dehydrogenation unit comprising a moving bed reactor; bringing the feed stream into contact with the catalyst in the reactor under dehydrogenation conditions; removing the product stream containing at least one olefin from the dehydrogenation unit; and periodically removing from 5 wt.% to 50 wt.% of the total amount of catalyst in the reactor every 60-120 days of operation and replacing the removed catalyst with fresh catalyst when the reactor continues to operate.

В некоторых вариантах осуществления удаляемую часть катализатора определяют одним или более из следующего: измерение скорости получения по меньшей мере одного олефина; измерение скорости расхода углеводородного сырья; или измерение стоимости заменяемого свежего катализатора.In some embodiments, the portion of catalyst removed is determined by one or more of the following: measuring the rate of production of at least one olefin; measuring the rate of consumption of hydrocarbon raw materials; or measuring the cost of fresh catalyst to be replaced.

Другой аспект изобретения представляет собой способ дегидрирования углеводородного сырья. В одном варианте осуществления способ включает: подачу потока углеводородного сырья, содержащего по меньшей мере один парафин, в установку дегидрирования, содержащую реактор с подвижным слоем; приведение потока сырья в контакт с катализатором в реакторе в условиях дегидрирования; удаление из реактора потока продукта, содержащего по меньшей мере один олефин; и периодическое удаление от 10 мас.% до 20 мас.% от общего количества катализатора установке дегидрирования каждые 60–120 дней эксплуатации и замену удаленного катализатора свежим катализатором при продолжении работы реактора.Another aspect of the invention is a process for the dehydrogenation of hydrocarbon feedstocks. In one embodiment, the method includes: feeding a hydrocarbon feed stream containing at least one paraffin into a dehydrogenation unit comprising a moving bed reactor; bringing the feed stream into contact with the catalyst in the reactor under dehydrogenation conditions; removing from the reactor a product stream containing at least one olefin; and periodically removing from 10 wt.% to 20 wt.% of the total amount of catalyst in the dehydrogenation unit every 60-120 days of operation and replacing the removed catalyst with fresh catalyst while continuing to operate the reactor.

В некоторых вариантах осуществления удаление части катализатора и замену удаляемой части катализатора свежим катализатором останавливают за 6–12 месяцев до запланированного выключения реактора.In some embodiments, the removal of a portion of the catalyst and the replacement of the removed portion of the catalyst with fresh catalyst is stopped 6-12 months prior to the scheduled shutdown of the reactor.

Другой аспект изобретения представляет собой способ дегидрирования углеводородного сырья. В одном варианте осуществления способ включает: подачу потока углеводородного сырья, содержащего по меньшей мере один парафин, в установку дегидрирования, содержащую реактор с подвижным слоем; приведение потока сырья в контакт с катализатором в реакторе в условиях дегидрирования; удаление из реактора потока продукта, содержащего по меньшей мере один олефин; периодическое удаление части катализатора из реактора и замену удаленного катализатора свежим катализатором при продолжении работы реактора; определение значения одного или более из расхода потока сырья или расхода продукта; передачу одного или более из расхода потока сырья или расхода продукта в процессор; анализ одного или более из расхода потока сырья или расхода продукта для определения степени активности; анализ степени активности и стоимости катализатора для определения по меньшей мере одного из количества катализатора для удаления и замены или времени инициирования удаления и замены катализатора; и доведение удаляемой и заменяемой части катализатора до определенного количества катализатора, или удаление и замена катализатора в определенное время.Another aspect of the invention is a process for the dehydrogenation of hydrocarbon feedstocks. In one embodiment, the method includes: feeding a hydrocarbon feed stream containing at least one paraffin into a dehydrogenation unit comprising a moving bed reactor; bringing the feed stream into contact with the catalyst in the reactor under dehydrogenation conditions; removing from the reactor a product stream containing at least one olefin; periodically removing a portion of the catalyst from the reactor and replacing the removed catalyst with fresh catalyst while continuing to operate the reactor; determining the value of one or more of the raw material flow rate or the product flow rate; transferring one or more of the feed flow rate or product flow rate to the processor; analysis of one or more of the flow rate of the feedstock or the flow rate of the product to determine the degree of activity; analyzing the degree of activity and cost of the catalyst to determine at least one of the amount of catalyst to remove and replace or the time to initiate the removal and replacement of the catalyst; and bringing the removed and replaced part of the catalyst to a certain amount of catalyst, or removing and replacing the catalyst at a certain time.

Дегидрирование парафиновых углеводородов хорошо известно специалистам в области переработки углеводородов. Дегидрируемые углеводороды приводят в контакт с описанной выше каталитической композицией в зоне дегидрирования, поддерживаемой в условиях дегидрирования. Такое приведение в контакт может осуществляться в системе с неподвижным слоем катализатора, в системе с подвижным слоем катализатора, в системе с псевдоожиженным слоем и т. д. или в режиме периодического действия. Установка дегидрирования может содержать один или более отдельных реакторов с нагревательным устройством между ними для обеспечения возможности поддержания желаемой температуры реакции на входе в каждый реактор. Установка дегидрирования может также включать в себя зону регенерации для регенерации отработанного катализатора и оборудование для переноса катализатора, такое как трубопроводы, сосуды и зоны. Углеводород может приводиться в контакт со слоем катализатора восходящим, нисходящим или радиальным потоком. Радиальный поток углеводорода через слой катализатора предпочтителен для промышленных реакторов. Углеводород может находиться в жидкой фазе, смешанной парожидкостной фазе или в паровой фазе при контакте с катализатором.The dehydrogenation of paraffinic hydrocarbons is well known to those skilled in the art of hydrocarbon processing. The hydrocarbons to be dehydrogenated are brought into contact with the catalyst composition described above in a dehydrogenation zone maintained under dehydrogenation conditions. Such contacting can be carried out in a fixed bed system, in a moving bed system, in a fluidized bed system, etc., or in a batch mode. The dehydrogenation unit may comprise one or more separate reactors with a heating device in between to enable the desired reaction temperature to be maintained at the inlet to each reactor. The dehydrogenation unit may also include a regeneration zone for regenerating spent catalyst and catalyst transfer equipment such as pipelines, vessels and zones. The hydrocarbon may be brought into contact with the catalyst bed in ascending, descending or radial flow. Radial hydrocarbon flow through the catalyst bed is preferred for industrial reactors. The hydrocarbon may be in a liquid phase, a mixed vapor-liquid phase, or in a vapor phase when in contact with a catalyst.

Углеводороды, которые могут быть дегидрированы, включают в себя дегидрируемые углеводороды, имеющие от 2 до 30 или более атомов углерода, включая парафины, алкилароматические соединения, нафтены и олефины. Одной группой углеводородов, которые могут быть дегидрированы с помощью катализатора, является группа нормальных парафинов, имеющих от 2 до 30 или более атомов углерода. Катализатор особенно полезен для дегидрирования парафинов, имеющих от 2 до 15 или более атомов углерода, до соответствующих моноолефинов, или для дегидрирования моноолефинов, имеющих от 3 до 15 или более атомов углерода, до соответствующих диолефинов. Катализатор особенно полезен при дегидрировании парафинов C₂–C₆, преимущественно пропана и бутанов, до моноолефинов.Hydrocarbons that can be dehydrogenated include dehydrogenated hydrocarbons having 2 to 30 or more carbon atoms, including paraffins, alkylaromatics, naphthenes, and olefins. One group of hydrocarbons that can be dehydrogenated with a catalyst is the group of normal paraffins having 2 to 30 or more carbon atoms. The catalyst is particularly useful for dehydrogenating paraffins having 2 to 15 or more carbon atoms to the corresponding monoolefins, or for dehydrogenating monoolefins having 3 to 15 or more carbon atoms to the corresponding diolefins. The catalyst is particularly useful in the dehydrogenation of C ₂ -C ₆ paraffins, predominantly propane and butanes, to monoolefins.

Условия дегидрирования включают температуру от 400 до 900°C, абсолютное давление от 0,01 до 10 атмосфер и часовую объемную скорость жидкости (LHSV — англ.: liquid hourly space velocity) от 0,1 до 100 ч⁻¹. Как правило, для нормальных парафинов чем ниже молекулярная масса, тем выше температура, необходимая для сопоставимого преобразования. Давление в зоне дегидрирования поддерживается на максимально низком уровне в соответствии с ограничениями оборудования для максимизации преимуществ химического равновесия.Dehydrogenation conditions include a temperature of 400 to 900°C, an absolute pressure of 0.01 to 10 atmospheres, and a liquid hourly space velocity (LHSV) of 0.1 to 100 h ⁻¹ . As a general rule, for normal paraffins, the lower the molecular weight, the higher the temperature required for a comparable conversion. The pressure in the dehydrogenation zone is kept as low as possible within the limits of the equipment to maximize the benefits of chemical equilibrium.

Поток продукта из зоны дегидрирования обычно будет содержать непреобразованные дегидрируемые углеводороды, водород и продукты реакций дегидрирования. Этот поток продукта, как правило, охлаждают и подают в зону отделения водорода для отделения обогащенной водородом паровой фазы от обогащенной углеводородами жидкой фазы. Как правило, обогащенную углеводородами жидкую фазу дополнительно разделяют с помощью подходящего селективного адсорбента, селективного растворителя, селективной реакции или реакций, или с помощью подходящей схемы фракционирования. Непреобразованные дегидрируемые углеводороды извлекают, и они могут быть возвращены в зону дегидрирования. Продукты реакций дегидрирования извлекают в виде конечных продуктов или промежуточных продуктов при получении других соединений.The product stream from the dehydrogenation zone will typically contain unconverted dehydrogenated hydrocarbons, hydrogen, and dehydrogenation reaction products. This product stream is typically cooled and fed to a hydrogen separation zone to separate the hydrogen-rich vapor phase from the hydrocarbon-rich liquid phase. Typically, the hydrocarbon-rich liquid phase is further separated by a suitable selective adsorbent, selective solvent, selective reaction or reactions, or by a suitable fractionation scheme. The unconverted dehydrogenated hydrocarbons are recovered and may be returned to the dehydrogenation zone. The products of the dehydrogenation reactions are recovered as end products or intermediates in the preparation of other compounds.

Дегидрируемые углеводороды могут быть смешаны с материалом разбавителя до, во время или после подачи в зону дегидрирования. Материал разбавителя может представлять собой водород, пар, метан, этан, диоксид углерода, азот, аргон и т.п. или их смесь. Водород и пар являются предпочтительными разбавителями. Обычно, когда в качестве разбавителя применяют водород или пар, его используют в количествах, достаточных для обеспечения молярного соотношения разбавителя к углеводороду от 0,1 : 1 до 40 : 1, причем оптимальные результаты достигаются, когда диапазон молярного соотношения составляет от 0,4 : 1 до 10 : 1. Поток разбавителя, подаваемый в зону дегидрирования, как правило, представляет собой рециркулирующий разбавитель, отделенный от продукта из зоны дегидрирования в зоне разделения.The hydrocarbons to be dehydrogenated may be mixed with the diluent material before, during, or after being fed into the dehydrogenation zone. The diluent material may be hydrogen, steam, methane, ethane, carbon dioxide, nitrogen, argon, and the like. or their mixture. Hydrogen and steam are the preferred diluents. Typically, when hydrogen or steam is used as the diluent, it is used in amounts sufficient to provide a molar ratio of diluent to hydrocarbon from 0.1:1 to 40:1, with optimal results obtained when the molar ratio ranges from 0.4: 1 to 10:1. The diluent stream fed to the dehydrogenation zone is typically recycle diluent separated from the product from the dehydrogenation zone in the separation zone.

Можно применять комбинацию разбавителей, таких как пар с водородом. Когда водород является основным разбавителем, вода или материал, который разлагается в условиях дегидрирования с образованием воды, такой как, например, спирт, альдегид, простой эфир или кетон, может добавляться в зону дегидрирования непрерывно или периодически в количестве, достаточном для получения, рассчитанном на основе эквивалентной воды, от 1 до 20000 массовых частей на миллион потока углеводородного сырья. Добавление воды от 1 до 10 000 массовых частей на миллион дает оптимальные результаты, когда дегидрируемые парафины имеют от 6 до 30 или более атомов углерода.A combination of diluents such as steam with hydrogen may be used. When hydrogen is the main diluent, water or a material that decomposes under dehydrogenation conditions to form water, such as, for example, an alcohol, an aldehyde, an ether, or a ketone, may be added to the dehydrogenation zone continuously or intermittently in an amount sufficient to produce the calculated based on equivalent water, from 1 to 20,000 mass parts per million of the hydrocarbon feed stream. The addition of water from 1 to 10,000 mass parts per million gives optimal results when the dehydrogenated paraffins have from 6 to 30 or more carbon atoms.

Дегидрирование углеводородов представляет собой эндотермический процесс. В системе, в которой используется только катализатор дегидрирования, как правило, необходимо добавлять перегретый пар в различных точках процесса или периодически удалять и повторно нагревать реакционный поток между слоями катализатора. Были разработаны некоторые способы, в которых используется двухкаталитическая система с отдельными слоями или реакторами катализаторов дегидрирования или селективного окисления. Назначением катализаторов селективного окисления является избирательное окисление водорода, полученного в результате реакции дегидрирования, кислородом, добавленным в зону окисления с выделением тепла внутри процесса. Выделяющееся тепло, как правило, является достаточным для достижения реакционной смесью желаемых температур дегидрирования на следующем этапе дегидрирования. Данный способ может быть реализован в этой ранее упомянутой системе. При использовании такого способа данный катализатор будет включать в себя по меньшей мере катализатор дегидрирования с другим конкретным катализатором, используемым для выполнения реакции окисления.The dehydrogenation of hydrocarbons is an endothermic process. In a system using only a dehydrogenation catalyst, it is generally necessary to add superheated steam at various points in the process, or periodically remove and reheat the reaction stream between catalyst beds. Several processes have been developed that use a dual catalyst system with separate beds or reactors of dehydrogenation or selective oxidation catalysts. The purpose of selective oxidation catalysts is to selectively oxidize the hydrogen produced by the dehydrogenation reaction with oxygen added to the oxidation zone, releasing heat within the process. The heat generated is generally sufficient for the reaction mixture to reach the desired dehydrogenation temperatures in the next dehydrogenation step. This method can be implemented in this previously mentioned system. When using such a method, this catalyst will include at least a dehydrogenation catalyst with another specific catalyst used to carry out the oxidation reaction.

На этапе селективного окисления, если он используется, применяется водород, который был получен на этапе дегидрирования способа, для подачи тепла в следующую реакционную секцию дегидрирования. Для этого сначала в реактор вводят кислородсодержащий газ, предпочтительно в точке, смежной с секцией селективного окислительного катализатора. Кислород в кислородсодержащем газе необходим для окисления водорода, содержащегося в реакционном потоке. Примеры кислородсодержащих газов, которые можно использовать для осуществления селективного окисления присутствующего водорода, включают в себя воздух, кислород или воздух или кислород, разбавленные другими газами, такими как пар, диоксид углерода, и инертными газами, такими как азот, аргон, гелий и т.п. Количество кислорода, которое вводят в контакт с технологическим потоком, может находиться в диапазоне от 0,01 : 1 до 2 : 1 молей кислорода на моль водорода, содержащегося в технологическом потоке, в точке, в которой кислород добавляют в технологический поток. В реакции селективного окисления технологический поток, содержащий непрореагировавший дегидрируемый углеводород, дегидрированный углеводород и водород, взаимодействует с кислородом в присутствии катализатора селективного парового окисления/дегидрирования, в котором водород избирательно окисляется с получением воды и тепловой энергии с очень малым количеством кислорода, взаимодействующего с углеводородами.The selective oxidation step, if used, uses the hydrogen that was produced in the dehydrogenation step of the process to supply heat to the next dehydrogenation reaction section. To do this, an oxygen-containing gas is first introduced into the reactor, preferably at a point adjacent to the selective oxidation catalyst section. The oxygen in the oxygen-containing gas is needed to oxidize the hydrogen contained in the reaction stream. Examples of oxygen-containing gases that can be used to selectively oxidize the hydrogen present include air, oxygen, or air or oxygen diluted with other gases such as steam, carbon dioxide, and inert gases such as nitrogen, argon, helium, etc. P. The amount of oxygen contacted with the process stream may be in the range of 0.01:1 to 2:1 moles of oxygen per mole of hydrogen contained in the process stream at the point at which oxygen is added to the process stream. In a selective oxidation reaction, a process stream containing unreacted dehydrogenated hydrocarbon, dehydrogenated hydrocarbon and hydrogen is reacted with oxygen in the presence of a selective steam oxidation/dehydrogenation catalyst in which hydrogen is selectively oxidized to produce water and thermal energy with very little oxygen reacting with hydrocarbons.

Катализатор селективного парового окисления/дегидрирования может представлять собой катализатор, подходящий для селективного окисления водорода в присутствии углеводородов. Пример такого катализатора описан в патенте США № 4418237. Альтернативно катализатор, используемый на стадии селективного окисления, может быть идентичен катализатору, используемому на этапе дегидрирования. Такие катализаторы или способы их применения описаны в патентах США № 4613715 и 3670044.The selective steam oxidation/dehydrogenation catalyst may be a catalyst suitable for the selective oxidation of hydrogen in the presence of hydrocarbons. An example of such a catalyst is described in US Pat. No. 4,418,237. Alternatively, the catalyst used in the selective oxidation step may be identical to the catalyst used in the dehydrogenation step. Such catalysts or methods of using them are described in US Pat. Nos. 4,613,715 and 3,670,044.

Кислородсодержащий реагент можно добавлять в данный процесс различными способами, например, путем смешивания кислорода с относительно холодным потоком углеводородного сырья или с паровым разбавителем, или его можно добавлять непосредственно в реактор независимо от поступающих углеводородов или парового разбавителя. Кроме того, кислородсодержащий реагент может быть добавлен в одну или более точек в реактор таким образом, чтобы свести к минимуму локальные концентрации кислорода относительно водорода для распределения полезного повышения температуры, вызванного селективным окислением водорода, по всей длине установки дегидрирования. Применение множества точек нагнетания сводит к минимуму возможность локального накопления концентрации кислорода относительно количества водорода, тем самым сводя к минимуму возможность нежелательной реакции кислородсодержащего газа с углеводородами сырья или продукта.The oxygen-containing reactant can be added to the process in a variety of ways, for example, by mixing oxygen with a relatively cold hydrocarbon feed stream or with a diluent vapor, or it can be added directly to the reactor independently of the incoming hydrocarbons or diluent vapor. In addition, the oxygen containing reactant may be added at one or more points in the reactor in such a manner as to minimize local concentrations of oxygen relative to hydrogen in order to distribute the beneficial temperature increase caused by the selective oxidation of hydrogen along the entire length of the dehydrogenation unit. The use of multiple injection points minimizes the possibility of local accumulation of oxygen concentration relative to the amount of hydrogen, thereby minimizing the possibility of an undesirable reaction of oxygen-containing gas with feed or product hydrocarbons.

В некоторых способах поток углеводородного сырья, содержащий по меньшей мере один парафин, подают в установку дегидрирования, содержащую реактор с подвижным слоем. Поток сырья приводят в контакт с катализатором в реакторе в условиях дегидрирования, и поток продукта, содержащий по меньшей мере один олефин, удаляют из реактора. Часть катализатора в реакторе периодически удаляют, а удаленный катализатор заменяют свежим катализатором при продолжении работы реактора. Определяют одно или более из расхода потока сырья или расхода продукта. Одно или более из расхода потока сырья или расхода продукта передают в процессор. Для определения степени активности анализирует одно или более из расхода потока сырья или расхода продукта. Анализируют степень активности и стоимость катализатора для определения по меньшей мере одного из количества катализатора для удаления и замены или времени для инициирования удаления и замены катализатора. Удаляемую и заменяемую часть катализатора доводят до определенного количества катализатора или катализатор удаляют и заменяют в определенное время.In some methods, a hydrocarbon feed stream containing at least one wax is fed to a dehydrogenation unit containing a moving bed reactor. The feed stream is brought into contact with the catalyst in the reactor under dehydrogenation conditions, and the product stream containing at least one olefin is removed from the reactor. A portion of the catalyst in the reactor is periodically removed, and the removed catalyst is replaced with fresh catalyst while the reactor continues to operate. One or more of the feed flow rate or the product flow rate is determined. One or more of the feed flow rate or product flow rate is passed to the processor. One or more of the feed flow rate or product flow rate is analyzed to determine the degree of activity. Analyze the degree of activity and cost of the catalyst to determine at least one of the amount of catalyst to remove and replace or time to initiate removal and replacement of the catalyst. The part of the catalyst to be removed and replaced is adjusted to a certain amount of catalyst, or the catalyst is removed and replaced at a certain time.

Степень преобразования в каждом реакторе можно измерить и/или определить, контролируя сырье и продукт (например, пропан и пропилен) на каждом входе и/или выходе реактора. Альтернативно или дополнительно может быть измерена температура на выходе реактора в каждом реакторе и/или может быть измерен перепад температур в каждом реакторе. В другом альтернативном варианте осуществления можно контролировать перепад давлений в каждом реакторе для определения скорости загрязнения сеток. Эти сигналы и/или данные, а также дополнительные сигналы и/или данные, могут быть отправлены на процессор; оптимальное количество и время добавления свежего катализатора в систему могут быть определены с помощью одного или более алгоритмов. Операторы могут обеспечивать оптимальное количество и/или время изменения вручную, или система может автоматически изменять заданное значение в системе добавления и удаления катализатора путем изменения выходных сигналов клапанов катализатора для регулировки периодичности и/или количества удаления катализатора и добавления свежего катализатора.The degree of conversion in each reactor can be measured and/or determined by monitoring the feed and product (eg, propane and propylene) at each inlet and/or outlet of the reactor. Alternatively or additionally, the reactor outlet temperature in each reactor may be measured and/or the temperature difference in each reactor may be measured. In another alternative embodiment, the pressure drop across each reactor can be monitored to determine the fouling rate of the gauzes. These signals and/or data, as well as additional signals and/or data, may be sent to the processor; the optimal amount and timing of adding fresh catalyst to the system can be determined using one or more algorithms. Operators can provide the optimal amount and/or timing of the change manually, or the system can automatically change the setpoint in the catalyst addition and removal system by changing catalyst valve outputs to adjust the frequency and/or amount of catalyst removal and fresh catalyst addition.

Конкретные варианты осуществленияSpecific Embodiments

Хотя приведенное ниже описание относится к конкретным вариантам осуществления, следует понимать, что настоящее описание предназначено для иллюстрации, а не ограничения объема предшествующего описания и прилагаемой формулы изобретения.While the following description refers to specific embodiments, it should be understood that the present description is intended to be illustrative and not to limit the scope of the foregoing description and the appended claims.

Первый вариант осуществления изобретения представляет собой способ дегидрирования углеводородного сырья, включающий подачу потока углеводородного сырья, содержащего по меньшей мере один парафин, в установку дегидрирования, содержащую реактор с подвижным слоем; приведение потока сырья в контакт с катализатором в реакторе в условиях дегидрирования, причем размер частиц катализатора находится в нормальном рабочем диапазоне; удаление из реактора потока продукта, содержащего по меньшей мере один олефин; и периодическое удаление части катализатора и замена удаляемой части катализатора свежим катализатором при продолжении работы реактора, причем размер частиц удаляемой части катализатора находится в нормальном рабочем диапазоне. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых удаляемая часть катализатора составляет от 5 мас.% до 50 мас.% от общего количества катализатора в установке дегидрирования. Вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых часть катализатора удаляют в соответствии с заданным временным графиком. Вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых удаляемая и заменяемая часть катализатора составляет от 10 мас.% до 20 мас.% от общего количества катализатора в установке дегидрирования. Вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых катализатор удаляют и заменяют каждые 60–120 дней эксплуатации. Вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых удаление части катализатора и замену удаляемой части катализатора свежим катализатором, останавливают в заданное время до запланированного выключения реактора. Вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых заданное время составляет от 6 до 12 месяцев до запланированного выключения реактора. Вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых время работы реактора увеличивается на по меньшей мере 20% по сравнению с временем работы реактора без удаления части катализатора и замены удаляемой части катализатора свежим катализатором. Вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых удаляемую часть катализатора определяют одним или более из следующего: измерение скорости получения по меньшей мере одного олефина; измерение скорости расхода углеводородного сырья; измерение стоимости заменяемого свежего катализатора; измерение снижения температуры в реакторе; или измерение концентрации по меньшей мере одного парафина и/или по меньшей мере одного олефина на выходе из реактора. Вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, дополнительно включающих по меньшей мере одно из следующего: определение значения по меньшей мере одного параметра процесса и генерирование сигнала или данных по результатам определения; генерирование и передача сигнала; или генерирование и передача данных.The first embodiment of the invention is a process for the dehydrogenation of a hydrocarbon feed comprising: supplying a hydrocarbon feed stream containing at least one paraffin to a dehydrogenation unit comprising a moving bed reactor; bringing the feed stream into contact with the catalyst in the reactor under dehydrogenation conditions, wherein the particle size of the catalyst is in the normal operating range; removing from the reactor a product stream containing at least one olefin; and periodically removing a portion of the catalyst and replacing the removed portion of the catalyst with fresh catalyst while continuing the operation of the reactor, and the particle size of the removed portion of the catalyst is in the normal operating range. An embodiment of the invention is one, any or all of the previous embodiments presented in this section, up to the first embodiment presented in this section, in which the removed part of the catalyst is from 5 wt.% to 50 wt.% of the total catalyst in the dehydrogenation unit. An embodiment of the present invention is one, any or all of the previous embodiments presented in this section, up to the first embodiment presented in this section, in which a portion of the catalyst is removed in accordance with a predetermined time schedule. An embodiment of the present invention is one, any or all of the previous embodiments presented in this section, up to the first embodiment presented in this section, in which the removed and replaced part of the catalyst is from 10 wt.% to 20 wt.% of the total amount of catalyst in the dehydrogenation unit. An embodiment of the present invention is one, any or all of the previous embodiments presented in this section up to the first embodiment presented in this section in which the catalyst is removed and replaced every 60 to 120 days of operation. An embodiment of the present invention is one, any or all of the previous embodiments presented in this section, up to the first embodiment presented in this section, in which the removal of a portion of the catalyst and the replacement of the removed portion of the catalyst with fresh catalyst is stopped at a predetermined time before planned shutdown of the reactor. An embodiment of the present invention is one, any or all of the previous embodiments presented in this section, up to the first embodiment presented in this section, in which the given time is from 6 to 12 months before the scheduled shutdown of the reactor. An embodiment of the present invention is one, any or all of the previous embodiments presented in this section, up to the first embodiment presented in this section, in which the reactor operation time is increased by at least 20% compared to the reactor operation time. without removing part of the catalyst and replacing the removed part of the catalyst with fresh catalyst. An embodiment of the present invention is one, any or all of the previous embodiments presented in this section, up to the first embodiment presented in this section, in which the portion of the catalyst removed is determined by one or more of the following: measuring the production rate of at least one olefin; measuring the rate of consumption of hydrocarbon raw materials; measuring the cost of fresh catalyst to be replaced; measuring the temperature drop in the reactor; or measuring the concentration of at least one paraffin and/or at least one olefin at the outlet of the reactor. An embodiment of the present invention is one, any, or all of the preceding embodiments presented in this section, up to and including the first embodiment presented in this section, further comprising at least one of the following: determining a value for at least one process parameter, and generating a signal or data based on the results of the determination; signal generation and transmission; or generating and transmitting data.

Второй вариант осуществления изобретения представляет собой способ дегидрирования углеводородного сырья, включающий подачу потока углеводородного сырья, содержащего по меньшей мере один парафин, в установку дегидрирования, содержащую реактор с подвижным слоем; приведение потока сырья в контакт с катализатором в реакторе в условиях дегидрирования; удаление из реактора потока продукта, содержащего по меньшей мере один олефин; и периодическое удаление от 5 мас.% до 50 мас.% от общего количества катализатора в установке дегидрирования каждые 60–120 дней эксплуатации и замена удаленного катализатора свежим катализатором при продолжении работы реактора. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до второго варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых удаляемая и заменяемая часть катализатора составляет от 10 мас.% до 20 мас.% от общего количества катализатора в установке дегидрирования. Вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до второго варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых удаление части катализатора и замену удаляемой части катализатора свежим катализатором останавливают в заданное время до запланированного выключения реактора. Вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до второго варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых заданное время составляет от 6 до 12 месяцев до запланированного выключения реактора. Один вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до второго варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых время работы реактора увеличивается на по меньшей мере 20% по сравнению с временем работы реактора без удаления части катализатора и замены удаляемой части катализатора свежим катализатором. Один вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до второго варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых удаляемую часть катализатора определяют одним или более из следующего: измерение скорости получения по меньшей мере одного олефина; измерение скорости расхода углеводородного сырья; измерение стоимости заменяемого свежего катализатора; измерение снижения температуры в реакторе; или измерение концентрации по меньшей мере одной молекулы на выходе из реактора.A second embodiment of the invention is a process for the dehydrogenation of a hydrocarbon feed, comprising: supplying a hydrocarbon feed stream containing at least one paraffin to a dehydrogenation unit comprising a moving bed reactor; bringing the feed stream into contact with the catalyst in the reactor under dehydrogenation conditions; removing from the reactor a product stream containing at least one olefin; and periodically removing from 5 wt.% to 50 wt.% of the total amount of catalyst in the dehydrogenation unit every 60-120 days of operation and replacing the removed catalyst with fresh catalyst while continuing to operate the reactor. An embodiment of the invention is one, any, or all of the preceding embodiments presented in this section, up to the second embodiment presented in this section, in which the catalyst portion to be removed and replaced is from 10 wt.% to 20 wt.% of the total amount of catalyst in the dehydrogenation unit. An embodiment of the present invention is one, any or all of the previous embodiments presented in this section, up to the second embodiment presented in this section, in which the removal of a portion of the catalyst and the replacement of the removed portion of the catalyst with fresh catalyst is stopped at a predetermined time before the scheduled shutdown of the reactor. An embodiment of the present invention is one, any or all of the previous embodiments presented in this section up to the second embodiment presented in this section, in which the predetermined time is from 6 to 12 months before the scheduled shutdown of the reactor. One embodiment of the present invention is one, any or all of the previous embodiments presented in this section, up to the second embodiment presented in this section, in which the operating time of the reactor is increased by at least 20% compared to the operating time reactor without removing part of the catalyst and replacing the removed part of the catalyst with fresh catalyst. One embodiment of the present invention is one, any or all of the previous embodiments presented in this section, up to the second embodiment presented in this section, in which the portion of the catalyst removed is determined by one or more of the following: measuring the rate of production of at least a measure of one olefin; measuring the rate of consumption of hydrocarbon raw materials; measuring the cost of fresh catalyst to be replaced; measuring the temperature drop in the reactor; or measuring the concentration of at least one molecule at the outlet of the reactor.

Третий вариант осуществления изобретения представляет собой способ дегидрирования углеводородного сырья, включающий подачу потока углеводородного сырья, содержащего по меньшей мере один парафин, в установку дегидрирования, содержащую реактор с подвижным слоем; приведение потока сырья в контакт с катализатором в реакторе в условиях дегидрирования; удаление из реактора потока продукта, содержащего по меньшей мере один олефин; и периодическое удаление от 10 мас.% до 20 мас.% от общего количества катализатора установке дегидрирования каждые 60–120 дней эксплуатации и замену удаленного катализатора свежим катализатором при продолжении работы реактора. Один вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до третьего варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых удаление части катализатора и замену удаляемой части катализатора свежим катализатором останавливают от 6 до 12 месяцев до запланированного выключения реактора.A third embodiment of the invention is a process for the dehydrogenation of a hydrocarbon feed, comprising: supplying a hydrocarbon feed stream containing at least one paraffin to a dehydrogenation unit comprising a moving bed reactor; bringing the feed stream into contact with the catalyst in the reactor under dehydrogenation conditions; removing from the reactor a product stream containing at least one olefin; and periodically removing from 10 wt.% to 20 wt.% of the total amount of catalyst in the dehydrogenation unit every 60-120 days of operation and replacing the removed catalyst with fresh catalyst while continuing to operate the reactor. One embodiment of the present invention is one, any or all of the previous embodiments presented in this section, up to the third embodiment presented in this section, in which the removal of a portion of the catalyst and the replacement of the removed portion of the catalyst with fresh catalyst is stopped from 6 to 12 months before the planned shutdown of the reactor.

Четвертый вариант осуществления изобретения представляет собой способ дегидрирования углеводородного сырья, включающий подачу потока углеводородного сырья, содержащего по меньшей мере один парафин, в установку дегидрирования, содержащую реактор с подвижным слоем; приведение потока сырья в контакт с катализатором в реакторе в условиях дегидрирования; удаление из реактора потока продукта, содержащего по меньшей мере один олефин; периодическое удаление части катализатора из реактора и замену удаленного катализатора свежим катализатором при продолжении работы реактора; определение значения одного или более из расхода потока сырья или расхода продукта; передачу одного или более из расхода потока сырья или расхода продукта в процессор; анализ одного или более из расхода потока сырья или расхода продукта для определения степени активности; анализ степени активности и стоимости катализатора для определения по меньшей мере одного из количества катализатора для удаления и замены или времени инициирования удаления и замены катализатора; и доведение удаляемой и заменяемой части катализатора до определенного количества катализатора, или удаление и замена катализатора в определенное время.A fourth embodiment of the invention is a process for the dehydrogenation of a hydrocarbon feed, comprising: supplying a hydrocarbon feed stream containing at least one paraffin to a dehydrogenation unit comprising a moving bed reactor; bringing the feed stream into contact with the catalyst in the reactor under dehydrogenation conditions; removing from the reactor a product stream containing at least one olefin; periodically removing a portion of the catalyst from the reactor and replacing the removed catalyst with fresh catalyst while continuing to operate the reactor; determining the value of one or more of the raw material flow rate or the product flow rate; transferring one or more of the feed flow rate or product flow rate to the processor; analysis of one or more of the flow rate of the feedstock or the flow rate of the product to determine the degree of activity; analyzing the degree of activity and cost of the catalyst to determine at least one of the amount of catalyst to remove and replace or the time to initiate the removal and replacement of the catalyst; and bringing the removed and replaced part of the catalyst to a certain amount of catalyst, or removing and replacing the catalyst at a certain time.

Без дополнительной проработки считается, что с использованием предшествующего описания специалист в данной области может в полной мере использовать настоящее изобретение и легко устанавливать основные характеристики настоящего изобретения, чтобы без отступления от его сущности и объема вносить в изобретение различные изменения и модификации настоящего изобретения и адаптировать его к различным вариантам применения и условиям. Таким образом, предшествующие предпочтительные конкретные варианты осуществления следует рассматривать как исключительно иллюстративные, не накладывающие каких-либо ограничений на остальную часть описания и охватывающие различные модификации и эквивалентные конструкции, входящие в объем прилагаемой формулы изобретения.Without further elaboration, it is believed that with the use of the foregoing description, a person skilled in the art can make full use of the present invention and easily establish the main characteristics of the present invention in order to make various changes and modifications to the invention without departing from the essence and scope of the present invention and adapt it to various applications and conditions. Thus, the foregoing preferred specific embodiments are to be considered as illustrative only, without imposing any limitation on the remainder of the description, and covering various modifications and equivalent constructions falling within the scope of the appended claims.

Если не указано иное, в приведенном выше описании все температуры представлены в градусах по шкале Цельсия, а все доли и процентные значения даны по массе.Unless otherwise indicated, in the above description, all temperatures are in degrees Celsius and all fractions and percentages are by weight.

Claims

1. The method of dehydrogenation of hydrocarbon raw materials, including:

feeding a hydrocarbon feed stream containing at least one paraffin into a dehydrogenation unit comprising a radial flow moving bed reactor;

bringing the feed stream into contact with the catalyst in the reactor under dehydrogenation conditions, wherein the particle size of the catalyst is in the normal operating range;

removing from the reactor a product stream containing at least one olefin; and

periodically removing a portion of the catalyst and replacing the removed portion of the catalyst with fresh catalyst while continuing the operation of the reactor, and the particle size of the removed portion of the catalyst is in the normal operating range, which is within 25% of the nominal particle size of the catalyst, and the removed portion of the catalyst is from 5 wt.% to 50 wt.% of the total amount of catalyst in the dehydrogenation unit.

2. The method of claim. 1, in which part of the catalyst is removed in accordance with a predetermined time schedule.

3. The method according to any one of paragraphs. 1, 2, in which the removed and replaced part of the catalyst is from 10 wt.% to 20 wt.% of the total amount of catalyst in the dehydrogenation unit.

4. The method according to any one of paragraphs. 1, 2, in which the catalyst is removed and replaced every 60–120 days of operation.

5. The method according to any one of paragraphs. 1, 2, in which the removal of a portion of the catalyst and the replacement of the removed portion of the catalyst with fresh catalyst is stopped at a predetermined time before the scheduled shutdown of the reactor.

6. The method of claim 5, wherein the predetermined time is 6 to 12 months prior to a scheduled shutdown of the reactor.

7. The method according to any one of paragraphs. 1, 2, in which the reactor operation time is increased by at least 20% compared to the reactor operation time without removing part of the catalyst and replacing the removed part of the catalyst with fresh catalyst.

8. The method according to any one of paragraphs. 1, 2, in which the removed part of the catalyst is determined by one or more of the following: measuring the rate of production of at least one olefin; measuring the rate of consumption of hydrocarbon raw materials; measuring the cost of fresh catalyst to be replaced; measuring the temperature drop in the reactor; or measuring the concentration of at least one paraffin and/or at least one olefin at the outlet of the reactor.

9. The method according to any one of paragraphs. 1, 2, further comprising at least one of the following:

determining a value of at least one process parameter and generating a signal or data from the results of the determination;

signal generation and transmission; or

generation and transmission of data.