WO2017030469A1 - Reactor for dehydrogenation of c3-c5 paraffins - Google Patents
Reactor for dehydrogenation of c3-c5 paraffins Download PDFInfo
- Publication number
- WO2017030469A1 WO2017030469A1 PCT/RU2016/000551 RU2016000551W WO2017030469A1 WO 2017030469 A1 WO2017030469 A1 WO 2017030469A1 RU 2016000551 W RU2016000551 W RU 2016000551W WO 2017030469 A1 WO2017030469 A1 WO 2017030469A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- reactor
- section
- grate
- catalyst
- cross
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- B01J8/28—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 the one above the other
-
- 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
- B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
- B01J8/04—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
- C07C5/32—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with formation of free hydrogen
- C07C5/327—Formation of non-aromatic carbon-to-carbon double bonds only
- C07C5/333—Catalytic processes
Definitions
- the invention relates to the field of petrochemistry, in particular to reactors for the dehydrogenation of C3-C5 paraffin hydrocarbons into the corresponding olefinic hydrocarbons used to produce the main monomers of synthetic rubber, as well as in the production of polypropylene, methyl tertiary butyl ether and others.
- Known reactor for the dehydrogenation of paraffin hydrocarbons with a fluidized bed of a fine-grained catalyst containing a vertical cylindrical body and sectional gratings installed along the height of the fluidized bed at the same distance from each other.
- the catalyst circulates in the reactor-regenerator system and passes the reactor from top to bottom in contrast to the flow of raw material vapor rising from the bottom up (Synthetic Rubber Industry, Moscow, TsNIITENeftekhim, 1968, N ° 2, p. 8, R.K. Mikhailov, A.N. Bushin “Joint dehydrogenation of butane and isopentane in a fluidized bed of a fine-grained catalyst”).
- the sectional gratings have the same free cross-section, which determines the uneven distribution of the catalyst over the sections of the reactor and low dehydrogenation rates — the olefin yields on the passed and decomposed raw materials.
- the closest in technical essence is a reactor for the dehydrogenation of paraffin hydrocarbons ⁇ - ⁇ 5 with a fluidized bed of a fine-grained catalyst, containing a vertical cylindrical body, sectional gratings with a free section increasing in height of the reactor, separating the catalyst layer into sections, a pipe for introducing raw material vapor connected to a distributor raw materials located in the lower part of the reactor vessel and nozzles for contact gas outlet, inlet and outlet of a circulating catalyst (patent RU 2156161, IPC B01 J8 / 04, C07C5 / 333 Op. 20.09.2000).
- the lower lattice has a free cross section of 10-30% of the cross section of the vessel, and the upper one is 20-60%.
- the sectional gratings used in the reactor with the indicated free cross-section operate in an efficient mode close to the “flooding” mode with countercurrent movement of the catalyst and gas circulating through the reactor (feed vapor).
- a tubular distributor equipped with nozzles directed downward and having a free section in the center of 0.25-4.00 section of the stripping section. Install such a distributor at a distance from the stripping section, comprising 0.5-3.0 of the height of the lower section of the fluidized catalyst bed.
- the design of the known reactor eliminates the disadvantages of the above analogue, however, in turn, it is characterized by relatively low productivity, low dehydrogenation rates and low overhaul runs, largely related to the inefficient operation of the upper and lower sectional gratings and coking of the lower part of the reactor (gradual filling of the lower part of the reactor with a monolithic coke).
- a reactor is known (patent RU 2301107, IPC B01J8 / 04, ⁇ 07 ⁇ 5 / 333, op. 20.06.2007), in which the free section of the sectional gratings increases along the height of the reactor to the free cross section of the upper grate 60-90%, while the reactor contains input pipes circulating catalyst and riser risers, the ends of which are equipped with dust exhaust valves, located in the upper part of the fluidized bed in the space between the upper sectional grating and the level of the fluidized bed.
- the objective of the present invention is to increase the productivity of the reactor and indicators of dehydrogenation.
- a reactor for the dehydrogenation of paraffin hydrocarbons C 3 - C 5 with a fluidized bed of a fine-grained catalyst, containing a vertical cylindrical body, a pipe for introducing raw material vapor, connected to a raw material distributor in the lower part of the reactor vessel, nozzles for contact gas outlet, circulating inlet and outlet catalyst, sectional gratings with a free cross-section increasing along the height of the reactor, dividing the fluidized catalyst bed into sections, in which between the lower sectioning grating d and the raw material distributor installed a soothing grate, which has a free cross section greater than the free cross section of the lower section grating and comprising more than 25 and less than 90% of the cross section of the casing, while the distance from this grate to the lower section grating is 0.5–2, 0 section heights above the bottom sectional grill.
- sectional gratings in the reactor can be installed in groups of 2-6 gratings, while the gratings in each group have the same free section, which increases from group to group along the height of the reactor.
- a soothing grate can be installed above the upper sectioning grate, which has a free section greater than the free section of the upper sectioning grate and comprising more than 35 and less than 90% of the casing section, while the distance from this grate to the upper sectioning grate is 1.0-3 , 0 section heights under the upper sectional grill.
- a feature of the known reactors with a fluidized bed of fine-grained catalyst, divided by sectional gratings into sections, is the presence of three zones in the fluidized bed: the main reaction zone in the middle of the layer with sectioning gratings, the zone between the gas distributor (feed vapor) and the lower sectioning grating, and the zone between the upper sectional grating and fluidized bed surface in the reactor.
- the height of the zone between the raw material distributor and the lower sectioning grate is determined by the need to place support devices in it for securing the sectioning gratings and providing the possibility of installation and repair work in the lower part of the reactor in the zone where the raw material distributor is located (access through the hatch, etc.). The height of this space increases significantly with increasing power (diameter) of the reactors and reaches a large unit capacity of several meters in the reactors.
- the upper zone (above the upper sectional grate to the surface of the fluidized bed of the reactor) also has a high height and contains a significant amount of catalyst due to the need to place the cyclone dust riser valves and the “hot” circulating catalyst inlet pipes in it.
- a large, free, unorganized fluidized bed is characterized by inhomogeneous boiling of a finely dispersed catalyst with the formation of large bubbles and channel breakthroughs of the gas phase.
- this leads to the occurrence of stagnant sections in the volume of the fluidized bed of catalyst and gas, significant pressure pulsations in the layer, local fluctuations in the level of the fluidized bed in the cross section of the apparatus and the release of large amounts of catalyst into the superlayer space.
- the indicated features of the unorganized fluidized bed in the lower part of the reactor cause low heat and mass transfer and stagnation in this part of the fluidized bed, as well as disruption of the lower lattices of the reactor due to the emission of large amounts of catalyst from the free fluidized bed of the lower part reactor into the gas cushion volume of the lower sectional grate. All this reduces the level of dehydrogenation indicators, leads to coking of the lower part of the reactor and, as a result, reduces the period of overhaul of the installation (by increasing the duration of major repairs and unscheduled shutdowns), reducing its productivity.
- the disorganized fluidized bed above the upper sectional grating, containing a large amount of catalyst, has low heat and mass transfer and, with significant level fluctuations, disrupts the stable operation of the upper sectional gratings of the reactor, which also reduces dehydrogenation.
- the installation under the lower sectioning grate of a stilling grate with an increased free cross-section (larger than the free section of the lower sectioning grating) in combination with the indicated distance from this grating to the lower parting grating allows reducing pressure pulsations in the lower part of the fluidized bed, stabilizing the operation of the raw material distributor and the upstream sectional gratings in the reactor.
- This increases the uniformity of the distribution of catalyst and gas in the cross section of the reactor during their countercurrent movement along the axis of the apparatus, improves heat and mass transfer, reduces stagnation, thermal and concentration irregularities in the fluidized bed.
- the dehydrogenation indices increase (the olefin yield on the passed and decomposed raw materials), the ablation of the catalyst from the fluidized bed decreases, and the loss of catalyst in production due to a more uniform fluidized bed in
- the proposed reactor reduces coke formation in the lower part of the reactor, decreases the formation of coke monolithic deposits in the reactor, deforming the internal devices of the reactor until they are completely destroyed (gratings, gas flow distributors, supporting structures, etc.) and violating the hydrodynamic regime of the reactor. At the same time, the overhaul run of the reactor and its productivity increase accordingly.
- the operation of the stilling lattice in the indicated range of the free section is most effective due to the stable operation of the sectional lattices.
- the specified lattice allows you to get as close as possible to the most effective mode of choking sectional gratings.
- the installation of a stilling grate over the upper sectional grating with the indicated free cross-section and the distance to the upper sectioning grating also improves dehydrogenation by stabilizing and increasing the efficiency of the upper sectioning gratings.
- This soothing grid significantly reduces fluidization of the fluidized bed level, pressure pulsation, thermal and concentration irregularities in the upper part of the reactor.
- Figure 1 shows a diagram of the proposed reactor.
- the reactor has a housing 1, pipelines and nozzles for input 2 and output 3 of the circulating catalyst, input of raw materials 4 and output of contact gas 5.
- the reactor also contains a distributor of raw materials 6.
- the fluidized bed of the catalyst in the reactor with level 7 is divided into sections by sectional gratings (lower grate - 9 and top - 10).
- the lower sectional grating can have a free section, which is 10-30% of the cross section of the casing, and the upper one is 20-60%.
- a soothing grate 11 with a free section of 25-90% is installed between the raw material distributor 6 and the lower sectioning grate 9, a soothing grate 11 with a free section of 25-90% is installed), while the distance “A” from the stilling grate to the lower sectioning grating 9 is 0.5-2.0 of the height of the lower section “B” .
- a soothing grid 12 with a free section of 35-90% is installed above the upper sectional grill 10. In this case, the distance from the upper sectional grate to the soothing “C” is 1.0-3.0 of the height of the upper section “D”.
- the sections contain fluidized-bed zones 8 and gas cushions 13.
- the reactor has a stripping section 14 with an inert gas supply pipe 15, a separation zone (superlayer space of the reactor) 16, in which cyclones for cleaning the contact gas are located before it leaves the reactor through the pipe 5 .
- a mounting hatch 17 In the space between the distributor of raw materials 6 and the lower stilling grid 11 is a mounting hatch 17.
- the reactor operates as follows.
- Evaporated paraffin hydrocarbons (raw materials) are fed into the reactor through a pipe and pipe 4 through a distributor 6.
- Inert section 14 is fed with inert gas to the stripping section 14 for stripping from the hydrocarbons of the catalyst leaving the reactor.
- the raw material vapors are mixed with the stripping gases rising from the stripping section and then rise along the fluidized bed of the catalyst, pass through the lower stilling grate 11, the sectional gratings and the upper stilling grate 12, then fall into the separation zone 16.
- Heat is supplied to provide an endothermic dehydrogenation reaction by a catalyst circulating through a regenerator.
- the regenerated and heated catalyst enters from the regenerator through pipeline 2 into the fluidized bed above the upper stilling grid 12 and then passes the reactor sections with the fluidized catalyst bed to counterflowing feed vapors, gradually cooling during the endothermic dehydrogenation reaction and through the stripping section 14 through the pipeline and pipe 3 in coked, reduced and cooled form it is returned to the regenerator for coke burning, oxidation and heating.
- the temperature profile of the reactor is formed with an increase in temperature from the zone of the fluidized bed of the reactor located between the distributor and the lower stilling grid to the zone of the fluidized bed above the upper stilling lattice.
- the dehydrogenation contact gas after dedusting in the cyclones of the separation zone 16 is sent via pipeline 5 to the cooling and recovery of the obtained olefinic hydrocarbons.
- the technical result of the claimed invention is to increase the productivity of the reactor and improve dehydrogenation (increase in the yield of olefins on the passed and decomposed raw materials), reduce the entrainment of the catalyst from the fluidized bed and reduce catalyst losses in production due to a more uniform fluidized bed in the proposed reactor, reducing coke formation in the lower part reactor, reducing the formation of coke monolithic deposits in the reactor, deforming the internal devices of the reactor up to their complete destruction (gratings, gas flow distributors, supporting structures, etc.) and violating the hydrodynamic regime of the reactor.
- the overhaul run of the reactor and its productivity increase accordingly.
- the dehydrogenation of isobutane to isobutylene is carried out on an AOK-73-24 aluminum-chromium catalyst obtained by impregnation of microspherical alumina containing Cr 2 0 3 - 15 wt.%.
- the tests were carried out at the factory, the diameter of the reactor is 4.6 m, the diameter of the regenerator is 5.0 m.
- the height of the reactor is 28 m.
- the number of sectional gratings in the reaction zone of the reactor is 12 pcs.
- the free section of the lower sectional grating is 23%.
- the free section of the upper sectional grating is 40%.
- the volumetric feed rate is 165 hours "1 , the temperature above the upper grate is 575 ° C.
- the dehydrogenation of isopentane to isoamylenes is carried out on an AOK-73-24 aluminum-chromium catalyst obtained by impregnation of microspherical alumina containing Cr 2 0 3 - 15 wt.%.
- the diameter of the reactor is 5.1 m.
- the diameter of the regenerator is 5.1 m.
- the height of the reactor is 22 m.
- the number of sectional gratings in the reaction zone of the reactor is 12 pcs.
- the free section of the lower sectional grating is 20%.
- the free section of the upper sectional grating is 30%.
- the volumetric feed rate is 120 hours "1 , the temperature above the upper grate is 550 ° C.
- the use of soothing grids with the claimed parameters allows (examples N ° N ° 1-3 and 6) to significantly increase the dehydrogenation of paraffin hydrocarbons - the olefin yields on the passed and decomposed raw materials and the reactor productivity - compared with the indicators achievable in the prototype (example 7), as well as when using soothing gratings with parameters different from those stated (examples 4 and 5).
- the increase in reactor productivity occurs due to an increase in the yield of olefins, as well as a decrease in the amount of coke formed in the reactor, a decrease in the scale of destruction in the reactor due to coke deposits and, accordingly, a decrease in the duration of the overhaul of the reactor and the elimination of unscheduled shutdowns.
- the proposed reactor can be used to carry out processes for the production of propylene, n-butylenes, isobugylene and isoamylenes by dehydrogenation of the corresponding paraffinic hydrocarbons: propane, n-butane, isobutane and isopentane.
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
The invention relates to the field of petrochemistry, and specifically to paraffin dehydrogenation reactors. A reactor for the dehydrogenation of C3-C5 paraffins with a boiling layer of fine-grained catalyst, including: a vertical cylindrical housing; a raw material vapor inlet fitting connected to a raw material distributor in the lower portion of the reactor housing; contact gas supply fittings; means for inputting and outputting a circulating catalyst; partitioning grates which have a free cross-section which increases with the height of the reactor and which separate the boiling layer of catalyst into sections; in which a calming grate is installed between a lower partitioning grate and the raw material distributor, said calming grate having a free cross-section which is larger than the free cross-section of the lower partitioning grate and which comprises more than 25% and less than 90% of the cross-section of the housing, and wherein the distance from said grate to the lower partitioning grate is 0.5-2.0 times the height of the section above the lower partitioning grate. The lower partitioning grate may have a free cross-section comprising 10-30% of the cross-section of the housing, while that of an upper partitioning grate may comprise 20-60% of same. The technical result of the claimed invention consists in increasing reactor output and improving dehydrogenation indicators.
Description
РЕАКТОР ДЛЯ ДЕГИДРИРОВАНИЯ ПАРАФИНОВЫХ Reactor for paraffin dehydrogenation
УГЛЕВОДОРОДОВ С3 - С5 HYDROCARBONS WITH 3 - WITH 5
Область техники Technical field
Изобретение относится к области нефтехимии, в частности к реакторам для дегидрирования парафиновых углеводородов Сз - С5 в соответствующие олефиновые углеводороды, используемые для получения основных мономеров синтетического каучука, а также при производстве полипропилена, метилтретичнобутилового эфира и других. The invention relates to the field of petrochemistry, in particular to reactors for the dehydrogenation of C3-C5 paraffin hydrocarbons into the corresponding olefinic hydrocarbons used to produce the main monomers of synthetic rubber, as well as in the production of polypropylene, methyl tertiary butyl ether and others.
Предшествующий уровень техники State of the art
Известен реактор для дегидрирования парафиновых углеводородов с кипящим слоем мелкозернистого катализатора, содержащий вертикальный цилиндрический корпус и секционирующие решетки, установленные по высоте кипящего слоя на одинаковом расстоянии друг от друга. Катализатор циркулирует в системе реактор-регенератор и проходит реактор сверху вниз противоточно к поднимающемуся снизу вверх потоку паров сырья («Промышленность синтетического каучука», Москва, ЦНИИТЭНефтехим, 1968, N°2, стр.8, Р.К. Михайлов, А.Н. Бушин «Совместное дегидрирование бутана и изопентана в кипящем слое мелкозернистого катализатора»). Known reactor for the dehydrogenation of paraffin hydrocarbons with a fluidized bed of a fine-grained catalyst, containing a vertical cylindrical body and sectional gratings installed along the height of the fluidized bed at the same distance from each other. The catalyst circulates in the reactor-regenerator system and passes the reactor from top to bottom in contrast to the flow of raw material vapor rising from the bottom up (Synthetic Rubber Industry, Moscow, TsNIITENeftekhim, 1968, N ° 2, p. 8, R.K. Mikhailov, A.N. Bushin “Joint dehydrogenation of butane and isopentane in a fluidized bed of a fine-grained catalyst”).
Однако в этом реакторе секционирующие решетки имеют одинаковое свободное сечение, что определяет неравномерное распределение катализатора по секциям реактора и низкие показатели дегидрирования - выходы олефинов на пропущенное и разложенное сырье. However, in this reactor, the sectional gratings have the same free cross-section, which determines the uneven distribution of the catalyst over the sections of the reactor and low dehydrogenation rates — the olefin yields on the passed and decomposed raw materials.
Наиболее близким по технической сущности является реактор для дегидрирования парафиновых углеводородов Сз - С5 с кипящим слоем мелкозернистого катализатора, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, секционирующие решетки с возрастающим по высоте реактора свободным сечением, разделяющие слой катализатора на секции, патрубок ввода паров сырья, соединенный с распределителем сырья, расположенным в нижней части корпуса реактора и патрубки вывода контактного газа, ввода и вывода циркулирующего катализатора (патент RU 2156161, МПК В01 J8/04, С07С5/333 оп. 20.09.2000).
В указанном реакторе нижняя решетка имеет свободное сечение, составляющее 10-30% от сечения корпуса, а верхняя - 20-60%. The closest in technical essence is a reactor for the dehydrogenation of paraffin hydrocarbons Сз - С 5 with a fluidized bed of a fine-grained catalyst, containing a vertical cylindrical body, sectional gratings with a free section increasing in height of the reactor, separating the catalyst layer into sections, a pipe for introducing raw material vapor connected to a distributor raw materials located in the lower part of the reactor vessel and nozzles for contact gas outlet, inlet and outlet of a circulating catalyst (patent RU 2156161, IPC B01 J8 / 04, C07C5 / 333 Op. 20.09.2000). In the specified reactor, the lower lattice has a free cross section of 10-30% of the cross section of the vessel, and the upper one is 20-60%.
Применяемые в реакторе секционирующие решетки с указанным свободным сечением работают в эффективном режиме, близком к режиму «захлебывания» при противоточном движении циркулирующего через реактор катализатора и газа (паров сырья). Кроме того, для улучшения работы нижней части кипящего слоя катализатора, в пространстве между нижней решеткой и отпарной секцией реактора предлагается: The sectional gratings used in the reactor with the indicated free cross-section operate in an efficient mode close to the “flooding” mode with countercurrent movement of the catalyst and gas circulating through the reactor (feed vapor). In addition, to improve the operation of the lower part of the fluidized catalyst bed, in the space between the lower grate and the stripping section of the reactor, it is proposed:
использование в качестве распределителя сырья трубчатого распределителя, снабженного патрубками, направленными вниз, и имеющего в центре свободное сечение, составляющее 0,25-4,00 сечения отпарной секции. Устанавливают такой распределитель на расстоянии от отпарной секции, составляющем 0,5-3,0 высоты нижней секции кипящего слоя катализатора. use as a distributor of raw materials a tubular distributor equipped with nozzles directed downward and having a free section in the center of 0.25-4.00 section of the stripping section. Install such a distributor at a distance from the stripping section, comprising 0.5-3.0 of the height of the lower section of the fluidized catalyst bed.
- или устанавливают дополнительный трубчатый распределитель сырья на расстоянии 0,5-2,0 высоты нижней секции от основного распределителя. Использование для этого распределителя, снабженного направленными вниз патрубками и перекрывающего все сечения корпуса реактора. - or install an additional tubular distributor of raw materials at a distance of 0.5-2.0 of the height of the lower section from the main distributor. The use for this of a distributor equipped with downward-directed nozzles and overlapping all sections of the reactor vessel.
В результате использования двух последних конструктивных решений происходит сокращение застойных зон в области распределителя, улучшение работы отпарной секции, улучшение распределения газа по сечению реактора. As a result of the use of the last two constructive solutions, the stagnant zones in the distributor area are reduced, the stripping section is improved, and the gas distribution over the reactor cross section is improved.
Конструкция известного реактора устраняет недостатки приведенного выше аналога, однако в свою очередь характеризуется относительно низкой производительностью, невысокими показателями дегидрирования и низкой величиной межремонтных пробегов, во многом связанными с неэффективной работой верхних и нижних секционирующих решеток и закоксовыванием нижней части реактора (постепенным заполнением нижней части реактора монолитным коксом). The design of the known reactor eliminates the disadvantages of the above analogue, however, in turn, it is characterized by relatively low productivity, low dehydrogenation rates and low overhaul runs, largely related to the inefficient operation of the upper and lower sectional gratings and coking of the lower part of the reactor (gradual filling of the lower part of the reactor with a monolithic coke).
Известен реактор (патент RU 2301107, МПК B01J8/04, С07С5/333, оп. 20.06.2007), в котором свободное сечение секционирующих решеток возрастает по высоте реактора до величины свободного сечения верхней решетки 60-90%, при этом реактор содержит патрубки ввода циркулирующего катализатора и стояки циклонов, торцы которых оборудованы пылевыпускными клапанами,
расположенными в верхней части кипящего слоя в пространстве между верхней секционирующей решеткой и уровнем кипящего слоя. A reactor is known (patent RU 2301107, IPC B01J8 / 04, С07С5 / 333, op. 20.06.2007), in which the free section of the sectional gratings increases along the height of the reactor to the free cross section of the upper grate 60-90%, while the reactor contains input pipes circulating catalyst and riser risers, the ends of which are equipped with dust exhaust valves, located in the upper part of the fluidized bed in the space between the upper sectional grating and the level of the fluidized bed.
Однако, возникающие при этом возможности увеличения производительности реактора не оправдывают значительного снижения показателей дегидрирования (выходов олефинов) вследствие того, что на верхних секционирующих решетках этого реактора невозможно осуществление эффективного режима «захлебывания». However, the possibilities arising from this increase in reactor productivity do not justify a significant decrease in dehydrogenation (olefin yields) due to the fact that it is impossible to implement an effective “flooding” mode on the upper sectional gratings of this reactor.
Раскрытие изобретения Disclosure of invention
Задачей настоящего изобретения является увеличение производительности реактора и показателей дегидрирования. The objective of the present invention is to increase the productivity of the reactor and indicators of dehydrogenation.
Для решения этой задачи предлагается реактор для дегидрирования парафиновых углеводородов С3 - С5 с кипящим слоем мелкозернистого катализатора, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, патрубок ввода паров сырья, соединенный с распределителем сырья в нижней части корпуса реактора, патрубки вывода контактного газа, ввода и вывода циркулирующего катализатора, секционирующие решетки с возрастающим по высоте реактора свободным сечением, разделяющие кипящий слой катализатора на секции, в котором между нижней секционирующей решеткой и распределителем сырья установлена успокоительная решетка, которая имеет свободное сечение, больше, чем свободное сечение нижней секционирующей решетки и составляющее более 25 и менее 90% от сечения корпуса, при этом расстояние от этой решетки до нижней секционирующей решетки составляет 0,5-2,0 высоты секции над нижней секционирующей решеткой. To solve this problem, a reactor is proposed for the dehydrogenation of paraffin hydrocarbons C 3 - C 5 with a fluidized bed of a fine-grained catalyst, containing a vertical cylindrical body, a pipe for introducing raw material vapor, connected to a raw material distributor in the lower part of the reactor vessel, nozzles for contact gas outlet, circulating inlet and outlet catalyst, sectional gratings with a free cross-section increasing along the height of the reactor, dividing the fluidized catalyst bed into sections, in which between the lower sectioning grating d and the raw material distributor installed a soothing grate, which has a free cross section greater than the free cross section of the lower section grating and comprising more than 25 and less than 90% of the cross section of the casing, while the distance from this grate to the lower section grating is 0.5–2, 0 section heights above the bottom sectional grill.
Кроме того секционирующие решетки в реакторе могут быть установлены группами по 2-6 решеток, при этом решетки в каждой группе имеют одинаковое свободное сечение, которое возрастает от группы к группе по высоте реактора. In addition, the sectional gratings in the reactor can be installed in groups of 2-6 gratings, while the gratings in each group have the same free section, which increases from group to group along the height of the reactor.
Одновременно над верхней секционирующей решеткой может быть установлена успокоительная решетка, которая имеет свободное сечение большее, чем свободное сечение верхней секционирующей решетки и составляющее более 35 и менее 90% сечения корпуса, при этом расстояние от этой решетки до верхней секционирующей решетки составляет 1,0-3,0 высоты секции под верхней секционирующей решеткой.
Особенностью известных реакторов с кипящим слоем мелкозернистого катализатора, разделенным секционирующими решетками на секции, является наличие в кипящем слое трех зон: основная реакционная зона в средней части слоя с секционирующими решетками, зона между распределителем газа (паров сырья) и нижней секционирующей решеткой и зона между верхней секционирующей решеткой и поверхностью кипящего слоя в реакторе. Высота зоны между распределителем сырья и нижней секционирующей решеткой определяется необходимостью размещения в ней опорных устройств для крепления секционирующих решеток и обеспечения возможности проведения монтажно- ремонтных работ в нижней части реактора в зоне расположения распределителя сырья (доступ через люк и т.д.). Высота указанного пространства существенно возрастает с увеличением мощности (диаметра) реакторов и достигает в реакторах большой единичной мощности нескольких метров. At the same time, a soothing grate can be installed above the upper sectioning grate, which has a free section greater than the free section of the upper sectioning grate and comprising more than 35 and less than 90% of the casing section, while the distance from this grate to the upper sectioning grate is 1.0-3 , 0 section heights under the upper sectional grill. A feature of the known reactors with a fluidized bed of fine-grained catalyst, divided by sectional gratings into sections, is the presence of three zones in the fluidized bed: the main reaction zone in the middle of the layer with sectioning gratings, the zone between the gas distributor (feed vapor) and the lower sectioning grating, and the zone between the upper sectional grating and fluidized bed surface in the reactor. The height of the zone between the raw material distributor and the lower sectioning grate is determined by the need to place support devices in it for securing the sectioning gratings and providing the possibility of installation and repair work in the lower part of the reactor in the zone where the raw material distributor is located (access through the hatch, etc.). The height of this space increases significantly with increasing power (diameter) of the reactors and reaches a large unit capacity of several meters in the reactors.
Верхняя зона (над верхней секционирующей решеткой до поверхности кипящего слоя реактора) также имеет большую высоту и содержит значительное количество катализатора вследствие необходимости размещения в ней клапанов пылеспускных стояков циклонов и патрубков ввода «горячего» циркулирующего катализатора. The upper zone (above the upper sectional grate to the surface of the fluidized bed of the reactor) also has a high height and contains a significant amount of catalyst due to the need to place the cyclone dust riser valves and the “hot” circulating catalyst inlet pipes in it.
Таким образом, большая часть катализатора в известных реакторах находится в малоэффективных зонах со свободным неорганизованным кипящим слоем. Зона же с интенсивным тепло-массообменом, в которой кипящий слой организован секционирующими решетками, содержит лишь 50-60% от всего катализатора в реакторе (в пространстве от распределителя сырья до поверхности кипящего слоя). Thus, most of the catalyst in known reactors is located in inefficient zones with a free disordered fluidized bed. The zone with intense heat and mass transfer, in which the fluidized bed is organized by sectioning gratings, contains only 50-60% of the total catalyst in the reactor (in space from the feed distributor to the surface of the fluidized bed).
При свободном сечении нижней секционирующей решетки в известном реакторе 10-30%, работающей в режиме, близком к режиму «захлебывания» при противотоке твердой и газовой фаз, под этой решеткой образуется газовая подушка значительных размеров. При этом в нижней части реактора, в пространстве между распределителем и нижней решеткой, образуется неорганизованный кипящий слой со свободной поверхностью. Происходит разрыв кипящего слоя. With a free cross section of the lower sectioning grate in the known reactor of 10-30%, operating in a mode close to the "flooding" mode with a counterflow of solid and gas phases, a gas cushion of significant dimensions is formed under this grating. Moreover, in the lower part of the reactor, in the space between the distributor and the lower grate, an unorganized fluidized bed with a free surface is formed. A fluidized bed ruptures.
Для свободного, неорганизованного кипящего слоя больших размеров характерно неоднородное кипение мелкодисперсного катализатора с образованием больших пузырей и канальных проскоков газовой фазы. Как следствие, это
приводит к возникновению в объеме кипящего слоя застойных участков по катализатору и газу, значительным пульсациям давления в слое, локальным колебаниям уровня кипящего слоя в сечении аппарата и выбросам больших количеств катализатора в надслоевое пространство. A large, free, unorganized fluidized bed is characterized by inhomogeneous boiling of a finely dispersed catalyst with the formation of large bubbles and channel breakthroughs of the gas phase. As a result, this leads to the occurrence of stagnant sections in the volume of the fluidized bed of catalyst and gas, significant pressure pulsations in the layer, local fluctuations in the level of the fluidized bed in the cross section of the apparatus and the release of large amounts of catalyst into the superlayer space.
Применительно к условиям работы известного реактора дегидрирования указанные особенности неорганизованного кипящего слоя в нижней части реактора являются причиной низкого тепло -массообмена и застойных явлений в этой части кипящего слоя, а также нарушения работы нижних решеток реактора под воздействием выбросов больших масс катализатора из свободного кипящего слоя нижней части реактора в объем газовой подушки нижней секционирующей решетки. Всё это снижает уровень показателей дегидрирования, приводит к закоксовыванию нижней части реактора и, как следствие, сокращает период межремонтных пробегов установки (за счет увеличения длительности капитальных ремонтов и внеплановых остановок), уменьшая ее производительность. With regard to the operating conditions of the known dehydrogenation reactor, the indicated features of the unorganized fluidized bed in the lower part of the reactor cause low heat and mass transfer and stagnation in this part of the fluidized bed, as well as disruption of the lower lattices of the reactor due to the emission of large amounts of catalyst from the free fluidized bed of the lower part reactor into the gas cushion volume of the lower sectional grate. All this reduces the level of dehydrogenation indicators, leads to coking of the lower part of the reactor and, as a result, reduces the period of overhaul of the installation (by increasing the duration of major repairs and unscheduled shutdowns), reducing its productivity.
Неорганизованный кипящий слой над верхней секционирующей решеткой, содержащий большое количество катализатора, обладает низким тепло- массообменом и при значительных колебаниях уровня нарушает устойчивую работу верхних секционирующих решеток реактора, что также снижает показатели дегидрирования. The disorganized fluidized bed above the upper sectional grating, containing a large amount of catalyst, has low heat and mass transfer and, with significant level fluctuations, disrupts the stable operation of the upper sectional gratings of the reactor, which also reduces dehydrogenation.
В предлагаемом реакторе установка под нижней секционирующей решеткой успокоительной решетки с повышенным свободным сечением (больше свободного сечения нижней секционирующей решетки) в сочетании с указанным расстоянием от этой решетки до нижней секционирующей решетки позволяет сократить пульсации давления в нижней части кипящего слоя, стабилизировать работу распределителя сырья и вышерасположенных секционирующих решеток в реакторе. При этом повышается равномерность распределения катализатора и газа в сечении реактора при их противоточном движении вдоль оси аппарата, улучшается тепло-массообмен, сокращаются застойные явления, тепловые и концентрационные неравномерности в кипящем слое. В результате увеличиваются показатели дегидрирования (выход олефинов на пропущенное и разложенное сырье), уменьшается унос катализатора из кипящего слоя и снижаются потери катализатора в производстве за счет более равномерного кипящего слоя в
предлагаемом реакторе, уменьшается коксообразование в нижней части реактора, снижается образование коксовых монолитных отложений в реакторе, деформирующих внутренние устройства реактора вплоть до полного их разрушения (решетки, распределители газовых потоков, опорные конструкции и др.) и нарушающих гидродинамический режим реактора. При этом соответственно, увеличивается межремонтный пробег реактора и его производительность. In the proposed reactor, the installation under the lower sectioning grate of a stilling grate with an increased free cross-section (larger than the free section of the lower sectioning grating) in combination with the indicated distance from this grating to the lower parting grating allows reducing pressure pulsations in the lower part of the fluidized bed, stabilizing the operation of the raw material distributor and the upstream sectional gratings in the reactor. This increases the uniformity of the distribution of catalyst and gas in the cross section of the reactor during their countercurrent movement along the axis of the apparatus, improves heat and mass transfer, reduces stagnation, thermal and concentration irregularities in the fluidized bed. As a result, the dehydrogenation indices increase (the olefin yield on the passed and decomposed raw materials), the ablation of the catalyst from the fluidized bed decreases, and the loss of catalyst in production due to a more uniform fluidized bed in The proposed reactor reduces coke formation in the lower part of the reactor, decreases the formation of coke monolithic deposits in the reactor, deforming the internal devices of the reactor until they are completely destroyed (gratings, gas flow distributors, supporting structures, etc.) and violating the hydrodynamic regime of the reactor. At the same time, the overhaul run of the reactor and its productivity increase accordingly.
Работа успокоительной решетки в указанном диапазоне свободного сечения наиболее эффективна вследствие обеспечения устойчивого режима работы секционирующих решеток. Указанная решетка позволяет максимально приблизится к наиболее эффективному режиму захлебывания секционирующих решеток. При свободном сечении успокоительной решетки равном или меньшем свободного сечения нижней секционирующей решетки режим работы успокоительной решетки переходит в режим захлебывания, при этом резко возрастает высота газовой подушки, а катализатор «подвешивается», прекращая циркуляцию. При свободном сечении успокоительной решетки выше 90% ее влияние на процесс становится малозаметным. The operation of the stilling lattice in the indicated range of the free section is most effective due to the stable operation of the sectional lattices. The specified lattice allows you to get as close as possible to the most effective mode of choking sectional gratings. When the free section of the stilling grate is equal to or less than the free section of the lower sectioning grate, the mode of operation of the stilling grate goes into the flooding mode, while the height of the gas cushion increases sharply, and the catalyst “hangs”, stopping circulation. With a free cross section of the stilling lattice above 90%, its effect on the process becomes hardly noticeable.
Установка секционирующих решеток группами при одинаковом свободном сечении решеток в группах и при возрастании указанного сечения от группы к группе по высоте реактора существенно упрощает конструкцию реактора. The installation of sectional gratings in groups with the same free cross-section of the gratings in the groups and with increasing the specified section from group to group along the height of the reactor greatly simplifies the design of the reactor.
Установка над верхней секционирующей решеткой успокоительной решетки с указанным свободным сечением и расстоянием до верхней секционирующей решетки также улучшает показатели дегидрирования за счет стабилизации и повышения эффективности работы верхних секционирующих решеток. Эта успокоительная решетка существенно уменьшает пульсации уровня кипящего слоя, пульсации давления, тепловые и концентрационные неравномерности в верхней части реактора. The installation of a stilling grate over the upper sectional grating with the indicated free cross-section and the distance to the upper sectioning grating also improves dehydrogenation by stabilizing and increasing the efficiency of the upper sectioning gratings. This soothing grid significantly reduces fluidization of the fluidized bed level, pressure pulsation, thermal and concentration irregularities in the upper part of the reactor.
Эффективность нижней и верхней успокоительных решеток наиболее значимо проявляется в указанном диапазоне расстояний до секционирующих решеток (высот расположения успокоительных решеток).
Краткое описание фигур чертежей The effectiveness of the lower and upper soothing grids is most significantly manifested in the indicated range of distances to the sectioning grids (the heights of the location of the soothing grids). Brief Description of the Drawings
На фиг.1 изображена схема предлагаемого реактора. Реактор имеет корпус 1 , трубопроводы и патрубки для ввода 2 и вывода 3 циркулирующего катализатора, ввода сырья 4 и вывода контактного газа 5. Реактор также содержит распределитель сырья 6. Кипящий слой катализатора в реакторе с уровнем 7 разделен на секции секционирующими решетками (нижняя решетка - 9 и верхняя - 10). При этом нижняя секционирующая решетка может иметь свободное сечение, составляющее 10-30% от сечения корпуса, а верхняя - 20-60%. Между распределителем сырья 6 и нижней секционирующей решеткой 9 установлена успокоительная решетка 11 со свободным сечением 25-90%), при этом расстояние «А» от успокоительной решетки до нижней секционирующей решетки 9 составляет 0,5-2,0 высоты нижней секции «В». Над верхней секционирующей решеткой 10 установлена успокоительная решетка 12 со свободным сечением 35- 90%. При этом расстояние от верхней секционирующей решетки до успокоительной «С» составляет 1,0-3,0 высоты верхней секции «D». Секции содержат зоны кипящего слоя 8 и газовые подушки 13. Реактор имеет отпарную секцию 14 с трубопроводом подачи в нее инертного газа 15, сепарационную зону (надслоевое пространство реактора) 16, в которой расположены циклоны для очистки контактного газа перед выходом его из реактора через патрубок 5. В пространстве между распределителем сырья 6 и нижней успокоительной решеткой 11 расположен монтажный люк 17. Figure 1 shows a diagram of the proposed reactor. The reactor has a housing 1, pipelines and nozzles for input 2 and output 3 of the circulating catalyst, input of raw materials 4 and output of contact gas 5. The reactor also contains a distributor of raw materials 6. The fluidized bed of the catalyst in the reactor with level 7 is divided into sections by sectional gratings (lower grate - 9 and top - 10). At the same time, the lower sectional grating can have a free section, which is 10-30% of the cross section of the casing, and the upper one is 20-60%. Between the raw material distributor 6 and the lower sectioning grate 9, a soothing grate 11 with a free section of 25-90% is installed), while the distance “A” from the stilling grate to the lower sectioning grating 9 is 0.5-2.0 of the height of the lower section “B” . A soothing grid 12 with a free section of 35-90% is installed above the upper sectional grill 10. In this case, the distance from the upper sectional grate to the soothing “C” is 1.0-3.0 of the height of the upper section “D”. The sections contain fluidized-bed zones 8 and gas cushions 13. The reactor has a stripping section 14 with an inert gas supply pipe 15, a separation zone (superlayer space of the reactor) 16, in which cyclones for cleaning the contact gas are located before it leaves the reactor through the pipe 5 . In the space between the distributor of raw materials 6 and the lower stilling grid 11 is a mounting hatch 17.
Реактор работает следующим образом. The reactor operates as follows.
Испаренные парафиновые углеводороды (сырье) подаются в реактор по трубопроводу и патрубку 4 через распределитель 6. В отпарную секцию 14 по трубопроводу 15 подается инертный газ на отпарку от углеводородов отходящего из реактора катализатора. В нижней части реактора (между распределителем 6 и успокоительной решеткой 11) пары сырья смешиваются с поднимающимися из отпарной секции газами отпарки и далее поднимаются по кипящему слою катализатора, проходят последовательно нижнюю успокоительную решетку 11, секционирующие решетки и верхнюю успокоительную решетку 12, попадая затем в сепарационную зону 16. Evaporated paraffin hydrocarbons (raw materials) are fed into the reactor through a pipe and pipe 4 through a distributor 6. Inert section 14 is fed with inert gas to the stripping section 14 for stripping from the hydrocarbons of the catalyst leaving the reactor. In the lower part of the reactor (between the distributor 6 and the stilling grate 11), the raw material vapors are mixed with the stripping gases rising from the stripping section and then rise along the fluidized bed of the catalyst, pass through the lower stilling grate 11, the sectional gratings and the upper stilling grate 12, then fall into the separation zone 16.
Подвод тепла для обеспечения эндотермической реакции дегидрирования производится циркулирующим через регенератор катализатором.
Отрегенерированный и подогретый катализатор поступает из регенератора по трубопроводу 2 в кипящий слой над верхней успокоительной решеткой 12 и далее проходит секции реактора с кипящим слоем катализатора противоточно поднимающимся парам сырья, постепенно охлаждаясь в ходе осуществления эндотермической реакции дегидрирования и через отпарную секцию 14 по трубопроводу и патрубок 3 в закоксованном, восстановленном и охлажденном виде возвращается в регенератор на выжиг кокса, окисление и подогрев. При этом формируется температурный профиль реактора с увеличением температуры от зоны кипящего слоя реактора, располагаемой между распределителем и нижней успокоительной решеткой, до зоны кипящего слоя над верхней успокоительной решеткой. Heat is supplied to provide an endothermic dehydrogenation reaction by a catalyst circulating through a regenerator. The regenerated and heated catalyst enters from the regenerator through pipeline 2 into the fluidized bed above the upper stilling grid 12 and then passes the reactor sections with the fluidized catalyst bed to counterflowing feed vapors, gradually cooling during the endothermic dehydrogenation reaction and through the stripping section 14 through the pipeline and pipe 3 in coked, reduced and cooled form it is returned to the regenerator for coke burning, oxidation and heating. In this case, the temperature profile of the reactor is formed with an increase in temperature from the zone of the fluidized bed of the reactor located between the distributor and the lower stilling grid to the zone of the fluidized bed above the upper stilling lattice.
Контактный газ дегидрирования после обеспыливания в циклонах сепарационной зоны 16 по трубопроводу 5 направляется на охлаждение и извлечение полученных олефиновых углеводородов. The dehydrogenation contact gas after dedusting in the cyclones of the separation zone 16 is sent via pipeline 5 to the cooling and recovery of the obtained olefinic hydrocarbons.
Техническим результатом заявленного изобретения является увеличение производительности реактора и улучшение показателей дегидрирования (увеличение выходов олефинов на пропущенное и разложенное сырье), уменьшение уноса катализатора из кипящего слоя и снижение потерь катализатора в производстве за счет более равномерного кипящего слоя в предлагаемом реакторе, уменьшение коксообразование в нижней части реактора, снижение образования коксовых монолитных отложений в реакторе, деформирующих внутренние устройства реактора вплоть до полного их разрушения (решетки, распределители газовых потоков, опорные конструкции и др.) и нарушающих гидродинамический режим реактора. При этом соответственно, увеличивается межремонтный пробег реактора и его производительность. The technical result of the claimed invention is to increase the productivity of the reactor and improve dehydrogenation (increase in the yield of olefins on the passed and decomposed raw materials), reduce the entrainment of the catalyst from the fluidized bed and reduce catalyst losses in production due to a more uniform fluidized bed in the proposed reactor, reducing coke formation in the lower part reactor, reducing the formation of coke monolithic deposits in the reactor, deforming the internal devices of the reactor up to their complete destruction (gratings, gas flow distributors, supporting structures, etc.) and violating the hydrodynamic regime of the reactor. At the same time, the overhaul run of the reactor and its productivity increase accordingly.
Лучший вариант осуществления изобретения Изобретение иллюстрируется следующими примерами при проведении процесса дегидрирования парафиновых углеводородов. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The invention is illustrated by the following examples when carrying out a process for the dehydrogenation of paraffin hydrocarbons.
Примеры 1-5. Examples 1-5.
Дегидрирование изобутана в изобутилен осуществляют на алюмохромовом катализаторе АОК-73-24, полученном пропиткой микросферического оксида алюминия, содержащем Сг203— 15 мас.%.
Испытания проводились на заводской установке, диаметр реактора составляет 4,6 м, диаметр регенератора - 5,0 м. Высота реактора - 28 м. Количество секционирующих решеток в реакционной зоне реактора - 12 шт. Свободное сечение нижней секционирующей решетки - 23%. Свободное сечение верхней секционирующей решетки - 40%. The dehydrogenation of isobutane to isobutylene is carried out on an AOK-73-24 aluminum-chromium catalyst obtained by impregnation of microspherical alumina containing Cr 2 0 3 - 15 wt.%. The tests were carried out at the factory, the diameter of the reactor is 4.6 m, the diameter of the regenerator is 5.0 m. The height of the reactor is 28 m. The number of sectional gratings in the reaction zone of the reactor is 12 pcs. The free section of the lower sectional grating is 23%. The free section of the upper sectional grating is 40%.
Объемная скорость подачи сырья - 165 час"1, температура над верхней решеткой - 575°С. The volumetric feed rate is 165 hours "1 , the temperature above the upper grate is 575 ° C.
Примеры 6-7. Examples 6-7.
Дегидрирование изопентана в изоамилены осуществляют на алюмохромовом катализаторе АОК-73-24, полученном пропиткой микросферического оксида алюминия, содержащем Сг203 - 15 мас.%. The dehydrogenation of isopentane to isoamylenes is carried out on an AOK-73-24 aluminum-chromium catalyst obtained by impregnation of microspherical alumina containing Cr 2 0 3 - 15 wt.%.
Испытания проводились на заводской установке. Диаметр реактора составляет 5,1 м. Диаметр регенератора - 5,1 м. Высота реактора - 22 м. Количество секционирующих решеток в реакционной зоне реактора - 12 шт. Свободное сечение нижней секционирующей решетки - 20%. Свободное сечение верхней секционирующей решетки - 30%. The tests were carried out at the factory. The diameter of the reactor is 5.1 m. The diameter of the regenerator is 5.1 m. The height of the reactor is 22 m. The number of sectional gratings in the reaction zone of the reactor is 12 pcs. The free section of the lower sectional grating is 20%. The free section of the upper sectional grating is 30%.
Объемная скорость подачи сырья - 120 час"1, температура над верхней решеткой - 550°С. The volumetric feed rate is 120 hours "1 , the temperature above the upper grate is 550 ° C.
Результаты работы предлагаемого реактора представлены в таблице 1. The results of the proposed reactor are presented in table 1.
Как видно из приведенных в таблице данных, использование успокоительных решеток с заявляемыми параметрами позволяет (примеры N°N° 1- 3 и 6) существенно увеличить показатели дегидрирования парафиновых углеводородов - выходы олефинов на пропущенное и разложенное сырье и производительность реактора - по сравнению с показателями, достигаемыми в прототипе (пример 7), а также при использовании успокоительных решеток с параметрами, отличающимися от заявленных (примеры 4 и 5). As can be seen from the data in the table, the use of soothing grids with the claimed parameters allows (examples N ° N ° 1-3 and 6) to significantly increase the dehydrogenation of paraffin hydrocarbons - the olefin yields on the passed and decomposed raw materials and the reactor productivity - compared with the indicators achievable in the prototype (example 7), as well as when using soothing gratings with parameters different from those stated (examples 4 and 5).
Увеличение производительности реактора (количества получаемых олефинов) происходит за счет увеличения выходов олефинов, а так же снижения количества образующегося в реакторе кокса, снижения масштаба разрушений в реакторе из-за отложений кокса и, соответственно, снижения длительности капитальных ремонтов реактора и исключения внеплановых его остановок.
Промышленная применимость The increase in reactor productivity (the amount of olefins produced) occurs due to an increase in the yield of olefins, as well as a decrease in the amount of coke formed in the reactor, a decrease in the scale of destruction in the reactor due to coke deposits and, accordingly, a decrease in the duration of the overhaul of the reactor and the elimination of unscheduled shutdowns. Industrial applicability
Предлагаемый реактор можно использовать для осуществления процессов получения пропилена, н-бутиленов, изобугилена и изоамиленов дегидрированием соответствующих парафиновых углеводородов: пропана, н-бутана, изобутана и изопентана.
The proposed reactor can be used to carry out processes for the production of propylene, n-butylenes, isobugylene and isoamylenes by dehydrogenation of the corresponding paraffinic hydrocarbons: propane, n-butane, isobutane and isopentane.
Табли а 1. Table A 1.
Claims
1. Реактор для дегидрирования парафиновых углеводородов С3 - С5 с кипящим слоем мелкозернистого катализатора, включающий вертикальный цилиндрический корпус (1), патрубок ввода паров сырья (4), соединенный с распределителем сырья (6) в нижней части корпуса (1) реактора, патрубки вывода контактного газа (5), ввода (2) и вывода (3) циркулирующего катализатора, секционирующие решетки с возрастающим по высоте реактора свободным сечением, разделяющие кипящий слой катализатора на секции, отличающийся тем, что между нижней секционирующей решеткой (9) и распределителем сырья (6) установлена успокоительная решетка (11), которая имеет свободное сечение больше, чем свободное сечение нижней секционирующей решетки (9) и составляющее более 25 и менее 90% от сечения корпуса (1), при этом расстояние от этой решетки до нижней секционирующей решетки (9) составляет 0,5-2,0 высоты секции над нижней секционирующей решеткой (9). 1. A reactor for the dehydrogenation of C 3 - C 5 paraffin hydrocarbons with a fluidized bed of a fine-grained catalyst, including a vertical cylindrical body (1), a feed vapor input pipe (4) connected to a raw material distributor (6) in the lower part of the reactor casing (1), nozzles for the contact gas outlet (5), the inlet (2) and the outlet (3) of the circulating catalyst, sectional gratings with a free cross section increasing in height of the reactor, dividing the fluidized catalyst bed into sections, characterized in that between the lower sectioning grating (9) and a raw material limiter (6) has a soothing grate (11), which has a free cross section greater than the free cross section of the lower sectioning grating (9) and comprising more than 25 and less than 90% of the cross section of the casing (1), while the distance from this grate to the lower sectional lattice (9) is 0.5-2.0 the height of the section above the lower sectional lattice (9).
2. Реактор по п.1, отличающийся тем, что секционирующие решетки в реакторе установлены группами по 2-6 решеток, при этом решетки в каждой группе имеют одинаковое свободное сечение, которое возрастает от группы к группе по высоте реактора. 2. The reactor according to claim 1, characterized in that the sectional gratings in the reactor are installed in groups of 2-6 gratings, while the gratings in each group have the same free cross section, which increases from group to group along the height of the reactor.
3. Реактор по любому из пп.1-2, отличающийся тем, что над верхней секционирующей решеткой (10) установлена успокоительная решетка (12), которая имеет свободное сечение больше, чем свободное сечение верхней секционирующей решетки (10) и составляющее более 35 и менее 90% сечения корпуса (1), при этом расстояние от этой решетки до верхней секционирующей решетки (10) составляет 1,0-3,0 высоты секции под верхней секционирующей решеткой (10).
3. The reactor according to any one of claims 1 to 2, characterized in that a soothing grate (12) is installed above the upper sectioning grate (10), which has a free section greater than the free section of the upper sectioning grate (10) and is more than 35 and less than 90% of the cross section of the casing (1), while the distance from this grate to the upper sectional grating (10) is 1.0-3.0 the height of the section under the upper sectioning grating (10).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201680042900.XA CN107847894A (en) | 2015-08-20 | 2016-08-16 | Reactor for C3 to C5 paraffin dehydrogenations |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015135397/05A RU2601002C1 (en) | 2015-08-20 | 2015-08-20 | Reactor for dehydrogenation of paraffin hydrocarbons c3-c5 |
RU2015135397 | 2015-08-20 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2017030469A1 true WO2017030469A1 (en) | 2017-02-23 |
Family
ID=57216557
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/RU2016/000551 WO2017030469A1 (en) | 2015-08-20 | 2016-08-16 | Reactor for dehydrogenation of c3-c5 paraffins |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN107847894A (en) |
RU (1) | RU2601002C1 (en) |
WO (1) | WO2017030469A1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5633421A (en) * | 1992-06-23 | 1997-05-27 | Eniricerche S.P.A. | Process for dehydrogenating light paraffins in a fluidized bed reactor |
RU2126781C1 (en) * | 1993-11-30 | 1999-02-27 | Хальдор Топсеэ А/С | Method of producing unsaturated hydrocarbons |
RU2156161C1 (en) * | 1999-03-31 | 2000-09-20 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский институт "Ярсинтез" | Reactor for dehydrogenation of c3-c5 paraffin hydrocarbons |
RU2301107C1 (en) * | 2005-10-18 | 2007-06-20 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский институт "Ярсинтез" (ОАО НИИ "Ярсинтез") | Reactor for dehydrogenation of paraffinic hydrocarbons c3-c5 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT405057B (en) * | 1994-09-27 | 1999-05-25 | Voest Alpine Ind Anlagen | METHOD FOR REDUCING OXIDE CONTAINING MATERIAL AND SYSTEM FOR IMPLEMENTING THE METHOD |
US7829030B2 (en) * | 2004-12-30 | 2010-11-09 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Fluidizing a population of catalyst particles having a low catalyst fines content |
CN101139353B (en) * | 2007-09-05 | 2011-07-27 | 青岛科技大学 | Soakage direct-return organosilicon monomer synthesis fluidized bed reactor |
CN101780956B (en) * | 2010-03-03 | 2012-06-27 | 清华大学 | Method and device for preparing high purity polysilicon particles by using fluid bed reactor |
CN103908931B (en) * | 2014-04-04 | 2015-11-18 | 华电煤业集团有限公司 | A kind of liquefied gas through aromatization prepares fluidized bed reaction and the using method of aromatic hydrocarbons |
-
2015
- 2015-08-20 RU RU2015135397/05A patent/RU2601002C1/en active
-
2016
- 2016-08-16 CN CN201680042900.XA patent/CN107847894A/en active Pending
- 2016-08-16 WO PCT/RU2016/000551 patent/WO2017030469A1/en active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5633421A (en) * | 1992-06-23 | 1997-05-27 | Eniricerche S.P.A. | Process for dehydrogenating light paraffins in a fluidized bed reactor |
RU2126781C1 (en) * | 1993-11-30 | 1999-02-27 | Хальдор Топсеэ А/С | Method of producing unsaturated hydrocarbons |
RU2156161C1 (en) * | 1999-03-31 | 2000-09-20 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский институт "Ярсинтез" | Reactor for dehydrogenation of c3-c5 paraffin hydrocarbons |
RU2301107C1 (en) * | 2005-10-18 | 2007-06-20 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский институт "Ярсинтез" (ОАО НИИ "Ярсинтез") | Reactor for dehydrogenation of paraffinic hydrocarbons c3-c5 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2601002C1 (en) | 2016-10-27 |
CN107847894A (en) | 2018-03-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102563757B1 (en) | A fluid solids contacting device | |
JP6162117B2 (en) | Fluidized bed reactor with multistage baffle | |
RU2703233C2 (en) | Device for contacting fluid medium with solid components | |
US9150466B2 (en) | Counter-current fluidized bed reactor for the dehydrogenation of olefins | |
US9023285B2 (en) | Counter-current fluidized bed reactor for the dehydrogenation of olefins | |
KR102322348B1 (en) | Catalytic dehydrogenation process | |
RU2301107C1 (en) | Reactor for dehydrogenation of paraffinic hydrocarbons c3-c5 | |
WO2014081545A1 (en) | Counter-current fluidized bed reactor for the dehydrogenation of olefins | |
US9873641B2 (en) | Reactor multi-pass grids for improved catalyst hydrodynamics | |
RU2625880C9 (en) | Reactor (variants) and method of fault diagnostics of optimisation of paraffin hydrocarbons c3-c5 dehydration reactor structure | |
CN105214572A (en) | The reaction-regenerative device of methanol-to-olefins and reaction method thereof | |
RU2601002C1 (en) | Reactor for dehydrogenation of paraffin hydrocarbons c3-c5 | |
WO2019168437A1 (en) | Method for producing olefinic hydrocarbons | |
WO2018169769A1 (en) | Methods for making light olefins from different feed streams | |
RU2156161C1 (en) | Reactor for dehydrogenation of c3-c5 paraffin hydrocarbons | |
EP3990579A1 (en) | Additional heat source for naphtha catalytic cracking | |
KR20170099432A (en) | Self heat supply dehydrogenation reactor with heat source column inside catalyst layer | |
CN100490963C (en) | Fluidised bed gas-solid contacting device | |
RU2638934C1 (en) | Installation of dehydration of paraffin hydrocarbons c3-c5 | |
US12060528B2 (en) | Multiple dense phase risers to maximize light olefins yields for naphtha catalytic cracking | |
US12012556B2 (en) | Dense phase riser to maximize light olefins yields for naphtha catalytic cracking | |
RU2759288C1 (en) | Method for producing olefinic hydrocarbons in a fluidized bed of a pulverized chromium alumina catalyst | |
CN114286720B (en) | Baffled turbulent/fast fluidized bed reactor for maximizing low carbon olefin yield | |
US10118144B2 (en) | Vessel for removing hydrocarbons on catalyst | |
Azubuike et al. | Optimization of propylene production process from fluid catalytic cracking unit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 16837391 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 16837391 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |