專利名稱：用于輕質(zhì)烷烴脫氫的具有返混的流化床反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
在石油精煉工業(yè)中，烷烴(鏈烷烴)催化脫氫以制備烯烴(烯類烴)
是重要的并且是公知的烴轉(zhuǎn)化方法。這是因?yàn)橄N通常在制備其它更有價(jià) 值的烴轉(zhuǎn)化產(chǎn)物中用作中間體。例如，丙烯可以用于制備聚合物和聚丙二 醇，丁烯可以用于制備高級(jí)辛烷汽車燃料并且異丁烯可以用于制備甲基-
叔丁基醚， 一種汽油添加劑。烷烴的催化脫氫反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。這種反應(yīng)非?？觳⑶沂强赡?的，且轉(zhuǎn)化速率受到熱力學(xué)平衡條件的限制。高溫和低壓有利于將反應(yīng)轉(zhuǎn) 向烯烴的形成。
0004大量的專利描述了用于烷烴催化脫氫的技術(shù)發(fā)展水平。例如， US 4,381,417描述了一種催化脫氫體系，其中使用了輻射流反應(yīng)器，US 5,436,383描述了一種催化脫氫體系，其中可以使用固定床、移動(dòng)床或流化 床反應(yīng)器。由于催化烷烴脫氫反應(yīng)的快速和吸熱本質(zhì)，現(xiàn)有技術(shù)方法全都 要求多個(gè)反應(yīng)器或反應(yīng)器段從而獲得烯烴產(chǎn)品的足夠產(chǎn)率。此外，傳統(tǒng)的 催化脫氫體系要求多個(gè)加熱器以供應(yīng)反應(yīng)熱。典型地使用預(yù)熱器和多重反 應(yīng)器中間加熱器。中間加熱器位于反應(yīng)器之間以保證在每個(gè)反應(yīng)器的入 口，滿足吸熱脫氫反應(yīng)所必須的溫度條件。在其他現(xiàn)有技術(shù)方法中， 一組 催化脫氬反應(yīng)器在循環(huán)非穩(wěn)定態(tài)模式下運(yùn)轉(zhuǎn)，每10到30分鐘使用催化劑 床再生，正如US 6,392,113所描述的。在再生期間加熱催化劑床并且這種。對(duì)于大設(shè)備尺寸，反應(yīng)器較大且需要平行的多重反 應(yīng)器。體系頻繁的循環(huán)可以導(dǎo)致運(yùn)轉(zhuǎn)和維護(hù)問題并且非連續(xù)的體系的熱效 率比連續(xù)的過程小。工業(yè)中長(zhǎng)久以來公認(rèn)傳統(tǒng)的催化脫氫體系受到多種缺點(diǎn)的損 害。例如，在傳統(tǒng)的催化脫氫體系中，相對(duì)大的反應(yīng)器是必須的，以獲得 平衡轉(zhuǎn)化率。這增加了催化脫氬體系的復(fù)雜性和資本成本。在傳統(tǒng)的體系 中資本成本還通過需要具有多重反應(yīng)器而增加。其它的缺點(diǎn)在于將平衡推
向有利于烯烴產(chǎn)物的高溫也通過結(jié)焦促進(jìn)催化劑快速的惰性化。高溫還可 導(dǎo)致烷烴的熱裂解-即不期望的非選擇性副反應(yīng)，其導(dǎo)致形成具有較寬范 圍碳數(shù)的副產(chǎn)物，這使得產(chǎn)物物流的分離變得復(fù)雜。重質(zhì)副產(chǎn)物的形成可 以淤塞反應(yīng)器，其結(jié)果在于催化脫氫體系必須定期關(guān)閉和清潔。為了限制 淤塞的量，在未轉(zhuǎn)化的烷烴循環(huán)之前使用前端蒸餾塔將重質(zhì)副產(chǎn)物從未轉(zhuǎn) 換的烷烴中分離出來。
發(fā)明概述圖2為本發(fā)明反應(yīng)器的示意圖。
發(fā)明詳述的第二乘積。
0016]現(xiàn)在參考圖2，以示意圖的形式說明用于烷烴脫氫的返混流化床 反應(yīng)器4。返混流化床反應(yīng)器4包括分離區(qū)62和由密集相區(qū)44和過渡相 區(qū)46組成的較低反應(yīng)區(qū)。包含一種或幾種烷烴的蒸發(fā)相進(jìn)料通過管線3 進(jìn)入到iW入口 14。蒸發(fā)相W穿過進(jìn)料分配器34并且ii/v密集相區(qū)44。 進(jìn)料分配器34包括允許蒸氣相進(jìn)料穿過而將催化劑保留在篩板上的篩板。 密集相區(qū)44和過渡相區(qū)46中的催化劑包含合適的用于鏈烷烴脫氫的催化
組成的組的載體材料氧化鋁，二氧化硅，鋁珪酸鹽，鋁磷酸鹽，天然的 和合成的沸石，粘土和金屬氧化物，其上分散著選自由鐵、鎳、鉻、鉬、 鵠、鈀、鉑、錸和鈷組成的組的金屬。雖然已經(jīng)描述了本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方案，但是應(yīng)當(dāng)理解的是那 些本領(lǐng)域技術(shù)人員還可預(yù)見其它實(shí)施方案。例如有可能使用多于一個(gè)返混 流化床反應(yīng)器。
權(quán)利要求
1.用于烷烴物流(1)的脫氫的催化脫氫方法，其包括a)使烷烴物流與催化劑的返混流化床(44)接觸；b)從催化劑的返混流化床中取出失活的催化劑(38)；c)加熱(76)失活的催化劑以便再生催化劑并且制備熱的再生的催化劑(36)；以及d)將熱的再生的催化劑返回到催化劑的返混流化床(44)中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中燃料(77)在包含氧的物流(75)中并 且在失活的催化劑存在下燃燒以加熱失活的催化劑。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中烷烴物流的脫氫需要反應(yīng)熱并且熱 的再生的催化劑提供用于烷烴物流脫氫的反應(yīng)熱。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中催化劑的返混流化床基本是等溫的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中熱的再生的催化劑具有優(yōu)選比催化 劑的返混流化床熱10到200°C范圍內(nèi)的溫度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在與催化劑的流化床接觸之前烷烴 物流被加熱(2)且其中優(yōu)選將烷烴物流加熱到比催化劑的返混流化床的溫 度冷50°C到熱50。C的范圍內(nèi)的溫度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中烷烴物流包含以下物質(zhì)中的一種 乙烷，丙烷，異丁烷，正丁烷，戊烷，己烷，庚烷或辛烷。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中催化劑包括選自由以下物質(zhì)組成的 組的載體材料氧化鋁，二氧化硅，鋁硅酸鹽，鋁磷酸鹽，天然的和合成 的沸石，粘土和金屬氧化物，其上分散著選自由鐵、鎳、鉻、鉬、鴒、鈀、 鉑、錸和鈷組成的組的金屬。
9. 一種用于烷烴物流脫氫反應(yīng)的催化脫氫體系，其包括a) 用于使烷烴物流與催化劑的流化床(44)接觸的返混流化床反應(yīng)器(4);b) 用于從返混流化床反應(yīng)器中取出失活的催化劑的第 一管道(38);c) 其中將失活的催化劑加熱以制備熱的再生的催化劑的再生器(76);以及d) 用于將熱的再生的催化劑返回到返混流化床反應(yīng)器(4)的第二管道(36)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的體系，其中返混的流化床反應(yīng)器(4)^本等溫的。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種用于烷烴物流(1)的吸熱脫氫反應(yīng)的改進(jìn)的方法和體系。本發(fā)明的方法和體系包括返混流化床反應(yīng)器(4)。烷烴物流在單獨(dú)的反應(yīng)器段中通過使烷烴物流與催化劑的返混流化床(44)接觸而脫氫。失活的催化劑(38)從返混流化床反應(yīng)器中取出并且加熱以制備熱的再生催化劑(36)。熱的再生催化劑以將返混流化床反應(yīng)器保持在實(shí)質(zhì)等溫條件下的足夠的速率返回到返混流化床反應(yīng)器中。
文檔編號(hào)B01J8/18GK101568379SQ200780048334
公開日2009年10月28日 申請(qǐng)日期2007年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月28日
發(fā)明者B·K·戈羅維, J·A·薩拉加, M·A·舒爾茨 申請(qǐng)人:環(huán)球油品公司