专利名称：用于将丙烷脱氢成丙烯的新反应器流程的制作方法
技术领域：
本发明涉及由链烷烃生产轻质烯烃。具体而言，本发明涉及丙烯生产中的丙烷脱氢。
背景技术：
石油化学エ业中的连续催化剂转化方法。烃的流化催化裂化是生产较轻烃组分的重要方法，且它是こ烯和丙烯生产的重要方法。流化催化裂化方法使流化催化剂在反应器与再生器之间连续地循环。·生产丙烯的另一路线可通过将丙烷通过催化脱氢而脱氢而得到。脱氢催化剂一般包含酸性载体如氧化铝或ニ氧化硅氧化铝上的贵金属催化剂，或沸石材料。然而，该反应是强吸热的，并需要高温以使反应以令人满意的速率进行。同时，需要控制反应以限制丙烷降解形成甲烷和こ烯，且其中こ烯可通过丙烷脱氢而释放的氢气氢化。该方法还导致催化剂焦化并使催化剂减活。因此催化剂需要在脱氢反应器中较短的操作或停留阶段以后定期再生。发明概述本发明为用于链烷烃脱氢的方法。特别地，该方法用于将丙烷脱氢而生产丙烯。该方法包括使预热的丙烷进料流进入脱氢反应器中。反应器在使丙烷与流化催化剂接触并混合的条件下操作，以产生包含丙烯的产物流。设计反应器的操作以连续提供催化剂并以提供催化剂在反应器中15-45分钟的停留时间的速率将催化剂从脱氢反应器中除去。反应器为快速流化反应器以提供良好混合的反应物和进料流并提供整个反应器均匀的温度。来自反应器的流出物流分离成废催化剂料流和包含丙烯的产物流。废催化剂进入催化剂再生单元中，由此产生再生催化剂料流。将催化剂在再生単元中在限制在再生単元中30分钟或更少的平均停留时间的条件下加工。再生催化剂进入脱氢反应器中。催化剂通过反应器和再生器的高循环速率容许提高反应物的总流通，并提高脱氢反应器的生产率。本发明的其它目的、实施方案和细节可由附图
和发明详述获得。附图简述附图为使用快速流化反应器将烃脱氢的方法的示意图。发明详述烃的脱氢对生产烯烃而言是重要的。烯烃对多种产品如聚合物塑料，或烯烃在形成烷基芳基化合物中的用途而言是重要的。呈现用于丙烷脱氢的方法。该方法包括使预热的丙烷进料流进入脱氢反应器中。使进料流与流化催化剂在脱氢反应器中接触，由此产生包含丙烯的产物流。反应器为快速流化反应器，其中反应器以流动方式操作以将催化剂和进料流湍流混合。催化剂和产物流向上输送通过反应器并在分离段中分离，由此使包含丙烯的产物流从反应器中离开。使废催化剂进入催化剂再生単元中，以使催化剂再生以返回脱氢反应器中。快速流化反应器方法在将催化剂和反应物逆向混合的条件下操作。该混合缓和了温度以保持反应期间更均匀的温度，同时限制不利地影响反应速率的局部温降。反应条件包括在600-700°C的温度下操作反应器。混合提供更均匀的温度，优选将催化剂和进料充分混合以在630°C _650°C的温度下操作。反应条件包括反应器出口处108-170kPa(l-10psig)的压力。优选的操作将反应器出口处的压力控制在122-136kPa(3-5psig)的范围内。反应在包含除产生的氢气之外的氢气的气氛下操作。反应器的操作包括反应器入口处0.2-1的氢气烃摩尔比，优选的氢气烃摩尔比为0.6。将氢气和烃的进料流预热以提供吸热反应所需的ー些热。氢气在脱氢过程中产生，回收并再循环至进料流中。氢气再循环以保持反应器所有区域中的氢气水平。本方法使用较短的催化剂停留时间，还包括催化剂的快速再生。本方法容许反应 器中15-45分钟的平均催化剂停留时间，优选的平均停留时间为15-30分钟。短循环时间容许保持整个反应器更均匀的温度以实现更好的转化率和选择性。用于该方法的新催化剂包括非金属催化剂。术语非金属催化剂指在其基态下不具有金属的催化剂，但意指包含金属氧化物如氧化锆和氧化铬的催化剂。在某种程度上，再生期间催化剂的流动限于小于30分钟的平均停留时间。再生单元优选为立管反应器，其容许再生期间催化剂的混合。再生通常在烧掉一部分积聚在催化剂上的碳的条件下操作。其它燃料进入再生単元以燃烧和加热催化剂。燃烧烧掉脱氢方法期间积聚在催化剂上的碳。本方法显示于附图中。烃进料流10与氢气流12 —起进入组合进料换热器20中，产生预热的混合进料流22。将混合进料流22在加热器30中进ー步加热以成为反应器40入口温度的加热的进料流32。进料流32通过反应器40并产生包含脱氢烃的产物流42。产物流42用于预热氢气12和烃进料流10。在本发明中，优选的原料为丙烷，将其脱氢形成丙烯产物流42。反应器中的催化剂向上流过反应器40，并操作反应器40以提供15-45分钟的平均催化剂停留时间。催化剂离开反应器44至再生器50中。将燃料46加入再生器50中以提供能量以将催化剂上的碳燃烧并加热催化剂。将空气48在与燃料46混合以前压缩并加热，然后进入再生器50中。操作再生器50以再加热催化剂，并使催化剂以小于30分钟的平均停留时间通过再生器50。热再生催化剂52进入脱氢反应器40中。催化剂以快速率在反应器40与再生器50之间循环。催化剂的快循环速率连续提供加热的催化剂以保持吸热反应。快速循环产生催化剂上的低焦炭量，且焦炭在再生阶段期间容易且快速地除去。另外，在烟道气中离开再生器的过量热可被蒸汽形成60回收。估计该流程会容许丙烯生产按比例放大至更高流速。目前反应器系统中的丙烯产量限于500KMTA左右。估计新流程将产量提高至1000KMTA的流速。对于该系统，估计催化剂以10-12百万kg/hr的速率循环。尽管已目前认为的优选实施方案描述了本发明，但应当理解本发明不限于所公开的实施方案，而是意欲涵盖包括在所附权利要求范围内的各种改进和等效配置。
权利要求
1.用于丙烷脱氢的方法，其包括 使预热的丙烷进料流进入脱氢反应器中； 使丙烷进料流与流化催化剂在脱氢反应器中接触并混合，由此产生包含丙烯的产物流，其中反应器为快速流化反应器； 使废催化剂进入催化剂再生单元中，由此产生再生催化剂料流；和 使再生催化剂料流进入脱氢反应器中。
2.根据权利要求I的方法，其中快速流化反应器在将催化剂和反应物逆向混合的条件下操作。
3.根据权利要求I的方法，其中反应条件包括600-700°C的温度。
4.根据权利要求I的方法，其中反应条件包括108-170kPa的反应器出口压力。
5.根据权利要求I的方法，其中进料的氢气烃摩尔比为0.2-1。
6.根据权利要求I的方法，其中再生单元为立管反应器，且催化剂以小于30分钟的平均停留时间通过再生器。
7.根据权利要求I的方法，其进一步包括使燃料进入再生单元中以燃烧和加热催化剂。
8.根据权利要求I的方法，其进一步包括使产物流进入组合进料换热器中以预热丙烷进料流和预热氢气进料流。
9.根据权利要求I的方法，其中催化剂为非金属催化剂或金属氧化物。
10.根据权利要求I的方法，其中催化剂在反应器中具有15-45分钟的平均停留时间。
全文摘要
呈现链烷烃脱氢的方法。该方法使用脱氢催化剂在脱氢反应器与催化剂再生单元之间的快速再循环。该方法包括将组合的氢气和链烷烃进料流预热，并使组合料流进入脱氢反应器中。烃进料流和催化剂以限制反应器中催化剂的平均停留时间的速率通过反应器。催化剂循环至再生单元，并通过再生单元以限制反应器中催化剂的平均停留时间。
文档编号C07C11/06GK102811985SQ201180013906
公开日2012年12月5日 申请日期2011年2月25日 优先权日2010年3月22日
发明者G·P·陶勒尔, C·K·齐默尔曼 申请人:环球油品公司