Обработка катализатора превращения оксигената



Обработка катализатора превращения оксигената
Обработка катализатора превращения оксигената

 


Владельцы патента RU 2420353:

ЮОП ЛЛК (US)

Изобретение относится к способу обработки отработанного катализатора процесса превращения сырья, содержащего оксигенат, в олефины. Указанный способ включает загрузку в реактор катализатора; подачу в реактор потока сырья, содержащего оксигенат; введение в контакт потока сырья, содержащего оксигенат, с катализатором в реакторе и превращение потока сырья, содержащего оксигенат, в легкие олефины с расходом катализатора с образованием отработанного катализатора; регенерацию, по меньшей мере, части отработанного катализатора в регенераторе с образованием первой части регенерированного катализатора и отработанного газа, содержащего частицы катализатора; возвращение первой части регенерированного катализатора для введения в контакт с потоком сырья, содержащего оксигенат; очистку отработанного газа, содержащего частицы катализатора, заградительным фильтром для отделения частиц катализатора от отходящего газа; и возвращение, по меньшей мере, части частиц катализатора, отделенных от отходящего газа указанным заградительным фильтром, в реактор. Также изобретение относится к устройству для осуществления приведенного способа. Применение настоящего изобретения позволяет более полно использовать катализатор превращения оксигената в олефин и защищает от большой и массивной потери катализатора. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение, в общем, относится к превращению оксигената в олефины и более точно к способам и оборудованию для обработки катализатора, используемого в указанном способе превращения оксигената.

Уровень техники

Легкие олефины служат сырьем для производства многочисленных химических продуктов. Легкие олефины традиционно получают крекингом с паром или каталитическим крекингом. Однако ограниченная доступность и высокая стоимость нефтяного сырья привели к существенному увеличению стоимости производства легких олефинов из такого нефтяного сырья.

Поиск альтернативных материалов для производства легких олефинов привел к использованию оксигенатов, таких как спирты и, более определенно, к использованию метанола, этанола и высших спиртов или их производных. Известно, что молекулярные сита такие, как микропористый кристаллический цеолит и некристаллические цеолитные катализаторы, в частности силикоалюмофосфаты (SAPO), активизируют превращение оксигенатов в смесь углеводородов, в частности в смеси углеводородов, состоящие в значительной степени из легких олефинов.

Когда катализатор подвергается действию оксигенатов, таких как метанол, для активизации реакции образования олефинов образуется углеродный материал (кокс) и осаждается на катализаторе. Накопление отложений кокса на катализаторе снижает способность катализатора активизировать желательную реакцию получения олефинов и приводит к расходованию катализатора. То есть, с увеличением отложений кокса катализатор обычно теряет активность и меньше сырья превращается в целевой олефиновый продукт.

С этой точки зрения желательно, по меньшей мере, периодически регенерировать катализатор, например, удаляя кокс из отработанного катализатора, например, сжиганием кислородом, восстанавливая таким образом каталитическую активность катализатора. Регенерированный катализатор затем может быть вновь подвергнут действию оксигенатов для активизации желательного превращения оксигенатов в олефины.

Например, отработанный катализатор можно непрерывно удалять из реактора превращения оксигенатов в олефины и регенерировать его в регенераторе с целью возвращения в реактор. В ходе такого способа регенерации отработанный катализатор обычно направляют в регенератор, где отложения кокса выжигают кислородсодержащим воздухом из материала катализатора.

Поток отходящего газа удаляют из регенератора. Выброс частиц, которые в значительной степени состоят из мелкой фракции катализатора, может быть проблемой или вызвать необходимость обработки отходящего газа из такого регенератора.

Кроме того, катализаторы, обычно используемые для превращения оксигенатов в легкие олефины, обычно имеют высокую цену. Следовательно, желательно уменьшить или минимизировать количество такого материала катализатора, который теряется или не извлекается, например, уносом отходящими газами.

Кроме того, хотя это происходит редко, каталитическая обработка жидкости может вызвать проблему, связанную с возможностью потери большого количества катализатора из емкости, например, регенератора из-за механической поломки или радикального изменения эксплуатационных режимов.

Таким образом, есть необходимость и потребность в усовершенствовании обработки отработанного катализатора процесса превращения оксигенатов в олефины.

Кроме того, есть необходимость и потребность в улучшенных способах обработки отработанного катализатора процесса превращения сырья, содержащего оксигенат, в олефины, а также в улучшенном способе и системе превращения оксигенатов в легкие олефины.

Более точно, есть необходимость и потребность в таких улучшенных способах, процессах и системах, которые удовлетворяют одному или, предпочтительно, нескольким из следующих условий: более полное использование катализатора превращения оксигената в олефин; более полное удаление частиц из отходящего газа регенератора;

включение и использование циклона регенератора упрощенной конструкции и/или действия; и защита от большой или масивной потери катализатора, например, в случае механической поломки или радикального изменения режима эксплуатации.

Краткое изложение сущности изобретения

Общей целью изобретения является создание улучшенного способа обработки отработанного катализатора процесса превращения сырья, содержащего оксигенаты, в олефины.

Более конкретно, цель изобретения состоит в преодолении одной или более из вышеуказанных проблем.

Общая цель изобретения может быть достигнута, по меньшей мере, частично способом обработки отработанного катализатора процесса превращения сырья, содержащего оксигенаты, в олефины. В соответствии с одним предпочтительным осуществлением, указанный способ включает регенерацию отработанного катализатора для образования первой регенерированной части катализатора и отходящего газа, содержащего частицы катализатора. Отходящий газ, содержащий частицы катализатора, затем пропускают через барьерный фильтр для отделения частиц катализатора от отходящего газа.

Известный уровень техники, в общем, не в состоянии обеспечить такое каталитическое превращение содержащего оксигенат сырья в олефины, которое максимизирует использование катализатора и его удерживание в желательной степени. Кроме того, известный уровень техники, в общем, не в состоянии обеспечить оборудование и способ для желательной полноты удаления частиц катализатора каталитического превращения, содержащего оксигенат сырья в олефины из отходящего газа регенератора.

В соответствии с другим аспектом изобретения, предложен способ: превращения оксигенатов в легкие олефины. В соответствии с одним предпочтительным осуществлением, такой способ включает загрузку катализатора в реактор. Поток сырья, содержащего оксигенат, подают в реактор. Поток сырья, содержащего оксигенат, входит в контакт с катализатором в реакторе, и поток сырья, содержащего оксигенат, превращается в легкие олефины с расходом катализатора. По меньшей мере, часть отработанного катализатора регенерируют в регенераторе катализатора для образования первой регенерированной части катализатора и отходящего газа, содержащего частицы катализатора. Первую регенерированную часть катализатора возвращают для приведения в контакт с потоком сырья, содержащего оксигенат. Отходящий газ, содержащий частицы катализатора, пропускают через заграждающий фильтр для отделения по существу всех частиц катализатора от отходящего газа. По меньшей мере, часть частиц катализатора, отделенных от отходящего газа, затем возвращают в реактор. В соответствии с одним предпочтительным осуществлением, такое возвращение частиц катализатора включает непосредственно возвращение, по меньшей мере, части частиц катализатора, отделенных от отходящего газа, в регенератор катализатора, по меньшей мере, с частью таких возвращенных частиц катализатора, в свою очередь возвращаемых в реактор.

В соответствии с другим осуществлением, предложена система превращения оксигенатов в легкие олефины. Система включает реактор для введения в контакт потока сырья, содержащего оксигенаты, с катализатором и превращения потока сырья, содержащего оксигенаты, в легкие олефины. Система, кроме того, включает сепаратор для отделения отработанного катализатора от легких олефинов. Система, кроме того, еще включает регенератор для регенерации, по меньшей мере, части отработанного катализатора для формирования первой части регенерированного катализатора и отходящего газа, содержащего частицы катализатора. Система также включает заграждающий фильтр для отделения частиц катализатора от отходящего газа.

Другие цели и преимущества станут очевидны специалисту в данной области техники из следующего детального описания вместе с прилагаемыми формулой изобретения и чертежами.

Фиг.1 является упрощенной схематической диаграммой части системы для превращения сырья, содержащего оксигенат, в олефины в соответствии с одним осуществлением изобретения.

Фиг.2 является упрощенной схематической диаграммой системы сортировочной установки мелких частиц отходящего газа в соответствии с одним осуществлением изобретения.

Детальное раскрытие изобретения

Сырье, содержащее оксигенат, может быть превращено в легкие олефины в процессе каталитической реакции, и катализатор может быть регенерирован с фильтрацией отходящего газа регенератора для удаления из него частиц катализатора. В соответствии с предпочтительным осуществлением, по меньшей мере, часть отфильтрованных частиц катализатора, желательно, в конечном счете, возвращать в реактор для дальнейшего участия в проведении реакции.

Более точно, легкие оксигенаты, такие как состоящие из одного или нескольких следующих соединений: метанола, этанола, диметилового эфира, диэтилового эфира или их смесей, могут реагировать или иначе могут быть превращены в легкие олефины, такие как этилен или пропилен в присутствии соответствующего выбранного катализатора в экзотермической реакции. Метанол и диметиловый эфир являются особенно предпочтительным оксигенатным сырьем. Сырье, содержащее оксигенат, вводят в контакт с катализатором посредством псевдоожиженного слоя потока сырья, которое предпочтительно испарено, но может быть жидким. Продукт или продукты, полученные в способе превращения, будут зависеть от сырья, катализатора и используемых условий. Предпочтительно продукты являются углеводородами с С26 атомами углерода. В одном аспекте искомый продукт предпочтительно содержит легкие олефины с 2-4, более предпочтительно с 2-3 атомами углерода в молекуле. Например, способ превращения метанола в олефин может быть каталитическим процессом в паровой, жидкой фазе, который превращает метанол в олефины, прежде всего этилен и пропилен.

Фиг.1 схематично иллюстрирует систему, в общем указанную цифрой 10, для превращения сырья, содержащего оксигенат, в олефины в соответствии с одним осуществлением изобретения.

Сырье, содержащее оксигенат, например метанол, входит в контакт с катализатором, например содержащим молекулярные сита, в реакторе 20. Специалисту в данной области техники будет понятно, руководствуясь сведениями, приведенными в описании, что такое сырье может быть техническим метанолом, сырым метанолом или любой их комбинацией. Сырой метанол может быть неочищенным продуктом из установки синтеза метанола. Кроме того, сырье, включающее смесь метанола и воды, может быть с содержанием метанола 65-90% мас. Более предпочтительно, сырье, включающее смесь метанола и воды, может быть с содержанием метанола 78-82% мас. В одном предпочтительном осуществлении, сырье, содержащее смесь метанола и воды, может содержать 80% мас. метанола.

Установка по получению олефина из метанола, предназначенная для переработки 2500000 метрических тонн в год 95% мас. метанола, может иметь скорость подачи сырья предпочтительно 1500-4000 кМТА и более предпочтительно 2000-3500 кМТА. Поток сырья может содержать 0-35% мас. и более предпочтительно 1-25% мас. воды. Метанол в потоке сырья может составлять 70-100% мас. и более предпочтительно 75-95% мас. потока сырья. Этанол в потоке сырья может составлять 0,01-0,5% мас. и более традиционно 0,1-0,2% мас. потока сырья, хотя могут быть полезны более высокие концентрации. Когда метанол является главным компонентом в потоке сырья, высшие спирты в потоке сырья могут составлять 200-2000 ppmw и более традиционно 500-1500 ppmw. Кроме того, когда метанол является главным компонентом в потоке сырья, диметиловый эфир в потоке сырья может составлять 10-60 ppmw и более традиционно 20-50 ppmw. Специалисту в данной области техники, который руководствуется приведенными в описании данными, понятно, что при необходимости в качестве сырья для способа превращения оксигената в олефины может быть использован диметиловый эфир высокой чистоты.

Каталитическую активность желательно поддерживать на заданном уровне для непрерывного превращения сырья, содержащего оксигенат, в олефины. Отложения на катализаторе, которые могут ухудшать каталитическую активность, должны быть удалены без нарушения условий реакции превращения сырья, содержащего оксигенат, в олефины. Псевдоожижение частиц катализатора в газовом потоке или различными газообразными потоками позволяет перемещать катализатор между реактором 20, регенератором катализатора 40 и узлом газового фильтра 60, которые в общем составляют систему 10.

Как показано на фиг.1, реактор 20 в общем включает более низкую секцию реактора или камеру 21 и верхнюю секцию реактора 22, также иногда называемую как разделительная камера. Более низкая секция реактора 21, где, прежде всего, происходит реакция, имеет распределитель сырья 23 для участия в распределении сырья, введенного туда по трубопроводу 28. Более низкая секция реактора 21 также включает псевдоожиженный слой катализатора и стояк выхода 24. Верхняя секция реактора 22 может составить первичную зону разделения пар/катализатор. После предварительного разделения наверху стояка выхода 24 циклоны 25 (только один из них представлен для упрощения иллюстрации и улучшения понимания) выполняют разделение в большей степени. Отделенный катализатор можно непрерывно возвращать в цикл из верхней секции реактора 22 в более низкую секцию реактора 21, например через один или более трубопроводов рециркуляции 26, для поддержания желательной плотности катализатора в более низкой секции реактора 21. При необходимости, такой катализатор, возвращаемый в более низкую секцию реактора 21, может быть сначала охлажден, как показано, элементом 27. Специалисту в данной области техники на основе сведений, приведенных в описании, будет понятно, однако, что желательное охлаждение катализатора может быть выполнено полностью или частично, до, в течение или после его прохода через трубопровод рециркуляции 26. Кроме того, в осуществлениях, включающих множество линий рециркуляции, некоторые или все линии рециркуляции могут быть выполнены без охлаждения. Это позволяет контролировать плотность материала внутри более низкой секции реактора 21, независимо от охлаждения реактора. Контрольные клапаны (не показаны) на линиях рециркуляции позволяют регулировать плотность катализатора в более низкой секции 21 реактора.

Циклоны 25 отделяют катализатор от паров продукта. Пары продукта из каждого циклона 25 передают по трубопроводу 29 и в конечном счете в трубопровод продукта 30, который направляет олефины и побочные продукты к системе извлечения продукта.

Условия реакции превращения оксигенатов в легкие олефины известны специалисту в данной области техники. Предпочтительно, в соответствии с настоящим изобретением, условия реакции включают температуру 200-700°С, более предпочтительно 300-600°С и наиболее предпочтительно 400-550°С, и давление 35-414 кПа (манометрическое) (5-60 фунт/дюйм2).

Специалисту в данной области техники будет понятно, руководствуясь сведениями, приведенными в описании, что условия реакций являются вообще переменными в зависимости от желательных продуктов. Например, если желателен повышенный выход этилена, то рабочая температура реактора предпочтительно составляет 475-550°С и более предпочтительно 500-520°С. Кроме того, для получения этилена могут быть предпочтительны рабочие давления 35-138 кПа (манометрическое) (5-20 фунт/дюйм2).

Если желателен повышенный выход пропилена, то предпочтительно работать с температурой реактора 350-475°С и более предпочтительно 400-430°С. Кроме того, для получения пропилена желательно работать при давлении 35-276 кПа (манометрическое) (5-40 фунт/дюйм2).

Полученные легкие олефины могут иметь отношение этилена к пропилену 0,5-2,0 и предпочтительно 0,75-1,25. Если желательно более высокое отношение этилена к пропилену, то температура реакции должна быть выше, чем если бы было желательно более низкое отношение этилена к пропилену. Предпочтительный диапазон температуры сырья составляет 120-200°С. Более предпочтительно диапазон температуры сырья составляет 180-200°С.

Отделенный в циклонах 25 катализатор падает через опускные трубы 34 в основание камеры разделения 22. Клапаны (не показаны) или подобные им у основания циклонов 25 предотвращают противоток катализатора по направлению к опускным трубам циклона 34.

Часть отработанного катализатора, осевшего в основании камеры разделения 22, направляют в трубопровод рециркуляции 26. Другую часть отработанного катализатора в основании камеры разделения 22 направляют в регенератор катализатора 40 по трубопроводу 36. Более точно, отработанный катализатор перемещают из реактора 20 в регенератор 40 через наружную напорную трубу катализатора 41 эрлифтом от распределителя 42.

Специалисту в данной области техники будет понятно, руководствуясь сведениями, приведенными в описании, что до регенерации отработанного катализатора углеводороды могут быть при необходимости десорбированы или иначе эффективно удалены из отработанного катализатора, например, посредством десорбера (не показан), например, с использованием пара или другой эффективной десорбирующей среды.

Как указано выше, в течение превращения оксигенатов в легкие олефины, углеродсодержащий материал, то есть кокс, может осаждаться на катализаторе. Такой материал отложений кокса может сокращать число активных центров на катализаторе, что таким образом влияет на степень превращения. Катализатор становится отработанным, когда отложения кокса накапливаются на катализаторе и уменьшают способность катализатора активизировать превращение сырья, содержащего оксигенат, в олефины. Таким образом, в ходе процесса превращения в псеводожиженном слое, часть отработанного или закоксованного катализатора удаляют из реактора и регенерируют в регенераторе для удаления, по меньшей мере, части кокса. Предпочтительно, кокс удаляют из катализатора окислительной регенерацией в регенераторе. После регенерации катализатора удалением материала отложения кокса и увеличения вследствие этого количества активных центров катализатора регенерированный катализатор возвращают в реактор и далее приводят в контакт с потоком сырья для превращения оксигенатов в легкие олефины. Система работает так, что достаточное количество активных центров катализатора обеспечено в псевдоожиженном слое реакционной камеры для увеличения превращения потока сырья в желательный продукт, не увеличивая превращение в нежелательные побочные продукты.

В одном осуществлении, регенератор 40 включает секцию псевдоожиженного слоя 43, верхнюю секцию 44 разделения, включающую циклоны 45, более низкую секцию 46, включающую холодильники регенератора катализатора 50. Нагнетатель 52 на линии 53 подает газ для сжигания в регенератор 40. Газ для сжигания, используемый при осуществлении изобретения, может содержать кислород (O2) или другие окислители. Кислород может предпочтительно подаваться в виде воздуха. Воздух или другой газ для сжигания, при необходимости, могут быть разбавлены азотом, CO2, отходящим газом или, например, паром или, альтернативно, могут быть обогащены кислородом.

При работе регенератор 40 приводит в контакт отработанный катализатор с газом для сжигания так, что контакт с кислородом выжигает кокс из катализатора при его прохождении вверх через секцию псевдоожиженного слоя 43. Небольшая часть катализатора захватывается газами для сжигания и входит во входное отверстие 55 циклонов 45, которые отделяют большую часть захваченного катализатора от газов для сжигания. Циклоны 45 служат для передачи отделенного таким образом катализатора в более низкую секцию регенератора 46 через опускные трубы 57.

По меньшей мере часть частиц регенерированного катализатора может быть охлаждена холодильниками 50, например, расположенными в донной части регенератора 40. Холодильники 50 могут охлаждаться посредством выпаривания воды в пар. Трубы теплообменника являются трубами байонетного типа с внешней трубой, контактирующей с катализатором, и внутренней трубой для циркуляции охлаждающей жидкости.

Часть регенерированного катализатора может быть возвращена в цикл в более низкую реакционную камеру 21 по одному или более трубопроводов рециркуляции 58. Поток через трубопроводы рециркуляции 58 можно регулировать контрольным клапаном (не показан).

Процесс сгорания, протекающий в регенераторе 40, дает или приводит к отходящему газу. Отходящие газы сгорания удаляют из регенератора 40 по трубопроводу 59. В одном осуществлении типичный отходящий газ регенератора, например регенератора 40, может содержать 2-11% H2O, 3-7% O2, 75-80% N2, и 10-15% CO2 в объемных процентах. Кроме того, может присутствовать остаточный СО в отходящем газе регенератора 40.

Как указано выше, выброс частиц, которые в значительной степени состоят из частиц катализатора, в частности в форме мелких частиц катализатора, может быть проблемой или вызывать необходимость в обработке отходящего газа такого регенератора. Как показано на фиг.1, система 10 включает установку газового фильтра 60, например, при необходимости расположенного в технологической цепочке после отделения газообразных продуктов (например, легких олефинов) от частиц катализатора и сепаратора или сепараторов, связанных с таким разделением. Более точно, отходящий газ, который пропущен через холодильник 62, вводят в установку газового фильтра 60.

Установка газового фильтра 60 включает кожух фильтра 64 или тому подобное и один или несколько фильтрующих элементов 66, помещенных в корпус или иначе соответствующим образом размещенных в ней. В предпочтительном осуществлении, заграждающий фильтр, включающий металлокерамический фильтрующий элемент, составляет предпочтительную форму фильтрующего элемента.

Мелкие частицы катализатора, отделенные от отходящего газа до или фильтрующими элементами 66, при необходимости, могут быть возвращены в регенератор 40, как показано или представлено по трубопроводу или потоком 67. Как показано, желательно такое возвращение этих частиц катализатора в регенератор, чтобы они, в конечном счете, предпочтительно были возвращены в реактор.

Отходящий газ, теперь свободный от отделенных частиц катализатора, может быть передан по трубопроводу 68 для дальнейшей обработки или иначе соответствующим образом удален. В соответствии с некоторьми предпочтительными осуществлениями фильтр желательно является самоочищаемым при нормальном функционировании. Поэтому для такой системы возможно включить только одну фильтрующую установку.

Специалисту в данной области техники будет понятно, руководствуясь сведениями, приведенными в описании, что системы для превращения сырья, содержащего оксигенат, в олефины, при необходимости, могут включать две или более таких или подобных фильтрующие установки отходящего газа, например, в параллельном подключении и работе, чтобы обеспечить дополнительную производственную гибкость обработки, как например, делая возможным продолжение работы при вынужденном или желательном обслуживании другой такой фильтрационной установки.

Кроме того, включение заградительного фильтра, как описано выше, может при желании обеспечить защиту в случае потери большого количества катализатора из регенератора, например, из-за механической поломки или радикального изменения режима эксплуатации. В частности, при возникновении такого случая заградительный фильтр может удержать катализатор и таким образом предотвратить выброс катализатора в атмосферу.

Фиг.2 является упрощенной схематической диаграммой системы сортировочного устройства мелких частиц отходящего газа 70 в соответствии с одним осуществлением и посредством чего частицы катализатора извлекают или удаляют, как описано выше, фильтрующим элементом и, например, представленным потоком 67, показанным на фиг.1 и описанным выше, может быть при необходимости и соответственно обработан между установкой фильтрации 60 и регенератором 40.

Система сортировочной установки мелких частиц отходящего газа 70 включает уравнительный бункер 72, в который мелкие частицы катализатора, например, извлеченные или удаленные из отходящего газа регенератора, как описано выше, одним или несколькими фильтрующими элементами подают или вводят, например, как это показано, по линии подачи сырья 74. Уравнительный бункер для мелких частиц 72 служит накопительной емкостью, способной вмещать катализатор, собранный на фильтрах отходящего газа за желательный период времени. В одном осуществлении система включает уравнительный бункер для мелких частиц с емкостью для приблизительно недельной наработки мелких частиц катализатора. Следует понимать, что сухой воздух может быть использован, например, в форме непрерывной продувки, для очистки уравнительного бункера от отходящего газа и влаги для поддержания катализатора сухим.

Мелкие частицы катализатора из уравнительного бункера мелких частиц 72 могут быть затем соответственно перемещены, например, посредством сухого воздуха, подаваемого по трубопроводу 76, к сортировочной установке мелких частиц 80. Для помощи в осуществлении желаемой сортировки обратный поток воздуха также может подаваться к сортировочному устройству 80, например, по трубопроводу 82.

В одном осуществлении сортировочная установка желательно способна к отделению материала 10-30 микрон или менее из суммы материала катализатора. В некоторых осуществлениях желательно отделять материал с размером частиц менее 20 микрон.

Специалисту в данной области техники, который руководствуется сведениями, приведенными в описании, понятно, что сортировочные установки различной конструкции доступны и могут быть использованы для проведения желаемого отделения мелких частиц, и таким образом следует понимать, что более широкое применение изобретения не ограничено специально разработанными сортировочными установками или их использованием. В соответствии с одним осуществлением, является предпочтительной сортировочная установка с отделением мелких частиц катализатора в циклоне. Примеры таких сортировочных установок включают аэродинамические сортировочные установки частиц, поставляемые Fisher-Klosterman, Inc. of Louisville, KY и Buell Division of Fisher-Klosterman, Inc., Lebanon, PA.

Более грубый материал или материал большего размера, например материал размером более 10-30 микрон в вышеуказанном примере или в некоторых осуществлениях 20 микрон или более, может быть затем соответствующим образом перемещен по системе возврата 84, например, состоящей из бункера 86 и эрлифта, где воздух подается по трубопроводу 88, по трубопроводу 90 назад в регенератор (позиция 40 на фиг.1). Специалисту в данной области техники, который руководствуется сведениями, приведенными в описании, понятно, что такое извлечение и возвращение в цикл материала катализатора может продлить полное время работы материала катализатора, используемого в способе.

Материал меньшего размера, например материал размером 10-30 микрон или менее, или, в некоторых осуществлениях менее 20 микрон может быть затем соответствующим образом перемещен, например, по трубопроводу 91 в систему удаления 92, например, состоящую из пылеуловительной камеры 94, в которой заградительные фильтры, например фильтры в форме матерчатых мешков, отфильтровывают частицы катализатора, содержащиеся в проходящем через фильтры потоке. Может быть использован обратный ток воздуха, например, подаваемый по трубопроводам 96 для удаления таких частиц катализатора из ткани мешка по трубопроводу 98 для окончательного удаления мелких частиц. Нагнетатель 100 может быть использован, как показано, для удаления отходящего газа в атмосферу по трубопроводу 102.

Фильтр и сортировочная установка, и их работа могут быть соответственно отрегулированы для привнесения различных изменений в условия способа. Например, в случае возрастания отверстия циклонов регенератора или износа со временем так, что циклоны регенератора пропускают относительно большие количества твердых частиц с отходящим газом, фильтр и сортировочное устройство обеспечивают достаточную технологическую гибкость для размещения таких повышенных загрузок частиц и возврата в цикл извлеченных твердых частиц. В частности, ценные большие частицы, которые могут содержаться в отходящем газе в результате работы такого циклона регенератора, могут быть извлечены и соответствующим образом возвращены в цикл.

Кроме того, специалисту в данной области техники на основании сведений, приведенных в описании, понятно, что размер извлеченных мелких частиц или альтернативно размер выгруженных частиц может быть соответственно скорректирован для соответствия требованиям определенного применения.

Система и обработка частиц на заградительном фильтре, как описано выше, могут соответственно позволить разрабатывать циклоны регенератора для работы с более низкой эффективностью. Кроме того, дальнейшие затраты могут быть снижены за счет упрощения конструкции циклона и/или уменьшения числа стадий.

Таким образом, использование такого фильтра и сортировочной установки обеспечивает относительно недорогую схему обработки, которая обеспечивает достаточную технологическую гибкость для привнесения изменений в условия способа.

Осуществления, такие как описано выше, в соответствии с пожеланиями, обеспечивают или приводят к улучшенному использованию катализатора в каталитическом превращении сырья, содержащего оксигенат, в олефины. Специалисту в данной области техники на основании сведений, приведенных в описании, кроме того, будет понятно, что скорость дезактивации обычного катализатора превращения оксигенат-олефин, может быть относительно низкой по сравнению с катализаторами, используемыми в других обычных технологических схемах, например, материалов катализатора, используемых в процессе жидкого каталитического крекинга (FCC). При практических осуществлениях, например вышеописанных, потеря ценного катализатора оксигенат-олефин может быть по желанию минимизирована, например, использованием вышеуказанной сортировки и возвращения частиц катализатора. Кроме того, такие осуществления могут обеспечить или привести к улучшенному удерживанию катализатора, используемого в каталитическом превращении сырья, содержащего оксигенат, в олефины. Такие осуществления способа и оборудования также могут обеспечить более полное удаление частиц катализатора превращения сырья, содержащего оксигенат, в олефины из отходящего газа регенератора катализатора.

Несмотря на то, что изобретение было описано выше со ссылкой на включение сортировочного устройства или ему подобного, специалисту в данной области техники будет понятно, на основании сведений, приведенных в описании, что более широкое использование изобретения не обязательно ограничено ими. Например, если желательно, все или фактически все мелкие частицы могут быть возвращены в цикл, например в реактор, например, обходом всеми или частью извлеченных твердых частиц сортировочного устройства.

Кроме того, несмотря на то, что осуществления, которые были описаны выше, содержат особое упоминание о возвращении частиц катализатора, например мелких частиц катализатора, в реактор, включающее непосредственно возвращение, по меньшей мере, части частиц катализатора, отделенных от отходящего газа, в регенератор катализатора, и последующее возвращение, по меньшей мере, части таких возвращенных частиц катализатора, в реактор, следует понимать, что более широкое использование изобретения не обязательно ограничено этим. Например, если желательно, может быть достигнуто прямое возвращение частиц катализатора в реактор, например, использованием инертного газа для сортировки и перемещения частиц катализатора в реактор.

Изобретение, иллюстративно раскрытое здесь, соответственно может быть осуществлено в отсутствии любого элемента, части, стадии, компонента или ингредиента, которые конкретно не раскрыты в описании.

Несмотря на то, что в предшествующем детальном описании настоящее изобретение было описано в соответствии с его некоторыми предпочтительными осуществлениями и множество деталей изложено в иллюстративных целях, специалисту в данной области техники должно быть понятно, что изобретение допускает дополнительные осуществления и что некоторые описанные детали могут быть значительно изменены, не отступая от основных принципов изобретения.

1. Способ обработки отработанного катализатора процесса превращения сырья, содержащего оксигенат, в олефины, указанный способ включает:
загрузку в реактор катализатора;
подачу в реактор потока сырья, содержащего оксигенат;
введение в контакт потока сырья, содержащего оксигенат, с катализатором в реакторе
и
превращение потока сырья, содержащего оксигенат, в легкие олефины с расходом катализатора с образованием отработанного катализатора;
регенерацию, по меньшей мере, части отработанного катализатора в регенераторе с образованием первой части регенерированного катализатора и отработанного газа, содержащего частицы катализатора;
возвращение первой части регенерированного катализатора для введения в контакт с потоком сырья, содержащего оксигенат;
очистку отработанного газа, содержащего частицы катализатора, заградительным фильтром для отделения частиц катализатора от отходящего газа; и
возвращение, по меньшей мере, части частиц катализатора, отделенных от отходящего газа указанным заградительным фильтром, в реактор.

2. Способ по п.1, который дополнительно включает сортировку отделенных частиц катализатора.

3. Способ по п.2, в котором указанная сортировка отделенных частиц катализатора включает обработку циклоном отделенных частиц катализатора.

4. Способ по п.2, в котором отделенные частицы катализатора сортируют по размерам, по меньшей мере, на две фракции, включающие первую фракцию меньших размеров мелких частиц катализатора и вторую фракцию больших размеров мелких частиц катализатора, при этом вторая отсортированная фракция мелких частиц катализатора состоит из частиц с размером по меньшей мере 10-30 микрон, и в котором указанный способ дополнительно включает:
возвращение второй отсортированной фракции частиц катализатора в процесс превращения сырья, содержащего оксигенат, в олефины; и
отбраковку первой отсортированной фракции мелких частиц катализатора.

5. Способ по п.2, в котором отделенные частицы катализатора сортируют по размерам, по меньшей мере, на две фракции, включающие первую фракцию меньших размеров мелких частиц катализатора и вторую фракцию больших размеров мелких частиц катализатора, при этом первая отсортированная фракция мелких частиц катализатора состоит из частиц с размером не более 10-30 микрон, и в котором указанный способ дополнительно включает:
возвращение второй отсортированной фракции частиц катализатора в процесс превращения сырья, содержащего оксигенат, в олефины; и
отбраковку первой отсортированной фракции мелких частиц катализатора.

6. Способ по п.1, в котором указанная очистка отработанного газа, содержащего частицы катализатора, заградительным фильтром включает очистку отработанного газа, содержащего частицы катализатора, металлокерамическим заградительным фильтром.

7. Способ по п.1, в котором указанное возвращение, по меньшей мере, части частиц катализатора, отделенных от отходящего газа, в реактор включает:
непосредственное возвращение, по меньшей мере, части частиц катализатора, отделенных от отходящего газа, в регенератор; и
возвращение, по меньшей мере, части указанных возвращенных частиц катализатора из регенератора в реактор.

8. Система (10) для обработки отработанного катализатора процесса превращения сырья, содержащего оксигенат, в олефины, указанная система включает:
реактор (20) для введения в контакт потока сырья, содержащего оксигенат, с катализатором и превращения потока сырья, содержащего оксигенат, в легкие олефины;
сепаратор (25) для отделения отработанного катализатора от легких олефинов;
регенератор (40) для регенерации, по меньшей мере, части отработанного катализатора, для формирования первой части регенерированного катализатора и отходящего газа, содержащего частицы катализатора;
заградительный фильтр (60) для отделения частиц катализатора от отходящего газа; и
трубопровод рециркуляции для возвращения в реактор частиц катализатора, отделенных от отходящего газа заградительным фильтром.

9. Система по п.8, которая дополнительно включает сортировочное устройство (80) для сортировки частиц катализатора, отделенных от отходящего газа.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к одностадийному способу газофазного получения изопрена, включающему взаимодействие формальдегида с изобутиленом, третбутиловым спиртом, метилтретбутиловым эфиром, этилтретбутиловым эфиром или их смесью с изобутиленом в присутствии катализатора, содержащего гетерополикислоту или ее соли, и характеризующемуся тем, что взаимодействие проводят в присутствии твердофазного катализатора, содержащего от 0,1 до 90 мас.% гетерополикислоты или ее соли на пористом носителе состава Al2O 3·(10-300)SiO2, причем процесс осуществляют в условиях газофазной конденсации при 200-450°С, при атмосферном давлении, при скорости подачи сырья 0,5-15 г/г·ч и массовом отношении изобутилена к формальдегиду, равном (1-20):1.
Изобретение относится к способу отделения и освобождения катализатора в реакции превращения кислородсодержащих соединений в олефины, который включает стадии: (а) превращения кислородсодержащих соединений в олефины во флюидизированной зоне в реакторе в присутствии катализатора типа молекулярных сит, имеющего углеродсодержащие отложения, где указанные кислородсодержащие соединения выбирают из группы, состоящей из метанола, этанола, диметилового эфира или их смеси; (b) отбора из реактора исходящего потока, содержащего олефины, причем исходящий поток захватывает часть катализатора, имеющего углеродсодержащие отложения; (с) отделения части катализатора от исходящего потока путем контактирования исходящего потока с нейтрализованной жидкой средой гашения в колонне гашения, чтобы образовать поток, содержащий катализатор; при этом нейтрализацию среды гашения проводят в отдельной секции после отделения части катализатора; и (d) сжигания в установке для сжигания углеродсодержащих отложений, которые находятся в той части катализатора, которая находится в потоке, содержащем катализатор.

Изобретение относится к способу производства базового масла, характеризующемуся тем, что исходный сырьевой материал, состоящий из по меньшей мере одного спирта, выбранного из группы, состоящей из первичных и вторичных насыщенных и ненасыщенных С1-С40-одноатомных спиртов, диолов и полиолов, конденсируют в присутствии 1-20 мас.% основного катализатора, выбранного из гидроксидов и алкоксидов щелочных и щелочно-земельных металлов и оксидов металлов, в сочетании с 0,05-1 мас.% сокатализатора, содержащего соль хрома (III), марганца (II), железа (II), кобальта (II), свинца (II) или палладия, или оксида олова или оксида цинка, при температуре от 200 до 300°С, продукт конденсации подвергают гидродезоксигенированию в присутствии катализатора гидродезоксигенирования при давлении водорода от 0,1 до 20 МПа, при температуре от 100 до 500°С, и затем подвергают гидроизомеризации в присутствии катализатора изомеризации при давлении водорода от 0,1 до 20 МПа, при температуре от 100 до 500°С.

Изобретение относится к способу переработки смесей алифатических спиртов, содержащих глицерин в количестве 27-86 мас.%, путем проведения реакции кросс-конденсации при температуре 300-350°С, давлении инертного газа 1-5 МПа, удельной скорости подачи смеси алифатических спиртов на катализатор 0,4-0,8 дм 3/ч·дм3кат, причем в качестве катализатора используют оксид вольфрама, оксид рения, нанесенные на -оксид алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%: оксид вольфрама 1,2-6,7, оксид рения 0,9-1,3, -оксид алюминия - остальное.

Изобретение относится к способу производства базового масла, характеризующемуся тем, что исходный сырьевой материал, состоящий из по меньшей мере одного альдегида и/или кетона, выбранного из группы, состоящей из С1-С40-альдегидов, С3-С79-кетонов, С2-С40-гидроксиальдегидов и их смесей, конденсируется в присутствии катализатора альдольной конденсации с гидроксидом щелочного или щелочноземельного металла в качестве катализатора альдольной конденсации при температуре от 80 до 400°С, продукт конденсации подвергается гидродезоксигенированию в присутствии катализатора гидродезоксигенирования при давлении водорода от 0,1 до 20 МПа, при температуре от 100 до 500°С и затем подвергается гидроизомеризации в присутствии катализатора изомеризации при давлении водорода от 0,1 до 20 МПа, при температуре от 100 до 500°С.

Изобретение относится к способу получения легких олефинов, представляющих собой этилен и пропилен, характеризующемуся наличием стадий: a) контактирования содержащего метанол исходного сырья, содержащего в количестве от 65 до 100 мас.% метанола, в зоне реактора конверсии метанола с катализатором конверсии метанола и при реакционных условиях, содержащих температуру от 200°С до 300°С, давление от 200 до 1500 кПа и массовой среднечасовой скорости подачи от 2 до 15 час-1, чтобы получить поток метанола из зоны реактора конверсии, содержащий диметиловый эфир и воду; b) удаления по меньшей мере части воды из потока метанола зоны реактора конверсии метанола с образованием первого потока процесса, содержащего диметиловый эфир и имеющего пониженное содержание воды, и второго потока процесса, содержащего метанол и имеющий повышенное содержание воды по сравнению с указанным первым потоком процесса; c) направления части или всего второго потока процесса к промывной колонне; d) контактирования сырья, содержащего по меньшей мере часть первого потока процесса в зоне реактора конверсии кислородсодержащих соединений с катализатором конверсии кислородсодержащих соединений при реакционных условиях конверсии кислородсодержащих соединений, содержащих температуру от 200°С до 700°С и при абсолютном давлении реакции от 240 до 580 кПа, чтобы обеспечить превращение по меньшей мере части данного сырья в поток продуктов конверсии кислородсодержащих соединений, содержащих легкие и тяжелые олефины; и e) направления потока продуктов конверсии кислородсодержащих соединений к промывной колонне, в которой второй поток процесса промывает поток продуктов конверсии кислородсодержащих соединений, чтобы получить промытый поток олефинов, для дальнейшего использования в реакции, и поток отходов, содержащий кислородсодержащие соединения и воду.
Изобретение относится к двум вариантам способа селективного получения углеводородов, пригодных для дизельного топлива, один из которых характеризуется тем, что в данном способе есть стадии, на которых проводится реакция декарбоксилирования/декарбонилирования, посредством введения сырья, происходящего из возобновляемых источников и содержащего в себе С8-С24 жирные кислоты, сложные эфиры C8-C24 жирных кислот, триглицериды C8-C24 жирных кислот или соли металлов С8-С24 жирных кислот или их сочетание, и, при желании, растворитель или смесь растворителей, вводят во взаимодействие с гетерогенным катализатором, который, при необходимости, предварительно обработан водородом при температуре 100-500°С перед вступлением в контакт с сырьевым материалом, который содержит в себе от 0,5% до 20% одного или нескольких металлов, принадлежащих к группе VIII, выбранных из платины, палладия, иридия, рутения и родия или от 2% до 55% никеля на носителе, выбранном из оксидов, мезопористых веществ, углеродсодержащих носителей и структурных носителей катализатора, при температуре 200-400°С и давлении от 0,1 МПа до 15 МПа, для получения смеси углеводородов в качестве продукта.
Изобретение относится к двум вариантам способа селективного получения углеводородов, пригодных для дизельного топлива, один из которых характеризуется тем, что в данном способе есть стадии, на которых проводится реакция декарбоксилирования/декарбонилирования, посредством введения сырья, происходящего из возобновляемых источников и содержащего в себе С8-С24 жирные кислоты, сложные эфиры C8-C24 жирных кислот, триглицериды C8-C24 жирных кислот или соли металлов С8-С24 жирных кислот или их сочетание, и, при желании, растворитель или смесь растворителей, вводят во взаимодействие с гетерогенным катализатором, который, при необходимости, предварительно обработан водородом при температуре 100-500°С перед вступлением в контакт с сырьевым материалом, который содержит в себе от 0,5% до 20% одного или нескольких металлов, принадлежащих к группе VIII, выбранных из платины, палладия, иридия, рутения и родия или от 2% до 55% никеля на носителе, выбранном из оксидов, мезопористых веществ, углеродсодержащих носителей и структурных носителей катализатора, при температуре 200-400°С и давлении от 0,1 МПа до 15 МПа, для получения смеси углеводородов в качестве продукта.
Изобретение относится к способу получения катализатора для превращения метанола в олефины. .
Изобретение относится к способу получения смеси разветвленных насыщенных углеводородов, характеризующемуся тем, что сырье, включающее по меньшей мере 20 мас.% ненасыщенных жирных кислот или эфиров жирных кислот со спиртами C1-C 5, указанные эфиры имеют общее число атомов углерода от 8 до 26, или их смеси, подвергают стадии скелетной изомеризации, за которой следует стадия деоксигенирования.
Изобретение относится к способу получения линейных -олефинов путем олигомеризации этилена в присутствии первого органического растворителя и гомогенного катализатора в реакторе, где верхнюю часть реактора охлаждают с помощью хладагента, характеризующемуся тем, что температуру в верхней части реактора поддерживают при 15-20°С, при этом катализатор содержит циркониевую соль органической кислоты и, по меньшей мере, одно алюминийорганическое соединение, способ проводят в присутствии, по меньшей мере, одной среды охлаждения, добавленной в реактор, конденсирующейся наверху реактора и повторно испаряющейся на дне реактора, и среду охлаждения выбирают из инертного второго органического растворителя, имеющего точку кипения по меньшей мере 120°С при атмосферном давлении.

Изобретение относится к способу получения алкена (алкенов) из исходного материала, включающего по меньшей мере один одноатомный алифатический парафиновый спирт, содержащий от 2 до 5 углеродных атомов, характеризующемуся следующими стадиями; 1) одноатомный алифатический парафиновый спирт (спирты), содержащий от 2 до 5 углеродных атомов, в реакционно-ректификационной колонне под повышенным давлением и при повышенной температуре превращают в поток головных погонов, включающий алкен (алкены) и простой эфир (эфиры) с соответствующими аналогичными числами углеродных атомов, 2) затем поток головных погонов со стадии 1 разделяют на обогащенный простым эфиром (эфирами) поток и обогащенный алкеном (алкенами) поток, 3) далее по меньшей мере часть, предпочтительно целиком, обогащенного простым эфиром (эфирами) потока со стадии 2 возвращают в виде флегмы в реакционно-ректификационную колонну, 4) одновременно обогащенный алкеном (алкенами) поток со стадии 2 разделяют на алкен (алкены) и простой эфир (эфиры), 5) затем по меньшей мере часть, предпочтительно все количество, выделенного простого эфира (эфиров) со стадии 4 возвращают в упомянутую реакционно-ректификационную колонну, после чего 6) со стадии 4 выделяют поток алкена (алкенов).

Изобретение относится к вариантам аликилирования изобутана олефинами. .

Изобретение относится к способу получения линейных -олефинов путем олигомеризации этилена в реакторе в присутствии растворителя и катализатора, характеризующемуся тем, что из разгрузочного потока, выходящего из реактора, включающего растворитель, катализатор, линейные -олефины и олигомеры в значительной степени высокого молекулярного веса, находящиеся по большей части в твердом состоянии при температуре реакции, отделяют эти олигомеры высокого молекулярного веса в разделительном устройстве, затем разводят их средой разведения и нагревают от 130°С до 200°С, затем разведенные олигомеры высокого молекулярного веса перемещают к устройству для уничтожения отходов, где часть разведенных олигомеров высокого молекулярного веса уничтожают, а другую их часть направляют на рециркуляцию в петлю рециркуляции, расположенную после разделительного устройства, при этом скорости потока в петле составляют от 1 до 50 м 3/ч.

Изобретение относится к способу олигомеризации нормальных бутенов, включающему: (а) подачу водорода и потока смеси С4, содержащего диметиловый эфир, бутадиены, нормальные бутены и органические соединения серы, в первый реактор с дистилляционной колонной, содержащий слой катализатора гидрирования; (b) одновременно в указанном первом реакторе с дистилляционной колонной: (i) контактирование указанного потока смеси С4 и водорода с указанным катализатором гидрирования, и тем самым селективное гидрирование части указанных бутадиенов, и (ii) фракционирование полученной смеси диметилового эфира и смеси C4 в указанном слое катализатора гидрирования; (с) удаление части указанного диметилового эфира из указанного реактора с дистилляционной колонной как головного продукта; (d) удаление указанной смеси С4 из указанного реактора с дистилляционной колонной как кубового продукта, причем указанный кубовый продукт имеет более низкое содержание диметилового эфира и бутадиена; (е) подачу указанного кубового продукта в реактор с неподвижным слоем, содержащий хемосорбционный катализатор, который селективно адсорбирует органические соединения серы, тем самым удаляя часть указанных органических соединений серы; и (f) извлечение потока, выходящего из указанного реактора с неподвижным слоем, в качестве потока С4, содержащего нормальные бутены; (g) подачу выходящего потока во второй реактор с дистилляционной колонной, содержащий слой цеолитного катализатора ZSM-57; (h) контактирование в указанном втором реакторе с дистилляционной колонной указанных нормальных бутенов с указанным цеолитным катализатором ZSM-57 при температуре между 240 и 320°F и давлении между 300 и 400 ф/кв.д, тем самым приводя нормальные бутены в каталитическую реакцию с образованием олигомеров и одновременно разделением и извлечением указанных олигомеров.

Изобретение относится к способу переработки смесей алифатических спиртов, содержащих глицерин в количестве 27-86 мас.%, путем проведения реакции кросс-конденсации при температуре 300-350°С, давлении инертного газа 1-5 МПа, удельной скорости подачи смеси алифатических спиртов на катализатор 0,4-0,8 дм 3/ч·дм3кат, причем в качестве катализатора используют оксид вольфрама, оксид рения, нанесенные на -оксид алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%: оксид вольфрама 1,2-6,7, оксид рения 0,9-1,3, -оксид алюминия - остальное.
Изобретение относится к способу получения олефинов путем температурной обработки жидкого или газообразного углеводородного сырья, в качестве которого используют предельный углеводород линейного строения CnH2n+2, где: n>1, или смесь таких углеводородов, взятых в любых сочетаниях, характеризующемуся тем, что объемный нагрев смеси катализатора с сырьем производят селективно в присутствии гранулированного твердого катализатора, а именно: необходимую для протекания реакции энергию подводят, преимущественно, к катализатору, в объеме частиц которого энергия выделяется в виде теплоты, причем в качестве источника энергии используют СВЧ излучение, а в качестве катализатора - материал, имеющий более высокую, чем углеводородное сырье, способность поглощать СВЧ излучение.
Изобретение относится к способу получения катализатора для превращения оксигенатов в олефины. .

Изобретение относится к способу олигомеризации н-бутенов, который характеризуется тем, что включает подачу н-бутенов в реактор с дистилляционной колонной с катализаторами, состоящими из слоя цеолитного катализатора ZSM-57, контактирование указанных н-бутенов с указанным цеолитным катализатором ZSM-57 в условиях олигомеризации при давлении от 300 до 400 ф/кв.д и температуре в диапазоне от 240 до 320°F, таким образом каталитическое взаимодействие с указанными н-бутенами с образованием олигомеров и одновременным разделением и извлечением указанных олигомеров.
Изобретение относится к вариантам способа получения углеводородов, имеющих число атомов углерода в цепи Cn, где n 2 и n 20, включающим:образование галогенированного углеводорода, при реакции углеводородного реагента, имеющего число атомов углерода в цепи Cm, где m n, m 1 и m 10 с галогенирующим агентом;образование углеводородного продукта, имеющего число атомов углерода в цепи Cn, где n 2 и n 20, при контакте галогенированного углеводорода с каталатическим реагентом оксида металла;выделение углеводородного продукта; ирегенерирование каталитического реагента.
Изобретение относится к процессам регенерации катализаторов для гидрогенизации растительных масел и жиров. .
Наверх