Способ регенерации катализатора для получения изопрена из 4,4-диметил-1,3-диоксана


 


Владельцы патента RU 2446884:

Общество с ограниченной ответственностью "Тольяттикаучук" (RU)

Изобретение относится к способам регенерации катализаторов. Описан способ регенерации катализатора для получения изопрена из 4,4-диметил-1,3-диоксана путем выжига кокса и смол в присутствии водяного пара и воздуха или кислородсодержащей смеси при последовательном включении реакторов при температуре 400-500°C и давлении в первом по ходу реакторе 0,9-1,4 ати, а на выходе из второго по ходу реактора 0,5-0,7 ати. Технический результат - снижение удельного расхода водяного и других энергоресурсов. 2 з.п. ф-лы; 2 пр.

 

Изобретение относится к способам регенерации катализаторов, в частности кальцийфосфатных, и может быть использовано в нефтехимической промышленности для производства изопрена из 4,4-диметил-1,3-диоксана (ДМД).

В ходе контактного разложения 4,4-диметил-1,3-диоксана за счет протекания вторичных реакций на катализаторе отлагается кокс, а также высокомолекулярные органические соединения, которые блокируют активные центры катализатора, что приводит к необходимости его регенерации через каждые 2-4 часа контактирования.

Известны способы регенерации катализаторов для получения изопрена путем выжига углистых отложений смесью азота с воздухом в токе водяного пара при температуре 400-600°C с повторным нанесением фосфорной кислоты на катализатор (Патент 1092902, США, 1966, Патент 343314, Япония, 1974).

Это способы отличаются высокими удельными расходами водяного пара, воздуха и топливного газа.

Известен также способ, действующий в настоящее время на производстве, который может быть использован как прототип, согласно которому процесс разложения диметилдиоксана и регенерация катализатора проводится в двух спаренных параллельно включенных 5-6 полочных реакторах на фосфатном катализаторе, например КФ-83, с подпиткой его фосфорной кислотой в присутствии водяного пара при температуре 380-400°C. Регенерация катализатора проводится при температуре 400-550°C паровоздушной смесью в течение 2,5-3 часов (С.К. Огородников, Г.С. Идлис. Производство изопрена. Л.: Химия, 1973, с.59).

Недостатком указанного способа регенерации является большой расход водяного пара 2-2,5 т/м3 катализатора в час, который после регенерации практически не используется и сбрасывается в атмосферу, в том числе и с CO2 и микропримесями углеводородов, что, естественно, ухудшает экологию на производстве. Высокая температура регенерации (до 550°C) сокращает срок эксплуатации катализатора и требует использования перегретого пара с температурой до 720°C.

Наиболее близким по своей технической сущности является способ, согласно которому контактное разложение ДМД проводится в присутствии водяного пара в двух параллельно спаренных реакторах, а регенерация катализатора при их последовательном включении - паровоздушной смесью с повышением давления в каждом цикле до 2,2-2,8 ати и температуре 400-550°С (Патент 2235592, РФ, 2004 г.).

Недостатком указанного способа является необходимость повышения давления в реакторе в каждом цикле регенерации, работа при температуре до 550°C, что приводит к необходимости использовать для перегрева шихты пар до 720°C, в свою очередь вызывающий необходимость использования дорогостоящих конструкционных материалов (электрозадвижки, компенсаторы, трубопроводы), ростом давления в начале и конце регенерации. Все это делает процесс регенерации по данному способу нетехнологичным и длительно окупаемым.

Целью настоящего изобретения является снижение удельного расхода водяного пара, топливного газа и воздуха, а также увеличение срока эксплуатации катализатора и улучшение экологии.

Поставленная задача решается способом, согласно которому регенерацию катализатора проводят путем выжига кокса и смол кислородом воздуха или кислородсодержащими соединениями в спаренных реакторах при их последовательном включении при температуре 400-500°C и давлении 0,9-1,4 ати в первом по ходу реакторе без его повышения в каждом цикле, а на выходе из второго 0,5-0,7 ати, причем указанная температура регенерации обеспечивается подачей воздуха в первые 30 минут выжига кокса на уровне 100 м3/ч с планомерным повышением его к концу цикла до 150 м3 на 1 м3 катализатора в час, а подача пара при этом, соответственно, снижается с 1,2 до 1,0 т/м3 катализатора в час.

Недостатками указанного способа являются высокий расход водяного пара, топливного газа и воздуха, высокая максимальная температура регенерации - до 550°С, что не только снижает срок эксплуатации катализатора, требует перегрева пара в обоих реакторах, печах за счет использования топливного газа, но и приводит к необходимости использования дорогостоящих материалов.

Пример 1 (по прототипу)

Реакторы на контактном разложении ДМД работают параллельно, а на регенерации катализатора подключаются последовательно. Подача пара на регенерацию 13-15 т/ч, воздуха 1000-2500 нм3/ч.

Температуры регенерации 400-550°C. В каждом цикле регенерации требуется искусственное повышение давления в первом по ходу реакторе до 2,2-2,8 ати. И хотя этот способ предполагал снижение энергозатрат, однако вследствие необходимости повышать давление в реакторах в каждом цикле приводит к удлинению операции выжига кокса, всплескам температуры, что делает процесс нетехнологичным.

Кроме того, высокая максимальная температура регенерации до 550°C требует использовать пар с температурой 720°C, что приводит к необходимости использования специальных дорогостоящих сталей (электрозадвижки, трубы, компенсаторы), увеличивает срок окупаемости реконструкции и сокращает срок эксплуатации катализатора.

Пример 2 (по предлагаемому способу)

На регенерацию катализатора в последовательно включенных реакторах в первый по ходу реактор подается 13-15 т/ч перегретого до 650-680°C водяного пара.

Температура регенерации выдерживается в пределах 400-500°C.

Продолжительность регенерации, как и контактирования 2,5-3 часа, причем со второй половины операции выжига кокса количество пара планомерно понижается до 2-3 т/ч.

В первые 30 минут количество воздуха, подаваемого на первый по ходу реактор, планомерно возрастает с 200-300 до 1000 м3/ч, а затем его количество возрастает максимально до 1500 м3/ч, причем часть этого воздуха перепускается на 3-ю с верха полку с катализатором, причем первые 30 минут с целью эффективного использования выжига кокса воздух подается также на 3-ю полку во втором по ходу реакторе.

При таком режиме практически исключаются всплески температуры выше 500°С, давление в зоне регенерации выдерживается на уровне 0,9-1,4 ати на входе в первый реактор и 0,5-0,7 ати на выходе из второго.

Выжиг кокса во втором реакторе вследствие пониженной концентрации кислорода в газах регенерации, выходящих из первого реактора, проходит равномерно и практически не потребует корректировки персоналом.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет снизить удельный расход водяного пара, топливного газа почти в 2 раза, исключить операцию повышения давления в каждом цикле регенерации, увеличить срок службы катализатора за счет максимальной температуры регенерации до 500°С, улучшить экологическую обстановку на производстве и снизить срок окупаемости реконструкции до приемлемого.

1. Способ регенерации катализатора для получения изопрена из 4,4-диметил-1,3-диоксана путем выжига кокса и смол в присутствии водяного пара и воздуха или кислородсодержащей смеси при последовательном включении реакторов при температуре 400-500°C и давлении в первом по ходу реакторе 0,9-1,4 ати, а на выходе из второго по ходу реактора 0,5-0,7 ати.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что выдерживание температуры регенерации в пределах 400-500°C обеспечивают подачей воздуха или кислородсодержащей смеси в первые 30 мин выжига кокса на уровне 100 м3 с планомерным повышением его к концу цикла до 150 м3 на 1 м3 катализатора в час и подачей в этот период части этого воздуха на 3-ю сверху полку, а подача водяного пара снижается во второй половине регенерации планомерно с 1,2 до 1,0 т на 1 м3 катализатора в час.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что регулирование температуры во втором по ходу реакторе проводится за счет эжектирования дополнительного количества воздуха, и, если потребуется, паровым конденсатом в трубопровод на выходе из первого реактора, причем воздух на второй реактор подается в первые 30 мин регенерации в количестве 100 м3 на 1 м3 катализатора в час, а затем его количество ограничивается потребностью регулирования температуры выжига кокса.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу жидкофазного получения изопрена путем взаимодействия формальдегида с изобутиленом или его производными в присутствии твердофазного катализатора и последующего выделения целевого продукта, характеризующемуся тем, что в качестве катализатора используют фосфаты, выбранные из фосфатов циркония, ниобия или тантала, при этом взаимодействие осуществляют при 100-200°С, давлении 7-20 атм и мольном отношении изобутилена или производного изобутилена к формальдегиду, равном (1-20)/1.
Изобретение относится к способам получения катализаторов для процесса синтеза изопрена. .

Изобретение относится к способу выделения органических соединений (ДМД, ТМК, непредельные спирты, метилаль) из водного слоя при синтезе диметилдиоксана в производстве изопрена из изобутилена и формальдегида путем частичной экстракции этих соединений из погона колонны упарки водного слоя изобутан-изобутиленовой фракцией, поступающей на синтез диметилдиоксана в весовом соотношении 1:0,8-1,0 с последующим укреплением и обезметаноливанием формальдегида, характеризующемуся тем, что рафинат частичной экстракции органических соединений подвергают дополнительной экстракции изобутан-изобутиленовой фракцией в соотношении 1:0,5-0,8 и полученный рафинат объединяют с формальдегидной водой, полученной при разложении ДМД, а также дистиллятом колонны укрепления формалина и подают на укрепление и обезметаноливание формальдегида с последующей подачей дистиллята колонны обезметаноливания формальдегида на экстракцию сконцентрированных в нем органических соединений возвратной изобутановой фракцией, выделенной после синтеза диметилдиоксана в соотношении 1:1,0-1,2, с последующей подачей экстракта снова на выделение возвратной изобутановой фракции.

Изобретение относится к способу разложения высококипящих побочных продуктов производства изопрена из изобутилена и формальдегида путем смешения высококипящих побочных продуктов с перегретым водяным паром и контакта с катализатором в одно- или двухполочных реакторах при нагревании с получением изопрена, формальдегида и изобутилена, характеризующемуся тем, что жидкие высококипящие побочные продукты сначала испаряют и перегревают до температуры 300-350°С совместно с водяным паром в соотношении 1:1,0-1,2 в конвекционной части пароперегревательной печи в системе прямых труб, снабженных выносным коллектором, затем смешивают в смесителе с перегретым водяным паром до весового соотношения 1:3,0-4,0, после чего с температурой 400-450°С подаются в реактор, в надкатализаторной зоне которого расположена отбойно-распределительная решетка с общим живым сечением 15%, снабженная отверстиями 20 мм и колпачками диаметром 100 мм и высотой 80 мм.

Изобретение относится к способу получения изопрена путем жидкофазного взаимодействия компонентов сырья - формальдегида и, возможно, веществ, являющихся источником формальдегида, с трет-бутанолом, возможно, изобутиленом или веществами, являющимися источником изобутилена, и, возможно, полупродуктами - предшественниками изопрена, в присутствии сильного кислотного катализатора и воды с использованием мольного избытка трет-бутанола или изобутилена к формальдегиду или веществам, являющимся источником формальдегида, при температуре и давлении, обеспечивающих переход изопрена в паровую фазу с последующим его выделением, осуществляемый с подводом тепла в реакционную зону реактора, оснащенную массообменной насадкой, за счет циркуляции подогреваемого кислого водного слоя с обеспечением перепада температуры по высоте реакционной зоны, характеризующемуся тем, что реактор имеет одну или более дополнительных последовательно установленных реакционных зон, оснащенных массообменной насадкой, в каждую зону подают сырье через распределительные устройства, при этом тепло в дополнительно установленные реакционные зоны дополнительно подводят паровой фазой через распределительные устройства с предыдущей реакционной зоны с поддержанием температуры и давления в них, обеспечивающих переход основного количества трет-бутанола и изобутилена в паровую фазу и перепад температур по высоте каждой реакционной зоны 3-7°С.

Изобретение относится к одностадийному способу газофазного получения изопрена, включающему взаимодействие формальдегида с изобутиленом, или изобутилен содержащим сырьем, или производными изобутилена в присутствии катализатора, характеризующемуся тем, что взаимодействие проводят в присутствии твердофазного катализатора, содержащего фосфаты, выбранные из ряда фосфатов циркония, ниобия или тантала.

Изобретение относится к способу одностадийного получения изопрена из изобутилена и формальдегида путем взаимодействия исходного сырья при повышенной температуре с твердым катализатором с использованием СВЧ-излучения, с непрерывной отгонкой образующихся продуктов, конденсацией отгона характеризующемуся тем, что в качестве твердого катализатора используют катализатор следующего состава, мас.%: P2O5 56%, Ti 2,5%, влага 6%, кизельгур 35,5%.

Изобретение относится к способу одностадийного получения изопрена из изобутилена и формальдегида путем взаимодействия исходного сырья при повышенной температуре с твердым катализатором с использованием СВЧ-излучения, с непрерывной отгонкой образующихся продуктов, конденсацией отгона характеризующемуся тем, что в качестве твердого катализатора используют катализатор следующего состава, мас.%: P2O5 - 33-41%, CaO - 39-45%, NiO - 9-11,5%, Cr2O3 - 6,5%, SiO2 - 1,5-2,5%, SO3 - 0,5-1,1%, Fe2O3 - 0,1%.

Изобретение относится к способу получения изопрена взаимодействием метилаля с изобутиленом или смесью парафиновых и олефиновых углеводородов C4-C5, содержащей не менее 5% изобутилена, в паровой фазе, на неподвижном слое борсодержащего катализатора, характеризующемуся тем, что процесс проводят при температуре 250÷450°С, давлении 3÷15 ати, объемной скорости подачи метилаля 0,1÷1,0 литров на литр катализатора в час (ч-1), отношении подачи метилаля к изобутилену 1:2÷10 мольное, в присутствии соединения или смеси соединений, выбранных из группы минеральные и/или органические кислоты, взятых в количестве 0,01-10% от массы метилаля, спирты, эфиры или вода, взятых в количестве 0,01-900% каждого компонента от массы метилаля, а в качестве борсодержащего катализатора используют фосфат бора.

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 нефтехимической промышленности и касается получения высококачественных моторных топлив из газового конденсата. .
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 и устройству для термического удаления кокса из сыпучей массы гранулированного селективного цеолитного катализатора на основе кристаллических алюмосиликатов типа пентасила для получения олефинов с 2 и 3 атомами углерода из смеси олефинов с 4-8 атомами углерода или метанола или диметилового эфира, используемого в реакторе (1).
Изобретение относится к регенерации катализаторов для гидроочистки нефтяного сырья на основе оксидов никеля или кобальта, молибдена и алюминия. .

Изобретение относится к способам регенерации катализаторов, в частности кальцийфосфатных, и может быть использовано в нефтехимической промышленности для производства изопрена.

Изобретение относится к способу регенерации катализатора циклизирующего гидролиза аминонитрила с целью получения лактамов. .
Наверх