Сепарационное устройство для реактора с псевдоожиженным слоем катализатора, реакторно-регенераторный блок, способ получения олефинов и способ получения ароматических углеводородов - заявка 2015144094 на патент на изобретение в РФ

1. Сепарационное устройство для реактора с псевдоожиженным слоем катализатора, содержащее:
сепаратор предварительной очистки для первичной очистки газа от твердых частиц, сообщающийся с выходом реактора,
вертикально расположенную демпферную емкость, имеющую нижнюю область, с которой сообщается выход твердых частиц сепаратора предварительной очистки, и верхнюю область, с которой сообщается выход газа сепаратора предварительной очистки, и
сепаратор окончательной очистки для тонкой очистки газа от твердых частиц, имеющий вход, сообщающийся с верхней областью демпферной емкости, и выход твердых частиц, сообщающийся с нижней областью демпферной емкости,
причем сепарационное устройство выполнено так, что продукт, содержащий частицы катализатора, унесенные им из реактора, подается в сепаратор предварительной очистки, где большинство твердых частиц катализатора отделяется от газа и отправляется в нижнюю область демпферной емкости, а продукт, уносящий оставшиеся частицы катализатора, направляется в верхнюю область демпферной емкости и в сепаратор окончательной очистки, где оставшиеся частицы катализатора отделяются от газа и отправляются в нижнюю область демпферной емкости, с получением на выходе сепаратора окончательной очистки конечного продукта.
2. Сепарационное устройство по п. 1, в котором диаметр верхней области демпферной емкости меньше диаметра ее нижней области.
3. Сепарационное устройство по п. 2, в котором отношение диаметра верхней области демпферной емкости к диаметру ее нижней области составляет от 0,05 до 0,5.
4. Сепарационное устройство по п. 1, в котором место, где выход газа сепаратора предварительной очистки соединен с демпферной емкостью, находится ниже места, где с демпферной емкостью соединен вход сепаратора окончательной очистки.
5. Сепарационное устройство по п. 1, в котором как сепаратор предварительной очистки, так и сепаратор окончательной очистки представляют собой одноциклонные сепараторы.
6. Сепарационное устройство по п. 1, в котором сепаратор предварительной очистки представляет собой циклонный сепаратор, а сепаратор окончательной очистки включает в себя двух- или многоступенчатый каскад циклонных сепараторов, причем двух- или многоступенчатый каскад циклонных сепараторов выполнен так, что вход циклонного сепаратора первой ступени сообщается с верхней областью демпферной емкости, конечный продукт получают на выходе газа циклонного сепаратора последней ступени, выход газа расположенного выше по потоку циклонного сепаратора сообщается с входом газа соседнего расположенного ниже по потоку циклонного сепаратора, и выходы твердых частиц всех циклонных сепараторов сообщаются с нижней областью демпферной емкости.
7. Сепарационное устройство по п. 1, в котором верхняя область демпферной емкости снабжена входным каналом для сообщения с выходом газа сепаратора предварительной очистки, причем входной канал выполнен тангенциально по отношению к боковой стенке верхней области.
8. Сепарационное устройство по п. 1, в котором нижняя область демпферной емкости выполнена и расположена с возможностью проведения отпарки катализатора.
9. Реакторно-регенераторный блок, содержащий сепарационное устройство по п. 1, реактор с псевдоожиженным слоем катализатора и регенератор для регенерации катализатора, причем:
реактор имеет расположенную внизу входную зону, расположенную вверху выходную зону и реакционную зону, расположенную между входной и выходной зонами, причем выходная зона сообщается с сепаратором предварительной очистки, входящим в состав сепарационного устройства,
регенератор имеет расположенную внизу зону загрузки и расположенную вверху зону разгрузки, причем зона загрузки расположена ниже, чем нижняя область демпферной емкости, а зона разгрузки расположена выше, чем входная зона реактора;
нижняя область демпферной емкости сообщается с зоной загрузки регенератора через вторую трубу, а зона разгрузки регенератора сообщается с входной зоной реактора через третью трубу.
10. Реакторно-регенераторный блок по п. 9, в котором третья труба снабжена заграждающим элементом, расположенным в верхней части ее внутренней стенки.
11. Реакторно-регенераторный блок по п. 10, в котором заграждающий элемент представляет собой отражательный щиток, расположенный с наклоном к реактору.
12. Реакторно-регенераторный блок по п. 11, в котором отношение площади отражательного щитка к площади поперечного сечения третьей трубы составляет от 0,1 до 1.
13. Реакторно-регенераторный блок по п.11, в котором отражательный щиток имеет форму сектора или прямоугольную форму.
14. Реакторно-регенераторный блок по п. 11, в котором отношение расстояния между отражательным щитком и реактором к длине третьей трубы составляет от 0,01 до 0,5.
15. Реакторно-регенераторный блок по п. 11, в котором угол между отражательным щитком и осью третьей трубы составляет от 10 до 75°.
16. Реакторно-регенераторный блок по п. 11, в котором предусмотрено несколько расположенных параллельно друг другу отражательных щитков.
17. Реакторно-регенераторный блок по п. 10, в котором заграждающий элемент представляет собой задерживающий выступ, выдающийся радиально внутрь.
18. Реакторно-регенераторный блок по п. 17, в котором предусмотрено несколько задерживающих выступов, расположенных в ряд вдоль оси третьей трубы.
19. Реакторно-регенераторный блок по п. 18, в котором отношение длины каждого задерживающего выступа к диаметру третьей трубы составляет от 0,1 до 0,5.
20. Реакторно-регенераторный блок по п. 17, в котором поперечное сечение каждого из задерживающих выступов имеет треугольную форму, прямоугольную форму или форму сектора.
21. Реакторно-регенераторный блок по п. 9, в котором выходная зона реактора снабжена каналом подачи ускоряющего газа.
22. Реакторно-регенераторный блок по п. 21, в котором канал подачи ускоряющего газа выполнен проходящим наклонно снизу вверх.
23. Реакторно-регенераторный блок по п. 22, в котором канал подачи ускоряющего газа расположен относительно продольной оси реактора под углом от 5 до 39°.
24. Реакторно-регенераторный блок по п. 21, в котором отношение диаметра канала подачи ускоряющего газа к диаметру выходной зоны реактора составляет от 0,01 до 0,1.
25. Реакторно-регенераторный блок по п. 21, в котором отношение длины той части выходной зоны реактора, расположенной над каналом подачи ускоряющего газа, к общей длине выходной зоны реактора составляет от 0,1 до 0,8.
26. Реакторно-регенераторный блок по п. 9, в котором между входной зоной и реакционной зоной реактора расположена направляющая решетка со сквозными отверстиями.
27. Реакторно-регенераторный блок по п. 9, в котором входная зона реактора расположена ниже, чем нижняя область демпферной емкости, а нижняя область демпферной емкости сообщается с входной зоной реактора через первую трубу.
28. Реакторно-регенераторный блок по п. 27, в котором каждая из первой, второй и третьей труб снабжена затвором для управления потоком материала.
29. Способ получения олефинов с использованием реакторно-регенераторного блока по п. 9, в котором входная зона реактора расположена ниже, чем нижняя область демпферной емкости, а нижняя область демпферной емкости сообщается с входной зоной реактора через первую трубу, характеризующийся тем, что:
в реакционной зоне реактора проводят реакцию превращения содержащего оксигенат сырья в присутствии катализатора,
получаемый продукт и уносимые им частицы катализатора направляют через выходную зону реактора в сепарационное устройство,
посредством сепарационного устройства от продукта отделяют унесенные им частицы катализатора, часть отделенного катализатора отправляют непосредственно во входную зону реактора, остальную часть катализатора регенерируют и подают во входную зону реактора,
во входной зоне реактора смешивают частицы нерегенерированного и регенерированного катализатора, и смесь частиц катализатора подают в реакционную зону реактора.
30. Способ по п. 29, характеризующийся тем, что массовое отношение нерегенерированного катализатора к регенерированному катализатору составляет от 0,3 до 1,5.
31. Способ по п. 29, характеризующийся тем, что в сепарационном устройстве выполняют следующие действия:
посредством сепаратора предварительной очистки выполняют первичную очистку поступающего из реактора продукта от унесенных продуктом частиц катализатора,
после первичной очистки продукт с оставшимися в нем частицами катализатора направляют в верхнюю область демпферной емкости,
выводят продукт из демпферной емкости и вводят его в сепаратор окончательной очистки для тонкой очистки от твердых частиц,
на выходе газа сепаратора окончательной очистки получают конечный продукт, а частицы катализатора, выходящие из сепаратора предварительной очистки и сепаратора окончательной очистки, собирают в нижней области демпферной емкости.
32. Способ по п. 31, характеризующийся тем, что в демпферную емкость со стороны ее нижнего торца подают водяной пар, обеспечивая отделение от частиц катализатора увлеченного ими продукта.
33. Способ по п. 29, характеризующийся тем, что измеряемое по манометру давление в реакторе составляет от 0 до 0,4 МПа, средняя температура в реакторе составляет от 380 до 550°С, средняя плотность в реакционной зоне составляет от 40 до 200 кг/м3, используемым катализатором является силикоалюмофосфатный катализатор SAPO-34, средой регенерации катализатора является воздух, а температура регенерации составляет от 600 до 700°С.
34. Способ по п. 33, характеризующийся тем, что в выходной зоне реактора расположен канал подачи ускоряющего газа, через который в выходную зону реактора подают газ, представляющий собой водяной пар или азот, причем линейная скорость подаваемого газа составляет от 1,0 до 10,0 м/с.
35. Способ по п. 29, характеризующийся тем, что оксигенат включает в себя одно или несколько соединений, выбранных из группы, состоящей из метанола, этанола, н-пропилового спирта, изопропилового спирта, спирта С4-С20, этилметилового эфира, диметилового эфира, диэтилового эфира, диизопропилового эфира, метаналя, диметилкарбоната, ацетона и уксусной кислоты, а массовая доля оксигената в сырье составляет от 10 до 100%.
36. Способ получения ароматических углеводородов с использованием реакторно-регенераторного блока по п. 9, характеризующийся тем, что:
в реакционной зоне реактора проводят реакцию превращения содержащего оксигенат сырья в присутствии катализатора,
получаемый продукт и уносимые им частицы катализатора направляют через выходную зону реактора в сепарационное устройство,
в сепарационном устройстве от продукта отделяют унесенные им частицы катализатора, отделенный от продукта катализатор регенерируют и подают во входную, а затем - в реакционную зону реактора.
37. Способ по п. 36, характеризующийся тем, что в сепарационном устройстве выполняют следующие действия:
посредством сепаратора предварительной очистки выполняют первичную очистку поступающего из реактора продукта от унесенных продуктом частиц катализатора,
после первичной очистки продукт с оставшимися в нем частицами катализатора направляют в верхнюю область демпферной емкости,
выводят продукт из демпферной емкости и вводят его в сепаратор окончательной очистки для тонкой очистки от твердых частиц,
на выходе газа сепаратора окончательной очистки получают конечный продукт, а частицы катализатора, выходящие из сепаратора предварительной очистки и сепаратора окончательной очистки, собирают в нижней области демпферной емкости.
38. Способ по п. 37, характеризующийся тем, что в демпферную емкость со стороны ее нижнего торца подают водяной пар, обеспечивая отделение от частиц катализатора увлеченного ими продукта.
39. Способ по п. 36, характеризующийся тем, что измеряемое по манометру давление в реакторе составляет от 0 до 0,6 МПа, средняя температура в реакторе составляет от 440 до 550°С, объемная скорость подачи сырья в реакционной зоне составляет от 0,3 до 5 ч-1, средняя плотность в реакционной зоне составляет от 200 до 450 кг/м3, используемым катализатором является цеолит ZSM-5, средой регенерации катализатора является воздух, а температура регенерации составляет от 550 до 650°С.
40. Способ по п. 39, характеризующийся тем, что в выходной зоне реактора расположен канал подачи ускоряющего газа, через который в выходную зону реактора подают газ, представляющий собой водяной пар или азот, причем линейная скорость подаваемого газа составляет от 1,0 до 10,0 м/с.
41. Способ по п. 36, характеризующийся тем, что оксигенат включает в себя одно или несколько соединений, выбранных из группы, состоящей из метанола, этанола, н-пропилового спирта, изопропилового спирта, спирта С4-С20, этилметилового эфира, диметилового эфира, диэтилового эфира, диизопропилового эфира, метаналя, диметилкарбоната, ацетона и уксусной кислоты, а массовая доля оксигената в сырье составляет от 10 до 100%.
Наверх