失活催化剂的氧化再生方法和用于该方法的设备技术

本发明专利技术涉及失活催化剂的氧化再生方法、用于该方法的设备和引入这种再生方法的烯属产物制备方法，所述氧化再生方法包括至少以下步骤：-向保护区(200)提供包含氢型分子筛的催化剂；-使包含氧化剂的再生气流(185，185a)穿过保护区(200)以通过与该催化剂的离子交换从再生气流(185，185a)除去任意碱金属离子和任意碱土金属离子中一者或两者的至少一部分，从而提供处理的包含氧化剂的再生气流(205)；-在再生区(100)中提供包含分子筛的失活催化剂，所述失活催化剂来自含氧化合物制烯烃工艺和烯烃裂解工艺中的一者或两者，其中将所述再生区(100)与所述保护区(200)隔开使得不存在催化剂从保护区(200)向再生区(100)的转移；-在再生区(100)中用处理的再生气流(205)使该失活催化剂再生以提供包含再生分子筛的再生催化剂；其中在所述保护区(200)中的所述包含氢型分子筛的催化剂是包含氢型分子筛的失活催化剂、和包含再生氢型分子筛的再生催化剂中的一者或两者。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】失活催化剂的氧化再生方法和用于该方法的设备专利
本专利技术涉及包含分子筛例如沸石的失活催化剂、特别是得自含氧化合物制烯烃(OTO)工艺和烯烃裂解工艺(OCP)中的一者或两者的失活催化剂的氧化再生方法，用于该方法的设备和引入这种再生方法的烯属产物制备方法。专利技术背景常规地，乙烯和丙烯通过包括乙烷、丙烷、石脑油和蜡油(hydrowax)的链烷属原料的蒸汽裂解来生产。制乙烯和丙烯的替代路线是含氧化合物制烯烃(OTO)工艺。鉴于逐渐增加的天然气可获得性，对于用于生产乙烯和丙烯的OTO工艺的关注日益增加。天然气中的甲烷可转化成例如甲醇或二甲醚(DME)，其二者均是OTO工艺的合适原料。在OTO工艺中，向包含合适转化催化剂的反应器反应区提供含氧化合物例如甲醇，由此将其转化为乙烯和丙烯。除所需的乙烯和丙烯外，大部分甲醇转化为包括C4+烯烃和链烷烃的较高级烃。然后对来自反应器的包含烯烃、任何未反应的含氧化合物例如醇或醚、特别是甲醇和二甲醚以及其它反应产物例如水的流出物进行处理以提供分别的组分料流。未反应的含氧化合物和水可以例如通过在急冷区中与含水物流接触从反应流出物分离出。为了提高工艺的乙烯和丙烯收率，可以将C4+烯烃再循环到反应区或者可替代地将其另外在专用烯烃裂解工艺区中进行裂解以产生另外的乙烯和丙烯。国际专利申请PCT/US2005/025666(W02006/023189)号公开了使分子筛催化剂再生的工艺。用于将含氧化合物转化为烯烃的分子筛催化剂需要定期再生以维持催化剂活性。再生可烧除含氧化合物转化期间在催化剂上形成的含碳沉积物并且可在氧存在下进行。W02006/023189公开了发现分子筛催化剂对各种污染物敏感。特别地，发现再生所用空气中可存在的污染物例如氯化钠，导致对分子筛催化剂的严重损害。W02006/023189的工艺试图从进入再生器的空气除去盐和其它污染物。伴随W02006/023189工艺的一个问题是其需要对用来使催化剂再生的空气进行处理的装置，和相关CAPEX(资金投入)。所述处理装置可以冷却再生空气以使过量水汽冷凝出使得空气盐分可随冷凝物被夹带出，或者可以是能够除去水汽和夹带的盐粒气溶胶的低压降固定床吸附剂或“干燥轮”形式的吸附装置。专利技术概述本专利技术提供了用于使包含分子筛的失活催化剂再生的改进方法和设备，其不需要冷却再生空气以随冷凝的水汽除去空气盐分。本文提及的包含分子筛的失活催化剂是至少由于含碳物质在催化剂上和特别是在分子筛活性位上的沉积而包含分子筛的失活催化剂。因此，省除冷却步骤提供了 OPEX(运营成本)节省。就冷却单元不再需要而言这也提供了CAPEX节省。此外，本专利技术提供了不需要用来除去水汽和夹带的盐粒气溶胶的单独吸附装置、特别是与待再生的催化剂不同的吸附装置的改进方法，因此在吸附装置购买方面提供了OPEX节省。本专利技术在保护区中用待再生或已再生的包含氢型分子筛的催化剂(即来自OCP和/或OTO工艺的催化剂)的一部分处理再生气流，在将其送至再生区之前提供处理的再生气流。保护区中的处理可吸附所存在的一种或多种污染物的至少一部分。特别地，氢型分子筛可与再生气体中的任意碱金属离子和/或任意碱土金属离子进行离子交换从而从再生气流除去所存在的至少部分任何这类离子。产生包含离子交换的分子筛(即不是氢型的分子筛)的废催化剂。并不要求保护区中所有包含分子筛的催化剂为氢型。显而易见的是，随着发生与碱金属离子和/或碱土金属离子的离子交换，氢型分子筛的比例可降低。保护区提供了处理的再生气流，该再生气流与未处理的包含这类离子的物流相比贫含任意碱金属离子和碱土金属离子中的一者或两者。此外，与未处理的再生气体相比，用包含氢型分子筛的催化剂处理再生气流还可以降低处理的再生气体的其它污染物的浓度。例如，包含分子筛的催化剂还可以吸收再生气体中存在的任意水的至少一部分。此外，由于固体颗粒变得被捕集在保护区中，使再生气体穿过包含催化剂的保护区还可以除去再生气体中存在的任何固体颗粒的至少一部分。固体颗粒可以是例如粉尘和烟灰中的一种或两种。有利地，保护区不需要包含含有新鲜分子筛的新鲜催化剂，而是可以用包含分子筛的失活催化剂和/或包含再生分子筛的再生催化剂进行操作，只要至少部分分子筛以氢型存在使得酸位可与再生气体中存在的任意碱金属离子和任意碱土金属离子中的一者或两者进行离子交换。典型地，反应区中催化剂的活性可在整个使用中随时间而下降，这种下降不可通过氧化再生而逆转，使得可将部分催化剂取出并且用新鲜催化剂替换以便维持所需平均催化剂活性。这种催化剂取出和替换可以按间歇过程定期进行，或者按连续过程持续进行。该取出可以发生在反应区和再生区中的一个或两个。催化剂补充期间取出的催化剂对用于保护区是理想和优选的。随时间，保护区中包含分子筛的催化剂可以变得基本上完全与盐离子交换，使得其不再为氢型。这种完全离子交换的催化剂，即包含离子交换的分子筛，也称作废催化剂，可从保护区取出并且保护区用包含氢型分子筛的替换催化剂补充。这种催化剂取出和替换可以按间歇过程定期进行，或者按连续过程持续进行。优选的是，保护区维持使得保护区内包含分子筛的催化剂中至少IOwt.%，更优选至少15wt.%，仍更优选至少25wt.%的分子筛为氢型，基于保护区中存在的分子筛总重量计。应将保护区与再生区隔开使得不存在催化剂从保护区向再生区和/或反应区的转移。以这种方式，防止来自保护区的离子交换的催化剂污染待用于OCP或OTO工艺的催化剂。在第一方面，本专利技术提供了一种失活催化剂氧化再生以提供再生催化剂的方法，所述方法包括至少以下步骤:-向保护区提供包含氢型分子筛的催化剂；-使包含氧化剂的再生气流穿过保护区以通过与该催化剂的分子筛的离子交换从再生气流除去任意碱金属离子和任意碱土金属离子中一者或两者的至少一部分，从而提供处理的包含氧化剂的再生气流；-在再生区中提供包含氢型分子筛的失活催化剂，所述失活催化剂得自含氧化合物制烯烃工艺和烯烃裂解工艺中的一者或两者，其中将所述再生区与所述保护区隔开使得不存在催化剂从保护区向再生区的转移；-在再生区中用处理的再生气流使该失活催化剂再生以提供包含再生氢型分子筛的再生催化剂；-其中所述保护区中的所述催化剂是包含氢型分子筛的失活催化剂、和包含再生氢型分子筛的再生催化剂中的一者或两者。为免存疑，应指出再生区中包含氢型分子筛的失活催化剂是来自即得自含氧化合物制烯烃工艺和烯烃裂解工艺中的一者或两者的失活催化剂。在本上下文中，术语“来自”和“得自”表示催化剂在这样的一个或多个工艺中使用过。在含氧化合物制烯烃工艺和烯烃裂解工艺中，包含氢型分子筛的催化剂的失活典型地是由含碳物质在催化剂上、特别是在催化剂中分子筛的活性位上的沉积引起的。因此，优选地，失活催化剂还包含含碳沉积物。这样的失活催化剂可能在已经历使用过程中催化活性的下降。类似地，保护区中包含氢型分子筛的催化剂是来自即得自含氧化合物制烯烃工艺和烯烃裂解工艺中的一者或两者的包含分子筛的失活催化剂和包含再生分子筛的再生催化剂中的一种或两种。优选地，保护区中包含氢型分子筛的催化剂是包含再生氢型分子筛的再生催化剂。保护区中的催化剂与再生区中待再生的催化剂相同并不重要。例如，保护区中的催化剂可以是再生催化剂，而再本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种失活催化剂氧化再生以提供再生催化剂的方法，所述方法包括至少以下步骤：‑向保护区(200)提供包含氢型分子筛的催化剂；‑使包含氧化剂的再生气流(185，185a)穿过保护区(200)以通过与该催化剂的离子交换从再生气流(185，185a)除去任意碱金属离子和任意碱土金属离子中一者或两者的至少一部分，从而提供处理的包含氧化剂的再生气流(205)；‑向再生区(100)提供包含氢型分子筛的失活催化剂，所述失活催化剂得自含氧化合物制烯烃工艺和烯烃裂解工艺中的一者或两者，其中将所述再生区(100)与所述保护区(200)隔开使得不存在催化剂从保护区(200)向再生区(100)的转移；‑在再生区(100)中用处理的再生气流(115)使该失活催化剂再生以提供包含再生氢型分子筛的再生催化剂；其中所述保护区(200)中的所述催化剂是含有含碳沉积物的包含氢型分子筛的失活催化剂、和包含再生氢型分子筛的再生催化剂中的一者或两者。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.28 EP 11190949.51.一种失活催化剂氧化再生以提供再生催化剂的方法，所述方法包括至少以下步骤: -向保护区(200)提供包含氢型分子筛的催化剂； -使包含氧化剂的再生气流(185，185a)穿过保护区(200)以通过与该催化剂的离子交换从再生气流(185，185a)除去任意碱金属离子和任意碱土金属离子中一者或两者的至少一部分，从而提供处理的包含氧化剂的再生气流(205)； -向再生区(100)提供包含氢型分子筛的失活催化剂，所述失活催化剂得自含氧化合物制烯烃工艺和烯烃裂解工艺中的一者或两者，其中将所述再生区(100)与所述保护区(200)隔开使得不存在催化剂从保护区(200)向再生区(100)的转移； -在再生区(100)中用处理的再生气流(115)使该失活催化剂再生以提供包含再生氢型分子筛的再生催化剂； 其中所述保护区(200)中的所述催化剂是含有含碳沉积物的包含氢型分子筛的失活催化剂、和包含再生氢型分子筛的再生催化剂中的一者或两者。2.权利要求1的方法，其中包含氢型分子筛的失活催化剂由下面步骤中的一个或两个提供: -在含氧化合物反应区(50)中于包含氢型分子筛的催化剂存在下使包含含氧化合物的含氧化合物原料(5)反应，从而产生含有含碳沉积物的包含氢型分子筛的失活催化剂与包含未反应的含氧化合物、烯属产物和水的反应流出物料流；和 -在烯烃裂解工艺反应 区中于包含氢型分子筛的催化剂存在下使包含烯烃的C4+烃原料反应，从而产生含有含碳沉积物的包含氢型分子筛的失活催化剂与包含未反应的C4+烃和烯属产物的反应流出物料流，所述烯属产物包含乙烯和丙烯中的一种或两种。3.权利要求1或权利要求2的方法，其中向保护区(200)提供包含氢型分子筛的催化剂的步骤包括以下步骤: 将来自再生区的失活催化剂或来自再生区的再生催化剂的一部分送至保护区(200)。4.权利要求1-3中任一项的方法,其中再生气流(185,185a)包含碱金属离子和碱土金属离子中的一者或两者并且所述处理的再生气流(205)贫含碱金属离子和碱土金属离子中的一种或多种。5.权利要求1-4中任一项的方法，其中使再生气流(185，185a)穿过保护区(200)的步骤还提供包含离子交换的分子筛的废催化剂，所述方法还包括以下步骤: -从保护区(200)取出包含离子交换的分子筛的废催化剂； -给保护区(200)重新供以包含氢型分子筛的催化剂，该包含氢型分子筛的催化剂选自包含氢型分子筛的失活催化剂、和包含再生氢型分子筛的再生催化剂中的一者或两者。6.前述权利要求中任一项的方法，其中保护区(200)和再生区(110)独立地选自固定床、流化床和固体/气体接触器例如旋风分离器。7.前述权利要求中任一项的方法，其中使废催化剂再生的...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·萨达斯凡维加亚库马里，L·A·丘特，J·范韦斯特伦南，
申请(专利权)人：国际壳牌研究有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL