催化脱氢方法技术

提供了一种改进的催化脱氢方法，所述方法包括在上流式流化反应器中在催化条件下使烷烃或烷基芳烃原料流与脱氢催化剂接触，其中所述流化反应器包括一个或多个反应器，所述催化条件包括范围从500℃到800℃的温度、范围从0.1到1000的重时空速、范围从0.1秒到10秒的气体停留时间，并且在流化反应器之后，通过使用旋风分离系统使夹带的催化剂与反应器的排出物分离，其中改进之处包括在上流式流化反应器和旋风分离系统之间插入冷却手段以大体上终止热反应，由此有效增加对于烯烃产物的总摩尔选择性。

【技术实现步骤摘要】
催化脱氢方法本专利技术申请是基于申请日为2014年10月14日，申请号为201480059171.X，专利技术名称为“催化脱氢方法”的专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种改进的催化脱氢方法。
技术介绍
在用于将石蜡烃和/或烷基芳烃脱氢为相关烯烃的流化反应系统中，石蜡烃和/或烷基芳烃原料的热(气相)反应的选择性有时显著低于催化选择性。例如，在丙烷的情况下，热脱氢为丙烯的选择性为约45摩尔％到50摩尔％，而催化脱氢为丙烯的选择性为约99摩尔％或更高。同样地，乙基苯热脱氢为苯乙烯的选择性为约67摩尔％，而乙基苯催化脱氢的选择性为约99摩尔％或更高。上流式流化反应器是使烷烃和烷基芳烃脱氢的经济手段。具体而言，提升管、湍动床反应器、鼓泡床反应器或快速流化反应器的优点在于能够在最短的停留时间下进行脱氢反应。然而，将产物气体和固体输送至催化剂分离系统以及分离系统本身增加了总的气体停留时间。这一额外的气体停留时间导致原料的反应选择性较小，生成所需产物的总反应器选择性较低。
技术实现思路
本专利技术是一种改进的催化脱氢方法。具体而言，所述改进的方法通过使用急冷手段提高了对于相关烯烃的总反应器选择性。本专利技术包括：1.一种改进的催化脱氢方法，所述方法包括在上流式流化反应器中在催化条件下使烷烃或烷基芳烃原料流与脱氢催化剂接触，所述脱氢催化剂包含镓和铂并且由氧化铝载体或氧化铝氧化硅载体负载，其中所述流化反应器包括一个或多个选自由鼓泡床反应器、湍动床反应器、快速流化反应器和提升管反应器组成的群组的反应器，所述催化条件包括范围从500℃到800℃的温度、范围从0.1到1000的重时空速、范围从0.1秒到10秒的气体停留时间，并且在所述流化反应器之后，通过使用旋风分离系统使夹带的催化剂与反应器的排出物分离，其中所述改进之处包括在上流式流化反应器和所述旋风分离系统之间插入冷却手段以大体上终止热反应，由此有效地增大对于烯烃产物的总摩尔选择性。2.如项1所述的改进的催化脱氢方法，其中在反应温度下热转化率不超过总转化率的20％。3.如项1所述的改进的催化脱氢方法，其中所述冷却手段选自由以下组成的群组：(i)位于所述流化反应器和所述旋风分离系统之间的急冷交换器；和(ii)将冷却介质注入到所述流化反应器和所述旋风分离系统之间的区域中。4.如项3所述的改进的催化脱氢方法，其中所述烷烃和/或烷基芳烃选自丙烷和/或乙基苯，并且热反应产物与催化反应产物的摩尔比为大于0到小于或等于0.1:1。5.如项1所述的改进的催化脱氢方法，其中所述冷却手段是将冷却介质注入到所述反应区和所述提升管之间的区域中，其中所述冷却介质是选自由蒸汽和液态水组成的群组中的一种或多种。6.如项2所述的改进的催化脱氢方法，其中在相等的总转化率下总选择性相比于不利用冷却手段的方法改进了至少0.5摩尔％。7.如项3所述的改进的催化脱氢方法，其中所述冷却介质是选自由蒸汽、水、冷催化剂、液态烃、冷却后的产物气体、燃料和填料颗粒组成的群组中的一种或多种。附图说明为了描述本专利技术的目的，在附图中示出了示例性的形式；然而，应当理解的是本专利技术并不限于所显示的精确布置和装置。图1是本专利技术的旋风反应器系统的第一实施例的示意图，其中，冷却手段包括插入流化反应器和分离系统提升管之间的急冷交换器。具体实施方式本专利技术的一个实施例提供了一种改进的催化脱氢方法，所述方法包括在上流式流化反应器系统中在催化条件下使烷烃或烷基芳烃原料流与脱氢催化剂接触，所述脱氢催化剂包含镓和铂并且由氧化铝载体或氧化铝氧化硅载体负载，其中所述上流式流化反应器系统包括一个或多个选自由鼓泡床反应器、湍动床反应器、快速流化反应器和提升管反应器组成的群组的反应器，所述催化条件包括范围从500℃到800℃的温度、范围从0.1到1000的重时空速、范围从0.1秒到10秒的气体停留时间，并且在所述流化反应器之后，通过使用旋风分离系统使夹带的催化剂与反应器的排出物分离，其中所述改进之处包括在流化反应器和旋风分离系统之间插入冷却手段以大体上终止热反应，由此有效地增大对于烯烃产物的总摩尔选择性。改进的方法在包括范围从500℃到800℃的温度的催化条件下是有用的。从500℃到800℃的所有单个数值和子范围均包括在本文中并在本文中公开；例如，催化反应温度可以从500℃、550℃、600℃、650℃、700℃或750℃的下限到525℃、575℃、625℃、675℃、725℃或800℃的上限。例如，催化反应温度的范围可以为500℃到800℃，或者替代地，从600℃到800℃，或者替代地，从500℃到650℃，或者替代地，从575℃到675℃。改进的方法在包括范围从0.1小时-1到1000小时-1的重时空速(例如，烃原料的质量速率(磅/小时)与催化反应器中的催化剂的质量(磅)的比率)的催化条件下是有用的。从0.1小时-1到1000小时-1的所有单个数值和子范围均包括在本文中并在本文中公开；例如，催化反应的重时空速的范围可以从0.1小时-1、1小时-1、10小时-1、100小时-1或500小时-1的下限到0.5小时-1、5小时-1、55小时-1、450小时-1或970小时-1的上限。例如，催化反应的重时空速的范围可以从0.1小时-1到1000小时-1，或者替代地，从0.1小时-1到500小时-1，或者替代地，从400小时-1到990小时-1，或者替代地，从250小时-1到750小时-1。改进的方法在包括范围从0.1秒到10秒的气体停留时间的催化条件下是有用的。从0.1秒到10秒的所有单个数值和子范围均包括在本文中并在本文中公开；例如，催化反应的气体停留时间的范围可以从0.1秒、0.5秒、1秒、5秒或9秒的下限到0.4秒、0.8秒、3.5秒、7.8秒或10秒的上限。例如，催化反应的气体停留时间的范围可以从0.1秒到10秒，或者替代地，从0.1秒到5秒，或者替代地，从5秒到10秒，或者替代地，从2.5秒到7.5秒。在本专利技术的一个实施例中，改进可应用于催化石蜡烃脱氢反应，其中基于本文中描述的计算方法，在反应温度下热转化率不超过总转化率的20％。不超过总转化率的20％的所有单个数值和子范围均包括在本文中并在本文中公开。例如，在反应温度下热转化率可以为总转化率的20％或更少，或者替代地，在反应温度下热转化率可以为总转化率的16％或更少，或者替代地，在反应温度下热转化率可以为总转化率的14％或更少，或者替代地，在反应温度下热转化率可以为总转化率的12％或更少。本专利技术的改进可应用于所发生的全部反应中的70摩尔％或更多是脱氢的方法。改进的方法在上流式流化反应器中是有用的。上流式流化反应器系统包括一个或多个选自由鼓泡床反应器、湍动床反应器、快速流化反应器和提升管反应器组成的群组的反应器。此类反应器在现有技术中是已知的，这些类型中的任何一个或多个或组合都可用于本专利技术的实施例中。上流式流化反应器系统还包括旋风分离系统。旋风分离系统在现有技术中是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种催化脱氢方法，所述方法包括：/n在上流式流化反应器中在催化条件下使烷烃或烷基芳烃原料流与脱氢催化剂接触，所述脱氢催化剂包含镓和铂并且由氧化铝载体或氧化铝氧化硅载体负载，其中所述催化条件包括范围从500℃到800℃的温度、范围从0.1hr

【技术特征摘要】
20131112 US 61/903,0501.一种催化脱氢方法，所述方法包括：
在上流式流化反应器中在催化条件下使烷烃或烷基芳烃原料流与脱氢催化剂接触，所述脱氢催化剂包含镓和铂并且由氧化铝载体或氧化铝氧化硅载体负载，其中所述催化条件包括范围从500℃到800℃的温度、范围从0.1hr-1到1000hr-1的重时空速、以及范围从0.1秒到10秒的气体停留时间，其中所述上流式流化反应器包括：
第一上流式反应器，其包括一个或多个选自由鼓泡床反应器、湍动床反应器、快速流化反应器和提升管反应器组成的群组的反应器；
第二上流式反应器，其包括提升管反应器；以及
设置于所述第一上流式反应器和所述第二上流式反应器之间的截头体；
在所述第二上流式反应器下游的旋风分离系统中使夹带的催化剂与反应器排出物分离；以及
在使所述夹带的催化剂与所述反应器排出物分离之前冷却所述夹带的催化剂与所述反应器排出物，其中冷却所述夹带的催化剂与所述反应器排出物大体上终止热反应，由此有效地增大对于烯烃产物的总摩尔选择性。


2.根据权利要求1所述的催化脱氢方法，包括在所述旋风分离系统之前冷却所述夹带的催化剂与所述反应器排出物。


3.根据权利要求1所述的催化脱氢方法，其中冷却所述夹带的催化剂与所述反应器排出物包括以下中的至少一者：(i)使所述夹带的催化剂与所述反应器排出物通过位于所述第一上流式反应器中的急冷交换器；和(ii)将冷却介质注入到所述截头体或第二反应器中。


4.根据权利要求3所述的催化脱氢方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·T·普雷茨，M·W·斯图尔特，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US