具有改善的运行时间的脱氢方法技术

在脱氢单元运行的同时，连续或半连续地将新的/新鲜的催化剂加入到脱氢单元中，并且从脱氢单元中移除老化催化剂。通过较高活性的催化剂实现的转化导致烯烃产物的生产率在接近运行开始的生产中保持更长的时间，下降速率更慢。较高活性催化剂延长了运行时间，减少了每个单元的烯烃产物的进料消耗，并使新鲜催化剂的费用最小化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有改善的运行时间的脱氢方法
技术介绍
由于对用于制造各种化学产品诸如洗涤剂、高辛烷值汽油、充氧汽油调和组分、药物产品、塑料、合成橡胶以及本领域的技术人员熟知的其他产品的脱氢烃的现有日益增长的需求，烃脱氢是一种重要的商业烃转化方法。该方法的一个示例是使丙烷脱氢产生丙烯，丙烯被聚合以提供用于广泛产品中的材料，该产品包括器具、衣物、垫子、包装、以及车辆电池和缓冲器。该方法的另一个示例是使异丁烷脱氢产生异丁烯，异丁烯能够聚合以提供用于粘合剂的增粘剂、用于车用机油的粘度指数添加剂、以及用于塑料的耐冲击和抗氧化添加剂。异丁烯需求增长的另一个示例是生产政府所规定的含氧汽油调和组分，从而减少来自机动车排放的空气污染。烃转化加工领域的技术人员熟知通过对链烷烃催化脱氢来生产烯烃。此外，已经公布了一般性地教导和讨论烃的脱氢的许多专利。例如，美国专利号4,430,517(Imai等人)讨论了脱氢方法以及其中使用的催化剂。脱氢单元的性能受到催化剂失活的不利影响。在反应器的环形区域中包括催化剂床的反应器筛网趋于被脱氢反应的含碳副产物污染。随着催化剂在使用数月或数年内失活，催化剂的操作温度升高，并且副产物的形成恶化。已观察到，随着催化剂老化，结垢速率往往会加速。这意味着脱氢单元性能在多年运行的最后一年比在第一年下降得快得多。筛网结垢还导致平均反应器压力增加，这不利于期望的脱氢反应，从而导致在恒定的反应器入口温度下转化率降低。因为脱氢反应导致摩尔数增加，所以它们受到压力增加的负面影响。在典型的运行中，观察到性能随着时间的推移而下降，这传统上归因于催化剂活性的损失。然而，更详细的分析显示，性能下降的仅一部分直接归因于催化剂的活性，其中通过反应器的压力分布是另一个重要因素。在运行期间随着时间的推移，使反应物循环通过脱氢反应器的工艺气体循环回路中增加的压降导致在恒定的反应器入口温度下来自期望脱氢反应的丙烷转化的最大程度的减少。这导致丙烯生产速率的降低和生产每吨丙烯产物所消耗的丙烷的量增加。此外，催化剂失活本身也导致转化率进一步下降，从而需要升高操作温度。这导致由于热裂解而引起的进料消耗增加，从而导致烯烃生产率降低。因此，筛网结垢速率加速，最终需要关闭脱氢单元以清洁筛网。由于产量损失和较高维护成本，这对操作的经济性产生负面影响。催化剂失活的一种解决方案是替换整个催化剂库存，但仅在活性显著下降之后替换。为了降低筛网结垢速率并改善生产和丙烷消耗，操作者更频繁地并且在催化剂活性下降到临界阈值以下之前替换催化剂的整个负载，这导致以上讨论的不利后果。然而，由于更频繁地替换催化剂的成本，该选择导致较高的操作成本。通常的做法是通过淘析从循环催化剂中连续移除催化剂细小颗粒或破碎颗粒。然而，通过淘析移除并随后用新鲜催化剂替换的这些小颗粒的量太少而不能将催化剂活性保持在临界阈值以上，这导致以上讨论的不利后果。对该淘析系统进行优化，以移除低于正常/标称催化剂粒度75％的粒度。以举例的方式，当标称催化剂粒度为直径1.6mm时，淘析将以移除小于或等于1.2mm的颗粒为目标。因此，希望减少筛网结垢并增加反应器关闭之间的时间。
技术实现思路
和具体实施方式在新方法中，在脱氢单元在操作的同时，连续或半连续地将新的/新鲜的催化剂加入到脱氢单元中，并且从脱氢单元中移除老化催化剂。在连续关闭反应器之间的间隔中进行一次或多次“即时”催化剂改变，以减小含碳物质的结垢速率，并因此延长连续周转之间的间隔。与现有技术方法不同，新方法不以由于小粒度而被移除催化剂为目标，而是移除典型/标称尺寸范围内的催化剂，并用相同尺寸的新鲜/新催化剂替换。新方法经济地将脱氢催化剂库存维持在足够高的活性水平以上以提供多种有价值的有益效果。反应器筛网结垢速率减慢，使得关闭以清洁反应器筛网之间的时间延长。通过较高活性的催化剂实现的转化导致烯烃产物(例如丙烯或异丁烯)的生产率保持在接近运行开始的生产中更长的时间，下降速率更慢。较高活性的催化剂还导致每个单元的烯烃产物的进料消耗减少。它还使新鲜催化剂的费用最小化。移除并用新鲜催化剂替换的催化剂部分通常在该单元中催化剂总量的介于5％至50％之间的范围内。替换频率通常介于约每45天一次至约每180天一次之间。超出该范围的替换率要么无效，要么不太经济。在计划关闭脱氢单元用于进行正常维护和完全更换催化剂之前大约6-12个月，停止替换催化剂。这减少了催化剂的花费，同时仍允许操作者在脱氢单元维护之前达到所需的时间。尽早的催化剂替换降低了含碳结垢的速率，并且因此降低了整个反应器外筛上压降的增加速率。由于下游反应器的整个外筛上的压降典型地决定了周转频率，因此该变化允许连续周转之间的更长操作时间。代替使用每次通过的丙烯收率的任意下降(例如5％)来确定催化剂寿命，而是基于经济上的最佳目标来确定催化剂的替换频率。在一些实施方案中，催化剂替换速率介于每60至120个操作日用新鲜催化剂替换的整个催化剂库存的介于10重量％至20重量％之间。在一些实施方案中，每90个操作日应替换15重量％。该速率导致催化剂活性指数保持在所需范围内，以显著减慢筛网结垢速率，并且在筛网清洁关闭之间实现延长20％至100％的时间。被替换的催化剂具有在该特定催化剂的正常操作范围内的粒度。所谓“正常操作范围内的粒度”是指粒度在该催化剂标称粒度的25％以内，或在20％以内，或在15％以内，或在10％以内，或在5％以内。本专利技术的一个方面是用于使烃进料脱氢的方法。在一个实施方案中，该方法包括向包括移动床反应器的脱氢单元提供包含至少一种链烷烃的烃进料流。在脱氢条件下使进料流与反应器中的催化剂接触，该催化剂具有在正常操作范围内的粒度。从反应器移除包含至少一种烯烃的流出物流。在继续操作反应器的同时，定期移除催化剂的一部分，并且用新鲜的催化剂替换，其中被移除的催化剂的所述部分具有在正常操作范围内的粒度。在一些实施方案中，被移除的催化剂的所述部分为脱氢单元中催化剂总量的介于5重量％至50重量％之间。在一些实施方案中，以预定的时间计划表移除催化剂的所述部分。在一些实施方案中，被移除并替换的催化剂的所述部分为脱氢单元中催化剂总量的介于10重量％至20重量％之间。在一些实施方案中，每隔60至120天的操作时间移除并替换该催化剂。在一些实施方案中，在计划关闭反应器之前的预定时间，停止移除催化剂的所述部分并用新鲜催化剂替换被移除的催化剂的所述部分。在一些实施方案中，预定时间为在计划关闭反应器之前6至12个月。在一些实施方案中，该反应器的操作时间比不移除催化剂的所述部分并用新鲜催化剂替换被移除的催化剂的所述部分的反应器的操作时间增加至少20％。在一些实施方案中，被移除的催化剂的所述部分通过以下中的一个或多个来确定：测量至少一种烯烃的生产速率；测量所述烃进料的消耗速率；测量被替换的所述新鲜催化剂的成本；测量整个反应器的温度降低；或在所述反应器的出口处测量所述至少一种链烷烃或所述至少一种烯烃或两者的浓度。在一些实施方案中，该方法还包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于使烃进料脱氢的方法，其包括：/n向包括移动床反应器的脱氢单元提供包含至少一种链烷烃的烃进料流；/n在脱氢条件下使所述进料流与所述反应器中的催化剂接触，所述催化剂具有在正常操作范围内的粒度；/n从所述反应器移除包含至少一种烯烃的流出物流；以及/n在继续操作所述反应器的同时，定期移除所述催化剂的一部分并用新鲜催化剂替换被移除的所述催化剂的所述部分，其中被移除的所述催化剂的所述部分具有在正常操作范围内的粒度。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181015 US 62/745,6651.一种用于使烃进料脱氢的方法，其包括：
向包括移动床反应器的脱氢单元提供包含至少一种链烷烃的烃进料流；
在脱氢条件下使所述进料流与所述反应器中的催化剂接触，所述催化剂具有在正常操作范围内的粒度；
从所述反应器移除包含至少一种烯烃的流出物流；以及
在继续操作所述反应器的同时，定期移除所述催化剂的一部分并用新鲜催化剂替换被移除的所述催化剂的所述部分，其中被移除的所述催化剂的所述部分具有在正常操作范围内的粒度。


2.根据权利要求1所述的方法，其中被移除的所述催化剂的所述部分为所述脱氢单元中所述催化剂总量的介于5重量％至50重量％之间。


3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中以预定的时间表移除所述催化剂的所述部分。


4.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中被移除并替换的所述催化剂的所述部分为所述脱氢单元中所述催化剂总量的介于10重量％至20重量％之间。


5.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中每60至120天的操作时间移...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·E·塞普拉，加里·A·迪亚比斯，曼纽拉·谢尔班，R·D·梅内泽斯，M·坎塔雷利，
申请(专利权)人：环球油品有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US