用于胡得利团块减少的脱氢方法的可编程逻辑控制器技术

胡得利团块可以通过在用于根据所限定的规则生产烯烃的固定床脱氢过程中控制反应器来减少。可编程逻辑控制器可将这些规则施加到脱氢装置的操作中，并根据这些规则控制各个反应器的操作。通过这样做，可以在不添加任何产热惰性物(如CuO

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于胡得利团块减少的脱氢方法的可编程逻辑控制器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年3月13日提交的美国临时专利申请号62/817,931的优先权，其通过引用整体并入本文。
专利

[0003]本专利技术总体上涉及用于化学生产装置的过程控制。更具体地，本专利技术涉及用于固定床脱氢装置的可编程逻辑控制器。

技术介绍

[0004]固定床脱氢装置用于从烷烃和/或烯烃有目的地生产烯烃和/或炔烃。总体上，固定床脱氢装置包含三个或多于三个并行的固定床反应器和一个催化剂再生系统。当该固定床脱氢装置处于操作中时，一个或多于一个反应器在线(处于脱氢模式中)，并且一个或多于一个固定床反应器处于再生模式。另外的固定床反应器可能处于备用模式。脱氢模式下的固定床反应器首先将烃进料脱氢一段时间。然后，可以用蒸汽吹扫固定床反应器。在随后的再生模式中，可吹入加热空气，以使置于固定床反应器中的催化剂除焦。可以将反应器依次排空，并且可以使反应器中的催化剂进行还原。催化剂还原后，可将反应器重新上线以进行脱氢反应。使用可编程逻辑控制器(PLC)，使每个固定床反应器可以自动重复相同的顺序，以保证整个脱氢装置的连续生产。
[0005]商用可编程逻辑控制器通常采用简化算法以不灵活且保守的方法对固定床脱氢装置进行编程。用于定序器控制的基于多固定床绝热脱氢的烯烃制造的常规歧管设计在图1中示出，其包括五个示例反应器102A至102E。在这些串联(in tandem)操作的反应器102A至102E中，任何两个(或少于全部)可能在脱氢中在线，而其他反应器可以在空气再生或调节顺序的一些其他步骤中在线。然而，根据这些常规技术操作反应器可能导致所谓的胡得利团块(Houdry lump)形成。这些胡得利团块是由催化剂转化为(几乎)合成红宝石而形成的α
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铬
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氧化铝的石笋状结构，其在催化剂床中从底部向顶部呈丘状生长。用于处理胡得利团块的一种常规技术是，通过掺入在床的上部中装入的产热惰性材料，在床的下部中将催化剂杀死。这些产热惰性物的一个问题是，在其脱氢与空气再生之间的氧化还原循环期间它们可以释放水。此水可以通过催化剂床的下部，将催化剂床有效地杀死。虽然这使胡得利团块减少，但它导致大部分的下部催化剂床层被杀死。这降低了催化剂使用寿命老化过程期间的生产率。

技术实现思路

[0006]固定床脱氢装置中反应器的常规操作是用于从烷烃和/或烯烃有目的地生产烯烃和/或炔烃。常规操作导致反应器之间的流量出现系统偏差。也就是说，与其他反应器相比，特定反应器经历了更多的催化剂老化或经历更多的空气再生或加热。发现这些偏差是产生不希望的胡得利团块的促成因素。已经在本专利技术的上下文中发现了该问题的解决方案。根
据本专利技术的实施方案，可以通过根据所限定的规则控制脱氢装置中的反应器来减少胡得利团块。可编程逻辑控制器可将这些规则施加到脱氢装置的操作中，并根据这些规则控制各个反应器的操作。通过这样做，可以在不添加任何产热惰性物(如CuO
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α氧化铝)的情况下提高脱氢装装置的性能。
[0007]在一个示例实施方案中，脱氢装置可以根据可编程逻辑控制器中的组合来操作，这样使得该脱氢装置中最远的两个反应器从不在脱氢或空气再生步骤中并行地操作。可编程逻辑控制器的编程可以在现有装置停机期间、或在装置的第一建造期间离线进行。关于最远的两个反应器在脱氢或空气再生中不并行操作的这个规则减少了系统中任意两个反应器之间的流量不平衡，这因而减少了任意两个反应器之间的热量输入和排出差异。这导致暴露于的系统热不平衡的特定反应器中胡得利团块的形成减少，否则，在不应用此规则的情况下，该热不平衡在可编程逻辑控制器操作期间发生。否则，此热不平衡将导致用于脱氢的催化剂损伤。可以使用这种规则实施的脱氢处理的实施例包括丙烷脱氢、异丁烷脱氢、正丁烷制丁烯
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1和随后的丁二烯和异戊烷脱氢过程。
[0008]当没有使用产热惰性物杀死较低的床催化剂时，当在停机期间取出时，常规操作的反应器中胡得利团块的平均数量可以是大于3000kg。当按照本专利技术的基于控制器的规则操作反应器时，胡得利团块的数量可以是3000kg或少于3000kg、优选2500kg或少于2500kg、或更优选约200kg至2000kg、200kg至500kg、200kg至400kg、或约250kg至约350kg。这些值可以根据单个反应器中85000kg催化剂重量和85000kg惰性氧化铝颗粒重量的装载混合物进行测量。这些结果可以在不使用产热惰性物时实现。
[0009]以下包括遍及本说明书使用的各种术语和短语的定义。
[0010]术语“约”或“大致”被定义为如本领域技术人员所理解的接近。在一个非限制性实施方案中，这些术语被限定在10％内、优选5％内、更优选1％内、并且最优选0.5％内。
[0011]术语“重量％”、“体积％”或“摩尔％”分别是指，基于包含组分的材料的总重量、总体积、或总摩尔数，该组分的重量百分比、体积百分比、或摩尔百分比。在非限制性实施例中，100摩尔的材料中10摩尔的组分是10摩尔％的组分。
[0012]术语“基本上”和其变型被定义为包括10％内、5％内、1％内、或0.5％内的范围。
[0013]术语“抑制”或“减少”或“防止”或“避免”或这些术语的任何变型在权利要求书和/或说明书中使用时包括用来达到所希望的结果的任何可测量的减少或完全抑制。
[0014]当术语“有效”用于说明书和/或权利要求书中时，该术语意指足以实现所希望、所期望、或所预期的结果。
[0015]当与权利要求书或说明书中的术语“包括”、“包含”、“含有”、或“具有”结合使用时，在要素前不使用数量词可以表示“一个”，但是其也与“一个或多个”、“至少一个”和“一个或多于一个”的含义一致。
[0016]词语“包括”、“具有”、“包含”或“含有”是包容性的或开放式的，并且不排除另外的、未列举的要素或方法步骤。
[0017]本专利技术的方法可以“包括”贯穿说明书披露的特定的成分、组分、组合物等，“基本上由其组成”或“由其组成”。关于短语“基本上由
……
组成”，本专利技术的基本且新颖的特征是当脱氢装置中最远的两个反应器在脱氢或空气再生步骤中从不并行运行时，减小胡得利团块的尺寸和/或减少其形成。
[0018]在本专利技术的上下文中，目前描述了至少二十个实施方案。实施方案1是一种进行用于生产烯烃的固定床脱氢过程的方法。该方法包括以下步骤：控制至少三个被配置成用于使烃脱氢以产生烯烃的固定床脱氢反应器，其中进行所述控制使得在脱氢处理和催化剂再生处理的任一者中，不同时操作所述反应器中彼此之间距离最远的两个。实施方案2是如实施方案1所述的方法，其中，只要两个最远的反应器不并行，就使所述反应器中的两个或多于两个并行地处于脱氢处理和催化剂再生处理阶段。实施方案3是如实施方案1至2中任一项所述的方法，其中，反应器的数量是3、4、5、8、或10。实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种进行用于生产烯烃的固定床脱氢操作的方法，所述方法包括：控制至少三个被配置成用于使烃脱氢以产生烯烃的固定床脱氢反应器，其中进行所述控制使得在脱氢处理和催化剂再生处理的任一者中，不同时操作所述反应器中彼此之间距离最远的两个反应器。2.根据权利要求1所述的方法，其中，只要两个最远的反应器不并行，就使所述反应器中的两个或多于两个并行地处于脱氢处理和催化剂再生处理阶段。3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，反应器的数量是3、4、5、8、或10。4.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，所述脱氢处理是丙烷脱氢过程。5.根据权利要求4所述的方法，其中，反应器的数量是8或10。6.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，所述脱氢处理是异丁烷脱氢过程、正丁烷至丁烯
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1的脱氢过程、或丁二烯或异戊烷脱氢过程。7.根据权利要求6所述的方法，其中，反应器的数量是3、4或5。8.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，所述方法在没有产热惰性物的情况下进行。9.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，所述方法在没有CuO
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α氧化铝的情况下进行。10.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，该过程操作产生3000kg或少于3000kg、优选2500kg或少于2500kg、或更优选约500kg至2000kg的胡得利团块。11.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，与实施使得在脱氢处理和催化剂再生处理的任一者中同时操作彼此之间距离最远的两个反应器的控制方法相比，在所述至少三个固定床脱氢反应器中形成的胡得利团块的尺寸减小。12.一种进行用于生产烯烃的固定床脱...

【专利技术属性】
技术研发人员：维贾伊，
申请(专利权)人：沙特基础工业全球技术公司，
类型：发明
国别省市：