一种流化催化反应器利用上升的温度曲线。设备和方法将较冷的废催化剂输送到第一催化剂分配器，并且将较热的再生催化剂输送到第二催化剂分配器，该第一催化剂分配器与该第二催化剂分配器彼此间隔开。该反应物流首先遇到该第一催化剂流，然后遇到该第二催化剂流。该方法和设备分阶段地将热催化剂添加到反应物流。该方法和设备在吸热反应中可以是特别有利的，因为较热的催化剂将遇到由于吸热反应的进行而已经冷却的反应物。而已经冷却的反应物。而已经冷却的反应物。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于使进料与流化催化剂在温度曲线上反应的方法和设备
[0001]优先权声明
[0002]本申请要求2020年7月29日提交的美国临时专利申请序列号16/942,240的优先权，该申请的全部以引用方式并入本文。
[0003]本领域涉及进料与流体催化剂的反应。本领域可具体地涉及使烷烃进料与流体脱氢催化剂反应。
技术介绍
[0004]轻质烯烃生产对于生产足够的塑料至关重要，以满足全球需求。烷烃脱氢(PDH)是其中轻质烷烃如乙烷和丙烷可以分别脱氢以制备乙烯和丙烯的方法。脱氢是需要外部热量以驱动反应完成的吸热反应。流体催化裂化(FCC)是另一种生产基本乙烯和丙烯的吸热方法。
[0005]脱氢催化剂可以利用分子筛并入脱氢金属或无定形材料。催化剂必须足够稳健且尺寸适当，能够抵抗流化系统中预期的研磨。FCC催化剂通常是具有任选的MFI沸石以增强丙烯生产的Y沸石。
[0006]在具有流化催化剂的PDH和FCC反应中，焦炭可以沉积在催化剂上，同时催化反应。可以通过在存在氧气的情况下从催化剂中燃烧焦炭来在催化剂再生器中再生催化剂。然后可以将热再生催化剂转移回反应器以催化反应。如果提供不足的热量来驱动吸热反应，则烯烃生产可能会受到影响。
[0007]与热裂化反应相比，催化反应对期望产物诸如丙烯更具选择性。相对于热裂化反应，必须注意使催化反应达到最大程度。
[0008]因此需要在流体催化反应过程中使进料与催化剂接触的改进的方法。
技术实现思路
[0009]一种流化催化反应器利用上升的温度曲线。设备和方法将较冷的废催化剂输送到第一催化剂入口，并且将较热的再生催化剂输送到第二催化剂入口，该第一催化剂入口与该第二催化剂入口彼此间隔开。反应物流首先遇到该第一催化剂流，并且随后遇到该第二催化剂流。该方法和设备分阶段地将热催化剂分配到反应物流。该方法和设备在吸热反应中可以是特别有利的，因为较热的催化剂将遇到由于吸热反应的进行而已经冷却的反应物。
附图说明
[0010]图1为本公开的方法和设备的示意图；并且
[0011]图2为本公开的另选实施方案的方法和设备的示意图。
[0012]定义
[0013]术语“连通”是指在列举的部件之间可操作地允许流体流动，其可被表征为“流体连通”。
[0014]术语“下游连通”意指在下游连通中流向主体的至少一部分流体可以从与其流体连通的对象可操作地流动。
[0015]术语“上游连通”意指在上游连通中从主体流出的至少一部分流体可以可操作地流向与其流体连通的对象。
[0016]术语“直接连通”意指来自上游部件的流体流进入下游部件而不穿过任何其他居间容器。
[0017]术语“间接连通”意指来自上游部件的流体流在穿过居间容器之后进入下游部件。
[0018]术语“绕过”意指对象至少在绕过的范围内与绕过主体失去下游连通。
[0019]如本文所用，术语“主要的”或“大部分”意指大于50％，适当地大于75％，并且优选地大于90％。
具体实施方式
[0020]我们发现了为反应器提供变化的温度曲线的方法和设备。在流体催化反应动力学中，通过小心确保反应物不暴露于极高的温度，反应将被引导朝向对期望产物的更大选择性的方向。在流体催化吸热反应中，热催化剂供应反应热以及催化向期望产物的转化。在从催化剂中燃烧焦炭的过程中，催化剂通常在再生器中被加热。催化剂必须向反应器传送足够的焓以为进料中的所有反应物供应反应热。提供足够热以驱动分配到反应器的所有进料的吸热转化同时避免热裂化的催化剂可能是挑战。
[0021]我们发现了通过建立具有上升的温度曲线的反应区来平衡这两个相互矛盾的目标的方法。热催化剂被输送到反应器中并与进料接触以发起催化转化。进料和催化剂朝向反应器的另一区段移动，更热的催化剂被输送到该区段并分配到部分转化的进料。上升的温度曲线避免了将进料流暴露于过热的催化剂，该暴露可能促进非选择性热裂化。然而，进料的还未经历转化并且由于反应的吸热性而已经开始冷却的部分然后将暴露于更热的催化剂，以提高冷却的进料的温度并提供足够的热以驱动反应以增加期望产物的产生。所公开的方法和设备最小化或平衡进料暴露于热催化剂的时间。
[0022]本文的教导可适用于需要催化剂再生以提供热以驱动吸热催化反应的任何方法。烷烃脱氢(PDH)和流体催化裂化(FCC)是此类方法的示例。FCC催化剂用于在大约大气压和427℃(800℉)至538℃(1000℉)和5至30的催化剂与油的比率下裂解较大的烃分子为较小的烃分子。PDH催化剂用于脱氢反应过程以催化烷烃诸如乙烷、丙烷、异丁烷和正丁烷分别脱氢成烯烃诸如乙烯、丙烯、异丁烯和正丁烯。将示例性地描述PDH方法以说明所公开的设备和方法。
[0023]脱氢反应器中的条件可包括500℃至800℃的温度、40kPa至310kPa的压力以及5至100的催化剂与油的比率。脱氢反应可以流化方式进行，使得可包含反应物烷烃的具有或不具有流化惰性气体的气体以在反应器容器中提升脱氢催化剂同时催化烷烃脱氢的方式分配到反应器。在催化脱氢反应期间，焦炭沉积在脱氢催化剂上，从而导致降低催化剂的活性。然后必须再生脱氢催化剂。
[0024]图1中示出示例性PDH反应器12。PDH反应器12可包括两个室：反应室14和分离室
26。进料管线10可将进料的反应物流输送到反应器12。反应物流可主要包含丙烷或丁烷，但其他烷烃诸如乙烷可与其他烷烃一起或替代其他烷烃存在于反应物流中。任何进料分配器可将反应物流分配到反应器12。在反应器12的反应室14中可利用穹顶形反应物分配器32。穹顶形反应物分配器32通过穹顶形反应物分配器32的顶部穹顶中的管嘴接收气态反应物流并分配反应物流，以将反应物流分配在反应室14的整个横截面上。据设想也可使用其他流化气体来促进反应室14中的流化。在实施方案中，分配的反应物流在反应室14和反应器12中上升。
[0025]再循环催化剂管道34具有位于分离室26中的入口35和构成第一催化剂入口39的出口，在实施方案中该第一催化剂入口可连接到第一催化剂分配器36。再循环催化剂管道34通过出口和第一催化剂入口39将还未经历再生的第一再循环的废催化剂流从分离室26输送到反应室14的第一区段38，在实施方案中该输送通过第一催化剂分配器36进行。第一催化剂入口39和/或第一催化剂分配器36将废催化剂提供到反应室14的第一区段38。再循环的废催化剂通过作为再循环催化剂管道34的出口的第一催化剂入口39被馈送到反应器12。第一催化剂入口39和/或第一催化剂分配器36可容纳在第一反应室14中。
[0026]第一催化剂分配器36可包括中心管道，该中心管道具有以不同角度从中心管道延伸以将废催化剂水平地散布在反应室26的整个横截面上的管道。可采用可包括反应物气体或惰性气体诸如蒸汽的气体辅助来迫使催化剂离开第一废催化剂分配器36的管道。气体辅助可从管线通过入口中的管嘴37输送到第一催化剂分配器36。再循环的废催化本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于使反应物流与催化剂接触的反应器，包括：反应物分配器，所述反应物分配器用于将所述反应物流分配到所述反应器；第一催化剂入口，所述第一催化剂入口用于将第一催化剂流馈送到所述反应器；第二催化剂入口，所述第二催化剂入口用于将第二催化剂流馈送到所述反应器，所述第一催化剂入口相比于所述第二催化剂入口更靠近所述反应物分配器；产物出口，所述产物出口用于从所述反应器排出产物，所述第二催化剂分配器相比于所述产物出口更靠近所述反应物分配器。2.根据权利要求1所述的反应器，还包括连接到所述第二催化剂入口的再生催化剂管道，所述再生催化剂管道具有连接到催化剂再生器的入口。3.根据权利要求1所述的反应器，还包括容纳所述第一催化剂入口和所述第二催化剂入口的反应室以及包括用于从产物气体中分离出催化剂的初级催化剂分离器的分离室，所述初级催化剂分离器位于比所述产物出口更靠近所述第二催化剂入口的位置。4.根据权利要求3所述的反应器，还包括连接到所述第一催化剂入口的再循环催化剂管道，所述再循环催化剂管道具有所述分离室中的入口。5.根据权利要求3所述的反应器，还包括围绕位于分离室中的所述初级催化剂分离器的脱离罐，所述脱离罐的壁与所述分离室的壳体间隔开...
【专利技术属性】
技术研发人员：约翰，
申请(专利权)人：环球油品有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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