反应器-再生器设备及其在苯乙烯生产中的应用制造技术

包含至少一个用于烃类催化脱氢反应的反应器和至少一个“快速提升管”型催化剂再生器的反应器－再生器设备，其中再生器－提升管为用于包含与固相紧密接触的气相的化学反应的基本上管状的设备，其中气相和固体颗粒物并流向上移动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种反应器-再生器设备及其在苯乙烯生产中的应用。更具体地说，本专利技术涉及反应器-再生器设备，所述的设备包括至少一个用于烃类催化脱氢反应的反应器和至少一个快速提升管型的催化剂再生器。甚至更具体地说，本专利技术涉及所述的反应器-再生器设备在任选与乙烷混合的乙苯脱氢中的应用。特别是，本反应器-再生器设备可用于苯乙烯生产。在本说明书和权利要求书中使用的术语“快速提升管”指用于包含与固相紧密接触的气相的化学反应的一种基本上管状的设备，其中气体和固体颗粒物并流向上移动，而气体的空塔速率高于固体颗粒物的末端速率，优选比所述的末端速率的两倍还高。所述的反应器特别适用于其中气相(例如再生用气体，例如空气、氧气或富氧空气)与颗粒物形式的固体接触的反应，其中化学反应(例如颗粒形式的废催化剂的再生)足够快，以致可在通常“快速提升管型反应器”的低接触时间内发生。进行吸热催化反应例如脱氢的方法和设备在文献中是已知的，例如Zenz和Othmer在“Fluidization and Fluid Particles Systems”(Reinhold Publishing，1960)中描述的“SOD Model IV”反应器。用于烷基芳烃例如乙苯脱氢制得相应的乙烯基芳烃衍生物例如苯乙烯的方法在文献中也是已知的。例如，US专利6031143公开了一种用于同时生产苯乙烯和乙烯的方法，所述的方法包括将乙苯和乙烷送入脱氢反应器，通过基于负载在氧化铝上的氧化镓的催化体系来生产乙烯和苯乙烯。脱氢反应器在与再生器组合中操作，再生器连续接收废催化剂，后者再生和加热以后再次连续送入脱氢段。上面汇集的方法设想使用一种由反应器和流化床再生器组成的体系，气体和固体以逆流方式流动，以便进行脱氢反应和催化剂的再生。但是，流化床的缺点是与能够适当操作的生产能力成正比，需要大型设备和大量催化剂。事实上，气体在流化床反应器中的空塔速率必然受到通常小于100-150cm/s的催化剂的气动输送速率限制。本专利技术的一个目的是要提供一种反应器-再生器设备，所述的反应器-再生器设备仍在流化条件下操作，但又能在气相中进行催化脱氢反应，而没有上述已知技术的缺点。所以，本专利技术的一个目的涉及一种用于乙苯和/或乙烷在气相中进行催化脱氢反应的反应器-再生器设备，所述的反应器-再生器设备包含至少一个适用于在固体颗粒催化剂存在下脱氢反应的反应器和与反应器直接相连的由快速提升管组成的催化剂再生器，在所述的快速提升管中气体和固体并流向上移动，气体的空塔速率高于固体颗粒物的末端速率，优选比所述的末端速率的两倍还高。为了避免器壁的侵蚀现象以及使固体颗粒物的磨擦最小，气体的空塔速率优选小于30m/s。根据本专利技术，反应器可由一个或多个用于在流化床中进行反应的反应器组成，优选其中新鲜催化剂或再生催化剂从顶部加入而气相反应物在靠近底部的位置通过特定分配器送入的反应器。所以，送入反应器底部的气体相对于下降的催化剂逆流上升，使催化剂保持在流化床条件下。适合的内部件例如能防止气体和催化剂再混合的圆柱形栅板或栅条安装在每一反应器的内部，以致上升的气流和下降的固体流在各反应器内部类似活塞流。活塞流的存在通常使脱氢反应的转化率和选择性提高。另一方面，如果可得到足够高活性的催化剂，那么反应器可由至少一个按照象再生器提升管那样的流化条件操作的提升管反应器组成。象在US专利6031143中的情况一样，在反应物体系包括乙苯/乙烷混合物的脱氢反应中，反应器-提升管可包含至少两个不同高度的进料点，每种气体组分一个进料点，从动力学和热力学的观点出发，使每种脱氢反应在最有利的操作条件下进行。另一方面，可有并联安装的至少两个反应器-提升管，每一个送入各自的反应物气体或适合的气体混合物，它们还可含有从另一反应器提升管得到的有稀释剂功能的流出气体。提升管中的催化剂沿多个反应器提升管串联流动，并被反应物气体带着并流向上，同时由于重力，它们向下移动到后一个反应器-提升管的底部。根据本专利技术的另一个实施方案，可将直接来自再生器-提升管的催化剂并联送入多个反应器-提升管，任选插入一些换热器，以便使部分催化剂冷却到对每种反应更方便的温度。在所述的气体和固体并流向上移动的每一个反应器-提升管中，气体的空塔速率高于固体颗粒物的末端速率，优选比所述的末端速率的两倍还高。为了避免器壁的侵蚀现象和使固体颗粒物的摩擦最小，对于反应器-提升管，气体的空塔速率也优选小于30m/s。反应器通过输送管线直接与再生器-提升管相连，所述的输送管线使收集在流化床反应器底部或从反应器-提升管顶部回收的废催化剂用可能为惰性气体或再生用气体本身作为载体的载气输送到再生器。再生用气体在高温下送入，并选自空气、氧气、用氮气稀释的空气或氧气、惰性气体或浓缩氧气。废催化剂的再生仅用再生用气体通过可能沉积在催化剂上的反应残留物例如沥青或碳质残留物(例如焦炭)的氧化/燃烧来进行。此外，因为催化剂也在再生器-提升管中加热使它达到反应器中脱氢反应的操作温度，所以可燃烧气体的入口设想在再生器-提升管底部的不同高度，通过所述的可燃烧气体例如甲烷或LPG的催化燃烧或通过来自脱氢反应本身的氢气燃烧，使再生的催化剂加热。本专利技术目的的反应器-再生器设备还可包含位于再生器-提升管出口的分离设备，以便从夹带再生催化剂的气相中回收再生催化剂。所述的分离设备可由旋风分离器组成，再生的催化剂收集在分离器底部，用惰性气体例如氮气汽提，以便除去可能夹带的再生用气体后，例如使用反应物气体作为载气使再生的催化剂循环到反应器。在本专利技术的设备目的中，适用于从再生用气体中分离催化剂和可用于这一目的的设备在US专利4043899中公开。本专利技术的另一个目的涉及一种在气相中乙苯和/或乙烷进行催化脱氢反应的方法，所述的方法使用上述反应器-再生器设备。在两组分反应物气体乙苯+乙烷的情况下，如在权利要求书中更充分限定的，本专利技术目的的反应器-再生器体系可与意大利1295072及其相应的非意大利专利专利中公开的联合方法组合使用。更具体地说，本专利技术的另一个目的涉及一种乙苯和/或乙烷在气相中进行催化脱氢反应的方法，所述的方法包括i)将反应物气体连续送入包括至少一个适用于进行催化脱氢反应的反应器的反应段，所述的反应器装有催化剂并在流化条件例如流化床条件下操作；ii)从步骤(i)的反应器顶部排出反应产物，将它送入随后的未反应组分的分离和回收/循环步骤；iii)从反应器中连续取出废催化剂流，任选在特定的设备中用惰性气体汽提以后，用再生用气体作为载气与催化剂并流将它送入包括再生器-提升管的再生/加热段；iv)从再生器-提升管顶部连续取出经再生加热的催化剂流，任选在特定的设备中用惰性气体汽提以后，用反应物气体或在乙苯/乙烷混合物的情况下用乙烷作为载气将它送入脱氢反应器。在双组分反应物气体例如乙烷/乙苯混合物脱氢的情况下，有可能使用反应器-提升管作为反应器，类似国际专利申请WO 02/96844中公开的，或有可能使用一对反应器-提升管，每一个送入一种气体并对所涉及的反应保持最有利的热力学条件。在进行脱氢反应的反应段中，温度为400-750℃。压力为常压或稍高，而调节反应物的流速，以便在流化床反应器的情况下，得到GHSV(气时空速)为100-1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于乙苯和／或乙烷在气相中进行催化脱氢反应的反应器－再生器设备，所述的设备包括至少一个适合于在固体颗粒催化剂存在进行下脱氢反应的反应器和与反应器直接相连的由快速提升管组成的催化剂再生器，在所述的快速提升管中气体和固体并流向上移动，而气体的空塔速率高于固体颗粒物的末端速率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】IT 2004-2-9 MI2004A0001981.一种用于乙苯和/或乙烷在气相中进行催化脱氢反应的反应器-再生器设备，所述的设备包括至少一个适合于在固体颗粒催化剂存在进行下脱氢反应的反应器和与反应器直接相连的由快速提升管组成的催化剂再生器，在所述的快速提升管中气体和固体并流向上移动，而气体的空塔速率高于固体颗粒物的末端速率。2.根据权利要求1的设备，其中气体的空塔速率比固体颗粒物的末端速率的两倍还高。3.根据权利要求1或2的设备，其中气体的空塔速率小于30m/s。4.根据权利要求1-3中任一项的设备，其中反应器由至少一个用于在流化床中进行反应的反应器组成，新鲜催化剂或再生催化剂从顶部送入反应器，而气相的反应物借助分配器在靠近底部的位置送入。5.根据权利要求1-3中任一项的设备，其中反应器由至少一个按照象再生器-提升管那样的流化条件操作的反应器-提升管组成。6.根据权利要求5的设备，其中在由乙苯/乙烷混合物组成的反应物体系存在下，反应器包含一个在不同高度有至少两个进料口的反应器-提升管，每一种气体组分用一个进料口。7.根据权利要求5的设备，其中在由乙苯/乙烷混合物组成的反应物体系存在下，反应器包含至少两个反应器-提升管，每一个送入各自的反应物气体。8.根据权利要求7的设备，其中催化剂沿多个反应器-提升管串联流动。9.根据权利要求7的设备，其中催化剂沿多个反应器-提升管并联流动。10.根据上述权利要求任一项的设备，其中反应器通过输送管线直接与再生器-提升管相连，输送管线用再生用气体本身作为载气使流化床反应器底部收集的废催化剂或反应器-提升管顶部回收的废催化剂输送到再生器。11.根据上述权利要求任一项的设备，其中再生用气体在高温下送入，再生用气体选自空气、氧气、氮气稀释的或富氧的空气或氧气。12.根据上述权利要求任一项的设备，其中再生器-提升管包含不同高度的可燃烧气体的入口，通过所述的可燃烧气体的催化燃烧加热再生的催化剂。13.根据上述权利要求任一项的反应器-再生器设备，所述设备包含位于再生器-提升管的出口的分离单元，以便从夹带催化剂的气相中回收再生的催化剂。14.根据上述权利要求11的反应器-再生器设备，其中分离单元由旋风分离器组成，再生催化剂收集在旋风分离器的底部。15.一种乙苯和/或乙烷在气相中进行催化脱氢反应的方法，所述的方法包括i)将反应物气体连续送入包括至少一个适用于进行催化脱氢反应的反应器的反应段，所述的反应器装有催化剂并在流化条件下操作；ii)从步骤(i)的反应器顶部排出反应产物，将它送入随后的未反应组分的分离和回收/循环步骤；iii)从反应器中连续取出废催化剂流，任选在特定的设备中用惰性气体汽提以后，用再生用气体作为载气与催...

【专利技术属性】
技术研发人员：D圣菲利波，I米拉卡，G卡珀恩，V凡提诺里，
申请(专利权)人：斯南普罗吉蒂联合股票公司，
类型：发明
国别省市：IT[意大利]