ПРОЦЕСС ДЕГИДРИРОВАНИЯ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИЙСЯ УЛУЧШЕННЫМ ВРЕМЕНЕМ ПРОГОНА Российский патент 2022 года по МПК C07C5/333 C07C11/02 

Предпосылки создания изобретения

Дегидрирование углеводородов является важным процессом преобразования коммерческих углеводородов из-за существующего и растущего спроса на дегидрированные углеводороды для производства различных химических продуктов, таких как моющие средства, высокооктановые бензины, окисленные компоненты смеси бензина, фармацевтические продукты, пластмассы, синтетические каучуки и другие продукты, хорошо известные специалистам в данной области техники. Одним из примеров данного процесса является дегидрирование пропана для получения пропилена, который полимеризуют с получением материала, используемого в широком спектре продуктов, включая предметы бытового назначения, одежду, ковры, упаковку, а также аккумуляторы и бамперы машин. Другим примером данного процесса является дегидрирование изобутана для получения изобутилена, который можно полимеризовать с получением реагентов, придающих липкость для адгезивов, добавок с показателем вязкости для моторных масел и противоударных и антиокислительных присадок для пластмасс. Другим примером растущего спроса на изобутилен является получение кислородсодержащих компонентов смеси бензина, которые требуются государственными органами для снижения загрязнения воздуха от автомобильных выбросов.

Специалисты в области обработки по преобразованию углеводородов хорошо разбираются в области получения олефинов посредством каталитического дегидрирования парафиновых углеводородов. Кроме того, выдано множество патентов, в которых рассматривается и обсуждается дегидрирование углеводородов в целом. Например, в патенте США № 4 430 517 (Imai et al.) описан способ дегидрирования и катализатор для использования в нем.

Деактивация катализатора негативно влияет на производительность установок дегидрирования. Сетки реактора, содержащие слой катализатора в кольцевой области реактора, имеют тенденцию загрязняться углеродсодержащими побочными продуктами реакций дегидрирования. По мере деактивации катализатора в течение нескольких месяцев или лет эксплуатации рабочая температура катализатора повышается, и образование побочных продуктов ухудшается. Было отмечено, что скорость загрязнения имеет тенденцию к ускорению по мере старения катализатора. Это означает, что производительность установки дегидрирования снижается гораздо быстрее в последний год многолетнего цикла, чем в первый год.

Загрязнение сеток также приводит к увеличению среднего давления в реакторе, что неблагоприятно для желаемых реакций дегидрирования, вызывая снижение преобразования при постоянной температуре на входе реактора. Поскольку реакции дегидрирования приводят к увеличению числа молей, на них отрицательно влияет повышение давления. В ходе типичного цикла наблюдается снижение производительности с течением времени, что традиционно связано с потерей активности катализатора. Однако более подробный анализ показывает, что только часть снижения производительности непосредственно связана с активностью катализатора, а профиль давления в реакторе является другим важным фактором. С течением времени во время работы увеличенный перепад давления в контуре циркуляции технологического газа, который обеспечивает циркуляцию реагентов через реактор дегидрирования, приводит к снижению максимальной степени преобразования пропана в желаемой реакцией дегидрирования при постоянных температурах на входе реактора. Это приводит к снижению скорости производства пропилена и увеличению количества пропана, потребляемого при производстве каждой тонны пропиленового продукта.

Кроме того, сама деактивация катализатора также приводит к дополнительному снижению преобразования, требующему повышения рабочей температуры. Это приводит к увеличению расхода сырья вследствие термического крекинга, что приводит к снижению скорости производства олефинов. В результате этого скорость загрязнения сеток ускоряется, что в конечном итоге требует выключения установки дегидрирования для очистки сеток. Это отрицательно сказывается на экономических параметрах работы из-за потери производства и повышения стоимости техобслуживания.

Одним из решений по деактивации катализатора является замена всего запаса катализатора, но только после значительного снижения активности. Для снижения скорости загрязнения сеток и повышения производительности и снижения расхода пропана операторы чаще заменяют всю загрузку катализатора, прежде чем активность катализатора упадет ниже критического порогового значения, что приводит к неблагоприятным последствиям, описанным выше. Однако такой вариант приводит к повышению эксплуатационных расходов из-за более частой замены катализатора. Также обычной практикой является непрерывное удаление катализаторной пыли или разрушенных частиц из циркулирующего катализатора посредством промывки. Однако количество этих мелких частиц, удаляемых посредством промывки и впоследствии заменяемых свежим катализатором, слишком мало для поддержания активности катализатора выше критического порога, что приводит к неблагоприятным последствиям, описанным выше. Эту систему промывки оптимизируют для удаления частиц размером менее 75% от нормального/номинального размера частиц катализатора. В качестве примера промывка будет нацелена на удаление частиц, размер которых меньше или равен 1,2 мм, если номинальный размер частиц катализатора составляет 1,6 мм в диаметре.

Таким образом, желательно уменьшить загрязнение сеток и увеличить время между выключениями реактора.

Краткое описание и подробное описание изобретения

В новом способе новый/свежий катализатор добавляют в установку дегидрирования и состарившийся катализатор удаляют из установки дегидрирования на непрерывной или полунепрерывной основе при работе установки дегидрирования. Одну или более замен катализатора в процессе работы выполняют с интервалами между последовательными выключениями реактора с целью снижения скорости загрязнения углеродсодержащим материалом и, следовательно, увеличения интервала между последовательными остановами. В отличие от способа предшествующего уровня техники новый способ не нацелен на удаление катализатора из-за малого размера частиц, а вместо этого удаляет катализатор в типичном/номинальном диапазоне размеров и заменяет его свежим/новым катализатором такого же размера.

Новый процесс экономично поддерживает запас катализатора дегидрирования выше уровня активности, достаточно высокого для обеспечения множества ценных преимуществ. Скорости загрязнения сеток реактора замедляются таким образом, чтобы увеличить время между выключениями и очисткой сеток реакторов. Преобразование, достигаемое с помощью катализатора с более высокой активностью, приводит к тому, что скорость получения олефинового продукта (например, пропилена или изобутилена) сохраняется на уровне, близком к началу производственного цикла, в течение более длительного времени с более медленной скоростью снижения. Катализатор с более высокой активностью также приводит к снижению расхода сырья для каждой единицы олефинового продукта. Это также сводит к минимуму затраты на свежий катализатор.

Часть катализатора, удаляемая и заменяемая свежим катализатором, обычно находится в диапазоне от 5% до 50% от общего количества катализатора в установке. Периодичность замены обычно находится в диапазоне от приблизительно каждых 45 дней до одного раза приблизительно каждые 180 дней. Периодичность замены за пределами этого диапазона либо неэффективна, либо менее экономична.

Приблизительно за 6–12 месяцев до запланированного выключения установки дегидрирования для регулярного техобслуживания и для полной замены катализатора замена катализатора прекращается. Это сокращает затраты на катализатор, одновременно позволяя оператору достигать требуемого времени до техобслуживания установки дегидрирования.

Ранняя замена катализатора снижает скорость загрязнения углеродсодержащим материалом и, следовательно, снижает скорость увеличения перепада давления на наружных сетках реактора. Поскольку перепад давления на наружных сетках расположенных ниже по потоку реакторов, как правило, определяет периодичность останова, это изменение позволяет увеличить время работы между последовательными остановами. Вместо использования произвольного падения выхода пропилена на проход (например, 5%) для определения срока службы катализатора периодичность замены катализатора определяют на основании достижения экономического оптимума.

В некоторых вариантах осуществления норма замены катализатора составляет от 10 до 20 мас.% всего запаса катализатора, заменяемого свежим катализатором каждые 60–120 рабочих дней. В некоторых вариантах осуществления 15 мас.% следует заменять каждые 90 рабочих дней. Эта норма приводит к поддержанию индекса активности катализатора в требуемом диапазоне, чтобы значительно замедлить скорости загрязнения сеток и на 20–100% увеличить время между выключениями для очистки сеток.

Заменяемый катализатор имеет размер частиц в нормальном рабочем диапазоне для данного конкретного катализатора. Под «размером частиц в нормальном рабочем диапазоне» понимается, что размер частиц находится в пределах 25% от номинального размера частиц катализатора или в пределах 20%, или в пределах 15%, или в пределах 10%, или в пределах 5%.

Один аспект изобретения представляет собой способ дегидрирования и углеводородного сырья. В одном варианте осуществления способ включает в себя подачу потока углеводородного сырья, содержащего по меньшей мере один парафин, в установку дегидрирования, содержащую реактор с подвижным слоем. Поток сырья приводят в контакт с катализатором в реакторе в условиях дегидрирования, причем катализатор имеет размер частиц в нормальном рабочем диапазоне. Поток продукта, содержащий по меньшей мере один олефин, удаляют из реактора. Часть катализатора периодически удаляют и заменяют свежим катализатором при продолжении работы реактора, причем удаляемая часть катализатора имеет размер частиц в нормальном рабочем диапазоне.

В некоторых вариантах осуществления удаляемая часть катализатора составляет от 5 мас.% до 50 мас.% от общего количества катализатора в установке дегидрирования.

В некоторых вариантах осуществления часть катализатора удаляют в соответствии с заданным временным графиком.

В некоторых вариантах осуществления удаляемая и заменяемая часть катализатора составляет от 10 мас.% до 20 мас.% от общего количества катализатора в установке дегидрирования.

В некоторых вариантах осуществления катализатор удаляют и заменяют каждые 60–120 дней эксплуатации.

В некоторых вариантах осуществления удаление части катализатора и замену удаляемой части катализатора свежим катализатором останавливают в заданное время до запланированного выключения реактора.

В некоторых вариантах осуществления заданное время составляет от 6 до 12 месяцев до запланированного выключения реактора.

В некоторых вариантах осуществления время работы реактора увеличивается на по меньшей мере 20% по сравнению с временем работы реактора без удаления части катализатора и замены удаляемой части катализатора свежим катализатором.

В некоторых вариантах осуществления удаляемую часть катализатора определяют одним или более из следующего: измерение скорости получения по меньшей мере одного олефина; измерение скорости расхода углеводородного сырья; измерение стоимости заменяемого свежего катализатора; измерение снижения температуры в реакторе; или измерение концентрации по меньшей мере одного парафина и/или по меньшей мере одного олефина на выходе из реактора.

В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает в себя по меньшей мере одно из следующего: определение значения по меньшей мере одного параметра процесса и генерирование сигнала или данных по результатам определения; генерирование и передача сигнала; или генерирование и передача данных.

Другой аспект изобретения представляет собой способ дегидрирования углеводородного сырья. В одном варианте осуществления способ включает: подачу потока углеводородного сырья, содержащего по меньшей мере один парафин, в установку дегидрирования, содержащую реактор с подвижным слоем; приведение потока сырья в контакт с катализатором в реакторе в условиях дегидрирования; удаление потока продукта, содержащего по меньшей мере один олефин, из установки дегидрирования; и периодическое удаление от 5 мас.% до 50 мас.% от общего количества катализатора в реакторе каждые 60–120 дней эксплуатации и замену удаленного катализатора свежим катализатором при продолжении работы реактора.

В некоторых вариантах осуществления удаляемая и заменяемая часть катализатора составляет от 10 мас.% до 20 мас.% от общего количества катализатора в установке дегидрирования.

В некоторых вариантах осуществления удаление части катализатора и замену удаляемой части катализатора свежим катализатором останавливают в заданное время до запланированного выключения реактора.

В некоторых вариантах осуществления заданное время составляет от 6 до 12 месяцев до запланированного выключения реактора.

В некоторых вариантах осуществления время работы реактора увеличивается на по меньшей мере 20% по сравнению с временем работы реактора без удаления части катализатора и замены удаляемой части катализатора свежим катализатором.

В некоторых вариантах осуществления удаляемую часть катализатора определяют одним или более из следующего: измерение скорости получения по меньшей мере одного олефина; измерение скорости расхода углеводородного сырья; или измерение стоимости заменяемого свежего катализатора.

Другой аспект изобретения представляет собой способ дегидрирования углеводородного сырья. В одном варианте осуществления способ включает: подачу потока углеводородного сырья, содержащего по меньшей мере один парафин, в установку дегидрирования, содержащую реактор с подвижным слоем; приведение потока сырья в контакт с катализатором в реакторе в условиях дегидрирования; удаление из реактора потока продукта, содержащего по меньшей мере один олефин; и периодическое удаление от 10 мас.% до 20 мас.% от общего количества катализатора установке дегидрирования каждые 60–120 дней эксплуатации и замену удаленного катализатора свежим катализатором при продолжении работы реактора.

В некоторых вариантах осуществления удаление части катализатора и замену удаляемой части катализатора свежим катализатором останавливают за 6–12 месяцев до запланированного выключения реактора.

Другой аспект изобретения представляет собой способ дегидрирования углеводородного сырья. В одном варианте осуществления способ включает: подачу потока углеводородного сырья, содержащего по меньшей мере один парафин, в установку дегидрирования, содержащую реактор с подвижным слоем; приведение потока сырья в контакт с катализатором в реакторе в условиях дегидрирования; удаление из реактора потока продукта, содержащего по меньшей мере один олефин; периодическое удаление части катализатора из реактора и замену удаленного катализатора свежим катализатором при продолжении работы реактора; определение значения одного или более из расхода потока сырья или расхода продукта; передачу одного или более из расхода потока сырья или расхода продукта в процессор; анализ одного или более из расхода потока сырья или расхода продукта для определения степени активности; анализ степени активности и стоимости катализатора для определения по меньшей мере одного из количества катализатора для удаления и замены или времени инициирования удаления и замены катализатора; и доведение удаляемой и заменяемой части катализатора до определенного количества катализатора, или удаление и замена катализатора в определенное время.

Дегидрирование парафиновых углеводородов хорошо известно специалистам в области переработки углеводородов. Дегидрируемые углеводороды приводят в контакт с описанной выше каталитической композицией в зоне дегидрирования, поддерживаемой в условиях дегидрирования. Такое приведение в контакт может осуществляться в системе с неподвижным слоем катализатора, в системе с подвижным слоем катализатора, в системе с псевдоожиженным слоем и т. д. или в режиме периодического действия. Установка дегидрирования может содержать один или более отдельных реакторов с нагревательным устройством между ними для обеспечения возможности поддержания желаемой температуры реакции на входе в каждый реактор. Установка дегидрирования может также включать в себя зону регенерации для регенерации отработанного катализатора и оборудование для переноса катализатора, такое как трубопроводы, сосуды и зоны. Углеводород может приводиться в контакт со слоем катализатора восходящим, нисходящим или радиальным потоком. Радиальный поток углеводорода через слой катализатора предпочтителен для промышленных реакторов. Углеводород может находиться в жидкой фазе, смешанной парожидкостной фазе или в паровой фазе при контакте с катализатором.

Углеводороды, которые могут быть дегидрированы, включают в себя дегидрируемые углеводороды, имеющие от 2 до 30 или более атомов углерода, включая парафины, алкилароматические соединения, нафтены и олефины. Одной группой углеводородов, которые могут быть дегидрированы с помощью катализатора, является группа нормальных парафинов, имеющих от 2 до 30 или более атомов углерода. Катализатор особенно полезен для дегидрирования парафинов, имеющих от 2 до 15 или более атомов углерода, до соответствующих моноолефинов, или для дегидрирования моноолефинов, имеющих от 3 до 15 или более атомов углерода, до соответствующих диолефинов. Катализатор особенно полезен при дегидрировании парафинов C₂–C₆, преимущественно пропана и бутанов, до моноолефинов.

Условия дегидрирования включают температуру от 400 до 900°C, абсолютное давление от 0,01 до 10 атмосфер и часовую объемную скорость жидкости (LHSV — англ.: liquid hourly space velocity) от 0,1 до 100 ч⁻¹. Как правило, для нормальных парафинов чем ниже молекулярная масса, тем выше температура, необходимая для сопоставимого преобразования. Давление в зоне дегидрирования поддерживается на максимально низком уровне в соответствии с ограничениями оборудования для максимизации преимуществ химического равновесия.

Поток продукта из зоны дегидрирования обычно будет содержать непреобразованные дегидрируемые углеводороды, водород и продукты реакций дегидрирования. Этот поток продукта, как правило, охлаждают и подают в зону отделения водорода для отделения обогащенной водородом паровой фазы от обогащенной углеводородами жидкой фазы. Как правило, обогащенную углеводородами жидкую фазу дополнительно разделяют с помощью подходящего селективного адсорбента, селективного растворителя, селективной реакции или реакций, или с помощью подходящей схемы фракционирования. Непреобразованные дегидрируемые углеводороды извлекают, и они могут быть возвращены в зону дегидрирования. Продукты реакций дегидрирования извлекают в виде конечных продуктов или промежуточных продуктов при получении других соединений.

Дегидрируемые углеводороды могут быть смешаны с материалом разбавителя до, во время или после подачи в зону дегидрирования. Материал разбавителя может представлять собой водород, пар, метан, этан, диоксид углерода, азот, аргон и т.п. или их смесь. Водород и пар являются предпочтительными разбавителями. Обычно, когда в качестве разбавителя применяют водород или пар, его используют в количествах, достаточных для обеспечения молярного соотношения разбавителя к углеводороду от 0,1 : 1 до 40 : 1, причем оптимальные результаты достигаются, когда диапазон молярного соотношения составляет от 0,4 : 1 до 10 : 1. Поток разбавителя, подаваемый в зону дегидрирования, как правило, представляет собой рециркулирующий разбавитель, отделенный от продукта из зоны дегидрирования в зоне разделения.

Можно применять комбинацию разбавителей, таких как пар с водородом. Когда водород является основным разбавителем, вода или материал, который разлагается в условиях дегидрирования с образованием воды, такой как, например, спирт, альдегид, простой эфир или кетон, может добавляться в зону дегидрирования непрерывно или периодически в количестве, достаточном для получения, рассчитанном на основе эквивалентной воды, от 1 до 20000 массовых частей на миллион потока углеводородного сырья. Добавление воды от 1 до 10 000 массовых частей на миллион дает оптимальные результаты, когда дегидрируемые парафины имеют от 6 до 30 или более атомов углерода.

Дегидрирование углеводородов представляет собой эндотермический процесс. В системе, в которой используется только катализатор дегидрирования, как правило, необходимо добавлять перегретый пар в различных точках процесса или периодически удалять и повторно нагревать реакционный поток между слоями катализатора. Были разработаны некоторые способы, в которых используется двухкаталитическая система с отдельными слоями или реакторами катализаторов дегидрирования или селективного окисления. Назначением катализаторов селективного окисления является избирательное окисление водорода, полученного в результате реакции дегидрирования, кислородом, добавленным в зону окисления с выделением тепла внутри процесса. Выделяющееся тепло, как правило, является достаточным для достижения реакционной смесью желаемых температур дегидрирования на следующем этапе дегидрирования. Данный способ может быть реализован в этой ранее упомянутой системе. При использовании такого способа данный катализатор будет включать в себя по меньшей мере катализатор дегидрирования с другим конкретным катализатором, используемым для выполнения реакции окисления.

На этапе селективного окисления, если он используется, применяется водород, который был получен на этапе дегидрирования способа, для подачи тепла в следующую реакционную секцию дегидрирования. Для этого сначала в реактор вводят кислородсодержащий газ, предпочтительно в точке, смежной с секцией селективного окислительного катализатора. Кислород в кислородсодержащем газе необходим для окисления водорода, содержащегося в реакционном потоке. Примеры кислородсодержащих газов, которые можно использовать для осуществления селективного окисления присутствующего водорода, включают в себя воздух, кислород или воздух или кислород, разбавленные другими газами, такими как пар, диоксид углерода, и инертными газами, такими как азот, аргон, гелий и т.п. Количество кислорода, которое вводят в контакт с технологическим потоком, может находиться в диапазоне от 0,01 : 1 до 2 : 1 молей кислорода на моль водорода, содержащегося в технологическом потоке, в точке, в которой кислород добавляют в технологический поток. В реакции селективного окисления технологический поток, содержащий непрореагировавший дегидрируемый углеводород, дегидрированный углеводород и водород, взаимодействует с кислородом в присутствии катализатора селективного парового окисления/дегидрирования, в котором водород избирательно окисляется с получением воды и тепловой энергии с очень малым количеством кислорода, взаимодействующего с углеводородами.

Катализатор селективного парового окисления/дегидрирования может представлять собой катализатор, подходящий для селективного окисления водорода в присутствии углеводородов. Пример такого катализатора описан в патенте США № 4418237. Альтернативно катализатор, используемый на стадии селективного окисления, может быть идентичен катализатору, используемому на этапе дегидрирования. Такие катализаторы или способы их применения описаны в патентах США № 4613715 и 3670044.

Кислородсодержащий реагент можно добавлять в данный процесс различными способами, например, путем смешивания кислорода с относительно холодным потоком углеводородного сырья или с паровым разбавителем, или его можно добавлять непосредственно в реактор независимо от поступающих углеводородов или парового разбавителя. Кроме того, кислородсодержащий реагент может быть добавлен в одну или более точек в реактор таким образом, чтобы свести к минимуму локальные концентрации кислорода относительно водорода для распределения полезного повышения температуры, вызванного селективным окислением водорода, по всей длине установки дегидрирования. Применение множества точек нагнетания сводит к минимуму возможность локального накопления концентрации кислорода относительно количества водорода, тем самым сводя к минимуму возможность нежелательной реакции кислородсодержащего газа с углеводородами сырья или продукта.

В некоторых способах поток углеводородного сырья, содержащий по меньшей мере один парафин, подают в установку дегидрирования, содержащую реактор с подвижным слоем. Поток сырья приводят в контакт с катализатором в реакторе в условиях дегидрирования, и поток продукта, содержащий по меньшей мере один олефин, удаляют из реактора. Часть катализатора в реакторе периодически удаляют, а удаленный катализатор заменяют свежим катализатором при продолжении работы реактора. Определяют одно или более из расхода потока сырья или расхода продукта. Одно или более из расхода потока сырья или расхода продукта передают в процессор. Для определения степени активности анализирует одно или более из расхода потока сырья или расхода продукта. Анализируют степень активности и стоимость катализатора для определения по меньшей мере одного из количества катализатора для удаления и замены или времени для инициирования удаления и замены катализатора. Удаляемую и заменяемую часть катализатора доводят до определенного количества катализатора или катализатор удаляют и заменяют в определенное время.

Степень преобразования в каждом реакторе можно измерить и/или определить, контролируя сырье и продукт (например, пропан и пропилен) на каждом входе и/или выходе реактора. Альтернативно или дополнительно может быть измерена температура на выходе реактора в каждом реакторе и/или может быть измерен перепад температур в каждом реакторе. В другом альтернативном варианте осуществления можно контролировать перепад давлений в каждом реакторе для определения скорости загрязнения сеток. Эти сигналы и/или данные, а также дополнительные сигналы и/или данные, могут быть отправлены на процессор; оптимальное количество и время добавления свежего катализатора в систему могут быть определены с помощью одного или более алгоритмов. Операторы могут обеспечивать оптимальное количество и/или время изменения вручную, или система может автоматически изменять заданное значение в системе добавления и удаления катализатора путем изменения выходных сигналов клапанов катализатора для регулировки периодичности и/или количества удаления катализатора и добавления свежего катализатора.

Конкретные варианты осуществления

Хотя приведенное ниже описание относится к конкретным вариантам осуществления, следует понимать, что настоящее описание предназначено для иллюстрации, а не ограничения объема предшествующего описания и прилагаемой формулы изобретения.

Первый вариант осуществления изобретения представляет собой способ дегидрирования углеводородного сырья, включающий подачу потока углеводородного сырья, содержащего по меньшей мере один парафин, в установку дегидрирования, содержащую реактор с подвижным слоем; приведение потока сырья в контакт с катализатором в реакторе в условиях дегидрирования, причем размер частиц катализатора находится в нормальном рабочем диапазоне; удаление из реактора потока продукта, содержащего по меньшей мере один олефин; и периодическое удаление части катализатора и замена удаляемой части катализатора свежим катализатором при продолжении работы реактора, причем размер частиц удаляемой части катализатора находится в нормальном рабочем диапазоне. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых удаляемая часть катализатора составляет от 5 мас.% до 50 мас.% от общего количества катализатора в установке дегидрирования. Вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых часть катализатора удаляют в соответствии с заданным временным графиком. Вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых удаляемая и заменяемая часть катализатора составляет от 10 мас.% до 20 мас.% от общего количества катализатора в установке дегидрирования. Вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых катализатор удаляют и заменяют каждые 60–120 дней эксплуатации. Вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых удаление части катализатора и замену удаляемой части катализатора свежим катализатором, останавливают в заданное время до запланированного выключения реактора. Вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых заданное время составляет от 6 до 12 месяцев до запланированного выключения реактора. Вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых время работы реактора увеличивается на по меньшей мере 20% по сравнению с временем работы реактора без удаления части катализатора и замены удаляемой части катализатора свежим катализатором. Вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых удаляемую часть катализатора определяют одним или более из следующего: измерение скорости получения по меньшей мере одного олефина; измерение скорости расхода углеводородного сырья; измерение стоимости заменяемого свежего катализатора; измерение снижения температуры в реакторе; или измерение концентрации по меньшей мере одного парафина и/или по меньшей мере одного олефина на выходе из реактора. Вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, дополнительно включающих по меньшей мере одно из следующего: определение значения по меньшей мере одного параметра процесса и генерирование сигнала или данных по результатам определения; генерирование и передача сигнала; или генерирование и передача данных.

Второй вариант осуществления изобретения представляет собой способ дегидрирования углеводородного сырья, включающий подачу потока углеводородного сырья, содержащего по меньшей мере один парафин, в установку дегидрирования, содержащую реактор с подвижным слоем; приведение потока сырья в контакт с катализатором в реакторе в условиях дегидрирования; удаление из реактора потока продукта, содержащего по меньшей мере один олефин; и периодическое удаление от 5 мас.% до 50 мас.% от общего количества катализатора в установке дегидрирования каждые 60–120 дней эксплуатации и замена удаленного катализатора свежим катализатором при продолжении работы реактора. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до второго варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых удаляемая и заменяемая часть катализатора составляет от 10 мас.% до 20 мас.% от общего количества катализатора в установке дегидрирования. Вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до второго варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых удаление части катализатора и замену удаляемой части катализатора свежим катализатором останавливают в заданное время до запланированного выключения реактора. Вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до второго варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых заданное время составляет от 6 до 12 месяцев до запланированного выключения реактора. Один вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до второго варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых время работы реактора увеличивается на по меньшей мере 20% по сравнению с временем работы реактора без удаления части катализатора и замены удаляемой части катализатора свежим катализатором. Один вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до второго варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых удаляемую часть катализатора определяют одним или более из следующего: измерение скорости получения по меньшей мере одного олефина; измерение скорости расхода углеводородного сырья; измерение стоимости заменяемого свежего катализатора; измерение снижения температуры в реакторе; или измерение концентрации по меньшей мере одной молекулы на выходе из реактора.

Третий вариант осуществления изобретения представляет собой способ дегидрирования углеводородного сырья, включающий подачу потока углеводородного сырья, содержащего по меньшей мере один парафин, в установку дегидрирования, содержащую реактор с подвижным слоем; приведение потока сырья в контакт с катализатором в реакторе в условиях дегидрирования; удаление из реактора потока продукта, содержащего по меньшей мере один олефин; и периодическое удаление от 10 мас.% до 20 мас.% от общего количества катализатора установке дегидрирования каждые 60–120 дней эксплуатации и замену удаленного катализатора свежим катализатором при продолжении работы реактора. Один вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до третьего варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых удаление части катализатора и замену удаляемой части катализатора свежим катализатором останавливают от 6 до 12 месяцев до запланированного выключения реактора.

Четвертый вариант осуществления изобретения представляет собой способ дегидрирования углеводородного сырья, включающий подачу потока углеводородного сырья, содержащего по меньшей мере один парафин, в установку дегидрирования, содержащую реактор с подвижным слоем; приведение потока сырья в контакт с катализатором в реакторе в условиях дегидрирования; удаление из реактора потока продукта, содержащего по меньшей мере один олефин; периодическое удаление части катализатора из реактора и замену удаленного катализатора свежим катализатором при продолжении работы реактора; определение значения одного или более из расхода потока сырья или расхода продукта; передачу одного или более из расхода потока сырья или расхода продукта в процессор; анализ одного или более из расхода потока сырья или расхода продукта для определения степени активности; анализ степени активности и стоимости катализатора для определения по меньшей мере одного из количества катализатора для удаления и замены или времени инициирования удаления и замены катализатора; и доведение удаляемой и заменяемой части катализатора до определенного количества катализатора, или удаление и замена катализатора в определенное время.

Без дополнительной проработки считается, что с использованием предшествующего описания специалист в данной области может в полной мере использовать настоящее изобретение и легко устанавливать основные характеристики настоящего изобретения, чтобы без отступления от его сущности и объема вносить в изобретение различные изменения и модификации настоящего изобретения и адаптировать его к различным вариантам применения и условиям. Таким образом, предшествующие предпочтительные конкретные варианты осуществления следует рассматривать как исключительно иллюстративные, не накладывающие каких-либо ограничений на остальную часть описания и охватывающие различные модификации и эквивалентные конструкции, входящие в объем прилагаемой формулы изобретения.

Если не указано иное, в приведенном выше описании все температуры представлены в градусах по шкале Цельсия, а все доли и процентные значения даны по массе.

Изобретение относится к способу дегидрирования углеводородов. Для осуществления способа поток углеводородного сырья, содержащего по меньшей мере один парафин, подается в установку дегидрирования, содержащую реактор с подвижным слоем с радиальным потоком. Поток сырья приводится в контакт с катализатором в реакторе в условиях дегидрирования, причем размер частиц катализатора находится в нормальном рабочем диапазоне. Затем из реактора удаляется поток продукта, содержащего по меньшей мере один олефин. Также осуществляется периодическое удаление части катализатора и замена удаляемой части катализатора свежим катализатором при продолжении работы реактора. При этом размер частиц удаляемой части катализатора находится в нормальном рабочем диапазоне, находящемся в пределах 25% от номинального размера частиц катализатора, удаляемая часть катализатора составляет от 5 мас.% до 50 мас.% от общего количества катализатора в установке дегидрирования. Техническим результатом изобретения является снижение расхода сырья для каждой единицы олефинового продукта; сведение к минимуму затрат на свежий катализатор, а также сохранение скорости получения олефинового продукта на уровне, близком к началу производственного цикла в течение более длительного времени с более медленной скоростью снижения. 8 з.п. ф-лы.

1. Способ дегидрирования углеводородного сырья, включающий:

подачу потока углеводородного сырья, содержащего по меньшей мере один парафин, в установку дегидрирования, содержащую реактор с подвижным слоем с радиальным потоком;

приведение потока сырья в контакт с катализатором в реакторе в условиях дегидрирования, причем размер частиц катализатора находится в нормальном рабочем диапазоне;

удаление из реактора потока продукта, содержащего по меньшей мере один олефин; и

периодическое удаление части катализатора и замена удаляемой части катализатора свежим катализатором при продолжении работы реактора, причем размер частиц удаляемой части катализатора находится в нормальном рабочем диапазоне, находящемся в пределах 25% от номинального размера частиц катализатора, и удаляемая часть катализатора составляет от 5 мас.% до 50 мас.% от общего количества катализатора в установке дегидрирования.

2. Способ по п. 1, в котором часть катализатора удаляют в соответствии с заданным временным графиком.

3. Способ по любому из пп. 1, 2, в котором удаляемая и заменяемая часть катализатора составляет от 10 мас.% до 20 мас.% от общего количества катализатора в установке дегидрирования.

4. Способ по любому из пп. 1, 2, в котором катализатор удаляют и заменяют каждые 60–120 дней эксплуатации.

5. Способ по любому из пп. 1, 2, в котором удаление части катализатора и замену удаляемой части катализатора свежим катализатором останавливают в заданное время до запланированного выключения реактора.

6. Способ по п. 5, в котором заданное время составляет от 6 до 12 месяцев до запланированного выключения реактора.

7. Способ по любому из пп. 1, 2, в котором время работы реактора увеличивается на по меньшей мере 20% по сравнению с временем работы реактора без удаления части катализатора и замены удаляемой части катализатора свежим катализатором.

8. Способ по любому из пп. 1, 2, в котором удаляемую часть катализатора определяют одним или более из следующего: измерение скорости получения по меньшей мере одного олефина; измерение скорости расхода углеводородного сырья; измерение стоимости заменяемого свежего катализатора; измерение снижения температуры в реакторе; или измерение концентрации по меньшей мере одного парафина и/или по меньшей мере одного олефина на выходе из реактора.

9. Способ по любому из пп. 1, 2, дополнительно включающий по меньшей мере одно из следующего:

определение значения по меньшей мере одного параметра процесса и генерирование сигнала или данных по результатам определения;

генерирование и передача сигнала; или

генерирование и передача данных.