ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящая заявка относится к регенератору с псевдоожиженным слоем, устройству для получения низкоуглеродистых олефинов и их применению и принадлежит к области химического катализа.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Технология метанол в олефин (Methanol-to-olefin technology, MTO) в основном включает в себя технологию DMTO (переработка метанола в олефин) Даляньского института химической физики Китайской академии наук и технологию MTO компании UOP из США. В 2010 году было завершено строительство и введение в эксплуатацию завода Shenhua Baotou по переработке метанола в олефины с использованием технологии DMTO. Это первое в мире промышленное применение технологии MTO. По состоянию на конец 2019 года введены в эксплуатацию 14 промышленных установок DMTO с общей производственной мощностью приблизительно 8 млн. тонн низкоуглеродистых олефинов в год.
В последние годы технология DMTO получила дальнейшее развитие и катализаторы DMTO нового поколения с улучшенными характеристиками постепенно начали применять в промышленности, что обеспечило более высокие преимущества для установок DMTO. Катализатор DMTO нового поколения обеспечивает более высокую производительность переработки метанола и селективность по низкоуглеродистым олефинам.
Технологии MTO, как правило, предполагают применение катализатора на основе молекулярного сита SAPO-34, а высокой селективности по низкоуглеродистым олефинам в процессе MTO достигают благодаря сочетанию кислотного катализа молекулярного сита с ограничением пор в каркасной структуре молекулярного сита. Процесс конверсии метанола также сопровождается процессом коксования кислотного катализатора на основе молекулярного сита. Существующие установки MTO способны обеспечивать степень коксования метанола от 1,5% вес. до 2,5% вес., т.е. от 3,3% до 5,5% атомов углерода (C) в метаноле преобразуются в кокс на катализаторе и кокс сжигается в регенераторе с образованием CO, CO2, H2O и т.п., которые отводят, со степенью использования C лишь от 94,5% до 96,7%. С развитием технологий селективность по низкоуглеродистым олефинам в процессе MTO была значительно улучшена, но высокая степень коксования метанола и низкая степень использования углерода стали узкими местами, препятствующими развитию технологий. Следовательно, необходимо разработать новые технологии MTO для повышения степени использования C и атомарной экономичности.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Процесс МТО сопровождается процессом закоксовывания кислотного катализатора на основе молекулярного сита, так что частицы кокса образуются в ячейках молекулярного сита, инициируя процесс катализа МТО. Закоксовывание катализатора обуславливает закрытие некоторых активных участков молекулярного сита, что приводит к снижению активности катализатора, но кокс в молекулярном сите также ограничивает поры в каркасной структуре молекулярного сита, улучшая селективность по низкоуглеродистым олефинам.
Низкоуглеродистые олефины, упомянутые в настоящей заявке, относятся к этилену и пропилену. Заявители в ходе исследований обнаружили, что основными факторами, влияющими на активность катализатора DMTO и селективность по низкоуглеродистым олефинам, являются содержание кокса, распределение содержания кокса и частиц кокса в катализаторе. При одинаковом среднем содержании кокса в катализаторах чем уже распределение содержания кокса, тем выше селективность и активность низкоуглеродистых олефинов. Частицы кокса в катализаторе могут включать в себя полиметилароматические углеводороды, полиметилциклоалканы и т.п., причем полиметилбензол и полиметилнафталин могут способствовать образованию этилена. Таким образом, управление содержанием кокса, распределением содержания кокса и частиц кокса в катализаторе являются ключевым фактором для управления рабочим окном катализатора DMTO и улучшения селективности по низкоуглеродистым олефинам.
Содержание кокса в отработанном катализаторе MTO, как правило, составляет от 7% вес. до 13% вес., и слишком высокое содержание кокса значительно снижает активность катализатора. В настоящее время на установках MTO, как правило, применяют способ регенерации воздуха для восстановления активности катализатора, таким образом, рециркулируя катализатор; и в ходе этого процесса кокс сжигается в регенераторе с образованием CO, CO2, H2O и других веществ, которые отводят. По существу кокс в отработанных катализаторах можно разделить на две категории: кокс с большой молекулярной массой, высокой степенью графитизации и отсутствием каталитической активности, который можно назвать неактивным коксом; и полиметилароматические углеводороды и полиметилциклоалканы с небольшой молекулярной массой и каталитической активностью, которые можно назвать активными коксами. Когда воздух используют в качестве среды регенерации, вследствие сильной окисляемости воздуха неактивный кокс и активный кокс вступают в реакцию глубокого окисления кислородом с образованием в основном таких веществ, как CO, CO2 и H2O, и сложно реализовать управляемую конверсию кокса и управление содержанием кокса, распределением содержания кокса и образованием частиц кокса в катализаторе. Таким образом, при использовании воздуха в качестве среды регенерации и при содержании кокса в катализаторе <3% вес. достаточная каталитическая активность катализатора может быть восстановлена в том случае, когда большая часть кокса окисляется и удаляется. Регенерированный катализатор, полученный по этой схеме регенерации, имеет низкую селективность по низкоуглеродистым олефинам, высокую степень коксования метанола и высокий удельный расход метанола. Когда в качестве среды регенерации используют воду, активный кокс реагирует с водой, крупномолекулярные частицы преобразуются в низкомолекулярные частицы и при подходящих условиях активный кокс может быть преобразован в частицы, в основном состоящие из полиметилбензола и полиметилнафталина. При использовании в качестве среды регенерации комбинации из воды и кислорода под действием кислорода и воды неактивный кокс и активный кокс преобразуются в частицы кислородсодержащих углеводородов и частицы бескислородных углеводородов с малой молекулярной массой, при этом частицы кислородсодержащих углеводородов не обладают каталитической активностью. Частицы кислородсодержащих углеводородов могут быть преобразованы в частицы бескислородных углеводородов с каталитической активностью под действием таких веществ, как водяной пар, водород, метан, этан и пропан.
Таким образом, в настоящей заявке предложен способ управляемой активации для преобразования отработанного катализатора в регенерированный катализатор, при этом регенерированный катализатор характеризуется высокой активностью, высокой селективностью по низкоуглеродистым олефинам и т.п., и обеспечивает снижение удельного расхода метанола и степени коксования метанола, а также повышение атомарной экономичности технологии МТО.
Согласно первому аспекту настоящей заявки предложен регенератор с псевдоожиженным слоем для активации катализатора для получения низкоуглеродистых олефинов из кислородсодержащего соединения.
Предложен регенератор с псевдоожиженным слоем для активации катализатора для получения низкоуглеродистых олефинов из кислородсодержащего соединения, включающий в себя вторую зону активации, первую зону активации и зону разделения газа и твердого вещества снизу вверх;
причем вторая зона активации в осевом направлении сообщается с зоной разделения газа и твердого вещества;
первая зона активации расположена на периферии соединения между второй зоной активации и зоной разделения газа и твердого вещества;
первая зона активации представляет собой кольцевую полость;
n перегородок радиально установлены в первой зоне активации, и n перегородок делят первую зону активации на n подзон первой зоны активации; и
в каждой из n-1 перегородок образовано отверстие для циркуляции катализатора, так что катализатор, поступающий в первую зону активации, течет в кольцевом направлении.
При необходимости n перегородок в первой зоне активации могут включать в себя 1ю перегородку и со 2й перегородки по nю перегородку;
в 1й перегородке не образовано отверстие для циркуляции катализатора;
в каждой перегородке со 2й перегородки по nю перегородку образовано отверстие для циркуляции катализатора;
впускное отверстие, или вход, для отработанного катализатора образовано в 1й подзоне первой зоны активации, образованной путем разделения с помощью 1й перегородки и 2й перегородки;
в nй подзоне первой зоны активации, образованной путем разделения с помощью 1й перегородки и nй перегородки расположена труба для подачи катализатора первой зоны активации;
ниже подзон первой зоны активации расположен распределитель первой зоны активации; и
в верхних частях подзон первой зоны активации расположена труба для подачи газа первой зоны активации.
В частности, в каждой из перегородок может быть образовано одно или более отверстий для циркуляции катализатора, что строго не ограничивается в настоящей заявке. При образовании множества отверстий для циркуляции катализатора их относительные положения строго не ограничиваются в настоящей заявке. Например, множество отверстий для циркуляции катализатора могут быть расположены параллельно или могут быть расположены случайным образом.
Предпочтительно распределитель первой зоны активации может быть обеспечен ниже каждой из подзон первой зоны активации. Таким образом, весь сырьевой материал первой зоны активации может равномерно поступать в подзоны первой зоны активации.
Предпочтительно верхняя часть каждой из подзон первой зоны активации может быть снабжена трубой для подачи газа первой зоны активации.
В частности, может быть обеспечено взаимодействие и реагирование сырьевого материала первой зоны активации с отработанным катализатором через распределитель первой зоны активации.
При необходимости первый блок для разделения газа и твердого вещества регенератора может быть расположен в верхней части первой зоны активации; и
первый блок для разделения газа и твердого вещества регенератора выполнен с возможностью сообщения с первой зоной активации через впускное отверстие для отработанного катализатора.
В частности, отработанный катализатор может поступать в первую зону активации через первый блок для разделения газа и твердого вещества.
В частности, первая зона активации может быть снабжена трубой подачи катализатора первой зоны активации, впускное отверстие трубы для подачи катализатора первой зоны активации может быть соединено с nй подзоной первой зоны активации, а выпускное отверстие трубы для подачи катализатора первой зоны активации может быть образовано во второй зоне активации.
При необходимости первый блок для разделения газа и твердого вещества регенератора может представлять собой циклонный сепаратор для разделения газа и твердого вещества.
При необходимости n может иметь следующий диапазон значений: 2 ≤ n ≤ 10.
При необходимости поперечное сечение каждой из подзон первой зоны активации может быть секторно-кольцевым.
При необходимости m перфорированных пластин могут быть горизонтально расположены во второй зоне активации,
где 1 ≤ m ≤ 10.
При необходимости указанные перфорированные пластины могут иметь пористость от 5% до 50%.
В настоящей заявке перфорированные пластины расположены во второй зоне активации для предотвращения обратного смешивания катализатора между слоями и улучшения однородности распределения кокса в катализаторе.
При необходимости распределитель второй зоны активации может быть расположен в нижней части второй зоны активации.
При необходимости регенератор с псевдоожиженным слоем может включать в себя камеру для сбора газа регенератора и охладитель регенератора с псевдоожиженным слоем;
камера для сбора газа регенератора может быть расположена в верхней части регенератора с псевдоожиженным слоем;
верхняя часть камеры для сбора газа регенератора может быть снабжена трубой для подачи газообразного продукта регенератора;
зона разделения газа и твердого вещества может быть снабжена вторым блоком для разделения газа и твердого вещества;
камера для сбора газа регенератора может быть соединена с выпускным отверстием второго блока для разделения газа и твердого вещества; и
охладитель регенератора с псевдоожиженным слоем может быть расположен в нижней части второй зоны активации.
В частности, внутренний диаметр соединения между второй зоной активации и зоной разделения газа и твердого вещества может постепенно увеличиваться.
В частности, внутренний диаметр соединения между нижней оболочкой и верхней оболочкой регенератора с псевдоожиженным слоем может постепенно увеличиваться.
При необходимости второй блок для разделения газа и твердого вещества регенератора может иметь один или более наборов циклонных сепараторов для разделения газа и твердого вещества.
Предпочтительно каждый набор циклонных сепараторов для разделения газа и твердого вещества может включать в себя циклонный сепаратор для разделения газа и твердого вещества первой ступени и циклонный сепаратор для разделения газа и твердого вещества второй ступени.
В предпочтительном варианте осуществления регенератор с псевдоожиженным слоем может быть разделен снизу вверх на вторую зону активации, первую зону активации и зону разделения газа и твердого вещества;
регенератор с псевдоожиженным слоем может включать в себя оболочку регенератора, первый блок для разделения газа и твердого вещества регенератора, распределитель первой зоны активации, перегородку, трубу для подачи катализатора первой зоны активации, трубу для подачи газа первой зоны активации, распределитель второй зоны активации, перфорированную пластину, охладитель регенератора с псевдоожиженным слоем, второй блок для разделения газа и твердого вещества регенератора, камеру для сбора газа регенератора, трубу для подачи газообразного продукта регенератора, наклонную трубу для регенерированного катализатора, скользящий, или золотниковый, клапан для регенерированного катализатора и трубу для подачи регенерированного катализатора;
первая зона активации может быть расположена в кольцевой зоне выше второй зоны активации, n перегородок могут быть расположены в первой зоне активации и эти перегородки могут делить первую зону активации на n подзон первой зоны активации, где 2 ≤ n ≤ 10; нижняя часть каждой из подзон первой зоны активации может быть независимо снабжена распределителем первой зоны активации; поперечное сечение первой зоны активации может быть кольцевым, а поперечное сечение каждой из подзон первой зоны активации может быть секторно-кольцевым; с 1й по nю подзоны первой зоны активации могут быть расположены последовательно и концентрически; отверстие для циркуляции катализатора может быть образовано в перегородках, но в перегородке между 1й подзоной первой зоны активации и nй подзоной первой зоны активации может отсутствовать отверстие для циркуляции катализатора;
первый блок для разделения газа и твердого вещества регенератора может быть расположен в зоне разделения газа и твердого вещества регенератора с псевдоожиженным слоем; впускное отверстие первого блока для разделения газа и твердого вещества регенератора может быть соединено с выпускным отверстием трубы для подачи отработанного катализатора, выпускное отверстие для газа из первого блока для разделения газа и твердого вещества регенератора может быть образовано в зоне разделения газа и твердого вещества, а выпускное отверстие для катализатора из первого блока для разделения газа и твердого вещества регенератора может быть образовано в 1й подзоне первой зоны активации;
впускное отверстие трубы для подачи катализатора первой зоны активации может быть соединено с nй подзоной первой зоны активации, а выпускное отверстие трубы для подачи катализатора первой зоны активации может быть образовано во второй зоне активации; верхняя часть каждой из подзон первой зоны активации может быть независимо снабжена трубой для подачи газа первой зоны активации, а выпускное отверстие трубы для подачи газа первой зоны активации может быть образовано в зоне разделения газа и твердого вещества;
распределитель второй зоны активации может быть расположен в нижней части второй зоны активации регенератора с псевдоожиженным слоем, а во второй зоне активации может быть расположено m перфорированных пластин, где 1 ≤ m ≤ 10; охладитель регенератора с псевдоожиженным слоем может быть расположен во второй зоне активации;
второй блок для разделения газа и твердого вещества регенератора и камера для сбора газа регенератора могут быть расположены в зоне разделения газа и твердого вещества регенератора с псевдоожиженным слоем; впускное отверстие второго блока для разделения газа и твердого вещества регенератора может быть образовано в зоне разделения газа и твердого вещества регенератора с псевдоожиженным слоем, выпускное отверстие для газа из второго блока для разделения газа и твердого вещества регенератора может быть соединено с камерой для сбора газа регенератора, а выпускное отверстие для катализатора из второго блока для разделения газа и твердого вещества регенератора может быть образовано во второй зоне активации; труба для подачи газообразного продукта регенератора может быть соединена с верхней частью камеры для сбора газа регенератора;
впускное отверстие наклонной трубы для регенерированного катализатора может быть соединено с нижней частью второй зоны активации; а впускное отверстие золотникового клапана для регенерированного катализатора может быть соединено с выпускным отверстием наклонной трубы для регенерированного катализатора, выпускное отверстие золотникового клапана для регенерированного катализатора может быть соединено трубопроводом с впускным отверстием трубы для подачи регенерированного катализатора, а выпускное отверстие трубы для подачи регенерированного катализатора может быть соединено с реакционной зоной реактора с псевдоожиженным слоем.
Согласно второму аспекту настоящей заявки предложено устройство для получения низкоуглеродистых олефинов из кислородсодержащего соединения. Это устройство представляет собой устройство DMTO, включающее в себя реактор с псевдоожиженным слоем и регенератор с псевдоожиженным слоем.
Предложено устройство для получения низкоуглеродистых олефинов из кислородсодержащего соединения, включающее в себя реактор с псевдоожиженным слоем и регенератор с псевдоожиженным слоем, описанные выше.
При необходимости устройство может включать в себя наклонную трубу для отработанного катализатора, отпарную колонну, или отгонное устройство, реактора с псевдоожиженным слоем, трубу для подачи отработанного катализатора, наклонную трубу для регенерированного катализатора и трубу для подачи регенерированного катализатора;
зона отработанного катализатора, наклонная труба для отработанного катализатора, отпарная колонна, или отгонное устройство, реактора с псевдоожиженным слоем, труба подачи отработанного катализатора и первый блок для разделения газа и твердого вещества регенератора выполнены с возможностью последовательного сообщения друг с другом; и
вторая зона активации, наклонная труба для регенерированного катализатора, труба подачи регенерированного катализатора и реакционная зона реактора с псевдоожиженным слоем выполнены с возможностью последовательного сообщения друг с другом.
В частности, наклонная труба для отработанного катализатора, отгонное устройство реактора с псевдоожиженным слоем и труба подачи отработанного катализатора могут быть последовательно соединены друг с другом;
наклонная труба для регенерированного катализатора и труба для подачи регенерированного катализатора могут быть последовательно соединены друг с другом;
впускное отверстие наклонной трубы для регенерированного катализатора может быть соединено с нижней частью второй зоны активации;
отработанный катализатор, который был подвергнут реакции в реакторе с псевдоожиженным слоем, может поступать в наклонную трубу для отработанного катализатора, а затем поступать в регенератор с псевдоожиженным слоем по трубе для подачи отработанного катализатора; и
регенерированный катализатор, полученный из регенератора с псевдоожиженным слоем, может поступать в наклонную трубу для регенерированного катализатора, а затем поступать в реактор с псевдоожиженным слоем по трубе для подачи регенерированного катализатора.
При необходимости отгонное устройство реактора с псевдоожиженным слоем и труба для подачи отработанного катализатора могут быть соединены друг с другом посредством золотникового клапана для отработанного катализатора.
При необходимости наклонная труба для регенерированного катализатора и труба подачи регенерированного катализатора могут быть соединены друг с другом посредством золотникового клапана для регенерированного катализатора.
При необходимости реактор с псевдоожиженным слоем может включать в себя нижнюю оболочку, трубу для подачи и верхнюю оболочку;
нижняя оболочка может охватывать реакционную зону;
труба для подачи может быть расположена выше реакционной зоны и выполнена с возможностью сообщения с реакционной зоной;
верхняя оболочка может быть расположена на периферии трубы для подачи;
верхняя оболочка и труба для подачи могут образовывать полость; и
указанная полость может быть разделена снизу вверх на зону отработанного катализатора и зону разделения газа и твердого вещества;
В частности, внутренний диаметр соединения между реакционной зоной реактора с псевдоожиженным слоем и трубой для подачи может постепенно уменьшаться.
В частности, внутренний диаметр соединения между нижней оболочкой и верхней оболочкой реактора с псевдоожиженным слоем может постепенно увеличиваться.
При необходимости реакционная зона может представлять собой зону быстрого псевдоожижения.
При необходимости зона отработанного катализатора может представлять собой зону барботажного псевдоожижения.
В настоящей заявке тип псевдоожижения в реакционной зоне строго не ограничен и предпочтительно реакционная зона может представлять собой зону быстрого псевдоожижения. В реакционной зоне кажущаяся линейная скорость газа может достигать 7,0 м/с, поток метанола является сильным, производительность обработки метанола на единицу объема устройства является большой, а среднечасовая скорость подачи (weight hourly space velocity, WHSV) метанола может достигать 20 ч-1. В настоящей заявке тип псевдоожижения в зоне отработанного катализатора строго не ограничен и предпочтительно зона отработанного катализатора может представлять собой зону барботажного псевдоожижения. Зона отработанного катализатора может быть выполнена с возможностью снижения температуры отработанного катализатора, подачи низкотемпературного отработанного катализатора в реакционную зону, увеличения плотности слоя в реакционной зоне и управления температурой слоя в реакционной зоне. Когда кажущаяся линейная скорость газа составляет от 0,5 м/с до 7,0 м/с, соответствующая плотность слоя составляет от 500 кг/м3 до 100 кг/м3.
При необходимости зона разделения газа и твердого вещества может быть снабжена первым блоком для разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем; и
верхняя часть трубы для подачи может быть соединена со впускным отверстием первого блока для разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем.
При необходимости реактор с псевдоожиженным слоем может включать в себя распределитель реактора с псевдоожиженным слоем, охладитель реактора с псевдоожиженным слоем, газораспределитель зоны отработанного катализатора, камеру для сбора газа реактора с псевдоожиженным слоем и второй блок для разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем;
распределитель реактора с псевдоожиженным слоем может быть расположен в нижней части реакционной зоны;
охладитель реактора с псевдоожиженным слоем может быть расположен в нижней части зоны отработанного катализатора;
газораспределитель зоны отработанного катализатора может быть расположен в нижней части зоны отработанного катализатора;
выпускные отверстия для газа из второго блока для разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем и первого блока для разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем могут быть соединены с камерой для сбора газа реактора с псевдоожиженным слоем;
камера для сбора газа реактора с псевдоожиженным слоем может быть снабжена трубой для подачи газообразного продукта; и
выпускные отверстия для катализатора из первого блока для разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем и второго блока для разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем могут быть соединены с зоной отработанного катализатора.
В частности, сырьевой материал с кислородсодержащим соединением может контактировать и реагировать с регенерированным катализатором через распределитель реактора с псевдоожиженным слоем.
В частности, псевдоожижающий газ зоны отработанного катализатора может контактировать с отработанным катализатором через газораспределитель зоны отработанного катализатора.
При необходимости реакционная зона и зона отработанного катализатора выполнены с возможностью сообщения друг с другом посредством трубы для циркуляции отработанного катализатора.
В частности, впускное отверстие трубы для циркуляции отработанного катализатора может быть соединено с зоной отработанного катализатора; и
выпускное отверстие трубы для циркуляции отработанного катализатора может быть соединено с нижней частью реакционной зоны.
При необходимости труба для циркуляции отработанного катализатора может быть снабжена золотниковым клапаном для циркуляции отработанного катализатора.
При необходимости первый блок для разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем может иметь один или более наборов циклонных сепараторов для разделения газа и твердого вещества.
Предпочтительно каждый набор циклонных сепараторов для разделения газа и твердого вещества может включать в себя циклонный сепаратор для разделения газа и твердого вещества первой ступени и циклонный сепаратор для разделения газа и твердого вещества второй ступени.
При необходимости второй блок для разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем может иметь один или более наборов циклонных сепараторов для разделения газа и твердого вещества.
Предпочтительно каждый набор циклонных сепараторов для разделения газа и твердого вещества может включать в себя циклонный сепаратор для разделения газа и твердого вещества первой ступени и циклонный сепаратор для разделения газа и твердого вещества второй ступени.
В предпочтительном варианте осуществления реактор с псевдоожиженным слоем может включать в себя оболочку реактора с псевдоожиженным слоем, распределитель реактора с псевдоожиженным слоем, трубу для подачи, первый блок для разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем, камеру для сбора газа реактора с псевдоожиженным слоем, газораспределитель зоны отработанного катализатора, охладитель реактора с псевдоожиженным слоем, второй блок для разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем, трубу для подачи газообразного продукта, трубу для циркуляции отработанного катализатора, золотниковый клапан для циркуляции отработанного катализатора, наклонную трубу для отработанного катализатора, отгонное устройство реактора с псевдоожиженным слоем, золотниковый клапан для отработанного катализатора и трубу подачи отработанного катализатора;
нижняя часть реактора с псевдоожиженным слоем может представлять собой реакционную зону, его средняя часть может представлять собой зону отработанного катализатора, а его верхняя часть может представлять собой зону разделения газа и твердого вещества;
распределитель реактора с псевдоожиженным слоем может быть расположен в нижней части реакционной зоны реактора с псевдоожиженным слоем, труба для подачи может быть расположена в центральных зонах средней и верхней частей реактора с псевдоожиженным слоем, а нижний конец трубы для подачи может быть соединен с верхним концом реакционной зоны; верхняя часть трубы для подачи может быть соединена со впускным отверстием первого блока для разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем, а первый блок для разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем может быть расположен в зоне разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем; выпускное отверстие для газа из первого блока для разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем может быть соединено с камерой для сбора газа реактора с псевдоожиженным слоем, а выпускное отверстие для катализатора из первого блока для разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем может быть образовано в зоне отработанного катализатора; газораспределитель зоны отработанного катализатора может быть расположен в нижней части зоны отработанного катализатора, а охладитель реактора с псевдоожиженным слоем может быть расположен в зоне отработанного катализатора; второй блок для разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем может быть расположен в зоне разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем, впускное отверстие второго блока для разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем может быть образовано в зоне разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем, выпускное отверстие для газа из второго блока для разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем может быть соединено с камерой для сбора газа реактора с псевдоожиженным слоем, а выпускное отверстие для катализатора из второго блока для разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем может быть образовано в зоне отработанного катализатора; камера для сбора газа реактора с псевдоожиженным слоем может быть расположена в верхней части реактора с псевдоожиженным слоем, а труба для подачи газообразного продукта может быть соединена с верхней частью камеры для сбора газа реактора с псевдоожиженным слоем; впускное отверстие трубы для циркуляции отработанного катализатора может быть соединено с зоной отработанного катализатора, а выпускное отверстие трубы для циркуляции отработанного катализатора может быть соединено с нижней частью реакционной зоны реактора с псевдоожиженным слоем; золотниковый клапан для циркуляции отработанного катализатора может быть расположен в трубе для циркуляции отработанного катализатора, впускное отверстие наклонной трубы для отработанного катализатора может быть соединено с зоной отработанного катализатора, а выпускное отверстие наклонной трубы для отработанного катализатора может быть соединено с верхней частью отгонного утсройства реактора с псевдоожиженным слоем; отгонное устройство реактора с псевдоожиженным слоем может быть расположено снаружи оболочки реактора с псевдоожиженным слоем; и впускное отверстие золотникового клапана для отработанного катализатора может быть соединено трубопроводом с нижней частью отгонного устройства реактора с псевдоожиженным слоем, выпускное отверстие золотникового клапана для отработанного катализатора может быть соединено трубопроводом со впускным отверстием трубы для подачи отработанного катализатора, а выпускное отверстие трубы для подачи отработанного катализатора может быть соединено с регенератором с псевдоожиженным слоем.
Согласно третьему аспекту настоящей заявки предложен способ активации катализатора для получения низкоуглеродистых олефинов из кислородсодержащего соединения.
Предложен способ активации катализатора для получения низкоуглеродистых олефинов из кислородсодержащего соединения, согласно которому используют регенератор с псевдоожиженным слоем, описанный выше.
При необходимости способ может включать:
подачу сырьевого материала первой зоны активации и отработанного катализатора в первую зону активации, в которой отработанный катализатор химически реагирует с сырьевым материалом первой зоны активации, протекая в кольцевом направлении вдоль подзон первой зоны активации, с образованием частично активированного катализатора; и
подачу частично активированного катализатора и сырьевого материала второй зоны активации во вторую зону активации и проведение химической реакции с получением регенерированного катализатора;
при этом композиция кокса в частично активированном катализаторе включает в себя частицы кислородсодержащих углеводородов и частицы бескислородных углеводородов.
При необходимости сырьевой материал первой зоны активации может поступать в первую зону активации через распределитель первой зоны активации для реагирования с коксом в катализаторе.
При необходимости сырьевой материал второй зоны активации может поступать во вторую зону активации через распределитель второй зоны активации для реагирования с коксом в катализаторе.
В частности, в то время как отработанный катализатор течет в кольцевом направлении вдоль отверстий для циркуляции катализатора, образованных в перегородках, сырьевой материал первой зоны активации поступает в подзону первой зоны активации из расположенного ниже распределителя первой зоны активации и контактирует с отработанным катализатором, так что неактивный кокс и активный кокс в отработанном катализаторе преобразуются в частицы кислородсодержащих углеводородов и частицы бескислородных углеводородов с малой молекулярной массой; а газовую фазу (включая непрореагировавший сырьевой материал первой зоны активации) подают в зону разделения газа и твердого вещества по трубе для подачи газа первой зоны активации выше первой зоны активации.
В частности, катализатор поступает во вторую зону активации по трубе для подачи катализатора в первую зону активации, а сырьевой материал второй зоны активации поступает во вторую зону активации через расположенный ниже распределитель второй зоны активации для взаимодействия с катализатором, так что частицы каталитически неактивного кислородсодержащего углеводорода в коксе катализатора преобразуются в частицы каталитически активного бескислородного углеводорода; а газовая фаза (включая непрореагировавший сырьевой материал второй зоны активации) поступает в зону разделения газа и твердого вещества.
При необходимости кокс в отработанном катализаторе может вступать в химическую реакцию с сырьевым материалом первой зоны активации с образованием газообразного продукта первой зоны активации.
При необходимости кокс в частично активированном катализаторе может вступать в химическую реакцию с сырьевым материалом второй зоны активации с образованием газообразного продукта второй зоны активации.
При необходимости газообразный продукт первой зоны активации и газообразный продукт второй зоны активации могут быть смешаны в зоне разделения газа и твердого вещества с получением газообразного продукта регенератора.
При необходимости газообразный продукт регенератора, содержащий катализатор, может поступать во второй блок для разделения газа и твердого вещества регенератора для осуществления разделения газа и твердого вещества с получением газообразного продукта регенератора и катализатора;
газообразный продукт регенератора может поступать в камеру для сбора газа регенератора; и
катализатор может быть возвращен во вторую зону активации регенератора с псевдоожиженным слоем.
При необходимости газообразный продукт регенератора может включать в себя CO, H2 и CO2; и
содержание CO и H2 может превышать 90% вес.
При необходимости сырьевой материал первой зоны активации может включать в себя кислород, воздух и водяной пар;
массовая доля кислорода может составлять от 0% вес.до 10% вес.;
массовая доля воздуха может составлять от 0% вес.до 20% вес.;
массовая доля водяного пара составляет от 80% вес.до 100% вес..
При необходимости сырьевой материал второй зоны активации может включать в себя водяной пар.
При необходимости содержание кокса в отработанном катализаторе может составлять от 9% вес. до 13% вес.
Предпочтительно содержание кокса в отработанном катализаторе может составлять от 10% вес. до 12% вес.
При необходимости содержание кокса в регенерированном катализаторе может составлять от 5% вес. до 11% вес.; и
квартильное отклонение распределения содержания кокса в регенерированном катализаторе может составлять менее 1,0% вес.
При необходимости в регенерированном катализаторе частицы кокса могут включать в себя полиметилбензол и полиметилнафталин;
общая масса полиметилбензола и полиметилнафталина может составлять более 60% вес.от общей массы кокса или может быть равна указанному количеству;
масса частиц кокса с молекулярной массой более 184 может составлять менее 30% вес. от общей массы кокса или может быть равна указанному количеству; а
общая масса кокса может относиться к общей массе частиц кокса.
В настоящей заявке очень важны типы и содержание частиц кокса; и содержанием кокса и распределением содержания кокса в катализаторе управляют путем управления средним временем пребывания и распределением времени пребывания катализатора в первой зоне активации и во второй зоне активации, чтобы обеспечить массовую долю полиметилбензола и полиметилнафталина в общей массе кокса, которая больше или равна 60% вес., благодаря чему повышается активность катализатора и селективность по низкоуглеродистым олефинам.
При необходимости отработанный катализатор может включать в себя молекулярное сито SAPO-34.
В настоящей заявке активный компонент катализатора может представлять собой молекулярное сито SAPO-34.
При необходимости рабочие условия осуществления процесса в первой зоне активации регенератора с псевдоожиженным слоем могут быть следующими: кажущаяся линейная скорость газа: от 0,1 м/с до 0,5 м/с; температура: от 650°С до 750°С; давление: от 100 кПа до 500 кПа; и плотность слоя: от 400 кг/м3 до 700 кг/м3.
При необходимости рабочие условия осуществления процесса во второй зоне активации регенератора с псевдоожиженным слоем могут быть следующими: кажущаяся линейная скорость газа: от 0,1 м/с до 0,5 м/с; температура: от 550°С до 700°С; давление: от 100 кПа до 500 кПа; и плотность слоя: от 400 кг/м3 до 700 кг/м3.
Первая зона активации регенератора с псевдоожиженным слоем в настоящей заявке включает в себя n подзон первой зоны активации и катализатор может течь только из расположенной выше по потоку подзоны в расположенную ниже по потоку подзону через отверстия для циркуляции катализатора в перегородках в первой зоне активации, что обеспечивает следующие полезные эффекты: 1. Рабочие условия осуществления процесса могут быть изменены для управления средним временем пребывания катализатора в первой зоне активации и, таким образом, управления содержанием кокса в катализаторе. 2. Структуру n подзон первой зоны активации применяют для управления распределением времени пребывания катализатора (распределением времени пребывания аналогично применению n последовательно соединенных резервуарных реакторов с полным смешением) и, таким образом, может быть получен регенерированный катализатор с узким распределением содержания кокса.
Поскольку в настоящей заявке катализатор является порошкообразным, содержание кокса в катализаторе относится к среднему содержанию кокса в гранулах катализатора, но фактическое содержание кокса в разных гранулах катализатора может быть разным. В настоящей заявке квартильным отклонением распределения содержания кокса в регенерированном катализаторе можно управлять таким образом, чтобы оно составляло менее 1,0% вес. для сужения общего распределения содержания кокса в катализаторе и, таким образом, повышения активности катализатора и селективности по низкоуглеродистым олефинам.
В регенераторе с псевдоожиженным слоем согласно настоящей заявке процесс активации катализатора включает две этапа: S1. водяной пар и кислород используют в качестве активирующего газа для преобразования неактивного кокса и активного кокса в отработанном катализаторе в частицы кислородсодержащих углеводородов и частицы бескислородных углеводородов с малой молекулярной массой, при этом частицы кислородсодержащих углеводородов не проявляют каталитической активности и этап S1 осуществляют в первой зоне активации; и S2. водяной пар используют в качестве активирующего газа для преобразования частиц каталитически неактивного кислородсодержащего углеводорода в коксе в частицы каталитически активного бескислородного углеводорода и дополнительного уменьшения молекулярной массы кокса, т.е. кокс в катализаторе преобразуется в частицы, в основном состоящие из полиметилбензола и полиметилнафталина, при этом S2 осуществляют во второй зоне активации. На этапе S1 используемый активирующий газ может обеспечивать разложение неактивного кокса вследствие сильной окисляемости, но это приводит к образованию частиц некоторых каталитически неактивных кислородсодержащих углеводородов; а на этапе S2 неокисляемый активирующий газ используют для дальнейшего преобразования частиц каталитически неактивных кислородсодержащих углеводородов в частицы каталитически активных бескислородных углеводородов. После двухэтапной активации частицы кокса в регенерированном катализаторе в основном представляют собой полиметилбензол и полиметилнафталин с высокой селективностью по этилену.
В регенераторе с псевдоожиженным слоем по настоящей заявке процесс регенерации катализатора представляет собой сочетание экзотермической реакции и эндотермической реакции, при этом сырьевой материал первой зоны активации и кокс в катализаторе реагируют в первой зоне активации с образованием таких веществ, как CO и H2, и выделение тепла приводит к повышению температуры слоя; а сырьевой материал второй зоны активации и кокс в катализаторе реагируют во второй зоне активации с образованием таких веществ, как CO и H2, причем эта реакция является эндотермической реакцией, а тепло, требуемое для этой реакции, обеспечивается экзотермической реакцией, осуществляемой в первой зоне активации.
В предпочтительном варианте осуществления сырьевой материал первой зоны активации могут подавать в первую зону активации регенератора с псевдоожиженным слоем из распределителя первой зоны активации; отработанный катализатор могут подавать в первый блок для разделения газа и твердого вещества регенератора из трубы для подачи отработанного катализатора для выполнения разделения газа и твердого вещества, полученный газ может быть выведен в зону разделения газа и твердого вещества регенератора с псевдоожиженным слоем через выпускное отверстие для газа из первого блока для разделения газа и твердого вещества регенератора, а полученный отработанный катализатор может быть выведен в первую зону активации регенератора с псевдоожиженным слоем через выпускное отверстие для катализатора из первого блока для разделения газа и твердого вещества регенератора; сырьевой материал первой зоны активации может контактировать и вступать в химическую реакцию с отработанным катализатором в первой зоне активации, так что неактивный кокс и активный кокс в отработанном катализаторе преобразуются в частицы кислородсодержащего углеводорода и частицы бескислородного углеводорода с небольшой молекулярной массой, и образуется газообразный продукт первой зоны активации; катализатор в первой зоне активации может последовательно проходить через подзоны с 1й по nю первой зоны активации через отверстия для циркуляции катализатора в перегородках, а затем поступать во вторую зону активации регенератора с псевдоожиженным слоем по трубе для подачи катализатора первой зоны активации; газообразный продукт первой зоны активации может поступать в зону разделения газа и твердого вещества регенератора с псевдоожиженным слоем по трубе для подачи газа первой зоны активации; сырьевой материал второй зоны активации могут подавать во вторую зону активации регенератора с псевдоожиженным слоем из распределителя второй зоны активации для взаимодействия и вступления в химическую реакцию с катализатором из первой зоны активации, так что частицы каталитически неактивного кислородсодержащего углеводорода в коксе преобразуются в частицы каталитически активного бескислородного углеводорода, молекулярная масса кокса дополнительно уменьшается (т.е. кокс в катализаторе преобразуется в частицы, в основном состоящие из полиметилбензола и полиметилнафталина; и катализатор, выводимый из второй зоны активации, называют регенерированным катализатором), а сырьевой материал второй зоны активации преобразуется в газообразный продукт второй зоны активации во второй зоне активации, а затем поступает в зону разделения газа и твердого вещества регенератора с псевдоожиженным слоем; газообразный продукт первой зоны активации и газообразный продукт второй зоны активации могут быть смешаны в зоне разделения газа и твердого вещества с получением газообразного продукта регенератора, и газообразный продукт регенератора может содержать катализатор и поступает во второй блок для разделения газа и твердого вещества регенератора для осуществления разделения газа и твердого вещества с получением газообразного продукта регенератора и катализатора; газообразный продукт регенератора может поступать в камеру для сбора газа регенератора, а затем поступать в расположенную ниже по потоку систему для рециркуляции газообразного продукта регенератора по трубе для подачи газообразного продукта регенератора, а катализатор может возвращаться во вторую зону активации регенератора с псевдоожиженным слоем; регенерированный катализатор во второй зоне активации может быть охлажден и затем поступает в реактор с псевдоожиженным слоем по наклонной трубе для регенерированного катализатора, через золотниковый клапан для регенерированного катализатора и трубу для подачи регенерированного катализатора.
В настоящей заявке основные компоненты газообразного продукта регенератора представляют собой СО, Н2 и небольшое количество СО2, при этом общее содержание СО и Н2 составляет более 90% вес., а содержание СО2 составляет менее 10% вес.(сухая основа, за вычетом непрореагировавшей H2O); после осуществления простого разделения газообразного продукта регенератора может быть получена смесь газов из СО и Н2 и смесь газов из СО и Н2 может быть рециркулирована в качестве сырьевого материала для получения метанола; и, таким образом, в техническом решении согласно настоящей заявке кокс, полученный из метанола, является промежуточным продуктом этого процесса, а степень использования атомов С во всем процессе больше или равна 99%.
Согласно четвертому аспекту настоящей заявки предложен способ получения низкоуглеродистых олефинов из кислородсодержащего соединения.
Предложен способ получения низкоуглеродистых олефинов из кислородсодержащего соединения, согласно которому используют устройство, описанное выше.
При необходимости способ может включать:
подачу сырьевого материала с кислородсодержащим соединением и регенерированным катализатором в реакционную зону и проведение реакции с получением потока А с низкоуглеродистыми олефинами и отработанным катализатором;
выполнение разделения потока А на газ и твердое вещество, и перенос отработанного катализатора в зону отработанного катализатора; и
возврат части отработанного катализатора из зоны отработанного катализатора в реакционную зону с псевдоожиженным слоем и обеспечение поступления оставшейся части отработанного катализатора в регенератор с псевдоожиженным слоем.
В частности, часть отработанного катализатора из зоны отработанного катализатора возвращается в реакционную зону с псевдоожиженным слоем по трубе для циркуляции отработанного катализатора, а оставшаяся часть отработанного катализатора поступает в регенератор с псевдоожиженным слоем по наклонной трубе для отработанного катализатора, через отгонное устройство реактора с псевдоожиженным слоем и по трубе для подачи отработанного катализатора.
При необходимости регенерированный катализатор, регенерированный из отработанного катализатора с помощью регенератора с псевдоожиженным слоем, может поступать в реакционную зону реактора с псевдоожиженным слоем по трубе для подачи регенерированного катализатора.
При необходимости в то время как регенерированный катализатор поступает в реакционную зону реактора с псевдоожиженным слоем, сырьевой материал с кислородсодержащим соединением могут подавать в реакционную зону реактора с псевдоожиженным слоем через распределитель реактора с псевдоожиженным слоем для осуществления реакции с получением потока А с низкоуглеродистыми олефинами и отработанным катализатором.
При необходимости поток А с низкоуглеродистыми олефинами и отработанным катализатором может поступать в первый блок для разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем по трубе для подачи для выполнения разделения газа и твердого вещества с получением газа, содержащего низкоуглеродистый олефин, и отработанного катализатора.
При необходимости низкоуглеродистый газ, содержащий олефин, может поступать в камеру для сбора газа реактора с псевдоожиженным слоем.
При необходимости отработанный катализатор может быть отпарен и затем подан в регенератор с псевдоожиженным слоем.
При необходимости псевдоожижающий газ из зоны отработанного катализатора может представлять собой по меньшей мере одно из группы, состоящей из азота и водяного пара.
При необходимости сырьевой материал с кислородсодержащим соединением может представлять собой по меньшей мере одно из группы, состоящей из метанола и диметилэфира (dimethyl ether, DME).
При необходимости соотношение массового расхода регенерированного катализатора к поданному количеству кислородсодержащего соединения (соотношение катализатора к спирту) может составлять от 0,3 до 1,0 т катализатора на 1 т метанола.
Предпочтительно соотношение катализатора к спирту может составлять от 0,5 до 1,0 т катализатора на 1 т метанола.
При необходимости рабочие условия осуществления процесса в реакционной зоне реактора с псевдоожиженным слоем могут быть следующими: кажущаяся линейная скорость газа: от 0,5 м/с до 7,0 м/с; температура реакции: от 350°С до 550°С; давление реакции: от 100 кПа до 500 кПа; и плотность слоя: от 100 кг/м3 до 500 кг/м3.
При необходимости рабочие условия осуществления процесса в зоне отработанного катализатора реактора с псевдоожиженным слоем могут быть следующими: кажущаяся линейная скорость газа: от 0,1 м/с до 1,0 м/с; температура реакции: от 350°С до 550°С; давление реакции: от 100 кПа до 500 кПа; и плотность слоя: от 200 кг/м3 до 800 кг/м3.
При необходимости сырьевой материал с кислородсодержащим соединением может реагировать с регенерированным катализатором в реакционной зоне реактора с псевдоожиженным слоем с получением потока А с низкоуглеродистыми олефинами и отработанным катализатором, при этом поток А может поступать в первый блок для разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем по трубе для подачи для выполнения разделения газа и твердого вещества с получением газофазного потока В и твердофазного потока С; твердофазный поток С может поступать в зону отработанного катализатора, а псевдоожижающий газ из зоны отработанного катализатора и твердофазный поток С могут образовывать поток D; и поток D может поступать во второй блок для разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем для выполнения разделения газа и твердого вещества с получением газофазного потока E и твердофазного потока F; твердофазный поток F может быть возвращен в зону отработанного катализатора, а отработанный катализатор в зоне отработанного катализатора может быть отпарен и затем подан в регенератор с псевдоожиженным слоем; а регенерированный катализатор, регенерированный с помощью регенератора с псевдоожиженным слоем, может поступать в реакционную зону реактора с псевдоожиженным слоем по трубе для подачи регенерированного катализатора.
При необходимости часть отработанного катализатора, находящегося в зоне отработанного катализатора, может быть возвращена в нижнюю часть реакционной зоны реактора с псевдоожиженным слоем по трубе для циркуляции отработанного катализатора.
При необходимости каждый из твердофазного потока С и твердофазного потока F может включать в себя отработанный катализатор.
При необходимости газофазный поток В и газофазный поток Е могут быть смешаны в камере для сбора газа реактора с псевдоожиженным слоем с получением газообразного продукта, и
газофазный поток В может включать в себя низкоуглеродистые олефины.
В настоящей заявке реакционная зона представляет собой зону быстрого псевдоожижения, в которой может быть достигнута кажущаяся линейная скорость газа 7,0 м/с, относительно интенсивный поток метанола, большая производительность по обработке метанола на единицу объема устройства и среднечасовая скорость подачи (weight hourly space velocity, WHSV) метанола 20 ч-1; а зона отработанного катализатора представляет собой зону барботажного псевдоожижения, которая выполнена с возможностью снижения температуры отработанного катализатора, подачи низкотемпературного отработанного катализатора в реакционную зону, увеличения плотности слоя в реакционной зоне и управления температурой слоя в реакционной зоне. Когда кажущаяся линейная скорость газа составляет от 0,5 м/с до 7,0 м/с, соответствующая плотность слоя составляет от 500 кг/м3 до 100 кг/м3.
В настоящей заявке конструкция, в которой первый блок для разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем непосредственно соединен с трубой для подачи, обеспечивает быстрое разделение газа, содержащего низкоуглеродистый олефин, и отработанного катализатора в потоке А и предотвращает дальнейшее реагирование низкоуглеродистых олефинов под действием отработанного катализатора с образованием углеводородных побочных продуктов с большой молекулярной массой.
В предпочтительном варианте осуществления сырьевой материал с кислородсодержащим соединением могут подавать из распределителя реактора с псевдоожиженным слоем в реакционную зону реактора с псевдоожиженным слоем, где он взаимодействует с регенерированным катализатором из трубы для подачи регенерированного катализатора с получением потока А с низкоуглеродистыми олефинами и отработанным катализатором; поток А может поступать в первый блок для разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем по трубе для подачи для выполнения разделения газа и твердого вещества с получением газофазного потока В и твердофазного потока С, причем газофазный поток В представляет собой газ с низкоуглеродистыми олефинами, а твердофазный поток С представляет собой отработанный катализатор; газофазный поток В может поступать в камеру для сбора газа реактора с псевдоожиженным слоем, а твердофазный поток С может поступать в зону отработанного катализатора; псевдоожижающий газ из зоны отработанного катализатора могут подавать из газораспределителя зоны отработанного катализатора в зону отработанного катализатора, где он взаимодействует с отработанным катализатором, и псевдоожижающий газ из зоны отработанного катализатора и переносимый им отработанный катализатор могут образовывать поток D; поток D может поступать во второй блок для разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем для выполнения разделения газа и твердого вещества с получением газофазного потока E и твердофазного потока F, при этом газофазный поток E представляет собой псевдоожижающий газ из зоны отработанного катализатора, а твердофазный поток F представляет собой отработанный катализатор; газофазный поток E может поступать в камеру для сбора газа реактора с псевдоожиженным слоем, а твердофазный поток F могут возвращать в зону отработанного катализатора; газофазный поток В и газофазный поток Е могут смешивать в камере для сбора газа реактора с псевдоожиженным слоем для получения газообразного продукта, и газообразный продукт может поступать в расположенную ниже по потоку рабочую секцию по трубе для подачи газообразного продукта; часть отработанного катализатора, находящегося в зоне отработанного катализатора, может быть возвращена в нижнюю часть реакционной зоны реактора с псевдоожиженным слоем по трубе для циркуляции отработанного катализатора и через золотниковый клапан для циркуляции отработанного катализатора, а оставшаяся часть отработанного катализатора может поступать в отгонное устройство реактора с псевдоожиженным слоем по наклонной трубе для отработанного катализатора с целью выполнения его отпарки, а затем поступает в регенератор с псевдоожиженным слоем через золотниковый клапан для отработанного катализатора и по трубе для подачи отработанного катализатора; и регенерированный катализатор, регенерированный с помощью регенератора с псевдоожиженным слоем, может поступать в реактор с псевдоожиженным слоем по наклонной трубе для регенерированного катализатора, через золотниковый клапан для регенерированного катализатора и трубу для подачи регенерированного катализатора.
В настоящей заявке термин «соотношение катализатора к спирту» относится к отношению массового расхода регенерированного катализатора к поданному количеству кислородсодержащего соединения. Когда в настоящей заявке выражено соотношение катализатора к спирту, масса диметилэфира в кислородсодержащем соединении эквивалентно преобразуется в массу метанола в соответствии с массой элемента С.
Согласно способу в настоящей заявке газообразный продукт может состоять из этилена в количестве от 38% вес.до 55% вес., пропилена в количестве от 37% вес. до 54% вес., углеводородных соединений C4-C6 в количестве 6% вес.или менее и других компонентов в количестве 3% вес.или менее; при этом другие компоненты могут представлять собой метан, этан, пропан, водород, СО, CO2 и т.п., а общая селективность по этилену и пропилену в газообразном продукте может составлять от 92% вес. до 97% вес.
В настоящей заявке при выражении удельного расхода производства массу диметилэфира в кислородсодержащем соединении эквивалентно преобразуют в массу метанола в расчете на массу элемента С, а единицей удельного расхода производства является тонна метанола на тонну низкоуглеродистых олефинов.
В способе согласно настоящей заявке удельный расход производства может составлять от 2,4 до 2,5 т метанола на 1 т низкоуглеродистых олефинов.
Возможные полезные эффекты настоящей заявки:
(1) Частицы кокса в регенерированном катализаторе в основном представляют собой полиметилбензол и полиметилнафталин с высокой селективностью по этилену.
(2) Содержанием кокса и распределением содержания кокса в катализаторе управляют путем управления средним временем пребывания и распределением времени пребывания катализатора в первой зоне активации и во второй зоне активации.
(3) Перфорированные пластины применяют для предотвращения обратного смешивания катализатора между слоями и улучшения однородности распределения кокса в катализаторе.
(4) Кокс в отработанном катализаторе преобразуется в CO и Н2, при этом отработанный катализатор активируется; СО и Н2 могут быть рециркулированы в качестве сырьевого материала для получения метанола, другими словами, кокс, полученный из метанола, является промежуточным продуктом этого процесса; а степень использования атомов С во всем процессе больше или равна 99%.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг.1 представлено схематическое изображение устройства DMTO для получения низкоуглеродистых олефинов из кислородсодержащего соединения согласно варианту осуществления настоящей заявки.
На фиг.2 представлено схематическое изображение поперечного сечения первой зоны активации по фиг.1.
Ссылочные обозначения на фиг.1 и фиг.2:
1 представляет собой реактор с псевдоожиженным слоем; 1-1 представляет собой оболочку реактора с псевдоожиженным слоем; 1-2 представляет собой распределитель реактора с псевдоожиженным слоем; 1-3 представляет собой трубу для подачи; 1-4 представляет собой первый блок для разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем; 1-5 представляет собой камеру для сбора газа реактора с псевдоожиженным слоем; 1-6 представляет собой газораспределитель зоны отработанного катализатора; 1-7 представляет собой охладитель реактора с псевдоожиженным слоем; 1-8 представляет собой второй блок для разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем; 1-9 представляет собой трубу для подачи газообразного продукта; 1-10 представляет собой трубу для циркуляции отработанного катализатора; 1-11 представляет собой золотниковый клапан для циркуляции отработанного катализатора; 1-12 представляет собой наклонную трубу для отработанного катализатора; 1-13 представляет собой отгонное устройство реактора с псевдоожиженным слоем; 1-14 представляет собой золотниковый клапан для отработанного катализатора; 1-15 представляет собой трубу для подачи отработанного катализатора;
2 представляет собой регенератор с псевдоожиженным слоем; 2-1 представляет собой оболочку регенератора; 2-2 представляет собой первый блок для разделения газа и твердого вещества регенератора; 2-3 представляет собой распределитель первой зоны активации; 2-4 представляет собой перегородку; 2-5 представляет собой трубу для подачи катализатора первой зоны активации; 2-6 представляет собой трубу для подачи газа первой зоны активации; 2-7 представляет собой распределитель второй зоны активации; 2-8 представляет собой перфорированную пластину; 2-9 представляет собой охладитель регенератора с псевдоожиженным слоем; 2-10 представляет собой второй блок для разделения газа и твердого вещества регенератора; 2-11 представляет собой камеру для сбора газа регенератора; 2-12 представляет собой трубу для подачи газообразного продукта регенератора; 2-13 представляет собой наклонную трубу для регенерированного катализатора; 2-14 представляет собой золотниковый клапан для регенерированного катализатора; и 2-15 представляет собой трубу для подачи регенерированного катализатора.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение будет подробно описано ниже со ссылкой на примеры, но настоящее изобретение не ограничивается этими примерами.
Если не указано иное, все сырьевые материалы и катализаторы в примерах настоящей заявки были приобретены в коммерческих источниках.
В качестве варианта осуществления настоящей заявки на фиг.1 и фиг.2 представлено схематическое изображение устройства DMTO, которое включает в себя реактор (1) с псевдоожиженным слоем и регенератор (2) с псевдоожиженным слоем. В частности:
Как показано на фиг.1, реактор (1) с псевдоожиженным слоем включает в себя оболочку (1-1) реактора с псевдоожиженным слоем, распределитель (1-2) реактора с псевдоожиженным слоем, трубу (1-3) для подачи, первый блок (1-4) для разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем, камеру (1-5) для сбора газа реактора с псевдоожиженным слоем, газораспределитель (1-6) зоны отработанного катализатора, охладитель (1-7) реактора с псевдоожиженным слоем, второй блок (1-8) для разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем, трубу (1-9) для подачи газообразного продукта, трубу (1-10) для циркуляции отработанного катализатора, золотниковый клапан (1-11) для циркуляции отработанного катализатора, наклонную трубу (1-12) для отработанного катализатора, отгонное устройство (1-13) реактора с псевдоожиженным слоем, золотниковый клапан (1-14) для отработанного катализатора и трубу (1-15) для подачи отработанного катализатора; причем нижняя часть реактора (1) с псевдоожиженным слоем представляет собой реакционную зону, его средняя часть представляет собой зону отработанного катализатора, а его верхняя часть представляет собой зону разделения газа и твердого вещества; распределитель (1-2) реактора с псевдоожиженным слоем расположен в нижней части реакционной зоны реактора (1) с псевдоожиженным слоем, труба (1-3) для подачи расположена в центральных зонах средней и верхней частей реактора (1) с псевдоожиженным слоем, а нижний конец трубы (1-3) для подачи соединен с верхним концом реакционной зоны; верхняя часть трубы (1-3) для подачи соединена со впускным отверстием первого блока (1-4) для разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем, и первый блок (1-4) для разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем расположен в зоне разделения газа и твердого вещества реактора (1) с псевдоожиженным слоем; выпускное отверстие для газа из первого блока (1-4) для разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем соединено с камерой (1-5) для сбора газа реактора с псевдоожиженным слоем, а выпускное отверстие для катализатора из первого блока (1-4) для разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем образовано в зоне отработанного катализатора; газораспределитель (1-6) зоны отработанного катализатора расположен в нижней части зоны отработанного катализатора и охладитель (1-7) реактора с псевдоожиженным слоем расположен в зоне отработанного катализатора; второй блок (1-8) для разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем расположен в зоне разделения газа и твердого вещества реактора (1) с псевдоожиженным слоем, впускное отверстие второго блока (1-8) для разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем образовано в зоне разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем (1), выпускное отверстие для газа из второго блока (1-8) для разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем соединено с камерой (1-5) для сбора газа реактора с псевдоожиженным слоем, и выпускное отверстие для катализатора из второго блока (1-8) для разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем образовано в зоне отработанного катализатора; камера (1-5) для сбора газа реактора с псевдоожиженным слоем расположена в верхней части реактора (1) с псевдоожиженным слоем, а труба (1-9) подачи газообразного продукта соединена с верхней частью камеры (1-5) для сбора газа реактора с псевдоожиженным слоем; впускное отверстие трубы (1-10) для циркуляции отработанного катализатора соединено с зоной отработанного катализатора, а выпускное отверстие трубы (1-10) для циркуляции отработанного катализатора соединено с нижней частью реакционной зоны реактора (1) с псевдоожиженным слоем; золотниковый клапан (1-11) для циркуляции отработанного катализатора расположен в трубе (1-10) для циркуляции отработанного катализатора, впускное отверстие наклонной трубы (1-12) для отработанного катализатора соединено с зоной отработанного катализатора, а выпускное отверстие наклонной трубы (1-12) для отработанного катализатора соединено с верхней частью отгонного устройства (1-13) реактора с псевдоожиженным слоем; отгонное устройство (1-13) реактора с псевдоожиженным слоем расположено снаружи оболочки (1-1) реактора с псевдоожиженным слоем; впускное отверстие золотникового клапана (1-14) для отработанного катализатора соединено трубопроводом с нижней частью отгонного устройства (1-13) реактора с псевдоожиженным слоем, а выпускное отверстие золотникового клапана (1-14) для отработанного катализатора соединено трубопроводом со впускным отверстием трубы (1-15) для подачи отработанного катализатора; и выпускное отверстие трубы (1-15) для подачи отработанного катализатора соединено с регенератором (2) с псевдоожиженным слоем. Первый блок (1-4) для разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем может иметь множество наборов циклонных сепараторов для разделения газа и твердого вещества, и каждый из множества наборов циклонных сепараторов для разделения газа и твердого вещества может включать в себя циклонный сепаратор для разделения газа и твердого вещества первой ступени и циклонный сепаратор для разделения газа и твердого вещества второй ступени; и второй блок (1-8) для разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем может иметь множество наборов циклонных сепараторов для разделения газа и твердого вещества, и каждый из множества наборов циклонных сепараторов для разделения газа и твердого вещества может включать в себя циклонный сепаратор для разделения газа и твердого вещества первой ступени и циклонный сепаратор для разделения газа и твердого вещества второй ступени.
Как показано на фиг.1, регенератор (2) с псевдоожиженным слоем включает в себя оболочку (2-1) регенератора, первый блок (2-2) для разделения газа и твердого вещества регенератора, распределитель (2-3) первой зоны активации, перегородку (2-4), трубу (2-5) для подачи катализатора первой зоны активации, трубу (2-6) для подачи газа первой зоны активации, распределитель (2-7) второй зоны активации, перфорированную пластину (2-8), охладитель (2-9) регенератора с псевдоожиженным слоем, второй блок (2-10) для разделения газа и твердого вещества регенератора, камеру (2-11) для сбора газа регенератора, трубу (2-12) для подачи газообразного продукта регенератора, наклонную трубу (2-13) для регенерированного катализатора, золотниковый клапан (2-14) для регенерированного катализатора и трубу (2-15) для подачи регенерированного катализатора; причем регенератор (2) с псевдоожиженным слоем разделен снизу вверх на вторую зону активации, первую зону активации и зону разделения газа и твердого вещества; первая зона активации расположена в кольцевой зоне выше второй зоны активации, n перегородок (2-4) расположены в первой зоне активации и перегородки (2-4) могут делить первую зону активации на n подзон первой зоны активации; нижняя часть каждой из подзон первой зоны активации независимо снабжена распределителем (2-3) первой зоны активации; поперечное сечение первой зоны активации является кольцевым, а поперечное сечение каждой из подзон первой зоны активации является секторно-кольцевым; с 1й по nю подзоны первой зоны активации расположены последовательно и концентрически; в перегородках (2-4) образовано отверстие для циркуляции катализатора и в перегородке между 1й подзоной первой зоны активации и nй подзоной первой зоны активации отсутствует отверстие для циркуляции катализатора; первый блок (2-2) для разделения газа и твердого вещества регенератора расположен в зоне разделения газа и твердого вещества регенератора (2) с псевдоожиженным слоем; вход впускное отверстие первого блока (2-2) для разделения газа и твердого вещества регенератора соединено с выпускным отверстием трубы (1-15) для подачи отработанного катализатора, выпускное отверстие для газа из первого блока (2-2) для разделения газа и твердого вещества регенератора образовано в зоне разделения газа и твердого вещества, а выпускное отверстие для катализатора из первого блока (2-2) для разделения газа и твердого вещества регенератора образовано в 1й подзоне первой зоны активации; впускное отверстие трубы (2-5) для подачи катализатора первой зоны активации соединено с nй подзоной первой зоны активации, а выпускное отверстие трубы (2-5) для подачи катализатора первой зоны активации образовано во второй зоне активации; верхняя часть каждой из подзон первой зоны активации независимо снабжена трубой (2-6) для подачи газа первой зоны активации, а выпускное отверстие трубы (2-6) для подачи газа первой зоны активации образовано в зоне разделения газа и твердого вещества; распределитель (2-7) второй зоны активации расположен в нижней части второй зоны активации регенератора (2) с псевдоожиженным слоем и во второй зоне активации расположено m перфорированных пластин (2-8), охладитель (2-9) регенератора с псевдоожиженным слоем расположен во второй зоне активации; второй блок (2-10) для разделения газа и твердого вещества регенератора и камера (2-11) для сбора газа регенератора расположены в зоне разделения газа и твердого вещества регенератора (2) с псевдоожиженным слоем; впускное отверстие второго блока (2-10) для разделения газа и твердого вещества регенератора образовано в зоне разделения газа и твердого вещества регенератора (2) с псевдоожиженным слоем, выпускное отверстие для газа из второго блока (2-10) для разделения газа и твердого вещества регенератора соединено с камерой (2-11) для сбора газа регенератора, а выпускное отверстие для катализатора из второго блока (2-10) для разделения газа и твердого вещества регенератора образовано во второй зоне активации; труба (2-12) для подачи газообразного продукта регенератора соединена с верхней частью камеры (2-11) для сбора газа регенератора; впускное отверстие наклонной трубы (2-13) для регенерированного катализатора соединено с нижней частью второй зоны активации, впускное отверстие золотникового клапана (2-14) для регенерированного катализатора соединено с выпускным отверстием наклонной трубы (2-13) для регенерированного катализатора и выпускное отверстие золотникового клапана (2-14) для регенерированного катализатора соединено трубопроводом со впускным отверстием трубы (2-15) для подачи регенерированного катализатора; выпускное отверстие трубы (2-15) для подачи регенерированного катализатора соединено с реакционной зоной реактора (1) с псевдоожиженным слоем; второй блок (2-10) для разделения газа и твердого вещества регенератора имеет множество наборов циклонных сепараторов для разделения газа и твердого вещества; и каждый из множества наборов циклонных сепараторов для разделения газа и твердого вещества включает в себя циклонный сепаратор для разделения газа и твердого вещества первой ступени и циклонный сепаратор для разделения газа и твердого вещества второй ступени.
В качестве конкретного варианта осуществления настоящей заявки способ получения низкоуглеродистых олефинов из кислородсодержащего соединения в настоящей заявке включает следующие этапы:
сырьевой материал с кислородсодержащим соединением подают из распределителя (1-2) реактора с псевдоожиженным слоем в реакционную зону реактора (1) с псевдоожиженным слоем, где он взаимодействует с регенерированным катализатором из трубы (2-15) для подачи регенерированного катализатора с получением потока А с низкоуглеродистыми олефинами и отработанным катализатором; поток А поступает в первый блок (1-4) для разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем по трубе (1-3) для подачи для выполнения разделения газа и твердого вещества с получением газофазного потока В и твердофазного потока С, причем газофазный поток В представляет собой газ с низкоуглеродистыми олефинами, а твердофазный поток С представляет собой отработанный катализатор; газофазный поток В поступает в камеру (1-5) для сбора газа реактора с псевдоожиженным слоем, а твердофазный поток С поступает в зону отработанного катализатора; псевдоожижающий газ из зоны отработанного катализатора подают из газораспределителя (1-6) зоны отработанного катализатора в зону отработанного катализатора, где он взаимодействует с отработанным катализатором, и псевдоожижающий газ из зоны отработанного катализатора и переносимый им отработанный катализатор образуют, таким образом, поток D; поток D поступает во второй блок (1-8) для разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем для выполнения разделения газа и твердого вещества с получением газофазного потока E и твердофазного потока F, при этом газофазный поток E представляет собой псевдоожижающий газ из зоны отработанного катализатора, а твердофазный поток F представляет собой отработанный катализатор; газофазный поток E поступает в камеру (1-5) для сбора газа реактора с псевдоожиженным слоем, а твердофазный поток F возвращают в зону отработанного катализатора; газофазный поток В и газофазный поток Е смешивают в камере (1-5) для сбора газа реактора с псевдоожиженным слоем для получения газообразного продукта, и газообразный продукт поступает в расположенную ниже по потоку рабочую секцию по трубе (1-9) для подачи газообразного продукта; часть отработанного катализатора, находящегося в зоне отработанного катализатора, возвращают в нижнюю часть реакционной зоны реактора (1) с псевдоожиженным слоем по трубе (1-10) для циркуляции отработанного катализатора и через золотниковый клапан (1-11) для циркуляции отработанного катализатора, а оставшаяся часть отработанного катализатора поступает в отгонное устройство (1-13) реактора с псевдоожиженным слоем по наклонной трубе (1-12) для отработанного катализатора с целью выполнения его отпарки, а затем поступает в регенератор (2) с псевдоожиженным слоем через золотниковый клапан (1-14) для отработанного катализатора и по трубе (1-15) для подачи отработанного катализатора;
сырьевой материал первой зоны активации подают в первую зону активации регенератора (2) с псевдоожиженным слоем из распределителя (2-3) первой зоны активации; отработанный катализатор подают в первый блок (2-2) для разделения газа и твердого вещества регенератора из трубы (1-15) для подачи отработанного катализатора для выполнения разделения газа и твердого вещества, полученный газ выводят в зону разделения газа и твердого вещества регенератора (2) с псевдоожиженным слоем через выпускное отверстие для газа из первого блока (2-2) для разделения газа и твердого вещества регенератора, а полученный отработанный катализатор выводят в первую зону активации регенератора (2) с псевдоожиженным слоем через выходное отверстие для катализатора из первого блока (2-2) для разделения газа и твердого вещества регенератора; сырьевой материал первой зоны активации взаимодействует и вступает в химическую реакцию с отработанным катализатором в первой зоне активации, так что неактивный кокс и активный кокс в отработанном катализаторе преобразуются в частицы кислородсодержащего углеводорода и частицы бескислородного углеводорода с небольшой молекулярной массой, и образуется газообразный продукт первой зоны активации; катализатор в первой зоне активации последовательно проходит через подзоны с 1й по nю первой зоны активации через отверстия для циркуляции катализатора в перегородках (2-4), а затем поступает во вторую зону активации регенератора (2) с псевдоожиженным слоем по трубе (2-5) для подачи катализатора первой зоны активации; газообразный продукт первой зоны активации поступает в зону разделения газа и твердого вещества регенератора (2) с псевдоожиженным слоем по трубе (2-6) для подачи газа первой зоны активации; сырьевой материал второй зоны активации подают во вторую зону активации регенератора (2) с псевдоожиженным слоем из распределителя (2-7) второй зоны активации для взаимодействия и вступления в химическую реакцию с катализатором из первой зоны активации, так что частицы каталитически неактивного кислородсодержащего углеводорода в коксе преобразуются в частицы каталитически активного бескислородного углеводорода, молекулярная масса кокса дополнительно уменьшается (т.е. кокс в катализаторе преобразуется в частицы, в основном состоящие из полиметилбензола и полиметилнафталина; и катализатор, выводимый из второй зоны активации, называют регенерированным катализатором), а сырьевой материал второй зоны активации преобразуется в газообразный продукт второй зоны активации во второй зоне активации, а затем поступает в зону разделения газа и твердого вещества регенератора (2) с псевдоожиженным слоем; газообразный продукт первой зоны активации и газообразный продукт второй зоны активации смешивают в зоне разделения газа и твердого вещества с получением газообразного продукта регенератора, и газообразный продукт регенератора, содержащий катализатор, поступает во второй блок (2-10) для разделения газа и твердого вещества регенератора для осуществления разделения газа и твердого вещества с получением газообразного продукта регенератора и катализатора; газообразный продукт регенератора поступает в камеру (2-11) для сбора газа регенератора, а затем поступает в расположенную ниже по потоку систему для рециркуляции газообразного продукта регенератора по трубе (2-12) для подачи газообразного продукта регенератора, а катализатор возвращают во вторую зону активации регенератора (2) с псевдоожиженным слоем; регенерированный катализатор во второй зоне активации охлаждают, а затем подают в реактор (1) с псевдоожиженным слоем по наклонной трубе (2-13) для регенерированного катализатора, через золотниковый клапан (2-14) для регенерированного катализатора и по трубе (2-15) для подачи регенерированного катализатора.
Для лучшей иллюстрации настоящей заявки и облегчения понимания технических решений, представленных в настоящей заявке, ниже приведены типовые, но не ограничивающие примеры настоящей заявки:
Пример 1
В данном примере применяют устройство, показанное на фиг.1 и фиг.2, в котором первый блок (2-2) для разделения газа и твердого вещества регенератора представляет собой циклонный сепаратор для разделения газа и твердого вещества; 2 перегородки (2-4) расположены в первой зоне активации регенератора (2) с псевдоожиженным слоем, т.е. n=2; перегородки (2-4) делят первую зону активации на 2 подзоны первой зоны активации; и 10 перфорированных пластин (2-8) расположены во второй зоне активации регенератора (2) с псевдоожиженным слоем, т.е. m=10; и перфорированные пластины (2-8) имеют пористость 50%.
В этом примере кислородсодержащее соединение представляет собой метанол; псевдоожижающий газ зоны отработанного катализатора представляет собой азот; сырьевой материал первой зоны активации включает в себя 10% вес. кислорода и 90% вес. водяного пара; сырьевой материал второй зоны активации представляет собой водяной пар; активный компонент катализатора представляет собой молекулярное сито SAPO-34; содержание кокса в регенерированном катализаторе составляет приблизительно 5% вес., причем частицы кокса включают в себя полиметилбензол и полиметилнафталин, масса полиметилбензола и полиметилнафталина составляет приблизительно 72% вес. от общей массы кокса, масса частиц кокса с молекулярной массой более 184 составляет приблизительно 19% вес. от общей массы кокса, а квартильное отклонение распределения содержания кокса в регенерированном катализаторе составляет приблизительно 0,9% вес.; содержание кокса в отработанном катализаторе составляет приблизительно 9% вес.; реакционная зона реактора (1) с псевдоожиженным слоем представляет собой зону быстрого псевдоожижения, и рабочие условия осуществления процесса в реакционной зоне реактора (1) с псевдоожиженным слоем являются следующими: кажущаяся линейная скорость газа: приблизительно 7,0 м/с, температура реакции: приблизительно 550°С, давление реакции: приблизительно 100 кПа и плотность слоя: приблизительно 100 кг/м3; рабочие условия осуществления процесса зоны отработанного катализатора реактора (1) с псевдоожиженным слоем являются следующими: кажущаяся линейная скорость газа: приблизительно 1,0 м/с, температура реакции: приблизительно 550°C, давление реакции: приблизительно 100 кПа и плотность слоя: приблизительно 200 кг/м3; рабочие условия осуществления процесса первой зоны активации регенератора (2) с псевдоожиженным слоем являются следующими: кажущаяся линейная скорость газа: 0,5 м/с; температура: 750°С; давление: 100 кПа; и плотность слоя: 400 кг/м3; и рабочие условия осуществления процесса во второй зоне активации регенератора (2) с псевдоожиженным слоем являются следующими: кажущаяся линейная скорость газа: 0,5 м/с; температура: 700°С; давление: 100 кПа; и плотность слоя: 400 кг/м3.
В этом примере соотношение катализатора к спирту составляет приблизительно 0,3 т катализатора на 1 т метанола; газообразный продукт состоит из этилена в количестве 55% вес., пропилена в количестве 37% вес., углеводородных соединений C4-C6 в количестве 5% вес. и других компонентов в количестве 3% вес., при этом другие компоненты включают метан, этан, пропан, водород, CO, CO2 и т.п.; а удельный расход производства составляет 2,50 т метанола на 1 т низкоуглеродистых олефинов. Степень использования атомов С во всем процессе составляет 99,0%.
Пример 2
В данном примере применяют устройство, показанное на фиг.1 и фиг.2, в котором первый блок (2-2) для разделения газа и твердого вещества регенератора представляет собой циклонный сепаратор для разделения газа и твердого вещества; 10 перегородок (2-4) расположены в первой зоне активации регенератора (2) с псевдоожиженным слоем, т.е. n=10; перегородки (2-4) делят первую зону активации на 10 подзон первой зоны активации; и 1 перфорированная пластина (2-8) расположена во второй зоне активации регенератора (2) с псевдоожиженным слоем, т.е. m=1; и перфорированная пластина (2-8) имеет пористость 5%.
В этом примере кислородсодержащее соединение включает в себя 82% вес. метанола и 18% вес. диметилэфира; псевдоожижающий газ зоны отработанного катализатора представляет собой водяной пар; сырьевой материал первой зоны активации включает в себя 20% вес. воздуха и 80% вес. водяного пара; сырьевой материал второй зоны активации представляет собой водяной пар; активный компонент катализатора представляет собой молекулярное сито SAPO-34; содержание кокса в регенерированном катализаторе составляет приблизительно 7% вес., причем частицы кокса включают в себя полиметилбензол и полиметилнафталин, масса полиметилбензола и полиметилнафталина составляет приблизительно 66% вес. от общей массы кокса, масса частиц кокса с молекулярной массой более 184 составляет приблизительно 26% вес. от общей массы кокса, а квартильное отклонение распределения содержания кокса в регенерированном катализаторе составляет приблизительно 0,6% вес.; содержание кокса в отработанном катализаторе составляет приблизительно 11% вес.; рабочие условия осуществления процесса в реакционной зоне реактора (1) с псевдоожиженным слоем являются следующими: кажущаяся линейная скорость газа: приблизительно 0,5 м/с, температура реакции: приблизительно 350°С, давление реакции: приблизительно 500 кПа и плотность слоя: приблизительно 500 кг/м3; зона отработанного катализатора реактора (1) с псевдоожиженным слоем представляет собой зону барботажного псевдоожижения; и рабочие условия осуществления процесса зоны отработанного катализатора реактора (1) с псевдоожиженным слоем являются следующими: кажущаяся линейная скорость газа: приблизительно 0,1 м/с, температура реакции: приблизительно 350°C, давление реакции: приблизительно 500 кПа и плотность слоя: приблизительно 800 кг/м3; рабочие условия осуществления процесса первой зоны активации регенератора (2) с псевдоожиженным слоем являются следующими: кажущаяся линейная скорость газа: 0,3 м/с; температура: 700°С; давление: 500 кПа; и плотность слоя: 510 кг/м3; и рабочие условия осуществления процесса во второй зоне активации регенератора (2) с псевдоожиженным слоем являются следующими: кажущаяся линейная скорость газа: 0,3 м/с; температура: 550°С; давление: 500 кПа; и плотность слоя: 510 кг/м3.
В этом примере соотношение катализатора к спирту составляет приблизительно 0,5 т катализатора на 1 т метанола; газообразный продукт состоит из этилена в количестве 38% вес., пропилена в количестве 54% вес., углеводородных соединений C4-C6 в количестве 6% вес. и других компонентов в количестве 2% вес., при этом другие компоненты включают метан, этан, пропан, водород, CO, CO2 и т.п.; а удельный расход производства составляет 2,50 т метанола на 1 т низкоуглеродистых олефинов. Степень использования атомов С во всем процессе составляет 99,3%.
Пример 3
В данном примере применяют устройство, показанное на фиг.1 и фиг.2, в котором первый блок (2-2) для разделения газа и твердого вещества регенератора представляет собой циклонный сепаратор для разделения газа и твердого вещества; 4 перегородки (2-4) расположены в первой зоне активации регенератора (2) с псевдоожиженным слоем, т.е. n=4; перегородки (2-4) делят первую зону активации на 4 подзоны первой зоны активации; и 6 перфорированных пластин (2-8) расположены во второй зоне активации регенератора (2) с псевдоожиженным слоем, т.е. m=6; и перфорированные пластины (2-8) имеют пористость 30%.
В этом примере кислородсодержащее соединение представляет собой диметилэфир; псевдоожижающий газ зоны отработанного катализатора включает в себя 5% вес. азота и 95% вес. водяного пара; сырьевой материал первой зоны активации включает в себя 1% вес. кислорода и 99% вес. водяного пара; сырьевой материал второй зоны активации представляет собой водяной пар; активный компонент катализатора представляет собой молекулярное сито SAPO-34; содержание кокса в регенерированном катализаторе составляет приблизительно 9% вес., причем частицы кокса включают в себя полиметилбензол и полиметилнафталин, масса полиметилбензола и полиметилнафталина составляет приблизительно 79% вес. от общей массы кокса, масса частиц кокса с молекулярной массой более 184 составляет приблизительно 13% вес. от общей массы кокса, а квартильное отклонение распределения содержания кокса в регенерированном катализаторе составляет приблизительно 0,2% вес.; содержание кокса в отработанном катализаторе составляет приблизительно 12% вес.; рабочие условия осуществления процесса в реакционной зоне реактора (1) с псевдоожиженным слоем являются следующими: кажущаяся линейная скорость газа: приблизительно 3,0 м/с, температура реакции: приблизительно 450°С, давление реакции: приблизительно 300 кПа и плотность слоя: приблизительно 230 кг/м3; рабочие условия осуществления процесса зоны отработанного катализатора реактора (1) с псевдоожиженным слоем являются следующими: кажущаяся линейная скорость газа: приблизительно 0,2 м/с, температура реакции: приблизительно 450°C, давление реакции: приблизительно 300 кПа и плотность слоя: приблизительно 600 кг/м3; рабочие условия осуществления процесса первой зоны активации регенератора (2) с псевдоожиженным слоем являются следующими: кажущаяся линейная скорость газа: 0,2 м/с; температура: 680°С; давление: 300 кПа; и плотность слоя: 580 кг/м3; и рабочие условия осуществления процесса во второй зоне активации регенератора (2) с псевдоожиженным слоем являются следующими: кажущаяся линейная скорость газа: 0,2 м/с; температура: 630°С; давление: 300 кПа; и плотность слоя: 580 кг/м3.
В этом примере соотношение катализатора к спирту составляет приблизительно 0,8 т катализатора на 1 т метанола; газообразный продукт состоит из этилена в количестве 45% вес., пропилена в количестве 51% вес., углеводородных соединений C4-C6 в количестве 3% вес. и других компонентов в количестве 1% вес., при этом другие компоненты включают метан, этан, пропан, водород, CO, CO2 и т.п.; а удельный расход производства составляет 2,42 т метанола на 1 т низкоуглеродистых олефинов. Степень использования атомов С во всем процессе составляет 99,5%.
Пример 4
В данном примере применяют устройство, показанное на фиг.1 и фиг.2, в котором первый блок (2-2) для разделения газа и твердого вещества регенератора представляет собой циклонный сепаратор для разделения газа и твердого вещества; 8 перегородок (2-4) расположены в первой зоне активации регенератора (2) с псевдоожиженным слоем, т.е. n=8; перегородки (2-4) делят первую зону активации на 8 подзон первой зоны активации; и 4 перфорированные пластины (2-8) расположены во второй зоне активации регенератора (2) с псевдоожиженным слоем, т.е. m=4; и перфорированные пластины (2-8) имеют пористость 20%.
В этом примере кислородсодержащее соединение представляет собой метанол; псевдоожижающий газ зоны отработанного катализатора представляет собой водяной пар; сырьевой материал первой зоны активации включает в себя 5% вес. воздуха и 95% вес. водяного пара; сырьевой материал второй зоны активации представляет собой водяной пар; активный компонент катализатора представляет собой молекулярное сито SAPO-34; содержание кокса в регенерированном катализаторе составляет приблизительно 11% вес., причем частицы кокса включают в себя полиметилбензол и полиметилнафталин, масса полиметилбензола и полиметилнафталина составляет приблизительно 88% вес. от общей массы кокса, масса частиц кокса с молекулярной массой более 184 составляет приблизительно 7% вес. от общей массы кокса, а квартильное отклонение распределения содержания кокса в регенерированном катализаторе составляет приблизительно 0,1% вес.; содержание кокса в отработанном катализаторе составляет приблизительно 13% вес.; рабочие условия осуществления процесса в реакционной зоне реактора (1) с псевдоожиженным слоем являются следующими: кажущаяся линейная скорость газа: приблизительно 4,0 м/с, температура реакции: приблизительно 500°С, давление реакции: приблизительно 200 кПа и плотность слоя: приблизительно 160 кг/м3; рабочие условия осуществления процесса зоны отработанного катализатора реактора (1) с псевдоожиженным слоем являются следующими: кажущаяся линейная скорость газа: приблизительно 0,5 м/с, температура реакции: приблизительно 500°C, давление реакции: приблизительно 200 кПа и плотность слоя: приблизительно 300 кг/м3; рабочие условия осуществления процесса первой зоны активации регенератора (2) с псевдоожиженным слоем являются следующими: кажущаяся линейная скорость газа: 0,1 м/с; температура: 650°С; давление: 200 кПа; и плотность слоя: 700 кг/м3; и рабочие условия осуществления процесса во второй зоне активации регенератора (2) с псевдоожиженным слоем являются следующими: кажущаяся линейная скорость газа: 0,1 м/с; температура: 600°С; давление: 200 кПа; и плотность слоя: 700 кг/м3.
В этом примере соотношение катализатора к спирту составляет приблизительно 1,0 т катализатора на 1 т метанола; газообразный продукт состоит из этилена в количестве 51% вес., пропилена в количестве 46% вес., углеводородных соединений C4-C6 в количестве 2% вес. и других компонентов в количестве 1% вес., при этом другие компоненты включают метан, этан, пропан, водород, CO, CO2 и т.п.; а удельный расход производства составляет 2,40 т метанола на 1 т низкоуглеродистых олефинов. Степень использования атомов С во всем процессе составляет 99,6%.
Приведенные выше примеры являются всего лишь несколькими примерами настоящей заявки и ни в какой форме не ограничивают ее. Хотя настоящая заявка описана выше с предпочтительными примерами, настоящая заявка ими не ограничивается. Некоторые изменения или модификации, которые могут быть предложены любыми техническими специалистами в данной области техники с использованием раскрытого выше технического содержания без отступления от объема технических решений настоящего изобретения, эквивалентны эквивалентным случаям реализации и входят в указанный объем технических решений.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ НИЗКОУГЛЕРОДИСТЫХ ОЛЕФИНОВ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ | 2020 |
|
RU2815512C1 |
| РЕАКТОР С ПСЕВДООЖИЖЕННЫМ СЛОЕМ, УСТРОЙСТВО И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ | 2020 |
|
RU2810794C1 |
| РЕАКТОР ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЕМ КОКСА, А ТАКЖЕ УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НИЗКОУГЛЕРОДИСТЫХ ОЛЕФИНОВ ИЗ КИСЛОРОДСОДЕРЖАЩЕГО СОЕДИНЕНИЯ | 2020 |
|
RU2798851C1 |
| РЕАКТОР С ПСЕВДООЖИЖЕННЫМ СЛОЕМ, УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НИЗКОУГЛЕРОДИСТЫХ ОЛЕФИНОВ ИЗ КИСЛОРОДСОДЕРЖАЩЕГО СОЕДИНЕНИЯ | 2020 |
|
RU2806760C1 |
| РЕАКТОР ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЕМ КОКСА, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ НИЗКОУГЛЕРОДИСТЫХ ОЛЕФИНОВ ИЗ КИСЛОРОДСОДЕРЖАЩЕГО СОЕДИНЕНИЯ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ | 2020 |
|
RU2812664C1 |
| УСТРОЙСТВО С КИПЯЩИМ СЛОЕМ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПАРА-КСИЛОЛА И СОВМЕСТНОГО ПОЛУЧЕНИЯ НИЗШИХ ОЛЕФИНОВ ИЗ МЕТАНОЛА И/ИЛИ ДИМЕТИЛОВОГО ЭФИРА И ТОЛУОЛА | 2017 |
|
RU2743989C1 |
| УСТРОЙСТВО С КИПЯЩИМ СЛОЕМ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПАРА-КСИЛОЛА И СОВМЕСТНОГО ПОЛУЧЕНИЯ НИЗШИХ ОЛЕФИНОВ ИЗ МЕТАНОЛА И/ИЛИ ДИМЕТИЛОВОГО ЭФИРА И БЕНЗОЛА | 2017 |
|
RU2743135C1 |
| УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПАРА-КСИЛОЛА И СОВМЕСТНОГО ПОЛУЧЕНИЯ НИЗШИХ ОЛЕФИНОВ ИЗ МЕТАНОЛА И/ИЛИ ДИМЕТИЛОВОГО ЭФИРА И ТОЛУОЛА | 2017 |
|
RU2744214C1 |
| УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПАРА-КСИЛОЛА И СОВМЕСТНОГО ПОЛУЧЕНИЯ НИЗШИХ ОЛЕФИНОВ ИЗ МЕТАНОЛА И/ИЛИ ДИМЕТИЛОВОГО ЭФИРА И БЕНЗОЛА | 2017 |
|
RU2742576C1 |
| РЕАКТОР С ТУРБУЛЕНТНЫМ ПСЕВДООЖИЖЕННЫМ СЛОЕМ, УСТРОЙСТВО И СПОСОБ, В КОТОРОМ ИСПОЛЬЗУЮТ КИСЛОРОДСОДЕРЖАЩЕЕ СОЕДИНЕНИЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПРОПЕНА И C4 УГЛЕВОДОРОДА | 2016 |
|
RU2712274C1 |
Изобретение касается регенератора с псевдоожиженным слоем для активации катализатора с целью получения низкоуглеродистых олефинов из кислородсодержащего соединения. Регенератор включает в себя вторую зону активации, первую зону активации и зону разделения газа и твердого вещества снизу вверх; причем вторая зона активации в осевом направлении сообщается с зоной разделения газа и твердого вещества; первая зона активации расположена на периферии соединения между второй зоной активации и зоной разделения газа и твердого вещества; первая зона активации представляет собой кольцевую полость; n перегородок радиально установлены в первой зоне активации, и n перегородок делят первую зону активации на n подзон первой зоны активации; и в каждой из n-1 перегородок образовано отверстие для циркуляции катализатора, так что катализатор, поступающий в первую зону активации, течет в кольцевом направлении. Изобретение также касается устройства и способа получения низкоуглеродистых олефинов из кислородсодержащего соединения. Технический результат – управляемая активация для преобразования отработанного катализатора в регенерированный катализатор, при этом регенерированный катализатор характеризуется высокой активностью, высокой селективностью по низкоуглеродистым олефинам и т.п. и обеспечивает снижение удельного расхода метанола и степени коксования метанола, а также повышение атомарной экономичности технологии метанола в олефины (МТО). 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил., 4 пр.
1. Регенератор с псевдоожиженным слоем для активации катализатора с целью получения низкоуглеродистых олефинов из кислородсодержащего соединения, содержащий вторую зону активации, первую зону активации и зону разделения газа и твердого вещества снизу вверх;
причем вторая зона активации в осевом направлении сообщается с зоной разделения газа и твердого вещества;
первая зона активации расположена на периферии соединения между второй зоной активации и зоной разделения газа и твердого вещества;
первая зона активации представляет собой кольцевую полость;
n перегородок радиально установлены в первой зоне активации, и n перегородок делят первую зону активации на n подзон первой зоны активации; и
в каждой из n-1 перегородок образовано отверстие для циркуляции катализатора, так что катализатор, поступающий в первую зону активации, течет в кольцевом направлении.
2. Регенератор с псевдоожиженным слоем по п.1, в котором n перегородок в первой зоне активации содержат 1-ю перегородку и со 2-й перегородки по n-ю перегородку;
в 1-й перегородке не образовано отверстие для циркуляции катализатора;
в каждой перегородке со 2-й перегородки по n-ю перегородку образовано отверстие для циркуляции катализатора;
в 1-й подзоне первой зоны активации, образованной путем разделения с помощью 1-й перегородки и 2-й перегородки, образовано впускное отверстие для отработанного катализатора;
в n-й подзоне первой зоны активации, образованной путем разделения с помощью 1-й перегородки и n-й перегородки, расположена труба для подачи катализатора первой зоны активации;
ниже подзон первой зоны активации расположен распределитель первой зоны активации;
в верхних частях подзон первой зоны активации расположена труба для подачи газа первой зоны активации,
предпочтительно n имеет следующий диапазон значений: 2 ≤ n ≤ 10;
предпочтительно поперечное сечение каждой из подзон первой зоны активации является секторно-кольцевым;
предпочтительно во второй зоне активации расположены m перфорированных пластин горизонтально, где 1 ≤ m ≤ 10;
предпочтительно перфорированные пластины имеют пористость от 5 до 50%;
предпочтительно в нижней части второй зоны активации расположен распределитель второй зоны активации.
3. Регенератор с псевдоожиженным слоем по п.1, в котором первый блок для разделения газа и твердого вещества регенератора расположен в верхней части первой зоны активации; и
первый блок для разделения газа и твердого вещества регенератора сообщается с первой зоной активации через впускное отверстие для отработанного катализатора;
предпочтительно регенератор с псевдоожиженным слоем содержит камеру для сбора газа регенератора и охладитель регенератора с псевдоожиженным слоем;
камера для сбора газа регенератора расположена в верхней части регенератора с псевдоожиженным слоем;
верхняя часть камеры для сбора газа регенератора снабжена трубой для подачи газообразного продукта регенератора;
зона разделения газа и твердого вещества снабжена вторым блоком для разделения газа и твердого вещества;
камера для сбора газа регенератора соединена с выпускным отверстием второго блока для разделения газа и твердого вещества; и
охладитель регенератора с псевдоожиженным слоем расположен в нижней части второй зоны активации.
4. Устройство для получения низкоуглеродистых олефинов из кислородсодержащего соединения, содержащее реактор с псевдоожиженным слоем и регенератор с псевдоожиженным слоем,
причем регенератор с псевдоожиженным слоем содержит регенератор с псевдоожиженным слоем по п.1.
5. Устройство по п.4, содержащее наклонную трубу для отработанного катализатора, отгонное устройство реактора с псевдоожиженным слоем, трубу для подачи отработанного катализатора, наклонную трубу для регенерированного катализатора и трубу для подачи регенерированного катализатора;
причем зона отработанного катализатора, наклонная труба для отработанного катализатора, отгонное устройство реактора с псевдоожиженным слоем, труба для подачи отработанного катализатора и первый блок для разделения газа и твердого вещества регенератора последовательно сообщаются друг с другом; и
вторая зона активации, наклонная труба для регенерированного катализатора, труба для подачи регенерированного катализатора и реакционная зона реактора с псевдоожиженным слоем последовательно сообщаются друг с другом;
предпочтительно реактор с псевдоожиженным слоем содержит нижнюю оболочку, трубу для подачи и верхнюю оболочку;
нижняя оболочка охватывает реакционную зону;
труба для подачи расположена выше реакционной зоны и сообщается с реакционной зоной;
верхняя оболочка расположена на периферии трубы для подачи;
верхняя оболочка и труба для подачи образуют полость; и
указанная полость разделена снизу вверх на зону отработанного катализатора и зону разделения газа и твердого вещества;
предпочтительно реакционная зона представляет собой зону быстрого псевдоожижения;
предпочтительно зона отработанного катализатора представляет собой зону барботажного псевдоожижения;
предпочтительно зона разделения газа и твердого вещества снабжена первым блоком для разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем; и
верхняя часть трубы для подачи соединена со впускным отверстием первого блока для разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем;
предпочтительно реактор с псевдоожиженным слоем содержит распределитель реактора с псевдоожиженным слоем, охладитель реактора с псевдоожиженным слоем, газораспределитель зоны отработанного катализатора, камеру для сбора газа реактора с псевдоожиженным слоем и второй блок для разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем;
распределитель реактора с псевдоожиженным слоем расположен в нижней части реакционной зоны;
охладитель реактора с псевдоожиженным слоем расположен в нижней части зоны отработанного катализатора;
газораспределитель зоны отработанного катализатора расположен в нижней части зоны отработанного катализатора;
выпускные отверстия для газа из второго блока для разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем и первого блока для разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем соединены с камерой для сбора газа реактора с псевдоожиженным слоем;
камера для сбора газа реактора с псевдоожиженным слоем снабжена трубой для подачи газообразного продукта; и
выпускные отверстия для катализатора из первого блока для разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем и второго блока для разделения газа и твердого вещества реактора с псевдоожиженным слоем соединены с зоной отработанного катализатора;
предпочтительно реакционная зона и зона отработанного катализатора сообщаются друг с другом посредством трубы для циркуляции отработанного катализатора.
6. Способ получения низкоуглеродистых олефинов из кислородсодержащего соединения с использованием устройства по п.4,
в котором способ получения низкоуглеродистых олефинов из кислородсодержащего соединения содержит способ активации катализатора для получения низкоуглеродистых олефинов из кислородсодержащего соединения, и в способе активации катализатора для получения низкоуглеродистых олефинов из кислородсодержащего соединения используют регенератор с псевдоожиженным слоем по п.1;
причем способ активации катализатора для получения низкоуглеродистых олефинов из кислородсодержащего соединения включает:
подачу сырьевого материала первой зоны активации и отработанного катализатора в первую зону активации, в которой отработанный катализатор химически реагирует с сырьевым материалом первой зоны активации, протекая в кольцевом направлении вдоль подзон первой зоны активации, с образованием частично активированного катализатора; и
подачу частично активированного катализатора и сырьевого материала второй зоны активации во вторую зону активации и проведение химической реакции с получением регенерированного катализатора;
при этом композиция кокса в частично активированном катализаторе содержит частицы кислородсодержащих углеводородов и частицы бескислородных углеводородов;
причем способ получения низкоуглеродистых олефинов из кислородсодержащего соединения включает:
подачу сырьевого материала с кислородсодержащим соединением и регенерированным катализатором в реакционную зону и проведение реакции с получением потока А с низкоуглеродистыми олефинами и отработанным катализатором;
выполнение разделения потока А на газ и твердое вещество и перенос отработанного катализатора в зону отработанного катализатора; и
возврат части отработанного катализатора из зоны отработанного катализатора в реакционную зону с псевдоожиженным слоем и обеспечение поступления оставшейся части отработанного катализатора в регенератор с псевдоожиженным слоем.
7. Способ по п.6, согласно которому сырьевой материал первой зоны активации содержит кислород, воздух и водяной пар;
массовая доля кислорода составляет от 0 до 10% вес.;
массовая доля воздуха составляет от 0 до 20% вес.; и
массовая доля водяного пара составляет от 80 до 100% вес.;
предпочтительно рабочие условия осуществления процесса в первой зоне активации регенератора с псевдоожиженным слоем являются следующими: кажущаяся линейная скорость газа: от 0,1 до 0,5 м/с; температура: от 650 до 750°С; давление: от 100 до 500 кПа; и плотность слоя: от 400 до 700 кг/м3;
предпочтительно сырьевой материал второй зоны активации представляет собой водяной пар;
предпочтительно рабочие условия осуществления процесса во второй зоне активации регенератора с псевдоожиженным слоем являются следующими: кажущаяся линейная скорость газа: от 0,1 до 0,5 м/с; температура: от 550 до 700°С; давление: от 100 до 500 кПа; и плотность слоя: от 400 до 700 кг/м3.
8. Способ по п.6, согласно которому содержание кокса в отработанном катализаторе составляет от 9 до 13% вес.;
предпочтительно содержание кокса в отработанном катализаторе составляет от 10 до 12% вес.;
предпочтительно отработанный катализатор содержит молекулярное сито SAPO-34;
предпочтительно содержание кокса в регенерированном катализаторе составляет от 5 до 11% вес.; и
квартильное отклонение распределения содержания кокса в регенерированном катализаторе составляет менее 1,0% вес.;
предпочтительно в регенерированном катализаторе частицы кокса содержат полиметилбензол и полиметилнафталин;
общая масса полиметилбензола и полиметилнафталина составляет более 60% вес. от общей массы кокса или может быть равна указанному количеству;
масса частиц кокса с молекулярной массой более 184 составляет менее 30% вес. от общей массы кокса или может быть равна указанному количеству; а
общая масса кокса относится к общей массе частиц кокса.
9. Способ по п.6, согласно которому рабочие условия осуществления процесса в зоне отработанного катализатора реактора с псевдоожиженным слоем являются следующими: кажущаяся линейная скорость газа: от 0,1 до 1,0 м/с; температура реакции: от 350 до 550°С; давление реакции: от 100 до 500 кПа; и плотность слоя: от 200 до 800 кг/м3.
10. Способ по п.6, согласно которому сырьевой материал с кислородсодержащим соединением представляет собой по меньшей мере одно из группы, состоящей из метанола и диметилэфира (dimethyl ether, DME);
предпочтительно соотношение массового расхода регенерированного катализатора к поданному количеству кислородсодержащего соединения составляет от 0,3 до 1,0 т катализатора на 1 т метанола;
предпочтительно соотношение массового расхода регенерированного катализатора к поданному количеству кислородсодержащего соединения составляет от 0,5 до 1,0 т катализатора на 1 т метанола;
предпочтительно рабочие условия осуществления процесса в реакционной зоне реактора с псевдоожиженным слоем являются следующими: кажущаяся линейная скорость газа: от 0,5 до 7,0 м/с; температура реакции: от 350 до 550°С; давление реакции: от 100 до 500 кПа; и плотность слоя: от 100 до 500 кг/м3.
| МЕТОД ПОЛУЧЕНИЯ ЛЕГКИХ ОЛЕФИНОВ ПРИ ПОМОЩИ КИСЛОРОДСОДЕРЖАЩЕГО СОЕДИНЕНИЯ | 2013 |
|
RU2632905C1 |
| Рельсовый тормозной башмак | 1922 |
|
SU8804A1 |
| CN 107963957 A, 27.04.2018 | |||
| CN 107540492 A, 05.01.2018 | |||
| CN 106732823 A, 31.05.2017. | |||
