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"Purification de mono-oléfines par hydrogénation sélective."
La présente invention est relative à des moyens de contrôle de l'hydrogénation catalytique sélective d'impuretés plus insaturées qu'une mono-oléfine, telles que des impuretés di.. et açétyléniques oléfiniques, présentes dans la mono-oléfine que l'on purifie.
Bien que divers catalyseurs et conditions d'hydro- génation sélective pour la purification de mono-oléfines aient été proposés) l'opération est très sensible à des changements de composition de l'alimentation, d'activité catalytique, de tempé- rature, de taux d'alimentation et, jusqu'à un certain point, à des changements de prassion.
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L'amélioration de contrôle de la présente invention est spécialement intéressante dans les purifications d'alimenta- tions oléfiniques . en ce qui concerne les impuretés dioléfini- ques et acétyléniques, qui ont tendance à contenir des propor- tions relativement grandes d'hydrogène et une série d'oléfines, par exemple un courant hydrocarboné gazeux contenant des hydro- carbures ayant 1 à 5 atomes de carbone par molécule et même des polymères de point d'ébullition supérieur (CI à C5 et plus), tels qu'un effluent d'éthane, propane, propylène et butane cra- qués à la vapeur, non soumis à un fractionnement de précision, en vue de l'obtention d'un courant hydrocarboné de gamme d'é- bullitionstrès étroite, comme alimentation à la zone d'hydrogé- nation sélective.
Suivant un aspect simplifie, la présente invention utilise essentiellement une dilution contrôlée du courant olé- finique impur circulant vers la zone d'hydrogénation, par un autre 'courant olfinique, appelé courant diluant, de composition similaire mais ayant une plus faible teneur d'impuretés, en vue de l'adaptation à des changements se produisant dans les variables qui affectent l'opération.
Le courant impur et le courant di- luant devraient tous deux être exempts, de façon satisfaisante, de poisons de catalyseur, par exemple des composés du soufre; ou n'avoir qu'une faible teneur de telspoisons. Cependant, avec la présente méthode, un ajustement peut être prévu pour permettre au courant impur de porter une quantité supérieure aux quantités ordinairement tolérées d'impuretés organiques et inorganiques.
Par exemple, avec la dilution contrôlée, le courant oléfinique impur ne doit pas avoir subi un fractionnement, une purification ou une dessiccation préliminaires poussés, qui sont généralement considérés comme étant essentiels dans d'autres méthodes d'hydro- génation sélective.
Sous un aspect plus particulier, la présente inven-
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tion procure un système pour l'obtention d'un courant diluant convenable à partir du courant oléfinique initial traité, c'est- à-dire purifié, et pour le mélange* ou la combinaison du courant diluant avec le courant oléfinique impur en un point convenable, ce qui facilite le prétraitement du courant impur, ainsi que le contrôle global. Le prétraitement peut en général comprendre un refroidissement, une séparation d'un condensat aqueux, et une compression avant que le courant soit préchauffé jusqu'à la tem- pérature de réaction d'hydrogénation, et ensuite envoyédans le réacteur d'hydrogénation.
D'autres détails apparaîtront de la description suivante donnée avec référence au dessin schématique annexé.
Au dessin l'effluent d'un serpentin de pyrolyse d'éthane pénètre par une conduite 1 dans une tour de refroidisse- ment 2. Cet effluent est le courant riche en éthylène et impur, contenant des impuretés dioléfiniques, par exemple du propadiène, du butadiène, etc, et des impuretés acétyléniques, par exemple de l'acétylène, du méthyl acétylène, etc. Ce courant contient une quantité importante d'hydrogène, pouvant atteindre 100 moles de H2 pour 100 moles de C2H4. Il contiendra généralement une cer- taine quantité de méthane, d'éthane, de propane, de propylène, de butène, de pentène et même de polymères à point d'ébullition supérieur.
La tour de refroidissement 2 est pourvue de moyens peur faire circuler le milieu de refroidissement, par exemple de l'eau, d'une sortie 4 par laquelle le courant gazeux oléfini- que refroidi se dirige vers un tambour de séparation 5 (knock-out et d'une conduite 6 pour les courants recyclés avec des contrôles qui seront expliqués par la suite.
Dans le tambour 5, le condensat aqueux qui se sépa- re du courant hydrocarboné est enlevé par la conduite 7. Le poly- mère condensé se sépare là é galement. Le courant hydrocarboné
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gazeux passe par la conduite 8 vers lecôté d'aspiration 6''un premier compresseur 9 en vue d'y être comprimé,ensuite à tra- vers un réfrigérateur à échange de chaleur 10 se situant dans la conduite 11, puis dans un autre tambour de séparation 12 où un condensat supplémentaire d'eau et de polymère est séparé du courant hydrocarboné gazeux et enlevé par la conduite de pur- ge 13.
Le courant gazeux sortant du tambour 12 est envoyé par la conduite 14 dans un second compresseur 15 pour que sa pres- sion soit élevée jusqu'à un niveau convenant pour les exigences du préchauffage et de la réaction. Des phases supplémentaires de séparation de condensat, de refroidissement intermédiaire, et de compression pourraient 8tre prévues en avant du compresseur final, si on le désire.
Le courant hydrocarboné passe du compresseur final 15 par la conduite 16 vers l'entrée d'un serpentin de chauffage situé dans un four 17. En vue dtune économie de chaleur, ce courant reçoit de la chaleur dans l'échangeur thermique 18.
Le courant hydrocarboné préchauffé) sa trouvant à un niveau conve. nable de température, est envoyé par la conduite 19, depuis la sortie du serpentin du four 17, vers un réacteur d'hydrogénation 20 qui contient le catalyseur d'hydrogénation sélectiveLe cou- rant hydre carboné quittant la sone de réaction du réacteur 20 est envoyé par la conduite 21 à travers l'échangeur thermique 18 dans lequel sa température est abaissée, et ensuite vsrs un appareil de refroidissement et d'épuration à l'eau, qui est pourvu de moyens 23 pour le refrodissement et la remise en circulation de l'eau* Des collecteurs pouvant être prévus pour enlever les dépôts, st on le désire.
Le catalyseur se trouvant dans le réacteur peut être un catalyseur disponible d'hydrogenation sélective, tel que du molybdate de cobalt sur de l'alumine ou autre support, du palladium sur de l'alumine du platiné sur un support, etc.
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De tels catalyseurs ont généralement une activité convenable
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à des températures de la gamme d'environ 700 à 11000P et à des pressions de la gamme d'environ 40 à 500 livres par pouce carré sur des courants ayant des vitesses spatiales de l'ordre de 400 à 5000 volumes par volume de catalyseur par heure. Les conditions et le taux de circulation varient avec l'activité spécifique du catalyseur et avec le taux d'impuretés.
Les conditions pré- férées sont modérées pour réduire au minimum la polymérisation ou les réactions secondaires non désirées et permettre au réac- teur d'Être de dimensions économiques; ces conditions seront, par exemple, des pressions de 100 à 250 livres par pouce carré
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et des températures de 100* à 6;O.F Evidemment. le codt du catalyseur est un autre facteur guidant le choix du catalyseur.
Des moyens connus peuvent être prévus pour la régé- nération des catalyseurs) par exemple l'utilisation de réacteurs de réserva) été
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D* ltappareil d'épuration 22b le courant gaseux purifia Ost ënvb7d par la conduite 24 dans un tambour de séparas tion 25 comportant unêonu1tè de purge de condensât 26b - nt en- suite par une conduite 27 à des moyens de eoiaprassiont de rnrroi.
dissement et de fractionnement, Le courant purifié peut être Mélangé avec un autre
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courant riche en olètineâ$ de composition similaire) qui eat) de façon êxempt de diolêtines et dacètylèhes) par éxomplé un gag de raffinerie Issu d'un cracking catalytîqueb Les courants mèlangés peuvent être soumis à des traitements do puri- fieatÀomùhimiqùes, si nécessaire) par exotiple lorsque le gaz de raffinerie mdlangd contient des e<Mtpo8êa du sôufro* Pour un contitlo otficèket et économique de Ithydro- gênatiôn *t du oyâtéme en général, le courant diluant est une partie du tourânt bydroearboné purifié enlevé de la conduit* 21 PA14 une ëndu1te dé rteyelagà 29 conti8140 par une Vàhfteb Lé la
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conduite 29,
le courant diluant est envoyé par la conduite 6 à la tour de refroidissement 2 en vue de son mélange avec le cou- rant oléfinique impur qui doit être purifié. Une conduite de re-
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c3clag 30 peut ttre connectée de la conduite z à la conduite 11, en avant du réfrigérateur 10, si on le désire, car la compo- sition du courant diluant est ainsi maintenue pr atiquement iden- tique et a subi une épuration pour l'enlèvement des particules de catalyseur.
Pour maintenir une circulation uniforme sans chocs ni pulsations,les compresseurs utilisés sont des compresseurs centrifuges avec des dispositifs pour le contrôle de la circula- tion des gaz* Par exemple) pour maintenir une circulation con- tinue du gaz hydrocarboné à travers le second compresseur centri-
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fuget Un débitmétré 31 est placé dans la conduite 16 avec une connexion a une vanna de contrôle de pression 32 pour dériver une partie du gaz vers la conduite 6. La vanne de contrôle peut âtre actionnée pour maintenir la circulation de gaz à travers le
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comprëeâëur, au-dessus d'un minimum.
Elle peut également être actonnée, par l'intermédiaire d'une autre connexion avec un in. dicateur sensible à la pression 33, pour empocher l'attraction d'un vide du côté de 1'aspiration des compresseurs6 Bans un type normal de processus opératoire, en dé- marrant avec du catalyseur frais ou du catalyseur franchement
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reactive qui donne l'effet détiré d'hydrogénation xélective à 300e&*4006?i le courant ..n3.qu impur à purifier peut être envoya dans le réacteur, avec peu ou pas de préchauffage dans 18 four de preehauffage, mais nm avec une quantité appropriée du courant diluant* Comme le catalyseur perd de son activité) un préchauffage est ajouté au courant traV8rBat le 8 erpisntin du tour de prèchauteage pour amener la température jud#qutA une valeur)
par exemple , de l'ordre de 450* A 650.' et en mama temps on ajoute une quantité suffisante du courant diluant pour
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maintenir un taux de circulation convenable du courant de mélan- ge à travers la zone catalytique. Le courant diluant, exempt de dioléfines et d'acétylènes n'augmente pas la désactivation du catalyseur mais aide au maintien d'une vitesse spatiale convena- ble des hydrocarbures à travers la zone de réaction. Après que l'activité du catalyseur a encore diminué, la circulation du courant diluant peut être réduite. L'activité du xxxxxxx xxxxxx catalyseur est alors restaurée par réactivation .
L'exemple suivant donne une illustration des condi- tions des courants lorsque le préchauffage est amené à la limite supérieure
EXEMPLE
Le courant d'alimentation frache d'oléfines impures, contenant de 1 hydrogène, du méthane, de l'éthane, de l'éthylène, de l'acétylène et du propadiène est envoyé dans une tour de re- froidissement par eau pour y être refroidi jusqu'à 90 F en par- tant de la température de 465 F ou plus, à une pression effec- tive de 6 livres par pouce carré.
Dans la tour de refroidissement, on mélange une'quantité suffisante du courant diluant venant de la conduite de recyclage 29 pour amener la vitesse spatiale du courant galeux oléfinique à travers la zone de réaction dans le réacteur 20 au voisinage de 600 vlumes par volume de cataly- Beur par heure, le courant diluant constituant plus de 50% du courant total* Du coté de décharge du second compresseur, le courant de gaz mixte reçoit une pression de 118 livras par pouce carré et une température de 223 F.
Le courant Mixte est ensuite chauffé dans le tour de préchauffage jusqu'à des températures de 300 à 550 f en vue de son introduction dans le réacteur d'hydro- génation dans lequel une hydrogénation exothermique des dioléfi- nes et des acétylènes amène l'effluent à être d'une température légèrement supérieure * Une hydrogénation minimum de mono-oléfine est obtenue en maintenant cet accroissement de température à un
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niveau bas, par exemple moins de 20 F pour le taux de circula- tion et le catalyseur donnés.
Au fur et à mesure que l'activi- té du catalyseur diminue, cette différence detempérature tend à devenir plus faible, mais on peut corriger cela, sans augmenta- tion du préchauffage de façon excessive, en réduisant la circu- lation du courant de diluant recyclé. La température maximum que le catalyseur, par exemple du molybdate de cobalt, peut pren- dre est voisine de 550 à 650 F;. Une réactivation est alors re- quise. Le dépassement d'une telle température peut endommager le catalyseur.
Lorsque l'alimentation oléfinique fraîche comprimée est d'abord envoyée à un réacteur dans lequel le catalyseur est très actif, à savoir un catalyseur neuf ou fraïchement régénéré, le courant d'alimentation est, de préférence, à une température basse de 200 à 300 F, aucun préchauffage important n'étant donné dans le four de préchauffage. En conséquence, l'effluent initial du réacteur d'hydrogénation sélective est sans spécification.
Cet effluent peut être recyclé. Ensuite, lorsque le préchauffage est amorcé, une partie de l'effluent purifia est recyclée pour agir comme diluant pour le contrôle de la vitesse spatiale du courant. Le préchauffage est graduellement accru dans la gamme de 350 à 650 F sur la période pendant laquelle la fournée de catalyseur est utilisée, par exemple pendant un période de 20 jours, plus ou moins, suivant la vie du catalyseur.
On prévoit une utilisation contrôlée du diluant ajouté pour maintenir une vitesse spatiale plus uniforme au fur et à mesure que le préchauffage du courant allant au réacteur d'hydrogénation est accru. Ceci permet un meilleur contrôle du préchauffage et empêche de larges fluctuations de température.
Durant un démarrage de l'unité, l'alimentation frai-, che peut être reçue à un *aux faible depuis un serpentin de py- rolyse et ensuite ce taux est augmenté en ajoutant l'effluent
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d'un autre serpentin de pyrolyse d'éthane ou.de propane. De la sorte, comme une plus grande quantité d'alimentation fraîche est ' ajoutée, une quantité moindre de courant diluant est recyclée sans changement important dans le taux de circulation à travers le réacteur d'hydrogénation.
En conséquence, le taux de circula- ' tion à travers le réacteur d'hydrogénation peut être maintenu dans d-es limites propres à empêcher uns hydrogénation excessive de la mono-oléfine, ou une détérioration du catalyseur même avec de faibles taux d'alimentation fraîche.
On notera que le courant de diluant ou le courant de recyclage est, de préférence, principalement composé de la mono- oléfine qui doit être purifiée. Il peut s'agir d'un courant de produit issu de la zone de réaction d'hydrogénation catalytique sélective et exempt de dbléfines et d'acétylènes indésirables.
L'addition contr8lée du courant de diluant ou de recyçlage permet le fonctionnement du réacteur il*hydrogénation à des taux de circulation convenables lorsque le taux d'alimenta- tion mono-oléfinique fraîche au système de purification est bas, lors du démarrage du système, lorsqu'on veut atteindre des ni- veaux de température maxima dans leréacteur d'hydrogénation et lors du changement de réacteurs.
L'opération peut être mise en oeuvre avec un seul réacteur mais pour aider à la souplesse du système, on peut utiliser plus d'un réacteur en service en pa- rallèle, tandis qu'un autre réacteur est hors de service pour la réactivation:
Le courant de recyclage ou de diluant est enlevé avantageusement en un point du système, où il est à une tempéra- ture et à une pression convenablement basses pour que les êou- rants mélangés soient sous des conditions convenables pour la compression fi@nale. Il est avantageux que le courant de diluant soit soumis à une épuration à l'eau ou traitement similaire pour l'enlèvement des particules non gazeuses.
L'utilisation du courant de diluant ou de recyclage aide à contrôler la durée de réaction
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ou séjour du courant passant à travers le réacteur d'hydrogéna- tion. Du reste, l'utilisation contrôlée du courant de diluant ou de recyclage aide à contrôler la température de réaction.
Les résultats obtenus en utilisant le courant de diluant ou de recyclage montrent qu'une aide énorme est obtenue lors du démarrage de l'unité de purification, lors d'une varia- tion de la quantité d'alimentation fraîche amenée à l'unité et lors du changement des réacteurs d'hydrogénation. Les principes et avantages qui ont été développés peuvent être appliqués dans la purification non seulement de mono-oléfines gazeuses mais également dan la purification de mono-oléfines supérieures de la gamme C2 à C16, spécialement lorsque la purification dépend du maintien de taux de circulation convenables des courants
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mono-oléfiniques impure traversant la zone de réaction d'hydro- génation catalytique.
REVENDICATIONS
1. Un procédé de purification d'un courant hydro- carboné mono-oléfinique par hydrogénation sélective d'impuretés hydrocarbonées plus insaturées se trouvant dans ce courant, en présence d'un catalyseur d' hydrogénation, caractérisé par l'ad-
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dition, au courant hydrocarbon' mono-oléfinîuue. d'un courant -i diluant contenant :a wônô-ôÀ6iinê . relaÚ.eaent exeapte clesdi- tes impuretés pour former un codant. a*ixte dz ¯.. --z---¯ ¯s. ¯ convenable qui est passé à travers une zone d'hydrogénation con- tenant le catalyseur.
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"Purification of mono-olefins by selective hydrogenation."
The present invention relates to means for controlling the selective catalytic hydrogenation of impurities more unsaturated than a mono-olefin, such as olefinic di .. and acetylenic impurities, present in the mono-olefin which is purified. .
Although various catalysts and selective hydrogenation conditions for the purification of mono-olefins have been proposed) the operation is very sensitive to changes in feed composition, catalytic activity, temperature, feeding rate and, to some extent, changes in prassion.
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The improved control of the present invention is especially valuable in the purifications of olefinic feeds. for diolefin and acetylenic impurities, which tend to contain relatively large proportions of hydrogen and a variety of olefins, for example a gaseous hydrocarbon stream containing hydrocarbons having 1 to 5 carbon atoms. carbon per molecule and even higher boiling point polymers (CI to C5 and above), such as steam cracked ethane, propane, propylene and butane effluent not subjected to precision fractionation, to obtain a very narrow boiling range hydrocarbon stream as feed to the selective hydrogenation zone.
In a simplified aspect, the present invention essentially uses a controlled dilution of the impure olefinic stream flowing to the hydrogenation zone, by another olefinic stream, called a diluent stream, of similar composition but having a lower content of impurities. , with a view to adapting to changes occurring in the variables that affect the operation.
Both the impure stream and the diluent stream should be satisfactorily free of catalyst poisons, eg, sulfur compounds; or have only a low content of such poisons. However, with the present method, an adjustment can be made to allow the impure stream to carry an amount greater than the ordinarily tolerated amounts of organic and inorganic impurities.
For example, with the controlled dilution, the impure olefinic stream should not have undergone extensive preliminary fractionation, purification or drying, which is generally considered essential in other selective hydrogenation methods.
In a more particular aspect, the present invention
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This provides a system for obtaining a suitable diluent stream from the initial treated, i.e. purified olefinic stream, and for mixing or combining the diluent stream with the impure olefinic stream at one point. suitable, which facilitates the pre-treatment of the impure stream, as well as the overall control. The pretreatment can generally include cooling, separation of an aqueous condensate, and compression before the stream is preheated to the hydrogenation reaction temperature, and then sent to the hydrogenation reactor.
Further details will become apparent from the following description given with reference to the attached schematic drawing.
In the drawing, the effluent from an ethane pyrolysis coil enters through line 1 into a cooling tower 2. This effluent is the stream rich in ethylene and impure, containing diolefinic impurities, for example propadiene, butadiene, etc., and acetylenic impurities, for example acetylene, methyl acetylene, etc. This stream contains a large amount of hydrogen, which can reach 100 moles of H2 per 100 moles of C2H4. It will usually contain some amount of methane, ethane, propane, propylene, butene, pentene, and even higher boiling point polymers.
The cooling tower 2 is provided with means for circulating the cooling medium, for example water, from an outlet 4 through which the cooled olefinic gas stream is directed to a separation drum 5 (knock-out and a pipe 6 for the recycled streams with controls which will be explained below.
In drum 5, aqueous condensate which separates from the hydrocarbon stream is removed through line 7. The condensed polymer also separates there. The hydrocarbon stream
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gas passes through line 8 to the suction side 6 '', a first compressor 9 with a view to being compressed there, then through a heat exchange refrigerator 10 located in line 11, then into another drum separation 12 where additional water and polymer condensate is separated from the gaseous hydrocarbon stream and removed through purge line 13.
The gas stream exiting drum 12 is passed through line 14 to a second compressor 15 to raise its pressure to a level suitable for the requirements of the preheating and reaction. Additional phases of condensate separation, intercooling, and compression could be provided in front of the final compressor, if desired.
The hydrocarbon stream passes from the final compressor 15 through line 16 to the inlet of a heating coil located in a furnace 17. With a view to saving heat, this stream receives heat in the heat exchanger 18.
The preheated hydrocarbon stream is at a suitable level. temperature, is sent via line 19, from the outlet of the coil of the furnace 17, to a hydrogenation reactor 20 which contains the selective hydrogenation catalyst The carbonaceous hydra stream leaving the reaction chamber of the reactor 20 is sent via line 21 through heat exchanger 18 in which its temperature is lowered, and then vsrs a cooling and water purification device, which is provided with means 23 for cooling and recirculating the water. * Water collectors can be provided to remove deposits, if desired.
The catalyst in the reactor can be an available selective hydrogenation catalyst, such as cobalt molybdate on alumina or other support, palladium on platinum alumina on a support, etc.
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Such catalysts generally have suitable activity.
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at temperatures in the range of about 700 to 11000P and at pressures in the range of about 40 to 500 pounds per square inch on streams having space velocities on the order of 400 to 5000 volumes per volume of catalyst per hour. The conditions and rate of circulation vary with the specific activity of the catalyst and with the level of impurities.
Preferred conditions are moderate to minimize polymerization or unwanted side reactions and allow the reactor to be economical in size; these conditions will be, for example, pressures of 100 to 250 pounds per square inch
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and temperatures of 100 * to 6; O.F Obviously. The cost of the catalyst is another factor in determining the choice of catalyst.
Known means can be provided for the regeneration of catalysts) for example the use of reserve reactors (a) summer.
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From the scrubber 22b the gas stream is purified through line 24 in a separating drum 25 having a condensate drain unit 26b - then through line 27 to return pressure means.
dying and fractionation, the purified stream can be mixed with another
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olein-rich stream (of similar composition) which is) free from dioletins and dacetyls) by the completion of a refinery gag Derived from catalytic cracking. exotiple when the mdlangd refinery gas contains e <Mtpo8êa du sôufro * For an otficèket and economical contitlo the hydrogénatiôn * t of the oyatem in general, the diluent stream is a part of the purified bydroearbon tourant removed from the conduit * 21 PA14 a ëndu1te dé rteyelagà 29 conti8140 by a Vàhfteb Lé la
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driving 29,
the diluent stream is passed through line 6 to cooling tower 2 for mixing with the impure olefin stream which is to be purified. A conduct of re-
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c3clag 30 can be connected from line z to line 11, in front of refrigerator 10, if desired, since the composition of the diluent stream is thus kept nearly identical and has undergone scrubbing for removal. catalyst particles.
To maintain a uniform circulation without shocks or pulsations, the compressors used are centrifugal compressors with devices for the control of the gas circulation * For example) to maintain a continuous circulation of the hydrocarbon gas through the second centrifugal compressor. -
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fuget A flow meter 31 is placed in line 16 with a connection to a pressure control valve 32 to divert part of the gas to line 6. The control valve can be actuated to maintain gas flow through the valve.
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Comprëeâëur, above a minimum.
It can also be activated, through another connection with an in. pressure sensitive indicator 33, to prevent the attraction of a vacuum on the suction side of compressors6 In a normal type of operating process, starting with fresh catalyst or frank catalyst
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reactive which gives the deterred effect of xelective hydrogenation at 300th & * 4006? i the impure stream to be purified can be sent to the reactor, with little or no preheating in 18 preheating furnace, but nm with a appropriate amount of diluent stream * As the catalyst loses activity) preheating is added to the traV8rBat stream on the 8th of the preheating lap to bring the temperature jud # qutA to a value)
for example, of the order of 450 * A 650. ' and at the same time a sufficient quantity of the diluent stream is added to
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maintaining a proper rate of circulation of the mixture stream through the catalytic zone. The diluent stream, free of diolefins and acetylenes, does not increase catalyst deactivation but helps maintain a proper space velocity of the hydrocarbons through the reaction zone. After the activity of the catalyst has further decreased, the circulation of the diluent stream can be reduced. The activity of the xxxxxxx xxxxxx catalyst is then restored by reactivation.
The following example gives an illustration of the current condi- tions when the preheating is brought to the upper limit.
EXAMPLE
The fresh feed stream of impure olefins, containing hydrogen, methane, ethane, ethylene, acetylene and propadiene is sent to a water cooling tower to be there. cooled to 90 F from a temperature of 465 F or higher, at an effective pressure of 6 pounds per square inch.
In the cooling tower, a sufficient amount of the diluent stream from recycle line 29 is mixed to bring the space velocity of the olefinic mange stream through the reaction zone in reactor 20 to about 600 vlumes per volume of catalyst. - Beur per hour, the diluent stream constituting more than 50% of the total current * On the discharge side of the second compressor, the mixed gas stream receives a pressure of 118 pounds per square inch and a temperature of 223 F.
The Mixed stream is then heated in the preheating tower to temperatures of 300 to 550 f with a view to its introduction into the hydrogenation reactor in which an exothermic hydrogenation of the diolefins and acetylenes brings the effluent. to be of a slightly higher temperature * A minimum hydrogenation of mono-olefin is obtained by maintaining this increase in temperature at a
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low level, eg, less than 20 F for the given circulation rate and catalyst.
As the activity of the catalyst decreases, this temperature difference tends to become smaller, but this can be corrected, without increasing the preheating excessively, by reducing the flow of the diluent stream. recycled. The maximum temperature which the catalyst, for example cobalt molybdate, can take is around 550 to 650 ° F. Reactivation is then required. Exceeding such a temperature can damage the catalyst.
When the compressed fresh olefinic feed is first sent to a reactor in which the catalyst is very active, i.e. a fresh or freshly regenerated catalyst, the feed stream is preferably at a low temperature of 200 to 300. F, no significant preheating being given in the preheating oven. As a result, the initial effluent from the selective hydrogenation reactor is unspecified.
This effluent can be recycled. Then, when preheating is initiated, part of the purified effluent is recycled to act as a diluent for the control of the space velocity of the stream. The preheating is gradually increased in the range of 350 to 650 F over the period in which the batch of catalyst is used, for example for a period of 20 days, more or less, depending on the life of the catalyst.
A controlled use of the added diluent is expected to maintain a more uniform space velocity as the preheating of the stream to the hydrogenation reactor is increased. This allows better control of the preheating and prevents wide temperature fluctuations.
During unit start-up, fresh feed can be received at a low * aux from a pyrolysis coil and then this rate is increased by adding effluent.
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another ethane or propane pyrolysis coil. Thus, as more fresh feed is added, less diluent stream is recycled without a significant change in the rate of circulation through the hydrogenation reactor.
Accordingly, the rate of circulation through the hydrogenation reactor can be kept within limits such as to prevent excessive hydrogenation of the mono-olefin, or deterioration of the catalyst even with low feed rates. fresh.
It will be appreciated that the diluent stream or the recycle stream is preferably composed mainly of the monoolefin which is to be purified. It may be a product stream originating from the selective catalytic hydrogenation reaction zone and free from undesirable olefins and acetylenes.
Controlled addition of the diluent or recycle stream allows the hydrogenation reactor to operate at suitable circulation rates when the rate of fresh monoolefin feed to the purification system is low during system start-up. when it is desired to reach maximum temperature levels in the hydrogenation reactor and when changing reactors.
The operation can be carried out with a single reactor, but to help the flexibility of the system, more than one reactor can be used in parallel operation, while another reactor is out of service for reactivation:
The recycle or diluent stream is advantageously removed at a point in the system where it is at a suitably low temperature and pressure so that the mixed streams are under conditions suitable for final compression. It is advantageous if the diluent stream is subjected to water scrubbing or similar treatment for the removal of non-gaseous particles.
Use of the diluent or recycle stream helps control reaction time
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or stay of the current passing through the hydrogenation reactor. Moreover, the controlled use of the diluent or recycle stream helps to control the reaction temperature.
The results obtained using the diluent or recycle stream show that enormous help is obtained when starting up the purification unit, varying the amount of fresh feed supplied to the unit and when changing the hydrogenation reactors. The principles and advantages which have been developed can be applied in the purification not only of gaseous mono-olefins but also in the purification of higher mono-olefins of the C2 to C16 range, especially where the purification depends on maintaining proper circulation rates. currents
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Impure mono-olefins passing through the catalytic hydrogenation reaction zone.
CLAIMS
1. A method of purifying a mono-olefinic hydrocarbon stream by selective hydrogenation of more unsaturated hydrocarbon impurities present in this stream, in the presence of a hydrogenation catalyst, characterized by the ad-
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In addition, to the mono-olefinic hydrocarbon stream. a stream -i diluent containing: a wônô-ôÀ6iinê. relaÚ.eaent exeapte clesdi- these impurities to form a coding. a * ixte dz ¯ .. --z --- ¯ ¯s. ¯ suitable which has passed through a hydrogenation zone containing the catalyst.