JP2015514092A - ブタジエンを製造するための低排出酸化脱水素方法 - Google Patents
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Abstract
Description
AyMn8−xMxO16
(式中、Aは、アルカリ金属、アルカリ土類金属、及びアンモニウムイオンから選択される構造規定剤であり、「y」はAのモル数であって、約0.5〜約2.0からなる群からの範囲であり、Mは、クロム、ジルコニウム、スズ、白金、ロジウム、ニオブ、タンタル、バナジウム、アンチモン、ルテニウム、ガリウム、及びゲルマニウムからなる群から選択される金属であり、「x」はMのモル数であって、約0.01〜約4.0の範囲であり、マンガンは+3又は+4の価数を有し、Mは、+3、+4、又は+5の価数を有する)
によって表される実験化学組成を有し、ホーランダイト構造を有する結晶質メタロ酸化マンガン組成物を含む触媒と接触させることを含む炭化水素転化方法に関する。
(a)ブタジエン富化生成物流中の顕熱;
(b)ブタジエン富化生成物流から得られる不要の揮発性生成物の熱酸化から得られる熱;
によって供給される。
Claims (50)
- 炭化水素質のブテンに富む供給材料を気化させ、少なくとも205℃(400°F)の温度に過熱し、炭化水素質のブテンに富む供給材料を、過熱水蒸気及び酸素に富む気体と混合して反応器供給流を形成し;
反応器供給流をフェライト触媒上で酸化脱水素して、それによってブタジエン富化生成物流を形成する;
工程を含み;
ブタジエン富化生成物流を用いて、ブタジエン富化生成物流から顕熱を取り出すための間接熱交換と、ブタジエン富化生成物流から分離される不要の炭化水素質生成物の熱酸化の組み合わせによって反応供給流のための熱を与え;
少なくとも約510℃(950°F)の温度のブタジエン富化生成物流を、まず反応器供給材料過熱器に通して、そこで反応器に導入される水蒸気及びブテン富化炭化水素の混合物を、ブタジエン富化生成物流との間接熱交換によって少なくとも345℃(650°F)に過熱し;
反応器供給材料過熱器から排出されるブタジエン富化生成物流を、次に水蒸気発生器に通して、そこでブタジエン富化生成物流との間接熱交換によって水を気化させ;
ブタジエン富化生成物流を、次にC4吸収器に通して、そこでブタジエンを含むC4化合物を相溶性の吸収油中に吸収させ;
吸収油を、非C4揮発性物質を取り出す脱気塔;ブタジエンを含むC4化合物を減圧下において吸収油から脱着/ストリッピングするC4ストリッパーに通し;
分散された揮発性低級有機化合物を、ブタジエン富化生成物流からストリッピングされた水性液体からストリッピングし、得られる水性流を水蒸気発生器に再循環し;
定常運転中において、酸化脱水素反応器へのブテンに富む供給材料のエネルギー含量によって、
炭化水素質のブテンに富む供給材料を気化及び過熱し;そして
反応器供給流中に過熱水蒸気を供給するのに用いる水を気化及び過熱する;
のに必要なエネルギーの少なくとも40%が与えられる、炭化水素質のブテンに富む供給材料をブタジエンに転化させる改良された低排出方法。 - 水蒸気発生器に供給する水を気化させるのに必要な熱が、少なくとも部分的に、ブタジエン富化生成物流から取り出される不要の生成物の熱酸化によって生成する熱によって与えられる、請求項1に記載の炭化水素質のブテンに富む供給材料をブタジエンに酸化脱水素することによって炭化水素質のブテンに富む供給材料をブタジエンに転化させる改良された低排出方法。
- フェライト触媒が、酸素、主要割合の鉄、小割合の亜鉛、及びより少量のマンガン、リン、並びに硝酸塩を含まないカルシウム前駆体の残渣から実質的に構成されるフェライト酸化物触媒である、請求項1に記載の炭化水素質のブテンに富む供給材料をブタジエンに酸化脱水素することによって炭化水素質のブテンに富む供給材料をブタジエンに転化させる改良された低排出方法。
- 定常運転中において、ブテンに富む供給材料のエネルギー含量によって、
炭化水素質のブテンに富む供給材料を気化及び過熱し;そして
過熱水蒸気を反応器供給流中に供給するのに用いる水を気化及び過熱する;
ために必要なエネルギーの少なくとも45%が与えられる、請求項1に記載の炭化水素質のブテンに富む供給材料をブタジエンに酸化脱水素することによって炭化水素質のブテンに富む供給材料をブタジエンに転化させる改良された低排出方法。 - 定常運転の第1段階中において、ブテンに富む供給材料のエネルギー含量によって、
炭化水素質のブテンに富む供給材料を気化及び過熱し;そして
過熱水蒸気を反応器供給流中に供給するのに用いる水を気化及び過熱する;
ために必要なエネルギーの少なくとも50%が与えられる、請求項1に記載の炭化水素質のブテンに富む供給材料をブタジエンに酸化脱水素することによって炭化水素質のブテンに富む供給材料をブタジエンに転化させる改良された低排出方法。 - ブテンに富む供給材料のエネルギー含量によって、
(a)炭化水素質のブテンに富む供給材料を気化及び過熱し;そして
(b)過熱水蒸気を反応器供給流中に供給するのに用いる水を気化及び過熱する;
ために必要なエネルギーの、生成するブタジエン1kgあたり0.35kg未満の天然ガスが(a)及び(b)において消費されるような割合が与えられる、請求項1に記載の炭化水素質のブテンに富む供給材料をブタジエンに酸化脱水素することによって炭化水素質のブテンに富む供給材料をブタジエンに転化させる改良された低排出方法。 - ブテンに富む炭化水素質の供給材料のエネルギー含量によって、
(a)炭化水素質のブテンに富む供給材料を気化及び過熱し;そして
(b)過熱水蒸気を反応器供給流中に供給するのに用いる水を気化及び過熱する;
のに必要なエネルギーの、生成するブタジエン1kgあたり0.3kg未満の天然ガスが(a)及び(b)において消費されるような割合が与えられる、請求項1に記載の炭化水素質のブテンに富む供給材料をブタジエンに酸化脱水素することによって炭化水素質のブテンに富む供給材料をブタジエンに転化させる改良された低排出方法。 - ブテンに富む炭化水素質の供給材料のエネルギー含量によって、
(a)炭化水素質のブテンに富む供給材料を気化及び過熱し;そして
(b)過熱水蒸気を反応器供給流中に供給するのに用いる水を気化及び過熱する;
のに必要なエネルギーの、生成するブタジエン1kgあたり0.25kg未満の天然ガスが(a)及び(b)において消費されるような割合が与えられる、請求項1に記載の炭化水素質のブテンに富む供給材料をブタジエンに酸化脱水素することによって炭化水素質のブテンに富む供給材料をブタジエンに転化させる改良された低排出方法。 - 炭化水素質のブテンに富む供給材料を気化させ、炭化水素質のブテンに富む供給材料を過熱水蒸気及び酸素に富む気体と混合して反応器供給流を形成し、反応器供給流を少なくとも345℃(650°F)の温度に過熱し;
反応器供給流をフェライト酸化物触媒上で酸化脱水素して、それによってブタジエン富化生成物流を形成する;
工程を含み;
ブタジエン富化生成物流を用いて、ブタジエン富化生成物流から顕熱を取り出すための間接熱交換と、ブタジエン富化生成物流から分離される炭化水素質生成物の熱酸化の組み合わせによって反応供給流のために熱を与え;
少なくとも約510℃(約950°F)の温度のブタジエン富化生成物流を、まず反応器供給材料過熱器に通して、そこで反応器に導入される水蒸気及びブテン富化炭化水素の混合物を、ブタジエン富化生成物流との間接熱交換によって少なくとも345℃(650°F)に過熱し;
ブタジエン富化生成物流を、次に水蒸気発生器に通して、そこでブタジエン富化生成物流との間接熱交換によって水を気化及び/又は過熱し;
ブタジエン富化生成物流を、次に急冷塔、圧縮機、アルデヒドスクラバー、及びC4吸収器に通して、そこでブタジエン及びC4化合物を吸収油中に優先的に吸収させ、C4吸収器からの塔頂物を熱酸化装置に送って、プロセスにおいて用いる熱を供給するための水蒸気を生成させるために用い、吸収油を、残留窒素、水素、及び二酸化炭素をブタジエン富化吸収油から取り出す脱気塔;ブタジエン及びC4化合物を吸収油からストリッピングして、粗ブタジエン生成物流として回収するC4ストリッパーに通し;
分散された揮発性低級有機化合物を、プロセスの種々の段階においてブタジエン富化生成物流からストリッピングされた水性液体からストリッピングし、得られる水性流を水蒸気発生器に供給し;定常運転の第1段階中において、
炭化水素質のブテンに富む供給材料を気化及び過熱し;そして
反応器供給流中に過熱水蒸気を供給するのに用いる水を気化及び過熱する;
のに必要な更なる熱が、(1)ブタジエン富化生成物流から引き抜かれる顕熱、及び(2)ブタジエン富化生成物流から取り出される揮発性生成物の熱酸化によって生成する熱の合計の130%以下である、炭化水素質のブテンに富む供給材料の酸化脱水素によってブタジエンを製造する改良された低排出方法。 - フェライト触媒が、酸素、主要割合の鉄、小割合の亜鉛、及びより少量のマンガン、リン、並びに硝酸塩を含まないカルシウム前駆体の残渣から実質的に構成されるフェライト酸化物触媒である、請求項9に記載の炭化水素質のブテンに富む供給材料をブタジエンに酸化脱水素することによって炭化水素質のブテンに富む供給材料をブタジエンに転化させる改良された低排出方法。
- ブテンに富む供給材料をブタジエン富化流に転化させるために必要な更なるエネルギーが、(1)ブタジエン富化生成物流から誘導される顕熱、及び(2)(a)ブタジエン富化生成物流から取り出される揮発性生成物の熱酸化によって生成する熱の合計の110%以下である、請求項9に記載のブテン富化供給材料をブタジエンに酸化脱水素することによってブテンに富む供給材料からブタジエンを製造する改良された低排出方法。
- ブテンに富む炭化水素質の供給材料を与え、炭化水素質のブテンに富む供給材料を気化及び少なくとも約205℃(約400°F)の温度に過熱し、炭化水素質のブテンに富む供給材料を過熱水蒸気及び酸素に富む気体と混合して反応器供給流を形成し;
反応器供給流を、主要割合の鉄酸化物、小割合の亜鉛酸化物、及びより少量のマンガン酸化物、並びにリン酸を含む触媒上で酸化脱水素して、それによってブタジエン富化生成物流を形成する;
工程を含み;
ブタジエン富化生成物流中の顕熱を用いて、間接熱交換によって反応器供給流のための熱を与え;
ブタジエン富化生成物流を反応器供給材料過熱器に通して、そこで気化したブテン類及び水蒸気を含む流れを、ブタジエン富化生成物流との間接熱交換によって少なくとも205℃(400°F)に過熱し;
ブタジエン富化生成物流を、次に水蒸気発生器に通して、そこでブタジエン富化生成物流との間接熱交換によって水蒸気を発生させ;
ブタジエン富化生成物流を、次に急冷塔、圧縮機、アルデヒドスクラバー、C4吸収器、脱気塔、C4ストリッパーに通して、そこでブタジエン富化生成物流からストリッピングされた水性液体から、分散された有機物質をストリッピングし、得られる水性流をストリッピングされた水の水蒸気加熱器に供給し;
ブタジエン富化生成物流からストリッピングされた水を気化するために必要な熱の少なくとも75%が、
ブタジエン富化生成物流中の顕熱、及び
ブタジエン富化生成物流からの不要の揮発性物質の熱酸化;
の組み合わせによって与えられる、酸化脱水素によって炭化水素質のブテンに富む供給材料をブタジエンに転化させる改良された低排出方法。 - ブテンに富む炭化水素質の供給材料を与え、炭化水素質のブテンに富む供給材料を気化及び少なくとも約205℃(約400°F)の温度に過熱し、炭化水素質のブテンに富む供給材料を過熱水蒸気及び酸素に富む気体と混合して反応器供給流を形成し;
反応器供給流を、主要割合の鉄酸化物、小割合の亜鉛酸化物、及びより少量のマンガン酸化物、並びにリン酸を含む触媒上で酸化脱水素して、それによってブタジエン富化生成物流を形成する;
工程を含み;
ブタジエン富化生成物流中の顕熱を用いて、間接熱交換によって反応器供給流のための熱を与え;
ブタジエン富化生成物流をまず反応器供給材料過熱器に通して、そこで反応器に導入される気化したブテン類及び水蒸気を含む反応器供給材料を、ブタジエン富化生成物流との間接熱交換によって少なくとも205℃(400°F)に過熱し;
その後、ブタジエン富化生成物流を水蒸気発生器に通して、そこでブタジエン富化生成物流との間接熱交換によって水蒸気を過熱し;
ブタジエン富化生成物流を、次に急冷塔、圧縮機、アルデヒドスクラバー、C4吸収器、脱気塔、C4ストリッパーに通して、そこでブタジエン富化生成物流からストリッピングされた水性液体から分散された有機物質をストリッピングし、得られる水性流をストリッピングされた水の水蒸気加熱器に供給し;
ブタジエン富化生成物流からストリッピングされた水を気化するのに必要な更なる熱の少なくとも約50%が、
(a)ブタジエン富化生成物流中の顕熱、及び
(b)ブタジエン富化生成物流から得られる不要の揮発性生成物の熱酸化から得られる熱;
によって与えられる、酸化脱水素によって炭化水素質のブテンに富む供給材料をブタジエンに転化させる改良された低排出方法。 - (a)ブテンに富む供給流を酸化脱水素反応器内で反応させてブタジエン富化生成物流出流を形成し、これを昇温温度において反応器から排出し;
(b)ブタジエン富化生成物流出流を供給材料過熱器に供給し、ここでブタジエン富化生成物流出流は425℃(800℃)以上の温度で過熱器に供給し、反応器供給材料も過熱器に供給し;
(c)反応器供給材料を、過熱器内において、ブタジエン富化生成物流出流から供給材料への顕熱の間接熱伝達によって少なくとも260℃(500°F)の温度に過熱し;
(d)工程(c)の後に、過熱器から排出されるブタジエン富化生成物流出流を供給材料気化器に供給し、ここで気化器に導入されるブタジエン富化生成物流出流は少なくとも205℃(400°F)の温度であり;そして
(e)供給材料を、気化器内において、ブタジエン富化生成物流出流から供給材料への顕熱の間接熱伝達によって気化させる;
ことを含む、供給材料を過熱するための過熱器、及び供給材料を気化させるための1以上の供給材料気化器を含む反応システム内においてブテン類を酸化脱水素することによってブテンに富む流れからのブテン類をブタジエンに転化させることによるブタジエンの製造方法。 - ブタジエン富化生成物流出流を485℃(900°F)以上の温度で過熱器に供給する、請求項14に記載の方法。
- ブタジエン富化生成物流出流を540℃(1000°F)以上の温度で過熱器に供給する、請求項15に記載の方法。
- ブタジエン富化生成物流出流を595℃(1100°F)以上の温度で過熱器に供給する、請求項16に記載の方法。
- ブタジエン富化生成物流出流を480℃〜760℃(900°F〜1400°F)の温度で過熱器に供給する、請求項14に記載の方法。
- ブタジエン富化生成物流出流を少なくとも290℃(550°F)の温度で気化器に供給する、請求項14に記載の方法。
- ブタジエン富化生成物流出流を少なくとも315℃(600°F)の温度で気化器に供給する、請求項19に記載の方法。
- ブタジエン富化生成物流を少なくとも345℃(650°F)の温度で気化器に供給する、請求項20に記載の方法。
- ブタジエン富化生成物流を260℃〜425℃(500°F〜800°F)の温度で気化器に供給する、請求項14に記載の方法。
- 供給材料を過熱器内において少なくとも290℃(550°F)の温度に加熱する、請求項14に記載の方法。
- 供給材料を過熱器内において少なくとも316℃(600°F)の温度に加熱する、請求項23に記載の方法。
- 供給材料を過熱器内において少なくとも345℃(650°F)の温度に加熱する、請求項24に記載の方法。
- 供給材料を過熱器内において260℃〜485℃(500°F〜900°F)の温度に加熱する、請求項14に記載の方法。
- 過熱器を通るブタジエン富化生成物流出流の温度変量が少なくとも120℃(220°F)である、請求項14に記載の方法。
- 過熱器を通るブタジエン富化生成物流出流の温度変量が少なくとも150℃(270°F)である、請求項27に記載の方法。
- 過熱器を通るブタジエン富化生成物流出流の温度変量が少なくとも180℃(325°F)である、請求項28に記載の方法。
- 過熱器を通るブタジエン富化生成物流出流の温度変量が120℃〜235℃(220°F〜425°F)である、請求項14に記載の方法。
- 生成するBD1kgあたり少なくとも2300kJ(1000BTU/ポンド)を、過熱器内において間接熱交換によってブタジエン富化生成物流出流から供給材料に伝達する、請求項14に記載の方法。
- 生成するBD1kgあたり少なくとも3500kJ(1500BTU/ポンド)を、過熱器内において間接熱交換によってブタジエン富化生成物流出流から供給材料に伝達する、請求項31に記載の方法。
- 生成するBD1kgあたり少なくとも2300kJ(1000BTU/ポンド)を、気化器内において間接熱交換によってブタジエン富化生成物流から供給材料に伝達する、請求項14に記載の方法。
- 生成するBD1kgあたり少なくとも3500kJ(1500BTU/ポンド)を、気化器内において間接熱交換によってブタジエン富化生成物流から供給材料に伝達する、請求項33に記載の方法。
- 生成するBD1kgあたり少なくとも4100kJ(1750BTU/ポンド)を、気化器内において間接熱交換によってブタジエン富化生成物流から供給材料に伝達する、請求項34に記載の方法。
- 生成するBD1kgあたり2300〜5800kJ(1000〜2500BTU/ポンド)を、過熱器内において間接熱交換によってブタジエン富化生成物流出流から供給材料に伝達し、生成するBD1kgあたり2300〜7000kJ(1000〜3000BTU/ポンド)を、気化器内において間接熱交換によってブタジエン富化生成物流から供給材料に伝達する、請求項14に記載の方法。
- (a)ブタンに富む供給流を受容し、酸化脱水素によってブテン類をブタジエンに転化させ、それによってブタジエン富化生成物流出流を与えて、これを昇温温度において反応器から排出するように構成されている反応器;
(b)昇温温度における反応器からのブタジエン富化生成物流出流を受容するように反応器に接続されており、反応器供給材料を受容するように構成されており、ブタジエン富化生成物流出流からの顕熱を反応器供給材料へ伝達し、過熱された反応器への供給材料を与えるように構成されている過熱器;
(c)過熱器から排出されたブタジエン富化生成物流出流を受容して、ブタジエン富化生成物流出流からの顕熱を反応器供給材料へ伝達するように反応器に接続されている第1の気化器;
(d)蒸気供給材料をそれに供給するための、反応器に接続されている第2の気化器;
(e)ブタジエン富化生成物流出流からブタジエンを回収するための精製系列;及び
(f)精製系列からの副生成物を酸化することによってエネルギーを回収し、第2の気化器のためのエネルギーを供給するための熱酸化装置;
を含む、ブタンに富む供給流の酸化脱水素によってブタジエンを製造するための装置。 - 過熱器が、生成するBD1kgあたり少なくとも2300kJ(1000BTU/ポンド)を間接熱交換によってブタジエン富化生成物流出流から供給材料へ伝達するように構成されている、請求項37に記載のブタンに富む供給流の酸化脱水素によってブタジエンを製造するための装置。
- 過熱器が、生成するBD1kgあたり少なくとも3500kJ(1500BTU/ポンド)を間接熱交換によってブタジエン富化生成物流出流から供給材料へ伝達するように構成されている、請求項38に記載のブタンに富む供給流の酸化脱水素によってブタジエンを製造するための装置。
- 第1の気化器が、生成するBD1kgあたり少なくとも2300kJ(1000BTU/ポンド)を間接熱交換によってブタジエン富化生成物流出流から供給材料へ伝達するように構成されている、請求項37に記載のブタンに富む供給流の酸化脱水素によってブタジエンを製造するための装置。
- 第1の気化器が、生成するBD1kgあたり少なくとも3500kJ(1500BTU/)を間接熱交換によってブタジエン富化生成物流出流から供給材料へ伝達するように構成されている、請求項40に記載のブタンに富む供給流の酸化脱水素によってブタジエンを製造するための装置。
- 第1の気化器が、生成するBD1kgあたり少なくとも4300kJ(1850BTU/ポンド)を間接熱交換によってブタジエン富化生成物流出流から供給材料へ伝達するように構成されている、請求項41に記載のブタンに富む供給流の酸化脱水素によってブタジエンを製造するための装置。
- 過熱器が、生成するBD1kgあたり2300〜8100kJ(1000〜3500BTU/ポンド)を間接熱交換によってブタジエン富化生成物流出流から供給材料へ伝達するように構成されており、第1の気化器が、生成するBD1kgあたり2300〜10,500kJ(1000〜4500BTU/ポンド)を間接熱交換によってブタジエン富化生成物流出流から供給材料へ伝達するように構成されている、請求項37に記載のブタンに富む供給流の酸化脱水素によってブタジエンを製造するための装置。
- 熱酸化装置が、生成するBD1kgあたり少なくとも930kJ(400BTU/ポンド)を第2の気化器へ供給するように構成されている、請求項37に記載のブタンに富む供給流の酸化脱水素によってブタジエンを製造するための装置。
- 熱酸化装置が、生成するBD1kgあたり少なくとも1800kJ(800BTU/ポンド)を第2の気化器へ供給するように構成されている、請求項44に記載のブタンに富む供給流の酸化脱水素によってブタジエンを製造するための装置。
- 熱酸化装置が、生成するBD1kgあたり少なくとも3700kJ(1600BTU/ポンド)を第2の気化器へ供給するように構成されている、請求項45に記載のブタンに富む供給流の酸化脱水素によってブタジエンを製造するための装置。
- 熱酸化装置が、生成するBD1kgあたり少なくとも4600kJ(2000BTU/ポンド)を第2の気化器へ供給するように構成されている、請求項46に記載のブタンに富む供給流の酸化脱水素によってブタジエンを製造するための装置。
- 熱酸化装置が、生成するBD1kgあたり少なくとも6500kJ(2800BTU/ポンド)を第2の気化器へ供給するように構成されている、請求項47に記載のブタンに富む供給流の酸化脱水素によってブタジエンを製造するための装置。
- 過熱器が、生成するBD1kgあたり2300〜8000kJ(1000〜3500BTU/ポンド)を間接熱交換によってブタジエン富化生成物流出流から供給材料へ伝達するように構成されており、第1の気化器が、生成するBD1kgあたり2300〜10,500kJ(1000〜4500BTU/ポンド)を間接熱交換によってブタジエン富化生成物流出流から供給材料へ伝達するように構成されており、熱酸化装置が、生成するBD1kgあたり少なくとも930kJ(400BTU/ポンド)を第2の気化器へ供給するように構成されている、請求項37に記載のブタンに富む供給流の酸化脱水素によってブタジエンを製造するための装置。
- 過熱器が、生成するBD1kgあたり2300〜8000kJ(1000〜3500BTU/ポンド)を間接熱交換によってブタジエン富化生成物流出流から供給材料へ伝達するように構成されており、第1の気化器が、生成するBD1kgあたり2300〜10,500kJ(1000〜4500BTU/ポンド)を間接熱交換によってブタジエン富化生成物流出流から供給材料へ伝達するように構成されており、熱酸化装置が、生成するBD1kgあたり少なくとも4600kJ(2000BTU/ポンド)を第2の気化器へ供給するように構成されている、請求項49に記載のブタンに富む供給流の酸化脱水素によってブタジエンを製造するための装置。
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