JP6199493B2 - 酸素含有化合物から低級オレフィンを製造する方法、及び、それに用いられる装置 - Google Patents
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Description
a)酸素含有化合物を含む原料が、n個の供給バイパスラインを介して濃厚相流動化床反応器における第1乃至第nの下位反応ゾーンに並列に送り込まれ、触媒と接触して、低級オレフィン生成物を含む流れ及び再生すべき触媒を生成する工程と、
(但し、前記触媒は、第1乃至第nの下位反応ゾーンを順次、通過して、炭素含有量が次第に増加する。前記濃厚相流動化床反応器は、物質流動制御器によってn個の下位反応ゾーンに仕切られている。)、
b)前記第1乃至第nの下位反応ゾーンから流出した、低級オレフィン生成物を含む流れから、それに同伴する再生すべき触媒を分離し、前記低級オレフィン生成物を含む流れが生成物分離区画に入って分離・精製により低級オレフィン生成物が得られ、分離された再生すべき触媒が第nの下位反応ゾーンに入る工程と、
c)第nの下位反応ゾーンから流出した再生すべき触媒が、ストリッピング・リフトを経て濃厚相流動化床再生器に送り込まれ再生される工程と、
(但し、前記再生すべき触媒は、第1乃至第mの下位再生ゾーンを順次、通過する。再生用媒体は、m個の再生ゾーン供給バイパスラインを介して第1乃至第mの下位再生ゾーンに並列に送り込まれ、前記再生すべき触媒は、前記再生用媒体と接触して炭素含有量が次第に減少する。再生済みの触媒は、続いて、ストリッピング・リフト経て第1の下位反応ゾーンに返送される。前記濃厚相流動化床再生器は、物質流動制御器によってm個の下位再生ゾーンに仕切られている。)
を含む、但し、n≧2且つm≧2であり、さらに好ましく8≧n≧3且つ8≧m≧3である、酸素含有化合物から低級オレフィンを製造する方法を提供するものである。
(1)濃厚相流動化床が高い層密度を有し、触媒の速度が低く、摩耗が低い。
(2)物質流動制御器における物質ダウンフロー管における気相の速度が触媒の最小流動化速度以下であり、触媒が濃厚相集積状態となり、触媒の一方向濃厚相移送流が形成するので、隣接する下位反応ゾーン(又は隣接する下位再生ゾーン)同士の間に触媒の逆混合を防ぐことができ、滞留時間の分布が狭くなる。
(3)物質流動制御器における受熱部材が反応ゾーンの温度を制御する作用を有する。
(4)物質流動制御器では、反応ゾーンがn個の下位反応ゾーンに仕切られ、触媒が順に第1の下位反応ゾーン乃至第nの下位反応ゾーンを順次、通過して、滞留時間分布が狭くなり、再生すべき触媒の炭素含有量の均一性が大幅に向上する。
(5)物質流動制御器では、再生ゾーンがm個の下位再生ゾーンに仕切られ、触媒が第1の下位再生ゾーン乃至第m下位再生ゾーンを順次、通過して、滞留時間分布が狭くなり、再生触媒の炭素含有量の均一性が大幅に向上する。
(6)再生触媒及び再生すべき触媒の炭素含有量を精度よく制御することが実現され、且つ炭素含有量の分布が均一となり、低級オレフィンの選択率が向上し、必要により炭素含有量をコントロールすることによってプロピレン/エチレンの比率を最適化することができる。
(7)触媒の炭素含有量の分布が均一となることで、反応ゾーンに必要な触媒の収納量が低くなる。
(8)複数の下位反応ゾーンの構造が反応器の大型化には有利である。
a)酸素含有化合物を含む原料が、n個の供給バイパスラインを介して濃厚相流動化床反応器における第1乃至第nの下位反応ゾーンに並列に送り込まれ、触媒と接触して、低級オレフィン生成物を含む流れ及び再生すべき触媒を生成する工程と、
(但し、前記触媒は、第1乃至第nの下位反応ゾーンを順次、通過して、炭素含有量が次第に増加する。前記濃厚相流動化床反応器は、物質流動制御器によってn個の下位反応ゾーンに仕切られている。)
b)前記第1乃至第nの下位反応ゾーンから流出した、低級オレフィン生成物を含む流れから、それに同伴する再生すべき触媒を分離し、前記低級オレフィン生成物を含む流れが生成物分離区画に入って分離・精製により低級オレフィン生成物が得られ、分離された再生すべき触媒が第nの下位反応ゾーンに入る工程と、
c)第nの下位反応ゾーンから流出した再生すべき触媒が、ストリッピング・リフトを経て濃厚相流動化床再生器に送り込まれ再生される工程と、
(但し、前記再生すべき触媒は、第1乃至第mの下位再生ゾーンを順次、通過する。再生用媒体は、m個の再生ゾーン供給バイパスラインを介して第1乃至第mの下位再生ゾーンに並列に送り込まれ、前記再生すべき触媒は、前記再生用媒体と接触して炭素含有量が次第に減少する。再生済みの触媒は、続いて、ストリッピング・リフトを経て第1の下位反応ゾーンに返送される。前記濃厚相流動化床再生器は、物質流動制御器によってm個の下位再生ゾーンに仕切られている。)
を含む、酸素含有化合物から低級オレフィンを製造する方法を提供するものである。
本発明が提供する技術案には更に以下の点が含まれる。
(2)再生ゾーン、気固分離ゾーン、及び、ストリッピングゾーンを含む濃厚相流動化床再生器であって、再生ゾーンが物質流動制御器によってm個の下位再生ゾーンに仕切られ、m≧2である濃厚相流動化床再生器を提供する。
好ましくは、酸素含有化合物を含む原料が濃厚相流動化床反応器に入り再生触媒と接触して、低級オレフィンを含む生成物、及び、炭素を含む再生すべき触媒を生成するとともに、再生触媒が第1乃至第nの下位反応ゾーンを順次に通過して、炭素含有量が次第に増加する。
前記反応ゾーンの底部には供給口が設置され、メタノール、ジメチルエーテルなどが供給される。前記ストリッパーのストリッピング媒体には水蒸気が含まれる。前記再生ゾーンの底部には再生用媒体の入口が設置され、再生用媒体には空気、貧酸素空気、水蒸気などが含まれる。前記反応ゾーンの反応温度が400−550℃であり、層密度が200−1200kg/m3である。第1乃至第nの下位反応ゾーン内における触媒の平均炭素析出量が順番に増加し、第1の下位反応ゾーンの平均炭素析出量が0.5−3wt%であり、第nの下位反応ゾーンの平均炭素析出量が7−10wt%である。前記再生ゾーンの反応温度が500−700℃であり、層密度が200−1200kg/m3である。第1乃至第mの下位再生ゾーン内における触媒の平均炭素析出量が順番に減少し、第1の下位再生ゾーンの平均炭素析出量が3−10wt%であり、第mの下位再生ゾーンの平均炭素析出量が0−3wt%である。本発明の方法によれば、触媒の炭素析出量を制御し、炭素含有量の均一性を改善し、且つ低級オレフィンの選択率を向上させる目的を達成でき、大きな技術優位性を有し、低級オレフィンの工業生産に用いられることができる。
実施例1
濃厚相流動化床反応器には下位反応ゾーンが4つ設置され、濃厚相流動化床再生器には下位再生ゾーンが4つ設置されている。酸素含有化合物を含む原料が濃厚相流動化床反応器に入り、SAPO−34分子篩を含む触媒と接触して、気相生成物の流れ及び再生すべき触媒が生成された。気相物質及び巻き込まれた再生すべき触媒がサイクロンに入った。
気相生成物の流れがサイクロンの排出口を経て以降の分離区画に入り、巻き込まれた再生すべき触媒がサイクロンのディプレッグを経て第4の下位反応ゾーンに入った。再生触媒がストリッパー、ライザーを経て濃厚相流動化床反応器に入り、且つ第1乃至第4の下位反応ゾーンを順次、通過して、炭素析出後、再生すべき触媒が生成された。再生すべき触媒が再度ストリッパー、ライザーを経て濃厚相流動化床再生器に入り、第1乃至第4の下位再生ゾーンを順次、通過して、炭素燃焼後、再生触媒が生成された。濃厚相流動化床反応器の反応条件は、反応温度が400℃であり、気相線速度が0.3m/sであり、層密度が1000kg/m3であり、第1の下位反応ゾーンの平均炭素析出量が2wt%であり、第2の下位反応ゾーンの平均炭素析出量が6wt%であり、第3の下位反応ゾーンの平均炭素析出量が8wt%であり、第4の下位反応ゾーンの平均炭素析出量が10wt%であった。濃厚相流動化床再生器の反応条件は、反応温度が500℃であり、気相線速度が0.3m/sであり、層密度が1000kg/m3であり、第1の下位再生ゾーンの平均炭素析出量が7wt%であり、第2の下位再生ゾーンの平均炭素析出量が4wt%であり、第3の下位再生ゾーンの平均炭素析出量が2wt%であり、第4の下位再生ゾーンの平均炭素析出量が1wt%であった。反応生成物がオンラインガスクロマトグラフィーにより分析された。低級オレフィンの炭素収率が91.1wt%であった。
濃厚相流動化床反応器には下位反応ゾーンが3つ設置され、濃厚相流動化床再生器には下位再生ゾーンが2つ設置されている。酸素含有化合物を含む原料が濃厚相流動化床反応器に入り、SAPO−34分子篩を含む触媒と接触して、気相生成物の流れ及び再生すべき触媒が生成された。気相物質及び巻き込まれた再生すべき触媒がサイクロンに入った。
気相生成物の流れがサイクロンの排出口を経て以降の分離区画に入り、巻き込まれた再生すべき触媒がサイクロンのディプレッグを経て第3の下位反応ゾーンに入った。再生触媒がストリッパー、ライザーを経て濃厚相流動化床反応器に入り、且つ第1乃至第3の下位反応ゾーンを順次、通過して、炭素析出後、再生すべき触媒が生成された。再生すべき触媒が再度ストリッパー、ライザーを経て濃厚相流動化床再生器に入り、且つ第1乃至第2の下位再生ゾーンを順次、通過して、炭素燃焼後、再生触媒が生成された。濃厚相流動化床反応器の反応条件は、反応温度が450℃であり、気相線速度が0.5m/sであり、層密度が900kg/m3であり、第1の下位反応ゾーンの平均炭素析出量が3wt%であり、第2の下位反応ゾーンの平均炭素析出量が7wt%であり、第3の下位反応ゾーンの平均炭素析出量が9wt%であった。濃厚相流動化床再生器の反応条件は、反応温度が600℃であり、気相線速度が0.7m/sであり、層密度が700kg/m3であり、第1の下位再生ゾーンの平均炭素析出量が4wt%であり、第2の下位再生ゾーンの平均炭素析出量が2wt%であった。反応生成物がオンラインガスクロマトグラフィーにより分析された。低級オレフィンの炭素収率が90.5wt%であった。
濃厚相流動化床反応器には下位反応ゾーンが6つ設置され、濃厚相流動化床再生器には下位再生ゾーンが5つ設置されている。酸素含有化合物を含む原料が濃厚相流動化床反応器に入り、SAPO−34分子篩を含む触媒と接触して、気相生成物の流れ及び再生すべき触媒が生成された。気相物質及び巻き込まれた再生すべき触媒がサイクロンに入った。
気相生成物の流れがサイクロンの排出口を経て以降の分離区画に入り、巻き込まれた再生すべき触媒がサイクロンのディプレッグを経て第6の下位反応ゾーンに入った。再生触媒がストリッパー、ライザーを経て濃厚相流動化床反応器に入り、且つ第1乃至第6の下位反応ゾーンを順次、通過して、炭素析出後、再生すべき触媒が生成された。再生すべき触媒が再度ストリッパー、ライザーを経て濃厚相流動化床再生器に入り、且つ第1乃至第5の下位再生ゾーンを順次、通過して、炭素燃焼後、再生触媒が生成された。濃厚相流動化床反応器の反応条件は、反応温度が480℃であり、気相線速度が0.7m/sであり、層密度が700kg/m3であり、第1の下位反応ゾーンの平均炭素析出量が1wt%であり、第2の下位反応ゾーンの平均炭素析出量が3wt%であり、第3の下位反応ゾーンの平均炭素析出量が4wt%であり、第4の下位反応ゾーンの平均炭素析出量が5wt%であり、第5の下位反応ゾーンの平均炭素析出量が6wt%であり、第6の下位反応ゾーンの平均炭素析出量が7wt%であった。濃厚相流動化床再生器の反応条件は、反応温度が650℃であり、気相線速度が1.0m/sであり、層密度が500kg/m3であり、第1の下位再生ゾーンの平均炭素析出量が5wt%であり、第2の下位再生ゾーンの平均炭素析出量が3wt%であり、第3の下位再生ゾーンの平均炭素析出量が2wt%であり、第4の下位再生ゾーンの平均炭素析出量が1wt%であり、第5の下位再生ゾーンの平均炭素析出量が0.01wt%であった。反応生成物がオンラインガスクロマトグラフィーにより分析された。低級オレフィンの炭素収率が91.4wt%であった。
Claims (12)
- a)酸素含有化合物を含む原料が、n個の供給バイパスラインを介して濃厚相流動化床反応器における第1乃至第nの下位反応ゾーンに並列に送り込まれ、触媒と接触して、低級オレフィン生成物を含む流れ及び再生すべき触媒を生成する工程と、
(但し、前記触媒は、第1乃至第nの下位反応ゾーンを順次、通過して、炭素含有量が次第に増加する。前記濃厚相流動化床反応器の反応ゾーンは、物質流動制御器によってn個の下位反応ゾーンに仕切られている。)
b)前記第1乃至第nの下位反応ゾーンから流出した、低級オレフィン生成物を含む流れから、それに同伴する再生すべき触媒を分離し、前記低級オレフィン生成物を含む流れが生成物分離区画に入って分離・精製により低級オレフィン生成物が得られ、分離された再生すべき触媒が第nの下位反応ゾーンに入る工程と、
c)第nの下位反応ゾーンから流出した再生すべき触媒が、ストリッピング・リフトを経て濃厚相流動化床再生器に送り込まれ再生される工程と、
(但し、前記再生すべき触媒は、第1乃至第mの下位再生ゾーンを順次、通過する。再生用媒体は、m個の再生ゾーン供給バイパスラインを介して第1乃至第mの下位再生ゾーンに並列に送り込まれ、前記再生すべき触媒は、前記再生用媒体と接触して炭素含有量が次第に減少する。再生済みの触媒は、続いて、ストリッピング・リフトを経て第1の下位反応ゾーンに返送される。前記濃厚相流動化床再生器の再生ゾーンは、物質流動制御器によってm個の下位再生ゾーンに仕切られている。)
を含む、但し、n≧2且つm≧2である、酸素含有化合物から低級オレフィンを製造する方法。 - 8≧n≧3且つ8≧m≧3であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記濃厚相流動化床反応器において、前記物質流動制御器におけるガス見掛け線速度が触媒の最小流動化速度以下であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記濃厚相流動化床再生器において、前記物質流動制御器におけるガス見掛け線速度が触媒の最小流動化速度以下であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記触媒は、SAPO−34分子篩を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記濃厚相流動化床の反応ゾーンの反応条件は、ガス見掛け線速度が0.1−1.5m/sであり、反応温度が400−550℃であり、層密度が200−1200kg/m3であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記濃厚相流動化床の第1乃至第nの下位反応ゾーン内における触媒の平均炭素析出量が順番に増加し、第1の下位反応ゾーン内における触媒の平均炭素析出量が0.5−3wt%であり、第nの下位反応ゾーン内における触媒の平均炭素析出量が7−10wt%であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記濃厚相流動化床の再生ゾーンの反応条件は、ガス見掛け線速度が0.1−1.5m/sであり、再生温度が500−700℃であり、層密度が200−1200kg/m3であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記濃厚相流動化床の再生ゾーンにおいて、第1乃至第mの下位再生ゾーン内における触媒の平均炭素析出量が順番に減少し、第1の下位再生ゾーン内における触媒の平均炭素析出量が3−10wt%であり、第mの下位再生ゾーン内における触媒の平均炭素析出量が0−3wt%であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記酸素含有化合物は、メタノール及び/又はジメチルエーテルであり、前記低級オレフィンは、エチレン、プロピレン又はブテンから選ばれる何れか1種又は複数種の混合物であり、前記再生用媒体は、空気、貧酸素空気又は水蒸気から選ばれる何れか1種又は複数種の混合物であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 反応ゾーン、気固分離ゾーン、及び、ストリッピングゾーンを含む濃厚相流動化床反応器であって、反応ゾーンが物質流動制御器によってn個の下位反応ゾーンに仕切られている(但し、n≧2である。)ことを特徴とする、請求項1−9のいずれか一項に記載の方法を実施するための濃厚相流動化床反応器。
- 再生ゾーン、気固分離ゾーン、及び、ストリッピングゾーンを含む濃厚相流動化床再生器であって、再生ゾーンが物質流動制御器によってm個の下位再生ゾーンに仕切られている(但し、m≧2である。)ことを特徴とする、請求項1−9のいずれか一項に記載の方法を実施するための濃厚相流動化床再生器。
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