JPH05246902A - 脂肪族炭化水素のオレフィン系炭化水素への脱水素方法および装置 - Google Patents
脂肪族炭化水素のオレフィン系炭化水素への脱水素方法および装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 触媒で充填され、並んで配置された平行な複
数の管3を含む閉鎖容器1における、炭素原子数2〜20
の飽和脂肪族炭化水素仕込原料と水素とからの、オレフ
ィン系炭化水素の製造方法および固定床製造装置であ
る。閉鎖容器1の管3において、いわゆる反応段階と触
媒の再生段階を実施する。管3の加熱は、実質的に管3
に垂直な平面層状に配置された、適切な放射加熱手段6
によって実施される。これらの平面層は、閉鎖容器1の
平均熱流より高い熱流で、管3の第一部分(供給側)を
高くともせいぜい平均熱流と等しい平均熱流で、および
適切な制御手段によって後続第二部分を、触媒の等温性
が実質的に維持されるように加熱する。 【効果】 本発明の方法および装置は、イソブテンの製
造に適している。
数の管3を含む閉鎖容器1における、炭素原子数2〜20
の飽和脂肪族炭化水素仕込原料と水素とからの、オレフ
ィン系炭化水素の製造方法および固定床製造装置であ
る。閉鎖容器1の管3において、いわゆる反応段階と触
媒の再生段階を実施する。管3の加熱は、実質的に管3
に垂直な平面層状に配置された、適切な放射加熱手段6
によって実施される。これらの平面層は、閉鎖容器1の
平均熱流より高い熱流で、管3の第一部分(供給側)を
高くともせいぜい平均熱流と等しい平均熱流で、および
適切な制御手段によって後続第二部分を、触媒の等温性
が実質的に維持されるように加熱する。 【効果】 本発明の方法および装置は、イソブテンの製
造に適している。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、炭化水素の転換方法お
よび装置、特に、触媒組成物の存在下における、炭素原
子数2〜20の脂肪族炭化水素仕込原料からの、少なくと
も1つの二重結合を含むオレフィン系炭化水素の製造方
法および装置に関する。この転換は、炭化水素の吸熱製
造反応、ついでコークスが付着した触媒の発熱再生反応
を用いる。本発明はまた、この装置の使用にも関する。
より詳しくは本発明は、ガソリンのオクタン価を改善す
るために、特にMTBE(メチル第三ブチルエーテル)の製
造に用いられるイソブテンの合成に関する。
よび装置、特に、触媒組成物の存在下における、炭素原
子数2〜20の脂肪族炭化水素仕込原料からの、少なくと
も1つの二重結合を含むオレフィン系炭化水素の製造方
法および装置に関する。この転換は、炭化水素の吸熱製
造反応、ついでコークスが付着した触媒の発熱再生反応
を用いる。本発明はまた、この装置の使用にも関する。
より詳しくは本発明は、ガソリンのオクタン価を改善す
るために、特にMTBE(メチル第三ブチルエーテル)の製
造に用いられるイソブテンの合成に関する。
【0002】
【従来技術および解決すべき課題】低沸点の特に脂肪族
留分、例えば蒸気分解または接触分解のC4留分および
LPG の有効利用は、水素の形成にも役立つと同時に、性
能がよく、選択的かつ経済的な、これらの炭化水素の転
換方法の実施の利点を証明している。
留分、例えば蒸気分解または接触分解のC4留分および
LPG の有効利用は、水素の形成にも役立つと同時に、性
能がよく、選択的かつ経済的な、これらの炭化水素の転
換方法の実施の利点を証明している。
【0003】この技術的背景は、特許JP-A-63-197534に
示されている。
示されている。
【0004】オレフィン系炭化水素の製造反応は、特に
特許US 4,704,497に記載されている。この反応は、アル
ミナを含む触媒を用いる。
特許US 4,704,497に記載されている。この反応は、アル
ミナを含む触媒を用いる。
【0005】脂肪族炭化水素のオレフィン系炭化水素へ
の転換において用いられる基本的な方法は、主としてパ
ラフィン類の脱水素である。全体として反応は吸熱的で
あり、反応速度は温度の変化に敏感であり、これらの連
続的反応には、触媒上へのコークスの付着および触媒中
に含まれる金属酸化物の還元を伴なう。このことは非常
に急速に触媒を失活させ、サイクルの寿命を低減させ
る。
の転換において用いられる基本的な方法は、主としてパ
ラフィン類の脱水素である。全体として反応は吸熱的で
あり、反応速度は温度の変化に敏感であり、これらの連
続的反応には、触媒上へのコークスの付着および触媒中
に含まれる金属酸化物の還元を伴なう。このことは非常
に急速に触媒を失活させ、サイクルの寿命を低減させ
る。
【0006】従って解決されるべき問題の1つは、約50
0 〜600 ℃での反応帯域の加熱の一定性を確保すること
である。この一定性は、触媒は温度上昇に敏感であるこ
と、また臨界温度を越えると触媒が分解されることもあ
りうることをさらに認識した上で、これによって、この
反応帯域で、できるだけフラットな温度曲線を得ること
ができるようなものである。
0 〜600 ℃での反応帯域の加熱の一定性を確保すること
である。この一定性は、触媒は温度上昇に敏感であるこ
と、また臨界温度を越えると触媒が分解されることもあ
りうることをさらに認識した上で、これによって、この
反応帯域で、できるだけフラットな温度曲線を得ること
ができるようなものである。
【0007】実際、オレフィン系炭化水素の吸熱製造反
応の進行中に、熱需要が一定でないことは、注目されて
いた。
応の進行中に、熱需要が一定でないことは、注目されて
いた。
【0008】さらに解決されるべきもう1つの問題は、
触媒の再生に関係している。この再生は、処理される仕
込原料に直接依存する反応温度によって、従って付着し
たコークスの量によって、急速かつ様々な頻度のもので
なければならない。一般にこの再生は、例えば10時間毎
に行なわれる。この再生は、触媒の性能を保持するた
め、かつその取替えの割合を最少限にするために、十分
に適度なものでなければならない。
触媒の再生に関係している。この再生は、処理される仕
込原料に直接依存する反応温度によって、従って付着し
たコークスの量によって、急速かつ様々な頻度のもので
なければならない。一般にこの再生は、例えば10時間毎
に行なわれる。この再生は、触媒の性能を保持するた
め、かつその取替えの割合を最少限にするために、十分
に適度なものでなければならない。
【0009】さらに使用済み触媒の再生段階の際、触媒
の活性をできるだけ長く保持するために、コークスの燃
焼温度にできるだけ速く到達し、かつ管の全長にわたっ
て実質的に一定の温度レベル、従って均一な活性レベル
を維持するのが好ましい。
の活性をできるだけ長く保持するために、コークスの燃
焼温度にできるだけ速く到達し、かつ管の全長にわたっ
て実質的に一定の温度レベル、従って均一な活性レベル
を維持するのが好ましい。
【0010】従って、反応器の入口で触媒を冷却しすぎ
ないために、かつ反応の開始に必要なコークスの不足を
補うために、非常に高い温度レベル(600 〜700 ℃)
で、再生ガスを導入することが推奨された。
ないために、かつ反応の開始に必要なコークスの不足を
補うために、非常に高い温度レベル(600 〜700 ℃)
で、再生ガスを導入することが推奨された。
【0011】同様に、再生ガスが反応器に入る前に、再
生ガスの温度を上昇させるのに十分な量で、気体または
液体燃料を添加することも推奨された。
生ガスの温度を上昇させるのに十分な量で、気体または
液体燃料を添加することも推奨された。
【0012】この解決法は、炭化水素分子の分解を開始
させ、かつ望ましくない副生成物の出現を促進するとい
う欠点がある。
させ、かつ望ましくない副生成物の出現を促進するとい
う欠点がある。
【0013】本発明の対象は、オレフィン系炭化水素の
転換率と触媒の寿命とを改善するように、前記の提起さ
れた問題に応えることである。
転換率と触媒の寿命とを改善するように、前記の提起さ
れた問題に応えることである。
【0014】
【課題を解決するための手段】より詳しくは、本発明
は、並んで(en rangee) 配置されかつ触媒固定床を含む
実質的に平行な複数の管を備える、少なくとも1つの反
応閉鎖容器において、脱水素されうる炭素原子数2〜20
の脂肪族炭化水素を含む仕込原料からのオレフィン系炭
化水素の製造方法であって、(a) 場合によっては予備加
熱された前記仕込原料を、適切な条件下に、触媒組成物
を含む前記管内に流す、オレフィン系炭化水素製造の反
応段階を実施し、オレフィン系炭化水素に富む流出物を
回収し、(b) 反応段階後、および下記のような触媒の再
生段階後、少なくとも1つの適切なガスでの管のパージ
段階を実施し、パージ流出物を回収し、(c) および反応
段階の際にコークスが上に付着した固定床触媒の、適切
な再生条件下における再生段階を閉鎖容器の前記管にお
いて実施し、再生流出物を回収する方法であって、前記
方法はさらに、反応段階の際に、実質的に管に垂直で、
互いに独立した、実質的に平行な平面層状(en nappe)に
配置された、適切な複数の放射加熱手段による管の加熱
を実施し、前記加熱手段は、炭化水素の製造に必要な反
応閉鎖容器の平均熱流より高い熱流で、管の第一部分
(供給側)を加熱するのに適しており、かつ触媒の等温
性が実質的に維持されるように、前記平均熱流に高くと
もせいぜい等しい熱流で、第一部分の後続の管の第二部
分を加熱するのに適しており、場合によっては、前記加
熱手段から来る燃焼煤煙を、前記閉鎖容器から排出する
ことを特徴とする方法に関する。
は、並んで(en rangee) 配置されかつ触媒固定床を含む
実質的に平行な複数の管を備える、少なくとも1つの反
応閉鎖容器において、脱水素されうる炭素原子数2〜20
の脂肪族炭化水素を含む仕込原料からのオレフィン系炭
化水素の製造方法であって、(a) 場合によっては予備加
熱された前記仕込原料を、適切な条件下に、触媒組成物
を含む前記管内に流す、オレフィン系炭化水素製造の反
応段階を実施し、オレフィン系炭化水素に富む流出物を
回収し、(b) 反応段階後、および下記のような触媒の再
生段階後、少なくとも1つの適切なガスでの管のパージ
段階を実施し、パージ流出物を回収し、(c) および反応
段階の際にコークスが上に付着した固定床触媒の、適切
な再生条件下における再生段階を閉鎖容器の前記管にお
いて実施し、再生流出物を回収する方法であって、前記
方法はさらに、反応段階の際に、実質的に管に垂直で、
互いに独立した、実質的に平行な平面層状(en nappe)に
配置された、適切な複数の放射加熱手段による管の加熱
を実施し、前記加熱手段は、炭化水素の製造に必要な反
応閉鎖容器の平均熱流より高い熱流で、管の第一部分
(供給側)を加熱するのに適しており、かつ触媒の等温
性が実質的に維持されるように、前記平均熱流に高くと
もせいぜい等しい熱流で、第一部分の後続の管の第二部
分を加熱するのに適しており、場合によっては、前記加
熱手段から来る燃焼煤煙を、前記閉鎖容器から排出する
ことを特徴とする方法に関する。
【0015】仕込原料とは、脂肪族炭化水素と水素また
は水蒸気との混合物を意味する。
は水蒸気との混合物を意味する。
【0016】オレフィン系炭化水素とは、少なくとも1
つの二重結合を含む炭化水素を意味する。
つの二重結合を含む炭化水素を意味する。
【0017】本方法の特徴によれば、反応閉鎖容器の平
均熱流の101 〜500 %の熱流で、供給側の反応管の長さ
の1〜50%を加熱することができ、前記平均熱流の10〜
100%の熱流で、管の残部を加熱することができる。
均熱流の101 〜500 %の熱流で、供給側の反応管の長さ
の1〜50%を加熱することができ、前記平均熱流の10〜
100%の熱流で、管の残部を加熱することができる。
【0018】閉鎖容器の平均熱流を、該反応に関して閉
鎖容器の管によって吸収された熱出力の、これらの管の
外部表面積の合計に対する比として定義する。
鎖容器の管によって吸収された熱出力の、これらの管の
外部表面積の合計に対する比として定義する。
【0019】有利には、平均熱流の120 〜300 %、好ま
しくは150 〜200 %の熱流で、供給側の反応管の長さの
1〜40%、好ましくは1〜35%を加熱することができ、
平均熱流の20〜85%、好ましくは40〜75%の熱流で、管
の残部を加熱することができる。
しくは150 〜200 %の熱流で、供給側の反応管の長さの
1〜40%、好ましくは1〜35%を加熱することができ、
平均熱流の20〜85%、好ましくは40〜75%の熱流で、管
の残部を加熱することができる。
【0020】これらの条件で、管の全長の温度曲線は、
残部よりも管の第一部分の方が、熱需要がより大きいこ
とを考慮すると、実質的にフラットである。この場合、
触媒の使用は、できるだけ長い間、この活性をほぼ維持
することと関連して、最適化されうる。
残部よりも管の第一部分の方が、熱需要がより大きいこ
とを考慮すると、実質的にフラットである。この場合、
触媒の使用は、できるだけ長い間、この活性をほぼ維持
することと関連して、最適化されうる。
【0021】用いられる加熱手段は、有利には特許US
4,664,620に記載されたものであってもよい。これら
は、セラミック繊維のマトリックスを有する、細長い、
実質的に円筒形のバーナーを備える。これらのバーナー
は、繊維間の隙間の空間において、気体燃料と空気との
混合物を炎を伴なわずに燃焼させ、熱を放射によって伝
達する。従ってセラミック繊維のこれらのバーナーの使
用は、本発明の1つの対象である。
4,664,620に記載されたものであってもよい。これら
は、セラミック繊維のマトリックスを有する、細長い、
実質的に円筒形のバーナーを備える。これらのバーナー
は、繊維間の隙間の空間において、気体燃料と空気との
混合物を炎を伴なわずに燃焼させ、熱を放射によって伝
達する。従ってセラミック繊維のこれらのバーナーの使
用は、本発明の1つの対象である。
【0022】さらにこれらは、燃焼の際、ほとんどNo
xも、COと炭化水素も発生させないという利点があ
る。さらにこれらの使用は非常に扱い易く、かつ順応性
が高い。発生する熱量は制御が可能であり、これは仕込
原料、パージガス、および再生ガスを予備加熱すること
ができる。
xも、COと炭化水素も発生させないという利点があ
る。さらにこれらの使用は非常に扱い易く、かつ順応性
が高い。発生する熱量は制御が可能であり、これは仕込
原料、パージガス、および再生ガスを予備加熱すること
ができる。
【0023】さらにこれらは、慣性が非常に弱い。この
ことは、仕込原料の時ならぬ供給停止、または仕込原料
の供給を妨げることがある、触媒上への過度のコークス
付着の場合には、感知が可能である。
ことは、仕込原料の時ならぬ供給停止、または仕込原料
の供給を妨げることがある、触媒上への過度のコークス
付着の場合には、感知が可能である。
【0024】本方法のもう1つの特徴によれば、通常、
オレフィン系炭化水素の製造段階と、使用済み触媒の再
生段階との間にパージ段階を実施する。これを行なうた
めに、管への仕込原料の供給を減少させるか、あるいは
停止させ、触媒の温度が実質的に一定にとどまるような
流量および温度条件において、窒素のような不活性ガス
で、少なくとも一度、管をパージする。このパージ段階
は、再生段階と反応段階との間に、再び行なってもよい
であろう。その結果、触媒は、不活性ガスの雰囲気下に
置かれ、その後その再生段階の際には酸素と、あるいは
反応段階の際には炭化水素と接触させられる。
オレフィン系炭化水素の製造段階と、使用済み触媒の再
生段階との間にパージ段階を実施する。これを行なうた
めに、管への仕込原料の供給を減少させるか、あるいは
停止させ、触媒の温度が実質的に一定にとどまるような
流量および温度条件において、窒素のような不活性ガス
で、少なくとも一度、管をパージする。このパージ段階
は、再生段階と反応段階との間に、再び行なってもよい
であろう。その結果、触媒は、不活性ガスの雰囲気下に
置かれ、その後その再生段階の際には酸素と、あるいは
反応段階の際には炭化水素と接触させられる。
【0025】しかしながらパージ段階の間ずっと、後続
の触媒の再生の観点から、あるいは炭化水素仕込原料の
脱水素段階の観点から、反応管全長にわたって、実質的
に一定の触媒温度を維持しうることが好ましい。制御で
きるこの温度は、触媒の特性を変え、かつ材料を傷める
曲線の不連続性を避けるために、反応段階の温度と再生
段階の温度に、できるだけ近いものにするのが好ましい
であろう。
の触媒の再生の観点から、あるいは炭化水素仕込原料の
脱水素段階の観点から、反応管全長にわたって、実質的
に一定の触媒温度を維持しうることが好ましい。制御で
きるこの温度は、触媒の特性を変え、かつ材料を傷める
曲線の不連続性を避けるために、反応段階の温度と再生
段階の温度に、できるだけ近いものにするのが好ましい
であろう。
【0026】さらに、パージ期間中ずっと加熱を維持す
ることは、仕込原料、パージまたは再生のガスの予備加
熱をできるだけ高いレベルで安定化させるのを促進す
る。
ることは、仕込原料、パージまたは再生のガスの予備加
熱をできるだけ高いレベルで安定化させるのを促進す
る。
【0027】本方法のもう1つの特徴によれば、一般
に、好ましくは予備加熱された不活性ガス、および分子
状酸素0.01〜5容量%、好ましくは0.4 〜0.8 容量%を
含む少なくとも1つのガスを管内に注入して、触媒の再
生段階を実施し、コークスの燃焼反応の発熱性が制御さ
れ、かつ触媒の温度が反応管に沿って実質的に一定に維
持されるような条件下に、反応段階の際に用いられる反
応閉鎖容器の平均熱流の5〜100 %の熱流で、供給側の
管の長さの1〜50%、好ましくは1〜35%を加熱する。
に、好ましくは予備加熱された不活性ガス、および分子
状酸素0.01〜5容量%、好ましくは0.4 〜0.8 容量%を
含む少なくとも1つのガスを管内に注入して、触媒の再
生段階を実施し、コークスの燃焼反応の発熱性が制御さ
れ、かつ触媒の温度が反応管に沿って実質的に一定に維
持されるような条件下に、反応段階の際に用いられる反
応閉鎖容器の平均熱流の5〜100 %の熱流で、供給側の
管の長さの1〜50%、好ましくは1〜35%を加熱する。
【0028】触媒の再生段階はまた、下記の複数の連続
工程で実施されてもよい: (a) 前記割合で分子状酸素を含む少なくとも1つのガス
によって、前記操作条件に従って、一般に400 〜650
℃、有利には500 〜550 ℃の温度での燃焼、(b) 分子状
酸素と、同時に塩素または塩素化合物を含むガスを用い
て、好ましくは湿潤空気、塩素および窒素の存在下、一
般に450 〜550 ℃の温度でのオキシクロル化工程、(c)
場合によっては、特に湿潤空気でオキシクロル化を実施
した場合は、より高い濃度の酸素を含むガスを用いる最
終焼成工程。
工程で実施されてもよい: (a) 前記割合で分子状酸素を含む少なくとも1つのガス
によって、前記操作条件に従って、一般に400 〜650
℃、有利には500 〜550 ℃の温度での燃焼、(b) 分子状
酸素と、同時に塩素または塩素化合物を含むガスを用い
て、好ましくは湿潤空気、塩素および窒素の存在下、一
般に450 〜550 ℃の温度でのオキシクロル化工程、(c)
場合によっては、特に湿潤空気でオキシクロル化を実施
した場合は、より高い濃度の酸素を含むガスを用いる最
終焼成工程。
【0029】当然、再生段階から炭化水素の製造段階へ
の移行は、一般に例えば前記のようなパージ段階であっ
て、触媒を酸化雰囲気から不活性雰囲気にする段階、つ
いで有利には反応段階の開始前、H2下の還元によって
実施される。
の移行は、一般に例えば前記のようなパージ段階であっ
て、触媒を酸化雰囲気から不活性雰囲気にする段階、つ
いで有利には反応段階の開始前、H2下の還元によって
実施される。
【0030】本発明による方法の好ましい実施態様によ
れば、反応閉鎖容器は、実質的に平行に並んで配置され
た2セットの管を含む少なくとも1つのモジュールを備
えていてもよい。一般にこれらの管セットの1つにおい
て、管の他の1つのセットで触媒の再生段階を実施する
間に、反応段階を実施する。パージ期間後、再生が実質
的に終了すると、以前に再生作動していた管は、その後
オレフィン製造反応器として作動しうる。
れば、反応閉鎖容器は、実質的に平行に並んで配置され
た2セットの管を含む少なくとも1つのモジュールを備
えていてもよい。一般にこれらの管セットの1つにおい
て、管の他の1つのセットで触媒の再生段階を実施する
間に、反応段階を実施する。パージ期間後、再生が実質
的に終了すると、以前に再生作動していた管は、その後
オレフィン製造反応器として作動しうる。
【0031】適切な手段によって制御される1式のバル
ブによるこの交互作動は、非常に扱いやすいことがわか
る。
ブによるこの交互作動は、非常に扱いやすいことがわか
る。
【0032】炭化水素の製造段階の間の触媒床の温度の
均一性は、同じ管内でのその再生の際、有利である。管
の全長に沿って付着するコークスの曲線は、実質的に一
定であり、このため、より一定の再生温度が生じる。
均一性は、同じ管内でのその再生の際、有利である。管
の全長に沿って付着するコークスの曲線は、実質的に一
定であり、このため、より一定の再生温度が生じる。
【0033】このように記載された方法によって、反応
サイクルと再生サイクルとの間の移行時間を減らすこと
ができる。これは、温度がどちらの場合も実質的に同じ
であるからであり、本方法が同じ管で実施されるからで
ある。
サイクルと再生サイクルとの間の移行時間を減らすこと
ができる。これは、温度がどちらの場合も実質的に同じ
であるからであり、本方法が同じ管で実施されるからで
ある。
【0034】脱水素反応は、一般に、仕込原料の種類に
よって、圧力0.2 〜20絶対バール(1バール=0.1 MPa
)、温度500 〜800 ℃で実施される。温度は1〜3絶
対バールの好ましい圧力下、有利にはプロパンの場合60
0 〜700 ℃、イソブタンを含む留分の場合、550 〜650
℃である。推奨される空間速度は、通常、0.5 〜20 h−
1、好ましくは1.5 〜2.5 h −1である。
よって、圧力0.2 〜20絶対バール(1バール=0.1 MPa
)、温度500 〜800 ℃で実施される。温度は1〜3絶
対バールの好ましい圧力下、有利にはプロパンの場合60
0 〜700 ℃、イソブタンを含む留分の場合、550 〜650
℃である。推奨される空間速度は、通常、0.5 〜20 h−
1、好ましくは1.5 〜2.5 h −1である。
【0035】触媒は、例えば特許US 4,806,624に記載さ
れたものであってもよい。この触媒は例えば、比表面積
約25〜500 m2/gの非晶質または結晶質担体、好まし
くはアルミナを含んでいてもよい。
れたものであってもよい。この触媒は例えば、比表面積
約25〜500 m2/gの非晶質または結晶質担体、好まし
くはアルミナを含んでいてもよい。
【0036】この触媒は、有利には、元素周期表の第VI
II族の少なくとも1つの貴金属、すなわちルテニウム、
ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウムおよび
白金からなる群から選ばれる貴金属を含んでいる。
II族の少なくとも1つの貴金属、すなわちルテニウム、
ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウムおよび
白金からなる群から選ばれる貴金属を含んでいる。
【0037】さらに有利には、この触媒は第VII B 族の
元素、例えばマンガンおよびレニウム、好ましくはレニ
ウム、または第IV A族の元素、好ましくは錫から選ばれ
る少なくとも1つの助触媒を含む。
元素、例えばマンガンおよびレニウム、好ましくはレニ
ウム、または第IV A族の元素、好ましくは錫から選ばれ
る少なくとも1つの助触媒を含む。
【0038】この触媒は、アルカリまたはアルカリ土類
元素、有利にはカルシウム、ストロンチウム、バリウ
ム、およびラジウム、好ましくはカリウムを含む少なく
とも1つの化合物によって中和されてもよい。
元素、有利にはカルシウム、ストロンチウム、バリウ
ム、およびラジウム、好ましくはカリウムを含む少なく
とも1つの化合物によって中和されてもよい。
【0039】選ばれる触媒は、処理される仕込原料によ
る。
る。
【0040】用いられる触媒はまた、結晶性ゼオライ
ト、例えば天然または合成モルデナイトであってもよ
い。
ト、例えば天然または合成モルデナイトであってもよ
い。
【0041】これらのゼオライトは、有利には少なくと
も1つの前記金属を含んでいることもあろう。
も1つの前記金属を含んでいることもあろう。
【0042】同様に、金属を伴なう、または伴なわな
い、フッ化物媒質中で合成されたゼオライトを用いるこ
ともできる。この金属は、骨格内にあるか、または骨格
外にあってもよい。
い、フッ化物媒質中で合成されたゼオライトを用いるこ
ともできる。この金属は、骨格内にあるか、または骨格
外にあってもよい。
【0043】炭化水素仕込原料は、有利には炭素原子数
2〜6の単一の二重結合を有する、飽和または不飽和炭
化水素を含んでいてもよい。これらの炭化水素は、プロ
パン、n−ブタン、n−ペンタン、ブタンおよびペンタ
ンの異性体、またはこれらの混合物であってもよい。こ
れらの炭化水素はまた、例えばプロペン、ブテン、およ
びペンテンであってもよく、一般にもとの仕込原料の脱
水素の結果生じる生成物である。これらは再循環され
る。
2〜6の単一の二重結合を有する、飽和または不飽和炭
化水素を含んでいてもよい。これらの炭化水素は、プロ
パン、n−ブタン、n−ペンタン、ブタンおよびペンタ
ンの異性体、またはこれらの混合物であってもよい。こ
れらの炭化水素はまた、例えばプロペン、ブテン、およ
びペンテンであってもよく、一般にもとの仕込原料の脱
水素の結果生じる生成物である。これらは再循環され
る。
【0044】これらの炭化水素は、純粋なまま、または
不活性ガスで希釈されて固定床内へ導入される。
不活性ガスで希釈されて固定床内へ導入される。
【0045】これらの炭化水素には、仕込原料におい
て、分離された最終生成物の再循環から生じる水素、ま
たは水蒸気が組合わされる。
て、分離された最終生成物の再循環から生じる水素、ま
たは水蒸気が組合わされる。
【0046】水素の再循環は、H2の炭化水素に対する
モル比が1〜10、好ましくは2〜5であるようなもので
ある。同様に、H2Oの炭化水素に対するモル比は1〜
10、好ましくは2〜5であってもよい。
モル比が1〜10、好ましくは2〜5であるようなもので
ある。同様に、H2Oの炭化水素に対するモル比は1〜
10、好ましくは2〜5であってもよい。
【0047】蒸気分解または接触分解のC4留分、ある
いは水素と、ブタンが多量にあるLPG 留分から来るイソ
ブタンとを含む仕込原料を用いて、優れた結果が得られ
た。
いは水素と、ブタンが多量にあるLPG 留分から来るイソ
ブタンとを含む仕込原料を用いて、優れた結果が得られ
た。
【0048】例えば仕込原料は下記組成を有していても
よい: イソブタン 20〜93% n−ブタン 5〜78% C3+C5 2〜5%。
よい: イソブタン 20〜93% n−ブタン 5〜78% C3+C5 2〜5%。
【0049】従って本発明による装置によって、非常に
急速に、また閉鎖容器の温度の容易な制御によって、様
々な組成の仕込原料を受入れることができる。同様に、
この装置によって、熱収支により、および特に仕込原料
の種類による触媒上のコークスの割合により、触媒の再
生率を調節することができる。さらにもう1つの利点
は、仕込原料、パージガス、および再生ガスが、特に加
熱手段の燃焼煤煙の対流区域において予備加熱され、適
温で導入されうるということによる。
急速に、また閉鎖容器の温度の容易な制御によって、様
々な組成の仕込原料を受入れることができる。同様に、
この装置によって、熱収支により、および特に仕込原料
の種類による触媒上のコークスの割合により、触媒の再
生率を調節することができる。さらにもう1つの利点
は、仕込原料、パージガス、および再生ガスが、特に加
熱手段の燃焼煤煙の対流区域において予備加熱され、適
温で導入されうるということによる。
【0050】一般的に操作条件は、1工程あたり(par p
asse) 、仕込原料の10〜70%、好ましくは30〜50%を、
少なくとも85%、好ましくは90〜95%のオレフィン選択
率で転換するように最適化される。生成された(イソお
よびn)オレフィンの1工程あたりの収率は、一般に20
重量%以上、好ましくは30〜50重量%である。
asse) 、仕込原料の10〜70%、好ましくは30〜50%を、
少なくとも85%、好ましくは90〜95%のオレフィン選択
率で転換するように最適化される。生成された(イソお
よびn)オレフィンの1工程あたりの収率は、一般に20
重量%以上、好ましくは30〜50重量%である。
【0051】流出物の分離後、仕込原料の未転換部分を
再循環することができる。
再循環することができる。
【0052】より重質な仕込原料を用いて、より大きな
転換率を得ることができる。この転換率は例えば少なく
とも95%である。
転換率を得ることができる。この転換率は例えば少なく
とも95%である。
【0053】再生は、一般に温度400 〜650 ℃、好まし
くは500 〜550 ℃で実施される。
くは500 〜550 ℃で実施される。
【0054】本発明の方法は、下記のような炭化水素の
転換装置において実施できる。この装置は、吸熱反応が
実施される、少なくとも1つの反応器(2) を含む少なく
とも1つの閉鎖容器(1) を備える。この反応器は、実質
的に互いに平行で、かつ並行に供給が行なわれる複数の
管(3) であって、少なくとも1つの固定床触媒で充填さ
れた管であり、前記管の1つの端部に連結された仕込原
料の供給手段(4) 、および前記管の他の1つの端部に連
結された流出物の回収手段(5) を備える。前記管は、実
質的に平行な整列して配置され、複数の放射加熱手段
(6) 、例えばセラミック繊維バーナーによって、適切な
条件下で加熱される。これらの加熱手段は、実質的に平
行な平面層状に配置され、互いに独立しており、これら
の加熱手段は実質的に管に垂直であり、前記加熱手段
は、支燃性物質と気体燃料との供給手段(7) と、前記反
応器に連結された燃焼煤煙の排出手段(16)とを備えてお
り、前記装置はさらに、少なくとも1つの適切なガスに
よる管のパージ手段を備える、使用済み触媒の再生手段
(9)(28) 、少なくとも1つの再生ガスの供給手段(9a)(9
b)、および前記管で使用済み触媒を再生するのに適し
た、再生流出物の排出手段(10)(32)であって、これらの
再生手段は、前記管に連結されている手段、および管を
交互に、仕込原料の供給手段(4) と流出物の回収手段
(5) とに、ついで触媒の前記再生手段(9)(28) に連結す
るのに適した、交互切替え手段(20)を備え、前記装置は
さらに、加熱手段の前記平面層に接続された管の温度の
制御および調節手段(50)を備えている。
転換装置において実施できる。この装置は、吸熱反応が
実施される、少なくとも1つの反応器(2) を含む少なく
とも1つの閉鎖容器(1) を備える。この反応器は、実質
的に互いに平行で、かつ並行に供給が行なわれる複数の
管(3) であって、少なくとも1つの固定床触媒で充填さ
れた管であり、前記管の1つの端部に連結された仕込原
料の供給手段(4) 、および前記管の他の1つの端部に連
結された流出物の回収手段(5) を備える。前記管は、実
質的に平行な整列して配置され、複数の放射加熱手段
(6) 、例えばセラミック繊維バーナーによって、適切な
条件下で加熱される。これらの加熱手段は、実質的に平
行な平面層状に配置され、互いに独立しており、これら
の加熱手段は実質的に管に垂直であり、前記加熱手段
は、支燃性物質と気体燃料との供給手段(7) と、前記反
応器に連結された燃焼煤煙の排出手段(16)とを備えてお
り、前記装置はさらに、少なくとも1つの適切なガスに
よる管のパージ手段を備える、使用済み触媒の再生手段
(9)(28) 、少なくとも1つの再生ガスの供給手段(9a)(9
b)、および前記管で使用済み触媒を再生するのに適し
た、再生流出物の排出手段(10)(32)であって、これらの
再生手段は、前記管に連結されている手段、および管を
交互に、仕込原料の供給手段(4) と流出物の回収手段
(5) とに、ついで触媒の前記再生手段(9)(28) に連結す
るのに適した、交互切替え手段(20)を備え、前記装置は
さらに、加熱手段の前記平面層に接続された管の温度の
制御および調節手段(50)を備えている。
【0055】加熱手段は一般に、気化燃料と支燃性物質
の供給手段、および適切な通路によって、対流室に接続
された燃焼煤煙の排出手段を備えている。この対流室自
体は、ダクトに連結されている。対流室は、仕込原料、
パージガスおよび再生ガスを予備加熱するのに適した熱
交換器を備えていてもよい。
の供給手段、および適切な通路によって、対流室に接続
された燃焼煤煙の排出手段を備えている。この対流室自
体は、ダクトに連結されている。対流室は、仕込原料、
パージガスおよび再生ガスを予備加熱するのに適した熱
交換器を備えていてもよい。
【0056】この装置の枠内で用いられる管は、一般に
長さが2〜20mである。これら管は円筒状または環状で
あってもよい。環状管の場合、これらは触媒を含む周辺
環状部分と中心部分とを備える。
長さが2〜20mである。これら管は円筒状または環状で
あってもよい。環状管の場合、これらは触媒を含む周辺
環状部分と中心部分とを備える。
【0057】第一の変形例によれば、仕込原料は、1つ
の端部において環状部分に導入されてもよく、この環状
部分を軸方向に流れ、流出物は管の中央部分において、
別の方向に流れ、この管の中央部分でこれは、管の同じ
側に位置する他の1つの端部で回収される。この場合管
は、周辺部で加熱手段によって加熱される。
の端部において環状部分に導入されてもよく、この環状
部分を軸方向に流れ、流出物は管の中央部分において、
別の方向に流れ、この管の中央部分でこれは、管の同じ
側に位置する他の1つの端部で回収される。この場合管
は、周辺部で加熱手段によって加熱される。
【0058】好ましい第二変形例によれば、仕込原料
は、1つの端部において環状部分に導入されてもよく、
その中を軸方向に流れ、反対側の端部で排出される。こ
れらの管の中央部分は、一部、加熱手段によって占めら
れている。これらの加熱手段は、有利には円筒形であ
り、突き合わせにされているか、離れており、前記のよ
うな原理に従って、管の内部、すなわち触媒が入ってい
る環状部分を加熱するのに適している。これらのバーナ
ーの供給および燃焼煤煙の排出は、同じ側、すなわち炭
化水素流出物の排出側で行なわれる。バーナーと管の内
壁との距離は、通常、触媒が入っている環状の厚みの0.
2 〜10倍である。これらの管は、反応器内の容量が大き
いことと、コンパクトであることによって有利である。
は、1つの端部において環状部分に導入されてもよく、
その中を軸方向に流れ、反対側の端部で排出される。こ
れらの管の中央部分は、一部、加熱手段によって占めら
れている。これらの加熱手段は、有利には円筒形であ
り、突き合わせにされているか、離れており、前記のよ
うな原理に従って、管の内部、すなわち触媒が入ってい
る環状部分を加熱するのに適している。これらのバーナ
ーの供給および燃焼煤煙の排出は、同じ側、すなわち炭
化水素流出物の排出側で行なわれる。バーナーと管の内
壁との距離は、通常、触媒が入っている環状の厚みの0.
2 〜10倍である。これらの管は、反応器内の容量が大き
いことと、コンパクトであることによって有利である。
【0059】円筒管の場合、これらの内径は10〜200 mm
である。これらは実質的に平行で、有利には垂直に整列
して配置されている。各列は、1つまたは複数の管列を
含んでいてもよい。各管の軸間の距離は、一般に外径の
1.5 〜6倍であり、バーナーは、一般に管の周辺に配置
されている。
である。これらは実質的に平行で、有利には垂直に整列
して配置されている。各列は、1つまたは複数の管列を
含んでいてもよい。各管の軸間の距離は、一般に外径の
1.5 〜6倍であり、バーナーは、一般に管の周辺に配置
されている。
【0060】もう1つの特徴によれば、装置は通常、オ
レフィンの製造反応が行なわれている同じ管内で、使用
済み触媒を再生するのに適した再生手段を備える。これ
らの再生手段は、一般に、管束の端部の一方に再生ガス
の供給手段、他の一方の端部に再生流出物の排出手段を
備える。この端部は、例えば環状の管と同じ側にあって
もよい。
レフィンの製造反応が行なわれている同じ管内で、使用
済み触媒を再生するのに適した再生手段を備える。これ
らの再生手段は、一般に、管束の端部の一方に再生ガス
の供給手段、他の一方の端部に再生流出物の排出手段を
備える。この端部は、例えば環状の管と同じ側にあって
もよい。
【0061】この装置はまた、反応管を交互に再生手段
に、ついで反応の実施に必要な手段に連結するのに適し
た、特に、管の1つの端部を仕込原料供給手段と、もう
1つの端部を生成された流出物の排出手段と連結するの
に適した手段を備えていてもよい。この端部は、環状管
の場合には、同じ側にあってもよい。
に、ついで反応の実施に必要な手段に連結するのに適し
た、特に、管の1つの端部を仕込原料供給手段と、もう
1つの端部を生成された流出物の排出手段と連結するの
に適した手段を備えていてもよい。この端部は、環状管
の場合には、同じ側にあってもよい。
【0062】好ましい実施態様によれば、この装置は、
複数の反応管を含む第一反応器、および触媒再生に適し
た複数の再生管を備える第二反応器を有する少なくとも
1つの閉鎖容器を備えていてもよい。第一および第二反
応器は、少なくとも1つの通路(14)(15)によって、適切
な手段(ダクト)により外部と連結されている対流区域
と通じている。これらの再生管は、1つの端部が再生ガ
スの供給手段と、もう1つの端部が再生流出物の排出手
段と連結されており、さらに、交互切替え手段を備えて
いる。これらの切替え手段は、反応管を交互に、仕込原
料の供給手段と流出物の回収手段、ついで再生ガスの供
給手段と再生流出物の排出手段と連結するのに適してい
る。これらの交互切替え手段はさらに、再生管を交互
に、再生ガスの供給手段と、再生流出物の排出手段に、
ついで仕込原料供給手段とオレフィン系炭化水素流出物
の回収手段に連結するのに適している。反応管は、再生
管が第一段階でいわゆる再生段階で作動している間、い
わゆる反応段階で作動する。ついで反応管は再生管にな
り、一方再生管は第二段階で反応管になる。
複数の反応管を含む第一反応器、および触媒再生に適し
た複数の再生管を備える第二反応器を有する少なくとも
1つの閉鎖容器を備えていてもよい。第一および第二反
応器は、少なくとも1つの通路(14)(15)によって、適切
な手段(ダクト)により外部と連結されている対流区域
と通じている。これらの再生管は、1つの端部が再生ガ
スの供給手段と、もう1つの端部が再生流出物の排出手
段と連結されており、さらに、交互切替え手段を備えて
いる。これらの切替え手段は、反応管を交互に、仕込原
料の供給手段と流出物の回収手段、ついで再生ガスの供
給手段と再生流出物の排出手段と連結するのに適してい
る。これらの交互切替え手段はさらに、再生管を交互
に、再生ガスの供給手段と、再生流出物の排出手段に、
ついで仕込原料供給手段とオレフィン系炭化水素流出物
の回収手段に連結するのに適している。反応管は、再生
管が第一段階でいわゆる再生段階で作動している間、い
わゆる反応段階で作動する。ついで反応管は再生管にな
り、一方再生管は第二段階で反応管になる。
【0063】これの使用のモジュールという側面によっ
て非常に扱いやすい概念の技術が、小さい容量にも、大
きな容量にも適応しうる。短時間での加熱を用いるとい
う扱い易さと順応性は、補足的な有利な条件である。
て非常に扱いやすい概念の技術が、小さい容量にも、大
きな容量にも適応しうる。短時間での加熱を用いるとい
う扱い易さと順応性は、補足的な有利な条件である。
【0064】装置のもう1つの特徴によれば、制御およ
び調節手段は、管の前記第一部分と連結された少なくと
も1つの温度センサ、および管の後続の第二部分に接続
された少なくとももう1つの温度センサであって、信号
を発する2つのセンサ、信号を受取り、信号を対照値と
比較し、管の第一および第二部分の加熱手段を制御しう
る他の信号によって情報を伝達するのに適した、処理お
よび制御手段を備えていてもよい。
び調節手段は、管の前記第一部分と連結された少なくと
も1つの温度センサ、および管の後続の第二部分に接続
された少なくとももう1つの温度センサであって、信号
を発する2つのセンサ、信号を受取り、信号を対照値と
比較し、管の第一および第二部分の加熱手段を制御しう
る他の信号によって情報を伝達するのに適した、処理お
よび制御手段を備えていてもよい。
【0065】
【実施例】本発明は、本発明による方法および装置を図
式的に例示する図1および2を見ればよりよく理解され
る。
式的に例示する図1および2を見ればよりよく理解され
る。
【0066】−図1は、対流室によって分離された、反
応区域と再生区域とを備える反応閉鎖容器の縦断面図を
示す。
応区域と再生区域とを備える反応閉鎖容器の縦断面図を
示す。
【0067】−図2は、管の加熱手段、およびこれらを
制御する制御および調節手段を示す。
制御する制御および調節手段を示す。
【0068】図1によれば、断熱材料で被覆された内壁
を有する反応閉鎖容器(1) は、モノまたはジオレフィン
系炭化水素の製造に適した触媒の固定床を含む、実質的
に円筒形のステンレス鋼製の複数の管(3) を含む反応器
(2) を備える。軸から測定して、直径の約2倍の長さだ
け互いに離れた、実質的に垂直なこれらの管は、好まし
くはねじれて配置される2列の管を含む、実質的に平行
に整列して配置されている。列の間には、セラミック繊
維のマトリックスを有する、細長い、実質的に円筒形の
複数のバーナー(6) が配置されている。これらは、供給
手段(7) によってもたらされる気体燃料と空気との混合
物を炎を伴なわずに燃焼させる。これらのバーナーは、
反応管に実質的に垂直で、互いに独立した、実質的に平
行な平面層状に配置されている。これらの平面層は、1
つまたは複数のバーナーを備えていてもよい。バーナー
間の距離は、一般に0.5 〜2.0 mである。さらにバーナ
ーと管との距離は、一般に0.2 〜0.8 m、有利には0.3
〜0.5 mである。これらの放射バーナーは、8mにも達
することがある管の長さの約30%の長さにわたって、閉
鎖容器の平均熱流の約180 %の熱流で、管の第一部分
(供給側)を加熱するのに適している。管の残部は、平
均熱流の約70%の熱流で加熱される。このようにして、
反応は即座に開始されるので、分解される危険のある仕
込原料を予備加熱しすぎる必要はない。
を有する反応閉鎖容器(1) は、モノまたはジオレフィン
系炭化水素の製造に適した触媒の固定床を含む、実質的
に円筒形のステンレス鋼製の複数の管(3) を含む反応器
(2) を備える。軸から測定して、直径の約2倍の長さだ
け互いに離れた、実質的に垂直なこれらの管は、好まし
くはねじれて配置される2列の管を含む、実質的に平行
に整列して配置されている。列の間には、セラミック繊
維のマトリックスを有する、細長い、実質的に円筒形の
複数のバーナー(6) が配置されている。これらは、供給
手段(7) によってもたらされる気体燃料と空気との混合
物を炎を伴なわずに燃焼させる。これらのバーナーは、
反応管に実質的に垂直で、互いに独立した、実質的に平
行な平面層状に配置されている。これらの平面層は、1
つまたは複数のバーナーを備えていてもよい。バーナー
間の距離は、一般に0.5 〜2.0 mである。さらにバーナ
ーと管との距離は、一般に0.2 〜0.8 m、有利には0.3
〜0.5 mである。これらの放射バーナーは、8mにも達
することがある管の長さの約30%の長さにわたって、閉
鎖容器の平均熱流の約180 %の熱流で、管の第一部分
(供給側)を加熱するのに適している。管の残部は、平
均熱流の約70%の熱流で加熱される。このようにして、
反応は即座に開始されるので、分解される危険のある仕
込原料を予備加熱しすぎる必要はない。
【0069】バーナーの燃焼煤煙は、通路(14)を経て対
流区域(13)へ排出される。この区域で、仕込原料を予備
加熱することができる。熱回収器(19)をそこに組込んで
もよい。煤煙はダクト(16)によって排出される。
流区域(13)へ排出される。この区域で、仕込原料を予備
加熱することができる。熱回収器(19)をそこに組込んで
もよい。煤煙はダクト(16)によって排出される。
【0070】反応器の管には、脂肪族炭化水素を含む仕
込原料、例えばC4留分が平行に供給される。これはポ
ンプ(17)によって管路(17a) および管路(4) を経て運ば
れる。仕込原料はまた、管路(17b) によって運ばれる再
循環水素をも含む。この仕込原料はまた、対流区域内の
通路の上流の熱交換器(11)によって予備加熱されてもよ
い。この熱交換器は、反応器の流出物の熱を受取る。こ
の流出物は、熱交換器と連結された管路(5) によって平
行に排出される。ついで流出物は、適切な1組の弁(29)
によって空気冷却器(67)の方へ、ついで気体と液体との
分離塔(68)の方へ、最後に分別区域(70)の方へ送られ
る。ここでは、管路(71)によって、生成された炭化水
素、管路(17b) によって再循環されうる水素リッチにな
ったガス、および再循環されうる未転換仕込原料を回収
することができる。
込原料、例えばC4留分が平行に供給される。これはポ
ンプ(17)によって管路(17a) および管路(4) を経て運ば
れる。仕込原料はまた、管路(17b) によって運ばれる再
循環水素をも含む。この仕込原料はまた、対流区域内の
通路の上流の熱交換器(11)によって予備加熱されてもよ
い。この熱交換器は、反応器の流出物の熱を受取る。こ
の流出物は、熱交換器と連結された管路(5) によって平
行に排出される。ついで流出物は、適切な1組の弁(29)
によって空気冷却器(67)の方へ、ついで気体と液体との
分離塔(68)の方へ、最後に分別区域(70)の方へ送られ
る。ここでは、管路(71)によって、生成された炭化水
素、管路(17b) によって再循環されうる水素リッチにな
ったガス、および再循環されうる未転換仕込原料を回収
することができる。
【0071】反応閉鎖容器は、前記図1によれば、反応
容器を含む。この反応閉鎖容器はまた、対流区域を通る
閉鎖容器の軸に対して実質的に対称的に配置された再生
容器(8) をも含む。実際、この再生容器は、炭化水素の
製造容器と実質的に同じである。これはこれら2つの反
応器が交互に作動するからである。一方の反応器は、他
方の反応器が、触媒の再生段階で作動している間、炭化
水素の製造段階として作動する。
容器を含む。この反応閉鎖容器はまた、対流区域を通る
閉鎖容器の軸に対して実質的に対称的に配置された再生
容器(8) をも含む。実際、この再生容器は、炭化水素の
製造容器と実質的に同じである。これはこれら2つの反
応器が交互に作動するからである。一方の反応器は、他
方の反応器が、触媒の再生段階で作動している間、炭化
水素の製造段階として作動する。
【0072】従って再生作動の容器(8) は、並列に配置
された複数の前記管(3) を備える。これらの列の間に
は、平面層状に配置されたバーナー(6) が配置され、こ
れらバーナーは前記再生条件下に管を加熱するのに適し
ている。バーナー(6) の燃焼ガスは、通路(15)を経て、
対流区域(13)へ送られる。これらの管は、先行の炭化水
素製造段階の間、コークスが付着した触媒を含む。まず
管路(9a)によって送られる、パージのために用いられる
ガス(窒素)、ついで管路(9a)(9b)によって送られる窒
素と空気との混合物(酸素0.5 容量%)は、圧縮された
後、再生器(8) の入口へ、管路(9) と弁(28)によって導
入される。管への供給は、仕込原料の導入と同じ方向
に、平行に実施される。固定床触媒は、少なくとも一
部、適切な条件下に再生され、燃焼流出物は管路(10)に
よって排出され、熱交換器(12)を通り、これはパージガ
スと再生ガスとを一部予備加熱する。これらのガスの補
足的な予備加熱は、対流区域(13)でも実施される。
された複数の前記管(3) を備える。これらの列の間に
は、平面層状に配置されたバーナー(6) が配置され、こ
れらバーナーは前記再生条件下に管を加熱するのに適し
ている。バーナー(6) の燃焼ガスは、通路(15)を経て、
対流区域(13)へ送られる。これらの管は、先行の炭化水
素製造段階の間、コークスが付着した触媒を含む。まず
管路(9a)によって送られる、パージのために用いられる
ガス(窒素)、ついで管路(9a)(9b)によって送られる窒
素と空気との混合物(酸素0.5 容量%)は、圧縮された
後、再生器(8) の入口へ、管路(9) と弁(28)によって導
入される。管への供給は、仕込原料の導入と同じ方向
に、平行に実施される。固定床触媒は、少なくとも一
部、適切な条件下に再生され、燃焼流出物は管路(10)に
よって排出され、熱交換器(12)を通り、これはパージガ
スと再生ガスとを一部予備加熱する。これらのガスの補
足的な予備加熱は、対流区域(13)でも実施される。
【0073】次に再生流出物は、1組の弁(32)によっ
て、図示されていない処理および分離区域の方へ、管路
(10)を経て送られる。
て、図示されていない処理および分離区域の方へ、管路
(10)を経て送られる。
【0074】既に記載された実施態様によれば、一方の
容器は、他方の容器が再生段階で作動している間、オレ
フィン系炭化水素の製造の作動を行なう。炭化水素の製
造反応に必要な時間(約12時間)の後、適切な交互切替
え手段(20)によって、切替えができる。反応器(2) が再
生段階に移り、一方再生器(8) が炭化水素の製造段階に
移る。
容器は、他方の容器が再生段階で作動している間、オレ
フィン系炭化水素の製造の作動を行なう。炭化水素の製
造反応に必要な時間(約12時間)の後、適切な交互切替
え手段(20)によって、切替えができる。反応器(2) が再
生段階に移り、一方再生器(8) が炭化水素の製造段階に
移る。
【0075】パージに必要な段階の間、回路全体に窒素
を供給する弁(26)(28)は開いており、弁(25)(27)は閉じ
ており、パージ流出物の回収のために弁(30)(32)は、弁
(29)(31)が閉じている間、開いている。H2下、触媒の
還元段階は、これの再生およびパージ段階後に実施され
てもよい。
を供給する弁(26)(28)は開いており、弁(25)(27)は閉じ
ており、パージ流出物の回収のために弁(30)(32)は、弁
(29)(31)が閉じている間、開いている。H2下、触媒の
還元段階は、これの再生およびパージ段階後に実施され
てもよい。
【0076】パージ段階後、交互切替え手段は、再循環
水素を含む仕込原料を反応器に供給するために弁(25)を
開き、弁(26)(27)を閉じる。これらの同じ手段は、開い
た弁(29)によって、流出物を分別区域(70)の方へ排出す
るままにしておくために弁(30)(31)を閉じる。
水素を含む仕込原料を反応器に供給するために弁(25)を
開き、弁(26)(27)を閉じる。これらの同じ手段は、開い
た弁(29)によって、流出物を分別区域(70)の方へ排出す
るままにしておくために弁(30)(31)を閉じる。
【0077】同様に、交互切替え手段(20)は、N2と空
気との混合物を、開いた弁(28)によって、再生容器(8)
の方へ通過するままにしておく。弁(27)が閉じられ、一
方再生流出物は、開いた弁(32)と閉じた弁(31)によっ
て、処理区域の方へ送られる。
気との混合物を、開いた弁(28)によって、再生容器(8)
の方へ通過するままにしておく。弁(27)が閉じられ、一
方再生流出物は、開いた弁(32)と閉じた弁(31)によっ
て、処理区域の方へ送られる。
【0078】新たなパージ期間後、切替え手段(20)は、
反応器(2) を再生器に変え、再生ガス混合物の管路(9)
は、開いた弁(26)によって反応器に供給を行ない、弁(2
8)(25)は閉じられ、一方再生流出物は、管路(5) から排
出され、弁(30)は開いており、弁(29)(32)は閉じてい
る。同様に、交互切替え手段は、再生器(8) を反応器に
変える。このため、仕込原料は管路(17b) および開けら
れた弁(27)によって、反応管に供給を行なう管路(9) へ
送られ、弁(25)および(28)は閉じている。オレフィン系
炭化水素の製造反応の流出物は、管路(10)を経て処理区
域(70)の方へ送られる。弁(31)は開いており、弁(29)(3
2)は閉じている。
反応器(2) を再生器に変え、再生ガス混合物の管路(9)
は、開いた弁(26)によって反応器に供給を行ない、弁(2
8)(25)は閉じられ、一方再生流出物は、管路(5) から排
出され、弁(30)は開いており、弁(29)(32)は閉じてい
る。同様に、交互切替え手段は、再生器(8) を反応器に
変える。このため、仕込原料は管路(17b) および開けら
れた弁(27)によって、反応管に供給を行なう管路(9) へ
送られ、弁(25)および(28)は閉じている。オレフィン系
炭化水素の製造反応の流出物は、管路(10)を経て処理区
域(70)の方へ送られる。弁(31)は開いており、弁(29)(3
2)は閉じている。
【0079】もちろん、交互切替え手段(20)は、加熱平
面層の調節手段(50)に接続されている。この調節手段は
加熱、従って燃料供給を、オレフィンの製造段階、パー
ジ段階および再生段階の際に様々に適応させる。
面層の調節手段(50)に接続されている。この調節手段は
加熱、従って燃料供給を、オレフィンの製造段階、パー
ジ段階および再生段階の際に様々に適応させる。
【0080】反応器(2) または反応器(8) の加熱手段
は、下記のように調節および制御される(図2)。
は、下記のように調節および制御される(図2)。
【0081】実質的に種々の加熱平面層(6) のレベルに
ある、反応管上に配置された温度センサ(51)(56)(57)
は、温度を測定し、各々電線路(52)(58)(59)によって、
制御および調節手段(50)の方へ電気信号を送る。これら
の手段自体は、交互切替え手段(20)に接続されている。
例えば一定のオレフィン製造反応段階の場合、センサに
よって発生させられる電気信号は、予め登録された対照
値と比較される。従って手段(50)は、応答信号を、回線
(53)(62)(63)を経て送る。これらの信号は各々、燃料供
給弁(54)(60)(61)を調節する。燃料は、管路(55)(65)(6
6)によって運ばれる。これら管路は順番に燃料供給管路
(7) に接続されている。これらの弁は、対照値および測
定された温度に従って、加熱手段(6) に供給を行なう。
ある、反応管上に配置された温度センサ(51)(56)(57)
は、温度を測定し、各々電線路(52)(58)(59)によって、
制御および調節手段(50)の方へ電気信号を送る。これら
の手段自体は、交互切替え手段(20)に接続されている。
例えば一定のオレフィン製造反応段階の場合、センサに
よって発生させられる電気信号は、予め登録された対照
値と比較される。従って手段(50)は、応答信号を、回線
(53)(62)(63)を経て送る。これらの信号は各々、燃料供
給弁(54)(60)(61)を調節する。燃料は、管路(55)(65)(6
6)によって運ばれる。これら管路は順番に燃料供給管路
(7) に接続されている。これらの弁は、対照値および測
定された温度に従って、加熱手段(6) に供給を行なう。
【0082】オレフィン系炭化水素製造段階の作動を行
なう反応器または容器、および再生段階の作動を行なう
もう1つの反応器を含む、単一のモジュールの閉鎖容器
を示した。これら2つの反応器は、通路(14)(15)によっ
て、対流区域を経て1つにまとめられている。もちろ
ん、この閉鎖容器は、複数のモジュールを含んでいても
よい。例えば、隣接する2つの対流区域は、燃焼流出物
の単一の排出ダクトを有する。
なう反応器または容器、および再生段階の作動を行なう
もう1つの反応器を含む、単一のモジュールの閉鎖容器
を示した。これら2つの反応器は、通路(14)(15)によっ
て、対流区域を経て1つにまとめられている。もちろ
ん、この閉鎖容器は、複数のモジュールを含んでいても
よい。例えば、隣接する2つの対流区域は、燃焼流出物
の単一の排出ダクトを有する。
【0083】さらに、触媒の再生は、燃焼工程後に、オ
キシクロル化工程を含んでいてもよいことが明確にされ
た。この工程は、オレフィン系炭化水素の製造工程の前
の、反応管のパージ工程の前に実施される。
キシクロル化工程を含んでいてもよいことが明確にされ
た。この工程は、オレフィン系炭化水素の製造工程の前
の、反応管のパージ工程の前に実施される。
【0084】さらには、炭化水素の製造工程および再生
工程は、図1に示すように、仕込原料と再生ガスとを同
じ方向に導入することによって(例えば上から下へ)実
施される。しかしながら、仕込原料を1つの方向へ導入
し、再生ガスを反対方向へ導入することもまったく可能
である。この装置の変形例も、本発明の原理の中に入
る。
工程は、図1に示すように、仕込原料と再生ガスとを同
じ方向に導入することによって(例えば上から下へ)実
施される。しかしながら、仕込原料を1つの方向へ導入
し、再生ガスを反対方向へ導入することもまったく可能
である。この装置の変形例も、本発明の原理の中に入
る。
【0085】
【発明の効果】本発明の方法および装置によると、オレ
フィン系炭化水素の転換率と触媒の寿命を改善すること
ができる。本発明の方法および装置は、特にイソブテン
の製造に適している。
フィン系炭化水素の転換率と触媒の寿命を改善すること
ができる。本発明の方法および装置は、特にイソブテン
の製造に適している。
【図1】本発明の装置の一具体例を示す縦断面図であ
る。
る。
【図2】本発明の装置の、管の加熱手段およびこれの制
御手段を示す図である。
御手段を示す図である。
(1) …閉鎖容器 (2) …反応器 (3) …管 (4) …仕込原料の供給手段 (5) …炭化水素流出物の回収手段 (6) …加熱手段 (7) …気化燃料と支燃性物質の供給手段 (16)…燃焼煤煙の排出手段 (9)(28) …触媒の再生手段 (9a)(9b)…再生ガスの供給手段 (10)(32)…再生流出物の排出手段 (20)…交互切替え手段 (50)…管の温度の制御手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C07C 11/02 8619−4H // C07B 61/00 300 (72)発明者 ラリー マンク フランス国 オルジュヴァル リュ ドゥ ピクナール 207 (72)発明者 ピエール レナール フランス国 サン ノム ラ ブルテーシ ュ アレ デ ロマラン 8 (72)発明者 ジャン ピエール ブルジンスキー フランス国 リヨン リュ デュ ブリュ レ 25 (72)発明者 ジェラール レジェール フランス国 エキュリー レジダーンス デュ パルク アヴニュー ドゥ ヴェシ エール 2 (72)発明者 フィリップ ヴァシェ フランス国 ヴィエンヌ シュマン ドゥ シャラヴル ル オ デトゥルサン (無番地) (72)発明者 アリ マンキネン フランス国 サン ノム ラ ブルテーシ ュ レ ポロニヤ 6
Claims (20)
- 【請求項1】 並んで(en rangee) 配置されかつ触媒固
定床を含む実質的に平行な複数の管を備える、少なくと
も1つの反応閉鎖容器において、脱水素されうる炭素原
子数2〜20の脂肪族炭化水素を含む仕込原料からのオレ
フィン系炭化水素の製造方法であって、 (a) 場合によっては予備加熱された前記仕込原料を、適
切な条件下に、触媒組成物を含む前記管内に流す、オレ
フィン系炭化水素製造の反応段階を実施し、オレフィン
系炭化水素に富む流出物を回収し、 (b) 反応段階後、および下記のような触媒の再生段階
後、少なくとも1つの適切なガスでの管のパージ段階を
実施し、パージ流出物を回収し、 (c) および反応段階の際にコークスが上に付着した固定
床触媒の、適切な再生条件下における再生段階を閉鎖容
器の前記管において実施し、再生流出物を回収する方法
であって、 前記方法は、反応段階の際に、実質的に管に垂直で、互
いに独立した、実質的に平行な平面層状(en nappe)に配
置された、適切な複数の放射加熱手段による管の加熱を
実施し、前記加熱手段は、反応閉鎖容器の平均熱流の10
1 〜500 %の熱流で、管の長さの1〜50%である管の第
一部分(供給側)を加熱するのに適しており、かつ触媒
の等温性が実質的に維持されるように、平均熱流の10〜
100 %の熱流で管の残部を加熱するのに適しており、場
合によっては、前記加熱手段から来る燃焼煤煙を、前記
閉鎖容器から排出することを特徴とする方法。 - 【請求項2】 供給側の反応管の長さの1〜40%、好ま
しくは1〜35%を、前記平均熱流の120 〜300 %、好ま
しくは150 〜200 %の熱流で加熱し、反応管の残部を、
平均熱流の20〜85%、好ましくは40〜75%の熱流で加熱
する、請求項1による方法。 - 【請求項3】 各反応段階と各再生段階との間、各再生
段階と各反応段階の間に、各々仕込原料と再生ガスの供
給を停止し、場合によってはバーナーへ気化燃料および
支燃性物質の供給を停止し、触媒の温度が実質的に一定
になるような流量および温度条件下に、不活性ガス例え
ば窒素で、反応管を少なくとも一度パージする、請求項
1または2による方法。 - 【請求項4】 反応閉鎖容器が、少なくとも1つのモジ
ュールの2セットの管を備える方法において、これらの
管セットのうちの1つにおいては、管の他の1つのセッ
トで触媒の再生段階を実施している間に、反応段階を実
施するか、あるいはその反対のことを行なうことを特徴
とする、請求項1〜3のうちの1つによる方法。 - 【請求項5】 触媒の再生段階が、場合によっては予備
加熱された不活性ガス、例えば窒素と、分子状酸素を0.
01〜5容量%含む少なくとも1つのガスとの前記反応管
への注入、およびコークスの燃焼反応の発熱性が調節さ
れ、かつ触媒の温度が実質的に一定になるような条件下
において、閉鎖容器の平均熱流の5〜100 %の熱流で
の、供給側の反応管の長さの1〜50%、好ましくは1〜
35%の加熱を含むことを特徴とする、請求項1〜4のう
ちの1つによる方法。 - 【請求項6】 分子状酸素と塩素または塩素化合物を含
むガスを用いて、温度450 〜550 ℃でのオキシクロル化
工程、ついで場合によっては、請求項5に記載されてい
る濃度よりも高い酸素濃度での焼成工程を実施する、請
求項1〜5のうちの1つによる方法。 - 【請求項7】 仕込原料が、新品のまたは再循環された
水素を含む、請求項1〜6のうちの1つによる方法。 - 【請求項8】 仕込原料が水蒸気を含む、請求項1〜7
のうちの1つによる方法。 - 【請求項9】 加熱手段が、セラミック繊維のマトリッ
クスを有するバーナーである、請求項1〜8のうちの1
つによる方法。 - 【請求項10】 放射加熱手段、および管の第一部分に
連結された少なくとも1つの第一温度センサ、および管
の残部と連結された少なくとも1つの第二センサに接続
された処理および制御手段によって、触媒の等温性を制
御および調節する、請求項1〜9のうちの1つによる方
法。 - 【請求項11】 吸熱反応が実施される少なくとも1つ
の反応器(2) を含む少なくとも1つの閉鎖容器(1) を備
える炭化水素の転換装置であって、この反応器は、実質
的に互いに平行で、かつ並行に供給が行なわれる複数の
管(3) であって、少なくとも1つの固定床触媒で充填さ
れている管(3) 、前記管の1つの端部と連結された仕込
原料の供給手段(4) 、前記管の他の1つの端部と連結さ
れた炭化水素流出物の回収手段(5) を備え、前記管は、
実質的に平行な列として配置され、複数の加熱手段(6)
によって適切な条件で加熱され、前記加熱手段は、気化
燃料と支燃性物質の供給手段(7) と、前記反応器に連結
された燃焼煤煙の排出手段(16)を備え、前記装置はさら
に、少なくとも1つの適切なガスによる管のパージ手段
を備える、使用済み触媒の再生手段(9)(28) 、少なくと
も1つの再生ガスの供給手段(9a)(9b)、および前記管に
おいて使用済み触媒を再生するのに適した、再生流出物
の排出手段(10)(32)であって、これらの再生手段は前記
管に連結されている手段、およびこれらの管を、仕込原
料の供給手段(4) と流出物の回収手段(5) とに、ついで
触媒の前記再生手段(9)(28) に交互に連結するのに適し
た交互切替え手段(20)を備える装置において、この装置
は、放射加熱手段、例えば実質的に管に垂直な、互いに
独立した、実質的に平行な平面層状に配置された、セラ
ミック繊維バーナーを備えること、およびこの装置はさ
らに、前記加熱手段の平面層に接続され、かつ閉鎖容器
の平均熱流より高い熱流で、供給側の管の第一部分を加
熱するのに適し、かつ高くともせいぜい、閉鎖容器の平
均熱流に等しい熱流で、管の残部を加熱するのに適し
た、管の温度の制御および調節手段(50)を備えることを
特徴とする装置。 - 【請求項12】 管の長さは2〜20m、これらの内径は
10〜200 mmである、請求項11による装置。 - 【請求項13】 各管の軸間の距離は、その外径の1.5
〜6倍である、請求項11または12による装置。 - 【請求項14】 制御および調節手段は、供給側の管の
第一部分に連結された少なくとも1つの温度センサ、お
よび管の後続の第二部分に連結された少なくとも他の1
つのセンサであって、信号を発する2つのセンサ、信号
を受取り、これらを対照信号と比較し、管の第一および
第二部分の加熱手段を制御することができるその他の信
号を送るのに適した、処理および制御手段を備える、請
求項11〜13のうちの1つによる装置。 - 【請求項15】 前記加熱手段間の距離は0.5 〜2.0 m
である、請求項11〜14のうちの1つによる装置。 - 【請求項16】 前記閉鎖容器が、複数の反応管を含む
第一反応器と、触媒の再生に適した複数の再生管を含む
第二反応器を備え、第一および第二反応器は、少なくと
も1つの通路(14)(15)によって、適切な手段(ダクト)
によって外部と連結された対流室(13)に通じており、こ
れらの再生管は、再生ガスの供給手段と、その1つの端
部が連結されており、他の1つの端部が、再生流出物の
排出手段と連結されており、これら再生管はさらに、こ
れらの反応管を交互に、仕込原料の供給手段と流出物の
回収手段とに、ついで再生ガスの供給手段と再生流出物
の排出手段とに連結するのに適した手段を備え、これら
の手段は、さらに、再生管を交互に、再生ガスの供給手
段と再生流出物の排出手段とに連結し、ついで仕込原料
の供給手段と炭化水素流出物の回収手段とに連結するの
に適しており、反応管は、再生管が第一段階でいわゆる
再生段階で作動している間、いわゆる反応段階で作動
し、ついで反応管は再生管になる一方、再生管は第二段
階で反応管になる、請求項11〜15のうちの1つによ
る装置。 - 【請求項17】 対流室(13)が、仕込原料、再生ガスお
よびパージガスを予備加熱するのに適した熱交換器を備
える、請求項16による装置。 - 【請求項18】 反応管および再生管が、これらの管の
外部に配置された前記加熱手段によって加熱される、請
求項11〜17のうちの1つによる装置。 - 【請求項19】 管が、触媒を含む環状部分と、内部に
前記加熱手段が設置された円筒状の中心部分を備える、
請求項11〜18のうちの1つによる装置。 - 【請求項20】 炭素原子数2〜20の脱水素可能な少な
くとも1つの炭化水素を含む仕込原料からの、オレフィ
ン系炭化水素の製造方法における、請求項11〜19の
うちの1つによる装置の使用する方法。
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