KR102025097B1 - 탈수소화 장치 및 방법 - Google Patents

탈수소화 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102025097B1
KR102025097B1 KR1020170181593A KR20170181593A KR102025097B1 KR 102025097 B1 KR102025097 B1 KR 102025097B1 KR 1020170181593 A KR1020170181593 A KR 1020170181593A KR 20170181593 A KR20170181593 A KR 20170181593A KR 102025097 B1 KR102025097 B1 KR 102025097B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
reactor
catalyst
dehydrogenation
hydrogen gas
regeneration unit
Prior art date
Application number
KR1020170181593A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190079409A (ko
Inventor
조재한
김원일
조부영
우재영
염희철
정단비
조민정
Original Assignee
효성화학 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 효성화학 주식회사 filed Critical 효성화학 주식회사
Priority to KR1020170181593A priority Critical patent/KR102025097B1/ko
Publication of KR20190079409A publication Critical patent/KR20190079409A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102025097B1 publication Critical patent/KR102025097B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J38/00—Regeneration or reactivation of catalysts, in general
    • B01J38/04—Gas or vapour treating; Treating by using liquids vaporisable upon contacting spent catalyst
    • B01J38/06—Gas or vapour treating; Treating by using liquids vaporisable upon contacting spent catalyst using steam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J38/00—Regeneration or reactivation of catalysts, in general
    • B01J38/04—Gas or vapour treating; Treating by using liquids vaporisable upon contacting spent catalyst
    • B01J38/10—Gas or vapour treating; Treating by using liquids vaporisable upon contacting spent catalyst using elemental hydrogen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/008—Details of the reactor or of the particulate material; Processes to increase or to retard the rate of reaction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C11/00—Aliphatic unsaturated hydrocarbons
    • C07C11/02—Alkenes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
    • C07C5/32—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with formation of free hydrogen
    • C07C5/321—Catalytic processes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/584—Recycling of catalysts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Abstract

본 발명은 직렬 연결된 복수의 이동층 탈수소화 반응기들; 반응기 전단에 설치되어, 전단의 반응기로부터 이송된 불활성화된 촉매를 재생한 후 해당 반응기에 공급하는 전단 촉매재생부로서, 수증기 처리에 의해 촉매 표면의 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체가 공급되어 상기 코크의 연소에 의해 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생하는 전단 촉매재생부; 및 마지막 반응기 다음 단에 설치되고, 연소 구역, 할로겐화 구역 및 건조 구역으로 구성되어, 마지막 반응기로부터 이송된 불활성화된 촉매를 재생한 후 제1 반응기로 재순환시키는 주 촉매재생기를 포함하는 탈수소화 장치에 관한 것으로, 본 발명에 의하면 각각의 반응기의 전단에 설치된 전단 촉매재생부에 의해서, 전단의 반응기에서 사용된 비활성화된 촉매 표면의 코크를 수증기를 통해 연속으로 제거하여 촉매의 성능을 유지 및 향상시킬 수 있으며 스크린을 통과하는 유체의 흐름을 원활하게 할 수 있다.

Description

탈수소화 장치 및 방법{DEHYDROGENATION APPRATUS AND METHOD}
본 발명은 탈수소화 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다단 탈수소화 반응기 각각의 단에서의 반응공정 후 다음 반응공정으로 촉매가 투입되기 이전에 수증기에 의해 촉매를 재생함으로써 촉매 성능을 증가시키고 전체 반응 수율을 증가시킬 수 있는 탈수소화 장치 및 방법에 관한 것이다.
석유화학공업에서는 연속적인 촉매 전환이 진행된다. 탄화수소의 이동상 촉매 탈수소화 공정(Moving Catalyst Dehydrogenation Process)은 경질 탄화수소 성분의 생산에 있어 중요한 공정이며, 에틸렌과 프로필렌의 생산에 있어 중요한 공정이다. 이동상 촉매 탈수소화 공정에서 촉매는 반응기와 재생기 사이에서 연속적으로 재순환한다.
도 1을 참조하면, 국내특허공개 제2016-0022313호는 하나 이상의 반응기(25)를 포함하고, 촉매(65)가 일련의 반응기들(25)을 통해서 이동되고, 촉매(70)가 마지막 반응기(25)에서 배출된 후 촉매 재생 구간(15)에서 촉매 상의 코크가 연소되고 촉매가 재생 단계를 거친 후 제1 반응기(25)로 다시 이송되는 전형적인 탈수소화 시스템을 개시하고 있다.
탈수소화 반응은 강한 흡열반응이고, 만족할만한 속도로 반응을 진행하기 위해서 600℃ 이상의 고온을 요구한다. 촉매의 연속적인 반응에 의해 촉매에 생성되는 코크는 탈수소화 반응이 진행됨에 따라 지속적으로 증가하여 촉매 활성이 서서히 감소한다. 촉매가 불활성화되면 알칸 탈수소화에 대한 촉매의 활성 및 알켄 형성에 대한 선택도가 저감될 수 있다. 이렇게 되면 결국 공정 효율이 저하되므로, 마지막 반응기인 제3 반응기(25)를 통과하는 촉매는 촉매재생기(75)에서 코크를 제거하는 재생 공정을 거친다. 특히 제3 반응기(25)의 경우에는 코크의 급격한 증가로 인하여 촉매를 비가역적으로 불활성화하고, 이에 따라 공정 수율이 급격하게 감소한다.
최근에는 각 반응기에 공급하는 반응열이 감소하여 히터의 로드가 감소하고 반응 선택도 증가에 의한 공정 원단위가 감소를 위해서 반응기를 4단 이상 다단으로 연결하는 경우도 있다. 이 때, 다단 반응기의 각 단계에서의 반응이 진행되고 난 후 산소기체(O2)를 이용하여 촉매 표면에 생성된 코크를 제거하는 촉매 재생 공정을 거쳐 촉매를 재사용하고 있다. 촉매 재생 공정의 소요시간은 전체 탈수소 반응 공정의 1/5 수준으로 많은 부분을 차지하고 있으며 촉매의 성능에 직접적인 영향을 미치므로 재생 공정 및 조건은 매우 중요한 요소이다.
이동층 반응기가 다단으로 연결된 탈수소화 공정에서는 촉매의 재생에도 불구하고, 촉매는 촉매 탈수소화 반응에 따라서 경시적으로 성능이 저하된다. 주기적인 재생 과정에서 열화에 의한 촉매의 구조적 변화와, 이에 따른 담체의 비표면적 감소가 초래되어, 시간이 지남에 따라 탈수소화 촉매의 경우, 반응기에 충전되어 사용되기 시작하던 초기 시점의 특성과는 다른 물리적 특성을 나타내게 된다. 이와 같이 마지막 반응기 다음 단에서 반응이 완료된 후 촉매 재생 공정을 진행하게 되면, 반응이 진행됨에 따라 촉매 성능은 감소하여 반응기 1단 대비 4단에서의 반응 수율은 20~30% 감소하는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 하나의 목적은 다단 탈수소화 반응기 각각의 단에서의 반응공정 후 다음 반응공정으로 촉매가 투입되기 이전에 수증기(steam)에 의해 촉매를 재생함으로써 촉매 성능을 증가시키고 전체 반응 수율을 증가시킬 수 있는 탈수소화 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 많은 사이클에 걸쳐서 일정 수준으로 촉매 활성을 유지하고, 탄소-함유 침착물의 형성을 억제하여, 다수의 재생 사이클 이후에도 촉매의 활성 및 탈수소화의 목적하는 공정에 대한 고전환율 및 고선택도가 유지되도록 하는 탈수소화 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은,
직렬 연결된 복수의 이동층 탈수소화 반응기들: 반응기 전단에 설치되어, 전단의 반응기로부터 이송된 불활성화된 촉매를 재생한 후 해당 반응기에 공급하는 전단 촉매재생부(front catalyst regeneration part)로서, 수증기 처리에 의해 촉매 표면의 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체(H2)가 공급되어 코크의 연소에 의해 증가된 일산화탄소(CO) 농도를 감소시켜 촉매를 재생하는 전단 촉매재생부; 및 마지막 반응기 다음 단에 설치되고, 연소 구역, 할로겐화 구역 및 건조 구역으로 구성되어, 마지막 반응기로부터 이송된 불활성화된 촉매를 재생한 후 제1 반응기로 재순환시키는 주 촉매재생기(main catalyst regenerator)를 포함하는 것을 특징으로 하는 탈수소화 장치에 관한 것이다.
하나의 실시예에서, 상기 이동층 탈수소화 반응기는 3단 반응기로 구성되고, 상기 전단 촉매재생부는 각각 제2 반응기와 제3 반응기 전단에 설치될 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 이동층 탈수소화 반응기는 4단 반응기로 구성되고, 상기 전단 촉매재생부는 각각 제2 반응기 내지 제4 반응기 전단에 설치될 수 있다.
상기 이동층 탈수소화 반응기는 5단 반응기로 구성되고, 상기 전단 촉매재생부는 제2 반응기 내지 제4 반응기 전단에 설치될 수 있다.
상기 전단 촉매재생부에 공급되는 수증기의 유량은 탈수소화 하려는 알칸 탄화수소와 수소기체의 총 유량 대비 0.05% 내지 50%로 공급되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 양상은 복수의 이동층 탈수소화 반응기들을 통과시켜 탄화수소를 탈수소화하는 방법에 있어서, 직렬 연결된 복수의 반응기들을 이용하여 탄화수소를 탈수소 촉매와 접촉시켜 탈수소화 반응시키는 단계; 및 전단의 반응기로부터 이송된 불활성화된 촉매를 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 코크의 연소에 의해 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후, 해당 반응기에 공급하는 중간 촉매 재생 단계; 및 마지막 반응기로부터 이송된 불활성화된 촉매를 재생한 후 제1 반응기로 재순환시키는 주촉매 재생 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탈수소화 방법에 관한 것이다.
상기 주촉매 재생 단계는 소비된 촉매 입자 상의 코크 침적물을 연소 가스를 사용하여 연소시키는 단계; 촉매 입자를 할로겐화하는 단계 및 할로겐화된 촉매를 건조하여 재생 촉매입자를 형성하는 단계를 포함한다.
하나의 실시예에서, 제1 반응기로부터 배출된 촉매를 제2 반응기의 전단에 설치된 제1 전단 촉매재생부로 이송하여, 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제2 반응기로 투입하는 단계; 및 제2 반응기에서 배출된 촉매를 제3 반응기의 전단에 설치된 제2 전단 촉매재생부로 이송하여 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제3 반응기로 투입하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 방법은, 제1 반응기로부터 배출된 촉매를 제2 반응기의 전단에 설치된 제1 전단 촉매재생부로 이송하여, 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제2 반응기로 투입하는 단계; 제2 반응기에서 배출된 촉매를 제3 반응기의 전단에 설치된 제2 전단 촉매재생부로 이송하여 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제3 반응기로 투입하는 단계; 및 제3 반응기에서 배출된 촉매를 제4 반응기의 전단에 설치된 제3 전단 촉매재생부로 이송하여 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제4 반응기로 투입하는 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에서 상기 방법은 제1 반응기로부터 배출된 촉매를 제2 반응기의 전단에 설치된 제1 전단 촉매재생부로 이송하여, 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제2 반응기로 투입하는 단계; 제2 반응기에서 배출된 촉매를 제3 반응기의 전단에 설치된 제2 전단 촉매재생부로 이송하여 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제3 반응기로 투입하는 단계; 제3 반응기에서 배출된 촉매를 제4 반응기의 전단에 설치된 제3 전단 촉매재생부로 이송하여 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제4 반응기로 투입하는 단계; 및 제4 반응기에서 배출된 촉매를 제5 반응기의 전단에 설치된 제4 전단 촉매재생부로 이송하여 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제5 반응기로 투입하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 각각의 반응기의 전단에 설치된 전단 촉매재생부에 의해서, 전단의 반응기에서 사용된 비활성화된 촉매 표면의 코크를 수증기를 통해 연속으로 제거하여 촉매의 성능을 유지 및 향상시킬 수 있으며 스크린을 통과하는 유체의 흐름을 원활하게 할 수 있다. 또한, 촉매 재생시 수증기를 사용하여 가연성 가스의 폭발 위험성을 낮추면서도 코크 저감이 가능하며 별도의 치환공정이 필요하지 않고 재생시 발생하는 과잉열로 인한 금속성분의 소결을 막을 수 있다. 또한, 촉매 이송 중에 추가적으로 촉매를 재생하여 각 반응기에서의 촉매 성능을 일정하게 유지하고 상승시켜, 탈수소화 반응의 전체적인 전환율, 선택도 및 수율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 이동층 탈수소 반응 공정을 예시하는 공정도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예의 탄화수소의 탈수소화 장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예의 탈수소화 장치의 전단 촉매재생부의 확대도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 의한 탈수소화 장치 및 탈수소화 방법을 설명한다. 본 발명에 의하면 각각의 탈수소화 반응 공정 이후 다음 반응 공정으로 촉매가 투입되기 이전에 촉매 재생장치에 수증기를 공급하여 촉매의 코크를 제거함으로써 촉매 성능을 증가시킨다.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
본 명세서에서 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
더욱이, 도면의 숫자는 본 발명의 탈수소화 장치의 간단한 개략도를 나타낸 것으로 주요 구성요소만 나타내었다. 기타 열교환기, 내부-히터, 촉매 전달을 위한 이동화 파이프, 펌프 및 다른 유사한 구성 요소들은 생략하였다.
본 명세서에서 다양한 범위 및/또는 수치 한정은 명시적으로 기재된 범위 또는 한정 내에 속하는 다양한 범위들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에 사용된 "탈수소화된 탄화수소"라는 용어는, 그 분자가 탈수소화될 탄화수소의 분자보다 적어도 2개 적은 수소 원자를 포함하는 탄화수소를 포함하도록 의도된다. 그렇지 않으면, 탄화수소라는 용어는 그 분자가 탄소 및 수소 원소로만 형성된 물질을 포함하도록 의도된다. 따라서 탈수소화된 탄화수소는 특히 분자에 하나 이상의 탄소, 탄소 이중 결합을 갖는 비고리형 및 고리형 지방족 탄화수소를 포함한다.
이러한 지방족 탈수소화된 탄화수소의 예는 프로펜, 이소부텐, 에틸렌, 1-부텐, 2-부텐 및 프로필렌이다. 즉, 상기 탈수소화된 탄화수소는 특히, 모노불포화 직쇄 탄화수소 (n-알켄) 또는 분지화된 지방족 탄화수소(예, 이소알켄), 및 또한 시클로알켄을 포함한다. 더 나아가서, 상기 탈수소화된 탄화수소는 또한 분자에 2 개 이상의 탄소-탄소 이중 결합을 포함하는 알카폴리엔(예, 디엔 및 트리엔)을 포함하도록 의도된다. 또한 탈수소화된 탄화수소는 알킬 치환체의 탈수소화에 의해 에틸벤젠 또는 이소프로필벤젠과 같은 알킬방향족 화합물로부터 출발하여 수득 가능한 탄화수소 화합물을 포함하도록 의도된다. 이들은 예를 들면 스티렌 또는 ?-메틸스티렌과 같은 화합물이다.
본원에서 "전환율"이라는 용어는 탈수소화 장치를 통해 반응 가스가 1회 통과할 때 전환되는, 탈수소화된 탄화수소와 공급된 탄화수소의 비율을 의미한다.
본원에서 "선택도"라는 용어는 전환된 프로판 1 몰 당 수득되는 프로필렌의 몰수를 의미하고, 몰 백분율로 표현된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예의 탄화수소의 탈수소화 장치를 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예의 탄화수소의 탈수소화 장치의 전단 촉매재생부의 확대도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예의 탈수소화 장치는 직렬 연결된 복수의 이동층 탈수소화 반응기들(100, 200, 300, 400); 임의의 반응기 전단에 설치되어, 전단의 반응기로부터 이송된 불활성화된 촉매를 재생한 후 해당 반응기에 공급하는 전단 촉매재생부(front catalyst regeneration part)로서, 수증기 처리에 의해 촉매 표면의 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생하는 전단 촉매재생부(210,310,410); 및 마지막 반응기(400) 다음 단에 설치되고, 연소 구역(710), 할로겐화 구역(720) 및 건조 구역(730)으로 구성되어, 마지막 반응기로부터 이송된 불활성화된 촉매를 재생한 후 제1 반응기(100)로 재순환시키는 주 촉매재생기(main catalyst regenerator)(700)를 포함한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 탈수소화 반응 장치(100)는 제1 반응기(100), 제2 반응기(200), 제3 반응기(300), 및 제4 반응기(400)로 구성된다. 제1 반응기(100)에 탈수소화될 탄화수소(예컨대, 프로판)를 포함하는 공급 가스 스트림, 수소 또는 증기를 공급하되, 제1 반응기(100)에 연결된 히터(미도시)에 의해서 공급되는 가스 스트림을 가열하여 공급한다. 직접 제2 반응기(200)에 공급하여 상기 제2 반응기에서 탈수소화 반응시켜 제1 생성물 스트림을 회수한다. 이때 전단 촉매재생부(210)를 제2 반응기(200) 전단에 두고 제1 반응기(100)에서 사용되어 비활성화된 촉매를 다음 단의 제2 반응기(200)로 이송하는 도중에 재생하여 다음 단에 동일한 성능의 촉매를 투입한다. 도 3에 도시한 바와 같이, 전단 촉매재생부(210)는 코크를 제거하기 위한 수증기 및 전단 촉매재생부(210) 내에 증가된 일산화탄소 농도를 감소시키는 수소기체가 동시에 주입되며, 촉매의 이송 속도에 따라 투입량은 각각 조절될 수 있다.
수증기 생성 설비(미도시)를 통해 생산된 수증기는 충분한 보온설비가 갖추어진 배관을 통해 각 촉매재생부(210, 310, 410)에 공급되며 각 촉매재생부의 운전조건에 따라 수증기 함량을 조절하여 공급한다. 수소기체는 탈수소 반응시 생성, 분리된 수소기체를 재활용하여 공급되며 재생공정 후의 수증기와 수소기체는 탄화수소를 포함하는 공급 가스 스트림과 함께 각 반응기(200, 300, 400)에 공급된다.
각각의 반응기의 전단에 설치된 전단 촉매재생부(210, 310, 410)에 의해서, 전단의 반응기(100, 200, 300)에서 사용된 비활성화된 촉매 표면의 코크를 수증기를 통해 연속 제거한다. 이와 같이, 전단 촉매재생부(210, 310, 410)에 의해 반응 후 발생하는 코크를 제거하여 촉매의 성능을 유지 및 향상시킬 수 있으며 스크린을 통과하는 유체의 흐름을 원활하게 할 수 있다. 이와 같이 탄소를 제거함으로써 코크 생성량을 줄일 수 있으며 촉매 비활성화 속도 감소에 의한 장기 반응 성능을 증가시킬 수 있다. 즉, 연속 반응공정 중 전단에서 비활성화된 촉매의 코크를 제거하여 활성점을 회복한 후 다음 단계의 공정으로 투입함으로써 전체 공정의 수율을 높일 수 있다.
일반적으로 촉매 재생시 조연성 가스인 산소(O2)기체 또는 공기를 사용할 경우 가연성인 프로판 및 수소와 혼합하여 사용시 폭발 위험이 있기 때문에 반응 공정 사이에 촉매 재생하는 것은 기술적으로 어렵다. 이러한 폭발 위험성을 줄이기 위하여 재생기와 반응기 사이에 별도의 치환 공정이 포함되어야 하기 때문에 공정의 효율성을 떨어뜨려 재생기 설치에 의한 장점을 감소시킬 수 있다. 또한 산소기체 또는 공기를 이용하여 재생할 경우 공정 조건에 따라 과잉열로 인한 촉매 금속성분의 소결(sintering)이 발생하여 촉매 성능을 감소시킬 수 있다. 본 발명에 의한 탈수소화 장치는 수증기를 단독으로 공급하는 촉매 재생장치를 별도로 설치하여 가연성 가스의 폭발 위험이 없는 조건에서 코크를 줄일 수 있고 추가의 치환반응이 필요하지 않으며 과잉열이 발생하지 않아 금속성분의 소결을 방지할 수 있다.
한편, 수증기를 과량 사용하면 많은 양의 일산화탄소가 배출되는데, 코크의 가스화 반응 중 발생하는 고농도의 일산화탄소는 촉매 독으로 작용하여 반응 성능을 감소시킬 수 있다. 본 발명에서는 이러한 촉매 독 영향을 줄이기 위하여 수소기체를 추가로 투입하여 발생한 일산화탄소 농도를 감소시키는 것을 특징으로 한다.
도 3을 참조하면 반응 전에 별도의 수증기 처리단인 촉매재생부(210)에 수증기와 수소기체를 동시에 주입하여 코크를 제거한다. 전단 촉매재생부(210, 310, 410)는 수증기를 이용하여 고온에서 촉매에 침적된 탄소 재료를 연소시켜 제거하는데 수증기에서 유래한 OH 라디칼이 반응 중 발생한 탄소(C)와 반응하여 일산화탄소(CO)의 형태로 배출된다. 본 발명에 의하면, 생성된 일산화탄소의 농도를 희석할 수 있는 수소기체를 공급하여 코크 연소에 의해 증가된 일산화탄소 농도를 감소시킬 수 있다.
또한, 전단 촉매재생부(210, 310, 410)에서 재생되지 않은 촉매의 경우 최종적으로 주촉매재생기(700)에서 추가적으로 재생 처리할 수 있다. 본 발명에서와 같이 주촉매재생기 이외에 전단 촉매재생부를 각 반응기 전단에 두고 촉매를 반응기 사이에서 이송하는 동안에 추가적으로 재생하는 경우에는 기존 촉매 재생 설비에 비해 규모를 축소할 수 있어 투자비 및 운영비를 줄일 수 있다.
이어서, 상기 제1 생성물 스트림과 증기 및 제1 반응기(100)에서 반응이 완료된 촉매를 히터가 연결된 제2 반응기(200)에 공급하여 제2 반응기(200)에서 탈수소화 반응시키고, 상기 제2 반응기(200)로부터 제2 생성물 스트림을 회수한다. 이어서, 상기 제2 생성물 스트림을 히터가 연결된 제3 반응기(300)에 공급하여 제3 반응기(300)에서 탈수소화 반응시키고, 상기 제3 반응기(300)로부터 제3 생성물 스트림을 회수한다. 상기 제3 생성물 스트림을 히터가 연결된 제4 반응기(400)에 공급하여 제4 반응기(400)에서 탈수소화 반응시키고, 상기 제4 반응기(400)로부터 제5 유출물 스트림을 생성물 분리기(미도시)로 회수한다. 각 단 반응기에서 발생한 "생성물 스트림"은 탈수소 반응을 통하여 생성된 반응 생성물을 의미하며, 수소, 프로판, 프로필렌, 에탄, 에틸렌, 메탄, 부탄, 부틸렌, 부타디엔, 질소, 산소, 수증기, 일산화탄소 또는 이산화탄소 등을 포함할 수 있는 기체, 액체, 또는 분산된 고체를 함유하는 기체 또는 액체이거나 이들의 혼합물을 의미한다.
탈수소화 반응은 고도의 흡열 반응이다. 탈수소화 반응 구간에서 이용되는 정확한 탈수소화 온도 및 압력은 다양한 인자, 예컨대 파라핀계 탄화수소 공급원료의 조성, 선택된 촉매의 활성 및 탄화수소 전환율에 좌우된다. 일반적으로, 탈수소화 반응은 0 bar 내지 40 bars의 압력 및 480 내지 760의 온도 조건에서 진행된다. 적합한 탄화수소 공급물은 각 반응기에 충전되고 1 내지 10의 LHSV에서 이에 포함된 촉매와 접촉된다. 수소, 원칙적으로 재순환 수소가 0.1 내지 10의 몰비로 탄화수소 공급물과 혼화된다.
탈수소화는 임의의 적합한 탈수소화 촉매를 사용할 수 있다. 일반적으로, 바람직한 적합한 촉매는 VIII족 귀금속 성분 (예를 들면, 백금, 이리듐, 로듐, 및 팔라듐), 알칼리 금속 성분, 및 다공성 무기 담체 물질을 포함한다. 바람직한 다공성 담체 물질의 예는 알루미나 담체로서, 입자는 보통 구형이고 1.5 내지 5.0 mm의 직경을 갖는 것을 사용할 수 있다.
일 실시예에서, 이동층 탈수소화 반응기는 3단 반응기(100, 200, 300)로 구성되고, 상기 전단 촉매재생부(210, 310)는 각각 제2 반응기(200) 및 제3 반응기(300)의 전단에 설치된다. 여기서 제1 전단 촉매재생부(210)에서 재생된 촉매는 제2 반응기(200)로 주입되고, 제2 전단 촉매재생부(310)에서 재생된 촉매는 제3 반응기(300)로 주입되고, 제3 반응기(300) 후단의 주촉매재생기(700)에 의해서 재생된 촉매는 제1반응기(100)로 재순환된다.
다른 실시예에서, 이동층 탈수소화 반응기는 4단 반응기(100, 200, 300, 400)로 구성되고, 상기 전단 촉매재생부(210, 310, 410)는 각각 제2 반응기(200), 제3 반응기(300) 및 제4 반응기(400)의 전단에 설치된다. 여기서 제1 전단 촉매재생부(210)에서 재생된 촉매는 제2 반응기(200)로 주입되고, 제2 전단 촉매재생부(310)에서 재생된 촉매는 제3 반응기(300)로 주입되고, 제3 전단 촉매재생부(410)에서 재생된 촉매는 제4 반응기(400)로 주입되고, 제4 반응기(400) 후단의 주촉매재생기(700)에 의해서 재생된 촉매는 제1반응기(100)로 재순환된다.
또 다른 실시예에서, 이동층 탈수소화 반응기는 5단 반응기로 구성되고, 상기 전단 촉매재생부(210, 310, 410)는 제2 반응기(200), 제3 반응기, 제4 반응기(400) 및 제5 반응기(미도시)의 전단에 설치된다. 여기서 제1 전단 촉매재생부(210)에서 재생된 촉매는 제2 반응기(200)로 주입되고, 제2 전단 촉매재생부(310)에서 재생된 촉매는 제3 반응기(300)로 주입되고, 제3 전단 촉매재생부(410)에서 재생된 촉매는 제4 반응기(400)로 주입되고, 제4 전단 촉매재생부(510)에서 재생된 촉매는 제5 반응기(미도시)로 주입되고, 제5 반응기 후단의 주촉매재생기(700)에 의해서 재생된 촉매는 제1반응기(100)로 재순환된다.
본 발명에서 탈수소화 반응기(100, 200, 300, 400)는 당업계에 공지된 임의의 반응기 유형일 수 있다. 예를 들어, 탈수소화 반응기(100, 200, 300, 400)는 관형 반응기, 조형 반응기, 또는 이동상 반응기일 수 있다.
본 발명의 다른 양상은 탈수소화 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법에서는 복수의 이동층 탈수소화 반응기들을 통과시켜 탄화수소를 탈수소화함에 있어서, 직렬 연결된 복수의 반응기들(100, 200, 300, 400)을 이용하여 탄화수소를 탈수소 촉매와 접촉시켜 탈수소화 반응시키는 단계: 전단의 반응기로부터 이송된 불활성화된 촉매를 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후, 해당 반응기에 공급하는 중간 촉매 재생 단계; 및 마지막 반응기(400)로부터 이송된 불활성화된 촉매를 재생한 후 제1 반응기(100)로 재순환시키는 주 촉매 재생 단계를 포함한다.
상기 주 촉매 재생 단계에서는 소비된 촉매 입자 상의 코크 침적물을 연소 가스(예컨대, 산소-함유 가스)를 사용하여 연소시키는 단계; 촉매 입자를 할로겐화 가스와 접촉시키고, 촉매 활성 성분인 백금 등을 재분산시키도록 촉매 입자를 할로겐화하는 단계 및 할로겐화된 촉매에서 상류 반응에 기인하는 물기를 제거하기 위해 건조하는 단계를 거쳐서 재생 촉매입자를 수득한다.
하나의 실시예에서, 본 발명의 방법은, 제1 반응기(100)로부터 배출된 촉매를 제2 반응기(200)의 전단에 설치된 제1 전단 촉매재생부(210)로 이송하여, 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제2 반응기(200)로 투입하는 단계; 및 제2 반응기(200)에서 배출된 촉매를 제3 반응기(300)의 전단에 설치된 제2 전단 촉매재생부(310)로 이송하여 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제3 반응기(300)로 투입하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 본 발명의 방법은 제1 반응기(100)로부터 배출된 촉매를 제2 반응기(200)의 전단에 설치된 제1 전단 촉매재생부(210)로 이송하여, 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제2 반응기로 투입하는 단계; 제2 반응기(200)에서 배출된 촉매를 제3 반응기(300)의 전단에 설치된 제2 전단 촉매재생부(310)로 이송하여 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제3 반응기(300)로 투입하는 단계; 및 제3 반응기(300)에서 배출된 촉매를 제4 반응기(400)의 전단에 설치된 제3 전단 촉매재생부(410)로 이송하여 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제4 반응기(400)로 투입하는 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 본 발명의 방법은, 제1 반응기(100)로부터 배출된 촉매를 제2 반응기(200)의 전단에 설치된 제1 전단 촉매재생부(210)로 이송하여, 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제2 반응기(200)로 투입하는 단계; 제2 반응기(200)에서 배출된 촉매를 제3 반응기(300)의 전단에 설치된 제2 전단 촉매재생부(310)로 이송하여 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제3 반응기(300)로 투입하는 단계; 제3 반응기(300)에서 배출된 촉매를 제4 반응기(400)의 전단에 설치된 제3 전단 촉매재생부(410)로 이송하여 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제4 반응기(400)로 투입하는 단계; 및 제4 반응기(400)에서 배출된 촉매를 제5 반응기(미도시)의 전단에 설치된 제4 전단 촉매재생부(미도시)로 이송하여 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제5 반응기(미도시)로 투입하는 단계를 포함한다.
상기 전단 촉매재생부(210, 310, 410)에서의 중간 촉매 재생 단계는 수증기의 유량을 탈수소화 하려는 알칸 탄화수소 및 수소기체의 총 유량 대비 0.05% 내지 50%로 공급할 수 있다. 이 때, 수증기의 유량을 알칸 탄화수소 및 수소기체의 총 유량 대비 0.05% 미만으로 하면 수증기의 코크 가스화 반응이 일어나지 않을 수 있고, 수증기의 유량이 50%를 초과하게 되면 촉매의 산점이 증가하는 문제가 발생할 수 있다.
중간 촉매 재생 단계는 수소기체의 유량은 탈수소화 하려는 알칸 탄화수소의 총 유량 대비 0.5% 내지 10%로 공급할 수 있다. 이 때, 수소기체의 유량을 알칸 탄화수소의 총 유량 대비 0.5% 미만으로 하면 일산화탄소와의 반응이 발생하지 않을 수 있고, 수소기체의 유량이 10%를 초과하게 되면 탈수소 반응의 이론전환율을 감소시켜 전체 수율에 영향을 줄 수 있다.
프로판의 탈수소화를 예로 들면, 일련의 탈수소화 공정에서는 공급가스 스트림을 600-700까지 예열하고, 이동층 탈수소화 반응기 내에서 탈수소화시켜 주성분으로 프로판, 프로필렌 및 수소를 포함하는 생성물 가스 스트림을 수득할 수 있다. 본 발명의 탈수소화 방법은 에탄, 프로판, 이소부탄, 노말 부탄, 펜탄, 헥산, 헵탄 및 옥탄 등의 알칸 탄화수소의 탈수소화에 적용될 수 있다. 이상의 설명에서는 주로 프로필렌을 제조하기 위한 프로판의 탈수소화 반응에 대해서 구체적으로 설명하였으나, 본원의 개시를 통하여 통상의 기술자들에 의하여 이해되는 바와 같이, 본원 개시는 2 이상의 탄소 원자를 함유하는 알칸, 예를 들어, 에탄, n-부탄, 이소부탄 및 펜탄을 상응하는 올레핀으로 전환시키는 탈수소 반응에 이용될 수 있다. 본 발명에 의한 탈수소화 장치를 실험실 규모로 제작하여 촉매재생부(210, 310, 410)에 수증기를 투입하면 프로필렌 수율을 5% 이상 증가시킬 수 있고 코크 생성량은 40% 이상 감소시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 구현예를 들어 본 발명을 상세하게 설명하였으나 본 발명은 상술한 구현예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 많은 변형이 가능함은 자명할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위 및 그와 균등한 범위로 정해져야 할 것이다.
100, 200, 300, 400: 탈수소 반응기
210, 310, 410: 전단 촉매재생부(front catalyst regeneration part)
700: 주촉매재생기(main catalyst regenerator)

Claims (14)

  1. 직렬 연결된 복수의 이동층 탈수소화 반응기들: 반응기 전단에 설치되어, 전단의 반응기로부터 이송된 불활성화된 촉매를 재생한 후 해당 반응기에 공급하는 전단 촉매재생부(front catalyst regeneration part)로서, 수증기 처리에 의해 촉매 표면의 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체(H2)가 공급되어 상기 코크의 연소에 의해 증가된 일산화탄소(CO) 농도를 감소시켜 촉매를 재생하는 전단 촉매재생부; 및 마지막 반응기 다음 단에 설치되고, 연소 구역, 할로겐화 구역 및 건조 구역으로 구성되어, 마지막 반응기로부터 이송된 불활성화된 촉매를 재생한 후 제1 반응기로 재순환시키는 주 촉매재생기(main catalyst regenerator)를 포함하는 탈수소화 장치로서, 상기 전단 촉매재생부는 수증기와 수소기체가 동시에 주입되는 배관을 포함하고 상기 배관을 통해 수증기와 수소기체가 동시에 상기 전단 촉매재생부 내에 주입되어 증가된 일산화탄소 농도를 감소시키는 것을 특징으로 하는 탈수소화 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 이동층 탈수소화 반응기는 3단 반응기로 구성되고, 상기 전단 촉매재생부는 각각 제2 반응기와 제3 반응기 전단에 설치되는 것을 특징으로 하는 탈수소화 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 이동층 탈수소화 반응기는 4단 반응기로 구성되고, 상기 전단 촉매재생부는 각각 제2 반응기 내지 제4 반응기 전단에 설치되는 것을 특징으로 하는 탈수소화 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 이동층 탈수소화 반응기는 5단 반응기로 구성되고, 상기 전단 촉매재생부는 제2 반응기 내지 제4 반응기 전단에 설치되는 것을 특징으로 하는 탈수소화 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 전단 촉매재생부에 공급되는 수증기의 유량은 탈수소화 하려는 알칸 탄화수소 및 수소기체의 총 유량 대비 0.05% 내지 50%인 것을 특징으로 하는 탈수소화 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 상기 전단 촉매재생부에 공급되는 수소기체의 유량은 탈수소화 하려는 알칸 탄화수소의 총 유량 대비 0.5% 내지 10%인 것을 특징으로 하는 탈수소화 장치.
  7. 복수의 이동층 탈수소화 반응기들을 통과시켜 탄화수소를 탈수소화하는 방법에 있어서, 직렬 연결된 복수의 반응기들을 이용하여 탄화수소를 탈수소 촉매와 접촉시켜 탈수소화 반응시키는 단계: 및 전단의 반응기로부터 이송된 불활성화된 촉매를 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 상기 코크의 연소에 의해 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후, 해당 반응기에 공급하는 중간 촉매 재생 단계; 및 마지막 반응기로부터 이송된 불활성화된 촉매를 재생한 후 제1 반응기로 재순환시키는 주촉매 재생 단계를 포함하는 탈수소화 방법에 있어서, 상기 중간 촉매 재생 단계는 전단의 반응기로부터 이송된 불활성화된 촉매를 재생한 후 해당 반응기에 공급하는 전단 촉매재생부 내에서 수행되며, 상기 전단 촉매재생부는 수증기와 수소기체가 동시에 주입되는 배관을 포함하여 상기 배관을 통해 수증기와 수소기체가 동시에 상기 전단 촉매재생부 내에 주입되어, 수증기에서 유래한 OH 라디칼이 탄소와 반응하여 일산화탄소가 생성되면 상기 수소기체에 의해 증가된 일산화탄소 농도가 감소되는 것을 특징으로 하는 탈수소화 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 주촉매 재생 단계는 소비된 촉매 입자 상의 코크 침적물을 연소 가스를 사용하여 연소시키는 단계; 촉매 입자를 할로겐화하는 단계 및 할로겐화된 촉매를 건조하여 재생 촉매입자를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탈수소화 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 방법이
    제1 반응기로부터 배출된 촉매를 제2 반응기의 전단에 설치된 제1 전단 촉매재생부로 이송하여, 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제2 반응기로 투입하는 단계; 및
    제2 반응기에서 배출된 촉매를 제3 반응기의 전단에 설치된 제2 전단 촉매재생부로 이송하여 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제3 반응기로 투입하는 단계를 포함하는 탈수소화 방법.
  10. 제7항에 있어서, 상기 방법이
    제1 반응기로부터 배출된 촉매를 제2 반응기의 전단에 설치된 제1 전단 촉매재생부로 이송하여, 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제2 반응기로 투입하는 단계;
    제2 반응기에서 배출된 촉매를 제3 반응기의 전단에 설치된 제2 전단 촉매재생부로 이송하여 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제3 반응기로 투입하는 단계; 및
    제3 반응기에서 배출된 촉매를 제4 반응기의 전단에 설치된 제 3전단 촉매재생부로 이송하여 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제4 반응기로 투입하는 단계를 포함하는 탈수소화 방법.
  11. 제7항에 있어서, 상기 방법이,
    제1 반응기로부터 배출된 촉매를 제2 반응기의 전단에 설치된 제1 전단 촉매재생부로 이송하여, 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제2 반응기로 투입하는 단계;
    제2 반응기에서 배출된 촉매를 제3 반응기의 전단에 설치된 제2 전단 촉매재생부로 이송하여 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제3 반응기로 투입하는 단계;
    제3 반응기에서 배출된 촉매를 제4 반응기의 전단에 설치된 제3 전단 촉매재생부로 이송하여 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제4 반응기로 투입하는 단계; 및
    제4 반응기에서 배출된 촉매를 제5 반응기의 전단에 설치된 제4 전단 촉매재생부로 이송하여 수증기 처리에 의해 코크를 연소시켜서 제거하고, 수소기체를 공급하여 증가된 일산화탄소 농도를 감소시켜 촉매를 재생한 후 제5 반응기로 투입하는 단계를 포함하는 탈수소화 방법.
  12. 제7항에 있어서, 상기 중간 촉매 재생 단계에서 수증기의 유량은 탈수소화 하려는 알칸 탄화수소 및 수소기체의 총 유량 대비 0.05% 내지 50%로 공급되는 것을 특징으로 하는 탈수소화 방법.
  13. 제7항에 있어서, 상기 중간 촉매 재생 단계에서 수소기체의 유량은 탈수소화 하려는 알칸 탄화수소의 총 유량 대비 0.5% 내지 10%로 공급되는 것을 특징으로 하는 탈수소화 방법.
  14. 제7항 내지 제13항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은 에탄, 프로판, 이소부탄, 노말 부탄, 펜탄, 헥산, 헵탄 및 옥탄으로 구성되는 군에서 선택되는 알칸 탄화수소의 탈수소화에 사용되는 것을 특징으로 하는 탈수소화 방법.
KR1020170181593A 2017-12-27 2017-12-27 탈수소화 장치 및 방법 KR102025097B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170181593A KR102025097B1 (ko) 2017-12-27 2017-12-27 탈수소화 장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170181593A KR102025097B1 (ko) 2017-12-27 2017-12-27 탈수소화 장치 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190079409A KR20190079409A (ko) 2019-07-05
KR102025097B1 true KR102025097B1 (ko) 2019-09-25

Family

ID=67225697

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170181593A KR102025097B1 (ko) 2017-12-27 2017-12-27 탈수소화 장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102025097B1 (ko)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100973242B1 (ko) * 2008-07-31 2010-07-30 주식회사 효성 탈수소화 촉매의 재생방법
KR101653457B1 (ko) * 2014-11-26 2016-09-02 주식회사 효성 탈수소화 공정에서의 촉매 재생 방법
KR101652605B1 (ko) * 2014-12-29 2016-08-31 주식회사 효성 촉매 재생 장치 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190079409A (ko) 2019-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101653457B1 (ko) 탈수소화 공정에서의 촉매 재생 방법
JP5828975B2 (ja) 触媒の再生
TWI626083B (zh) 使用催化組成物對丁烯類或丁烷類與丁烯類之混合物作去氫化反應而獲得１,３-丁二烯之去氫化方法
US11414363B2 (en) Chemical processing utilizing hydrogen containing supplemental fuel for catalyst processing
KR20210030356A (ko) 보충 연료의 연소를 포함하는 화학 공정 및 시스템
KR102025096B1 (ko) 탈수소화 장치 및 방법
US20040181107A1 (en) Carbon dioxide promoted dehydrogenation process for olefins
KR102413286B1 (ko) 탈수소화 방법
RU2505516C2 (ru) Способ дегидрирования углеводородов
KR102025097B1 (ko) 탈수소화 장치 및 방법
KR101688275B1 (ko) 탄화수소의 탈수소화 방법
WO2009061303A1 (en) Method of improving alkylate yield in an alkylation reaction
KR102090235B1 (ko) 탈수소화 장치 및 방법
KR102050728B1 (ko) 탈수소화 장치 및 방법
WO2021024115A1 (en) Additional heat source for naphtha catalytic cracking
CN105828926A (zh) 用于通过复分解生产烯烃的方法及用于所述方法的反应器***
KR101932328B1 (ko) 탈수소 반응 촉매재생장치
TWI772979B (zh) 於化學反應器中之熱量貯蓄
US20160090337A1 (en) Paraffin dehydrogenation with oxidative reheat
BR112020024665B1 (pt) Método para processar uma corrente de hidrocarboneto, método para desidrogenar uma corrente de hidrocarboneto para produzir uma ou mais olefinas e método para processar uma corrente de produto químico
CA3230431A1 (en) Catalysts for dehydrogenation process
NZ206568A (en) Dehydrogenation of hydrocarbons hydrogen produced in first dehydrogenation zone is oxidised to provide heat for second dehydrogenation zone

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant