RU2448080C2 - Method for heterogeneous catalytic partial dehydrogenation of hydrocarbon to undergo dehydrogenation - Google Patents

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: method for heterogeneous catalytic partial dehydrogenation, where an input stream of a gaseous reaction mixture containing the hydrocarbon to be dehydrogenated passes through a solid catalyst layer in a column, and the input stream of the gaseous reaction mixture in the column is formed by adding a gas I to the input stream being fed to the solid catalyst layer in the column, where gas I contains molecular hydrogen and the hydrocarbon to be dehydrogenated. An input gas II containing molecular oxygen is added before the solid catalyst layer.

EFFECT: method provides completely satisfactory homogenisation of CO₂ concentration after passing through an inert layer.

39 cl, 18 dwg

Description

Настоящее изобретение касается способа гетерогенного каталитического парциального дегидрирования по меньшей мере одного подлежащего дегидрированию углеводорода до по меньшей мере одного дегидрированного углеводорода, при котором с целью частичного дегидрирования по меньшей мере одного подлежащего дегидрированию углеводорода весь объем входного потока реакционной газовой смеси, содержащего молекулярный кислород, молекулярный водород и по меньшей мере один подлежащий дегидрированию углеводород, проводят через твердый слой катализатора, находящийся в шахте с заранее заданным сечением, который включает в себя при рассмотрении в направлении течения входного потока реакционной газовой смеси сначала засыпку из инертных формованных изделий, а затем каталитически активную засыпку по меньшей мере одним формованным изделием катализатора, сформированную так, что для реакции сгорания молекулярного водорода с молекулярным кислородом с образованием воды и/или для реакции сгорания углеводорода, содержащегося во входном потоке реакционной газовой смеси, с кислородом до оксидов углерода и воды она на входном участке обеспечивает меньшую энергию активации, чем для дегидрирования по меньшей мере одного подлежащего дегидрированию углеводорода до по меньшей мере одного дегидрированного углеводорода, таким образом, что часть (как правило, по меньшей мере 1 мол.%, или по меньшей мере 2 мол.%, или по меньшей мере 3 мол.%, или по меньшей мере 4 мол.%, или по меньшей мере 5 мол.%) по меньшей мере одного подлежащего дегидрированию углеводорода дегидрируют до по меньшей мере одного дегидрированного углеводорода, а входной поток реакционной газовой смеси в шахте создают посредством того, что к молекулярному водороду, поступающему в шахте в объемном потоке V1 на твердый слой катализатора, и входному потоку I, содержащему по меньшей мере один подлежащий дегидрированию углеводород, до твердого слоя катализатора добавляют содержащий молекулярный кислород входной газ II с общим объемом потока V2.The present invention relates to a method for heterogeneous catalytic partial dehydrogenation of at least one dehydrogenated hydrocarbon to at least one dehydrogenated hydrocarbon, in which for the purpose of partial dehydrogenation of at least one hydrocarbon to be dehydrogenated, the entire volume of the input stream of the reaction gas mixture containing molecular oxygen, molecular hydrogen and at least one hydrocarbon to be dehydrogenated is carried through the solid layer mash, located in a mine with a predetermined cross-section, which includes, when looking in the direction of the flow of the input gas stream of the reaction gas mixture, first filling with inert molded products, and then catalytically active filling with at least one molded catalyst product, formed so that for the reaction combustion of molecular hydrogen with molecular oxygen to produce water and / or for the combustion reaction of a hydrocarbon contained in the input stream of the reaction gas mixture with oxygen to about carbon monoxide and water, it provides less activation energy in the inlet section than for dehydrogenation of at least one hydrocarbon to be dehydrogenated to at least one dehydrogenated hydrocarbon, so that part (usually at least 1 mol.%, or at least 2 mol%, or at least 3 mol%, or at least 4 mol%, or at least 5 mol%) of at least one dehydrogenated hydrocarbon to be dehydrated to at least one dehydrogenated hydrocarbon, and input OK, the reaction gas mixture in the mine is created by adding molecular oxygen inlet to the solid catalyst layer to the molecular hydrogen entering the mine in volumetric stream V1 to the solid catalyst bed and to the inlet stream I containing at least one hydrocarbon to be dehydrogenated gas II with a total flow volume of V2.

Кроме того, настоящее изобретение касается устройства для реализации способа согласно изобретению, а также способа частичного окисления по меньшей мере одного дегидрированного углеводорода.In addition, the present invention relates to a device for implementing the method according to the invention, as well as a method for partial oxidation of at least one dehydrogenated hydrocarbon.

Используемый в настоящей заявке термин «дегидрированный углеводород» подразумевает углеводороды, молекулы которых содержат по меньшей мере на два («два» предпочтительно с точки зрения техники применения) атома водорода меньше, чем молекулы углеводорода, подлежащего дегидрированию. В остальном под понятием «углеводород» подразумевают вещества, молекулы которых построены только элементами углерода и водорода.As used herein, the term “dehydrogenated hydrocarbon” refers to hydrocarbons whose molecules contain at least two (“two”, preferably from the point of view of application) hydrogen atoms less than the hydrocarbon molecules to be dehydrogenated. Otherwise, the term "hydrocarbon" means substances whose molecules are built only by elements of carbon and hydrogen.

Таким образом, к дегидрированным углеводородам относятся, в частности, ациклические и циклические алифатические углеводороды, в молекуле которых имеется одна ли несколько двойных связей С-С.Thus, dehydrogenated hydrocarbons include, in particular, acyclic and cyclic aliphatic hydrocarbons, in the molecule of which there are one or several C-C double bonds.

Примеры таких алифатических дегидрированных углеводородов - это пропен, изобутен, этилен, 1-бутен, 2-бутен и бутадиен. Т.е. к дегидрированным углеводородам, в частности, относятся однократно ненасыщенные линейные (н-алкены) или разветвленные алифатические углеводороды (например, изоалкены), а также циклоалкены. Кроме того, к дегидрированным углеводородам относят алкаполиены (например, диены и триены), в молекулах которых содержится более одной двойной связи между атомами углерода. К дегидрированным углеводородам следует также относить углеводородные соединения, получаемые из алкилароматических соединений, например из этилбензола или изопропилбензола, путем дегидрирования алкиловых заместителей. Это, например, такие соединения, как стирол или α-метилстирол.Examples of such aliphatic dehydrogenated hydrocarbons are propene, isobutene, ethylene, 1-butene, 2-butene and butadiene. Those. dehydrogenated hydrocarbons, in particular, include single unsaturated linear (n-alkenes) or branched aliphatic hydrocarbons (eg, isoalkenes), as well as cycloalkenes. In addition, alkapolyenes (for example, dienes and trienes), whose molecules contain more than one double bond between carbon atoms, are classified as dehydrogenated hydrocarbons. Dehydrated hydrocarbons should also include hydrocarbon compounds derived from alkyl aromatic compounds, for example ethylbenzene or isopropylbenzene, by dehydrogenation of alkyl substituents. These are, for example, compounds such as styrene or α-methyl styrene.

В самом общем смысле дегидрированные углеводороды представляют собой ценные исходные соединения (сырье) для синтеза, например, функционализированных соединений, пригодных к радикальной полимеризации (например, акриловой кислоты из пропена и метакриловой кислоты из изобутена), и продуктов их полимеризации. Такие функционализированные соединения можно, например, создавать частичным окислением дегидрированных углеводородов. Дегидрированные углеводороды, однако, пригодны также для производства таких соединений, как метил-трет-бутиловый эфир (производное изобутена, которое, например, можно применять в качестве топливной присадки для получения октанового числа). Дегидрированные углеводороды пригодны, однако, к полимеризации и как таковые.In the most general sense, dehydrogenated hydrocarbons are valuable starting materials (raw materials) for the synthesis of, for example, functionalized compounds suitable for radical polymerization (for example, acrylic acid from propene and methacrylic acid from isobutene), and their polymerization products. Such functionalized compounds can, for example, be created by partial oxidation of dehydrogenated hydrocarbons. Dehydrated hydrocarbons, however, are also suitable for the production of compounds such as methyl tert-butyl ether (an isobutene derivative, which, for example, can be used as a fuel additive to produce an octane number). Dehydrogenated hydrocarbons are, however, suitable for polymerization and as such.

В качестве подлежащих дегидрированию углеводородов в настоящем тексте рассматривают, в частности, ациклические и циклические алканы, но также и олефины (у которых необходимо увеличить число двойных связей между атомами углерода). В качестве примера следует упомянуть частичное дегидрирование н-бутенов до бутадиена с гетерогенным катализом.The hydrocarbons to be dehydrated in this text are, in particular, acyclic and cyclic alkanes, but also olefins (in which it is necessary to increase the number of double bonds between carbon atoms). Partial dehydrogenation of n-butenes to heterogeneous catalysis butadiene should be mentioned as an example.

Т.е. под термином «подлежащие дегидрированию углеводороды» в настоящем тексте подразумевают, например, углеводороды с общей стехиометрической формулой C_nH_2n+2, где n>1 и n≤20, а также со стехиометрическими характеристиками C_nH_2n, где n>1 и n≤20, и со стехиометрическими характеристиками C_nH_2n-2, где n>2 и n≤20, причем n целочисленное, в частности, алканы с 2-16 атомами углерода, как, например, этан (до этилена), пропан (до пропилена), н-бутан, изобутан (до изобутена), н-пентан, изопентан, н-гексан, н-гептан, н-октан, н-нонан, н-декан, н-ундекан, н-додекан, н-тридекан, н-тетрадекан, н-пентадекан и н-гексадекан.Those. The term “hydrocarbons to be dehydrogenated” in this text means, for example, hydrocarbons with the general stoichiometric formula C _n H _{2n + 2} , where n> 1 and n≤20, as well as with stoichiometric characteristics C _n H _2n , where n> 1 and n≤20, and with stoichiometric characteristics C _n H _2n-2 , where n> 2 and n≤20, and n is integer, in particular alkanes with 2-16 carbon atoms, such as ethane (before ethylene), propane (to propylene), n-butane, isobutane (to isobutene), n-pentane, isopentane, n-hexane, n-heptane, n-octane, n-nonane, n-decane, n-undecane, n-dodecane, n -tridecan, n- tetradecane, n-pentadecane and n-hexadecane.

В частности, однако, все, сказанное в настоящем тексте, в качестве подлежащих дегидрированию углеводородов относится к алканам с 2-6 атомами углерода, а в особенности - к углеводородам с 2-4 атомами углерода (в частности, алканам). Т.е. в настоящем тексте подлежащие дегидрированию углеводороды представляют собой прежде всего этан, пропан, н-бутан и изобутан, но также и 1-бутен, и 2-бутен.In particular, however, all that is said in the present text, as hydrocarbons subject to dehydrogenation, refers to alkanes with 2-6 carbon atoms, and in particular to hydrocarbons with 2-4 carbon atoms (in particular alkanes). Those. in this text, the hydrocarbons to be dehydrogenated are primarily ethane, propane, n-butane and isobutane, but also 1-butene and 2-butene.

Под частичным дегидрированием углеводорода с гетерогенным катализом в настоящем тексте подразумевают дегидрирование (обычное), при котором происходит по крайней мере промежуточное формирование свободного молекулярного водорода, и, следовательно, этап дегидрирования проходит эндотермически (в качестве следующего этапа может быть задействовано экзотермическое сжигание водорода). В отличие от этого, при частичном оксидогидрировании с гетерогенным катализом отщепление водорода от подлежащего дегидрированию углеводорода ввиду присутствия кислорода происходит непосредственно в виде воды (Н₂О). Поэтому этап дегидрирования частичного оксидогидрирования с гетерогенным катализом отличается в принципе экзотермическим протеканием.Partial dehydrogenation of a heterogeneous catalysed hydrocarbon in this text means dehydrogenation (conventional), in which at least the intermediate formation of free molecular hydrogen occurs, and, therefore, the dehydrogenation step takes place endothermally (exothermic combustion of hydrogen can be used as the next step). In contrast, in partial oxidation with heterogeneous catalysis, the removal of hydrogen from the hydrocarbon to be dehydrogenated due to the presence of oxygen occurs directly in the form of water (H ₂ O). Therefore, the dehydrogenation step of partial oxidation with heterogeneous catalysis is distinguished in principle by exothermic flow.

Кроме того, частичное дегидрирование с гетерогенным катализом в данном тексте представляет собой дегидрирование в твердом слое катализатора.In addition, the partial dehydrogenation with heterogeneous catalysis in this text is dehydrogenation in the solid catalyst layer.

Как правило, для частичного (обычного) дегидрирования по меньшей мере одного подлежащего дегидрированию углеводорода (например, пропана) необходимы сравнительно высокие температуры реакции. Получаемый при этом оборот обычно ограничен термодинамическим равновесием. Обычно температура протекания реакции находится между 300 и 800°С либо же между 400 и 700°С. На молекулу, например на один пропан, дегидрируемый до пропилена, при этом вырабатывается одна молекула водорода. Высокие температуры и удаление продукта реакции H₂, равно как и снижение парциального давления ввиду разбавления инертными веществами, благоприятствуют положению равновесия в смысле по меньшей мере одного дегидрированного углеводорода в качестве конечного продукта. При этом в настоящем тексте под инертным газом (инертным разбавляющим газом) в общем случае подразумевают компонент реакционной газовой смеси, который в условиях соответствующей реакции в основном ведет себя химически инертным образом и - при рассмотрении каждого инертного компонента реакционной газовой смеси отдельно - остается химически неизменным более чем на 95 мол.%, предпочтительно более чем на 97 мол.% либо же более чем на 99 мол.%. Примеры типичных инертных разбавляющих газов - это N₂, Н₂О, СО₂, благородные газы, как то: Не, Ne и Ar, а также смеси этих газов и т.д.Typically, for the partial (conventional) dehydrogenation of at least one hydrocarbon to be dehydrogenated (e.g. propane), relatively high reaction temperatures are necessary. The resulting turnover is usually limited by thermodynamic equilibrium. Typically, the reaction temperature is between 300 and 800 ° C. Or between 400 and 700 ° C. For a molecule, for example one propane, dehydrogenated to propylene, one hydrogen molecule is produced. High temperatures and removal of the reaction product H ₂ , as well as a decrease in partial pressure due to dilution with inert substances, favor an equilibrium in the sense of at least one dehydrogenated hydrocarbon as the final product. Moreover, in the present text, inert gas (inert dilution gas) generally means a component of the reaction gas mixture, which, under the conditions of the corresponding reaction, generally behaves chemically inert and, when each inert component of the reaction gas mixture is considered separately, remains chemically unchanged more than 95 mol.%, preferably more than 97 mol.% or more than 99 mol.%. Examples of typical inert dilution gases are N ₂ , H ₂ O, CO ₂ , noble gases such as He, Ne and Ar, as well as mixtures of these gases, etc.

Поскольку при частичном дегидрировании по меньшей мере одного подлежащего дегидрированию углеводорода (например, пропана) до по меньшей мере одного дегидрированного углеводорода этап дегидрирования протекает эндотермически, теплоту (энергию), необходимую для требуемой температуры реакции, сообщают реакционному газу заранее и/или в процессе дегидрирования с гетерогенным катализом.Since the partial dehydrogenation of at least one hydrocarbon (for example, propane) to be dehydrogenated to at least one dehydrogenated hydrocarbon results in a dehydrogenation step endothermally, the heat (energy) required for the desired reaction temperature is communicated to the reaction gas in advance and / or during dehydrogenation with heterogeneous catalysis.

Частичное дегидрирование с гетерогенным катализом проще всего реализовывать в реакторе, имеющем форму шахты. Под такой шахтой подразумевают реакционное пространство, закрытое материальной огибающей, соприкасающейся с реакционным пространством, которая оснащена по меньшей мере одним первым отверстием для подачи реакционной газовой смеси в реакционное пространство и по меньшей мере одним вторым отверстием для отбора по меньшей мере одного газового потока продукции из реакционного пространства. В реакционном пространстве (в шахте) располагается по меньшей мере один твердый слой катализатора, через который протекает реакционная газовая смесь. На протяжении времени пребывания в твердом слое катализатора происходит желаемое частичное дегидрирование по меньшей мере одного подлежащего дегидрированию углеводорода до по меньшей мере одного дегидрированного углеводорода.Partial dehydrogenation with heterogeneous catalysis is easiest to implement in a shaft-shaped reactor. By such a shaft is meant a reaction space enclosed by a material envelope in contact with the reaction space, which is equipped with at least one first opening for supplying the reaction gas mixture to the reaction space and at least one second opening for collecting at least one product gas stream from the reaction space. At least one solid catalyst bed is located in the reaction space (in the shaft) through which the reaction gas mixture flows. During the residence time in the solid catalyst bed, the desired partial dehydrogenation of at least one hydrocarbon to be dehydrogenated to at least one dehydrogenated hydrocarbon occurs.

Достаточного оборота дегидрирования достигают уже тогда, когда осуществляют теплоизоляцию шахты (реактора) от окружения (обеспечивают квазиадиабатические условия), нагревают реакционную газовую смесь до температуры (стартовой температуры) от 350 либо же 400 до 800°С (часто - от 500 до 700°С, либо же от 550 до 650°С) и проводят реакционную газовую смесь только за один адиабатический проход через по меньшей мере один находящийся в реакционном пространстве (в шахте (реактора)) твердый слой катализатора.A sufficient dehydrogenation turnover is achieved even when the mine (reactor) is insulated from its surroundings (quasi-adiabatic conditions are provided), the reaction gas mixture is heated to a temperature (starting temperature) of 350 or 400 to 800 ° C (often from 500 to 700 ° C) or from 550 to 650 ° C) and conduct the reaction gas mixture in only one adiabatic passage through at least one solid catalyst layer located in the reaction space (in the shaft (reactor)).

В зависимости от оборота и выбранного инертного разбавления реакционный газ при однократном проходе через твердый слой катализатора охлаждается на величину примерно 30-200°С.Depending on the turnover and the selected inert dilution, the reaction gas is cooled by approximately 30-200 ° C with a single pass through the solid catalyst layer.

Дополнительно применять водяной пар в качестве инертного газа-разбавителя в реакционной газовой смеси для частичного дегидрирования с гетерогенным катализом целесообразно по двум причинам. Во-первых, у водяного пара сравнительно высокая молярная теплоемкость, что снижает степень указанного выше охлаждения в рамках такого совместного применения.Additionally, it is advisable to use water vapor as an inert diluent gas in the reaction gas mixture for partial dehydrogenation with heterogeneous catalysis for two reasons. Firstly, water vapor has a relatively high molar heat capacity, which reduces the degree of cooling indicated above in the framework of such a joint application.

При сниженной степени охлаждения для необходимого уровня оборота часто хватает и сниженных начальных температур. Это целесообразно ввиду того, что в реакциях частичного дегидрирования по меньшей мере одного подлежащего дегидрированию углеводорода при повышении исходной температуры через посредство нежелательных побочных реакций нарастает формирование в т.ч. небольших количеств тяжелокипящих высокомолекулярных органических соединений (продуктов термического разложения), вплоть до элементарного углеводорода, отлагающихся на поверхности катализатора и таким образом дезактивирующих его. Впрочем, углерод, откладывающийся на поверхности катализатора, при повышении температуры частичного дегидрирования с гетерогенным катализом в присутствии водяного пара в роли инертного разбавляющего газа постоянно, по меньшей мере частично, или полностью, удаляется по принципу газификации угля.With a reduced degree of cooling, a reduced initial temperature is often sufficient for the required level of turnover. This is advisable in view of the fact that in partial dehydrogenation reactions of at least one hydrocarbon to be dehydrogenated, as the initial temperature rises through undesirable side reactions, the formation increases, incl. small amounts of heavy boiling high molecular weight organic compounds (thermal decomposition products), up to elemental hydrocarbons, deposited on the surface of the catalyst and thus deactivating it. However, the carbon deposited on the surface of the catalyst, with increasing partial dehydrogenation temperature with heterogeneous catalysis in the presence of water vapor as an inert dilution gas, is constantly, at least partially, or completely removed by the principle of coal gasification.

Дегидрирование углеводорода (например, пропана) с гетерогенным катализом в реакторе шахтного типа (с адиабатическим сообщением с внешней средой) целесообразно проводить тогда (как при обороте дегидрирования в расчете на однократное прохождение реакционной газовой смеси через реактор, не превышающем 30 мол.%, так и при величинах более 30 мол.% (например, до 40 мол.%, или до 50 мол.%, или вплоть до 60 мол.%)), когда реактор выполнен многоступенчатым.The dehydrogenation of a hydrocarbon (e.g. propane) with heterogeneous catalysis in a shaft type reactor (with adiabatic communication with the external environment) is advisable then (as with a dehydrogenation revolution per one passage of the reaction gas mixture through the reactor, not exceeding 30 mol.%, And with values of more than 30 mol.% (for example, up to 40 mol.%, or up to 50 mol.%, or up to 60 mol.%)), when the reactor is multi-stage.

Такой многоступенчатый реактор включает в себя более одного твердого слоя катализатора (замкнутого реакционного пространства), катализирующего дегидрирование, каковые слои расположены в шахте последовательно друг за другом. Число слоев катализатора может составлять, например, от 1 до 20, целесообразно - от 2 до 8 либо же от 3 до 6. Как правило, твердые слои катализатора при этом расположены друг за другом радиально или по оси.Such a multi-stage reactor includes more than one solid catalyst layer (closed reaction space) that catalyzes dehydrogenation, which layers are arranged sequentially in the mine one after another. The number of catalyst layers can be, for example, from 1 to 20, it is advisable from 2 to 8, or from 3 to 6. As a rule, the solid catalyst layers are then located one after the other radially or along the axis.

Особенно простой вариант представляет собой размещение в шахте твердых слоев катализатора вдоль ее оси друг за другом в направлении потока реакционного газа. Однако можно располагать их и в кольцевых щелях между цилиндрическими решетками, вставленными в шахте друг в друга концентрически. Можно также размещать в шахте кольцевые щели в сегментах друг над другом и проводить реакционный газ после радиального прохода одного сегмента в следующий, расположенный выше или ниже.A particularly simple option is to place solid catalyst layers along the axis of the catalyst in the shaft, one after the other, in the direction of flow of the reaction gas. However, it is possible to arrange them in annular slots between cylindrical gratings inserted concentrically into each other in the shaft. You can also place annular slots in the shaft in the segments one above the other and conduct the reaction gas after the radial passage of one segment to the next, located above or below.

На пути от одного твердого слоя катализатора к другому реакционный газ можно подвергать промежуточному нагреву (осуществлять внешнее управление изменениями температуры), например, проводя его через размещенные в шахте между участками твердого слоя и работающие на горячих газах и/или жидкостях непрямые теплообменники (например, теплообменные ребра, или теплообменные пластины, или теплообменники в виде пучков труб).On the way from one solid catalyst bed to another, the reaction gas can be subjected to intermediate heating (to externally control temperature changes), for example, passing it through indirect heat exchangers (for example, heat exchangers) located in the mine between sections of the solid layer and working on hot gases and / or liquids ribs, or heat exchanger plates, or heat exchangers in the form of tube bundles).

Если шахтный реактор в остальном работает в адиабатическом режиме, то для оборотов дегидрирования (например, оборотов «пропан → пропилен»), не превышающих 40 мол.% на однократное прохождение реакционного газа через шахтный реактор (например, при использовании катализаторов, описанных в заявках на патент ФРГ DE-A 102005044916 и DE-A 19937107, в частности, приведенных в качестве примеров), как правило, достаточно вводить реакционную газовую смесь в шахту (в защищенное оболочкой реакционное пространство, содержащее в себе твердые слои катализатора) предварительно нагретой до температуры 350, либо же 400, либо же от 450 до 550°С (предпочтительно - от 400 до 500°С), а внутри шахты (вокруг расположенных в ней слоев катализатора) по меньшей мере поддерживать температуру в этом диапазоне с помощью непрямого теплообмена (внешнее управление изменениями температуры). На сроке службы твердых слоев катализатора до регенерации это также сказывается особо благоприятно.If the shaft reactor is otherwise operating in adiabatic mode, then for dehydrogenation revolutions (for example, propane → propylene revolutions) not exceeding 40 mol% for a single passage of the reaction gas through the shaft reactor (for example, when using the catalysts described in applications for German patent DE-A 102005044916 and DE-A 19937107, in particular, given as examples), as a rule, it is sufficient to introduce the reaction gas mixture into the shaft (into the reaction-protected enclosure containing solid catalyst layers) completely heated to a temperature of 350, or 400, or from 450 to 550 ° C (preferably from 400 to 500 ° C), and inside the shaft (around the catalyst layers located in it) at least maintain the temperature in this range using indirect heat transfer (external control of temperature changes). This also has a particularly favorable effect on the service life of the solid catalyst layers before regeneration.

С точки зрения техники применения, однако, разумнее проводить вышеупомянутый промежуточный нагрев прямым образом (внутреннее управление изменениями температуры). Для этого к реакционной газовой смеси (к реакционному газу) можно на пути его перемещения по шахте, например, после прохождения первого твердого слоя катализатора в направлении потока реакционного газа, а также между последующими твердыми слоями катализатора в направлении потока реакционного газа, предпочтительно - в ограниченном количестве, в каждом случае добавлять газ, содержащий молекулярный кислород, благодаря чему создают поток реакционной газовой смеси, содержащий молекулярный кислород, молекулярный водород и по меньшей мере один подлежащий дегидрированию углеводород.From the point of view of application technology, however, it is more reasonable to carry out the aforementioned intermediate heating directly (internal control of temperature changes). For this, to the reaction gas mixture (to the reaction gas), it is possible to move along the shaft along the mine path, for example, after passing through the first solid catalyst layer in the direction of the reaction gas stream, and also between subsequent solid catalyst layers in the direction of the reaction gas stream, preferably in a limited amount, in each case, add a gas containing molecular oxygen, thereby creating a stream of a reaction gas mixture containing molecular oxygen, molecular hydrogen and at least one n hydrocarbon to be dehydrogenated.

Если следующую в направлении потока этой реакционной газовой смеси засыпку с каталитической активностью, содержащую по меньшей мере одно формованное изделие из катализатора (например, путем надлежащего подбора активной массы), сформировать так, чтобы она по меньшей мере в области входа в направлении потока реакционной газовой смеси, содержащего молекулярный кислород, молекулярный водород и по меньшей мере один подлежащий дегидрированию углеводород, обеспечивала меньшую энергию активации для реакции сгорания молекулярного кислорода с молекулярным водородом с образованием воды и/или для реакции сгорания содержащегося в потоке реакционной газовой смеси углеводорода с кислородом с образованием оксидов углерода и воды, чем для дегидрирования по меньшей мере одного подлежащего дегидрированию углеводорода, то при прохождении через твердый слой катализатора реакционной газовой смеси в твердом слое катализатора сначала будет преимущественно происходить ограниченное экзотермическое сгорание содержащегося в реакционной газовой смеси молекулярного водорода и/или содержащегося в реакционной газовой смеси углеводорода с молекулярным кислородом (с образованием воды - Н₂О либо же Н₂О и оксидов углерода). Выделяющаяся при этом теплота реакции нагревает реакционную газовую смесь и ее можно использовать при дальнейшем прохождении реакционной газовой смеси через твердый слой катализатора, преимущественно включающий в себя эндотермическое дегидрирование. Получаемые продукты сгорания, как то: CO₂, Н₂О, а также N₂, возможно, сопутствующий необходимому для сгорания молекулярному кислороду, образуют желательные инертные газы-разбавители.If a catalyst bed next to the flow of this reaction gas mixture containing at least one molded article from the catalyst (for example, by proper selection of the active mass) is formed so that it is at least in the inlet region in the direction of flow of the reaction gas mixture containing molecular oxygen, molecular hydrogen and at least one hydrocarbon to be dehydrogenated, provided lower activation energy for the molecular oxygen combustion reaction molecular hydrogen to form water and / or for the combustion reaction of a hydrocarbon with oxygen contained in the reaction gas mixture to form carbon oxides and water, than to dehydrogenate at least one hydrocarbon to be dehydrogenated, then when the reaction gas mixture passes through a solid catalyst bed in a solid firstly, limited exothermic combustion of molecular hydrogen and / or soda contained in the reaction gas mixture will primarily occur zhaschegosya in the reaction gas mixture of hydrocarbon and molecular oxygen (to produce water - or H ₂ O as H ₂ O and carbon oxides). The heat of reaction generated in this case heats the reaction gas mixture and can be used for further passage of the reaction gas mixture through a solid catalyst bed, mainly including endothermic dehydrogenation. The resulting combustion products, such as: CO ₂ , H ₂ O, as well as N ₂ , possibly accompanying the molecular oxygen necessary for combustion, form the desired inert diluent gases.

В выходящую из твердого слоя катализатора реакционную газовую смесь, образовавшуюся ранее и содержащую молекулярный водород, можно затем, перед вхождением ее в следующий твердый слой катализатора в направлении течения реакционной газовой смеси, снова в ограниченном объеме добавить газ, содержащий молекулярный водород, и т.д.In the reaction gas mixture formed earlier and containing molecular hydrogen, leaving the solid catalyst layer, it is then possible, before entering the next solid catalyst layer in the direction of the reaction gas mixture flow, to again add gas containing molecular hydrogen, in a limited volume, etc. .

Сдвиг баланса между сжиганием водорода и сжиганием углеводорода при вхождении смеси, содержащей молекулярный кислород, молекулярный водород и по меньшей мере один подлежащий дегидрированию углеводород, возможен в первую очередь посредством выбора катализатора в области входа (в направлении потока реакционной смеси газов) засыпки с каталитической активностью. В качестве катализаторов, которые сравнительно специфически (избирательно) катализируют сжигание молекулярного водорода и/или углеводорода, можно использовать, например, таковые, упомянутые в заявках на патент США US-A 4,788,371, US-A 4,886,928, US-A 5,430,209, US-A 5,530,171, US-A 5,527,979 и US-A 5,563,314.A shift in the balance between the combustion of hydrogen and the combustion of a hydrocarbon upon entering a mixture containing molecular oxygen, molecular hydrogen and at least one hydrocarbon to be dehydrogenated is possible first of all by selecting a catalyst in the inlet region (in the direction of the flow of the reaction mixture of gases) with catalytic activity. As catalysts that relatively specifically (selectively) catalyze the combustion of molecular hydrogen and / or hydrocarbon, for example, those mentioned in US patent applications US-A 4,788,371, US-A 4,886,928, US-A 5,430,209, US-A can be used 5,530,171, US-A 5,527,979 and US-A 5,563,314.

Доминирование «сжигания водорода» обычно предпочтительно по сравнению с доминированием «сжигания углеводорода», поскольку оно обеспечивает как повышенную избирательность формирования по меньшей мере одного дегидрированного углеводородного соединения, так и повышенный оборот дегидрирования из расчета однократного прохождения реакционного газа через многоступенчатый реактор. Как правило, оно обеспечено в том случае, когда засыпка с каталитической активностью содержит в качестве катализаторов только катализаторы дегидрирования (в частности, таковые, рекомендованные, а особенно - приведенные в качестве примеров в заявке на патент ФРГ DE-A 19937107), поскольку они обычно способны катализировать не только дегидрирование подлежащего дегидрированию углеводорода (например, пропана), но также и сжигание молекулярного водорода и углеводородов с молекулярным кислородом. При этом сжигание водорода проходит и значительно быстрее, чем дегидрирование по меньшей мере одного подлежащего дегидрированию углеводорода (например, пропана), и значительно быстрее, чем сгорание такового в случае конкуренции за эти катализаторы (т.е. при таких условиях они обеспечивают самую низкую - со значительным запасом - энергию активации для сгорания молекулярного водорода).The dominance of "hydrogen burning" is usually preferable to the dominance of "hydrocarbon burning" because it provides both increased selectivity for the formation of at least one dehydrogenated hydrocarbon compound and an increased dehydrogenation rate based on a single passage of the reaction gas through a multi-stage reactor. As a rule, it is ensured when the backfill with catalytic activity contains only dehydrogenation catalysts as catalysts (in particular, those recommended, and especially those given as examples in the German patent application DE-A 19937107), since they usually capable of catalyzing not only the dehydrogenation of a hydrocarbon to be dehydrogenated (for example, propane), but also the combustion of molecular hydrogen and hydrocarbons with molecular oxygen. In this case, the combustion of hydrogen proceeds much faster than the dehydrogenation of at least one hydrocarbon to be dehydrogenated (for example, propane), and much faster than the combustion of such in the case of competition for these catalysts (i.e., under such conditions they provide the lowest with a significant margin - activation energy for the combustion of molecular hydrogen).

В зависимости от объема прошедшей реакции сгорания (т.е. также в зависимости от количества добавленного молекулярного кислорода) совокупное протекание реакции при однократном прохождении реакционной газовой смеси через многоступенчатый реактор с точки зрения совокупного теплового эффекта (т.е. относительно теплового эффекта «брутто») может быть как эндотермическим (отрицательным), так и аутотермическим (в основном нулевым) или экзотермическим (положительным).Depending on the volume of the combustion reaction (also depending on the amount of added molecular oxygen), the total reaction during a single passage of the reaction gas mixture through a multi-stage reactor from the point of view of the total thermal effect (ie relative to the gross thermal effect ) can be either endothermic (negative) or autothermal (mostly zero) or exothermic (positive).

При этом сжигание молекулярного водорода поставляет примерно двукратное количество теплоты по сравнению с используемым для его образования в рамках дегидрирования.In this case, the burning of molecular hydrogen delivers approximately two times the amount of heat compared with that used for its formation in the framework of dehydrogenation.

Разумеется, что между двумя твердыми слоями катализатора можно использовать как принцип внешнего управления температурой, так и принцип внутреннего управления. Изотермические качества частичного дегидрирования по меньшей мере одного углеводорода с гетерогенным катализом можно также улучшить посредством размещения в реакционном пространстве ступени между твердыми слоями катализатора замкнутых встроенных структур (например, в виде труб), которые перед заполнением целесообразно, но не обязательно, подвергнуть эвакуации. Такие встроенные структуры можно также размещать в конкретном твердом слое катализатора. Эти структуры содержат надлежащие твердые вещества или жидкости, которые испаряются или плавятся при превышении определенной температуры и таким образом потребляют тепло, а когда температура опускается ниже этого значения, снова конденсируются и при этом выделяют тепло. В целях дальнейшего улучшения изотермических характеристик за пределами огибающей поверхности реактора, имеющего форму шахты, в принципе можно дополнительно обеспечить перемещение текучих (газообразных или жидких) теплоносителей. С точки зрения техники применения при этом возникают, однако, существенные затраты, благодаря чему, как правило, предпочтительно исполнение в адиабатическом отношении с внешней средой.Of course, between the two solid catalyst beds, both the principle of external temperature control and the principle of internal control can be used. The isothermal qualities of the partial dehydrogenation of at least one heterogeneous catalysis hydrocarbon can also be improved by placing steps in the reaction space between the solid catalyst layers of closed embedded structures (for example, in the form of pipes), which are advisable, but not necessary, to be evacuated before filling. Such embedded structures can also be placed in a particular solid catalyst bed. These structures contain proper solids or liquids that evaporate or melt when a certain temperature is exceeded and thus consume heat, and when the temperature drops below this value, they condense again and generate heat. In order to further improve the isothermal characteristics outside the envelope surface of the shaft-shaped reactor, in principle, it is possible to additionally ensure the movement of fluid (gaseous or liquid) coolants. From the point of view of the application technique, however, significant costs arise, due to which, as a rule, it is preferable to perform adiabatically with the external environment.

Само собой разумеется, что описанные меры внутреннего управления температурой также можно использовать, чтобы нагреть реакционную газовую смесь, подаваемую на первый твердый слой катализатора в направлении протекания реакционной газовой смеси, до требуемой температуры реакции. В этих целях возможно заранее добавить в содержащую по меньшей мере один подлежащий дегидрированию углеводород реакционную газовую смесь, направляемую в шахтный реактор, молекулярный водород из иного источника. Можно, однако, и обойтись без такого добавления водорода. В этом случае внутреннее управление температурой можно в основном осуществлять только путем сжигания углеводорода. Нередко реакционную газовую смесь, подаваемую на первый твердый слой катализатора, можно довести до температуры реакции иным образом. Например, исходные потоки газа, из которых компонуют реакционную газовую смесь, подаваемую на первый твердый слой катализатора, могут изначально иметь соответствующую температуру. Кроме того, эти исходные потоки могут изначально содержать молекулярный кислород, так что проблема добавления газа, содержащего молекулярный кислород, к газовой смеси, поступающей на первый твердый слой катализатора в направлении потока, не возникает.It goes without saying that the described internal temperature control measures can also be used to heat the reaction gas mixture supplied to the first solid catalyst layer in the direction of flow of the reaction gas mixture to the desired reaction temperature. For these purposes, it is possible to add molecular hydrogen from another source to the mine reactor containing at least one hydrocarbon to be dehydrogenated and sent to a shaft reactor. However, one can do without such an addition of hydrogen. In this case, internal temperature control can mainly be carried out only by burning a hydrocarbon. Often, the reaction gas mixture supplied to the first solid catalyst bed can be brought to the reaction temperature in another way. For example, the initial gas flows from which the reaction gas mixture is fed to the first solid catalyst bed may initially have a corresponding temperature. In addition, these feed streams may initially contain molecular oxygen, so that the problem of adding a gas containing molecular oxygen to the gas mixture entering the first solid catalyst layer in the flow direction does not arise.

В принципе, способы частичного дегидрирования по меньшей мере одного подлежащего дегидрированию углеводорода до по меньшей мере одного дегидрированного углеводорода с гетерогенным катализом в шахтном реакторе, выполненном как многоступенчатый реактор с твердым слоем, со внутренним управлением изменениями температуры известны (ср., например, заявки на патент ФРГ DE-A 102005061626, DE-A 102005057197, DE-A 102005052923, DE-A 102005052917, DE-A 102005022798, DE-A 102005009885, DE-A 102005010111, DE-A 102004032129, DE-A 102005013039, международная заявка WO 03/076370, заявка на патент ФРГ DE-A 10211275, международная заявка WO 01/96270 и процитированный в этих публикациях технический уровень).In principle, methods for partially dehydrogenating at least one dehydrogenated hydrocarbon to at least one heterogeneous catalysis dehydrogenated hydrocarbon in a shaft reactor configured as a multi-stage solid-bed reactor with internal control of temperature changes are known (cf., for example, patent applications Germany DE-A 102005061626, DE-A 102005057197, DE-A 102005052923, DE-A 102005052917, DE-A 102005022798, DE-A 102005009885, DE-A 102005010111, DE-A 102004032129, DE-A 102005013039, 03 / 076370, German patent application DE-A 10211275, international application WO 01 / 96270 and the technical level cited in these publications).

Из вышеупомянутых публикаций также известен способ такого исполнения единственного твердого слоя катализатора многоступенчатого реактора, при котором собственно засыпку с каталитической активностью, включающую в себя по меньшей мере одно обладающее каталитической активностью формованное изделие из катализатора, покрывают засыпкой из инертных формованных изделий в направлении протекания потока реакционной газовой смеси, чтобы добавлять к потоку газа, поступающему на такой твердый слой катализатора и содержащему молекулярный водород и по меньшей мере один подлежащий дегидрированию углеводород, необходимый для внутреннего управления температурой газ, содержащий молекулярный кислород, прежде чем этот поток газа достигнет твердого слоя катализатора (т.е. инертной засыпки (засыпки из инертных формованных изделий), покрывающей собственно засыпку с каталитической активностью).From the aforementioned publications, there is also known a method for such execution of a single solid catalyst bed of a multistage reactor, in which a catalyst bed with catalyst activity including at least one catalytic molded catalyst article is coated with inert molded articles in the direction of flow of the reaction gas stream mixtures to add to the gas stream entering such a solid catalyst bed and containing molecular water One and at least one hydrocarbon to be dehydrogenated, a gas containing molecular oxygen necessary for internal temperature control, before this gas stream reaches a solid catalyst bed (i.e., an inert bed (bed from inert molded articles) covering the bed itself with the catalytic bed activity).

Указанное описание технического уровня оставляет, однако, совершенно открытым вопрос, каким способом, т.е. как осуществлять добавление газового потока, содержащего молекулярный кислород, в промышленном масштабе.The specified description of the technical level leaves, however, a completely open question in what way, i.e. how to add a gas stream containing molecular oxygen on an industrial scale.

Однако по результатам наших собственных исследований, способ добавления потока газа, содержащего молекулярный кислород, к поступающему в шахте на надлежащий твердый слой катализатора потоку газа, содержащему молекулярный водород и по меньшей мере один подлежащий дегидрированию углеводород, важен для реализации способа в промышленных масштабах по различным причинам.However, according to the results of our own studies, the method of adding a gas stream containing molecular oxygen to a gas stream containing molecular hydrogen and at least one hydrocarbon subject to dehydrogenation entering the mine onto an appropriate solid catalyst bed is important for implementing the method on an industrial scale for various reasons .

Во-первых, там, где происходит добавление газа, содержащего молекулярный кислород, возникают локальные зоны повышенной концентрации кислорода. В наиболее неблагоприятных случаях они могут быть такого рода, что приведут к локальному формированию воспламеняющихся (взрывоопасных) смесей газов, что нежелательно с точки зрения техники применения, что означает, что существование этих смесей должно быть во всяком случае кратковременным, а с точки зрения локализации - строго ограниченным. Кроме того, еще до желаемого сжигания с гетерогенным катализом полученная после добавления реакционная газовая смесь характеризуется повышенной температурой (каковая дополнительно возрастает в процессе сжигания с гетерогенным катализом). Поэтому, прежде чем реакционная газовая смесь, содержащая молекулярный кислород, достигнет твердого слоя катализатора, в реакционной газовой смеси обычно проходят нежелательные гомогенные радикальные реакции (например, нежелательные экзотермические гомогенные радикальные реакции частичного окисления и/или оксидогидрирования углеводорода; локальное выделение реакционной теплоты, выделяющейся при этих нежелательных реакциях, вызывает локальное повышение температуры, следствием которого обычно является активизация нежелательного процесса термического разложения углеводородов) с широким спектром побочных продуктов, что снижает избирательность по конечному продукту и, как правило, также сокращает срок службы катализатора. Селективность по конечному продукту, сниженная в такой степени, является недостатком особенно тогда, когда по меньшей мере один продукт, являющийся целью реакции, т.е. по меньшей мере один дегидрированный углеводород, необходимо подвергнуть следующей реакции (например, частичному окислению с гетерогенным катализом). В пределах твердого слоя катализатора такие нежелательные радикальные побочные реакции оказываются в основном подавлены, поскольку значительная внутренняя поверхность засыпки твердого слоя играет роль уловителя радикалов. Степень выраженности таких нежелательных радикальных реакций, как правило, экспоненциально возрастает с ростом времени реакции.Firstly, where gas containing molecular oxygen is added, local zones of increased oxygen concentration arise. In the most unfavorable cases, they can be of the kind that will lead to the local formation of flammable (explosive) gas mixtures, which is undesirable from the point of view of application technology, which means that the existence of these mixtures should be short-lived in any case, and from the point of view of localization strictly limited. In addition, even before the desired combustion with heterogeneous catalysis, the reaction gas mixture obtained after addition is characterized by an elevated temperature (which additionally increases during the combustion with heterogeneous catalysis). Therefore, before the reaction gas mixture containing molecular oxygen reaches the solid catalyst bed, the reaction gas mixture usually undergoes undesirable homogeneous radical reactions (for example, undesired exothermic homogeneous radical reactions of partial oxidation and / or oxidation of a hydrocarbon; local evolution of reaction heat generated when these adverse reactions, causes a local temperature increase, the result of which is usually the activation of unwanted thermal decomposition of hydrocarbons) with a wide range of by-products, which reduces the selectivity for the final product and, as a rule, also reduces the life of the catalyst. Selectivity in the final product, reduced to such an extent, is a disadvantage especially when at least one product that is the target of the reaction, i.e. at least one dehydrogenated hydrocarbon must undergo the following reaction (for example, partial oxidation with heterogeneous catalysis). Within the solid catalyst bed, such undesirable radical side reactions are generally suppressed, since the significant internal surface of the solid bed backfill plays the role of a radical scavenger. The severity of such undesirable radical reactions, as a rule, exponentially increases with increasing reaction time.

В связи с этим уже существовали предложения добавлять газ, содержащий молекулярный кислород, только непосредственно в инертную засыпку, покрывающую каталитически активную засыпку. Такой способ работы, однако, неблагоприятен в том смысле, что при распределении содержащего молекулярный кислород газа внутрь инертной засыпки система распределения с централизованным питанием (например, система трубопроводов с выходными отверстиями) наталкивается в инертной засыпке на сопротивление, которое распределено в основном случайно (в зависимости от того, закрывает ли какое-либо инертное формованное изделие данное выходное отверстие трубопроводной системы и в какой степени). Это нежелательным образом может вести к локальным сравнительным различиям потоков поступающего газа, содержащего молекулярный кислород. В самом неблагоприятном случае это может привести к тому, что при подаче содержащего молекулярный кислород газа, отрегулированной в смысле подачи общего количества в единицу времени, из некоторых выходных отверстий газ, содержащий молекулярный кислород, не поступает - а в выходное отверстие входит газ, содержащий молекулярный водород и по меньшей мере один подлежащий дегидрированию углеводород. Кроме того, инертные формованные изделия могут неблагоприятно влиять на отдельные потоки, выходящие из выходных отверстий, а в предельном случае даже выводить локальный поток подачи из твердого слоя катализатора.In this regard, there have already been proposals to add a gas containing molecular oxygen only directly into the inert bed covering the catalytically active bed. This method of operation, however, is unfavorable in the sense that when the gas containing molecular oxygen is distributed inside an inert bed, a centralized feed distribution system (for example, a piping system with outlet openings) encounters in an inert bed a resistance that is distributed mainly randomly (depending on whether any inert molded product closes the given outlet of the piping system and to what extent). This may undesirably lead to local comparative differences in the flows of the incoming gas containing molecular oxygen. In the worst case scenario, this can lead to the fact that when a gas containing molecular oxygen is adjusted, in the sense of supplying the total quantity per unit time, no gas containing molecular oxygen flows from some of the outlet openings - and a gas containing molecular oxygen enters the outlet hydrogen and at least one hydrocarbon to be dehydrogenated. In addition, inert molded products can adversely affect individual flows exiting the outlet openings, and in the extreme case even remove the local feed stream from the solid catalyst layer.

Когда реакционная газовая смесь, содержащая добавленный молекулярный кислород, поступает в расположенную за инертной засыпкой в направлении потока засыпку, обладающую собственно каталитической активностью, неравномерное распределение кислорода в реакционной газовой смеси приводит в засыпке с каталитической активностью, ввиду локального катализа, к различиям в степенях сгорания. Они сопровождаются соответствующими локальными различиями в выработке теплоты. Локальные превышения температуры, однако, обусловливают ускоренное локальное старение засыпки с каталитической активностью. Хотя возможное увеличение протяженности инертной засыпки в направлении потока и позволяет добиться в основном гомогенного распределения молекулярного кислорода в реакционной газовой смеси при входе таковой в засыпку с каталитической активностью, но такое увеличение протяженности инертной засыпки сопровождается ростом потерь давления реакционной газовой смеси при прохождении засыпки, что, в конце концов, требует повышения мощности компрессоров. Кроме того, с ростом времени пребывания реакционного газа в инертной засыпке опять же могут развиваться нежелательные побочные реакции. Это особенно существенно, когда внутренняя поверхность инертной засыпки сравнительно ограничена.When a reaction gas mixture containing added molecular oxygen enters a bed located behind an inert bed in the direction of flow, which has catalytic activity itself, an uneven distribution of oxygen in the reaction gas mixture leads to bedding with catalytic activity, due to local catalysis, to differences in the degrees of combustion. They are accompanied by corresponding local differences in heat production. Local temperature rises, however, cause accelerated local aging of the backfill with catalytic activity. Although a possible increase in the length of the inert filling in the direction of flow allows one to achieve mainly a homogeneous distribution of molecular oxygen in the reaction gas mixture when it enters the filling with catalytic activity, such an increase in the length of the inert filling is accompanied by an increase in pressure loss of the reaction gas mixture during the passage of filling, which, after all, it requires increasing compressor power. In addition, with an increase in the residence time of the reaction gas in an inert bed, undesired side reactions can also develop. This is especially significant when the inner surface of the inert bed is relatively limited.

Задача настоящего изобретения, следовательно, состоит в том, чтобы предложить способ, описанный в преамбуле настоящей публикации, который будет являться по возможности полностью и по возможности максимально экономичным, т.е. простым и наименее затратным образом принимает во внимание указанные в преамбуле подробности и позволяет минимизировать размер инертной засыпки. Подход, описанный в заявке на патент США US-А 2,584,391, поставленную задачу не решает, поскольку она ориентирована на способ, реализуемый в каталитическом псевдоожиженном слое.The objective of the present invention, therefore, is to propose the method described in the preamble of this publication, which will be as complete and as possible as economical as possible, i.e. in a simple and least costly manner, takes into account the details specified in the preamble and minimizes the size of the inert filling. The approach described in US patent application US-A 2,584,391 does not solve the problem, since it focuses on the method implemented in the catalytic fluidized bed.

Теоретическое изложение заявки на патент ФРГ DE-A 102004024957 также не дает решения поставленной задачи. Во-первых, оно имеет дело с оксидогидрированием с гетерогенным катализом, при котором подачу реакционной газовой смеси, содержащей молекулярный кислород, осуществляют непосредственно внутрь засыпки, обладающей каталитической активностью. Вдобавок в системе подачи имеются перерывы. Кроме того, для этого необходима система пучков труб с дорогими трубными решетками (доньями), производство каковой требует сравнительно высоких затрат.The theoretical presentation of the patent application of Germany DE-A 102004024957 also does not provide a solution to the problem. First, it deals with heterogeneous catalysis oxidation, in which the reaction gas mixture containing molecular oxygen is fed directly into the bed with catalytic activity. In addition, there are breaks in the feed system. In addition, this requires a system of bundles of pipes with expensive tube sheets (bottoms), the production of which requires a relatively high cost.

Помощи при решении поставленной задачи не предлагает и международная заявка WO 2004/074222. Так, в ней содержится требование, чтобы газ, в состав которого входит молекулярный кислород, и поток газа, содержащий по меньшей мере один подлежащий дегидрированию углеводород, шли строго параллельными друг другу потоками, для чего необходимо сравнительно сложное устройство. Кроме того, параллельное ведение потоков требует сравнительно длинного участка смешения.International application WO 2004/074222 does not offer assistance in solving the problem. So, it contains the requirement that the gas, which includes molecular oxygen, and the gas stream containing at least one hydrocarbon to be dehydrogenated, go strictly parallel to each other flows, which requires a relatively complex device. In addition, parallel flow management requires a relatively long mixing area.

Заявка на патент ФРГ DE-A 102004003070 опять же не способствует решению поставленной задачи, поскольку связана с оксидогидрированием с гетерогенным катализом, при котором реакционную газовую смесь подают непосредственно на засыпку с каталитической активностью.The German patent application DE-A 102004003070, again, does not contribute to the solution of the problem, since it is associated with oxidation with heterogeneous catalysis, in which the reaction gas mixture is fed directly to the bed with catalytic activity.

Поэтому в качестве решения задачи, не решенной на нынешнем техническом уровне, представлен способ частичного дегидрирования по меньшей мере одного, подлежащего дегидрированию углеводорода до по меньшей мере одного дегидрированного углеводорода с гетерогенным катализом, при котором с целью частичного дегидрирования по меньшей мере одного подлежащего дегидрированию углеводорода весь объем входного потока реакционной газовой смеси, содержащего молекулярный кислород, молекулярный водород и по меньшей мере один подлежащий дегидрированию углеводород, проводят через твердый слой катализатора, находящийся в шахте с заранее заданным сечением, который включает в себя - при рассмотрении в направлении течения входного потока реакционной газовой смеси - сначала засыпку из инертных формованных изделий, а затем следующую за ней каталитически активную засыпку по меньшей мере одним формованным изделием катализатора, сформированную так, что для реакции сгорания молекулярного водорода с молекулярным кислородом с образованием воды и/или для реакции сгорания углеводорода, содержащегося во входном потоке реакционной газовой смеси, с кислородом до оксидов углерода и воды она на входном участке обеспечивает меньшую энергию активации, чем для дегидрирования по меньшей мере одного подлежащего дегидрированию углеводорода до по меньшей мере одного дегидрированного углеводорода, таким образом, что часть (как правило, по меньшей мере 1 мол.%, или по меньшей мере 2 мол.%, или по меньшей мере 3 мол.%, или по меньшей мере 4 мол.%, или по меньшей мере 5 мол.%) по меньшей мере одного подлежащего дегидрированию углеводорода дегидрируют до по меньшей мере одного дегидрированного углеводорода, а входной поток реакционной газовой смеси в шахте создают посредством того, что к молекулярному водороду, поступающему в шахте в объемном потоке V1 на твердый слой катализатора, и входному потоку I, содержащему по меньшей мере один подлежащий дегидрированию углеводород, до твердого слоя катализатора добавляют содержащий молекулярный кислород входной газ II с общим объемом потока V2, отличающийся тем, что входной газ II подают в форме потоков газа II, истекающих из большинства выходных отверстий А трубопроводной системы, расположенных в направлении потока входного газа II перед твердым слоем катализатора так, чтоTherefore, as a solution to the problem that has not been solved at the current technical level, a method is presented for partial dehydrogenation of at least one hydrocarbon to be dehydrogenated to at least one heterogeneous catalysis dehydrogenated, in which for the purpose of partial dehydrogenation of at least one hydrocarbon to be dehydrogenated the volume of the input stream of the reaction gas mixture containing molecular oxygen, molecular hydrogen and at least one dehydrogenated The hydrocarbon is passed through a solid catalyst bed located in a mine with a predetermined cross-section, which includes - when looking in the direction of the flow of the reaction gas inlet stream - first backfill from inert molded products, and then the catalytically active backfill of at least at least one molded catalyst product, formed so that for the reaction of combustion of molecular hydrogen with molecular oxygen to form water and / or for the reaction of combustion of a hydrocarbon containing of the reaction gas mixture in the inlet stream, with oxygen to carbon oxides and water, it provides lower activation energy in the inlet section than for dehydrogenation of at least one dehydrogenated hydrocarbon to at least one dehydrogenated hydrocarbon, so that part (as a rule at least 1 mol.%, or at least 2 mol.%, or at least 3 mol.%, or at least 4 mol.%, or at least 5 mol.%) of at least one subject hydrocarbon dehydrogenation about at least one dehydrogenated hydrocarbon, and the input stream of the reaction gas mixture in the mine is created by the fact that the molecular hydrogen entering the mine in the volumetric stream V1 on the solid catalyst layer, and the input stream I containing at least one hydrocarbon to be dehydrogenated , to the solid catalyst layer add molecular oxygen-containing inlet gas II with a total volume of stream V2, characterized in that the inlet gas II is supplied in the form of gas flows II flowing from most of the outlet the holes A of the piping system located in the direction of the inlet gas flow II in front of the solid catalyst bed so that

a) Совокупность направлений большинства М всех потоков входного газа II, истекающих из выходных отверстий А в условиях воображаемого отсутствия входного потока газа I, составляют с направлением потока входного газа I угол α, равный 90±60°;a) The totality of the directions of the majority M of all the inlet gas flows II flowing from the outlet openings A under conditions of an imaginary absence of the inlet gas stream I make an angle α equal to 90 ± 60 ° with the direction of the inlet gas stream I;

b) Удаленность D большинства М всех выходных отверстий А от твердого слоя катализатора, с учетом скорости потока W входного потока газа I в шахте, меньше времени индукции J реакционной газовой смеси (это смесь газов, составляющая входной поток реакционной газовой смеси), умноженного на 2·W, или равна ему;b) The distance D of the majority M of all outlet openings A from the solid catalyst layer, taking into account the flow rate W of the gas inlet stream I in the mine, is less than the induction time J of the reaction gas mixture (this is a gas mixture constituting the input stream of the reaction gas mixture) times 2 · W, or equal to it;

c) При проекции центров тяжести большинства М всех выходных отверстий А в направлении входного потока газа I на плоскость проекции Е перпендикулярно направлению течения входного потока газа I по меньшей мере для 75% (предпочтительно - по меньшей мере для 80%, лучше - по меньшей мере для 85%, или по меньшей мере для 90%, целесообразно - по меньшей мере для 95% или еще лучше для 100%) площади проекции, захваченной входным газовым потоком I, количество ZA центров тяжести выходных отверстий, находящихся на произвольном квадратном метре, составляет не менее 10;c) When projecting the centers of gravity of most M of all the outlet openings A in the direction of the gas inlet stream I onto the projection plane E perpendicular to the direction of the gas inlet stream I flow for at least 75% (preferably at least 80%, preferably at least for 85%, or at least 90%, it is advisable - at least 95% or even better for 100%) of the projection area captured by the inlet gas stream I, the number of ZA centers of gravity of the outlet openings located on an arbitrary square meter is not less than 10;

d) Отдельные потоки входного газа II, истекающие из выходных отверстий А, принадлежащих к числу ZA центров тяжести выходных отверстий А (например, объемные или массовые потоки), отклоняются от своего среднечисленного значения не более чем на 50% (при расчете на основании среднечисленного значения);d) Separate inlet gas flows II flowing from the outlet openings A belonging to the number ZA of the centers of gravity of the outlet openings A (for example, volumetric or mass flows) deviate from their number average by no more than 50% (when calculated based on the number average );

e) В пределах числа ZA выходных отверстий расстояние d от одного центра тяжести выходного отверстия до ближайшего к нему (в плоскости проекции Е) центру тяжести выходного отверстия составляет не более чем

, иe) Within the limits of the number ZA of the outlet openings, the distance d from one center of gravity of the outlet opening to the nearest to the center of gravity of the outlet opening to it closest to it (in the projection plane E) is not more than

, and

f) Выполняется соотношение V1:V2≥8.f) The ratio V1: V2≥8 is satisfied.

В способе согласно изобретению принципиально возможно добавлять входной газ II (в случае, например, воздуха) при температуре, например, 20°С (наружная температура).In the method according to the invention, it is in principle possible to add the inlet gas II (in the case of, for example, air) at a temperature of, for example, 20 ° C. (outside temperature).

Согласно изобретению, однако, целесообразно (это обеспечивает равномерное распределение плотности газа по выходным отверстиям А), чтобы разница ΔT_II ^I (по модулю) между температурой входящего потока газа I и входного газа II не превышала 300°С. Предпочтительно, чтобы ΔT_II ^I не превышала 250°С, особо предпочтительно - чтобы не превышала 200°С, еще более предпочтительно - чтобы она не превышала 150°С, особо целесообразно - чтобы она не превышала 100°С, крайне предпочтительно, чтобы эта разница составляла не более 75°С, крайне целесообразно, чтобы она не превышала 50°С, еще лучше - не превышала бы 30°С, а лучше всего, чтобы она составляла ≤20°С, или ≤10°С, или же 0°С.According to the invention, however, it is advisable (this ensures a uniform distribution of gas density over the outlet openings A) so that the difference ΔT _II ^I (modulo) between the temperature of the inlet gas stream I and the inlet gas II does not exceed 300 ° C. Preferably, ΔT _II ^I does not exceed 250 ° C, it is particularly preferred that it does not exceed 200 ° C, it is even more preferred that it does not exceed 150 ° C, it is particularly advisable that it does not exceed 100 ° C, it is highly preferred that the difference was not more than 75 ° C, it is extremely advisable that it does not exceed 50 ° C, even better - it does not exceed 30 ° C, and best of all, that it is ≤20 ° C, or ≤10 ° C, or 0 ° C.

Если обе температуры не идентичны, то температура входного потока I, как правило, более высока.If both temperatures are not identical, then the temperature of the input stream I, as a rule, is higher.

В частности, вышеуказанное справедливо, если температура входного потока I удовлетворяет условию ≥350°С (например, ≥375°С, или ≥400°С, или ≥425°С, или ≥450°С, или ≥475°С, или ≥500°С, или ≥525°С, или ≥550°С, или ≥600°С). Как правило, эта температура не превышает 800°С, часто не превышает и 700°С.In particular, the above is true if the temperature of the input stream I satisfies the condition ≥350 ° C (for example, ≥375 ° C, or ≥400 ° C, or ≥425 ° C, or ≥450 ° C, or ≥475 ° C, or ≥500 ° C, or ≥525 ° C, or ≥550 ° C, or ≥600 ° C). As a rule, this temperature does not exceed 800 ° C, often does not exceed 700 ° C.

Твердый слой катализатора, находящийся в шахте при реализации способа согласно изобретению, может представлять собой единственный твердый слой катализатора, находящийся в шахтном реакторе, или же один из многих твердых слоев катализатора в шахтном реакторе, выполненном в варианте многоступенчатого реактора. Если этот твердый слой катализатора первый в шахтном реакторе при взгляде в направлении потока реакционного газа, то входной поток реакционной газовой смеси, как правило, еще не содержит дегидрированного углеводорода. Если же при реализации способа согласно изобретению этот твердый слой катализатора представляет собой таковой, следующий за первым в направлении потока реакционного газа, то входной поток реакционной газовой смеси (поток газа, входящий в этот твердый слой катализатора) в норме, однако, будет содержать и сколько-то по меньшей мере одного дегидрированного углеводорода. Твердый слой катализатора при реализации способа согласно изобретению может также быть в многоступенчатом реакторе последним твердым слоем катализатора в направлении потока реакционного газа.The solid catalyst layer located in the mine during the implementation of the method according to the invention may be the only solid catalyst layer located in the shaft reactor, or one of the many solid catalyst layers in the shaft reactor, made in the form of a multi-stage reactor. If this solid catalyst bed is the first in a shaft reactor when viewed in the direction of the reaction gas stream, then the reaction gas inlet stream usually does not yet contain dehydrogenated hydrocarbon. If, when implementing the method according to the invention, this solid catalyst layer is the one following the first in the direction of the reaction gas stream, then the input stream of the reaction gas mixture (the gas stream entering this solid catalyst layer) is normal, however, will contain and how much at least one dehydrogenated hydrocarbon. The solid catalyst layer in the implementation of the method according to the invention may also be in the multistage reactor the last solid catalyst layer in the direction of flow of the reaction gas.

Это значит, что способ согласно изобретению в принципе можно применять ко всем твердым слоям катализатора, находящимся в многоступенчатом реакторе.This means that, in principle, the method according to the invention can be applied to all solid catalyst layers present in a multi-stage reactor.

Входная реакционная газовая смесь, подаваемая уже на первый в направлении потока реакционного газа твердый слой катализатора в шахтном реакторе, может, однако, по различным причинам также содержать сколько-то по меньшей мере одного дегидрированного углеводорода. Например, тогда, когда при работе описанным в международной заявке WO 03/076370 либо же в заявке на патент ФРГ DE-A 10211275 образом газовый поток продукта, выходящий из реактора дегидрирования, разделяют на две части с одинаковым составом и одну из частей возвращают в реакционную газовую смесь, подаваемую в реактор дегидрирования, в качестве циркуляционного газа дегидрирования, а вторую часть подвергают дальнейшему использованию иным образом (например, в целях частичного окисления дегидрированного углеводорода, полученного в реакционном пространстве, с гетерогенным катализом).The inlet reaction gas mixture, which is already fed to the first solid catalyst bed in the shaft reactor in the direction of the reaction gas flow, may, however, also for various reasons contain at least one dehydrogenated hydrocarbon. For example, when, when working as described in international application WO 03/076370 or in the German patent application DE-A 10211275, the gas product stream exiting the dehydrogenation reactor is divided into two parts with the same composition and one of the parts is returned to the reaction the gas mixture supplied to the dehydrogenation reactor as a dehydrogenation circulating gas, and the second part is further used in another way (for example, in order to partially oxidize the dehydrogenated hydrocarbon obtained in the reaction space with heterogeneous catalysis).

Соответственно, сказанное выше справедливо и для входного потока газа I, который вместе с содержащим молекулярный кислород входным газом II составляет входной поток реакционной газовой смеси, подаваемый на твердый слой катализатора при реализации способа согласно изобретению.Accordingly, the foregoing is also true for the gas inlet stream I, which together with the molecular oxygen-containing inlet gas II constitutes the inlet stream of the reaction gas mixture supplied to the solid catalyst bed during the implementation of the method according to the invention.

В качестве входного газа II при реализации способа согласно изобретению, в принципе, возможно применение как молекулярного кислорода в чистом виде, так и смеси из молекулярного кислорода и инертного газа (например, воздуха). В качестве таких инертных газов можно применять, например, молекулярный азот, диоксид углерода, благородные газы и/или водяной пар.In principle, it is possible to use both pure molecular oxygen and a mixture of molecular oxygen and an inert gas (for example, air) as input gas II when implementing the method according to the invention. As such inert gases, for example, molecular nitrogen, carbon dioxide, noble gases and / or water vapor can be used.

С точки зрения техники применения целесообразно, чтобы входной газ II представлял собой смесь воздуха и водяного пара. Применение в качестве входного газа II смесей молекулярного кислорода с инертным газом более целесообразно по сравнению с применением в этом качестве чистого молекулярного кислорода постольку, поскольку благодаря этому при смешении входного газа II со входным потоком газа 1 области выходных отверстий А уменьшается опасность взрыва. Кроме того, дополнительное применение во входном газе II инертного газа дает возможность увеличить общие объемные потоки V2, что оказывается целесообразно в смысле стабильности (единообразия) при добавлении входного газа II во входной поток газа I. Если, однако, повышение доли инертного газа в потоке результирующего газа частичного дегидрирования по меньшей мере одного углеводорода с гетерогенным катализом нежелательно (например, если при дальнейшем использовании по меньшей мере одного дегидрированного углеводорода она окажется балластом, для перемещения которого необходимы затраты), то эту долю во входном газе II следует минимизировать.From the point of view of application technology, it is advisable that the inlet gas II was a mixture of air and water vapor. The use of mixtures of molecular oxygen with an inert gas as input gas II is more expedient in comparison with the use of pure molecular oxygen in this capacity insofar as this reduces the risk of explosion when mixing the input gas II with the input gas stream 1 of the region of the outlet openings A. In addition, the additional use of inert gas in the inlet gas II makes it possible to increase the total volume flows V2, which is expedient in the sense of stability (uniformity) when adding the inlet gas II to the inlet gas stream I. If, however, an increase in the proportion of inert gas in the resulting gas stream partial dehydrogenation of at least one heterogeneous catalysis hydrocarbon is undesirable (for example, if with the further use of at least one dehydrogenated hydrocarbon it turns out to be ballast m, for the movement of which costs are necessary), then this share in the inlet gas II should be minimized.

Надлежащие входные газы II при реализации способа согласно изобретению могут, например, содержать следующие компоненты:The appropriate inlet gases II during the implementation of the method according to the invention may, for example, contain the following components:

от 0 до 80 об.% водяного пара,from 0 to 80 vol.% water vapor,

от 10 до 97 об.% N₂ иfrom 10 to 97 vol.% N ₂ and

от 3 до 25 об.% O₂.from 3 to 25 vol.% O ₂ .

При этом возможные варианты состава входного газа II могут быть следующими:In this case, the possible composition variations of the inlet gas II can be as follows:

от 15 до 80 об.% Н₂О,from 15 to 80 vol.% H ₂ O,

от 20 до 85 об.% N₂ иfrom 20 to 85 vol.% N ₂ and

от 5 до 25 об.% O₂;from 5 to 25 vol.% O ₂ ;

илиor

от 15 до 60 об.% Н₂О,from 15 to 60 vol.% H ₂ O,

от 20 до 80 об.% N₂ иfrom 20 to 80 vol.% N ₂ and

от 5 до 20 об.% O₂.from 5 to 20 vol.% O ₂ .

Соотношение объемного потока V1 (в Нм³/ч; Нм³ представляет собой объем в м³, который соответствующее количество газа заняло бы при нормальных условиях (0°С, 1 атм)) и объемного потока V2 (также в Нм³/ч) при реализации способа согласно изобретению удовлетворяет условию ≥8. Целесообразно, чтобы оно было не менее 10, особо предпочтительно - не менее 15, а крайне предпочтительно - не менее 20. Нередко соотношение V1:V2 при реализации способа согласно изобретению также удовлетворяет условию ≥25 или ≥30, либо же ≥40 или ≥50. Как правило, однако, соотношение V1:V2 при реализации способа согласно изобретению удовлетворяет условию ≤500, часто ≤400 или ≤300, нередко также ≤200 или ≤100.The ratio of the volumetric flow V1 (in Nm ³ / h; Nm ³ is the volume in m ³ that the corresponding amount of gas would occupy under normal conditions (0 ° C, 1 atm)) and the volumetric flow V2 (also in Nm ³ / h) when implementing the method according to the invention satisfies the condition ≥8. It is advisable that it be not less than 10, particularly preferably not less than 15, and very preferably not less than 20. Often the ratio V1: V2 when implementing the method according to the invention also satisfies the condition ≥25 or ≥30, or ≥40 or ≥50 . Typically, however, the ratio V1: V2 when implementing the method according to the invention satisfies the condition ≤500, often ≤400 or ≤300, often also ≤200 or ≤100.

Как правило, при реализации способа согласно изобретению твердый слой катализатора имеет в направлении протекания реакционной газовой смеси не только покровный слой из инертного материала, но также и завершающий слой из инертных формованных изделий. Причина состоит в том, что, например, в случае использования осевого многоступенчатого реактора твердый слой катализатора, как правило, лежит на проницаемой для газа решетчатой полке, величина ячейки которой больше, чем размер формованных изделий катализатора.Typically, when implementing the method according to the invention, the solid catalyst layer has in the direction of flow of the reaction gas mixture not only a coating layer of inert material, but also a final layer of inert molded products. The reason is that, for example, in the case of using an axial multistage reactor, the solid catalyst layer typically lies on a gas permeable grating shelf, the cell size of which is larger than the size of the molded catalyst products.

Если твердый слой катализатора, находящийся в шахте при реализации способа согласно изобретению, представляет собой первый (и, возможно, единственный) твердый слой катализатора в шахтном реакторе в направлении потока исходного газового потока I, то поток входящего газа I, перемещающийся в шахте со значением объемного потока V1, обычно соответствует входному потоку газа, подаваемому в шахтный реактор с целью дегидрирования по меньшей мере одного подлежащего дегидрированию углеводорода с гетерогенным катализом. Как правило, он содержит не менее 5 об.% по меньшей мере одного подлежащего дегидрированию углеводорода (например, пропана). Кроме того, он может содержать, например:If the solid catalyst layer in the mine during the implementation of the method according to the invention is the first (and possibly the only) solid catalyst layer in the mine reactor in the direction of the flow of the initial gas stream I, then the incoming gas stream I moving in the mine with a volumetric value stream V1 typically corresponds to an inlet gas stream supplied to a shaft reactor to dehydrogenate at least one heterogeneous catalysed hydrocarbon to be dehydrogenated. Typically, it contains at least 5% by volume of at least one hydrocarbon to be dehydrogenated (e.g., propane). In addition, it may contain, for example:

a) N₂;a) N ₂ ;

b) N₂ и Н₂О;b) N ₂ and H ₂ O;

c) N₂, Н₂О и Н₂;c) N ₂ , H ₂ O and H ₂ ;

d) N₂, H₂O, CO₂ и Н₂ илиd) N ₂ , H ₂ O, CO ₂ and H ₂ or

e) N₂, Н₂О, СО, CO₂ и Н₂.e) N ₂ , H ₂ O, CO, CO ₂ and H ₂ .

В дополнение к этому он также может уже содержать ограниченные количества молекулярного кислорода.In addition to this, it may also already contain limited amounts of molecular oxygen.

Если же, однако, твердый слой катализатора при реализации способа согласно изобретению представляет собой слой, следующий за этим первым твердым слоем катализатора в шахтном реакторе в направлении потока реакционного газа, то поток входящего газа I будет в норме соответствовать реакционной газовой смеси, выходящей из предыдущего твердого слоя катализатора в направлении потока реакционного газа, которая обычно в дополнение к вышеупомянутым газам содержит по меньшей мере один дегидрированный углеводород. Как правило, в этом случае она не будет содержать молекулярного кислорода.If, however, the solid catalyst layer in the implementation of the method according to the invention is a layer following this first solid catalyst layer in the shaft reactor in the direction of the reaction gas stream, then the incoming gas stream I will normally correspond to the reaction gas mixture leaving the previous solid the catalyst bed in the direction of the flow of the reaction gas, which usually in addition to the aforementioned gases contains at least one dehydrogenated hydrocarbon. As a rule, in this case it will not contain molecular oxygen.

Под большинством М всех выходных отверстий А (и отдельных потоков входного газа II, истекающих из них) в настоящей публикации следует подразумевать те выходные отверстия А (и отдельные потоки входного газа II, истекающие из них), из которых в совокупности выходят более 50% (предпочтительно более чем 60 либо же 70%, особо предпочтительно - более чем 80 либо же 90%, а крайне предпочтительно - 100%) общего объемного потока V2, с тем условием, что среди истекающих из них отдельных потоков входного газа II в пределах общего количества всех отдельных потоков входного газа II нет ни одного, который был бы меньше, чем самый большой из отдельных потоков входного газа II, не принадлежащих к этому большинству М.By the majority M of all the outlet openings A (and the individual flows of the inlet gas II flowing out of them) in this publication, we should mean those outlet openings A (and the separate flows of the inlet gas II flowing out of them), of which more than 50% preferably more than 60 or 70%, particularly preferably more than 80 or 90%, and very preferably 100%) of the total volumetric flow V2, provided that among the individual inlet gas streams II flowing from them within the total amount all individual input streams There is not a single gas II that is smaller than the largest of the individual inlet gas flows II that do not belong to this majority of M.

Согласно изобретению предпочтительно, чтобы все отдельные потоки входного газа II, истекающие из выходных отверстий А, имели одинаковые в пределах производственных возможностей размеры.According to the invention, it is preferable that all individual inlet gas streams II flowing from the outlet openings A have the same dimensions within production capabilities.

Геометрические характеристики выходных отверстий А при реализации способа согласно изобретению могут, в принципе, быть произвольны. Т.е. можно использовать как выходные отверстия А в форме многоугольников (например, треугольные, четырехугольные, пятиугольные, шестиугольные и т.д.), так и округлые (например, эллиптические или круглые). Целесообразно, чтобы при реализации способа согласно изобретению всем выходным отверстиям А были приданы единообразные геометрические параметры (включая размер). Согласно изобретению предпочтительны круглые выходные отверстия А («дырки»). Целесообразно, чтобы максимальная протяженность L (в случае использования круглых выходных отверстий - их диаметр) выходного отверстия А (это самый длинный отрезок прямой, соединяющий две точки, лежащие на линии, ограничивающей данное выходное отверстие А) удовлетворяла при реализации способа согласно изобретению условию ≥0,1 мм и до ≤5 см. Т.е. возможные значения L - это ≥0,2 мм до ≤4 см, а также ≥0,3 мм до ≤3 см, или ≥0,4 мм и до ≤2 см, либо же ≥0,5 мм и до ≤1 см, нередко ≥1 мм и до ≤5 мм.The geometric characteristics of the outlet openings A, when implementing the method according to the invention, can, in principle, be arbitrary. Those. it is possible to use both outlet A in the form of polygons (for example, triangular, quadrangular, pentagonal, hexagonal, etc.), and round (for example, elliptical or round). It is advisable that when implementing the method according to the invention, uniform outlet parameters (including size) are given to all outlet openings A. According to the invention, round outlet openings A (“holes”) are preferred. It is advisable that the maximum length L (in the case of round outlet openings - their diameter) of outlet A (this is the longest straight line segment connecting two points lying on the line bordering this outlet A) satisfies the condition ≥0 when implementing the method according to the invention , 1 mm and up to ≤5 cm. the possible values of L are ≥0.2 mm to ≤4 cm, and ≥0.3 mm to ≤3 cm, or ≥0.4 mm to ≤2 cm, or ≥0.5 mm to ≤1 cm, often ≥1 mm and up to ≤5 mm.

Целесообразно, чтобы площади (сечения) выходных отверстий А при этом находились в пределах (π·L²)/2, причем в качестве L следует подставлять границы указанных выше диапазонов.It is advisable that the area (cross-section) of the outlet openings A be within (π · L ² ) / 2, and the boundaries of the above ranges should be substituted as L.

Если соотношение R, образованное максимальной протяженностью L выходного отверстия А* и наименьшей протяженностью K этого выходного отверстия А* (это кратчайший отрезок прямой, проходящий через центр тяжести выходного отверстия А* и соединяющий две точки, лежащие на линии, ограничивающей данное выходное отверстие А*), т.е. R=L:K, ≥5 (обычно R<5 и ≥1), то это выходное отверстие А* (например, если выходное отверстие А* представляет собой щелевидную прорезь) для целей настоящего изобретения следует в расчетах заменить единообразными виртуальными отверстиями круглой формы А в количестве n, которое рассчитывают следующим образом:If the ratio R formed by the maximum length L of the outlet A * and the smallest length K of this outlet A * (this is the shortest straight line passing through the center of gravity of the outlet A * and connecting two points lying on the line bounding this outlet A * ), i.e. R = L: K, ≥5 (usually R <5 and ≥1), then this is the outlet A * (for example, if the outlet A * is a slit), for the purposes of the present invention, it should be replaced by uniform round virtual holes in the calculations And in the amount of n, which is calculated as follows:

,

,

где π = соотношение длины окружности к ее диаметру,where π = the ratio of the circumference to its diameter,

U = длина контура выходного отверстия А*, иU = length of the outlet circuit A *, and

F = площадь выходного отверстия А*.F = outlet area A *.

Если n не является целым числом, то его округляют до ближайшего целого числа (в случае "1,50" и аналогичных округление производят в сторону увеличения).If n is not an integer, then it is rounded to the nearest integer (in the case of "1.50" and similar rounding is performed upward).

Диаметр d_h вышеупомянутых виртуальных выходных отверстий А рассчитывают следующим образом:The diameter d _{h of the} aforementioned virtual outlet openings A is calculated as follows:

Это число обозначают как гидравлический диаметр выходного отверстия А*.This number is designated as the hydraulic diameter of the outlet A *.

Центры тяжести этих виртуальных круглых выходных отверстий А находятся на отрезке прямой G, длина которого соответствует наибольшему размеру (наибольшей протяженности) L, и который проходит через центр тяжести выходного отверстия А* таким образом, что этот центр тяжести делит отрезок G по длине пополам, а сам отрезок G, будучи по меньшей мере продлен, дважды пересекает контур выходного отверстия А*, и прямая G образует с направлением входного потока газа I прямой угол. Центры тяжести n виртуальных выходных отверстий следует равномерно распределить по отрезку G, причем сам центр тяжести выходного отверстия А* должен образовывать центр (центр тяжести, срединную точку) этого распределения.The centers of gravity of these virtual circular exit openings A are located on the straight line segment G, the length of which corresponds to the largest size (greatest length) L, and which passes through the center of gravity of the outlet A * in such a way that this center of gravity divides the length G in half, and the segment G itself, being at least extended, intersects the contour of the outlet A * twice, and the straight line G forms a right angle with the direction of the gas inlet flow I. The centers of gravity n of the virtual outlet openings should be evenly distributed over the segment G, and the center of gravity of the outlet A * itself should form the center (center of gravity, midpoint) of this distribution.

Выражение «в условиях воображаемого отсутствия» входного газового потока I означает, что при реализации способа согласно изобретению (отдельный) поток входного газа II, истекающий из выходного отверстия А, изменяет свое направление при встрече с потоком входного газа I. Поэтому для установления угла α привлекают направление истекающего из данного конкретного выходного отверстия А потока (отдельного потока) входного газа II, которое имело бы место, если при во всем остальном неизменных условиях процесса поток входного газа I отсутствовал бы.The expression "in conditions of an imaginary absence" of the inlet gas stream I means that when implementing the method according to the invention, the (separate) inlet gas stream II flowing from the outlet A changes its direction when it meets the inlet gas stream I. Therefore, to establish the angle α, the direction of the flow (separate stream) of the inlet gas II flowing from a given outlet orifice A, which would take place if, for the otherwise otherwise unchanged process conditions, the inlet gas stream I would be absent .

Согласно изобретению целесообразно, чтобы для большинства М всех выходных отверстий А (либо же для потоков входного газа II, истекающих из них) угол α составлял 90±50°, предпочтительно 90±40°, особо предпочтительно 90±30°, еще более предпочтительно 90±20°, крайне предпочтительно 90±10°, еще лучше 90±5°, а лучше всего - во всех случаях 90°. За направление данного (отдельного) потока входного газа II, истекающего из выходного отверстия, при этом принимают направление центрального потока.According to the invention, it is advisable that for most M all of the outlet openings A (or for the inlet gas flows II emanating from them), the angle α is 90 ± 50 °, preferably 90 ± 40 °, particularly preferably 90 ± 30 °, even more preferably 90 ± 20 °, very preferably 90 ± 10 °, even better 90 ± 5 °, and best of all - 90 °. For the direction of this (separate) stream of the inlet gas II flowing from the outlet, the direction of the central stream is taken.

Согласно изобретению выходные отверстия А должны находиться перед твердым слоем катализатора. Т.е. выходные отверстия А не должны быть блокированы инертными формованными изделиями. Более того, целесообразно, чтобы луч, проведенный от центра тяжести выходного отверстия А перпендикулярно к направлению потока входного газа I, не соприкасался с каким-либо инертным формованным изделием по меньшей мере на протяжении пути, равного двум (предпочтительно - четырем, особо предпочтительно - по меньшей мере шести, а крайне предпочтительно - по меньшей мере восьми) гидравлическим диаметрам d_h выходного отверстия A (d_h=4·F/U), а лучше всего - на любом расстоянии. В остальном согласно изобретению предпочтительно, чтобы выходные отверстия А находились по возможности максимально близко к твердому слою катализатора.According to the invention, the outlet openings A must be in front of the solid catalyst bed. Those. Outlets A must not be blocked by inert molded products. Moreover, it is advisable that the beam drawn from the center of gravity of the outlet A, perpendicular to the direction of flow of the inlet gas I, does not come into contact with any inert molded product for at least two ways (preferably four, especially preferably at least six, and very preferably at least eight) hydraulic diameters d _h of the outlet A (d _h = 4 · F / U), and best of all - at any distance. Otherwise, according to the invention, it is preferable that the outlet openings A are as close as possible to the solid catalyst layer.

В настоящей публикации за удаление D выходного отверстия А от твердого слоя катализатора принимают кратчайший отрезок прямой, соединяющий центр тяжести выходного отверстия с точкой, в которой происходит соприкосновение с инертным формованным изделием в инертной покровной засыпке твердого слоя катализатора.In this publication, the shortest straight line connecting the center of gravity of the outlet with the point at which the inert molded product comes into contact with the inert coating bedding of the solid catalyst layer is taken to remove D of outlet A from the solid catalyst layer.

Согласно изобретению расстояния D от большинства М всех выходных отверстий А до твердого слоя катализатора, принимая во внимание при расчете скорость W (в м/с) входного газового потока I (= объемный поток входного газа I, деленный на площадь минимального сечения, через которое проходит этот объемный поток (каковая представляет собой площадь, охватываемую входным газовым потоком I на плоскости, перпендикулярной входному газовому потоку I, через которую протекает входной газовый поток I, с учетом того, что в этой плоскости располагаются центры тяжести выходных отверстий А)) в шахте, должны быть меньше, чем время индукции J (в с) входной реакционной газовой смеси, умноженное на 2·W, или равны ему. Т.е. для большинства М всех выходных отверстий А должно быть выполнено условие: D≤2·W·J.According to the invention, the distances D from the majority M of all outlet openings A to the solid catalyst layer, taking into account, when calculating, the velocity W (in m / s) of the inlet gas stream I (= the volume stream of the inlet gas I divided by the minimum cross-sectional area through which this volume flow (which is the area covered by the inlet gas stream I on a plane perpendicular to the inlet gas stream I through which the inlet gas stream I flows, taking into account the fact that centers t the holes of the outlet openings A)) in the shaft should be less than or equal to the induction time J (in s) of the inlet reaction gas mixture, multiplied by 2 · W. Those. for most M of all the outlets A, the condition must be fulfilled: D≤2 · W · J.

При этом под временем индукции J следует понимать следующее.In this case, the induction time J should be understood as follows.

Если индукционную газовую смесь, которая обладает тем же содержанием молекулярного кислорода и подлежащего дегидрированию углеводорода (в каждом случае об.%), что и входной поток реакционной газовой смеси, и которая создана посредством того, что к подлежащему дегидрированию углеводороду (или его смеси с молекулярным азотом) в качестве исходного газа 1 добавляют молекулярный кислород в виде исходного газа 2 в форме воздуха (либо же в виде чистого молекулярного кислорода, либо же смеси его с молекулярным азотом) (т.е. из газов, отличных от молекулярного кислорода и подлежащего дегидрированию углеводорода, индукционная газовая смесь содержит только молекулярный азот), и которая имеет ту же температуру T^R и находится под тем же давлением P^R, что и входной поток реакционной газовой смеси, предоставить самой себе, то содержание кислорода (O₂) в этой индукционной газовой смеси снижается как функция от времени. Время индукции J входного потока реакционной газовой смеси представляет собой в этом случае то время, на протяжении которого концентрация кислорода в соответствующей индукционной газовой смеси снижается до 70% своего исходного значения (абсолютное значение).If an induction gas mixture that has the same molecular oxygen content and the hydrocarbon to be dehydrogenated (in each case vol.%) As the input stream of the reaction gas mixture, and which is created by means of the hydrocarbon to be dehydrogenated (or its mixture with molecular nitrogen) as source gas 1 add molecular oxygen in the form of source gas 2 in the form of air (either as pure molecular oxygen, or as a mixture of it with molecular nitrogen) (i.e. from gases other than mol oxygen and hydrocarbon to be dehydrogenated, the induction gas mixture contains only molecular nitrogen), and which has the same temperature T ^R and is at the same pressure P ^R as the input stream of the reaction gas mixture, provide itself the oxygen content (O ₂ ) in this induction gas mixture decreases as a function of time. The induction time J of the input stream of the reaction gas mixture in this case is the time during which the oxygen concentration in the corresponding induction gas mixture decreases to 70% of its initial value (absolute value).

Простой способ определить время индукции J экспериментально следующий.A simple way to determine the induction time J experimentally is as follows.

Изготовленное из кварцевого стекла Y-образное смесительное сопло (внутренний диаметр трубки 0,6 см; толщина стенок 1 мм; угол развилки 90°; обе ветви разветвления свиты в спираль, при этом длина каждой в растянутом виде составляет 2 м; длина трубки Y-образного смесительного сопла, несущей разветвление, составляет 0,5 м) помещают в печь (например, в печь с инфракрасными излучателями или в циркуляционную печь), где ее нагревают до температуры Т. В одну из ветвей развилки подают исходный газ 1, а во вторую - исходный газ 2. На конце кварцевой трубки Y-образного смесительного сопла, несущей разветвление, устанавливают вентиль-редуктор, которые открывается при давлении P^R. Объемные потоки обоих исходных газов соразмеряют друг относительно друга так, чтобы после соединения трубок формировалась индукционная газовая смесь желательного состава. Абсолютные объемные потоки задают так, чтобы содержание кислорода в индукционной газовой смеси при выходе из трубки-носителя Y-образного смесительного сопла (трубки смешения) составляло только 70% расчетного исходного значения. Исходя из скорости потока и длины кварцевой трубки смешения получают J как частное от деления длины на скорость потока. При этом, как правило, объемный поток индукционной газовой смеси в трубке смешения будет меньше 10 м³/ч. Определять концентрацию кислорода на выходе из трубки-носителя Y-образного смесительного сопла (трубки смешения) можно с помощью лямбда-зонда (λ-зонда). Последний может быть выполнен как элемент Нернста. Речь идет о керамическом датчике, одна сторона которого помещена в поток индукционной газовой смеси, а другая - в кислородный эталон. В качестве такого эталона можно, например, использовать окружающий воздух. При повышенной температуре T^R керамический материал зонда, который обычно состоит из оксида циркония с добавкой иттрия, приобретает способность проводить отрицательные ионы кислорода. Различие в концентрации молекулярного кислорода в обоих газах обусловливает в зонде диффузию ионов. Благодаря этому на платиновом электроде, расположенном в зонде между внешней и внутренней его стороной, можно снять напряжение - напряжение зонда. Это напряжение описывается уравнением Нернста и представляет собой непосредственную меру концентрации кислорода в потоке индукционной газовой смеси на выходе из трубки-носителя Y-образного смесительного сопла (трубки смешения).A Y-shaped mixing nozzle made of quartz glass (tube inner diameter 0.6 cm; wall thickness 1 mm; fork angle 90 °; both branches of the branching are twisted into a spiral, each stretched length of 2 m; tube length Y- a branching mixing nozzle of 0.5 m) is placed in a furnace (for example, in a furnace with infrared emitters or in a circulation furnace), where it is heated to a temperature of T. Initial gas 1 is supplied to one of the branches of the fork, and the second - source gas 2. At the end of the quartz tube Y-image Nogo mixing nozzle carrier branching set valve gear which opens when the pressure P ^R. The volumetric flows of both feed gases are measured relative to each other so that, after connecting the tubes, an induction gas mixture of the desired composition is formed. Absolute volume flows are set so that the oxygen content in the induction gas mixture upon exiting the carrier tube of the Y-shaped mixing nozzle (mixing tube) is only 70% of the calculated initial value. Based on the flow rate and the length of the quartz mixing tube, J is obtained as the quotient of dividing the length by the flow rate. Moreover, as a rule, the volume flow of the induction gas mixture in the mixing tube will be less than 10 m ³ / h. The oxygen concentration at the outlet of the carrier tube of the Y-shaped mixing nozzle (mixing tube) can be determined using a lambda probe (λ probe). The latter can be performed as an element of Nernst. We are talking about a ceramic sensor, one side of which is placed in the flow of the induction gas mixture, and the other in the oxygen standard. For example, ambient air can be used as such a reference. At elevated temperature T ^{R, the} ceramic probe material, which usually consists of zirconium oxide with yttrium addition, acquires the ability to conduct negative oxygen ions. The difference in the concentration of molecular oxygen in both gases causes ion diffusion in the probe. Due to this, on a platinum electrode located in the probe between its outer and inner sides, it is possible to relieve the voltage — probe voltage. This voltage is described by the Nernst equation and is a direct measure of the oxygen concentration in the flow of the induction gas mixture at the outlet of the carrier tube of a Y-shaped mixing nozzle (mixing tube).

В качестве альтернативы можно использовать лямбда-зонд сопротивления. В этом случае чувствительный элемент состоит, как правило, из керамического материала на основе диоксида титана, обладающего свойствами полупроводника. Носителями заряда при этом становятся «кислородные дырки» - места, где отсутствует кислород, действующие как доноры. При наличии кислорода в окружении дырки оказываются заполнены, и число свободных носителей заряда снижается. Ионы кислорода существенного вклада в проводимость не вносят, наоборот, кислород снижает число свободных носителей заряда. При высокой концентрации кислорода материал датчика обладает большим сопротивлением. Сигнал получают с делителя напряжения с фиксированным сопротивлением.An alternative is to use a resistance lambda probe. In this case, the sensitive element usually consists of a ceramic material based on titanium dioxide, which has the properties of a semiconductor. In this case, “oxygen holes” become the charge carriers — places where there is no oxygen acting as donors. In the presence of oxygen in the environment, the holes are filled, and the number of free charge carriers decreases. Oxygen ions do not significantly contribute to conductivity; on the contrary, oxygen reduces the number of free charge carriers. At a high oxygen concentration, the sensor material has high resistance. The signal is received from a voltage divider with a fixed resistance.

Изготовители лямбда-зондов - это, например, Robert Bosch GmbH, а также фирмы Denso и NGK.Manufacturers of lambda probes are, for example, Robert Bosch GmbH, as well as Denso and NGK.

Под центром тяжести выходного отверстия в настоящей публикации подразумевают воображаемый центр тяжести при равномерном заполнении (площади) отверстия массой.By the center of gravity of the outlet in this publication is meant the imaginary center of gravity with uniform filling (area) of the hole with mass.

Согласно изобретению предпочтительно, чтобы для большинства М всех выходных отверстий А выполнялось условие D≤1·W·J, более целесообразно - D≤0,5·W·J. Крайне предпочтительно, чтобы для большинства всех выходных отверстий А действовало условие D≤0,2·W·J. Еще лучше, чтобы для большинства всех выходных отверстий А действовало условие D≤0,05·W·J. Особо целесообразно, чтобы указанное условие было справедливо всегда и для всех выходных отверстий А. Кроме того, согласно изобретению целесообразно, чтобы для всех выходных отверстий А значение D было одинаковым.According to the invention, it is preferable that the condition D≤1 · W · J is fulfilled for most M of all outlet openings A, more preferably D≤0.5 · W · J. It is highly preferred that the condition D≤0.2 · W · J be valid for most of all outlets A. Even better, for the majority of all outlets A, the condition D≤0.05 · W · J is valid. It is particularly advisable that this condition is always true for all outlets A. In addition, according to the invention, it is advisable that for all outlets A the value of D is the same.

Строгой необходимости, однако, в том, чтобы для всех выходных отверстий А значение D было одинаковым, нет.The strict need, however, for the same value for all outlets A to be D is not.

Если, однако, осуществить проекцию центров тяжести большинства М всех выходных отверстий А в направлении входного потока газа I на плоскость проекции Е перпендикулярно направлению течения входного потока газа I, то по меньшей мере для 75% (предпочтительно - по меньшей мере для 80%, лучше - по меньшей мере для 85%, или по меньшей мере для 90%, целесообразно - по меньшей мере для 95% или еще лучше для 100%) площади проекции, захваченной входным газовым потоком I, количество ZA центров тяжести выходных отверстий, находящихся на произвольном квадратном метре, должно составлять не менее 10. Согласно изобретению целесообразно, чтобы для вышеуказанного числа ZA было действительно условие ZA≥20 или ≥30, предпочтительно - ZA≥40 или ≥50, особо предпочтительно - ZA≥60 или ≥70, крайне предпочтительно - ZA≥80 или ≥90 либо же ≥100. Целесообразно согласно изобретению выбирать большие значения ZA (как правило, возрастание ZA влечет за собой уменьшение максимальных размеров L выходных отверстий А). В принципе, при реализации способа согласно изобретению ZA может составлять до 100000 и более. По соображениям экономичности производства, однако, ZA, как правило, меньше 10000, нередко меньше 1000.If, however, the projection of the centers of gravity of most M of all the outlet openings A in the direction of the gas inlet stream I onto the projection plane E is perpendicular to the direction of the gas inlet stream I flow, then at least 75% (preferably at least 80%, better - at least 85%, or at least 90%, it is advisable - at least 95% or even better for 100%) the projection area captured by the inlet gas stream I, the number of ZA centers of gravity of the outlet openings located on an arbitrary square meter should be at least 10. According to the invention, it is advisable that the condition ZA≥20 or ≥30, preferably ZA≥40 or ≥50, particularly preferably ZA≥60 or ≥70, very preferably ZA≥80 or ≥90 or ≥100. It is advisable according to the invention to choose large values of ZA (as a rule, an increase in ZA entails a decrease in the maximum size L of the outlet openings A). In principle, when implementing the method according to the invention, ZA can be up to 100,000 or more. For reasons of cost-effectiveness, however, ZA is typically less than 10,000, often less than 1,000.

В пределах количества ZA выходных отверстий расстояние d от одного центра тяжести выходного отверстия до ближайшего к нему (в плоскости проекции Е) центра тяжести выходного отверстия не должно превышать

.Within the limits of the number ZA of the outlet openings, the distance d from one center of gravity of the outlet opening to the closest center of gravity of the outlet opening to it (in the projection plane E) should not exceed

.

Т.е. согласно изобретению d должно быть не больше чем

, или не больше чем

, или не больше чем

.Those. according to the invention d should be no more than

, or no more than

, or no more than

.

Разумеется, количество ZA центров тяжести выходных отверстий может быть также и равномерно распределено по площади проекции, охватываемой потоком входного газа I на плоскости проекции Е (

).Of course, the number ZA of the centers of gravity of the outlet openings can also be evenly distributed over the projection area covered by the inlet gas stream I on the projection plane E (

)

Кроме того, согласно изобретению выгодно, чтобы выходные отверстия не находились друг напротив друга, так что истекающие из этих выходных отверстий А потоки входного газа II были бы направлены противоположно друг другу.Furthermore, according to the invention, it is advantageous for the outlet openings not to be opposite each other, so that the inlet gas flows II flowing from these outlet openings A would be directed oppositely to each other.

Кроме того, согласно изобретению существенно, чтобы отдельные потоки (например, объемные или массовые) входного газа II, истекающие из выходных отверстий А, относящихся к числу ZA центров тяжести выходных отверстий, отклонялись от своего среднечисленного значения (усредненного по количеству ZA) не более чем на 50% (предпочтительно - не более чем на 40%, особо предпочтительно - не более чем на 30%, крайне предпочтительно - не более чем на 20% либо же не более чем на 10%, еще лучше - не более чем на 5%, а лучше всего - вообще не отклонялись бы). При этом отклонение рассчитывают, опираясь на среднечисленное значение.In addition, according to the invention, it is essential that the individual flows (for example, volume or mass) of the inlet gas II flowing from the outlet openings A belonging to the number ZA of the centers of gravity of the outlet openings deviate from their number average value (averaged over the number ZA) of not more than by 50% (preferably not more than 40%, particularly preferably not more than 30%, very preferably not more than 20% or not more than 10%, even better - not more than 5% , and best of all - they would not deviate at all). In this case, the deviation is calculated based on the number average value.

Согласно изобретению целесообразно, чтобы при реализации способа согласно изобретению шахта в геометрическом отношении представляла собой прямой (не скошенный) цилиндр, т.е. два равных (конгруэнтных) основания, лежащие в параллельных плоскостях, точки которых соединены параллельными прямыми, перпендикулярными плоскостям обоих оснований. В рамках цилиндрических геометрических параметров при этом предпочтителен эллиптический цилиндр, а прежде всего - цилиндр, имеющий круг в качестве основания.According to the invention, it is advisable that when implementing the method according to the invention, the shaft geometrically represented a straight (not beveled) cylinder, i.e. two equal (congruent) bases lying in parallel planes, the points of which are connected by parallel straight lines perpendicular to the planes of both bases. Within the framework of cylindrical geometrical parameters, an elliptical cylinder is preferable, and first of all, a cylinder having a circle as a base.

Само собой разумеется, что к использованию способа согласно изобретению относится также ситуация, когда в дополнение к нагнетанию согласно изобретению газа, содержащего молекулярный кислород, перед твердым слоем катализатора, добавляют также газ, содержащий молекулярный кислород, в инертную покровную засыпку.It goes without saying that the use of the method according to the invention also includes the situation where, in addition to injecting a gas containing molecular oxygen according to the invention, in front of the solid catalyst bed, a gas containing molecular oxygen is also added to the inert coating bed.

Согласно изобретению еще одно требование состоит в том, чтобы, в расчете на однократное прохождение потока исходной реакционной газовой смеси через твердый слой катализатора, часть содержащегося в потоке исходной реакционной газовой смеси по меньшей мере одного подлежащего дегидрированию углеводорода, а именно по меньшей мере 1 мол.%, или по меньшей мере 2 мол.%, или по меньшей мере 3 мол.%, или по меньшей мере 4 мол.%, или по меньшей мере 5 мол.% (предпочтительно - по меньшей мере 7 мол.%, особо предпочтительно - по меньшей мере 9 мол.%, а крайне предпочтительно - по меньшей мере 11 мол.%), была подвергнута дегидрированию до по меньшей мере одного дегидрированного углеводорода. Обычно, однако, вышеуказанная доля в молярных процентах удовлетворяет условию ≤20 мол.%.According to the invention, another requirement is that, based on a single passage of the stream of the initial reaction gas mixture through the solid catalyst bed, a part of at least one hydrocarbon to be dehydrogenated, namely at least 1 mol, contained in the stream of the initial reaction gas mixture. %, or at least 2 mol.%, or at least 3 mol.%, or at least 4 mol.%, or at least 5 mol.% (preferably at least 7 mol.%, particularly preferably - at least 9 mol.%, and extremely pre meaningfully at least 11 mol.%), was subjected to dehydrogenation to at least one dehydrogenated hydrocarbon. Usually, however, the above fraction in molar percent satisfies the condition of ≤20 mol%.

В общем случае поток исходной реакционной газовой смеси содержит, как правило, по меньшей мере 5 об.% по меньшей мере одного подлежащего дегидрированию углеводорода. Нередко эта объемная доля при соответствующих значениях удовлетворяет условию ≥10 об.%, часто ≥15 об.%, а чаще всего ≥20 об.% либо же ≥25 об.%, или ≥30 об.%. Как правило, однако, эта объемная доля при соответствующих же значениях удовлетворяет условию ≤90 об.%, большей частью ≤80 об.% и часто ≤70 об.%. Как и все численные данные в настоящей публикации, вышеупомянутые значения справедливы, в частности, в случае использования пропана в качестве углеводорода, подлежащего дегидрированию, и пропилена в качестве дегидрированного углеводорода. Разумеется, они справедливы и в том случае, когда подлежащий дегидрированию углеводород - это изобутан, а дегидрированный углеводород - изобутен.In the General case, the stream of the initial reaction gas mixture contains, as a rule, at least 5 vol.% At least one hydrocarbon to be dehydrogenated. Often, this volume fraction, with appropriate values, satisfies the condition of ≥10 vol.%, Often ≥15 vol.%, And most often ≥20 vol.%, Or ≥25 vol.%, Or ≥30 vol.%. As a rule, however, this volume fraction with the corresponding values satisfies the condition ≤90 vol.%, For the most part ≤80 vol.% And often ≤70 vol.%. Like all numerical data in this publication, the above values are true, in particular, in the case of using propane as a hydrocarbon to be dehydrogenated and propylene as a dehydrogenated hydrocarbon. Of course, they are also true when the hydrocarbon to be dehydrated is isobutane and the dehydrogenated hydrocarbon is isobutene.

Как правило, количество входного газа II, добавляемое во входной поток газа I, при реализации способа согласно изобретению соразмеряют так, чтобы получаемая входная реакционная газовая смесь, в расчете на содержащееся в ней количество подлежащего дегидрированию углеводорода и дегидрированного углеводорода (например, пропана и пропилена) содержала от 0,01 либо же 0,5 до 30 об.% молекулярного кислорода.Typically, the amount of inlet gas II added to the inlet gas stream I, when implementing the method according to the invention, is measured so that the resulting reaction gas mixture, calculated on the amount of hydrocarbon and dehydrogenated hydrocarbon (for example, propane and propylene) to be dehydrated, contained therein contained from 0.01 or 0.5 to 30 vol.% molecular oxygen.

Согласно изобретению целесообразно, чтобы молярное содержание молекулярного кислорода в потоке исходной реакционной газовой смеси составляло не более 50 мол.% содержащегося в нем количества (в молях) молекулярного водорода.According to the invention, it is advisable that the molar content of molecular oxygen in the stream of the initial reaction gas mixture is not more than 50 mol.% Of the amount (in moles) of molecular hydrogen contained therein.

Как правило, молярное содержание молекулярного кислорода в потоке исходной реакционной газовой смеси, относительно содержащегося в нем количества (в молях) молекулярного водорода, составляет от 10 до 40 мол.%, нередко - от 15 до 35 мол.% и часто от 20 до 30 мол.%.As a rule, the molar content of molecular oxygen in the stream of the initial reaction gas mixture, relative to the amount (in moles) of molecular hydrogen contained in it, is from 10 to 40 mol.%, Often from 15 to 35 mol.% And often from 20 to 30 mol.%.

Согласно изобретению целесообразно, чтобы при реализации способа согласно изобретению при прохождении потока исходной реакционной газовой смеси через твердый слой катализатора весь содержащийся в потоке исходной реакционной газовой смеси молекулярный кислород (или по меньшей мере 95 мол.% его) был использован для сжигания молекулярного водорода, содержащегося в потоке исходной реакционной газовой смеси.According to the invention, it is advisable that when implementing the method according to the invention, when passing the stream of the initial reaction gas mixture through the solid catalyst bed, all molecular oxygen (or at least 95 mol% of it) contained in the stream of the initial reaction gas mixture was used to burn molecular hydrogen containing in the stream of the initial reaction gas mixture.

С точки зрения техники применения целесообразно, чтобы при реализации способа согласно изобретению при прохождении потока исходной реакционной газовой смеси через твердый слой катализатора с использованием молекулярного кислорода сгорала примерно половина количества молекулярного водорода, которое, в случае многоступенчатого реактора, было образовано в ранее пройденном твердом слое катализатора.From the point of view of the application technique, it is advisable that when implementing the method according to the invention, when passing the flow of the initial reaction gas mixture through the solid catalyst bed using molecular oxygen, approximately half the amount of molecular hydrogen that, in the case of a multi-stage reactor, was formed in the previously passed solid catalyst bed .

Начальное давление потока исходной реакционной газовой смеси при вхождении его в твердый слой катализатора при реализации способа согласно изобретению составляет, как правило, от 1,5 до 6 бар, нередко от 2 до 5 бар, а во многих случаях - от 3 до 4 бар.The initial pressure of the stream of the initial reaction gas mixture when it enters the solid catalyst layer during the implementation of the method according to the invention is, as a rule, from 1.5 to 6 bar, often from 2 to 5 bar, and in many cases from 3 to 4 bar.

Температура потока исходной реакционной газовой смеси при вхождении его в твердый слой катализатора при реализации способа согласно изобретению составляет, как правило, от 300 до 700°С, нередко от 350 до 600°С, а во многих случаях - от 400 до 500°С.The temperature of the flow of the initial reaction gas mixture when it enters the solid catalyst layer during the implementation of the method according to the invention is, as a rule, from 300 to 700 ° C, often from 350 to 600 ° C, and in many cases from 400 to 500 ° C.

В настоящем тексте под «нагрузкой твердого слоя катализатора, катализирующего этап реакции, реакционным газом» в самом общем смысле подразумевают количество реакционного газа в нормативных литрах (= Нл; объем в литрах, который соответствующее количество реакционной смеси газов занимало бы при нормальных условиях, т.е. при 0°С и 1 атм), которое за один час проходит через один литр твердого слоя катализатора. Нагрузку также можно рассчитывать только по одному из компонентов реакционного газа.In the present text, “loading of a solid catalyst bed catalyzing a reaction step with a reaction gas” in the most general sense means the amount of reaction gas in normative liters (= Nl; volume in liters that an appropriate amount of reaction gas mixture would occupy under normal conditions, i.e. e. at 0 ° C and 1 atm), which in one hour passes through one liter of the solid catalyst layer. The load can also be calculated from only one of the components of the reaction gas.

В этом случае это тот объем этого компонента в Нл/л·ч, который проходит через литр твердого слоя катализатора в час (чистую засыпку из инертного материала не включают при расчете в твердый слой катализатора). Нагрузку также можно рассчитывать только относительно количества катализатора, которое содержится в твердом слое катализатора, включающем в себя собственно катализатор, разбавленный инертным материалом (в этом случае приведено приводят специальное примечание).In this case, this is the volume of this component in Nl / l · h that passes through a liter of the solid catalyst layer per hour (a clean filling of inert material is not included in the calculation in the solid catalyst layer). The load can also be calculated only relative to the amount of catalyst that is contained in the solid catalyst layer, which includes the catalyst itself, diluted with an inert material (in this case, a special note is given).

В принципе, способ согласно изобретению можно реализовывать при значениях нагрузки на твердый слой катализатора (относительно общего количества катализатора, содержащегося в нем) как реакционным газом, так и содержащимся в нем по меньшей мере одним подлежащим дегидрированию углеводородом (например, пропаном), составляющих от 100 до 10000 ч^-1 (Нл/л·ч, сокращенно ч^-1), нередко - от 300 до 5000 ч^-1, т.е. во многих случаях - от 500 до 3000 ч^-1 (в основном независимо от желаемого оборота по меньшей мере одного подлежащего дегидрированию углеводорода).In principle, the method according to the invention can be implemented at a load on the solid catalyst layer (relative to the total amount of catalyst contained therein) by both the reaction gas and at least one hydrocarbon to be dehydrogenated (e.g., propane) contained therein, from 100 up to 10000 h ^-1 (Nl / l · h, abbreviated h ^-1 ), often from 300 to 5000 h ^-1 , i.e. in many cases, from 500 to 3000 h ^-1 (mainly regardless of the desired turnover of at least one hydrocarbon to be dehydrogenated).

При реализации способа согласно изобретению поток входного газа I, как правило, поступает на находящийся в шахте твердый слой катализатора в основном вертикально. Т.е. угол β между направлением потока входного газа I в шахте и плоскостью, наложенной на поверхность твердого слоя катализатора, на которую поступает поток, составляет обычно 90±30°, предпочтительно 90±20°, особо предпочтительно 90±10°, крайне предпочтительно 90±5°, а лучше всего - 90°.When implementing the method according to the invention, the input gas stream I, as a rule, enters the solid catalyst layer located in the mine, mainly vertically. Those. the angle β between the direction of flow of the inlet gas I in the shaft and the plane superimposed on the surface of the solid catalyst layer to which the stream enters is usually 90 ± 30 °, preferably 90 ± 20 °, particularly preferably 90 ± 10 °, very preferably 90 ± 5 °, and best of all - 90 °.

При реализации способа согласно изобретению площадь (засыпки) в шахте твердого слоя катализатора, на которую поступает поток, составляет не менее 1 м². Во многих случаях она удовлетворяет условию ≥2 м², или ≥3 м², или ≥4 м² либо же ≥5 м². Разумеется, указанная площадь может также удовлетворять условию ≥10 м², или ≥20 м², или ≥30 м². В так называемых установках масштаба «world scale» вышеупомянутая площадь может также быть и не менее 40 м² или 50 м². Значения этой площади, превышающие 100 м², представляют собой скорее исключение.When implementing the method according to the invention, the area (backfill) in the shaft of the solid catalyst layer to which the stream enters is not less than 1 m ² . In many cases, it satisfies the condition of ≥2 m ² , or ≥3 m ² , or ≥4 m ^2, or ≥5 m ² . Of course, the indicated area may also satisfy the condition of ≥10 m ² , or ≥20 m ² , or ≥30 m ² . In the so-called world scale installations, the aforementioned area can also be at least 40 m ² or 50 m ² . Values of this area exceeding 100 m ² are more likely an exception.

В качестве катализаторов для засыпки с каталитической активностью можно в принципе использовать все катализаторы дегидрирования, известные на нынешнем техническом уровне как применяемые для дегидрирования с гетерогенным катализом. Их можно грубо подразделить на две группы. Во-первых, это катализаторы, имеющие оксидную природу (например, оксид хрома и/или оксид алюминия), а во-вторых, это таковые, состоящие из осажденного на носителе, как правило, оксидном (например, оксиде циркония, оксиде алюминия, диоксиде кремния, диоксиде титана, оксиде магния, оксиде лантана и/или оксиде церия), металла, как правило, сравнительно благородного (например, платины). Помимо прочего можно применять все катализаторы дегидрирования, которые рекомендованы в международной заявке на патент WO 01/96270, европейской заявке ЕР-А 731077, заявках на патент ФРГ DE-А 10211275, DE-A 10131297, международной заявке WO 99/46039, заявке на патент США US-A 4,788,371, европейской заявке ЕР-А 705136, международной заявке WO 99/29420, заявках на патент США US-A 4,220,091, US-А 5,430,220, US-A 5,877,369, европейской заявке ЕР-А 117146, заявках на патент ФРГ DE-A 19937196, DE-A 19937105, заявках на патент США US-А 3,670,044, US-A 6,566,573 и в международной заявке WO 94/29021. При этом эти катализаторы по указанным выше причинам могут быть единственными катализаторами в каталитически активной засыпке при реализации способа согласно изобретению. В принципе, засыпка с каталитической активностью может состоять исключительно из формованных изделий, обладающих каталитической активностью. Разумеется, засыпка с каталитической активностью может также состоять и из формованных изделий, обладающих каталитической активностью, разбавленных инертными формованными изделиями. Эти инертные формованные изделия можно изготавливать, например, из обожженных глин (алюмосиликатов) или стеатита (например, С 220 производства фирмы CeramTec), или прочих (предпочтительно - в основном не имеющих пор) материалов класса высокотемпературной керамики, как то: оксидов алюминия, диоксида кремния, диоксида титана, оксида магния, оксида лантана, оксида церия, смешанного оксида цинка и алюминия, диоксида тория, диоксида циркония, карбида кремния или прочих силикатов, как то: силиката магния, или смесей вышеупомянутых материалов. Вышеупомянутые материалы можно при реализации способа согласно изобретению использовать также для инертной покровной, а при необходимости - и для замыкающей засыпки твердого слоя катализатора.In principle, all dehydrogenation catalysts known at the current technical level as used for dehydrogenation with heterogeneous catalysis can be used as catalysts for backfilling with catalytic activity. They can be roughly divided into two groups. Firstly, these are catalysts having an oxide nature (for example, chromium oxide and / or alumina), and secondly, those consisting of supported on a support, usually oxide (for example, zirconium oxide, alumina, dioxide silicon, titanium dioxide, magnesium oxide, lanthanum oxide and / or cerium oxide), a metal, as a rule, relatively noble (for example, platinum). Among other things, you can use all dehydrogenation catalysts that are recommended in international patent application WO 01/96270, European application EP-A 731077, German patent applications DE-A 10211275, DE-A 10131297, international application WO 99/46039, application for US patent US-A 4,788,371, European application EP-A 705136, international application WO 99/29420, US patent applications US-A 4,220,091, US-A 5,430,220, US-A 5,877,369, European application EP-A 117146, patent applications Germany DE-A 19937196, DE-A 19937105, US patent applications US-A 3,670,044, US-A 6,566,573 and in international application WO 94/29021. Moreover, these catalysts for the above reasons may be the only catalysts in the catalytically active filling when implementing the method according to the invention. In principle, backfill with catalytic activity may consist solely of molded articles having catalytic activity. Of course, backfill with catalytic activity can also consist of molded articles having catalytic activity, diluted with inert molded articles. These inert molded products can be made, for example, from calcined clays (aluminosilicates) or steatite (for example, C 220 manufactured by CeramTec), or other (preferably mainly pore-free) materials of the high-temperature ceramic class, such as aluminum oxides, dioxide silicon, titanium dioxide, magnesium oxide, lanthanum oxide, cerium oxide, mixed zinc oxide and aluminum, thorium dioxide, zirconium dioxide, silicon carbide or other silicates, such as magnesium silicate, or mixtures of the above materials. When implementing the method according to the invention, the aforementioned materials can also be used for an inert coating, and, if necessary, for the backfill of the solid catalyst layer.

Выгодно, чтобы инертная покровная засыпка твердого слоя катализатора для способа согласно изобретению была такова, чтобы при прохождении этой инертной засыпки потоком входной реакционной газовой смеси реакцию проходили не более 35 мол.% (предпочтительно ≤30 мол.%, особо предпочтительно ≤25 мол.%, еще лучше ≤20 мол.%, особо целесообразно ≤15 мол.%, еще более целесообразно ≤10 мол.%, а крайне предпочтительно ≤5 мол.% или 0 мол.%) содержащегося в нем молекулярного кислорода.Advantageously, the inert coating bedding of the solid catalyst layer for the method according to the invention is such that no more than 35 mol% (preferably ≤30 mol%, particularly preferably ≤25 mol%) pass through this inert bed with the feed of the reaction gas mixture. , even better, ≤20 mol%, particularly suitable ≤15 mol%, even more suitable ≤10 mol%, and very preferably ≤5 mol% or 0 mol%) of molecular oxygen contained therein.

В частности, в качестве катализаторов (например, единственных) для обладающей каталитической активностью засыпки твердого слоя катализатора в способе согласно изобретению можно применять катализаторы из примеров 1, 2, 3 и 4 заявки на патент ФРГ DE-A 19937107.In particular, the catalysts (examples 1, 2, 3 and 4 of the German patent application DE-A 19937107) can be used as catalysts (for example, the only ones) for catalytic backfill of a solid catalyst layer in the method according to the invention.

Речь при этом идет о катализаторах дегидрирования, которые содержат от 10 до 99,9 вес.% оксида циркония, от 0 до 60 вес.% оксида алюминия, диоксида кремния и/или диоксида титана и от 0,1 до 10 вес.% по меньшей мере одного элемента первой или второй главной группы, одного из элементов третьей побочной группы, одного элемента восьмой побочной группы периодической системы элементов, лантан и/или олово, с тем условием, чтобы сумма весовых процентных долей составляла 100 вес.%.We are talking about dehydrogenation catalysts that contain from 10 to 99.9 wt.% Zirconium oxide, from 0 to 60 wt.% Alumina, silicon dioxide and / or titanium dioxide and from 0.1 to 10 wt.% at least one element of the first or second main group, one of the elements of the third side group, one element of the eighth side group of the periodic system of elements, lanthanum and / or tin, so that the sum of weight percentages is 100 wt.%.

В предпочтительной форме исполнения вышеупомянутые катализаторы дегидрирования содержат по меньшей мере один элемент VIII побочной группы, по меньшей мере один элемент из I и II основной группы, по меньшей мере один элемент из III и/или IV основной группы и по меньшей мере один элемент III побочной группы, включая лантаноиды и актиноиды. Предпочтительно, чтобы в качестве элемента VIII побочной группы активная масса катализаторов дегидрирования содержала платину и/или палладий, особо предпочтительно - платину. Предпочтительно, чтобы в качестве элементов I и II основной группы активная масса вышеупомянутых катализаторов дегидрирования содержала калий и/или цезий. В качестве элементов III побочной группы, включая лантаноиды и актиноиды, активная масса вышеупомянутых катализаторов дегидрирования предпочтительно содержит лантан и/или церий. В качестве элементов III и/или IV основной группы активная масса вышеупомянутых катализаторов дегидрирования предпочтительно содержит один или несколько элементов, принадлежащих к группе, включающей бор, галлий, кремний, германий, олово и свинец, особо предпочтительно - олово. Крайне предпочтительно, чтобы активная масса вышеупомянутых катализаторов дегидрирования содержала по меньшей мере по одному представителю вышеупомянутых групп элементов.In a preferred embodiment, the aforementioned dehydrogenation catalysts comprise at least one side group element VIII, at least one main group I and II element, at least one main group III and / or IV element and at least one side III element groups including lanthanides and actinides. Preferably, as an element of the side group VIII, the active mass of the dehydrogenation catalysts contains platinum and / or palladium, particularly preferably platinum. Preferably, as the elements of the main group I and II, the active mass of the aforementioned dehydrogenation catalysts contains potassium and / or cesium. As elements of the side group III, including lanthanides and actinides, the active mass of the aforementioned dehydrogenation catalysts preferably contains lanthanum and / or cerium. As elements of the III and / or IV main group, the active mass of the aforementioned dehydrogenation catalysts preferably contains one or more elements belonging to the group comprising boron, gallium, silicon, germanium, tin and lead, particularly preferably tin. It is highly preferred that the active mass of the aforementioned dehydrogenation catalysts contains at least one representative of the aforementioned element groups.

В общем случае катализаторы дегидрирования могут представлять собой нити (обычный диаметр составляет от 0,1 либо же 1 до 10 мм, предпочтительно - от 1,5 до 5 мм; обычная длина от 1 до 20 мм, предпочтительно - от 3 до 10 мм), таблетки (предпочтительно тех же размеров, что и нити) и/или катализаторные кольца (внешний диаметр и высота в каждом случае обычно от 2 до 30 мм или до 10 мм, целесообразная толщина стенок - от 1 до 10 мм, или до 5 мм, или до 3 мм).In general, dehydrogenation catalysts can be filaments (a typical diameter is from 0.1 or 1 to 10 mm, preferably from 1.5 to 5 mm; a usual length is from 1 to 20 mm, preferably from 3 to 10 mm) , tablets (preferably the same sizes as the threads) and / or catalyst rings (outer diameter and height in each case, usually from 2 to 30 mm or up to 10 mm, a suitable wall thickness is from 1 to 10 mm, or up to 5 mm , or up to 3 mm).

Принципиальных ограничений ни относительно геометрических параметров катализаторов (особенно в случае катализаторов на носителях), ни относительно геометрических параметров инертных формованных изделий нет. Особо часто применяют сплошные цилиндры, полые цилиндры (кольца), шарики, конусы, пирамиды и кубы, а также нити, колеса, звездочки и монолиты.There are no fundamental limitations either regarding the geometric parameters of the catalysts (especially in the case of supported catalysts), or regarding the geometric parameters of inert molded products. Particularly often used are solid cylinders, hollow cylinders (rings), balls, cones, pyramids and cubes, as well as threads, wheels, sprockets and monoliths.

Максимальный размер формованных изделий из катализатора, а также инертных формованных изделий (самый длинный отрезок прямой, соединяющий две точки, находящиеся на поверхности формованного изделия) при этом может составлять от 0,5 мм до 100 мм, часто - от 1,5 мм до 80 мм, и во многих случаях от 3 мм до 50 мм либо же до 20 мм.The maximum size of molded products from the catalyst, as well as inert molded products (the longest straight line connecting two points located on the surface of the molded product) can be from 0.5 mm to 100 mm, often from 1.5 mm to 80 mm, and in many cases from 3 mm to 50 mm or up to 20 mm.

Наконец, катализаторы, приведенные в германской патентной заявке №102005044916, выполнены как особо пригодные к применению (например, в качестве единственных катализаторов) для обладающей каталитической активностью засыпки твердого слоя катализатора при реализации способа согласно изобретению.Finally, the catalysts described in German patent application No. 102005044916, made as particularly suitable for use (for example, as the only catalysts) for having a catalytic activity of filling the solid catalyst layer when implementing the method according to the invention.

В рамках способа согласно изобретению удаление оседающих на поверхности катализатора высококипящих высокомолекулярных органических соединений, вплоть до углерода, которые ведут к деактивации катализатора, и регенерацию катализатора можно провести, время от времени пропуская через твердый слой катализатора газ, содержащий кислород, при повышенной температуре и таким образом практически выжигая осажденные вещества.In the framework of the method according to the invention, the removal of high-boiling high molecular weight organic compounds deposited on the catalyst surface, up to carbon, which lead to catalyst deactivation, and catalyst regeneration can be carried out by occasionally passing oxygen-containing gas through the solid catalyst layer at an elevated temperature and thus practically burning out precipitated substances.

Рекомендованные в настоящей публикации катализаторы можно после длительной эксплуатации простым способом регенерировать, сначала (на первом этапе регенерации) проводя через твердый слой катализатора разбавленный азотом и/или (предпочтительно) водяным паром воздух, имеющий на входе температуру от 300 до 600°С (в крайних случаях - также и до 750°С), нередко - от 400 до 450°С. При этом нагрузка катализатора регенерационным газом (в расчете на общее количество регенерирующего катализатора) может составлять, например, от 50 до 10000 ч^-1, а содержание кислорода в регенерационном газе - от 0,5 до 20 об.%.The catalysts recommended in this publication can be regenerated after long-term operation in a simple way, first (at the first stage of regeneration) by passing through the solid layer of the catalyst diluted with nitrogen and / or (preferably) water vapor air having an inlet temperature of 300 to 600 ° C (in extreme in cases - also up to 750 ° C), often from 400 to 450 ° C. In this case, the load of the catalyst by the regeneration gas (calculated on the total amount of the regenerating catalyst) can be, for example, from 50 to 10,000 h ^-1 , and the oxygen content in the regeneration gas can be from 0.5 to 20 vol.%.

Затем, на следующих этапах регенерации, при в остальном неизменных условиях регенерации, в качестве регенерационного газа можно использовать воздух. С точки зрения техники применения целесообразно рекомендовать продувку катализатора перед регенерацией инертным газом (например, N₂, в частности, промышленным азотом, содержащим до 1 об.% O₂, Н₂О или их смесями).Then, in the next stages of regeneration, under otherwise unchanged conditions of regeneration, air can be used as a regeneration gas. From the point of view of the application technique, it is advisable to purge the catalyst before regeneration with an inert gas (for example, N ₂ , in particular industrial nitrogen, containing up to 1 vol.% O ₂ , H ₂ O, or mixtures thereof).

Затем, как, правило, полезно продолжить регенерацию с использованием чистого молекулярного водорода или молекулярного водорода, разбавленного инертным газом (предпочтительно - водяным паром и/или азотом, содержание водорода должно удовлетворять условию ≥1 об.-%), при в остальном неизменных условиях регенерации.Then, as a rule, it is generally useful to continue regeneration using pure molecular hydrogen or molecular hydrogen diluted with an inert gas (preferably with water vapor and / or nitrogen, the hydrogen content must satisfy the condition ≥1 vol .-%), with the otherwise unchanged regeneration conditions .

Согласно изобретению целесообразно, чтобы отношение длины засыпки Х (в направлении потока исходной реакционной газовой смеси) инертного покровного слоя твердого слоя катализатора и расстояния d в плоскости проекции Е, т.е. Х:d, удовлетворяло бы условию ≥0,05, предпочтительно ≥0,07, а особо целесообразно ≥0,1. Нередко это вышеупомянутое соотношение Х:d удовлетворяет при реализации способа согласно изобретению условию ≥0,2, или ≥0,3, или ≥0,5, или ≥1. Обычно, однако, это соотношение Х:d большей частью не превышает 10, а во многих случаях - не превышает 5.According to the invention, it is advisable that the ratio of the bed length X (in the direction of flow of the initial reaction gas mixture) of the inert coating layer of the solid catalyst layer and the distance d in the projection plane E, i.e. X: d, would satisfy the condition ≥0.05, preferably ≥0.07, and especially advisable ≥0.1. Often this aforementioned X: d ratio satisfies the condition ≥0.2, or ≥0.3, or ≥0.5, or ≥1 when implementing the method according to the invention. Usually, however, this X: d ratio for the most part does not exceed 10, and in many cases it does not exceed 5.

Для целей способа согласно изобретению целесообразно, чтобы при вхождении реакционной газовой смеси в обладающую собственно каталитической активностью засыпку твердого слоя катализатора, находящуюся следом за инертной засыпкой в направлении потока, распределение молекулярного кислорода в реакционной газовой смеси было по возможности равномерным. Предпочтительно, чтобы разница между наивысшей локальной объемной концентрацией молекулярного кислорода и наименьшей локальной объемной концентрации молекулярного кислорода в реакционной газовой смеси, относительно средней объемной концентрации молекулярного кислорода в реакционной газовой смеси при вхождении реакционной газовой смеси в обладающую собственно каталитической активностью засыпку твердого слоя катализатора составляла не более чем 200%, предпочтительно - не более чем 150%, особо предпочтительно - не более чем 100%, а крайне предпочтительно - не более чем 50%, либо же не более чем 25%.For the purposes of the method according to the invention, it is advisable that when the reaction gas mixture enters the bed of the catalyst layer which has proper catalytic activity and is located after the inert bed in the flow direction, the distribution of molecular oxygen in the reaction gas mixture is as uniform as possible. It is preferable that the difference between the highest local volumetric concentration of molecular oxygen and the lowest local volumetric concentration of molecular oxygen in the reaction gas mixture, relative to the average volumetric concentration of molecular oxygen in the reaction gas mixture upon entering the reaction gas mixture in the catalyst bed with the actual catalytic activity, be no more than more than 200%, preferably not more than 150%, particularly preferably not more than 100%, and extremely preferably not more than 50%, or not more than 25%.

Типичные значения времени индукции J при реализации способа согласно изобретению могут удовлетворять условию ≤2000 мс, или ≤1000 мс, или ≤500 мс, или ≤100 мс, или ≤50 мс, или ≤20 мс, или ≤10 мс. Обычно значения времени индукции J при реализации способа согласно изобретению, однако, удовлетворяют условию ≥1 мс.Typical values of the induction time J when implementing the method according to the invention can satisfy the condition ≤2000 ms, or ≤1000 ms, or ≤500 ms, or ≤100 ms, or ≤50 ms, or ≤20 ms, or ≤10 ms. Typically, the values of the induction time J when implementing the method according to the invention, however, satisfy the condition of ≥1 ms.

В принципе сечение трубопроводной системы, по которой поступает входной газ II, при реализации способа согласно изобретению может быть произвольным. Т.е. сечение может быть, например, округлым (например, круглым или овальным либо же эллиптическим), или многоугольным (например, треугольным, четырехугольным или шестиугольным и т.д.).In principle, the cross-section of the pipeline system through which the inlet gas II is supplied can be arbitrary when implementing the method according to the invention. Those. the section can be, for example, round (for example, round or oval or elliptical), or polygonal (for example, triangular, quadrangular or hexagonal, etc.).

С точки зрения техники применения целесообразно, чтобы сечение трубопроводов, по которым поступает входной газ II, в месте, где находятся выходные отверстия А, было многоугольным. Предпочтительно - треугольным или четырехугольным. Особо предпочтительно, чтобы сечение трубопроводов (каналов), по которым поступает входной газ II, в месте, где находятся выходные отверстия А, было квадратным или прямоугольным (в этом случае выходные отверстия А находятся по возможности вблизи того края четырехугольника, который расположен ближе всего к твердому слою катализатора). Причина вышесказанного лежит в том, что при использовании указанного сечения в форме многоугольника легче изготавливать (задавать) как точные, так и единообразные удаления D, так и углы α для всех выходных отверстий А. В отношении самих выходных отверстий А предпочтительно, чтобы и в случае указанной многоугольной формы сечения они были округлыми (круглыми), и предпочтительно, чтобы диаметр всех выходных отверстий А был одинаковым. При этом согласно изобретению предпочтительно, чтобы D было одинаковым для всех выходных отверстий А. Кроме того, согласно изобретению целесообразно, чтобы угол α также был одинаков для всех выходных отверстий А и составлял 90°±5° либо же равнялся 90°. Далее, при реализации способа согласно изобретению целесообразно, чтобы и все истекающие из выходных отверстий А потоки входного газа II были идентичны, а в идеальном случае - чтобы в отношении поверхности (плоскости) твердого слоя катализатора, на которую поступает входной поток реакционной газовой смеси, сами выходные отверстия А также были распределены по этой плоскости равномерно.From the point of view of the application technique, it is advisable that the cross-section of the pipelines through which the inlet gas II arrives at the place where the outlet openings A are is polygonal. Preferably triangular or quadrangular. It is particularly preferable that the cross-section of the pipelines (channels) through which the inlet gas II arrives at the place where the outlet openings A are located is square or rectangular (in this case, the outlet openings A are as close as possible to the edge of the quadrangle that is closest to solid catalyst bed). The reason for the above lies in the fact that when using the indicated cross section in the form of a polygon, it is easier to produce (set) both exact and uniform deletions D and angles α for all outlet openings A. With respect to outlet openings A themselves, it is preferable that of the indicated polygonal cross-sectional shape, they were rounded (round), and it is preferable that the diameter of all outlet openings A be the same. Moreover, according to the invention, it is preferable that D be the same for all outlet openings A. Furthermore, according to the invention, it is advisable that the angle α also be the same for all outlet openings A and be 90 ° ± 5 ° or equal to 90 °. Further, when implementing the method according to the invention, it is advisable that all the inlet gas flows II flowing out from the outlet openings A are identical, and ideally, with respect to the surface (plane) of the solid catalyst layer to which the reaction gas mixture inlet flows Outlets A were also evenly distributed on this plane.

Если при реализации способа согласно изобретению в шахтном реакторе, выполненном как многоступенчатый реактор, твердый слой катализатора представляет собой таковой, следующий за другим (предшествующим) твердым слоем катализатора в направлении потока реакционного газа, то для реализации способа согласно изобретению целесообразно, чтобы предшествующий твердый слой катализатора (его засыпка) был по возможности максимально единообразным, гомогенным (особенно в отношении протяженности засыпки в направлении потока реакционного газа). Следствием такого по возможности максимально единообразного исполнения предшествующего твердого слоя катализатора является в основном равномерное протекание реакционного газа через предшествующий твердый слой катализатора и обусловленный этим максимально единообразный уровень давления по всему входному потоку газа I способа согласно изобретению.If, when implementing the method according to the invention in a shaft reactor designed as a multi-stage reactor, the solid catalyst layer is one that follows the other (previous) solid catalyst layer in the direction of the reaction gas flow, then it is advisable to implement the method according to the invention that the previous solid catalyst layer (its filling) was as uniform as possible, homogeneous (especially with respect to the length of the filling in the direction of flow of the reaction gas). The consequence of this as uniform as possible execution of the preceding solid catalyst layer is a substantially uniform flow of the reaction gas through the preceding solid catalyst layer and the resulting maximum uniform pressure level over the entire inlet gas stream I of the method according to the invention.

Таким образом удается добиться общих преимуществ для всего способа согласно изобретению. В частности, чтобы максимальные встречающиеся локальные различия в давлении в пределах потока входящего газа I между выходными отверстиями А были меньше, чем потери давления, имеющие место при истекании отдельных потоков входного газа II из выходных отверстий А, либо же в худшем случае равнялись этим потерям. Если потери составляют, например, 5 мбар, согласно изобретению целесообразно, чтобы вышеупомянутые максимальные встречающиеся различия в давлении составляли не более чем 3 мбар.Thus, it is possible to achieve common advantages for the entire method according to the invention. In particular, so that the maximum local differences in pressure encountered within the flow of the inlet gas I between the outlet openings A are less than the pressure losses occurring during the outflow of separate flows of the inlet gas II from the outlet openings A, or in the worst case be equal to these losses. If the losses are, for example, 5 mbar, according to the invention it is advisable that the above-mentioned maximum pressure differences encountered are not more than 3 mbar.

Здесь следует добавить, что при реализации способа согласно изобретению систему трубопроводов, по которым поступает входной газ II, целесообразно выполнить так, чтобы снижение давления, имеющее место на пути от точки ввода входного газа II в трубопроводную систему до прибытия входного газа II к выходным отверстиям А, было по возможности малым (в частности, относительно потери давления при прохождении выходных отверстий А; как правило, это снижение давления должно составлять не более одной пятой, предпочтительно - не более одной десятой, от указанной потери давления), и - в случае единообразного исполнения выходных отверстий А - по возможности единообразным (в особенности тогда, когда регулировку подачи входного газа II осуществляют на основе общего количества подачи). Таким незначительным снижение давления бывает, например, тогда, когда длину системы трубопроводов и скорость потока в системе поддерживают по возможности на низком, а сечение потока в трубопроводной системе - на высоком уровне.It should be added here that when implementing the method according to the invention, the piping system through which the inlet gas II enters is expediently implemented so that the pressure reduction that occurs on the way from the inlet gas II inlet to the pipeline system until the inlet gas II arrives at the outlet A , was as small as possible (in particular, with respect to pressure loss during passage of exit openings A; as a rule, this pressure reduction should be no more than one fifth, preferably not more than one tenth, from pressure loss), and - in the case of uniform execution of the outlet openings A - as uniform as possible (especially when the adjustment of the inlet gas supply II is based on the total supply quantity). Such a slight decrease in pressure occurs, for example, when the length of the piping system and the flow rate in the system are kept as low as possible, and the flow cross section in the piping system is at a high level.

Если способ согласно изобретению применяют в многоступенчатом реакторе на нескольких твердых слоях катализатора (при необходимости - на всех, находящихся в реакторе, либо же на всех за исключением одного), то подачу входного газа II предпочтительно осуществлять через отдельную систему трубопроводов перед каждым твердым слоем катализатора. В принципе, однако, эти независимые системы трубопроводов можно снабжать (запитывать) из одного источника входного газа II.If the method according to the invention is used in a multi-stage reactor on several solid catalyst beds (if necessary, on all those in the reactor, or on all except one), it is preferable to supply the inlet gas II through a separate piping system in front of each solid catalyst bed. In principle, however, these independent piping systems can be supplied (powered) from a single source of inlet gas II.

Как правило, однако, их снабжают отличающимися друг от друга (по составу) входными газами II.As a rule, however, they are supplied with inlet gases II that differ from each other (in composition).

В качестве материала, из которого изготовляют оборудование, необходимое для способа согласно изобретению, можно, в частности, применять марки стали, рекомендованные в германской заявке №102005061626. В частности, со стороны, соприкасающейся с продуктом, также нержавеющую сталь типа DIN 1.4841.As the material from which the equipment necessary for the method according to the invention is made, it is possible, in particular, to use steel grades recommended in German application No. 102005061626. In particular, from the side in contact with the product, also stainless steel type DIN 1.4841.

Способ согласно изобретению целесообразен особенно тогда, когда его реализуют в шахтном реакторе, выполненном в виде многоступенчатого реактора, и при этом на всех твердых слоях катализатора, находящихся в шахтном реакторе, возможно, за исключением первого твердого слоя катализатора, находящегося в шахтном реакторе в направлении потока реакционного газа. Последнее исключение имеет место, как правило, тогда, когда реакционный газ, подаваемый в шахтный реактор, уже содержит по меньшей мере один подлежащий дегидрированию углеводород, при необходимости - в достаточном количестве - молекулярный водород, а также молекулярный кислород по потребности. Обычно последнее имеет место в том случае, когда реакционный газ, подаваемый в шахтный реактор, выполненный как многоступенчатый реактор, включает в себя остаточный газ, включающий в свой состав оксигенат (например, не прошедший реакцию молекулярный кислород) и происходящий из имеющего место после частичного дегидрирования по меньшей мере одного подлежащего дегидрированию углеводорода (например, пропана) до по меньшей мере одного дегидрированного углеводорода (например, пропилена) частичного окисления по меньшей мере одного дегидрированного углеводорода (например, пропилена с образованием в качестве конечного продукта акролеина и/или акриловой кислоты), в сопровождении (остаточного) подлежащего дегидрированию углеводорода, остающегося после отделения от желаемого продукта от газовой смеси продуктов частичного окисления. Под полным окислением (сжиганием) дегидрированного и/или подлежащего дегидрированию углеводорода в настоящей публикации подразумевают полное преобразование содержащегося в углеводороде углерода в оксиды углерода (СО, CO₂), а содержащегося в нем водорода - в Н₂О; все отличные от этого преобразования дегидрированного и/или подлежащего дегидрированию углеводорода под воздействием молекулярного кислорода в настоящем тексте объединяют в понятие «частичное окисление»; дополнительное воздействие аммиака означает аммоксидацию, которую также включают в понятие частичного окисления.The method according to the invention is especially suitable when it is implemented in a shaft reactor made in the form of a multi-stage reactor, and in this case on all solid catalyst layers located in the shaft reactor, possibly with the exception of the first solid catalyst layer in the shaft reactor in the flow direction reaction gas. The last exception occurs, as a rule, when the reaction gas supplied to the shaft reactor already contains at least one hydrocarbon to be dehydrogenated, if necessary - in sufficient quantity - molecular hydrogen, as well as molecular oxygen as required. Usually, the latter occurs when the reaction gas supplied to the shaft reactor, designed as a multi-stage reactor, includes residual gas, which includes oxygenate (for example, non-reacted molecular oxygen) and originating from partial dehydrogenation at least one dehydrogenated hydrocarbon (e.g., propane) to at least one dehydrogenated hydrocarbon (e.g., propylene) partially oxidizing the at least one dehydrides hydrocarbon (for example, propylene with the formation of acrolein and / or acrylic acid as the final product), accompanied by a (residual) hydrocarbon to be dehydrogenated, remaining after the partial oxidation products are separated from the desired product from the gas mixture. By the complete oxidation (burning) of a dehydrated and / or dehydrogenated hydrocarbon in this publication is meant the complete conversion of the carbon contained in a hydrocarbon into carbon oxides (CO, CO ₂ ), and the hydrogen contained therein into H ₂ O; all other than this conversion of a dehydrogenated and / or subject to dehydrogenation of a hydrocarbon under the influence of molecular oxygen in this text are combined into the concept of "partial oxidation"; additional exposure to ammonia means ammoxidation, which is also included in the concept of partial oxidation.

Реакционный газ, подаваемый в шахтный реактор, может, например, представлять собой смесь свежего подлежащего дегидрированию углеводорода (например, свежего пропана) и вышеупомянутого остаточного газа (который, как правило, содержит также водяной пар). При необходимости, однако, Н₂, H₂O и/или O₂ можно добавить в реакционный газ перед его подачей в шахтный реактор, выполненный как многоступенчатый реактор; например, перед вхождением реакционного газа в многоступенчатый реактор возможно добавление циркуляционного газа дегидрирования согласно международной заявке WO 03/076370 либо же заявке на патент ФРГ DE-A 10211275.The reaction gas fed to the shaft reactor may, for example, be a mixture of fresh hydrocarbon to be dehydrogenated (e.g. fresh propane) and the aforementioned residual gas (which typically also contains steam). If necessary, however, H ₂ , H ₂ O and / or O ₂ can be added to the reaction gas before it is fed to the shaft reactor, designed as a multi-stage reactor; for example, before the reaction gas enters the multi-stage reactor, it is possible to add dehydrogenation circulating gas according to the international application WO 03/076370 or the German patent application DE-A 10211275.

Конструкция такого шахтного реактора, выполненного как многоступенчатый реактор (ср. фигуры 1 и 2), при этом может быть (как и вообще при реализации способа согласно изобретению) следующей (приводимые ниже цифровые индексы относятся к фигурам 1-17, входящим в состав настоящей заявки; приведенные размеры касаются конкретной формы исполнения такого реактора, данной в качестве примера. Само собой разумеется, что такие осевые многоступенчатые реакторы можно также изготавливать в больших или меньших размерах; количество твердых слоев катализатора также можно увеличивать или уменьшать).The design of such a shaft reactor, designed as a multi-stage reactor (cf. figures 1 and 2), can be (as in general when implementing the method according to the invention) the following (the digital indices below refer to figures 1-17 that are part of this application ; the dimensions given relate to the specific embodiment of such a reactor, given as an example. It goes without saying that such axial multistage reactors can also be manufactured in larger or smaller sizes; the number of solid layers is catalyzed Ra can also be increased or decreased).

От внешней среды (т.е. от окружения) многоступенчатый осевой реактор, приводимый в дальнейшем в качестве примера, отграничен оболочкой (1) в форме прямого кругового цилиндра (если конечные точки параллельных радиусов двух равных кругов, лежащих в двух параллельных плоскостях, соединить друг с другом отрезками, которые перпендикулярны обеим параллельным плоскостям кругов (нижнее и верхнее основания (верхнее - первый из кругов, считая в направлении потока реакционного газа) кругового цилиндра), то образуется прямой (не скошенный) круглый цилиндр, также именуемый цилиндром вращения; прямая, на которой лежат центры кругов, называется осью кругового цилиндра), который как сверху, так и снизу закрыт крышками (2, 3), имеющими торосферическую (коробовидную) форму согласно DIN 28011 (в совокупности оболочка и крышки формируют образующую бака высокого давления). Под нижним торосферическим дном (нижней крышкой) бак под давлением удерживается рамой, которую, в свою очередь, поддерживают от четырех до восьми опор. Толщина оболочки составляет 30 мм. Внешний диаметр оболочки круглого цилиндра равен 6070 мм. Расстояние между нижней и верхней поверхностью (основаниями) цилиндра составляет 2640 мм. Высота как верхней, так и нижней крышки равняется 1350 мм (будучи в каждом случае измерена от центра круглого нижнего или верхнего основания в каждом случае до точки максимального удаления крышки). Толщина стенок верхней крышки (3) единообразна и составляет 30 мм, толщина же стенок нижней крышки (2) начинается с величины 30 мм, а в направлении штуцера выходной трубы газа равномерно возрастает до 45 мм.From the external environment (i.e., from the environment), a multi-stage axial reactor, hereinafter cited as an example, is delimited by a shell (1) in the form of a straight circular cylinder (if the end points of the parallel radii of two equal circles lying in two parallel planes are connected to each other with the other segments that are perpendicular to both parallel planes of the circles (lower and upper bases (the upper is the first of the circles, counting in the direction of the reaction gas flow) of the circular cylinder), then a straight (not beveled) round cyl NDR, also called the cylinder of revolution; the straight line on which the centers of the circles lie is called the axis of the circular cylinder), which is closed both from above and below by covers (2, 3) having a torosperic (box-like) shape according to DIN 28011 (collectively, the shell and lids form the forming of the pressure tank). Under the lower torospherical bottom (lower cover), the tank is held under pressure by a frame, which, in turn, is supported by four to eight supports. The shell thickness is 30 mm. The outer diameter of the shell of a round cylinder is 6070 mm. The distance between the lower and upper surface (bases) of the cylinder is 2640 mm. The height of both the top and bottom covers is 1350 mm (being measured in each case from the center of the round bottom or top base in each case to the point of maximum removal of the cover). The wall thickness of the upper cover (3) is uniform and amounts to 30 mm, the wall thickness of the lower cover (2) begins with a value of 30 mm, and uniformly increases up to 45 mm in the direction of the nozzle of the gas outlet pipe.

Верхняя крышка заканчивается центрально расположенным штуцером трубопровода входящего газа (4). Его внутренний диаметр составляет 1200 мм. Аналогичным образом, нижняя крышка заканчивается центрально расположенным штуцером трубопровода исходящего газа (5). Его внутренний диаметр равен 1400 мм. Высота каждого штуцера составляет 240 мм (если с наружной стороны стенки бака высокого давления в целях теплоизоляции помещают соответствующие изолирующие материалы (с толщиной слоя, например, от 300 до 500 мм), то высота штуцера, соответственно, возрастает, поскольку с точки зрения техники применения целесообразно, чтобы штуцер выступал из изолирующего слоя). Там, где нижняя крышка заканчивается штуцером трубопровода исходящего газа (5), крышка дополнительно оснащена укрепляющим кольцом (6), которое приварено к крышке и к штуцеру. Его наружный диаметр составляет 1900 мм, а толщина равна 50 мм. В то время как нижняя крышка реактора предпочтительно соединена с цилиндрической оболочкой сваркой, между цилиндрической оболочкой и верхней крышкой реактора предпочтительно фланцевое соединение (7) (между периферическим фланцем (8) цилиндрической оболочки и аналогичным периферическим фланцем на крышке (9)) с уплотнительной манжетой [сварки] (10). На фигуре 5 представлено увеличенное изображение участка фланцевого соединения в продольном разрезе, включая уплотнительную манжету (10) (последние обычно изготавливают из стальных листов, обладающих толщиной ок. 2 мм; аналогичные уплотнительные манжеты представлены также в международной заявке WO 2004/067164). Утечка газа через используемое фланцевое соединение должна быть меньше чем 10^-4 мбар·л/с. Выполнение верхней крышки отъемной облегчает загрузку инертных формованных изделий и/или катализатора и их изъятие, например, в случае частичной или полной замены катализатора.The top cover ends with a centrally located inlet gas pipe fitting (4). Its inner diameter is 1200 mm. Similarly, the bottom cover ends with a centrally located fitting for the exhaust gas pipe (5). Its internal diameter is 1400 mm. The height of each nozzle is 240 mm (if appropriate insulating materials are placed on the outside of the pressure vessel wall for thermal insulation (with a layer thickness, for example, from 300 to 500 mm), then the height of the nozzle increases accordingly, since from the point of view of application technology it is advisable that the fitting protrudes from the insulating layer). Where the bottom cover ends with an outlet gas pipe fitting (5), the cover is additionally equipped with a reinforcing ring (6), which is welded to the cover and to the fitting. Its outer diameter is 1900 mm and its thickness is 50 mm. While the bottom cover of the reactor is preferably connected to the cylindrical shell by welding, between the cylindrical shell and the top cover of the reactor is preferably a flange connection (7) (between the peripheral flange (8) of the cylindrical shell and a similar peripheral flange on the cover (9)) with a sealing collar [ welding] (10). 5 is a longitudinally enlarged view of a portion of a flange joint including a sealing collar (10) (the latter are usually made of steel sheets having a thickness of about 2 mm; similar sealing collars are also presented in international application WO 2004/067164). The gas leak through the used flange connection should be less than 10 ^-4 mbar · l / s. The implementation of the top cover detachable facilitates the loading of inert molded products and / or catalyst and their removal, for example, in the case of partial or complete replacement of the catalyst.

Чтобы свести к минимуму время пребывания подаваемого через штуцер трубопровода входящего газа (4) реакционного газа, который содержит по меньшей мере один подлежащий дегидрированию углеводород и молекулярный кислород, во внутреннем пространстве верхней крышки реактора (3) (и таким образом в основном предотвратить нежелательные побочные реакции в реакционном газе, который уже имеет повышенную температуру), внутреннее пространство крышки уменьшают с помощью вогнутой промежуточной крышки (11), форма которой может соответствовать, например, боковой поверхности (с толщиной 15 мм) прямого усеченного круглого конуса или двух расположенных друг на друге прямых усеченных круглых конусов.In order to minimize the residence time of the reaction gas inlet gas (4) supplied through the pipe fitting, which contains at least one hydrocarbon and molecular oxygen to be dehydrogenated, in the inner space of the upper cover of the reactor (3) (and thereby mainly prevent undesired side reactions in the reaction gas, which already has an elevated temperature), the inner space of the lid is reduced with a concave intermediate lid (11), the shape of which can correspond, for example, a lateral surface (with a thickness of 15 mm) of a straight truncated round cone or two located on each other straight truncated round cones.

Целесообразно обеспечить жесткость соединения верхней крышки и усеченного конуса с помощью радиально расположенных ребер (ср. международную заявку WO 2004/067164).It is advisable to ensure the rigidity of the connection of the top cover and the truncated cone using radially located ribs (cf. international application WO 2004/067164).

Окружность верхнего основания усеченного конуса соответствует нижней окружности штуцера входной газовой трубы (4). Разумеется, промежуточная крышка может также быть выпуклой в направлении образующей цилиндрической оболочки, как это показано, например, на фиг.5 и на фиг.7, а также на фиг.9 международной заявки WO 2004/067164. Целесообразно, чтобы суженная промежуточная крышка (11) сокращала бы доступный для реакционного газа внутренний объем крышки по меньшей мере на 50 об.%, но при этом в норме не более чем на 90 об.%, от его значения в случае отсутствия промежуточной крышки. Промежуточную крышку (11) присоединяют сваркой. С точки зрения техники применения целесообразно, чтобы по окружности самой промежуточной крышки были размещены от 3 до 36 сквозных отверстий, площадь сечения которых составляла бы от 1 до 8 см². Через эти отверстия пространство R, заключенное между промежуточной крышкой и крышкой реактора, сообщается с остальным внутренним объемом крышки. Чтобы в основном воспрепятствовать поступлению реакционного газа через указанные сквозные отверстия в пространство R, осуществляют постоянную продувку пространства R инертным газом (предпочтительно - молекулярным азотом, например, промышленным азотом, содержащим до 1 об.% O₂, водяного пара или их смесей), подаваемым через 1-12 трубопроводов (53) в крышке и отводимым (добавляемым к реакционному газу) через сквозные отверстия. Как правило, этот поток инертного газа в сумме составляет менее 1 об.%, в большинстве случаев даже менее 0,1 или менее 0,01 об.%, от объемного потока реакционного газа (в Нм³).The circumference of the upper base of the truncated cone corresponds to the lower circumference of the fitting of the inlet gas pipe (4). Of course, the intermediate cover may also be convex in the direction of the generatrix of the cylindrical shell, as shown, for example, in FIG. 5 and FIG. 7, as well as in FIG. 9 of international application WO 2004/067164. It is advisable that the narrowed intermediate cap (11) would reduce the internal volume of the cap available for the reaction gas by at least 50 vol.%, But normally not more than 90 vol.%, Of its value in the absence of an intermediate cap. The intermediate cover (11) is joined by welding. From the point of view of application technology, it is advisable that from the circumference of the intermediate cover itself, from 3 to 36 through holes are placed, the cross-sectional area of which would be from 1 to 8 cm ² . Through these openings, the space R enclosed between the intermediate cover and the reactor cover communicates with the remaining internal volume of the cover. To mainly prevent the flow of the reaction gas through these through holes into the space R, the space R is continuously purged with an inert gas (preferably molecular nitrogen, for example, industrial nitrogen containing up to 1 vol.% O ₂ , water vapor or mixtures thereof) through 1-12 pipelines (53) in the cap and exhaust (added to the reaction gas) through the through holes. Typically, this inert gas stream in total is less than 1 vol.%, In most cases even less than 0.1 or less than 0.01 vol.%, Of the volumetric flow of the reaction gas (in Nm ³ ).

Трубопровод, подающий реакционный газ, обеспечивают газонепроницаемым соединением со штуцером входной газовой трубы (4) посредством фланцев, так же как и трубопровод, отводящий газовый поток продукции, - со штуцером выходной газовой трубы (5). С точки зрения техники применения в обоих случаях целесообразно использовать уплотнительную манжету. В качестве альтернативы подающий трубопровод можно также непосредственно соединить со штуцером входной газовой трубы (4) сваркой.The pipeline supplying the reaction gas is provided with a gas-tight connection to the inlet gas pipe fitting (4) by means of flanges, as well as the pipeline diverting the gas production stream, with the outlet gas pipe fitting (5). From the point of view of application technology in both cases it is advisable to use a sealing collar. Alternatively, the supply pipe can also be directly connected to the fitting of the inlet gas pipe (4) by welding.

В целях правильной и безопасной эксплуатации вышеупомянутые трубопроводы предпочтительно оснащать устройствами компенсации эффектов удлинения, которые могут возникнуть, например, по причине изменения температуры, причем целесообразно применять компенсаторы, отличающиеся латеральным способом работы.For proper and safe operation, the above-mentioned pipelines are preferably equipped with devices to compensate for elongation effects that may occur, for example, due to changes in temperature, and it is advisable to use compensators that differ in the lateral way of operation.

Такие компенсаторы, как правило, многослойного строения, можно изготавливать из того же материала, что и сам трубопровод. Особо целесообразен, однако, вариант исполнения (в общем случае: газопроницаемая жесткая внутренняя труба и газонепроницаемая эластичная внешняя оболочка (газонепроницаемая эластичная внешняя труба)), включающий в себя внутреннюю часть трубы, соприкасающуюся с транспортируемым газом и предпочтительно изготовленную из нержавеющей стали, номер материала согласно DIN: 1.4893, имеющую согласно цели применения проницаемый для газа шов расширения, и расположенную снаружи, газонепроницаемую эластичную, гофрированную часть, которая по меньшей мере частично изготовлена из материала, способного переносить особые механические и температурные нагрузки, как, например, материала 1.4876 (обозначение согласно VdTÜV-Wb 434), либо же 1.4958/1.4959 (обозначение согласно DIN 17459), либо INCOLOY 800 Н, либо 800 HAT, или материала на никелевой основе 2.4816 (альтернативное обозначение Alloy 600) или 2.4851 (альтернативное обозначение Alloy 601).Such expansion joints, as a rule, of a multilayer structure, can be made of the same material as the pipeline itself. Particularly appropriate, however, is the embodiment (in the general case: a gas-permeable rigid inner pipe and a gas-tight elastic outer shell (gas-tight elastic outer pipe)), including the inner part of the pipe in contact with the transported gas and preferably made of stainless steel, material number according DIN: 1.4893, having, according to the purpose of the application, a gas-permeable expansion joint, and located on the outside, a gas-tight elastic, corrugated part, which is at least Partially made of a material capable of withstanding special mechanical and temperature loads, such as material 1.4876 (designation according to VdTÜV-Wb 434), or 1.4958 / 1.4959 (designation according to DIN 17459), or INCOLOY 800 N, or 800 HAT, or nickel-based material 2.4816 (alternative designation Alloy 600) or 2.4851 (alternative designation Alloy 601).

В остальном все части многоступенчатого реактора, о котором идет речь, могут можно изготавливать из нержавеющей стали, номер материала согласно DIN: 1.4893, или из другой нержавеющей стали, рекомендованной или упомянутой в германской заявке 102005061626. В частности, со стороны, соприкасающейся с продуктом - также из нержавеющей стали типа 1.4841 по DIN.Otherwise, all parts of the multistage reactor in question can be made of stainless steel, material number according to DIN: 1.4893, or of other stainless steel recommended or mentioned in German application 102005061626. In particular, from the side in contact with the product - also made of stainless steel type 1.4841 to DIN.

Внутреннее пространство нижней крышки путем установки двенадцати пластин (стенок) (12) на внутреннюю стенку крышки по всей высоте крышки разделяют на двенадцать (в качестве альтернативы возможны также восемь, шесть или четыре, или три, или шестнадцать) идентичных секторов (камер). Форма пластин с той стороны, где они соприкасаются с внутренней стенкой крышки (спинка данной пластины), соответствует выпуклости крышки. Толщина пластин единообразна и составляет 30 мм. Кроме спинки, у каждой установленной пластины имеются еще края K и С. Края K параллельны оси круглого цилиндра оболочки и простираются на длину 1400 мм от внутренней стенки нижней крышки до основания круглого цилиндра оболочки, которому края K перпендикулярны. Края K образуют лобовые поверхности соответствующих пластин, обращенные внутрь крышки. Края С касаются основания круглого цилиндра оболочки и завершают отдельные пластины сверху. Как и сама вышеупомянутая поверхность основания, они образуют прямой угол с соответствующим краем K, т.е. они проходят по радиусам этой поверхности основания, имеющей форму круга. Однако, хотя длина этих радиусов составляет 3010 мм, длина кантов С равна только 2460 мм. Край С не выступает за край K, а заканчивается заподлицо с ним там, где встречается с кантом K. Это означает, что края K пластин, размещенных противоположно друг другу (их края С располагаются на общем для них диаметре поверхности основания круглого цилиндра), не соприкасаются друг с другом, а находятся друг от друга на расстоянии, равном 1100 мм.The inner space of the lower cover by installing twelve plates (walls) (12) on the inner wall of the cover along the entire height of the cover is divided into twelve (alternatively, eight, six or four, or three, or sixteen) identical sectors (chambers) are also possible. The shape of the plates on the side where they are in contact with the inner wall of the lid (the back of this plate) corresponds to the bulge of the lid. The thickness of the plates is uniform and is 30 mm. In addition to the back, each installed plate also has edges K and C. The edges K are parallel to the axis of the round cylinder of the shell and extend 1400 mm from the inner wall of the lower cover to the base of the round cylinder of the shell, to which the edges K are perpendicular. The edges K form the frontal surfaces of the respective plates facing the inside of the cover. The edges C touch the base of the round cylinder of the shell and complete the individual plates on top. Like the aforementioned base surface itself, they form a right angle with the corresponding edge K, i.e. they extend along the radii of this circle-shaped base surface. However, although the length of these radii is 3010 mm, the length of edges C is only 2460 mm. The edge C does not protrude beyond the edge K, but ends flush with it where it meets the edge K. This means that the edges K of the plates placed opposite to each other (their edges C are located on the diameter of the base surface of the round cylinder common to them) do not touch each other and are located at a distance of 1100 mm from each other.

Нижний конец кантов K завершается на контурной линии штуцера выходной газовой трубы.The lower end of the edges K ends on the contour line of the outlet fitting of the gas pipe.

Если края С двух пластин, расположенных по соседству друг с другом, продлить до тех пор, пока они не пересекутся друг с другом, то в каждом случае эти края образуют угол в 30°. Таким образом, две соседние пластины в каждом случае образуют вместе с внутренней стенкой крышки, на которой они размещены, камеру, которая открыта как в направлении основания круглого цилиндра оболочки, так и в направлении центральной оси нижней крышки (представляющей собой продление оси симметрии круглого цилиндра оболочки вниз). Кроме того, пластины могут содержать сквозные отверстия, через которые соседние камеры сообщаются друг с другом. Поскольку двенадцать пластин удерживаются на внутренней стенке нижней крышки только силой тяжести, а не соединены с внутренней стенкой нижней крышки сварным швом, положение двенадцати пластин и их расположение друг относительно друга стабилизируют посредством распорок (13), размещенных (приваренных) между каждыми двумя соседними пластинами.If the edges C of two plates adjacent to each other are extended until they intersect each other, then in each case these edges form an angle of 30 °. Thus, two adjacent plates in each case form, together with the inner wall of the lid on which they are placed, a chamber that is open both in the direction of the base of the round cylinder of the shell and in the direction of the central axis of the lower cover (which is an extension of the axis of symmetry of the round cylinder of the shell way down). In addition, the plates may contain through holes through which adjacent chambers communicate with each other. Since the twelve plates are held on the inner wall of the lower cover only by gravity, and are not connected to the inner wall of the lower cover by a weld, the position of the twelve plates and their location relative to each other are stabilized by means of spacers (13) placed (welded) between each two adjacent plates.

Там, где плоскость основания круглого цилиндра оболочки и нижняя крышка встречаются друг с другом, горизонтально расположено (приварено к внутренней стенке нижней крышки) опорное кольцо (14), имеющее ширину опоры 60 мм. Толщина (высота) опорного кольца составляет 20 мм.Where the plane of the base of the round cylinder of the shell and the lower cover meet each other, a support ring (14) having a support width of 60 mm is horizontally (welded to the inner wall of the lower cover). The thickness (height) of the support ring is 20 mm.

Там, где пластины снизу стыкуются с опорным кольцом, они имеют вырез соответствующей формы, в который без зазоров входит опорное кольцо, так что край С и опорная поверхность опорного кольца располагаются на одной высоте, и опорная поверхность продолжает ту часть края С, на которой выреза нет.Where the plates from the bottom are joined with the support ring, they have a cutout of the corresponding shape, into which the support ring enters without gaps, so that the edge C and the supporting surface of the support ring are at the same height, and the supporting surface continues that part of the edge C on which the cutout no.

Для размещения в вышеописанном баке высокого давления различных твердых слоев катализатора в него помещают соответствующее число цилиндрических блоков.To accommodate various solid catalyst beds in the above-described high-pressure tank, an appropriate number of cylindrical blocks are placed in it.

При этом под «кольцом» подразумевают участок плоскости, ограниченный двумя концентрическими кольцами, имеющими отличные друг от друга радиусы. Если у двух конгруэнтных (совпадающих) колец, расположенных в параллельных плоскостях (верхнего и нижнего колец), соединить конечные точки параллельных радиусов внешних окружностей и конечные точки параллельных радиусов внутренних окружностей отрезками, получится «кольцевой цилиндр». Отрезки, соединяющие конечные точки обоих внутренних окружностей, называются внутренними образующими кольцевого цилиндра (их совокупность формирует внутреннюю боковую поверхность (оболочку)), а отрезки, соединяющие конечные точки обоих внешних окружностей, называются внешними образующими кольцевого цилиндра (их совокупность формирует внешнюю боковую поверхность (оболочку)). Если образующие перпендикулярны обеим окружностям, то кольцевой цилиндр называют прямым или не скошенным. Отрезок, соединяющий центры колец, называется осью кольцевого цилиндра. Если прямой кольцевой цилиндр пересекают двумя отстоящими друг от друга на расстояние Н плоскостями, параллельными нижнему и верхнему кольцам, то между плоскостями блока, имеющего форму кольцевого цилиндра, возникает высота Н, у которой также есть верхнее кольцо и нижнее кольцо.Moreover, by “ring” is meant a portion of the plane bounded by two concentric rings having radii different from each other. If two congruent (coincident) rings located in parallel planes (upper and lower rings) connect the end points of the parallel radii of the outer circles and the end points of the parallel radii of the inner circles by segments, we get a “ring cylinder”. The segments connecting the endpoints of both inner circles are called the inner generators of the annular cylinder (their combination forms the inner side surface (shell)), and the segments connecting the endpoints of both outer circles are called the outer generators of the annular cylinder (their combination forms the outer side surface (shell )). If the generators are perpendicular to both circles, then the annular cylinder is called straight or not beveled. The segment connecting the centers of the rings is called the axis of the annular cylinder. If the straight annular cylinder is intersected by two planes parallel to the lower and upper rings, spaced apart by a distance H, then between the planes of the block having the shape of an annular cylinder, a height H occurs, which also has an upper ring and a lower ring.

Толщина внешней оболочки блоков в форме кольцевого цилиндра, использованных для описанного бака высокого давления, составляет 20 мм, а толщина внутренней оболочки блоков в форме кольцевого цилиндра, использованных для описанного бака высокого давления, составляет 30 мм. Их высота Н равняется 850 мм (исключение: высота Н первого блока в форме кольцевого цилиндра в направлении потока реакционного газа составляет 710 мм). Радиус внутренней окружности вышеупомянутых блоков в форме кольцевого цилиндра (расстояние от центра окружности до внутренней оболочки блоков в форме кольцевого цилиндра) составляет 600 мм, радиус внешней окружности вышеупомянутых блоков в форме кольцевого цилиндра (расстояние от центра окружности до внешней оболочки блоков в форме кольцевого цилиндра) равняется 2900 мм. Расстояние между внешней оболочкой блоков в форме кольцевого цилиндра и внутренней оболочкой блоков в форме кольцевого цилиндра составляет, таким образом, 2270 мм.The thickness of the outer shell of the blocks in the form of an annular cylinder used for the described pressure tank is 20 mm, and the thickness of the inner shell of the blocks in the form of an annular cylinder used for the described pressure tank is 30 mm. Their height H is equal to 850 mm (exception: the height H of the first block in the form of an annular cylinder in the direction of flow of the reaction gas is 710 mm). The radius of the inner circle of the above-mentioned blocks in the form of an annular cylinder (the distance from the center of the circle to the inner shell of the blocks in the form of an annular cylinder) is 600 mm, the radius of the outer circle of the above-mentioned blocks in the form of an annular cylinder (the distance from the center of the circle to the outer shell of the blocks in the form of an annular cylinder) equals 2900 mm. The distance between the outer shell of the blocks in the form of an annular cylinder and the inner shell of the blocks in the form of an annular cylinder is thus 2270 mm.

Пространство, ограниченное внутренней оболочкой, называют внутренним пространством блока в форме кольцевого цилиндра. Пространство, находящееся между внешней и внутренней оболочкой, называют промежуточным пространством блока в форме кольцевого цилиндра.The space bounded by the inner shell is called the inner space of the block in the form of an annular cylinder. The space between the outer and inner shell is called the intermediate space of the block in the form of an annular cylinder.

Двенадцать разделительных стенок W_T (15), имеющих толщину 30 мм, разделяют промежуточное пространство блока в форме кольцевого цилиндра на двенадцать одинаковых секторных пространств.Twelve dividing walls W _T (15) having a thickness of 30 mm divide the intermediate space of the block in the form of an annular cylinder into twelve identical sector spaces.

Высота Н отдельных разделительных стенок соответствует высоте Н блока. Длина Т разделительной стенки равна расстоянию между внешней оболочкой блока в форме кольцевого цилиндра и внутренней оболочкой блока в форме кольцевого цилиндра. Соответственно этому, разделительная стенка приварена по своей высоте Н как к наружной оболочке, так и к внутренней. Высота Н разделительной стенки перпендикулярна верхнему и нижнему кольцам блока в форме кольцевого цилиндра. Длина Т разделительной стенки простирается радиально от внешней оболочки к внутренней и завершается, если мысленно продлить ее, на оси блока в форме кольцевого цилиндра. Если указанным выше образом продлить две расположенные по соседству разделительные стенки, пока они не пересекутся друг с другом, то они образуют угол 30°.The height H of the individual partition walls corresponds to the height H of the block. The length T of the separation wall is equal to the distance between the outer shell of the block in the form of an annular cylinder and the inner shell of the block in the form of an annular cylinder. Accordingly, the dividing wall is welded in its height H to both the outer shell and the inner one. The height H of the separation wall is perpendicular to the upper and lower rings of the block in the form of an annular cylinder. The length T of the separation wall extends radially from the outer shell to the inner shell and ends, if you mentally extend it, on the axis of the block in the form of an annular cylinder. If, in the aforementioned manner, the two dividing walls adjacent to each other are extended until they intersect with each other, then they form an angle of 30 °.

Если сегментированный блок в форме кольцевого цилиндра вставляют в описанный бак высокого давления, то он просто становится на опорное кольцо (14), причем так, что с одной стороны между цилиндрической оболочкой бака высокого давления и внешней оболочкой блока в форме кольцевого цилиндра имеется промежуток шириной 50 мм, а с другой стороны разделительные стенки блока в форме кольцевого цилиндра и пластины нижней крышки блока стоят друг на друге (либо друг над другом, т.е. на покрытии), т.е. оси цилиндрической оболочки и блока в форме кольцевого цилиндра совпадают. В направлении потока реакционного газа нижнее кольцо находится после верхнего кольца установленного сегментированного блока в форме кольцевого цилиндра.If a segmented block in the form of an annular cylinder is inserted into the described high-pressure tank, it simply fits onto the support ring (14), so that on one side there is a gap of 50 width between the cylindrical shell of the high-pressure tank and the outer shell of the block in the form of an annular cylinder mm, and on the other hand, the separation walls of the block in the form of an annular cylinder and the plates of the lower cover of the block stand on top of each other (or one above the other, i.e. on the coating), i.e. the axis of the cylindrical shell and the block in the form of an annular cylinder coincide. In the direction of the reaction gas flow, the lower ring is located after the upper ring of the mounted segmented block in the form of an annular cylinder.

Между соседними разделительными стенками W_T в каждом случае располагают по десять прямых (не искривленных) поперечных (несущих) стенок Q (54), имеющих высоту 200 мм и толщину 20 мм. Соединение несущих стенок с разделительными стенками W_T осуществляют сваркой. Длина несущих стенок естественным образом возрастает сообразно расстоянию между ними и внутренней оболочкой блока в форме кольцевого цилиндра, то есть с уменьшением расстояния между ними и внешней оболочкой блока в форме кольцевого цилиндра.In each case, there are ten straight (not curved) transverse (bearing) walls Q (54) between adjacent dividing walls W _T , having a height of 200 mm and a thickness of 20 mm. The connection of the bearing walls with the dividing walls W _{T is} carried out by welding. The length of the supporting walls naturally increases in accordance with the distance between them and the inner shell of the block in the form of an annular cylinder, that is, with a decrease in the distance between them and the outer shell of the block in the form of an annular cylinder.

С точки зрения техники применения целесообразно, чтобы в пределах одного и того же секторного пространства между несущими стенками Q были равные промежутки.From the point of view of application technology, it is advisable that within the same sector space between the supporting walls Q there are equal gaps.

Несущие стенки Q имеют такую форму, что расстояние от их нижнего края до нижнего кольца сегментированного блока в форме кольцевого цилиндра составляет 40 мм.The bearing walls Q have such a shape that the distance from their lower edge to the lower ring of the segmented block in the form of an annular cylinder is 40 mm.

Кроме того, в поперечных стенках Q имеются сквозные отверстия О, причем целесообразно, чтобы их центр располагался на половине высоты поперечной стенки. С ростом расстояния от внутренней оболочки блока в форме кольцевого цилиндра количество сквозных отверстий О на поперечную стенку возрастает. Целесообразно выполнять расположенные в разных секторных пространствах поперечные стенки Q, находящиеся на одинаковом расстоянии от внутренней оболочки блока в форме кольцевого цилиндра, конгруэнтными. Предпочтительно, чтобы сквозные отверстия О были круглыми.In addition, there are through holes O in the transverse walls Q, and it is advisable that their center be located at half the height of the transverse wall. With increasing distance from the inner shell of the block in the form of an annular cylinder, the number of through holes O on the transverse wall increases. It is advisable to perform transverse walls Q located in different sector spaces, located at the same distance from the inner shell of the block in the form of an annular cylinder, congruent. Preferably, the through holes O are round.

На созданную таким образом в пределах одного секторного пространства несущую конструкцию помещают выполненный точно по ней решетчатый сектор, который несет твердый слой катализатора.A lattice sector made exactly along it, which carries a solid catalyst layer, is placed on the supporting structure created in this way within one sector space.

Как правило, формованные изделия катализатора не насыпают непосредственно на решетчатый сектор (при необходимости на решетку помещают еще и сетку из металлической проволоки (например, из нержавеющей стали, из которой изготовлен бак высокого давления) с малым размером ячейки). Это связано с тем, что формованные изделия катализатора обычно имеют меньшие линейные размеры, чем ячейки решетки. В случае описанного реактора целесообразно, чтобы размер ячеек использованных решетчатых секторов составлял от 2 или 3 до 7 мм, например 4 мм.Typically, molded articles of the catalyst are not poured directly onto the grating sector (if necessary, a grid of metal wire (for example, stainless steel, from which the pressure tank is made) with a small cell size is also placed on the grate). This is because molded catalyst articles typically have smaller linear dimensions than lattice cells. In the case of the described reactor, it is advisable that the cell size of the used lattice sectors is from 2 or 3 to 7 mm, for example 4 mm

Соответственно, сначала на одинаковую для всех решетчатых секторов высоту, составляющую 50 мм, насыпают инертные шарики из Steatit С 220 производства фирмы CeramTec с диаметром 5 мм, за чем следует засыпка из фасонных изделий с катализирующей активностью. На эту инертную засыпку насыпают до высоты 25 мм еще одну инертную засыпку из шариков, изготовленных из того же стеатита, но с диаметром от 2 до 3 мм, за чем следует засыпка из фасонных изделий с катализирующей активностью. В качестве формованных изделий катализатора применяют, например, нити диаметром 1,5 мм и длиной, распределенной по гауссиане в интервале от 10 мм до 15 мм, причем максимум распределения находится примерно на значении 12,5 мм (стехиометрическое соотношение элементов (распределение активных элементов, включая носитель, по массе), а также процедура изготовления предшественника катализатора и активации его до активного катализатора в остальном соответствуют описанным в примере 4 заявки на патент ФРГ DE-A 10219879).Accordingly, first inert balls of Steramit C 220 manufactured by CeramTec with a diameter of 5 mm are poured at the same height of 50 mm for all lattice sectors, followed by backfill of shaped products with catalytic activity. Another inert filling of balls made of the same steatite, but with a diameter of 2 to 3 mm, is poured onto this inert filling to a height of 25 mm, followed by a filling of shaped products with catalytic activity. As molded articles of the catalyst, for example, yarns with a diameter of 1.5 mm and a length distributed over a Gaussian in the range from 10 mm to 15 mm are used, and the maximum distribution is approximately 12.5 mm (stoichiometric ratio of elements (distribution of active elements, including the carrier, by weight), as well as the procedure for manufacturing the catalyst precursor and activating it to the active catalyst, otherwise correspond to those described in example 4 of the German patent application DE-A 10219879).

Высота засыпки формованных изделий катализатора единообразна и составляет 300 мм (единообразия ее можно достичь простым образом, например, накладывая на готовую засыпку (на верхнее кольцо) дырчатый металлический лист или решетку и удаляя формованные изделия катализатора, выступающие из ее отверстий). Затем твердый слой катализатора накрывают засыпкой из колец, изготовленных из Steatit С 220 производства фирмы CeramTec (до верхнего кольца сегментированного блока в форме кольцевого цилиндра). Геометрические характеристики колец из стеатита составляют 7 мм × 7 мм × 4 мм ((внешний диаметр) × (высота) × (внутренний диаметр)), а высота засыпки единообразна и составляет 200 мм (исключение: в случае первого блока в форме кольцевого цилиндра в направлении потока реакционного газа эта высота засыпки составляет всего 60 мм).The filling height of the molded catalyst articles is uniform and amounts to 300 mm (it can be uniform in a simple manner, for example, by applying a holey metal sheet or grate to the finished filling (on the upper ring) and removing the molded catalyst products protruding from its openings). Then, the solid catalyst layer is covered with backfill from rings made of Steatit C 220 manufactured by CeramTec (to the upper ring of the segmented block in the form of an annular cylinder). The geometric characteristics of steatite rings are 7 mm × 7 mm × 4 mm ((outer diameter) × (height) × (inner diameter)), and the filling height is uniform and is 200 mm (exception: in the case of the first block in the form of an annular cylinder in in the direction of flow of the reaction gas, this backfill height is only 60 mm).

Единообразия высоты инертных засыпок можно достичь простым образом, например, накладывая на каждый решетчатый сектор остающуюся в инертном слое мерную рейку засыпки (16), представленную на фигуре 6, высота которой равна высоте засыпки, так что инертную засыпку можно просто сгладить вдоль нее до единого значения. Обычно толщина стенок этой рейки составляет от 0,3 до 2 см. Аналогичные мерные рейки засыпки можно также применять для засыпки активными изделиями.The uniformity of the height of the inert fillings can be achieved in a simple way, for example, by laying on each lattice sector the measured backfill remaining in the inert layer (16), shown in Fig. 6, the height of which is equal to the fill height, so that the inert fill can simply be smoothed along it to a single value . Typically, the wall thickness of this rail is from 0.3 to 2 cm. Similar measured backfill rails can also be used for backfilling with active products.

В качестве альтернативы кольцам из стеатита можно также применять сплошные цилиндры из стеатита размером 7 мм × 7 мм ((внешний диаметр) × (высота)). В качестве еще одной альтернативы можно применять шарики из стеатита диаметром от 5 мм до 6 мм.As an alternative to steatite rings, solid steatite cylinders of 7 mm × 7 mm ((outer diameter) × (height)) can also be used. As another alternative, steatite balls with a diameter of 5 mm to 6 mm can be used.

На этот последний в направлении потока (самый нижний) блок в форме кольцевого цилиндра, загруженный твердым слоем катализатора, помещают еще два загруженных твердым слоем катализатора блока в форме кольцевого цилиндра. Разделительные стенки W_T всех блоков в форме кольцевого цилиндра при этом накладываются друг на друга, т.е. точно так же, как и внешние и внутренние оболочки.On this last in the direction of flow (lowermost) block in the form of an annular cylinder loaded with a solid catalyst layer, two more loaded in a solid layer of catalyst block in the form of an annular cylinder are placed. The dividing walls W _{T of} all the blocks in the form of an annular cylinder are superimposed on each other, i.e. just like the outer and inner shells.

Там, где блоки в форме кольцевого цилиндра стоят друг на друге, неизбежно имеются тонкие газопроницаемые швы. Пространство (щель) между оболочкой в форме круглого цилиндра (1) бака высокого давления и внешней оболочкой блоков в форме кольцевого цилиндра целесообразно заполнять термоизолирующим материалом (например, минеральной ватой или стекловатой), который помещается на опорном кольце (14).Where blocks in the form of an annular cylinder stand on top of each other, there are inevitably thin gas-permeable seams. It is advisable to fill the space (gap) between the shell in the form of a round cylinder (1) of the high pressure tank and the outer shell of the blocks in the form of a ring cylinder with insulating material (for example, mineral wool or glass wool), which is placed on the support ring (14).

На высоте верхнего кольца соответствующего блока в форме кольцевого цилиндра оболочку форме круглого цилиндра (1) бака высокого давления и внешнюю оболочку загруженного твердым слоем катализатора блока в форме кольцевого цилиндра в каждом случае соединяют друг с другом сварной уплотнительной манжетой (17), обеспечивая газонепроницаемость. На фигуре 7 представлено увеличенное изображение сварной уплотнительной манжеты (17) в продольном разрезе. Она сконструирована так, что в состоянии компенсировать тепловое сокращение и расширение (как в процессе дегидрирования, так и в рамках регенерации катализатора имеют место существенные изменения температуры) соответствующего блока в форме кольцевого цилиндра, не надламываясь и не теряя герметичности. На высоте нижнего кольца соответствующего блока в форме кольцевого цилиндра такого уплотнения нет, поэтому оттуда в каждом случае в пространство (щель) между оболочкой в форме круглого цилиндра (1) бака высокого давления и внешней оболочкой (18) данного блока в форме кольцевого цилиндра проникает газ, обеспечивая уравнивание давления.At the height of the upper ring of the corresponding block in the form of an annular cylinder, a shell in the form of a round cylinder (1) of a high pressure tank and an outer shell of a block in the form of an annular cylinder loaded with a solid catalyst layer in each case are connected to each other by a welded sealing sleeve (17), ensuring gas impermeability. The figure 7 presents an enlarged image of a welded sealing sleeve (17) in longitudinal section. It is designed in such a way that it is able to compensate for thermal contraction and expansion (both in the process of dehydrogenation and in the framework of catalyst regeneration, significant changes in temperature take place) of the corresponding block in the form of an annular cylinder without breaking and without losing tightness. At the height of the lower ring of the corresponding block in the form of an annular cylinder, there is no such seal, therefore, gas penetrates from there into the space (gap) between the shell in the form of a round cylinder (1) of the high pressure tank and the outer shell (18) of this block in the form of a ring cylinder providing pressure equalization.

Под покровным (верхним) кольцом блока в форме кольцевого цилиндра, самого нижнего (последнего) в направлении потока реакционного газа, но выше нижнего кольца этого же блока в форме кольцевого цилиндра, во внутреннем пространстве блока в форме кольцевого цилиндра к внутренней оболочке с обеспечением газонепроницаемости приваривают дно (19), распространяющееся на все кольцевидное сечение этого внутреннего пространства и, соответственно, круглое. Там, где друг на друге стоят два кольцевых цилиндра, выше нижнего кольца блока в форме кольцевого цилиндра, верхнего в направлении потока реакционного газа, в соответствующем внутреннем пространстве блока в форме кольцевого цилиндра к внутренней оболочке приваривают по окружности внутреннего пространства стальную бленду (ленту), выступающую ниже сварного шва над щелью, имеющуюся между стоящими друг над другом блоками в форме кольцевого цилиндра, налагаясь на нее. Толщина ленты составляет около 8 мм, а ширина 60 мм.Under the cover (upper) ring of the block in the form of an annular cylinder, the lowest (last) in the direction of flow of the reaction gas, but above the lower ring of the same block in the form of an annular cylinder, in the inner space of the block in the form of an annular cylinder to weld with gas impermeability the bottom (19) extends to the entire annular section of this inner space and, accordingly, is round. Where two ring cylinders stand on top of each other, above the lower ring of the block in the form of a ring cylinder, the upper one in the direction of flow of the reaction gas, in the corresponding inner space of the block in the form of a circular cylinder, a steel hood (tape) is welded to the inner shell, protruding below the weld above the gap, which is between the blocks located one above the other in the form of an annular cylinder, overlapping it. The tape is about 8 mm thick and 60 mm wide.

В остальном расположенные друг над другом внутренние пространства блоков в форме кольцевого цилиндра в совокупности формируют общее не скошенное внутреннее пространство (20) цилиндрической формы, снизу закрытое дном (19), а сверху открывающееся в верхнюю крышку.Otherwise, the inner spaces of the blocks in the form of an annular cylinder located one above the other together form a common, non-beveled inner space (20) of a cylindrical shape, closed from the bottom by a bottom (19), and from above opening into the top cover.

В этом общем внутреннем пространстве (20) проходят трубы (21), по которым протекает необходимый для способа согласно изобретению входной газ II (трубы подачи входного газа II). Остаточный объем общего внутреннего пространства (20) вокруг труб подачи входного газа II заполняют кварцевым песком, размер зерна которого составляет от 0,3 до 1,2 мм (в качестве альтернативы возможно применение крошки оксидной керамики, ее гранулята или шариков (или иных мелких формованных изделий) из нее; предпочтительно, чтобы засыпка не содержала пыли, чего можно добиться, например, промывкой ее водой, а затем сушкой (например, сушкой пламенем)). Засыпка заканчивается ненамного ниже (примерно на 1 см) верхнего кольца первого в направлении потока реакционного газа блока в форме кольцевого цилиндра. Подачу входного газа II осуществляют между первым и вторым (в направлении потока реакционного газа), а также между вторым и третьим слоями твердого слоя катализатора.In this common interior space (20) pipes (21) pass through which the inlet gas II (inlet gas supply pipes II) necessary for the method according to the invention flows. The remaining volume of the total internal space (20) around the inlet gas supply pipes II is filled with quartz sand, the grain size of which is from 0.3 to 1.2 mm (alternatively, crushed oxide ceramics, its granules or balls (or other small molded products) from it; it is preferable that the filling does not contain dust, which can be achieved, for example, by washing it with water and then drying (for example, drying with a flame). The filling ends a little lower (about 1 cm) of the upper ring of the first block in the form of an annular cylinder in the direction of flow of the reaction gas. The feed gas II is supplied between the first and second (in the direction of flow of the reaction gas), as well as between the second and third layers of the solid catalyst layer.

Вход (22) труб (21) в реактор реализуют через верхнюю крышку реактора (3) через находящиеся в ней и жестко сваренные с ней входные штуцеры (23).The input (22) of the pipes (21) into the reactor is realized through the upper cover of the reactor (3) through the inlet fittings (23) located in it and rigidly welded with it.

Внешний диаметр стенок составляет 168,3 мм, а толщина стенок может быть от 2 до 7 мм. В каждом случае между двумя вышеупомянутыми твердыми слоями катализатора три такие трубы (трубы подачи входного газа II) обеспечивают снабжение входным газом II. В пределах одной такой группы труб подачи входного газа II их запитывают входным газом II из одного и того же источника. Как правило, однако, состав входного газа II, который подают (в направлении потока) между первым и вторым твердым слоем катализатора, и состав входного газа II, который подают между вторым и третьим твердым слоем катализатора, отличаются друг от друга и происходят из разных источников.The outer diameter of the walls is 168.3 mm, and the wall thickness can be from 2 to 7 mm. In each case, between these two solid catalyst layers, three such pipes (inlet gas supply pipes II) supply the inlet gas II. Within one such group of inlet gas supply pipes II, they are fed with inlet gas II from the same source. Typically, however, the composition of the inlet gas II, which is supplied (in the direction of flow) between the first and second solid catalyst layer, and the composition of the inlet gas II, which is fed between the second and third solid catalyst layer, are different from each other and come from different sources .

Объем подачи входного газа II на каждую группу из трех труб подачи входного газа II в каждом случае регулируют по общему количеству.The input gas supply volume II for each group of three input gas supply pipes II in each case is controlled by the total amount.

Уплотнение входов труб подачи входного газа II в верхнюю крышку реактора представлено в разрезе на фигуре 8. Его реализуют с помощью внешнего и внутреннего фланцевых соединений. Переход трубы, подводящей входной газ II, во входной штуцер (23) разделен на три части. Три части - это участок трубы во входном штуцере (24), участок трубы за пределами входного штуцера (25) и участок трубы в промежуточном диске (26). Внутреннее фланцевое соединение обеспечивает газонепроницаемую связь нижнего участка трубы снизу с участком трубы в промежуточном диске, а внешнее фланцевое соединение, с одной стороны, обеспечивает уплотнение (изоляцию) входного штуцера от окружающей среды, а одновременно обеспечивает газонепроницаемую связь верхнего участка трубы сверху с участком трубы в промежуточном диске. В качестве уплотнительного материала возможно применение, например, материалов на основе слюды, обработанного графита, либо же металлических уплотнений. Вышеописанная конструкция позволяет снять верхнюю крышку реактора уже после разъема внешнего фланцевого соединения, без необходимости изменять положение труб (21) в реакторе.The seal of the inlet of the inlet gas supply pipe II to the upper reactor lid is shown in section in FIG. 8. It is realized using external and internal flange connections. The transition of the pipe supplying the inlet gas II to the inlet fitting (23) is divided into three parts. Three parts are the pipe section in the inlet fitting (24), the pipe section outside the inlet fitting (25) and the pipe section in the intermediate disk (26). The internal flange connection provides a gas-tight connection of the lower pipe section from below with the pipe section in the intermediate disk, and the external flange connection, on the one hand, provides a seal (insulation) of the inlet fitting from the environment, and at the same time provides a gas-tight connection of the upper pipe section from above with the pipe section in intermediate disk. As a sealing material, it is possible to use, for example, materials based on mica, treated graphite, or metal seals. The above construction allows you to remove the top cover of the reactor after the external flange connection, without the need to change the position of the pipes (21) in the reactor.

Альтернативный вариант уплотнения для входа трубы подачи входного газа II в верхнюю крышку реактора представлен в продольном разрезе на фигуре 9.An alternative embodiment of a seal for entering the inlet gas supply pipe II into the upper reactor lid is shown in longitudinal section in FIG. 9.

Переход трубы, подводящей входной газ II, во входной штуцер (23) разделен на две части. Две части - это участок трубы во входном штуцере (27) и участок трубы за пределами входного штуцера (28). Внутренний диаметр последнего превышает внутренний диаметр первого на величину от 10 до 30 мм. Газонепроницаемый переход между ними реализуют посредством фланцевого соединения. Для этого к верхнему концу штуцера приварен наружный фланец, который доходит до проведенного внутри штуцера участка трубы, выступающего из этого фланца на величину от 10 до 30 мм и закрепленного на фланце с помощью сварной уплотнительной манжеты (29). К нижнему концу участка трубы за пределами входного штуцера (28) также приварен наружный фланец. В качестве уплотнительного материала возможно применение, например, материалов на основе слюды, обработанного графита, либо же металлических уплотнений.The transition of the pipe supplying the inlet gas II to the inlet fitting (23) is divided into two parts. Two parts are the pipe section in the inlet fitting (27) and the pipe section outside the inlet fitting (28). The inner diameter of the latter exceeds the inner diameter of the former by 10 to 30 mm. A gas-tight transition between them is realized by means of a flange connection. To do this, an outer flange is welded to the upper end of the nozzle, which reaches the portion of the pipe held inside the nozzle, protruding from this flange by 10 to 30 mm and fixed to the flange using a welded sealing sleeve (29). An outer flange is also welded to the lower end of the pipe section outside the inlet fitting (28). As a sealing material, it is possible to use, for example, materials based on mica, treated graphite, or metal seals.

На высоте сквозных отверстий О поперечных стенок Q первого блока в форме кольцевого цилиндра в направлении потока реакционного газа и на высоте сквозных отверстий О поперечных стенок Q второго блока в форме кольцевого цилиндра в направлении потока реакционного газа во внутренней оболочке данного блока в форме кольцевого цилиндра в каждом случае находятся три переходных отверстия МО, центры которых расположены в вершинах равностороннего треугольника. В каждом случае через эти отверстия МО поворачивают три трубы подачи входного газа II (они герметично вварены в эти отверстия), которые затем проходят через сквозные отверстия О поперечных стенок Q по радиусам в направлении внешней оболочки данного блока в форме кольцевого цилиндра, пока они не встретятся с размещенной в данном блоке в форме кольцевого цилиндра распределительной кольцевой трубой входного газа II KR (30), к которой они приварены, и которая - имеет тот же внешний и внутренний диаметр, что и подведенные к ней трубы подачи входного газа II. Распределительная кольцевая труба KR проходит на высоте сквозных отверстий О данного блока в форме кольцевого цилиндра через подобные виадукам сквозные отверстия в соответствующих перегородках W_T, но к мостикам виадуков она не приварена.At the height of the through holes O of the transverse walls Q of the first block in the form of an annular cylinder in the direction of flow of the reaction gas and at the height of the through holes of the transverse walls Q of the second block in the form of an annular cylinder in the direction of flow of the reaction gas in the inner shell of this block in the form of an annular cylinder in each In this case, there are three MO vias, the centers of which are located at the vertices of an equilateral triangle. In each case, three inlet gas supply pipes II are rotated through these openings of the MO (they are hermetically welded into these openings), which then pass through the through holes O of the transverse walls Q along the radii in the direction of the outer shell of this block in the form of an annular cylinder until they meet with an II KR (30) distribution ring inlet gas pipe placed in this block in the form of an annular cylinder, to which they are welded, and which has the same external and internal diameter as the inlet gas supply pipes brought to it aza II. The annular distribution pipe KR extends at the height of the through holes O of the given block in the form of an annular cylinder through viaduct-like through holes in the respective partitions W _T , but it is not welded to the viaduct bridges.

Ширина щели между распределительной трубой KR и сквозным отверстием составляет величину примерно от 4 до 15 мм.The gap width between the KR distribution pipe and the through hole is from about 4 to 15 mm.

Длина подающей трубы входного газа II, рассчитанная от входа ее в верхнюю крышку реактора до соответствующей распределительной кольцевой трубы KR, составляет величину не менее 3 и не более 6 м. Внешний диаметр окружности, описанной обеими распределительными кольцевыми трубами, составляет 2860 мм. Соответствующий внутренний диаметр равен 2560 мм.The length of the inlet gas supply pipe II, calculated from its entrance into the upper reactor cover to the corresponding distribution ring pipe KR, is at least 3 and not more than 6 m. The outer diameter of the circle described by both distribution ring pipes is 2860 mm. The corresponding inner diameter is 2560 mm.

В то время как прохождение подающих труб входного газа II через переходные отверстия МО обеспечено уплотнениями, к соответствующему прохождению через сквозные отверстия О это не относится. Это реализуется с сообщением.While the passage of the supply pipes of the inlet gas II through the vias of the MO is provided by seals, this does not apply to the corresponding passage through the vias of O. This is implemented with a message.

Ширина щели может составлять от 2 до 10 мм.The width of the gap can be from 2 to 10 mm.

От распределительной кольцевой трубы KR (30) распределительные трубы входного газа II, проведенные через сквозные отверстия О, ведут в радиальном направлении к внешней, а также к внутренней оболочке блока в форме кольцевого цилиндра.From the distribution ring pipe KR (30), the inlet gas distribution pipes II, conducted through the through holes O, lead radially to the outer as well as to the inner shell of the block in the form of an annular cylinder.

Внешний диаметр распределительных труб находится в пределах от 80 до 110 мм и может составлять, например, 88,9 мм. Толщина стенок распределительных труб находится в пределах от 2,1 до 6,3 мм.The outer diameter of the distribution pipes ranges from 80 to 110 mm and can be, for example, 88.9 mm. The thickness of the walls of the distribution pipes is in the range from 2.1 to 6.3 mm.

Между поперечными стенками Q блока в форме кольцевого цилиндра распределительные трубы (32) поворачивают вниз в направлении нижнего кольца блока в форме кольцевого цилиндра.Between the transverse walls Q of the block in the form of an annular cylinder, the distribution pipes (32) are rotated downward in the direction of the lower ring of the block in the form of an annular cylinder.

Непосредственно под несущей конструкцией первого блока в направлении потока реакционного газа и второго в направлении потока реакционного газа (но не под несущей конструкцией третьего в направлении потока реакционного газа) блока в форме кольцевого цилиндра находятся оснащенные выходными отверстиями А квадратные дозировочные боксы (31), с ребрами a, b и с, грани которых представлены тремя парами конгруэнтных прямоугольников, в каковые боксы открываются распределительные трубы, как это показано в продольном разрезе на фигуре 10 (целесообразно, чтобы толщина стенок дозировочных боксов составляла от 1 до 3 мм, предпочтительно - от 1,5 до 2,5, а преимущественно - 2 мм). В дозировочные (распределительные) боксы, имеющие короткие ребра а, открывается, как правило, только одна распределительная труба. В дозировочные (распределительные) боксы, имеющие длинные ребра а, открывается до трех распределительных труб. Длина ребер с для всех дозировочных боксов одинакова и составляет 40 мм, а длина ребер b также одинакова для всех дозировочных боксов и равняется 150 мм. В отличие от этого, длина ребер а для различных боксов различна. Для всех боксов один из двух попарно конгруэнтных прямоугольников а×b в каждом случае находится на уровне нижнего кольца блока в форме кольцевого цилиндра.Directly under the supporting structure of the first unit in the direction of the reaction gas flow and the second in the direction of the reaction gas flow (but not under the supporting structure of the third in the direction of the reaction gas flow), a block in the form of an annular cylinder are equipped with outlet openings A square metering boxes (31), with ribs a, b and c, the faces of which are represented by three pairs of congruent rectangles, into which boxes the distribution pipes open, as shown in longitudinal section in figure 10 ( an off the wall thickness of boxes dosage is from 1 to 3 mm, preferably - from 1.5 to 2.5, and advantageously - 2 mm). In dosing (distribution) boxes having short ribs a, as a rule, only one distribution pipe opens. In dosing (distribution) boxes with long ribs a, up to three distribution pipes open. The length of the ribs c for all dosing boxes is the same and is 40 mm, and the length of the ribs b is also the same for all dosing boxes and is 150 mm. In contrast, the length of the ribs a for different boxes is different. For all boxes, one of two pairwise congruent rectangles a × b in each case is at the level of the lower ring of the block in the form of an annular cylinder.

Все ребра с перпендикулярны плоскости нижнего кольца и направлены к принадлежащему к этому блоку в форме кольцевого цилиндра верхнему кольцу. Ребра а всех боксов параллельны. Расстояние между двумя соседними дозировочными боксами равно 130 мм. В такой последовательности дозировочные боксы распределены по всему сечению внутреннего пространства блока в форме кольцевого цилиндра. Ребра а проходят по секущей от одной стороны внешней оболочки блока в форме кольцевого цилиндра к другой стороне внешней оболочки. Если они при этом встречаются с внутренней оболочкой блока в форме кольцевого цилиндра, то дозировочный бокс заканчивается незадолго до внутренней оболочки, а на противоположной стороне окружности внутренней оболочки он продолжается в виде нового (отдельного) дозировочного бокса с аналогичной длиной ребра а. На внутренней стороне наружной оболочки, а также на внешней стороне внутренней оболочки блока в форме кольцевого цилиндра находятся держатели (33), предпочтительно - выполненные с геометрическим замыканием, на которых в середине прямоугольника b×с закреплены дозировочные боксы. На фигурах 11 (вид сбоку) и 12 (вид сверху) представлен пример такого держателя, выполненного с геометрическим замыканием.All ribs with are perpendicular to the plane of the lower ring and are directed to the upper ring belonging to this block in the form of an annular cylinder. The ribs of all the boxes are parallel. The distance between two adjacent dosing boxes is 130 mm. In this sequence, the metering boxes are distributed over the entire cross section of the inner space of the block in the form of an annular cylinder. The ribs a extend along the secant from one side of the outer shell of the block in the form of an annular cylinder to the other side of the outer shell. If at the same time they meet with the inner shell of the block in the form of an annular cylinder, then the dosing box ends shortly before the inner shell, and on the opposite side of the circumference of the inner shell it continues in the form of a new (separate) dosing box with a similar rib length a. On the inner side of the outer shell, as well as on the outer side of the inner shell of the block in the form of an annular cylinder, there are holders (33), preferably made with a geometric closure, on which dosing boxes are fixed in the middle of the b × c rectangle. In figures 11 (side view) and 12 (top view) presents an example of such a holder made with a geometric closure.

В случае применения дозировочных многогранников (предпочтительно - правильных 12-угольников), обладающих газопроницаемостью по всем 360° окружности, можно, например, ориентироваться на следующие размеры:In the case of metering polyhedra (preferably regular 12-gons) with gas permeability along all 360 ° of the circle, for example, you can focus on the following dimensions:

Длина канта b: 160 мм;Edge length b: 160 mm;

Длина канта с: 40 мм;Edge length s: 40 mm;

Толщина стенок дозировочных боксов: 2 мм;The thickness of the walls of the metering boxes: 2 mm;

Расстояние между дозировочными боксами, расположенными друг за другом по радиусу (интервал): 125 мм;The distance between the metering boxes located one after another along the radius (interval): 125 mm;

Внутренний диаметр выходных отверстий А: 2,5 мм;Inner diameter of outlet openings A: 2.5 mm;

Расстояние между двумя выходными отверстиями А, соседствующими на «бусах» (от центра до центра): одинаковое, равное 60 мм;The distance between the two outlet holes A adjacent to the “beads” (from center to center): the same, equal to 60 mm;

Расстояние от воображаемой «нити бус» до края а, обращенного к нижнему кольцу блока в форме кольцевого цилиндра: 10 мм; иThe distance from the imaginary "string of beads" to the edge a, facing the lower ring of the block in the form of an annular cylinder: 10 mm; and

Выходные отверстия А противоположных друг другу в радиальном направлении прямоугольников а×с распределительных боксов, следующих друг за другом в радиальном направлении, расположены друг напротив друга.The outlet openings A of the radially opposite rectangles a × c of the distribution boxes next to each other in the radial direction are located opposite each other.

С точки зрения техники применения снабжение дозировочных многогранников входным газом II, содержащим молекулярный кислород, целесообразно осуществлять так, чтобы точки введения в один и тот же многогранник были равномерно распределены по контуру многогранника. Количество этих точек введения для одного и того же многогранника может составлять, например, 2, или 3, или 4, или 5, или 6, или 7, или более. С повышением числа точек введения значение давления на конкретных выходных отверстиях А многогранника распределяется все более равномерно. На фигуре 18 схематически представлена такая структура дозировочного многогранника.From the point of view of the application technique, it is advisable to supply the metering polyhedra with an inlet gas II containing molecular oxygen so that the points of introduction into the same polyhedron are uniformly distributed along the contour of the polyhedron. The number of these introduction points for the same polyhedron can be, for example, 2, or 3, or 4, or 5, or 6, or 7, or more. With an increase in the number of insertion points, the pressure value at specific outlet openings A of the polyhedron is more and more evenly distributed. Figure 18 schematically shows such a structure of a dosage polyhedron.

В альтернативном варианте исполнения можно распределять дозировочные боксы по сечению внутреннего пространства блока в форме кольцевого цилиндра не по секущим, но в виде концентрических многоугольников или концентрических окружностей, наподобие паутины. При этом возможно изготовление сплошных многоугольников или окружностей, проходящих по всему углу 360° (один дозировочный многоугольник или одна дозировочная окружность), или в виде отдельных дозировочных боксов.In an alternative embodiment, the dispensing boxes can be distributed over the cross-section of the inner space of the block in the form of an annular cylinder not in secants, but in the form of concentric polygons or concentric circles, like a web. In this case, it is possible to produce solid polygons or circles extending over the entire 360 ° angle (one metering polygon or one metering circle), or in the form of separate metering boxes.

Целесообразно осуществлять размещение дозировочных боксов одинаково (конгруэнтно) для обоих блоков в форме кольцевого цилиндра.It is advisable to place the dosage boxes in the same (congruent) for both blocks in the form of an annular cylinder.

Выходные отверстия А находятся на сторонах-прямоугольниках а×с дозировочных боксов (распределительных боксов), имеющих форму параллелепипедов. Все они круглые, а их внутренний диаметр находится в пределах от 2 до 4 мм, предпочтительно составляя 3 мм.Outlets A are located on the rectangle sides a × c of the metering boxes (distribution boxes) having the shape of parallelepipeds. They are all round and their inner diameter is in the range of 2 to 4 mm, preferably 3 mm.

Выходные отверстия А находятся на обеих конгруэнтных сторонах-прямоугольниках а×с дозировочного бокса (распределительного бокса), располагаясь подобно бусинам, нанизанным на нить, причем «нить» располагается на расстоянии 5 мм от ребра а, обращенного к нижнему кольцу блока в форме кольцевого цилиндра, и параллельна этому ребру а. Расстояние от одного выходного отверстия А до ближайшего к нему в «бусах» выходного отверстия А всегда составляет (будучи измерено от центра до центра) 100 мм (в качестве альтернативы возможно и другое единообразное расстояние, лежащее в диапазоне 50 до 100 мм). В описываемом реакторе общее число выходных отверстий А всех дозировочных (распределительных) боксов, размещенных в одном блоке в форме кольцевого цилиндра, составляет около 2000 (если расстояние между двумя соседними по «бусам» выходными отверстиями А выбирают менее 100 мм, то общее число выходных отверстий А может составлять до 10000 или до 5000). Канты а, обращенные к нижнему кольцу блока в форме кольцевого цилиндра, не должны выступать из пределов нижнего кольца. В завершение следует указать, что там, где дозировочные (распределительные) встречаются с разделительными стенками W_T, в этих разделительных стенках W_T имеются соответствующие проемы для этих дозировочных (распределительных) боксов, причем между внутренним контуром проема и внешним контуром дозировочного (распределительного) бокса имеется проницаемый для газа промежуток размером около 1 см. Выходные отверстия А противоположных друг другу в радиальном направлении прямоугольников а×с распределительных боксов, следующих друг за другом в радиальном направлении, расположены друг напротив друга.Outlets A are located on both congruent sides-rectangles a × c of the metering box (distribution box), arranged like beads strung on a thread, the “thread” being located at a distance of 5 mm from the edge a, facing the lower ring of the block in the form of an annular cylinder , and parallel to this edge a. The distance from one outlet A to the closest outlet in the “beads” is always (measured from the center to the center) 100 mm (as an alternative, another uniform distance lying in the range of 50 to 100 mm is also possible). In the described reactor, the total number of outlet openings A of all dosing (distribution) boxes placed in one block in the form of an annular cylinder is about 2000 (if the distance between two adjacent outlet “A” beads is chosen less than 100 mm, then the total number of outlet openings And it can be up to 10,000 or up to 5000). Edges a, facing the lower ring of the block in the form of an annular cylinder, should not protrude from the bottom of the lower ring. In conclusion, it should be pointed out that where the dosing (distribution) boxes meet the dividing walls W _T , in these dividing walls W _T there are corresponding openings for these dosing (distribution) boxes, and between the internal contour of the opening and the external contour of the dosing (distribution) box there is a gas permeable gap of about 1 cm in size. Outlets A of radially opposite rectangles a × c of the distribution boxes next to each other in the radial direction radial direction, located opposite each other.

В принципе, общее число выходных отверстий А, как уже сказано, может быть одинаковым в различных блоках в форме кольцевого цилиндра.In principle, the total number of outlet openings A, as already mentioned, can be the same in different blocks in the form of an annular cylinder.

Однако, эти значения могут и отличаться друг от друга. Т.е. в направлении потока реакционного газа от одного блока в форме кольцевого цилиндра к другому блоку в форме кольцевого цилиндра это общее количество может возрастать или убывать.However, these values may differ from each other. Those. in the direction of flow of the reaction gas from one block in the form of an annular cylinder to another block in the form of an annular cylinder, this total may increase or decrease.

Контроль за частичным дегидрированием по меньшей мере одного подлежащего дегидрированию углеводорода с гетерогенным катализом согласно изобретению в описанном многоступенчатом осевом реакторе и управление им целесообразно осуществлять посредством измерения температур в различных обладающих каталитической активностью засыпках конкретного твердого слоя катализатора.Partial dehydrogenation of at least one heterogeneous catalysed hydrocarbon to be dehydrogenated according to the invention in the described multi-stage axial reactor and it is advisable to control it by measuring temperatures in various catalyst beddings of a particular solid catalyst layer.

Высота каталитически активной засыпки из формованных изделий катализатора твердого слоя катализатора вышеописанного осевого многоступенчатого реактора в направлении потока реакционного газа составляет 300 мм (30 см) (разумеется, многоступенчатый реактор в полном соответствии с планом может быть спроектирован и под отличающуюся от 30 см высоту засыпки (например, 40 см). Высота засыпки, составляющая 40 см, рекомендована, например, в тех случаях, когда в качестве формованных изделий катализатора применяют нити с диаметром 3 мм, которые обеспечивают меньшее падение давления; увеличение высоты засыпки дает то преимущество, что позволяет уменьшить диаметр внутреннего пространства блоков в форме кольцевого цилиндра до 5,47 м, что ведет к уменьшению площади обдува катализаторной засыпки до 21,6 м²).The height of the catalytically active bed of molded catalyst products of the solid catalyst layer of the above-described axial multistage reactor in the direction of the reaction gas flow is 300 mm (30 cm) (of course, a multistage reactor in full accordance with the plan can also be designed for a bed height different from 30 cm (for example , 40 cm). A backfill height of 40 cm is recommended, for example, in cases where threads with a diameter of 3 mm are used as molded catalyst products, which ensure a smaller pressure drop; an increase in the filling height gives the advantage of reducing the diameter of the inner space of the blocks in the form of an annular cylinder to 5.47 m, which leads to a decrease in the area of blowing of the catalyst filling to 21.6 m ² ).

Измерения температуры проводят в направлении потока реакционного газа на следующих высотах каталитически активной засыпки:Temperature measurements are taken in the direction of the reaction gas flow at the following heights of the catalytically active backfill:

0 см;0 cm;

7,5 см;7.5 cm;

15 см;15 cm;

22,5 см и22.5 cm and

30 см.30 cm

Если высота засыпки из формованных изделий, обладающих каталитической активностью, отличается от 300 мм (например, 240 мм, или 260 мм, или 280 мм), то измерения температуры проводят на пяти высотах, соответственно, равным образом распределенных по этой высоте засыпки.If the height of the backfill from molded articles with catalytic activity differs from 300 mm (for example, 240 mm, or 260 mm, or 280 mm), then temperature measurements are carried out at five heights, respectively, equally distributed over this height of the backfill.

Для этого перпендикулярно оси соответствующего блока в форме кольцевого цилиндра (т.е. горизонтально, в радиальном направлении) через оболочку (1) прямого круглого цилиндра, а также через внешнюю оболочку блока в форме кольцевого цилиндра в каталитически активную засыпку тройного вводят на уровне каждой из вышеупомянутых высот Sh по три направляющих пальца (34) для вставки тройного термоэлемента (тройной термоэлемент проводит одновременные замеры температуры на трех различных (как правило, лежащих на равном расстоянии друг от друга) глубинах ввода), ср. фигуру 13. Отдельный направляющий палец простирается вплоть до внутренней оболочки блока в форме кольцевого цилиндра и закрыт от твердого слоя катализатора. Т.е. внутреннее пространство направляющего пальца не контактирует с реакционным газом. Внутренний диаметр каждого направляющего пальца находится в пределах от 3 до 5 мм, а внешний диаметр направляющего пальца составляет от 6 до 8 мм. Три направляющих пальца (34), расположенных на одной и той же высоте засыпки Sh, распределены при этом по окружности оболочки (1) так, что следующие друг за другом вдоль окружности оболочки направляющие пальцы, если мысленно продлить их до пересечения друг с другом, расположены под углом 120° друг к другу. Направляющие пальцы, находящиеся на следующих друг за другом в направлении потока высотах засыпки Sh, не перекрываются с предыдущими тремя направляющими пальцами, а сдвинуты относительно их на 90°. При этом направление вышеупомянутого сдвига (по часовой стрелке или против нее) сохраняют по всей высоте засыпки с каталитической активностью, так что направляющие пальцы на высотах Sh=0 см и Sh=30 см перекрывают друг друга, как это показано на фиг.14.For this, perpendicular to the axis of the corresponding block in the form of an annular cylinder (i.e. horizontally, in the radial direction) through the shell (1) of a straight circular cylinder, as well as through the outer shell of a block in the form of an annular cylinder, a triple catalytically backfill is introduced at the level of each of of the aforementioned heights Sh, three guide fingers (34) for inserting a triple thermocouple (a triple thermocouple performs simultaneous temperature measurements at three different depths (usually lying at an equal distance from each other)) input ah), cf. figure 13. A separate guide pin extends up to the inner shell of the block in the form of an annular cylinder and is closed from the solid catalyst layer. Those. the interior of the guide pin does not come in contact with the reaction gas. The inner diameter of each guide pin is in the range of 3 to 5 mm, and the outer diameter of the guide pin is from 6 to 8 mm. Three guide fingers (34) located at the same height of the backfill Sh are distributed along the circumference of the shell (1) so that the guide fingers following each other along the circumference of the shell, if they are mentally extended to intersect each other, are located at an angle of 120 ° to each other. The guide fingers located at the heights of the filling Sh, which are next to each other in the flow direction, do not overlap with the previous three guide fingers, but are shifted by 90 ° relative to them. In this case, the direction of the aforementioned shift (clockwise or counterclockwise) is maintained over the entire height of the bed with catalytic activity, so that the guide fingers overlap each other at heights Sh = 0 cm and Sh = 30 cm, as shown in Fig. 14.

Температуры, измеренные на высотах засыпки Sh=0 см и Sh=30 см, используют как меру, чтобы регулировать дозировку входного газа II перед тем твердым слоем катализатора, в котором осуществляют измерение температуры. Изменение молярного соотношения между подлежащим дегидрированию углеводорода и дегидрированным углеводородом на участке от вхождения реакционного газа в штуцер трубы входного газа (4) до выхода реакционного газа из штуцера трубы отходящего газа (5) дает показатель оборота дегидрирования, отнесенный к однократному прохождению через реактор. Нагнетание входных газов II осуществляют так, чтобы достичь желаемого оборота дегидрирования.The temperatures measured at the filling heights Sh = 0 cm and Sh = 30 cm are used as a measure to adjust the dosage of the inlet gas II before the solid catalyst bed in which the temperature is measured. A change in the molar ratio between the hydrocarbon to be dehydrogenated and the dehydrogenated hydrocarbon in the area from the entry of the reaction gas into the inlet pipe fitting (4) to the outlet of the reaction gas from the exhaust gas pipe fitting (5) gives an indicator of the dehydrogenation turnover related to a single passage through the reactor. The injection of the input gases II is carried out so as to achieve the desired dehydrogenation turnover.

На фигурах 13 и 14 в подробностях показано введение направляющего пальца (34) в продольном разрезе.In figures 13 and 14 in detail shows the introduction of the guide finger (34) in longitudinal section.

При этом видно, что направляющий палец (34) в пределах твердого слоя катализатора проходит внутри - также закрытого - защитного пальца (35), имеющего внутренний диаметр, в пределах от 4 до 7 мм и внешний диаметр - от 6 до 9 мм. Щель между внешней стенкой направляющего пальца и внутренней стенкой защитного пальца должна быть по возможности мала. При необходимости остающуюся щель заполняют теплопроводящей пастой для высоких температур. Защитный палец приварен в внутренней стенке (36) внешней оболочки блока в форме кольцевого цилиндра с обеспечением газонепроницаемости, так что реакционный газ не может проникнуть в этом месте в щель (38) между оболочкой (1) и внешней оболочкой блока в форме кольцевого цилиндра. Вне пределов оболочки (1) направляющий палец проходит по оси симметрии продувочной трубы (37), внутренний диаметр которой равен ок. 45 мм, а внешний диаметр составляет 50,8 мм. Длина направляющего пальца составляет 2000 мм, а длина продувочной трубы - 400 мм. Продувочная труба герметично закрыта фланцем (39), в который через уплотнение с помощью зажимного кольца (40) входит направляющий палец.It can be seen that the guide pin (34) within the solid catalyst layer passes inside the - also closed - protective finger (35) having an inner diameter in the range from 4 to 7 mm and an outer diameter from 6 to 9 mm. The gap between the outer wall of the guide finger and the inner wall of the protective finger should be as small as possible. If necessary, the remaining gap is filled with heat-conducting paste for high temperatures. A protective finger is welded in the inner wall (36) of the outer shell of the block in the form of an annular cylinder to ensure gas impermeability, so that the reaction gas cannot penetrate into the slot (38) between the shell (1) and the outer shell of the block in the form of an annular cylinder. Outside the shell (1), the guide pin extends along the axis of symmetry of the purge pipe (37), whose inner diameter is approx. 45 mm and the outer diameter is 50.8 mm. The length of the guide pin is 2000 mm, and the length of the purge pipe is 400 mm. The purge pipe is hermetically closed by a flange (39), into which a guide pin enters through the seal using the clamping ring (40).

С наружной стороны оболочки (1) продувочная труба приварена герметично. Прохождение направляющего пальца (34) через оболочку (1) герметичностью не обладает. Через приваренный к продувочной трубе штуцер (41) подают инертный газ (предпочтительно молекулярный азот, например, промышленный азот, содержащий до 1 об.% О₂, водяного пара или их смесей), который при прохождении направляющего пальца (34) через оболочку (1) получает доступ в щель между оболочкой (1) и внешней оболочкой блока в форме кольцевого цилиндра (в часть продувочных труб инертный газ подают непрямым путем через щель (38)). Кроме того, на фигуре 13 показана сварная уплотнительная манжета 17.From the outside of the sheath (1), the purge pipe is hermetically welded. The passage of the guide pin (34) through the shell (1) is not leakproof. An inert gas (preferably molecular nitrogen, for example, industrial nitrogen containing up to 1 vol.% O ₂ , water vapor or mixtures thereof) is supplied through a fitting (41) welded to the purge pipe, which, when the guide pin (34) passes through the shell (1) ) gets access to the gap between the shell (1) and the outer shell of the block in the form of an annular cylinder (inert gas is supplied indirectly through the gap (38) to part of the purge pipes). In addition, figure 13 shows a welded sealing sleeve 17.

Как правило, эти потоки инертного газа в общем составляют менее 1 об.%, часто даже менее 0,1 или меньше чем 0,01 об.%, от объемного потока реакционного газа (в Нм³).Typically, these inert gas flows generally comprise less than 1 vol.%, Often even less than 0.1 or less than 0.01 vol.%, Of the volumetric flow of the reaction gas (in Nm ³ ).

На фигурах 15 и 16 показаны в продольном разрезе две двуноги, стабилизированные поперечной распоркой. Они состоят из трубок, имеющих внешний диаметр 6 мм и толщину стенок 1 мм. Трубки, образующие обе ножки, введены в опорные пластины (43) (30 мм × 10 мм × 20 мм ((ширина) × (высота) × (глубина)). Там, где ножки сходятся вместе, а также при необходимости - в середине поперечной распорки, перпендикулярно к плоскости среза введены короткие втулки (42).In figures 15 and 16 are shown in longitudinal section two bipods stabilized by a transverse strut. They consist of tubes having an outer diameter of 6 mm and a wall thickness of 1 mm. The tubes forming both legs are inserted into the support plates (43) (30 mm × 10 mm × 20 mm ((width) × (height) × (depth)). Where the legs meet together and, if necessary, in the middle transverse struts, perpendicular to the plane of the cut introduced short bushings (42).

Перед засыпкой твердого слоя катализатора на решетчатый сектор устанавливают множество таких двуног. Через вышеупомянутые втулки (42) проводят защитные пальцы в целях стабилизации горизонтального положения направляющих пальцев для термоэлементов и воспрепятствования их провисанию.Before backfilling the solid catalyst layer, a plurality of such bipeds are mounted on the trellised sector. Through the above-mentioned bushings (42), protective fingers are passed in order to stabilize the horizontal position of the guide fingers for thermocouples and prevent them from sagging.

Направляющие пальцы, расположенные друг над другом (Sh=0 см, Sh=30 см), можно опирать на одну и ту же двуногу, как это показано на фигуре 16.The guide fingers located one above the other (Sh = 0 cm, Sh = 30 cm) can be supported on the same biped, as shown in figure 16.

Целесообразно дополнительно улучшить адиабатические качества описанного осевого многоступенчатого реактора, размещая на внешней поверхности стенки бака высокого давления соответствующие термоизоляционные материалы (например, стеклопену или минеральную вату с толщиной слоя, например, от 300 до 500 мм). Размещать эти материалы можно, например, с помощью держателей, закрепленных (например, приваренных) на внешней стенке.It is advisable to further improve the adiabatic qualities of the described multi-stage axial reactor by placing appropriate heat-insulating materials (for example, fiberglass or mineral wool with a layer thickness, for example, from 300 to 500 mm) on the outer surface of the pressure vessel wall. These materials can be placed, for example, with the help of holders fixed (for example, welded) on the outer wall.

Частичное дегидрирование пропана до пропилена с гетерогенным катализом, упомянутое перед описанием конструкции шахтного реактора, выполненного в виде многоступенчатого реактора, можно реализовывать в этом многоступенчатом реакторе, например, следующим образом.Partial dehydrogenation of propane to propylene with heterogeneous catalysis, mentioned before the description of the design of the shaft reactor, made in the form of a multi-stage reactor, can be implemented in this multi-stage reactor, for example, as follows.

Через штуцер входной газовой трубы в многоступенчатый реактор подают 116306 Нм³/ч реакционного газа, включающего в себя следующие компоненты (потоками инертного газа N₂ в крышку реактора и в продувочные трубы (27) здесь пренебрегают, поскольку их совокупное количество составляет менее 0,01 об.%, от количества реакционного газа (в Нм³)):116,306 Nm ³ / h of reaction gas is supplied through the inlet gas pipe fitting to the multi-stage reactor, which includes the following components (inert gas flows N ₂ into the reactor cover and purge pipes (27) are neglected here, since their total amount is less than 0.01 vol.%, from the amount of reaction gas (in Nm ³ )):

пропанpropane 34,44 об.%34.44 vol.% пропиленpropylene 0,2 об.%0.2 vol.% N₂ N ₂ 52,8 об.%52.8 vol.% O₂ O ₂ 3,04 об.%3.04 vol.% CO₂ CO ₂ 1,61 об.%1.61 vol.% СОWith 0,39 об.%0.39 vol.% Н₂ H ₂ 0,09 об.%0.09 vol.% этанethane 0,12 об.%0.12 vol.% Н₂ОH ₂ O 7,22 об.%7.22 vol.% изобутенisobutene 0,01 об.%0.01 vol.% акриловая кислотаacrylic acid 0,04 об.%0.04 vol.% акролеинacrolein 0,02 об.%0.02 vol.% уксусная кислотаacetic acid 0,02 об.%0.02 vol.%

Реакционный газ обладает температурой 394°С и на входе находится под давлением 3,10 бар.The reaction gas has a temperature of 394 ° C and is at a pressure of 3.10 bar at the inlet.

Между первым и вторым твердыми слоями катализатора в направлении потока реакционного газа через выходные отверстия А соответствующих распределительных боксов в качестве входного газа II 1 подают 2930 Нм³/ч смеси воздуха и водяного пара, содержащей следующие компоненты:Between the first and second solid catalyst layers in the direction of the reaction gas flow through the outlet openings A of the respective distribution boxes, 2930 Nm ³ / h of air-water vapor mixture containing the following components is supplied as inlet gas II 1:

водаwater 34,9 об.%34.9 vol.% N₂ N ₂ 51,4 об.%51.4 vol.% O₂ O ₂ 13,7 об.%13.7 vol.%

Температура входного газа II 1 составляет 450°С, а давление - 2,9 бар.The temperature of the inlet gas II 1 is 450 ° C, and the pressure is 2.9 bar.

Между вторым и третьим твердыми слоями катализатора в направлении потока реакционного газа через выходные отверстия А соответствующих распределительных боксов в качестве входного газа II 2 подают 2600 Нм³/ч смеси воздуха и водяного пара, содержащей следующие компоненты:Between the second and third solid catalyst layers in the direction of the reaction gas flow through the outlet openings A of the respective distribution boxes, 2600 Nm ³ / h of air-water vapor mixture containing the following components is supplied as inlet gas II 2:

водаwater 54,33 об.%54.33% vol. N₂ N ₂ 36,09 об.%36.09 vol.% O₂ O ₂ 9,58 об.%9.58 vol.%

Температура входного газа II 2 составляет 450°С, а давление - 2,8 бар.The temperature of the inlet gas II 2 is 450 ° C, and the pressure is 2.8 bar.

Через штуцер выходной трубы (5) из многоступенчатого реактора в количестве 120754 Нм³/ч выходит смесь газообразных продуктов, содержащая следующие компоненты:A mixture of gaseous products containing the following components comes out through a fitting of the outlet pipe (5) from a multistage reactor in an amount of 120754 Nm ³ / h.

пропанpropane 24,95 об.%24.95 vol.% пропиленpropylene 5,77 об.%5.77 vol.% N₂ N ₂ 49,865 об.%49.865 vol.% O₂ O ₂ 0 об.%0 vol.% CO₂ CO ₂ 3,03 об.%3.03 vol.% СОWith 0,35 об.%0.35 vol.% Н₂ H ₂ 4,13 об.%4.13 vol.% метанmethane 0,01 об.%0.01 vol.% этанethane 0,11 об.%0.11 vol.% этиленethylene 0,01 об.%0.01 vol.% H₂OH ₂ O 11,98 об.%,11.98 vol.%, акриловая кислотаacrylic acid 0,01 об.%0.01 vol.%

Температура газообразной смеси продуктов составляет 501°С, газообразная смесь продуктов находится под давлением 2,71 бар.The temperature of the gaseous mixture of products is 501 ° C, the gaseous mixture of products is under a pressure of 2.71 bar.

В качестве потока входного газа I 1 из первого в направлении потока реакционного газа твердого слоя катализатора в количестве 120754 Нм³/ч (чему соответствует скорость течения W1, составляющая 1,1 м/с) истекает газовая смесь, содержащая следующие компоненты:As an input gas stream I 1, a gas mixture containing the following components flows out from the first in the direction of the reaction gas stream of the solid catalyst layer in an amount of 120754 Nm ³ / h (which corresponds to a flow velocity W1 of 1.1 m / s) containing the following components:

пропанpropane 30,16 об.%30.16% vol. пропиленpropylene 3,03 об.%3.03 vol.% N₂ N ₂ 51,03 об.%51.03 vol.% O₂ O ₂ 0 об.%0 vol.% CO₂ CO ₂ 2,36 об.%2.36 vol.% СОWith 0,372 об.%0.372 vol.% Н₂ H ₂ 2,14 об.%2.14 vol.% метанmethane 0,001 об.%0.001 vol.% этанethane 0,116 об.%0.116 vol.% этиленethylene 0,004 об.%0.004 vol.% Н₂ОH ₂ O 9,75 об.%9.75 vol.% акриловая кислотаacrylic acid 0,022 об.%0.022 vol.%

Температура входного потока I 1 составляет 496°С, а его давление - 2,9 бар.The temperature of the input stream I 1 is 496 ° C, and its pressure is 2.9 bar.

В качестве потока входного газа I 2 из второго в направлении потока реакционного газа твердого слоя катализатора в количестве 127180 Нм³/ч (чему соответствует скорость течения W1, составляющая 1,33 м/с) истекает газовая смесь, содержащая следующие компоненты:As the input gas stream I 2, from the second in the direction of the reaction gas stream of the solid catalyst layer in an amount of 127180 Nm ³ / h (which corresponds to a flow velocity W1 of 1.33 m / s), a gas mixture containing the following components flows out:

пропанpropane 26,85 об.%26.85 vol.% пропиленpropylene 4,65 об.%4.65 vol.% N₂ N ₂ 50,29 об.%50.29 vol.% O₂ O ₂ 0 об.%0 vol.% CO₂ CO ₂ 2,75 об.%2.75 vol.% СОWith 0,359 об.%0.359 vol.% Н₂ H ₂ 3,34 об.%3.34 vol.% метанmethane 0,002 об.%0.002 vol.% этанethane 0,113 об.%0.113 vol.% этиленethylene 0,005 об.%0.005 vol.% Н₂ОH ₂ O 11,13 об.%11.13 vol.% акриловая кислотаacrylic acid 0,013 об.%0.013 vol.%

Температура входного газового потока I 2 составляет 496°С, а его давление - 2,8 бар.The temperature of the inlet gas stream I 2 is 496 ° C, and its pressure is 2.8 bar.

Направления всех отдельных потоков входного газа II 1, выходящих из выходных отверстий А 1 (это выходные отверстия А в распределительных боксах для входного газа II 1 первого блока в форме кольцевого цилиндра в направлении потока реакционного газа) в воображаемом отсутствии потока входного газа I 1, образуют с потоком входного газа 11 угол α, равный 90°.The directions of all individual inlet gas streams II 1 exiting the outlet openings A 1 (these are the outlet A in the distribution boxes for the inlet gas II 1 of the first block in the form of an annular cylinder in the direction of the reaction gas stream) in the imaginary absence of the inlet gas stream I 1 form with the input gas stream 11, the angle α equal to 90 °.

Направления всех отдельных потоков входного газа II 2, выходящих из выходных отверстий А 2 (это выходные отверстия А в распределительных боксах для входного газа II 2 второго блока в форме кольцевого цилиндра в направлении первого потока реакционного газа) в воображаемом отсутствии потока входного газа I 2, образуют с потоком входного газа I 2 угол α, равный 90°.The directions of all individual inlet gas flows II 2 exiting the outlets A 2 (these are the outlets A in the distribution boxes for the inlet gas II 2 of the second block in the form of an annular cylinder in the direction of the first reaction gas stream) in the imaginary absence of the inlet gas stream I 2, form an angle α equal to 90 ° with the inlet gas stream I 2.

Время индукции J 1 входной реакционной газовой смеси 1 (поступает во второй блок в форме кольцевого цилиндра в направлении потока реакционного газа) составляет 0,735 секунды.The induction time J 1 of the input reaction gas mixture 1 (enters the second block in the form of an annular cylinder in the direction of flow of the reaction gas) is 0.735 seconds.

Если температуру входной реакционной газовой смеси 1 повысить до 550°С, время индукции снижается до 0,15 секунды.If the temperature of the inlet reaction gas mixture 1 is increased to 550 ° C, the induction time is reduced to 0.15 seconds.

Аналогичным образом повышение давления, так же, как и повышение температуры, сокращает время индукции J.Similarly, an increase in pressure, as well as an increase in temperature, shortens the induction time J.

Время индукции J 2 входной реакционной газовой смеси 2 (поступает в третий блок в форме кольцевого цилиндра в направлении потока реакционного газа) составляет 0,761 секунды.The induction time J 2 of the input reaction gas mixture 2 (enters the third block in the form of an annular cylinder in the direction of flow of the reaction gas) is 0.761 seconds.

Если температуру входной реакционной газовой смеси 2 повысить до 550°С, время индукции снижается до 0,15 секунды.If the temperature of the inlet reaction gas mixture 2 is increased to 550 ° C, the induction time is reduced to 0.15 seconds.

Расстояние D1 между всеми выходными отверстиями А1 и надлежащим твердым слоем катализатора составляет 5 мм.The distance D1 between all outlet openings A1 and the proper solid catalyst bed is 5 mm.

Расстояние D2 между всеми выходными отверстиями А2 и надлежащим твердым слоем катализатора составляет 5 мм.The distance D2 between all A2 outlets and the proper solid catalyst bed is 5 mm.

В альтернативных вариантах исполнения возможно, однако, задать любые одинаковые значения как D 1, так и D 2 в диапазоне от 5 мм до 10 мм.In alternative embodiments, it is possible, however, to set any identical values of both D 1 and D 2 in the range from 5 mm to 10 mm.

При проекции всех выходных отверстий А1 в направлении входного газового потока I 1 на плоскость проекции Е1, перпендикулярную направлению входного газового потока I 1, количество ZA1 центров тяжести выходных отверстий, находящихся в площади проекции, охватываемой входным потоком I 1, на любом произвольном м² не меньше 50.When projecting all the outlet openings A1 in the direction of the inlet gas stream I 1 onto the projection plane E1 perpendicular to the direction of the inlet gas stream I 1, the number ZA1 of the centers of gravity of the outlet openings located in the projection area covered by the inlet stream I 1 on any arbitrary m ² less than 50.

Расстояние от одного центра тяжести выходного отверстия до ближайшего центра тяжести выходного отверстия составляет при этом в плоскости проекции не более 100 мм.The distance from one center of gravity of the outlet to the nearest center of gravity of the outlet is then no more than 100 mm in the projection plane.

При проекции всех выходных отверстий А2 в направлении входного газового потока I 2 на плоскость проекции Е2, перпендикулярную направлению входного газового потока I 2, количество ZA2 центров тяжести выходных отверстий, находящихся в площади проекции, охватываемой входным потоком I 2, на любом произвольном м² не меньше 50.When projecting all the outlet openings A2 in the direction of the inlet gas stream I 2 onto the plane of projection E2 perpendicular to the direction of the inlet gas stream I 2, the number ZA2 of the centers of gravity of the outlet openings located in the projection area covered by the inlet stream I 2 on any arbitrary m ² less than 50.

Расстояние от одного центра тяжести выходного отверстия до ближайшего центра тяжести выходного отверстия составляет при этом в плоскости проекции не более 100 мм.The distance from one center of gravity of the outlet to the nearest center of gravity of the outlet is then no more than 100 mm in the projection plane.

При прохождении входного потока реакционного газа 1 через твердый слой катализатора, находящийся во втором в направлении потока реакционного газа блоке в форме кольцевого цилиндра, происходит преобразование 6,19 мол.% пропана, содержащегося во входном потоке реакционного газа 1, в пропилен.When the input stream of the reaction gas 1 passes through a solid catalyst layer located in the second annular cylinder block in the direction of the reaction gas stream, 6.19 mol% of the propane contained in the input stream of the reaction gas 1 is converted to propylene.

При прохождении входного потока реакционного газа 2 через твердый слой катализатора, находящийся в третьем в направлении потока реакционного газа блоке в форме кольцевого цилиндра, происходит преобразование 3,09 мол.% пропана, содержащегося во входном потоке реакционного газа 2, в пропилен.When the input stream of the reaction gas 2 passes through a solid catalyst layer located in the third annular cylinder block in the direction of the reaction gas stream, 3.09 mol% of the propane contained in the input stream of the reaction gas 2 is converted to propylene.

Газовую смесь продуктов, выходящую из многоступенчатого реактора через штуцер выходной газовой трубы (5), можно использовать известным как таковой образом, чтобы подвергнуть содержащийся там пропилен, сопровождаемый содержащимся в ней пропаном, последующему частичному окислению с гетерогенным катализом, имеющему целью получение акролеина и/или акриловой кислоты.The product gas mixture leaving the multi-stage reactor through the outlet pipe fitting (5) can be used in a manner known per se to subject propylene contained therein, accompanied by propane contained therein, to subsequent partial oxidation with heterogeneous catalysis, with the aim of producing acrolein and / or acrylic acid.

При этом можно действовать так, как описано в заявках на патент ФРГ DE-A 102005061626, DE-A 102005057197, DE-A 102005052923, DE-A 102005052917, DE-A 102005022798, DE-A 102005009885, DE-A 102005010111, DE-A 102004032129, DE-A 102005013039, DE-A 10211275, международных заявках WO 01/96270 и WO 03/076370, заявке на патент ФРГ DE-A 102005056377 и в соответствии с описанным в этих публикациях нынешним техническим уровнем. В частности, возможно действовать так, как описано в заявках на патент ФРГ DE-A 102004032129 и DE-A 102005013039 или в DE-A 102005022798.You can act as described in the German patent applications DE-A 102005061626, DE-A 102005057197, DE-A 102005052923, DE-A 102005052917, DE-A 102005022798, DE-A 102005009885, DE-A 102005010111, DE- A 102004032129, DE-A 102005013039, DE-A 10211275, international applications WO 01/96270 and WO 03/076370, German patent application DE-A 102005056377 and in accordance with the current technical level described in these publications. In particular, it is possible to act as described in German patent applications DE-A 102004032129 and DE-A 102005013039 or in DE-A 102005022798.

Затем от газовой смеси продуктов частичного окисления обычно отделяют конечный продукт, а по меньшей мере часть количества остаточного газа, содержащую пропан и, при необходимости, не прошедший преобразование пропилен, возвращают в частичное дегидрирование с гетерогенным катализом для формирования реакционного газа, подаваемого в штуцер входной газовой трубы осевого многоступенчатого реактора.Then, the final product is usually separated from the gas mixture of the products of partial oxidation, and at least a portion of the residual gas containing propane and, if necessary, not having passed the conversion of propylene, is returned to partial dehydrogenation with heterogeneous catalysis to form the reaction gas supplied to the gas inlet fitting pipes of an axial multistage reactor.

Способом, аналогичным вышеописанному, сформировали подаваемые через штуцер входной газовой трубы осевого многоступенчатого реактора 116309 Нм³/ч реакционного газа; посредством объединения (например, как показано на фигуре 10 международной заявке WO 2004/067164) сырого пропана в количестве 8063 Нм³/ч и со спецификациейIn a manner similar to the above, the axial multistage reactor 116309 Nm ³ / h of reaction gas supplied through the inlet gas pipe has been formed; by combining (for example, as shown in figure 10 of international application WO 2004/067164) crude propane in an amount of 8063 Nm ³ / h and with specification

пропанpropane ≥98,0 об.%≥98.0 vol.% пропиленpropylene ≤0,11 об.%≤0.11 vol.% н-бутанn-butane <0,001 об.%<0.001 vol.% изобутанisobutane <0,05 об.%<0.05 vol.% этанethane <1,5 об.%<1.5 vol.% этиленethylene <0,02 об.%<0.02 vol.% прочие С₄-углеводородыother C ₄ hydrocarbons <0,001 об.%<0.001 vol.%

при температуре 20°С и под давлением 4 бар, и 102961 Нм³/ч остаточного газа такого частичного окисления, который при температуре 104°С и давлении в 3,3 бар характеризуется следующим составом:at a temperature of 20 ° C and a pressure of 4 bar, and 102961 Nm ³ / h of residual gas of such partial oxidation, which at a temperature of 104 ° C and a pressure of 3.3 bar is characterized by the following composition:

пропанpropane 31,18 об.%31.18 vol.% пропиленpropylene 0,215 об.%0.215 vol.% N₂ N ₂ 59,69 об.%59.69 vol.% O₂ O ₂ 3,44 об.%3.44 vol.% CO₂ CO ₂ 1,81 об.%1.81 vol.% СОWith 0,444 об.%0.444 vol.% Н₂ H ₂ 0,098 об.%0.098 vol.% этанethane 0,06 об.%0.06 vol.% этиленethylene 0,003 об.%0.003 vol.% Н₂ОH ₂ O 2,96 об.%2.96 vol.% акриловая кислотаacrylic acid 0,04 об.%0.04 vol.% акролеинacrolein 0,03 об.%0.03 vol.% уксусная кислотаacetic acid 0,03 об.%0.03 vol.%

Для объединения обоих потоков газа их интенсивно смешивают друг с другом, например, с помощью статического смесителя, встроенного в трубопровод.To combine both gas flows, they are intensively mixed with each other, for example, using a static mixer built into the pipeline.

Целесообразно, чтобы вышеуказанное объединение и время подачи в штуцер входной газовой трубы по возможности недалеко отстояли друг от друга во времени.It is advisable that the aforementioned combination and the feed time into the inlet gas pipe fitting be as close as possible to each other in time.

При объединении сначала возникает смесь газов, характеризующаяся Р=3,21 бар и Т=95,7°С. Путем непрямого теплообмена с газовой смесью продуктов (S), выходящей из штуцера выходной газовой трубы, температуру доводят до 394°С и устанавливают входное давление в 3,10 бар.When combining, a gas mixture first appears, characterized by P = 3.21 bar and T = 95.7 ° C. By indirect heat exchange with a gas mixture of products (S) leaving the outlet fitting of the gas pipe, the temperature is brought to 394 ° C. and the inlet pressure is set to 3.10 bar.

Отделение конечного продукта от газовой смеси продуктов, получаемой при частичном окислении в газовой фазе пропилена до акролеина и/или акриловой кислоты, можно осуществлять известным как таковой способом в течение по меньшей мере одного этапа отделения. При этом обычно действуют следующим образом: на основном этапе отделения переводят по меньшей мере один конечный продукт из газовой фазы в жидкую (при необходимости газовую смесь продуктов сначала охлаждают). Это можно осуществлять, например, путем частичной или полной, а также - при необходимости - фракционированной конденсации конечного продукта (например, акролеина и/или акриловой кислоты) и/или путем абсорбции (поглощения) по меньшей мере одного конечного продукта из газовой смеси продуктов в водный или органический растворитель (т.е. фракционированную конденсацию и/или абсорбцию водой или водным раствором можно также осуществлять с наложением друг на друга). Фракционированная конденсацию и/или абсорбция водой или водным раствором в общем случае предпочтительны в качестве основного этапа отделения. Если конечным продуктом является акриловая кислота и/или акролеин, в качестве надлежащих абсорбентов можно применять, например, воду, водные растворы низших карбоновых кислот, а также гидрофобные органические растворители, как то: смеси дифенила и дифенилового эфира (например, Diphyl^®) или смеси Diphyl (от 75 до 99,9 вес.%) и диметилфталата (от 0,1 до 25 вес.%). В случае акриловой кислоты газовую смесь продуктов, содержащую конечный продукт, предпочтительно подвергать фракционированной конденсации. В качестве примеров основного этапа отделения (в особенности в случае акриловой кислоты) можно привести способы, описанные в нижеследующих публикациях (ср., например, европейские заявки ЕР-А 1388533, ЕР-А 1388532, заявку на патент ФРГ DE-A 10235847, европейскую заявку ЕР-А 792867, международную заявку WO 98/01415, европейские заявки ЕР-А 1015411, ЕР-А 1015410, международные заявки WO 99/50219, WO 00/53560, WO 02/09839, заявку на патент ФРГ DE-A 10235847, международную заявку WO 03/041833, заявки на патент ФРГ DE-A 10223058, DE-A 10243625, DE-A 10336386, европейскую заявку ЕР-А 854129, заявку на патент США US-А 4317926, заявки на патент ФРГ DE-A 19837520, DE-A 19606877, DE-A 190501325, DE-A 10247240, DE-A 19740253, европейские заявки ЕР-А 695736, ЕР-А 982287, ЕР-А 1041062, ЕР-А 117146, заявки на патент ФРГ DE-A 4308087, DE-A 4335172, DE-A 4436243, DE-A 19924532, DE-A 10332758, а также DE-A 19924533). Кроме того, отделение акриловой кислоты можно проводить подобно тому, как это описано в европейских заявках ЕР-А 982287, ЕР-А 982289, DE-A 10336386, заявках на патент ФРГ DE-A 10115277, DE-A 19606877, DE-A 19740252, DE-A 19627847, европейских заявках ЕР-А 920408, ЕР-А 10 68174, ЕР-А 1066239, ЕР-А 1066240, международных заявках WO 00/53560, WO 00/53561, заявке на патент ФРГ DE-A 10053086 и европейской заявке ЕР-А 982288. Предпочтительно проводить отделение так, как это представлено на фиг.7 международной заявки WO/0196271, либо же как это описано в заявке на патент ФРГ DE-A 102004032129 и эквивалентных ей патентах. Целесообразные способы отделения - это также способы, описанные в публикациях международных заявок WO 2004/063138, WO 2004/035514, заявках на патент ФРГ DE-A 10243625 и DE-A 10235847. Дальнейшую переработку полученной сырой акриловой кислоты можно проводить, например, так, как это описано в международных заявках WO 01/77056, WO 03/041832, WO 02/055469, WO 03/078378 и WO 03/041833.Separation of the final product from the gas mixture of products obtained by partial oxidation in the gas phase of propylene to acrolein and / or acrylic acid can be carried out in a manner known per se during at least one separation step. In this case, they usually act as follows: at the main separation stage, at least one final product is transferred from the gas phase to the liquid phase (if necessary, the gas mixture of the products is first cooled). This can be done, for example, by partial or complete, and also, if necessary, fractionated condensation of the final product (for example, acrolein and / or acrylic acid) and / or by absorption (absorption) of at least one final product from the product gas mixture in an aqueous or organic solvent (i.e., fractionated condensation and / or absorption with water or an aqueous solution can also be superimposed). Fractional condensation and / or absorption with water or an aqueous solution is generally preferred as the main separation step. If the end product is acrylic acid and / or acrolein, suitable absorbents can be, for example, water, aqueous solutions of lower carboxylic acids, as well as hydrophobic organic solvents, such as mixtures of diphenyl and diphenyl ether (e.g. Diphyl ^® ) or mixtures Diphyl (75 to 99.9% by weight) and dimethyl phthalate (0.1 to 25% by weight). In the case of acrylic acid, the product gas mixture containing the final product is preferably subjected to fractional condensation. As examples of the main separation step (especially in the case of acrylic acid), the methods described in the following publications (cf., for example, European applications EP-A 1388533, EP-A 1388532, German patent application DE-A 10235847, European application EP-A 792867, international application WO 98/01415, European applications EP-A 1015411, EP-A 1015410, international applications WO 99/50219, WO 00/53560, WO 02/09839, German patent application DE-A 10235847 , international application WO 03/041833, German patent application DE-A 10223058, DE-A 10243625, DE-A 10336386, European application EP-A 854129, US patent application US-A 4317926, patent applications German tent DE-A 19837520, DE-A 19606877, DE-A 190501325, DE-A 10247240, DE-A 19740253, European applications EP-A 695736, EP-A 982287, EP-A 1041062, EP-A 117146, applications German patent DE-A 4308087, DE-A 4335172, DE-A 4436243, DE-A 19924532, DE-A 10332758, as well as DE-A 19924533). In addition, the separation of acrylic acid can be carried out similarly as described in European applications EP-A 982287, EP-A 982289, DE-A 10336386, German patent applications DE-A 10115277, DE-A 19606877, DE-A 19740252 , DE-A 19627847, European applications EP-A 920408, EP-A 10 68174, EP-A 1066239, EP-A 1066240, international applications WO 00/53560, WO 00/53561, German patent application DE-A 10053086 and European application EP-A 982288. It is preferable to carry out the separation as described in FIG. 7 of international application WO / 0196271, or as described in the German patent application DE-A 102004032129 and its equivalent patents. Suitable separation methods are also the methods described in publications of international applications WO 2004/063138, WO 2004/035514, German patent applications DE-A 10243625 and DE-A 10235847. Further processing of the obtained crude acrylic acid can be carried out, for example, as described in international applications WO 01/77056, WO 03/041832, WO 02/055469, WO 03/078378 and WO 03/041833.

Общим признаком вышеупомянутых способов разделения является то, что, например, в головной части, например, разделительной колонны, содержащей конкретные устройства, обладающие разделительной способностью, в нижнюю часть каковой колонны подают - обычно после предварительного прямого или непрямого охлаждения - газообразную смесь продуктов, содержащую по меньшей мере один конечный продукт, обычно получают остаточный поток газа, который в основном содержит те компоненты газообразной смеси продуктов, точка кипения которых при нормальном давлении (1 бар) не превышает -30°С (то есть тяжело поддающиеся конденсации или же высоколетучие компоненты).A common feature of the aforementioned separation methods is that, for example, in the head of, for example, a separation column containing specific devices having a separation ability, a gaseous mixture of products containing, according to direct or indirect cooling, is supplied at least one final product, usually a residual gas stream is obtained that mainly contains those components of the gaseous mixture of products whose boiling point at normal occurrence (1 bar) does not exceed -30 ° C (i.e., are difficult to condense or highly volatile components).

В нижней части разделительной колонны обычно получают в конденсированной фазе компоненты газообразной смеси продуктов с меньшей летучестью, включая желаемый по меньшей мере один конечный продукт, и побочные компоненты, обладающие сходной с конечным продуктом летучестью.In the lower part of the separation column, components of a gaseous mixture of products with lower volatility are usually obtained in the condensed phase, including the desired at least one final product, and by-products with volatility similar to the final product.

Компоненты остаточного газа - это обычно в первую очередь пропан, возможно - не прошедший частичное окисление пропилен, молекулярный кислород, а также часто применяемые в частичном окислении инертные разбавляющие газы, как, например, азот и диоксид углерода. В зависимости от используемого способа разделения водяной пар может содержаться в остаточном газе либо лишь в следовых количествах, либо в количествах до 20 об.% или более. С этим газом можно поступать (и обычно поступают), как описано.The components of the residual gas are usually primarily propane, possibly propylene that has not undergone partial oxidation, molecular oxygen, and also inert dilution gases, which are often used in partial oxidation, such as nitrogen and carbon dioxide. Depending on the separation method used, water vapor may be contained in the residual gas either only in trace amounts or in amounts up to 20 vol.% Or more. This gas can be (and usually is) supplied as described.

Здесь следует еще раз упомянуть, что основной этап отделения акриловой кислоты от газовой смеси продуктов частичного окисления, содержащей акриловую кислоту в качестве конечного продукта, предпочтительно проводить, подвергая газовую смесь продуктов, при необходимости - охлажденную прямым и/или непрямым охлаждением, в разделительной колонне, содержащей конкретные устройства, обладающие разделительной способностью, восходящей фракционированной конденсации с боковым отводом сырой акриловой кислоты (например, в ней самой) и/или поглощению водой или водным раствором, как это в качестве примера описано в международной заявке WO 2004/035514 и заявке на патент ФРГ DE-A 10243625. Отобранную сырую акриловую кислоту затем предпочтительно подвергают кристаллизации в суспензии, а полученный при этом суспензионный кристаллизат акриловой кислоты предпочтительно отделяют от маточного раствора с помощью промывной колонны. При этом целесообразно использовать в качестве моющей жидкости расплав кристаллов акриловой кислоты, ранее отделенных в промывной колонне. Кроме того, предпочтительно, чтобы промывная колонна представляла собой таковую с принудительной транспортировкой слоя кристаллов. Особо предпочтительно применение гидравлической промывной колонны (например, колонны TNO) или механической промывной колонны. Можно следовать подробностям, изложенным в международных заявках WO 01/77056, WO 03/041832, а также WO 03/041833. Т.е. остающийся маточный раствор предпочтительно возвращать во фракционированную конденсацию (ср. также европейскую заявку ЕР-А 1015410). Выпуск побочных продуктов в качестве потока промывки обычно находится ниже бокового отвода для сырой акриловой кислоты.It is worth mentioning here again that the main step in separating acrylic acid from the gas mixture of partial oxidation products containing acrylic acid as the final product is preferably carried out by subjecting the gas mixture to the products, optionally cooled by direct and / or indirect cooling, in a separation column, containing specific devices with separation ability, upward fractionated condensation with a lateral discharge of crude acrylic acid (for example, in itself) and / or absorbed water or an aqueous solution, as described as an example in international application WO 2004/035514 and German patent application DE-A 10243625. The selected crude acrylic acid is then preferably crystallized in suspension, and the resulting suspension crystallized acrylic acid is preferably separated from the mother liquor using a wash column. In this case, it is advisable to use as a washing liquid a melt of crystals of acrylic acid, previously separated in a wash column. In addition, it is preferable that the wash column is one with forced transportation of the crystal layer. The use of a hydraulic wash column (e.g., TNO columns) or a mechanical wash column is particularly preferred. You can follow the details set forth in international applications WO 01/77056, WO 03/041832, as well as WO 03/041833. Those. the remaining mother liquor is preferably returned to fractionated condensation (cf. also European application EP-A 1015410). The release of by-products as a flushing stream is usually below the side outlet for crude acrylic acid.

Используя всего один этап кристаллизации, можно получать таким образом акриловую кислоту с чистотой не менее 99,8 вес.%, которая прекрасно годится для изготовления суперабсорбентов на основе полиакрилатов натрия.Using just one crystallization step, acrylic acid can be obtained in this way with a purity of at least 99.8 wt.%, Which is excellent for the manufacture of superabsorbents based on sodium polyacrylates.

В остальном профиль требований для способа согласно изобретению соответствует таковому заданному в заявках на патент ФРГ DE-A 10245585 и DE-А 10246119.Otherwise, the requirements profile for the method according to the invention corresponds to that specified in the patent applications of Germany DE-A 10245585 and DE-A 10246119.

Способы согласно изобретению - это в общем смысле также те, в которых за способом частичного дегидрирования с гетерогенным катализом согласно изобретению следует по меньшей мере одно частичное окисление по меньшей мере одного дегидрированного углеводорода с гетерогенным катализом.The methods of the invention are also generally those in which the partial dehydrogenation with heterogeneous catalysis according to the invention is followed by at least one partial oxidation of at least one heterogeneous catalysed dehydrogenated hydrocarbon.

На фигурах от 1 до 17 представлено следующее:In the figures from 1 to 17 presents the following:

Фигура 1: Косая проекция продольного разреза шахтного реактора, выполненного в многоступенчатом виде и пригодного к применению согласно изобретению.Figure 1: Oblique projection of a longitudinal section of a shaft reactor, made in a multi-stage form and suitable for use according to the invention.

Фигура 2: Вид спереди продольного разреза шахтного реактора, выполненного в многоступенчатом виде и пригодного к применению согласно изобретению.Figure 2: Front view of a longitudinal section of a shaft reactor, made in a multi-stage form and suitable for use according to the invention.

Фигура 3: Вид сверху блока в форме кольцевого цилиндра без решетки.Figure 3: Top view of a block in the form of an annular cylinder without a grill.

Фигура 4: Вид сверху блока в форме кольцевого цилиндра с решеткой и наложенной на таковую сеткой из металлической проволоки.Figure 4: Top view of the block in the form of an annular cylinder with a grid and superimposed on such a mesh of metal wire.

Фигура 5: Фланцевое соединение между оболочкой в форме круглого цилиндра (1) и верхней крышкой реактора.Figure 5: Flange connection between the shell in the form of a round cylinder (1) and the top cover of the reactor.

Фигура 6: Мерная рейка засыпки.Figure 6: Measured backfill rack.

Фигура 7: Сварная уплотнительная манжета между оболочкой в форме круглого цилиндра (1) и внешней оболочкой блока в форме кольцевого цилиндра на высоте верхнего кольца.Figure 7: Welded sealing sleeve between the shell in the form of a round cylinder (1) and the outer shell of the block in the form of an annular cylinder at the height of the upper ring.

Фигура 8: Переход трубы, подающей входной газ II, во входной штуцер верхней крышки реактора, выполненный в трех частях.Figure 8: The transition of the pipe supplying the inlet gas II, in the inlet fitting of the upper cover of the reactor, made in three parts.

Фигура 9: Переход трубы, подающей входной газ II, во входной штуцер верхней крышки реактора, выполненный в двух частях.Figure 9: The transition of the pipe supplying the inlet gas II, in the inlet fitting of the upper cover of the reactor, made in two parts.

Фигура 10: Переход распределительных труб в распределительные боксы.Figure 10: Transition of distribution pipes to distribution boxes.

Фигура 11: Вид сбоку держателя для распределительного бокса, выполненного с геометрическим замыканием.Figure 11: Side view of the holder for the distribution box, made with a geometric circuit.

Фигура 12: Вид сверху держателя, представленного на фигуре 11.Figure 12: Top view of the holder shown in figure 11.

Фигура 13: Введение термоэлемента в твердый слой катализатора.Figure 13: Insertion of the thermocouple into the solid catalyst bed.

Фигура 14: Введение в твердый слой катализатора двух термоэлементов, расположенных друг над другом с перекрытием.Figure 14: Introduction to the solid catalyst layer of two thermocouples located one above the other with overlapping.

Фигура 15: Двунога для опоры направляющего пальца термоэлемента.Figure 15: Bipod for supporting the guide pin of the thermocouple.

Фигура 16: Двунога для опоры направляющих пальцев термоэлемента двух термоэлементов, расположенных в твердом слое друг над другом с перекрытием.Figure 16: Two-leg for supporting the guide fingers of the thermocouple of two thermocouples located in a solid layer one above the other with overlapping.

Фигура 17: Имитация шахтного реактора.Figure 17: Simulation of a shaft reactor.

ПримерExample

Использовали имитат шахтного реактора (44) в форме параллелепипеда. Внутреннее пространство параллелепипеда при толщине стенок 3 мм (все элементы имитата реактора были изготовлены из нержавеющей стали 1.4541) имело следующие размеры. Площадь основания - 840 мм (ребро а) × 900 мм (ребро b). Высота (ребро с) имитата реактора в форме параллелепипеда составляла 1200 мм.We used a simulated mine reactor (44) in the form of a parallelepiped. The inner space of the parallelepiped with a wall thickness of 3 mm (all elements of the simulated reactor were made of stainless steel 1.4541) had the following dimensions. The base area is 840 mm (rib a) × 900 mm (rib b). The height (rib c) of the simulated reactor in the form of a parallelepiped was 1200 mm.

В 60 см над основанием имитата реактора (данные размеров относятся к расстоянию от поверхности основания до верхнего ребра а* дозировочных боксов (распределительных боксов)) во внутреннем пространстве имитата реактора, с расположением собственного продольного ребра b* параллельно ребру b разместили три одинаковых, также имеющих форму параллелепипедов дозировочных бокса (45) с прямоугольным сечением а*×с*. Толщина стенок этих дозировочных боксов составила 2 мм. Ребра а* были параллельны ребрам а и имели длину 15 см. Ребра с* были параллельны ребрам с и имели длину 4 см. Расстояние между двумя дозировочными боксами составляло 13 см. Средний из трех дозировочных боксов был размещен ребром а* по центру ширины параллелепипеда а=840 мм. Длина ребра b* составляла 900 мм. Поверхности а*×c* дозировочных боксов в каждом случае были приварены к поверхностям а×с. Имитат реактора в форме параллелепипеда был открыт сверху (т.е. не имел крышки), а снизу закрыт с четырех сторон.60 cm above the base of the reactor simulator (the size data refer to the distance from the surface of the base to the upper rib a * of the metering boxes (distribution boxes)) in the interior of the simulated reactor, with their own longitudinal rib b * parallel to rib b, three identical the shape of the parallelepipeds of the metering box (45) with a rectangular section a * × c *. The wall thickness of these metering boxes was 2 mm. The ribs a * were parallel to the ribs a and had a length of 15 cm. The ribs c * were parallel to the ribs c and had a length of 4 cm. The distance between the two dosing boxes was 13 cm. The middle of the three dosing boxes was placed with the edge a * in the center of the width of the box a = 840 mm. The rib length b * was 900 mm. The surfaces a * × c * of the dosage boxes in each case were welded to the surfaces a × c. The simulated parallelepiped-shaped reactor was open at the top (i.e. did not have a lid), and at the bottom it was closed on four sides.

В обеих прямоугольных сторонах с*×b* дозировочного бокса находились круглые выходные отверстия А (46) диаметром 3 мм, располагаясь подобно бусинам, нанизанным на нить, причем «нить» находилась на расстоянии 5 мм от ребра b*, обращенного к поверхности а×b, и была параллельна этому ребру.On both rectangular sides with the * × b * dosing box, there were round exit holes A (46) with a diameter of 3 mm, arranged like beads strung on a thread, the “thread” being 5 mm from the rib b * facing the a × surface b, and was parallel to this edge.

Расстояние от одного выходного отверстия А до ближайшего к нему в «бусах» выходного отверстия А составляло (будучи измерено от центра до центра) 10 см. Выходные отверстия А расположенных противоположно друг другу прямоугольников с*×b* соседних прямоугольных боксов были расположены противоположно друг другу («на просвет»).The distance from one outlet A to the nearest one in the “beads” of outlet A was (measured from the center to the center) 10 cm. The outlet A of the opposite rectangles with * × b * adjacent rectangular boxes were located opposite each other ("In the light").

На дозировочные боксы (45) был наложен (по сечению а×b) дырчатый металлический лист (47), причем толщина листа составляла 3 мм. Отверстия имели единообразную овальную форму. Поперечник их составлял 3 мм, а продольный размер - 1,5 см. Доля отверстий дырчатого листа составляла около 30% (Доля отверстий в % = (сумма проницаемых площадей/общая площадь) × 100). Центры отверстий были равномерно распределены по квадратам.A hole metal sheet (47) was superimposed on the dosing boxes (45) (along the a × b section), the sheet being 3 mm thick. The holes had a uniform oval shape. Their diameter was 3 mm and the longitudinal size was 1.5 cm. The proportion of holes in a hole sheet was about 30% (percentage of holes in% = (sum of permeable areas / total area) × 100). The centers of the holes were evenly distributed over the squares.

На дырчатый лист была наложена инертная засыпка (48) высотой 20 см из стеатитовых колец размером 7 мм × 7 мм × 4 мм ((внешний диаметр) × (высота) × (внутренний диаметр)). На эту засыпку наложили равномерную металлическую сетку, состоящую из продольно и поперечно проходящей металлической проволоки.An inert backfill (48) with a height of 20 cm made of steatite rings 7 mm × 7 mm × 4 mm in size ((outer diameter) × (height) × (inner diameter)) was applied to the hole sheet. A uniform metal mesh consisting of longitudinally and transversely passing metal wire was imposed on this backfill.

Расстояние между двумя ближайшими друг к другу параллельными металлическими проволоками составляло 2 мм. На эту металлическую сетку была наложена решетка (49), которая, так же, как и металлическая сетка, простиралась на все сечение а×b. Высота решетки (параллельно ребру с) составляла 10 см. В остальном решетка имела ячеистую структуру. Отдельная ячейка имела квадратное сечение, внутренняя площадь которого равнялась 3 см × 3 см. Толщина стенок решетки была равна 1 мм.The distance between the two parallel metal wires closest to each other was 2 mm. A lattice (49) was superimposed on this metal mesh, which, like the metal mesh, extended over the entire a × b section. The height of the lattice (parallel to the edge c) was 10 cm. The rest of the lattice had a cellular structure. A single cell had a square section, the internal area of which was 3 cm × 3 cm. The thickness of the lattice walls was 1 mm.

Под дозировочными боксами находился трубопровод подачи (50), который проходил параллельно ребру а (расстояние до ближайшего ребра а составляло 10 см) и через соответствующее отверстие был введен в стенку b×с и герметично вварен в нее. Сечение трубопровода подачи было квадратным, 10 см × 10 см. В длину он распространялся до конца ребра а* третьего дозировочного бокса.Under the dosing boxes there was a supply pipe (50), which ran parallel to the edge a (the distance to the nearest edge a was 10 cm) and was introduced into the b × c wall through the corresponding hole and hermetically welded into it. The cross section of the supply pipe was square, 10 cm × 10 cm. In length, it extended to the end of the rib a * of the third metering box.

Под конкретным распределительным боксом в трубопроводе подачи располагалось круглое отверстие диаметром 8 см, совпадавшее в своем положении с соответствующим (расположенным по центру) круглым отверстием в обращенной к основанию а×b поверхности а*×b*, и было соединено с ним сваркой. Длина трубопровода подачи составила 800 м.Under a specific distribution box in the supply pipe, there was a circular hole with a diameter of 8 cm, which coincided in its position with the corresponding (located in the center) round hole in the surface a * × b * facing the base a × b, and was connected to it by welding. The length of the supply pipeline was 800 m.

В трубопровод подачи подавали 40 м³/ч смеси (имитировавшей входной газ II), состоявшей из 10 об.% СО₂ и 90 об.% воздуха (Т=25°С, Р=1,1 бар).40 m ³ / h of a mixture (simulating inlet gas II), consisting of 10 vol.% CO ₂ and 90 vol.% Air (T = 25 ° C, P = 1.1 bar), were fed into the supply pipe.

В 10 см под трубопроводом подачи в имитат реактора в форме параллелепипеда был вварен дырчатый металлический лист (51), который простирался на всю площадь сечения а×b. Отверстия в дырчатом листе (3 мм толщины) имели диаметр 1 см. Центры отверстий были равномерно распределены по квадратам. Доля отверстий в дырчатом листе составляла 6%.At 10 cm, a perforated metal sheet (51) was welded onto the parallelepiped-shaped reactor feed pipe, which extended over the entire cross-sectional area a × b. The holes in the hole sheet (3 mm thick) had a diameter of 1 cm. The centers of the holes were evenly distributed over the squares. The proportion of holes in the hole sheet was 6%.

Под вышеупомянутым дырчатым листом в имитат реактора в форме параллелепипеда входил круглый штуцер (52) (300 мм внутреннего диаметра). Расстояние от него до основания а×b составляло 5 см. Расстояние от него до ближайшей поверхности а×с составляло 10 см.Under the aforementioned hole sheet, a round fitting (52) (300 mm inner diameter) was inserted into the simulated reactor in the form of a parallelepiped. The distance from it to the base a × b was 5 cm. The distance from it to the nearest surface a × b was 10 cm.

Поверхность (стенка) b×с, через которую был введен штуцер, была расположена напротив поверхности b×с, через которую проходил трубопровод подачи (если мысленно продлить трубопровод подачи и штуцер в соответствующих направлениях потоков, то линии продления будут находиться практически друг над другом).The surface (wall) b × s through which the nozzle was inserted was opposite the surface b × s through which the feed pipe passed (if you mentally extend the feed pipe and the nozzle in the corresponding flow directions, the extension lines will be almost one above the other) .

С помощью штуцеров в имитат реактора в форме параллелепипеда провели 2500 м³/ч воздуха (Т=25°С. Р=1,1 бар) (симулировал входной поток газа I).Using fittings, 2500 m ³ / h of air (T = 25 ° C. P = 1.1 bar) was drawn into a simulated parallelepiped reactor simulator (simulated gas inlet stream I).

С помощью аппарата Ultramat 22P производства фирмы Siemens (аппарат засасывает смесь газов и проводит ее через кювету, определяя в ее содержимом содержание CO₂ путем УФ-спектроскопии, используя калибровочную кювету сравнения) в отдельных квадратных ячейках ячеистой решетки определяли содержание CO₂.Using an Ultramat 22P apparatus manufactured by Siemens (the apparatus draws in a gas mixture and passes it through a cuvette, determining its CO ₂ content by UV spectroscopy using a calibration comparison cuvette), the CO ₂ content was determined in separate square cells of the mesh lattice.

Среднечисленная концентрация CO₂ составляла 0,16 об.%.The number average concentration of CO ₂ was 0.16 vol.%.

Максимальная измеренная CO₂ составляла 0,30 об.%.The maximum measured CO ₂ was 0.30 vol.%.

Минимальная измеренная CO₂ составляла 0,02 об.%.The minimum measured CO ₂ was 0.02 vol.%.

Продольный разрез имитата реактора в форме параллелепипеда представлен на фигуре 17.A longitudinal section of a simulated reactor in the form of a parallelepiped is presented in figure 17.

Предварительная заявка США US Provisional Patent Application No. 60/787165, поданная 30 марта 2006 г., и предварительная заявка США US Provisional Patent Application No. 60/791207, поданная 12 апреля 2006, включены в настоящую заявку посредством ссылки на литературу. В содержании вышеупомянутых публикаций возможны существенные изменения и отклонения от настоящего изобретения. Таким образом, можно считать, что изобретение, в рамках прилагаемой формулы, также может быть реализовано иначе, нежели конкретно указано в ней.U.S. Provisional Patent Application No. 60/787165, filed March 30, 2006, and US Provisional Patent Application No. 60/791207, filed April 12, 2006, are incorporated into this application by reference. Substantial changes and deviations from the present invention are possible in the contents of the above publications. Thus, it can be considered that the invention, within the framework of the attached claims, can also be implemented otherwise than specifically indicated therein.

Claims (39)

1. Способ гетерогенного каталитического парциального дегидрирования по меньшей мере одного подлежащего дегидрированию ациклического или циклического углеводорода алканов или олефинов до по меньшей мере одного дегидрированного ациклического или циклически алифатического углеводорода с одной или несколькими двойными С-С связями в молекуле, при котором с целью частичного дегидрирования по меньшей мере одного подлежащего дегидрированию углеводорода весь объем входного потока реакционной газовой смеси, содержащего молекулярный кислород, молекулярный водород и по меньшей мере один подлежащий дегидрированию углеводород, проводят через твердый слой катализатора, находящийся в шахте с заранее заданным сечением, который включает в себя при рассмотрении в направлении течения входного потока реакционной газовой смеси сначала засыпку из инертных формованных изделий длиной X, а затем следующую за ней каталитически активную засыпку по меньшей мере одним формованным изделием катализатора, сформированную так, что для реакции сгорания молекулярного водорода с молекулярным кислородом с образованием воды и/или для реакции сгорания углеводорода, содержащегося во входном потоке реакционной газовой смеси, с кислородом до оксидов углерода и воды она по меньшей мере на входном участке обеспечивает меньшую энергию активации, чем для дегидрирования по меньшей мере одного подлежащего дегидрированию углеводорода до по меньшей мере одного дегидрированного углеводорода таким образом, что часть по меньшей мере одного подлежащего дегидрированию углеводорода дегидрируют до по меньшей мере одного дегидрированного углеводорода, а входной поток реакционной газовой смеси в шахте создают посредством того, что к молекулярному водороду, поступающему в шахте в объемном потоке V1 на твердый слой катализатора, и входному потоку I, содержащему по меньшей мере один подлежащий дегидрированию углеводород, до твердого слоя катализатора добавляют содержащий молекулярный кислород входной газ II с общим объемом потока V2, отличающийся тем, что входной газ II подают в форме потоков газа II, истекающих из множества выходных отверстий А трубопроводной системы, расположенных в направлении потока входного газа I перед твердым слоем катализатора так, что:
a) направления большинства М всех потоков входного газа II, истекающих из выходных отверстий А в условиях воображаемого отсутствия входного потока газа I, составляют с направлением потока входного газа I угол α, равный 90±60°;
b) удаленность D большинства М всех выходных отверстий А от твердого слоя катализатора с учетом скорости потока W входного потока газа I в шахте меньше времени индукции J реакционной газовой смеси (это смесь газов, составляющая входной поток реакционной газовой смеси), умноженного на 2·W, или равна ему;
c) при проекции центров тяжести большинства М всех выходных отверстий А в направлении входного потока газа I на плоскость проекции Е перпендикулярно направлению течения входного потока газа I по меньшей мере для 75% площади проекции, захваченной входным газовым потоком I, количество ZA центров тяжести выходных отверстий, находящихся на произвольном квадратном метре, составляет не менее 10;
d) отдельные потоки входного газа II, истекающие из выходных отверстий А, принадлежащих к числу ZA центров тяжести выходных отверстий А, отклоняются от своего среднечисленного значения не более чем на 50% (при расчете на основании среднечисленного значения);
e) в пределах числа ZA выходных отверстий расстояние d от одного центра тяжести выходного отверстия до ближайшего к нему (в плоскости проекции Е) центра тяжести выходного отверстия составляет не более чем

, и
f) выполняется соотношение V1:V2≥8, и
g) выполняется соотношение Х:d≥0,1 и ≤5.1. The method of heterogeneous catalytic partial dehydrogenation of at least one acyclic or cyclic hydrocarbon of alkanes or olefins to be dehydrogenated to at least one dehydrogenated acyclic or cyclic aliphatic hydrocarbon with one or more double C-C bonds in the molecule, in which, for the purpose of partial dehydrogenation, at least one hydrocarbon to be dehydrogenated the entire volume of the input stream of the reaction gas mixture containing molecular acid the kind, molecular hydrogen, and at least one hydrocarbon to be dehydrogenated, is passed through a solid catalyst layer located in a shaft with a predetermined cross-section, which includes, when looking in the direction of the flow of the reaction gas inlet stream, first backfill from inert molded articles of length X, and then the catalytically active backfill following it with at least one molded catalyst product, formed so that for the reaction of combustion of molecular hydrogen with molecular with formation of water and / or for the combustion reaction of the hydrocarbon contained in the input stream of the reaction gas mixture with oxygen to carbon oxides and water, it provides at least an inlet energy at least in the input section than for dehydrogenation of at least one hydrocarbon to be dehydrogenated to at least one dehydrogenated hydrocarbon such that part of the at least one hydrocarbon to be dehydrogenated is dehydrated to at least one dehydrated carbon hydrogen, and the input stream of the reaction gas mixture in the mine is created by adding to the molecular hydrogen entering the mine in the bulk stream V1 to the solid catalyst layer and the input stream I containing at least one hydrocarbon to be dehydrogenated to the solid catalyst layer molecular oxygen inlet gas II with a total volume of stream V2, characterized in that the gas inlet II is supplied in the form of gas streams II flowing out of a plurality of outlet openings A of the pipe system located in the direction of the inlet gas flow I in front of the solid catalyst bed so that:
a) the directions of the majority M of all the inlet gas flows II flowing from the outlet openings A, under conditions of an imaginary absence of the inlet gas stream I, make an angle α equal to 90 ± 60 ° with the direction of the inlet gas stream I;
b) the distance D of the majority M of all outlet openings A from the solid catalyst layer, taking into account the flow rate W of the gas inlet stream I in the mine, is less than the induction time J of the reaction gas mixture (this is a mixture of gases composing the input stream of the reaction gas mixture) times 2 · W , or equal to it;
c) when the projection of the centers of gravity of the majority M of all the outlet openings A in the direction of the gas inlet flow I onto the projection plane E is perpendicular to the direction of the gas inlet flow I for at least 75% of the projection area captured by the inlet gas flow I, the number ZA of the gravity of the outlet located on an arbitrary square meter is at least 10;
d) individual inlet gas flows II flowing from the outlet openings A, belonging to the number ZA of the centers of gravity of the outlet openings A, deviate from their number average value by no more than 50% (when calculating based on the number average value);
e) within the limits of the number ZA of the outlet openings, the distance d from one center of gravity of the outlet to the nearest to it (in the projection plane E) center of gravity of the outlet is not more than

, and
f) the ratio V1: V2≥8 is satisfied, and
g) the ratio of X is satisfied: d≥0.1 and ≤5. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что входной газ II содержит следующие компоненты:
от 0 до 80 об.% водяного пара,
от 10 до 97 об.% N₂,
от 3 до 25 об.% O₂.2. The method according to claim 1, characterized in that the inlet gas II contains the following components:
from 0 to 80 vol.% water vapor,
from 10 to 97 vol.% N ₂ ,
from 3 to 25 vol.% O ₂ . 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что входной газ II содержит следующие компоненты:
от 15 до 60 об.% H₂O,
от 20 до 80 об.% N₂,
от 5 до 20 об.% O₂.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the inlet gas II contains the following components:
from 15 to 60 vol.% H ₂ O,
from 20 to 80 vol.% N ₂ ,
from 5 to 20 vol.% O ₂ . 4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что выполняется соотношение V1:V2≥15.4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the ratio V1: V2≥15 is satisfied. 5. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что выполняется соотношение V1:V2≥20.5. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the ratio V1: V2≥20 is fulfilled. 6. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что продольный размер L выходного отверстия А не меньше 0,1 мм и не больше 5 см.6. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the longitudinal size L of the outlet A is not less than 0.1 mm and not more than 5 cm. 7. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что продольный размер L выходного отверстия А не меньше 1 мм и не больше 5 мм.7. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the longitudinal size L of the outlet A is not less than 1 mm and not more than 5 mm. 8. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что направления большинства М всех потоков входного газа II, истекающих из выходных отверстий А в условиях воображаемого отсутствия входного потока газа I, составляют с направлением потока входного газа I угол α, равный 90±30°.8. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the directions of the majority M of all the inlet gas flows II flowing from the outlet openings A in the conditions of an imaginary absence of the inlet gas stream I comprise an angle α with the direction of the inlet gas stream I equal to 90 ± 30 °. 9. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что направления большинства М всех потоков входного газа II, истекающих из выходных отверстий А в условиях воображаемого отсутствия входного потока газа I, составляют с направлением потока входного газа I угол α, равный 90±10°.9. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the directions of the majority M of all the inlet gas flows II flowing from the outlet openings A in the conditions of an imaginary absence of the inlet gas stream I comprise an angle α equal to 90 ± with the direction of the inlet gas stream I 10 °. 10. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что большинство М всех выходных отверстий А удовлетворяет условию D≤0,5·W·J.10. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the majority M of all outlet openings A satisfies the condition D≤0.5 · W · J. 11. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что большинство М всех выходных отверстий А удовлетворяет условию D≤0,2·W·J.11. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the majority M of all outlet openings A satisfy the condition D≤0.2 · W · J. 12. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что ZA≥30.12. The method according to claim 1 or 2, characterized in that ZA≥30. 13. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что ZA≥50.13. The method according to claim 1 or 2, characterized in that ZA≥50. 14. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что ZA≥100.14. The method according to claim 1 or 2, characterized in that ZA≥100. 15. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что расстояние d составляет не более чем

.15. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the distance d is not more than

. 16. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что расстояние d составляет не более чем

.16. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the distance d is not more than

. 17. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что отдельные потоки входного газа II, истекающие из выходных отверстий А, относящихся к числу ZA центров тяжести выходных отверстий, отклоняются от своего среднечисленного значения не более чем на 30%.17. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the individual flows of the inlet gas II flowing from the outlet openings A, belonging to the number ZA of the centers of gravity of the outlet openings, deviate from their number average by no more than 30%. 18. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что отдельные потоки входного газа II, истекающие из выходных отверстий А, относящихся к числу ZA центров тяжести выходных отверстий, отклоняются от своего среднечисленного значения не более чем на 10%.18. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the individual flows of the inlet gas II flowing from the outlet openings A, which are among the ZA centers of gravity of the outlet openings, deviate from their number average by no more than 10%. 19. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что под большинством М всех выходных отверстий А и отдельных потоков входного газа II, истекающих из них, следует подразумевать те выходные отверстия А и отдельные потоки входного газа II, истекающие из них, из которых в совокупности выходят более 70% общего объемного потока V2, с тем условием, что среди истекающих из них отдельных потоков входного газа II в пределах общего количества всех отдельных потоков входного газа II нет ни одного, который был бы меньше, чем самый большой из отдельных потоков входного газа II, не принадлежащих к этому большинству М.19. The method according to claim 1 or 2, characterized in that under the majority M of all the outlet openings A and the individual flows of the inlet gas II flowing from them, it should be understood that those outlet openings A and the separate flows of the inlet gas II flowing out of them, from which together account for more than 70% of the total volumetric flow V2, with the condition that among the individual inlet gas flows II flowing out of them, there is not one within the total number of all individual inlet gas flows II that would be less than the largest of the individual input g streams for II, not belonging to the majority of M. 20. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что под большинством М всех выходных отверстий А и отдельных потоков входного газа II, истекающих из них, следует подразумевать те выходные отверстия А и отдельные потоки входного газа II, истекающие из них, из которых в совокупности выходят более 90% общего объемного потока V2, с тем условием, что среди истекающих из них отдельных потоков входного газа II в пределах общего количества всех отдельных потоков входного газа II нет ни одного, который был бы меньше, чем самый большой из отдельных потоков входного газа II, не принадлежащих к этому большинству М.20. The method according to claim 1 or 2, characterized in that under the majority M of all the outlet openings A and the individual flows of the inlet gas II flowing from them, it should be understood that those outlet openings A and the separate flows of the inlet gas II flowing out of them, from which together account for more than 90% of the total volumetric flow V2, with the condition that among the individual inlet gas flows II flowing out of them, there is not one within the total number of all individual inlet gas flows II that would be less than the largest of the individual input g streams for II, not belonging to the majority of M. 21. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что при проецировании центров тяжести большинства М всех выходных отверстий А в направлении входного потока газа I на плоскость проекции Е перпендикулярно направлению течения входного потока газа I по меньшей мере для 85% площади проекции, захваченной входным газовым потоком I, количество ZA центров тяжести выходных отверстий, находящихся на произвольном квадратном метре, составляет не менее 10.21. The method according to claim 1 or 2, characterized in that when projecting the centers of gravity of most M of all the outlet openings A in the direction of the gas inlet stream I onto the projection plane E is perpendicular to the direction of the gas inlet stream I flow for at least 85% of the projection area, captured by the inlet gas stream I, the number ZA of the centers of gravity of the outlet openings located on an arbitrary square meter is at least 10. 22. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что при проецировании центров тяжести большинства М всех выходных отверстий А в направлении входного потока газа I на плоскость проекции Е перпендикулярно направлению течения входного потока газа I по меньшей мере для 95% площади проекции, захваченной входным газовым потоком I, количество ZA центров тяжести выходных отверстий, находящихся на произвольном квадратном метре, составляет не менее 10.22. The method according to claim 1 or 2, characterized in that when projecting the centers of gravity of most M of all the outlet openings A in the direction of the gas inlet stream I onto the projection plane E is perpendicular to the direction of the gas inlet stream I flow for at least 95% of the projected area, captured by the inlet gas stream I, the number ZA of the centers of gravity of the outlet openings located on an arbitrary square meter is at least 10. 23. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что входной поток реакционной газовой смеси проводят через твердый слой катализатора с учетом того, чтобы по меньшей мере 2 мол.% содержащегося в нем по меньшей мере одного подлежащего дегидрированию углеводорода были подвергнуты дегидрированию до по меньшей мере одного дегидрированного углеводорода.23. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the input stream of the reaction gas mixture is conducted through a solid catalyst bed, taking into account that at least 2 mol% of the at least one hydrocarbon to be dehydrogenated therein is subjected to dehydrogenation to at least one dehydrogenated hydrocarbon. 24. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что входной поток реакционной газовой смеси проводят через твердый слой катализатора с учетом того, чтобы по меньшей мере 5 мол.% содержащегося в нем по меньшей мере одного подлежащего дегидрированию углеводорода были подвергнуты дегидрированию до по меньшей мере одного дегидрированного углеводорода.24. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the input stream of the reaction gas mixture is conducted through a solid catalyst layer, taking into account that at least 5 mol% of the at least one hydrocarbon to be dehydrogenated therein is subjected to dehydrogenation to at least one dehydrogenated hydrocarbon. 25. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что входной поток реакционной газовой смеси содержит по меньшей мере 5 об.% по меньшей мере одного подлежащего дегидрированию углеводорода.25. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the input stream of the reaction gas mixture contains at least 5 vol.% At least one hydrocarbon to be dehydrogenated. 26. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что входной поток реакционной газовой смеси содержит по меньшей мере 10 об.% по меньшей мере одного подлежащего дегидрированию углеводорода.26. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the input stream of the reaction gas mixture contains at least 10 vol.% At least one hydrocarbon to be dehydrogenated. 27. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что молярное содержание молекулярного кислорода во входном потоке реакционной газовой смеси составляет не более 50 мол.% содержащегося в нем количества (в молях) молекулярного водорода.27. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the molar content of molecular oxygen in the input stream of the reaction gas mixture is not more than 50 mol.% The amount contained (in moles) of molecular hydrogen. 28. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что при прохождении входного потока реакционной газовой смеси через твердый слой катализатора по меньшей мере 95 мол.% содержащегося во входном потоке реакционной газовой смеси молекулярного кислорода были использованы для сжигания молекулярного водорода, содержащегося во входном потоке реакционной газовой смеси.28. The method according to claim 1 or 2, characterized in that when passing the input stream of the reaction gas mixture through the solid catalyst bed, at least 95 mol% of the molecular oxygen contained in the input stream of the reaction gas mixture was used to burn molecular hydrogen contained in reaction gas inlet stream. 29. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что температура входного потока реакционной газовой смеси при вхождении его в твердый слой катализатора составляет от 300 до 700°С.29. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the temperature of the input stream of the reaction gas mixture when it enters the solid catalyst layer is from 300 to 700 ° C. 30. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что нагрузка на твердый слой катализатора (относительно общего количества катализатора, содержащегося в нем) по меньшей мере одним подлежащим дегидрированию углеводородом составляет от 100 до 10000 Нл/л·ч.30. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the load on the solid catalyst layer (relative to the total amount of catalyst contained in it) by at least one hydrocarbon to be dehydrogenated is from 100 to 10,000 Nl / l · h. 31. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что время индукции J не превышает 2000 мс.31. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the induction time J does not exceed 2000 ms. 32. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что время индукции J не превышает 100 мс.32. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the induction time J does not exceed 100 ms. 33. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что сечение трубопроводной системы, по которой поступает входной газ II, там, где находятся выходные отверстия А, многоугольное.33. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the cross-section of the pipeline system through which the inlet gas II enters, where the outlet holes A are, is polygonal. 34. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что сечение трубопроводной системы, по которой поступает входной газ II, там, где находятся выходные отверстия А, четырехугольное.34. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the cross-section of the pipeline system through which the inlet gas II enters, where the outlet openings A are, is quadrangular. 35. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что выходные отверстия А круглые.35. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the outlet openings A are round. 36. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что разница ΔT_II ^I между температурой входящего потока газа I и входного газа II не превышает 300°С.36. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the difference ΔT _II ^I between the temperature of the incoming gas stream I and the inlet gas II does not exceed 300 ° C. 37. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что по меньшей мере один подлежащий дегидрированию углеводород представляет собой пропан.37. The method according to claim 1 or 2, characterized in that at least one hydrocarbon to be dehydrogenated is propane. 38. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что по меньшей мере один дегидрированный углеводород представляет собой пропилен.38. The method according to claim 1 or 2, characterized in that at least one dehydrogenated hydrocarbon is propylene. 39. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что его реализуют в шахтном реакторе, выполненном в виде многоступенчатого реактора. 39. The method according to claim 1 or 2, characterized in that it is implemented in a shaft reactor, made in the form of a multi-stage reactor.

Images