反應器-再生器設備及其在苯乙烯生產中的應用制造技術

包含至少一個用于烴類催化脫氫反應的反應器和至少一個“快速提升管”型催化劑再生器的反應器－再生器設備，其中再生器－提升管為用于包含與固相緊密接觸的氣相的化學反應的基本上管狀的設備，其中氣相和固體顆粒物并流向上移動。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種反應器-再生器設備及其在苯乙烯生產中的應用。更具體地說，本專利技術涉及反應器-再生器設備，所述的設備包括至少一個用于烴類催化脫氫反應的反應器和至少一個快速提升管型的催化劑再生器。甚至更具體地說，本專利技術涉及所述的反應器-再生器設備在任選與乙烷混合的乙苯脫氫中的應用。特別是，本反應器-再生器設備可用于苯乙烯生產。在本說明書和權利要求書中使用的術語“快速提升管”指用于包含與固相緊密接觸的氣相的化學反應的一種基本上管狀的設備，其中氣體和固體顆粒物并流向上移動，而氣體的空塔速率高于固體顆粒物的末端速率，優選比所述的末端速率的兩倍還高。所述的反應器特別適用于其中氣相(例如再生用氣體，例如空氣、氧氣或富氧空氣)與顆粒物形式的固體接觸的反應，其中化學反應(例如顆粒形式的廢催化劑的再生)足夠快，以致可在通?！翱焖偬嵘苄头磻鳌钡牡徒佑|時間內發生。進行吸熱催化反應例如脫氫的方法和設備在文獻中是已知的，例如Zenz和Othmer在“Fluidization and Fluid Particles Systems”(Reinhold Publishing，1960)中描述的“SOD Model IV”反應器。用于烷基芳烴例如乙苯脫氫制得相應的乙烯基芳烴衍生物例如苯乙烯的方法在文獻中也是已知的。例如，US專利6031143公開了一種用于同時生產苯乙烯和乙烯的方法，所述的方法包括將乙苯和乙烷送入脫氫反應器，通過基于負載在氧化鋁上的氧化鎵的催化體系來生產乙烯和苯乙烯。脫氫反應器在與再生器組合中操作，再生器連續接收廢催化劑，后者再生和加熱以后再次連續送入脫氫段。上面匯集的方法設想使用一種由反應器和流化床再生器組成的體系，氣體和固體以逆流方式流動，以便進行脫氫反應和催化劑的再生。但是，流化床的缺點是與能夠適當操作的生產能力成正比，需要大型設備和大量催化劑。事實上，氣體在流化床反應器中的空塔速率必然受到通常小于100-150cm/s的催化劑的氣動輸送速率限制。本專利技術的一個目的是要提供一種反應器-再生器設備，所述的反應器-再生器設備仍在流化條件下操作，但又能在氣相中進行催化脫氫反應，而沒有上述已知技術的缺點。所以，本專利技術的一個目的涉及一種用于乙苯和/或乙烷在氣相中進行催化脫氫反應的反應器-再生器設備，所述的反應器-再生器設備包含至少一個適用于在固體顆粒催化劑存在下脫氫反應的反應器和與反應器直接相連的由快速提升管組成的催化劑再生器，在所述的快速提升管中氣體和固體并流向上移動，氣體的空塔速率高于固體顆粒物的末端速率，優選比所述的末端速率的兩倍還高。為了避免器壁的侵蝕現象以及使固體顆粒物的磨擦最小，氣體的空塔速率優選小于30m/s。根據本專利技術，反應器可由一個或多個用于在流化床中進行反應的反應器組成，優選其中新鮮催化劑或再生催化劑從頂部加入而氣相反應物在靠近底部的位置通過特定分配器送入的反應器。所以，送入反應器底部的氣體相對于下降的催化劑逆流上升，使催化劑保持在流化床條件下。適合的內部件例如能防止氣體和催化劑再混合的圓柱形柵板或柵條安裝在每一反應器的內部，以致上升的氣流和下降的固體流在各反應器內部類似活塞流?；钊鞯拇嬖谕ǔＪ姑摎浞磻霓D化率和選擇性提高。另一方面，如果可得到足夠高活性的催化劑，那么反應器可由至少一個按照象再生器提升管那樣的流化條件操作的提升管反應器組成。象在US專利6031143中的情況一樣，在反應物體系包括乙苯/乙烷混合物的脫氫反應中，反應器-提升管可包含至少兩個不同高度的進料點，每種氣體組分一個進料點，從動力學和熱力學的觀點出發，使每種脫氫反應在最有利的操作條件下進行。另一方面，可有并聯安裝的至少兩個反應器-提升管，每一個送入各自的反應物氣體或適合的氣體混合物，它們還可含有從另一反應器提升管得到的有稀釋劑功能的流出氣體。提升管中的催化劑沿多個反應器提升管串聯流動，并被反應物氣體帶著并流向上，同時由于重力，它們向下移動到后一個反應器-提升管的底部。根據本專利技術的另一個實施方案，可將直接來自再生器-提升管的催化劑并聯送入多個反應器-提升管，任選插入一些換熱器，以便使部分催化劑冷卻到對每種反應更方便的溫度。在所述的氣體和固體并流向上移動的每一個反應器-提升管中，氣體的空塔速率高于固體顆粒物的末端速率，優選比所述的末端速率的兩倍還高。為了避免器壁的侵蝕現象和使固體顆粒物的摩擦最小，對于反應器-提升管，氣體的空塔速率也優選小于30m/s。反應器通過輸送管線直接與再生器-提升管相連，所述的輸送管線使收集在流化床反應器底部或從反應器-提升管頂部回收的廢催化劑用可能為惰性氣體或再生用氣體本身作為載體的載氣輸送到再生器。再生用氣體在高溫下送入，并選自空氣、氧氣、用氮氣稀釋的空氣或氧氣、惰性氣體或濃縮氧氣。廢催化劑的再生僅用再生用氣體通過可能沉積在催化劑上的反應殘留物例如瀝青或碳質殘留物(例如焦炭)的氧化/燃燒來進行。此外，因為催化劑也在再生器-提升管中加熱使它達到反應器中脫氫反應的操作溫度，所以可燃燒氣體的入口設想在再生器-提升管底部的不同高度，通過所述的可燃燒氣體例如甲烷或LPG的催化燃燒或通過來自脫氫反應本身的氫氣燃燒，使再生的催化劑加熱。本專利技術目的的反應器-再生器設備還可包含位于再生器-提升管出口的分離設備，以便從夾帶再生催化劑的氣相中回收再生催化劑。所述的分離設備可由旋風分離器組成，再生的催化劑收集在分離器底部，用惰性氣體例如氮氣汽提，以便除去可能夾帶的再生用氣體后，例如使用反應物氣體作為載氣使再生的催化劑循環到反應器。在本專利技術的設備目的中，適用于從再生用氣體中分離催化劑和可用于這一目的的設備在US專利4043899中公開。本專利技術的另一個目的涉及一種在氣相中乙苯和/或乙烷進行催化脫氫反應的方法，所述的方法使用上述反應器-再生器設備。在兩組分反應物氣體乙苯+乙烷的情況下，如在權利要求書中更充分限定的，本專利技術目的的反應器-再生器體系可與意大利1295072及其相應的非意大利專利專利中公開的聯合方法組合使用。更具體地說，本專利技術的另一個目的涉及一種乙苯和/或乙烷在氣相中進行催化脫氫反應的方法，所述的方法包括i)將反應物氣體連續送入包括至少一個適用于進行催化脫氫反應的反應器的反應段，所述的反應器裝有催化劑并在流化條件例如流化床條件下操作；ii)從步驟(i)的反應器頂部排出反應產物，將它送入隨后的未反應組分的分離和回收/循環步驟；iii)從反應器中連續取出廢催化劑流，任選在特定的設備中用惰性氣體汽提以后，用再生用氣體作為載氣與催化劑并流將它送入包括再生器-提升管的再生/加熱段；iv)從再生器-提升管頂部連續取出經再生加熱的催化劑流，任選在特定的設備中用惰性氣體汽提以后，用反應物氣體或在乙苯/乙烷混合物的情況下用乙烷作為載氣將它送入脫氫反應器。在雙組分反應物氣體例如乙烷/乙苯混合物脫氫的情況下，有可能使用反應器-提升管作為反應器，類似國際專利申請WO 02/96844中公開的，或有可能使用一對反應器-提升管，每一個送入一種氣體并對所涉及的反應保持最有利的熱力學條件。在進行脫氫反應的反應段中，溫度為400-750℃。壓力為常壓或稍高，而調節反應物的流速，以便在流化床反應器的情況下，得到GHSV(氣時空速)為100-1本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于乙苯和／或乙烷在氣相中進行催化脫氫反應的反應器－再生器設備，所述的設備包括至少一個適合于在固體顆粒催化劑存在進行下脫氫反應的反應器和與反應器直接相連的由快速提升管組成的催化劑再生器，在所述的快速提升管中氣體和固體并流向上移動，而氣體的空塔速率高于固體顆粒物的末端速率。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】IT 2004-2-9 MI2004A0001981.一種用于乙苯和/或乙烷在氣相中進行催化脫氫反應的反應器-再生器設備，所述的設備包括至少一個適合于在固體顆粒催化劑存在進行下脫氫反應的反應器和與反應器直接相連的由快速提升管組成的催化劑再生器，在所述的快速提升管中氣體和固體并流向上移動，而氣體的空塔速率高于固體顆粒物的末端速率。2.根據權利要求1的設備，其中氣體的空塔速率比固體顆粒物的末端速率的兩倍還高。3.根據權利要求1或2的設備，其中氣體的空塔速率小于30m/s。4.根據權利要求1-3中任一項的設備，其中反應器由至少一個用于在流化床中進行反應的反應器組成，新鮮催化劑或再生催化劑從頂部送入反應器，而氣相的反應物借助分配器在靠近底部的位置送入。5.根據權利要求1-3中任一項的設備，其中反應器由至少一個按照象再生器-提升管那樣的流化條件操作的反應器-提升管組成。6.根據權利要求5的設備，其中在由乙苯/乙烷混合物組成的反應物體系存在下，反應器包含一個在不同高度有至少兩個進料口的反應器-提升管，每一種氣體組分用一個進料口。7.根據權利要求5的設備，其中在由乙苯/乙烷混合物組成的反應物體系存在下，反應器包含至少兩個反應器-提升管，每一個送入各自的反應物氣體。8.根據權利要求7的設備，其中催化劑沿多個反應器-提升管串聯流動。9.根據權利要求7的設備，其中催化劑沿多個反應器-提升管并聯流動。10.根據上述權利要求任一項的設備，其中反應器通過輸送管線直接與再生器-提升管相連，輸送管線用再生用氣體本身作為載氣使流化床反應器底部收集的廢催化劑或反應器-提升管頂部回收的廢催化劑輸送到再生器。11.根據上述權利要求任一項的設備，其中再生用氣體在高溫下送入，再生用氣體選自空氣、氧氣、氮氣稀釋的或富氧的空氣或氧氣。12.根據上述權利要求任一項的設備，其中再生器-提升管包含不同高度的可燃燒氣體的入口，通過所述的可燃燒氣體的催化燃燒加熱再生的催化劑。13.根據上述權利要求任一項的反應器-再生器設備，所述設備包含位于再生器-提升管的出口的分離單元，以便從夾帶催化劑的氣相中回收再生的催化劑。14.根據上述權利要求11的反應器-再生器設備，其中分離單元由旋風分離器組成，再生催化劑收集在旋風分離器的底部。15.一種乙苯和/或乙烷在氣相中進行催化脫氫反應的方法，所述的方法包括i)將反應物氣體連續送入包括至少一個適用于進行催化脫氫反應的反應器的反應段，所述的反應器裝有催化劑并在流化條件下操作；ii)從步驟(i)的反應器頂部排出反應產物，將它送入隨后的未反應組分的分離和回收/循環步驟；iii)從反應器中連續取出廢催化劑流，任選在特定的設備中用惰性氣體汽提以后，用再生用氣體作為載氣與催...

【專利技術屬性】
技術研發人員：D圣菲利波，I米拉卡，G卡珀恩，V凡提諾里，
申請(專利權)人：斯南普羅吉蒂聯合股票公司，
類型：發明
國別省市：IT[意大利]