催化脫氫方法中痕量氯化物污染物的高溫脫除方法
【專利說明】催化脫氫方法中痕量氯化物污染物的高溫脫除方法
[0001]優(yōu)先權(quán)聲明
[0002]本申請要求2013年6月19日提交的美國申請N0.13/922，071的優(yōu)先權(quán)，通過引用將其全部并入本文中。
[0003]發(fā)明背景
[0004]催化脫氫可用于將鏈烷烴轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的烯烴，例如丙烷轉(zhuǎn)化成丙烯，或者丁烷轉(zhuǎn)化成丁烯。
[0005]圖1顯示催化脫氫方法5的一個典型配置。方法5包括反應(yīng)器段10、催化劑再生段15和產(chǎn)物回收段20。
[0006]反應(yīng)器段10包括一個或多個反應(yīng)器25 (在圖1中顯示4個)。將烴進料30送入換熱器35中，在那里它與反應(yīng)器流出物40接觸以提高進料溫度。將進料30送入預(yù)熱器45中，在那里將它加熱至所需入口溫度。將預(yù)熱進料50從預(yù)熱器45送入第一反應(yīng)器25中。由于脫氫反應(yīng)是吸熱的，來自第一反應(yīng)器25的流出物55的溫度小于預(yù)熱進料50的溫度。將流出物55送入級間加熱器60中以將溫度提高至下一反應(yīng)器25所需的入口溫度。
[0007]在最后的反應(yīng)器(在該實例中，第四個反應(yīng)器)以后，將反應(yīng)器流出物40送入換熱器35中，并與進料30交換熱。然后將反應(yīng)器流出物40送入產(chǎn)物回收段20中。
[0008]催化劑65移動通過一系列反應(yīng)器25。當(dāng)催化劑70離開最后的反應(yīng)器25時，將它送入催化劑再生段15中。催化劑再生段15包括反應(yīng)器75，在那里，催化劑上的焦炭被燒掉且催化劑可進入再調(diào)節(jié)步驟。將再生的催化劑80送回第一反應(yīng)器25中。
[0009]如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解，用于調(diào)整鏈烷烴脫氫催化劑的有機氯化物在反應(yīng)器流出物中產(chǎn)生不理想的氯化物種(氯化物)化合物，例如HC1和有機氯化物(RC1)。這類化合物在本文中稱為痕量氯化物污染物。來自未處理痕量氯化物污染物的示例有害影響包括腐蝕、下游催化劑的毒害和其它效應(yīng)。因此，典型催化脫氫方法中的產(chǎn)物回收包括痕量氯化物污染物的脫除。
[0010]例如，圖1顯示結(jié)合到產(chǎn)物回收段20中的典型氯化物脫除方法。將反應(yīng)器流出物40在壓縮機82中壓縮。將在離開壓縮機82(例如經(jīng)由排料罐)時通常以110-177°C (230-350° F)的溫度存在的壓縮流出物115引入冷卻器120，例如換熱器中。冷卻器120使壓縮流出物的溫度降至25-60°C，在一些實例中，38-60°C (100-120° F)。然后將冷卻流出物125 (冷卻產(chǎn)物流)引入氯化物脫除器130，例如氯化物清除保護床中。氯化物脫除器130包含吸附劑，所述吸附劑從冷卻流出物125中吸附氯化物并提供處理流出物135。將處理流出物135引入干燥器84中。干燥器84可以為用于干燥和提純，包括水和硫化氫(H2S)脫除的反應(yīng)器流出物干燥器系統(tǒng)(RED)。
[0011]示例反應(yīng)器流出物干燥器(RED)系統(tǒng)包括以典型變溫吸附(TSA)系統(tǒng)排列的兩個或更多個吸附劑床。當(dāng)一個或多個吸附劑床為吸附模式以將工藝流提純和脫水時，其它床為再生模式。當(dāng)吸附步驟中的吸附劑床開始穿透污染物時，吸附模式的床轉(zhuǎn)變成再生模式并將新再生的床置于吸附模式。床在吸附與再生模式之間轉(zhuǎn)變以提供工藝流的連續(xù)提純。吸附劑的再生通過將床在提高的溫度下用再生劑料流如惰性氣體、凈氣體或氣化烴料流沖洗以將雜質(zhì)和水解吸以恢復(fù)吸附劑并使它備用于新的吸附步驟而實現(xiàn)。TSA方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的。
[0012]將干燥的流出物在分離器85中分離。氣體90在膨脹器95中膨脹并分離成再循環(huán)氫氣流100和凈分離器氣流105。將包含稀經(jīng)產(chǎn)物和未轉(zhuǎn)化鏈燒經(jīng)的液流110送去進一步加工，在那里回收所需烯烴產(chǎn)物且未轉(zhuǎn)化鏈烷烴再循環(huán)至脫氫反應(yīng)器25中。
[0013]用于氯化物處理器130的示例氯化物清除保護床包括具有一種或多種氯化物清除吸附劑的容器，其稱為保護床。吸附劑的實例包括活性氧化鋁、促進氧化鋁(promotedalumina)、金屬氧化物、沸石基吸附劑及其它。冷卻壓縮流出物125通過容器并通過床，接觸吸附劑以除去氯化物污染物?？蛇M行物理和化學(xué)吸附。
[0014]存在于反應(yīng)器流出物40中的顯著量的重質(zhì)烴殘余物進入氯化物處理器130中。重質(zhì)烴殘余物為主要在催化脫氫裝置的反應(yīng)器段10進行的不理想的副反應(yīng)的結(jié)果。重質(zhì)烴的實例包括多核芳烴。已知雜質(zhì)重質(zhì)烴殘余物負面地影響氯化物處理器吸附劑的性能。盡管可提供溶劑如對-二乙基苯或輕循環(huán)油以清洗反應(yīng)器流出物40和冷卻器120，烴殘余物仍存在于反應(yīng)器流出物干燥器84或氯化物脫除器130的進料中。
[0015]如果反應(yīng)性吸附劑用于高反應(yīng)性烴料流中，例如存在于催化脫氫方法中的，則不理想的反應(yīng)如聚合、烷基化等可能導(dǎo)致形成高分子量較重?zé)N。這些重質(zhì)烴可沉積于吸附劑表面上，填充孔體積并通過形成圍繞吸附劑顆粒的液膜而產(chǎn)生質(zhì)量傳遞阻力，由此降低吸附劑的容量。為補償該效應(yīng)，可通過使用較高外表面積顆?；蚪档臀絼┑牧６榷岣呶絼╊w粒的表面:體積比。然而，該策略不是非常有效的，并且可能產(chǎn)生提高的生產(chǎn)成本。另外，降低吸附劑顆粒粒度會產(chǎn)生氯化物脫除器130上不理想的大壓降。
[0016]發(fā)明概述
[0017]本發(fā)明一方面涉及催化脫氫方法中反應(yīng)器流出物的痕量氯化物污染物脫除方法。將反應(yīng)器流出物在壓縮機中壓縮以提供壓縮流出物。將壓縮流出物由壓縮機引入氯化物脫除器中。存在于壓縮流出物中的氯化物在氯化物脫除器中被吸附以提供處理流出物。隨后將處理流出物在冷卻器中冷卻。
[0018]本發(fā)明另一方面涉及催化脫氫方法中反應(yīng)器流出物的高溫痕量氯化物污染物脫除方法。將脫氫反應(yīng)區(qū)中的烴進料在脫氫反應(yīng)條件下在脫氫催化劑的存在下脫氫以形成反應(yīng)器流出物。將反應(yīng)器流出物壓縮以提供壓縮流出物。將壓縮流出物在壓縮流出物的露點以上的溫度下引入氯化物脫除器中。存在于壓縮流出物中的痕量氯化物污染物在氯化物脫除器中被吸附劑吸附以提供處理流出物。將處理流出物冷卻。
[0019]附圖簡述
[0020]圖1為對催化脫氫方法中反應(yīng)器流出物的常規(guī)痕量氯化物污染物脫除方法的闡述。
[0021]圖2為對催化脫氫方法中反應(yīng)器流出物的痕量氯化物污染物脫除方法的一個實施方案的闡述。
[0022]圖3為對用于示例痕量氯化物污染物脫除方法中的氯化物脫除器的闡述。
[0023]發(fā)明詳述
[0024]在較高溫度下，在氯化物吸附劑上的不理想副反應(yīng)，例如酸催化聚合、低聚、環(huán)化和通過縮合形成重質(zhì)殘余物的傾向通常提高。另外，認為較高的溫度不當(dāng)?shù)亟档臀椒椒ǖ奈絼┤萘?。認為氯化物脫除器的最佳性能可以用來自催化脫氫裝置中在反應(yīng)器流出物壓縮機下游的冷卻器的冷卻產(chǎn)物流實現(xiàn)。因此，慣常地，氯化物脫除器位于壓縮機的下游和冷卻器的下游以賦予提高的吸附劑容量，如圖1所示。
[0025]然而，如果存在具有合適性能，例如對烯烴聚合的低反應(yīng)性和在高操作溫度下的高容量的有效吸附劑，則較好的是氯化物脫除器位于冷卻器以前的較熱料流上。該較熱料流降低由重質(zhì)烴冷凝導(dǎo)致的吸附劑結(jié)垢并提高氯化物脫除方法的動力，從而提供較高的氯化物脫除能力和吸附劑活性組分的較好利用。
[0026]本發(fā)明一個示例實施方案涉及催化脫氫方法中反應(yīng)器流出物的痕量氯化物污染物脫除方法。可使用痕量氯化物污染物脫除方法實施方案的一個示例催化脫氫方法顯示于圖2中，但其它方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員了解的。將反應(yīng)器流出物在壓縮機中壓縮以提供壓縮流出物。壓縮包括提高反應(yīng)器流出物的壓力。將壓縮流出物