Способ получения олефиновых углеводородов в кипящем слое пылевидного алюмохромового катализатора
Владельцы патента RU 2759288:
Публичное Акционерное Общество "Нижнекамскнефтехим" (RU)
Изобретение относится к способу получения олефиновых углеводородов дегидрированием парафиновых углеводородов в кипящем слое пылевидного алюмохромового катализатора, циркулирующего в системе, включающей реактор с секционирующими решетками, регенератор и узел распределения катализатора и транспортного газа, содержащий расположенный в реакторе и регенераторе вертикальный катализаторопровод для направления смеси катализатора и транспортного газа восходящим потоком с расположенным на его верхнем торце расширителем с отверстиями, соединенными с вертикальными спускными стояками, торцы которых расположены в верхней части кипящего слоя катализатора, для направления смеси катализатора и транспортного газа нисходящим потоком. Способ характеризуется тем, что используют расположенный в реакторе катализаторопровод, ось которого смещают от оси реактора на 30-90% в сторону внутренней стенки реактора, при этом подвод расположенного в реакторе катализаторопровода к расширителю, а также вертикальных спускных стояков к отверстиям в расположенном в реакторе и регенераторе расширителе осуществляют с радиальным изгибом, и верхний торец расположенного в реакторе катализаторопровода размещают перпендикулярно оси реактора, при этом в реакторе и регенераторе используют расширитель сферической формы с отверстиями в его нижней половине сферы для соединения с вертикальными спускными стояками, а центр расширителя располагают соосно с катализаторопроводом и соответствующим реактором и регенератором, при этом подвод расположенного в реакторе катализаторопровода к расширителю осуществляют с радиусом изгиба, не превышающим 50% от радиуса реактора, подвод вертикальных спускных стояков к отверстиям в расположенном в реакторе и регенераторе расширителе осуществляют с радиусом изгиба, не превышающим радиус расширителя, отношение диаметра расширителя к диаметру катализаторопровода находится в диапазоне 1,1-3,0. Использование предлагаемого способа позволяет исключить отложения монолитного кокса на катализаторопроводе, снизить эрозию внутренних устройств реактора и обеспечить стабильно высокой выход олефиновых углеводородов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 пр.
Изобретение относится к области нефтехимии, в частности к способу получения олефиновых углеводородов дегидрированием парафиновых углеводородов в кипящем слое пылевидного алюмохромового катализатора, циркулирующего в системе реактор-регенератор.
Получение олефиновых углеводородов в системе реактор-регенератор делает необходимым непрерывное выведение катализатора из реактора в регенератор для выжига углерода, образующегося в условиях дегидрирования. Однако углерод образуется и отлагается не только на катализаторе, но и на металлической поверхности отдельных узлов реактора (пристеночный углерод). В промышленных системах нередко накапливаются монолитные углеродистые отложения массой в десятки и сотни килограммов. Отложение пристеночного углерода отрицательно влияет на распределение сырья и катализатора по объему реактора, что приводит к существенному снижению выхода олефиновых углеводородов. В частности, одним из мест отложения пристеночного углерода в реакторе является внешняя поверхность восходящей линии катализаторопровода. При этом выжиг углеродистых отложений в реакторе воздухом неминуемо приводит к локальным перегревам и, как следствие, к деформации металлических конструкций реактора, а паровоздушный выжиг оказывает отравляющее действие на алюмохромовый катализатор. Поэтому на практике, как правило, процесс дегидрирования периодически останавливают, охлаждают реактор и удаляют накопившийся углерод вручную [Давыдов Е.М., Савельев B.C. Образование и удаление пристеночных углеродистых отложений в реакторе дегидрирования с кипящим слоем катализатора // Химическая промышленность, 1988, № 6, с. 17-18].
Известен способ получения олефиновых углеводородов дегидрированием парафиновых углеводородов в кипящем слое пылевидного алюмохромового катализатора, циркулирующего в системе реактор-регенератор (патент РФ № 2301107, опубл. 2007, МПК С07С 5/333 (2006.01), B01J 8/04 (2006.01)), согласно которому дегидрирование проводят в реакторе с секционирующими решетками с возрастающим по высоте реактора свободным сечением. При этом смесь катализатора и транспортного газа в реактор подают по восходящей линии катализаторопровода, проходящей по оси реактора через зону десорбции реактора (десорбционный стакан). Соосно с катализаторопроводом на его верхнем торце установлен расширитель эллипсовидной формы, соединенный соединительными трубами с вертикальными спускными стояками для направления нисходящим потоком смеси катализатора и транспортного газа, нижние торцы которых расположены под уровнем кипящего слоя катализатора над верхней секционирующей решеткой. При этом соединительные трубы с вертикальными спускными стояками соединяют под углом.
Известен способ получения олефиновых углеводородов дегидрированием парафиновых углеводородов в кипящем слое пылевидного алюмохромового катализатора, циркулирующего в системе реактор-регенератор (патент РФ № 2652198, опубл. 2018, МПК С07С 5/333 (2006.01), С07С 5/32 (2006.01), B01J 8/18 (2006.01)), согласно которому дегидрирование проводят в реакторе с секционирующими решетками, при этом смесь катализатора и транспортного газа в реактор и/или регенератор подают по восходящей линии катализаторопровода, проходящей по оси реактора и/или регенератора. Для направления смеси катализатора и транспортного газа нисходящим потоком, соосно с катализаторопроводом, на его верхнем торце установлен расширитель, соединенный соединительными трубами с вертикальными спускными стояками, нижние торцы которых расположены в верхней части кипящего слоя. Расширитель состоит из цилиндрического корпуса с верхней крышкой и нижним днищем, а соединительные трубы верхними торцами соединены с отверстиями для выпуска катализатора, расположенными в цилиндрической части корпуса, при этом между отверстиями для выпуска катализатора и верхней крышкой располагают по крайней мере одно отверстие для выпуска транспортного газа, а катализаторопровод выполняют входящим в расширитель. Верхний торец катализаторопровода располагают между по крайней мере одним отверстием для выпуска транспортного газа и верхней крышкой расширителя. При этом указано, что верхняя крышка расширителя реактора может иметь форму конуса с наклоном образующей конуса под углом в диапазоне от 10° до 40° вниз от горизонтального положения, а нижнее днище расширителя реактора может иметь форму эллипса или конуса. Соединительные трубы располагают под углом 45°-80° вниз от горизонтального положения, что соответствует внутреннему углу 100°-135° между соединительными трубами и вертикальными спускными стояками.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения олефиновых углеводородов дегидрированием парафиновых углеводородов в кипящем слое пылевидного алюмохромового катализатора, циркулирующего в системе реактор-регенератор (патент РФ № 2652195, опубл. 2018, МПК С07С 5/333 (2006.01), С07С 5/32 (2006.01), B01J 8/18 (2006.01)), согласно которому дегидрирование парафиновых углеводородов проводят в реакторе с секционирующими решетками, при этом смесь катализатора и транспортного газа в реактор и/или регенератор подают по восходящей линии катализаторопровода, проходящей по оси реактора и/или регенератора. Для направления смеси катализатора и транспортного газа нисходящим потоком, соосно с катализаторопроводом, на его верхнем торце установлен расширитель, соединенный соединительными трубами с вертикальными спускными стояками, нижние торцы которых расположены в верхней части кипящего слоя. Расширитель состоит из цилиндрического корпуса с верхним и нижним днищем, а соединительные трубы верхними торцами соединены с отверстиями, расположенными в цилиндрической части корпуса и/или в нижнем днище, и к нижнему торцу каждого вертикального спускного стояка прикреплен соосно стояку смеситель в виде верхнего диска, окружающего выпускное отверстие спускного стояка, и на расстоянии от него - нижнего диска. При этом указано, что верхнее днище расширителя может иметь форму конуса с наклоном образующей конуса под углом в диапазоне от 10° до 40° вниз от горизонтального положения, а его нижнее днище может иметь форму усеченного конуса с наклоном образующей конуса под углом в диапазоне от 30° до 85° вверх от горизонтального положения. Соединительные трубы располагают под углом 30°-80° вниз от горизонтального положения, что соответствует внутреннему углу 100°-150° между соединительными трубами и вертикальными спускными стояками.
Недостатком всех вышеперечисленных способов является использование катализаторопровода, проходящего по оси реактора через зону десорбции реактора (десорбционный стакан), что приводит к отложению пристеночного углерода на внешней поверхности восходящей линии катализаторопровода в реакторе. Это связано с тем, что смесь катализатора и транспортного газа, транспортируемого из регенератора в реактор, имеет гораздо более высокую температуру, чем температура в самом реакторе, поэтому прохождение катализаторопровода через зону десорбции реактора с высокой концентрацией углеводородов и закоксованного катализатора способствует усилению коксообразования на его внешней поверхности. Кроме того, при использовании в реакторе расширителя, установленного соосно с реактором, происходит локальное механическое воздействие потока перегретого в регенераторе катализатора на верхнюю внутреннюю поверхность расширителя, в результате чего произойдет усиление эрозии расширителя, что в конечном итоге приведет к повышению уноса катализатора. Использование расширителя не обтекаемой формы (в двух предыдущих способах), а также углового соединения соединительных труб с вертикальными спускными стояками также приводит к повышению эрозии и к отложению катализатора на внутренней поверхности расширителя и вертикальных спускных стояках, вследствие резкого изменения гидродинамики потока смеси катализатора и транспортного газа.
Технической задачей изобретения является повышение технико-экономических показателей процесса получения олефиновых углеводородов дегидрированием парафиновых углеводородов в кипящем слое пылевидного алюмохромового катализатора, циркулирующего в системе реактор-регенератор, при одновременном исключении отложений монолитного кокса на катализаторопроводе, снижении эрозии внутренних устройств реактора, и обеспечении стабильного высокого выхода олефиновых углеводородов.
Для решения технической задачи предлагается способ получения олефиновых углеводородов дегидрированием парафиновых углеводородов в кипящем слое пылевидного алюмохромового катализатора, циркулирующего в системе, включающей реактор с секционирующими решетками, регенератор и узел распределения катализатора и транспортного газа, содержащий расположенный в реакторе и регенераторе вертикальный катализаторопровод для направления смеси катализатора и транспортного газа восходящим потоком с расположенным на его верхнем торце расширителем с отверстиями, соединенными с вертикальными спускными стояками, торцы которых расположены в верхней части кипящего слоя катализатора, для направления смеси катализатора и транспортного газа нисходящим потоком, при этом используют расположенный в реакторе катализаторопровод, ось которого смещают от оси реактора на 30-90% в сторону внутренней стенки реактора, а подвод расположенного в реакторе катализаторопровода к расширителю и вертикальных спускных стояков к отверстиям в расположенном в реакторе и регенераторе расширителе осуществляют с радиальным изгибом, и верхний торец расположенного в реакторе катализаторопровода размещают перпендикулярно оси реактора, при этом в реакторе и регенераторе используют расширитель сферической формы с отверстиями в его нижней половине сферы для соединения с вертикальными спускными стояками, а центр расширителя располагают соосно с катализаторопроводом и соответствующим реактором и регенератором. Подвод расположенного в реакторе катализаторопровода к расширителю может быть осуществлен с радиусом изгиба, не превышающим 50% от радиуса реактора. Подвод вертикальных спускных стояков к отверстиям в расположенном в реакторе и регенераторе расширителе возможно осуществляют с радиусом изгиба, не превышающим радиус расширителя. Отношение диаметра расширителя к диаметру катализаторопровода может находиться в диапазоне 1,1-3,0. Торцы вертикальных спускных стояков могут быть расположены в верхней части кипящего слоя катализатора в реакторе и регенераторе на разном уровне, который на 20-80% выше уровня верхней секционирующей решетки.
В качестве катализатора дегидрирования используют любые пылевидные алюмохромовые катализаторы, например, ИМ-2201 (ТУ 38.103706-90), КДИ (ТУ 2173-075-00206457-2007) или КДИ-М (ТУ 2173-181-05766801-2015).
Отличительными признаками изобретения являются следующие:
- используют расположенный в реакторе катализаторопровод, ось которого смещают от оси реактора на 30-90% в сторону внутренней стенки реактора;
- подвод расположенного в реакторе катализаторопровода к расширителю, а также вертикальных спускных стояков к отверстиям в расположенном в реакторе и регенераторе расширителе осуществляют с радиальным изгибом;
- верхний торец расположенного в реакторе катализаторопровода размещают перпендикулярно оси реактора;
- в реакторе и регенераторе используют расширитель сферической формы с отверстиями в его нижней половине сферы для соединения с вертикальными спускными стояками, а центр расширителя располагают соосно с катализаторопроводом и соответствующим реактором и регенератором;
- подвод расположенного в реакторе катализаторопровода к расширителю осуществляют с радиусом изгиба, не превышающим 50% от радиуса реактора;
- подвод вертикальных спускных стояков к отверстиям в расположенном в реакторе и регенераторе расширителе осуществляют с радиусом изгиба, не превышающим радиус расширителя;
- отношение диаметра расширителя к диаметру катализаторопровода находится в диапазоне 1,1-3,0;
- торцы вертикальных спускных стояков располагают в верхней части кипящего слоя катализатора в реакторе и регенераторе на разном уровне, который на 20-80% выше уровня верхней секционирующей решетки.
Предлагаемый способ получения олефиновых углеводородов дегидрированием парафиновых углеводородов в кипящем слое пылевидного алюмохромового катализатора, циркулирующего в системе, включающей реактор с секционирующими решетками, регенератор и узел распределения катализатора и транспортного газа, содержащий расположенный в реакторе и регенераторе вертикальный катализаторопровод для направления смеси катализатора и транспортного газа восходящим потоком с расположенным на его верхнем торце расширителем с отверстиями, соединенными с вертикальными спускными стояками, торцы которых расположены на определенном уровне верхней части кипящего слоя катализатора для направления смеси катализатора и транспортного газа нисходящим потоком, при использовании расположенного в реакторе катализаторопровода, ось которого определенным образом смещают от оси реактора в сторону внутренней стенки реактора, с подводом расположенного в реакторе катализаторопровода к расширителю и вертикальных спускных стояков к отверстиям в расположенном в реакторе и регенераторе расширителе с определенным изгибом, а также с размещением верхнего торца расположенного в реакторе катализаторопровода определенным образом к оси реактора, при этом в реакторе и регенераторе используют расширитель сферической формы определенного диаметра по отношению к диаметру катализаторопровода, с отверстиями в его нижней половине сферы для соединения с вертикальными спускными стояками с определенным изгибом, с расположением центра расширителя соосно с катализаторопроводом и соответствующим реактором и регенератором, не описан ни в одном известном источнике, что позволяет говорить о его «новизне». Данный способ также соответствует критерию «изобретательский уровень», так как позволяет при использовании новых отличительных признаков повысить технико-экономические показатели процесса получения олефиновых углеводородов дегидрированием парафиновых углеводородов в кипящем слое пылевидного алюмохромового катализатора, циркулирующего в системе реактор-регенератор, при одновременном исключении отложений монолитного кокса на катализаторопроводе, а также снижении эрозии внутренних устройств реактора при обеспечении стабильного высокого выхода олефиновых углеводородов.
На фигуре представлена схема получения олефиновых углеводородов в кипящем слое пылевидного алюмохромового катализатора.
Получение олефиновых углеводородов дегидрированием парафиновых углеводородов осуществляют в кипящем слое пылевидного алюмохромового катализатора, циркулирующего в системе, включающей реактор 1 с секционирующими решетками, регенератор 2 и узел распределения катализатора и транспортного газа, содержащий расположенный в реакторе и регенераторе вертикальный катализаторопровод 3 для направления смеси катализатора и транспортного газа восходящим потоком с расположенным на его верхнем торце расширителем 5 с отверстиями 6, соединенными с вертикальными спускными стояками 9, торцы 10 которых расположены в верхней части кипящего слоя катализатора 7 и могут находиться на разном уровне, возможно на 20-80% выше уровня верхней секционирующей решетки 8, для направления смеси катализатора и транспортного газа нисходящим потоком, при этом используют расположенный в реакторе катализаторопровод 3, ось которого смещают от оси реактора на 30-90% в сторону внутренней стенки реактора 1, а подвод расположенного в реакторе 1 катализаторопровода 3 к расширителю 5 и вертикальных спускных стояков 9 к отверстиям 6 в расположенном в реакторе 1 и регенераторе 2 расширителе 5 осуществляют с радиальным изгибом. При этом подвод расположенного в реакторе 1 катализаторопровода 3 к расширителю 5 может быть осуществлен с радиусом изгиба, не превышающим 50% от радиуса реактора 1, а подвод вертикальных спускных стояков 9 к отверстиям 6 в расположенном в реакторе 1 и регенераторе 2 расширителе 5 может быть выполнен с радиусом изгиба, не превышающим радиус расширителя 5. Отношение диаметра расширителя 5 к диаметру катализаторопровода 3 может находиться в диапазоне 1,1-3,0. Верхний торец 4 расположенного в реакторе 1 катализаторопровода 3 размещают перпендикулярно оси реактора 1, при этом в реакторе 1 и регенераторе 2 используют расширитель 5 сферической формы с отверстиями 6 в его нижней половине сферы для соединения с вертикальными спускными стояками 9, а центр расширителя 5 располагают соосно с катализаторопроводом 3 и соответствующим реактором 1 и регенератором 2. Испаренные парафиновые углеводороды (сырье) направляют через распределитель 11 в реактор 1. Пары сырья поднимаются по кипящему слою катализатора, проходя через секционирующие решетки реактора 1, противоточно движущемуся вниз циркулирующему катализатору. Контактный газ дегидрирования после очистки от катализаторной пыли в циклонах 14 реактора 1 направляют на охлаждение и извлечение полученных олефиновых углеводородов. Уловленные в циклонах 14 реактора 1 мелкие фракции катализатора возвращаются в верхнюю часть кипящего слоя катализатора 7 реактора 1. В регенераторе 2 происходит выжиг кокса, нагрев за счет сжигания подаваемого топливного газа (на фигуре не показано) и восстановление активности катализатора в присутствии воздуха при температуре 640-660°C с дальнейшим возвратом отрегенерированного и нагретого катализатора из регенератора 2 в реактор 1. Воздух подают в распределитель 13 регенератора 2, затем он проходит кипящий слой регенератора 2 через секционирующие решетки, противоточно к опускающемуся вниз циркулирующему катализатору. Полученные газы регенерации после улавливания мелких фракций унесенного из кипящего слоя катализатора в циклонах 14 регенератора 2 покидают регенератор. Уловленные в циклонах 14 регенератора 2 мелкие фракции катализатора возвращают в верхнюю часть кипящего слоя катализатора 7 регенератора 2. В верхнюю часть кипящего слоя регенератора 2 подают топливный газ (на фигуре не показано) для нагрева циркулирующего катализатора и обеспечения теплом эндотермической реакции дегидрирования в реакторе 1. Отработанный в реакторе 1 катализатор из зоны десорбции 12 с помощью подаваемого воздуха (на фигуре не показано) транспортируют в верхнюю часть кипящего слоя регенератора 2. Десорбцию осуществляют азотом (на фигуре не показано), подаваемым в нижнюю часть десорбционной зоны 12 реактора 1. Отрегенерированный и подогретый катализатор из нижней части кипящего слоя регенератора 2 транспортируют с помощью подаваемых паров сырья или топливного газа (на фигуре не показано) в верхнюю часть кипящего слоя реактора 1.
«Промышленная применимость» иллюстрируется описанием примеров реализации способа по предлагаемому изобретению, представленному на фигуре.
Пример 1.
Испаренное сырье с температурой 560°С, содержащее в своем составе 0,2 мас. % пропана; 2,4 мас. % изобутана; 94,8 мас. % бутана; 1,3 мас. % изобутилена; 1,3 мас. % бутилена, расходом 25,0 т/час направляют на дегидрирование через распределитель 11 реактора 1 под кипящий слой пылевидного алюмохромового катализатора ИМ-2201. Дегидрирование осуществляют при температуре 560°С и объемной скорости подачи сырья 200 час-1. Катализатор циркулирует в системе, включающей реактор 1 с внутренним диаметром 5500 мм с секционирующими решетками, регенератор 2 и узел распределения катализатора и транспортного газа, содержащий расположенный в реакторе 1 и регенераторе 2 вертикальный катализаторопровод 3 с внешним диаметром 150 мм для направления смеси катализатора и транспортного газа восходящим потоком с расположенным на его верхнем торце расширителем 5 с отверстиями 6, соединенными с вертикальными спускными стояками 9, торцы 10 которых расположены в верхней части кипящего слоя катализатора 7 и находятся на разном уровне, который на 20% выше уровня верхней секционирующей решетки 8, для направления смеси катализатора и транспортного газа нисходящим потоком, при этом используют расположенный в реакторе 1 катализаторопровод 3, ось которого смещают от оси реактора на 825 мм, что соответствует смещению на 30% в сторону внутренней стенки реактора 1. Верхний торец 4 расположенного в реакторе 1 катализаторопровода 3 размещают перпендикулярно оси реактора 1, при этом в реакторе 1 и регенераторе 2 используют расширитель 5 сферической формы диаметром, равным 165 мм, с отверстиями 6 в его нижней половине сферы для соединения с вертикальными спускными стояками 9, а центр расширителя 5 располагают соосно с катализаторопроводом 3 и соответствующим реактором 1 и регенератором 2. При этом подвод расположенного в реакторе 1 катализаторопровода 3 к расширителю 5 осуществляют с радиусом изгиба, равным 742 мм, что соответствует 27% от радиуса реактора 1. Подвод вертикальных спускных стояков 9 к отверстиям 6 в расположенном в реакторе 1 и регенераторе 2 расширителе 5 осуществляют с радиусом изгиба, равным 82,5 мм, что соответствует радиусу расширителя 5. При этом отношение диаметра расширителя 5 к диаметру катализаторопровода 3 составляет 1,1. Контактный газ дегидрирования после очистки от катализаторной пыли в циклонах 14 реактора 1 направляют на охлаждение и извлечение полученного бутилена. При этом получают выход бутилена на пропущенный бутан 40,8 мас. %, выход бутилена на разложенный бутан 82,1 мас. %, конверсию бутана 49,7 мас. %.
Пример 2.
Испаренное сырье с температурой 600°С, содержащее в своем составе 0,7 мас. % пропана; 95,9 мас. % изобутана; 1,4 мас. % бутана; 2,0 мас. % изобутилена, расходом 32,0 т/час направляют на дегидрирование через распределитель 11 реактора 1 под кипящий слой пылевидного алюмохромового катализатора ИМ-2201. Дегидрирование осуществляют при температуре 600°С и объемной скорости подачи сырья 165 час-1. Катализатор циркулирует в системе, включающей реактор 1 с внутренним диаметром 5500 мм с секционирующими решетками, регенератор 2 и узел распределения катализатора и транспортного газа, содержащий расположенный в реакторе 1 и регенераторе 2 вертикальный катализаторопровод 3 с внешним диаметром 150 мм для направления смеси катализатора и транспортного газа восходящим потоком с расположенным на его верхнем торце расширителем 5 с отверстиями 6, соединенными с вертикальными спускными стояками 9, торцы 10 которых расположены в верхней части кипящего слоя катализатора 7 и находятся на разном уровне, который на 80% выше уровня верхней секционирующей решетки 8, для направления смеси катализатора и транспортного газа нисходящим потоком, при этом используют расположенный в реакторе 1 катализаторопровод 3, ось которого смещают от оси реактора на 2475 мм, что соответствует смещению на 90% в сторону внутренней стенки реактора 1. Верхний торец 4 расположенного в реакторе 1 катализаторопровода 3 размещают перпендикулярно оси реактора 1, при этом в реакторе 1 и регенераторе 2 используют расширитель 5 сферической формы диаметром, равным 450 мм, с отверстиями 6 в его нижней половине сферы для соединения с вертикальными спускными стояками 9, а центр расширителя 5 располагают соосно с катализаторопроводом 3 и соответствующим реактором 1 и регенератором 2. При этом подвод расположенного в реакторе 1 катализаторопровода 3 к расширителю 5 осуществляют с радиусом изгиба, равным 1375 мм, что соответствует 50% от радиуса реактора 1. Подвод вертикальных спускных стояков 9 к отверстиям 6 в расположенном в реакторе 1 и регенераторе 2 расширителе 5 осуществляют с радиусом изгиба, равным 90 мм, что соответствует 40% от радиуса расширителя 5. При этом отношение диаметра расширителя 5 к диаметру катализаторопровода 3 составляет 3,0. Контактный газ дегидрирования после очистки от катализаторной пыли в циклонах 14 реактора 1 направляют на охлаждение и извлечение полученного изобутилена. При этом получают выход изобутилена на пропущенный изобутан 39,7 мас. %, выход изобутилена на разложенный изобутан 89,8 мас. %, конверсию изобутана 44,3 мас. %. Пример 3.
Испаренное сырье с температурой 530°С, содержащее в своем составе 0,6 мас. % углеводородов С4; 2,0 мас. % амиленов; 1,4 мас. % пентана; 96,0 мас. % изопентана, расходом 40,0 т/час направляют на дегидрирование через распределитель 11 реактора 1 под кипящий слой пылевидного алюмохромового катализатора КДИ-М. Дегидрирование осуществляют при температуре 530°С и объемной скорости подачи сырья 120 час-1. Катализатор циркулирует в системе, включающей реактор 1 с внутренним диаметром 5500 мм с секционирующими решетками, регенератор 2 и узел распределения катализатора и транспортного газа, содержащий расположенный в реакторе 1 и регенераторе 2 вертикальный катализаторопровод 3 с внешним диаметром 150 мм для направления смеси катализатора и транспортного газа восходящим потоком с расположенным на его верхнем торце расширителем 5 с отверстиями 6, соединенными с вертикальными спускными стояками 9, торцы 10 которых расположены в верхней части кипящего слоя катализатора 7 и находятся на разном уровне, который на 50% выше уровня верхней секционирующей решетки 8, для направления смеси катализатора и транспортного газа нисходящим потоком, при этом используют расположенный в реакторе 1 катализаторопровод 3, ось которого смещают от оси реактора на 1375 мм, что соответствует смещению на 50% в сторону внутренней стенки реактора 1. Верхний торец 4 расположенного в реакторе 1 катализаторопровода 3 размещают перпендикулярно оси реактора 1, при этом в реакторе 1 и регенераторе 2 используют расширитель 5 сферической формы диаметром, равным 300 мм, с отверстиями 6 в его нижней половине сферы для соединения с вертикальными спускными стояками 9, а центр расширителя 5 располагают соосно с катализаторопроводом 3 и соответствующим реактором 1 и регенератором 2. При этом подвод расположенного в реакторе 1 катализаторопровода 3 к расширителю 5 осуществляют с радиусом изгиба, равным 825 мм, что соответствует 30% от радиуса реактора 1. Подвод вертикальных спускных стояков 9 к отверстиям 6 в расположенном в реакторе 1 и регенераторе 2 расширителе 5 осуществляют с радиусом изгиба, равным 45 мм, что соответствует 30% от радиуса расширителя 5. При этом отношение диаметра расширителя 5 к диаметру катализаторопровода 3 составляет 2,0. Контактный газ дегидрирования после очистки от катализаторной пыли в циклонах 14 реактора 1 направляют на охлаждение и извлечение полученных изоамиленов. При этом получают выход изоамиленов на пропущенный изопентан 31,8 мас. %, выход изоамиленов на разложенный изопентан 72,7 мас. %, конверсию изопентана 43,8 мас. %.
Использование расположенного в реакторе катализаторопровода, ось которого смещена от оси реактора в сторону внутренней стенки реактора менее 30% и более 90%, не приводит к исключению отложений монолитного кокса на катализаторопроводе.
Подвод расположенного в реакторе катализаторопровода к расширителю с радиусом изгиба, превышающим 50% от радиуса реактора, а также подвод вертикальных спускных стояков к отверстиям в расположенном в реакторе и регенераторе расширителе с радиусом изгиба, превышающим радиус расширителя, приводит к увеличению нагрузки в местах соединения катализаторопровода с расширителем и вертикальных спускных стояков с отверстиями в расширителе.
Использование отношения диаметра расширителя к диаметру катализаторопровода менее 1,1 приводит к ухудшению распределения катализатора и к снижению выхода олефиновых углеводородов. Использование отношения диаметра расширителя к диаметру катализаторопровода более 3,0 является нецелесообразным, так как приводит к увеличению металлоемкости, при этом увеличения выхода олефиновых углеводородов не происходит.
При расположении торцов вертикальных спускных стояков в верхней части кипящего слоя катализатора в реакторе и регенераторе на разном уровне, который на 20-80% выше уровня верхней секционирующей решетки, улучшает распределение катализатора.
Таким образом, способ по заявляемому изобретению позволяет повысить технико-экономические показатели процесса получения олефиновых углеводородов дегидрированием парафиновых углеводородов в кипящем слое пылевидного алюмохромового катализатора, циркулирующего в системе реактор-регенератор, при одновременном исключении отложений монолитного кокса на катализаторопроводе, снижении эрозии внутренних устройств реактора, и обеспечении стабильного высокого выхода олефиновых углеводородов, за счет специально определенного смещения оси расположенного в реакторе катализаторопровода от оси реактора в сторону его внутренней стенки, за счет подвода расположенного в реакторе катализаторопровода к расширителю и вертикальных спускных стояков к отверстиям в расположенном в реакторе и регенераторе расширителе с радиальным изгибом, а также за счет использования в реакторе и регенераторе расширителя определенной формы при размещении определенным образом верхнего торца расположенного в реакторе катализаторопровода и центра расширителя в реакторе и регенераторе.
Благодаря специально определенному смещению оси расположенного в реакторе катализаторопровода от оси реактора в сторону его внутренней стенки (по сравнению с прототипом, в котором катализаторопровод размещен соосно реактору), катализаторопровод не проходит через зону десорбции реактора, что препятствует отложению пристеночного углерода на внешней поверхности восходящей линии катализаторопровода в реакторе. Благодаря использованию в реакторе и регенераторе расширителя обтекаемой сферической формы (по сравнению с прототипом, в котором расширитель представляет собой цилиндрический корпус с верхним и нижним днищем), подводу расположенного в реакторе катализаторопровода к расширителю определенным образом, а также благодаря плавному подводу вертикальных спускных стояков к отверстиям в расположенном в реакторе и регенераторе расширителе с радиальным изгибом (по сравнению с прототипом, в котором подвод вертикальных спускных стояков к расширителю осуществляют под углом) происходит уменьшение эрозии расширителя и отложений катализатора на внутренней поверхности расширителя и вертикальных спускных стояках. Эти преимущества в совокупности позволяют обеспечить стабильный высокий выход олефиновых углеводородов и, следовательно, повысить технико-экономические показатели процесса получения указанных углеводородов.
1. Способ получения олефиновых углеводородов дегидрированием парафиновых углеводородов в кипящем слое пылевидного алюмохромового катализатора, циркулирующего в системе, включающей реактор с секционирующими решетками, регенератор и узел распределения катализатора и транспортного газа, содержащий расположенный в реакторе и регенераторе вертикальный катализаторопровод для направления смеси катализатора и транспортного газа восходящим потоком с расположенным на его верхнем торце расширителем с отверстиями, соединенными с вертикальными спускными стояками, торцы которых расположены в верхней части кипящего слоя катализатора, для направления смеси катализатора и транспортного газа нисходящим потоком, отличающийся тем, что используют расположенный в реакторе катализаторопровод, ось которого смещают от оси реактора на 30-90% в сторону внутренней стенки реактора, при этом подвод расположенного в реакторе катализаторопровода к расширителю, а также вертикальных спускных стояков к отверстиям в расположенном в реакторе и регенераторе расширителе осуществляют с радиальным изгибом, и верхний торец расположенного в реакторе катализаторопровода размещают перпендикулярно оси реактора, при этом в реакторе и регенераторе используют расширитель сферической формы с отверстиями в его нижней половине сферы для соединения с вертикальными спускными стояками, а центр расширителя располагают соосно с катализаторопроводом и соответствующим реактором и регенератором, при этом подвод расположенного в реакторе катализаторопровода к расширителю осуществляют с радиусом изгиба, не превышающим 50% от радиуса реактора, подвод вертикальных спускных стояков к отверстиям в расположенном в реакторе и регенераторе расширителе осуществляют с радиусом изгиба, не превышающим радиус расширителя, отношение диаметра расширителя к диаметру катализаторопровода находится в диапазоне 1,1-3,0.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что торцы вертикальных спускных стояков располагают в верхней части кипящего слоя катализатора в реакторе и регенераторе на разном уровне, который на 20-80% выше уровня верхней секционирующей решетки.
