[发明专利]利用循环流化床工序的烯烃的制备方法

说明书

本发明涉及一种利用高速流化床而从烃原料制备烯烃的循环流化床工序，提出一种用于更高效地增大烯烃生产所需的优选工序形态。根据本发明，利用能够在循环流化床工序中实现脱氢反应的催化剂和高速流化区域，从而提供能够发生脱氢反应的更充分的催化剂的体积比及分布，可以有效增进烯烃的生产量，特别是可以保持对丙烯的优秀的选择性。

技术领域

本发明涉及利用循环流化床工序的烯烃的制备方法。

背景技术

诸如乙烯、丙烯的烯烃在石化产业中广泛使用。一般而言，这种烯烃在石脑油的热解工序中获得。但是由于页岩气革命等，以低级烃为原料的工序的竞争力逐渐提高，因而需要一种通过催化脱氢工序的烯烃有目的(On-purpose)生产工序。

烯烃生产所需的催化接触式脱氢工序，使用多样种类的低级烃化合物作为原料，表现出优秀的烯烃生产收率。不过，固定床商用脱氢工序在烃与催化剂接触的反应初期，尽管烯烃收率高，但由于发生催化剂随着时间而失活及过度发生焦炭，因而存在烃的转换率和烯烃的收率整体上减小，再生工序耗费大量能量的问题。为了解决这种问题，提出了较短地限制烃与催化剂的接触时间的循环流化床工序。

但是，即使在限制烃与催化剂的接触时间的工序中，在反应初期，烃通过与催化剂的反应而急剧生成并非烯烃的副产物，因而反应原料转换率虽高，但存在选择度很低的缺点。

在从烃原料混合物通过循环流化床工序来生产烯烃的工序中，为了以高转换率和高选择度选择性地制备诸如乙烯及丙烯等的烯烃，主要执行脱氢反应的提升管(Riser)的运转条件设置可以作为重要因素加以考虑。特别是提升管内的流化现象及反应现象，可以通过下述理论性考查而更容易地理解，下面更具体说明。

如图1所示，如果气体从下方流入填充有固态催化剂的容器，则粒子被流化，如果达到最小流化速度(Minimum Fluidization Velocity)以上，则流化流动区域(FlowRegime)一般分为5个区域。

具体而言，他们被称为最小流化区域(Minimum Fluidization Regime)、鼓泡流化区域(Bubbling Fluidization Regime)、节涌流化区域(Slugging FluidizationRegime)、湍流流化区域(Turbulent Fluidization Regime)、稀相空气输送流化区域(Leanphase Fluidization with Pneumatic transport Regime)，各区域中的粒子运动特性存在差异。

因此，就使用流化床反应器的工序而言，形成符合各个工序特性的流化流动区域并进行作业。

图2显示了不同提升管高度，即不同流化流动区域变化下的反应器内的催化剂的体积分率的变化,确认了随着流化流动区域变化，反应器内的催化剂体积分率有变化。可是，如流化床接触脱氢反应工序所示，在伴随催化剂的反应中，催化剂体积分率对工序的性能产生重要影响，结果，决定左右反应器内催化剂体积分率的流化流动区域的工序运转条件，对反应结果发挥极其重要作用。

为了决定这种循环流化工序的提升管的流化流动区域，应考虑如下因素，这些因素可以例如催化剂的大小、催化剂的循环速度、供应原料与催化剂的比率、催化剂的强度等。

另外，应考虑对脱氢反应产生直接影响的如下因素，这些因素可以例如反应温度、反应吸热量、反应时间、生成焦炭(Coke)导致的催化剂失活等。

因此，在本发明中，在针对利用了经济性和生产率比原有制备工序优秀的循环流化床工序的烯烃制备方法进行研究期间，通过将转换率、选择度及稳定性优秀的催化剂应用于循环流化床工序，从而开发了更高效的烯烃制备方法，并完成了发明。

发明内容

本发明旨在提供一种经济性及生产率比以往工序优秀的流化床烯烃制备工序方法。

本发明的利用循环流化床工序的烯烃制备方法包括：