[发明专利]脱氢方法

说明书

与常规的筛网和催化剂尺寸的组合相比，将大丸粒脱氢催化剂和大筛网缝宽在脱氢单元中组合以降低催化剂床压降和延伸行程长度。催化剂具有1.6mm至3.0mm范围内的平均丸粒直径，并且筛网的缝宽在丸粒直径的约30％至约60％范围内。

本申请要求于2017年11月2日提交的美国临时专利申请序列号62/580,768以及2017年11月2日提交的美国临时专利申请序列号62/580,794的权益，这些专利各自据此全文以引用方式并入。

背景技术

由于对用于制造各种化学产品诸如洗涤剂、高辛烷值汽油、充氧汽油调和组分、药物产品、塑料、合成橡胶以及本领域的技术人员熟知的其他产品的脱氢烃的现有日益增长的需求，烃脱氢是一种重要的商业烃转化方法。一个示例是使丙烷脱氢为丙烯，丙烯为石化工业中最重要的原料之一。该方法的另一个示例是使异丁烷脱氢产生异丁烯，异丁烯能够聚合以提供用于粘合剂的增粘剂、用于车用机油的粘度指数添加剂、以及用于塑料的耐冲击和抗氧化添加剂。异丁烯需求增长的另一个示例是生产政府所规定的含氧汽油调和组分，从而降低来自机动车排放的空气污染。

烃转化加工领域的技术人员熟知通过对链烷烃催化脱氢来生产烯烃。此外，已经公布了一般性地教导和讨论烃脱氢的许多专利。例如，美国专利号4,430,517(Imai等人)、美国专利号4,438,288(Imai等人)和美国专利号6,756,340(Voskoboynikov等人)讨论了脱氢方法以及其中使用的催化剂。

烃脱氢的方法利用径向流反应器，该径向流反应器被构造成使得反应器具有环形结构和环形分布以及收集装置。用于分配和收集的装置结合了一些类型的筛网式表面。筛网式表面用于使催化剂床保持在适当的位置并且有助于反应器表面上的压力分布，以利于径向流动通过反应器床。筛网可为线材或其他材料的网片，或冲孔板。对于移动床，筛网或网片提供屏障以防止固体催化剂颗粒损失，同时允许流体流过床。固体催化剂颗粒在顶部处加入，流动通过设备，并在底部处移除，同时通过允许流体流经催化剂的封闭式外壳。例如，筛网在美国专利号9,266,079和美国专利号9,433,909(Vetter等人)中有所描述。

图1中的反应器10包括反应器壳体20、中心管形式的一个隔板30、筛网式隔板形式的外隔板40、以及固体颗粒或催化剂床50。反应器10可被构造成使得流体通过反应器底部处的入口32进入反应器10，并沿箭头11所示的方向向上行进通过中心管30。当流体向上流动时，流体的一部分被径向引导通过中心管进入催化剂床50中，在该处流体接触催化剂并反应形成产物流。产物流径向向外流动通过外筛网式隔板40并且进入筛网式隔板40与反应器壳体20之间的环形空间14中。产物流收集在环形空间14中并且通过反应器出口12。

根据图2，反应器可被构造为具有相反的流动模式，使得流体通过入口13进入并且进入反应器壳体20与外筛网式隔板40之间的环形空间14，并且径向向内流动通过催化剂床50，在该处流体与催化剂接触并反应形成产物流。产物流径向向内流动通过中心管30，其中产物流被收集在中心管中并通过出口33离开。

如果反应器包括如图1所示的径向向外流动构造，中心管30包括外部催化剂侧异型金属丝筛网以及内部流体侧穿孔板。外隔板也可包括内部催化剂侧异型金属丝筛网和/或外部流体侧穿孔板。另选地，在反应器包括图2的径向向内流动构造的情况下，外隔板40包括内部催化剂侧异型金属丝筛网和外部流体侧穿孔板。中心管30也可包括外部催化剂侧异型金属丝筛网和/或内部流体侧穿孔板。

中心管30和隔板40必须履行防止固体催化剂颗粒通过并允许流体通过的任务，同时提供结构强度以抵抗固体颗粒重量的压力使催化剂保持在位。