روش تولید برای افزایش تولید پروپیلن و اتیلن

خلاصه

این اختراع به روش تولید برای افزایش تولید پروپیلن و اتیلن مربوط می شود. این عمدتاً مشکلات فنی در هنر قبلی را حل می کند که محصول هدف اتیلن پروپیلن از نظر گزینش پذیری ضعیف است، بازده محصول کم و ناپایدار است و کاتالیزور نیاز به بازسازی مکرر دارد. در اختراع حاضر، از مخلوط غنی از الفین حاوی یک یا چند الفین C4 یا چند به عنوان ماده خام استفاده می شود و در راکتور بستر سیال، مواد خام غنی از الفین با منافذ کوچک با قطر 0.3-0.56 تشکیل می شود. نانومتر در مجاورت بخار آب طرح فنی تولید پساب حاوی پروپیلن و اتیلن با تماس با کاتالیزور غربال مولکولی سیلیکوموفسفات می تواند مشکل را بهتر حل کند و می تواند در تولید صنعتی افزایش تولید پروپیلن و اتیلن استفاده شود.

شرح

روش تولید برای افزایش تولید پروپیلن و اتیلن

زمینه فنی

این اختراع به روشی برای افزایش تولید پروپیلن و اتیلن، به ویژه به روش تولید برای افزایش تولید پروپیلن و اتیلن با کراکینگ کاتالیزوری الفین های کربن چهار و بالاتر مربوط می شود.

تکنیک پس زمینه

پروپیلن پس از اتیلن مهمترین ماده اولیه آلی است که در سالهای اخیر به دلیل تقاضای سریع مشتقات پروپیلن

جهان با کمبود پروپیلن مواجه است، از سوی دیگر، در سراسر جهان، مقدار قابل توجهی از مواد اولیه الفین بالاتر از Q و C4 وجود دارد. تحت تأثیر تغییرات در بازار محصولات شیمیایی و هزینه های حمل و نقل، پردازش عمیق این مواد خام در محل راه بهتری برای استفاده از آنها است. در میان آنها، تبدیل الفین های C4 و بالاتر به پروپیلن یک فرآیند امیدوارکننده است. از یک طرف، فرآیند می تواند از مواد اولیه الفین با ارزش افزوده اضافی نسبتاً پایین Q و بالاتر از C4 استفاده کند و از طرف دیگر، می تواند محصولات پروپیلن را با طیف وسیعی از کاربردها به دست آورد و در عین حال، اتیلن محصول باعث جذابیت بیشتر فرآیند می شود.

سند CN1490287A نوعی استفاده از ترکیب الفین کربن چهار یا کربن پنج را به عنوان ماده خام، در راکتور بستر ثابت، با دمای 350 ℃ ~ 500 ℃، فشار 0.6 ~ 1.0 MPa و 1 تا 10 ساعت نشان می دهد. برای تهیه اتیلن و پروپیلن با واکنش تحت شرایط سرعت فضای وزنی روش اصلاح شده بر اصلاح انواع مختلف کاتالیزورها و نتایج واکنش آنها تمرکز دارد و مواد اولیه واکنش عمدتاً برای مواد خام کربن 4 و کربن 5 است و بیش از کربن 5 را شامل نمی شود. ترک خوردگی الفین ها و راکتور بستر ثابت استفاده شده در این سند دارای مشکلاتی مانند عمر کوتاه کاتالیست و بازده پایین محصولات هدف است.

حق اختراع Equistar WO 00/26163 از یک کاتالیزور زئولیت با منافذ متوسط ​​با حداقل 60 درصد وزنی الفین های C4 و C5 به عنوان مواد خام استفاده می کند. همچنین زئولیت کانال متقابل باشد: مانند ZSM-57، A1P04-18، و غیره که اندازه منافذ اول آنها بیشتر از 3.5A است، شاخص اندازه منافذ 14 ~ 28، و شاخص اندازه منافذ دوم کمتر از 20 است. . کاتالیزور می تواند از نوع Na، نوع H و غیره باشد و مقادیر کمی از فلزات اکسید کننده مانند Pt و Pd را نیز می توان برای تسهیل حذف رسوبات کربن در طی بازسازی کاتالیزور اضافه کرد. به طور کلی از فرآیند بستر ثابت استفاده می شود. دمای واکنش آن 200 ~ 750 ℃ ​​است، و فشار واکنش 0.05 × 1 مگاپاسکال است، و سرعت فضای ساعتی وزن آن 0.5 تا 1000 ساعت است. فرآیند بستر ثابتی که این حق ثبت اختراع ارائه می دهد نیز با غیرفعال شدن رسوب کربن کاتالیزور مواجه است و پایداری کاتالیزور نسبتاً زیاد، ضعیف است و بازده اتیلن پروپیلن ایده آل نیست.

شرکت لوقی از فرآیند پروپیلور خود برای افزایش تولید الفین های سبک از الفین های کربن چهار به بالا خبر داد.

فرآیندی که در دمای بالا، حضور کاتالیزور و شرایط واکنش آدیاباتیک، الفین های C4 به C7 را به پروپیلن تبدیل می کند و به طور همزمان اتیلن و بنزین پیرولیز تولید می کند. سرعت فضای واکنش در آزمایش میانی 1.6 ساعت بود؛ دمای ورودی راکتور 480 درجه سانتی گراد؛ فشار راکتور 0.2 مگاپاسکال؛ دمای خروجی راکتور 440 درجه سانتی گراد و فشار 0.19 مگاپاسکال بود. نسبت مولی آب به 0 7.26 درجه سانتیگراد بود. واکنش تحت شرایط زیر انجام می شود: 1. فرآیند همچنین با این مشکل مواجه است که بازدهی اتیلن پروپیلن در توزیع محصول با پیشرفت زمان واکنش پایدار نیست، و بازسازی مکرر مورد نیاز است.

خلاصه اختراع

مشکل فنی که باید با اختراع حاضر حل شود این است که در ادبیات و فناوری گذشته، نیاز زیادی برای پایداری فعالیت کاتالیزور وجود دارد، محصول مورد نظر اتیلن پروپیلن دارای گزینش پذیری پایین و بازده پایین است و دامنه کاربرد مواد خام باریک است. روش اتیلن. این روش دارای مزایای فنی طیف وسیعی از کاربرد مواد خام، بازده بالای محصول هدف اتیلن پروپیلن، گزینش پذیری خوب و پایداری عملیات مداوم بالا است.

به منظور حل مشکلات فنی فوق الذکر، طرح فنی اتخاذ شده در اختراع حاضر به شرح زیر است: حاوی یک یا چند کربن چهار یا بیشتر.

مخلوط غنی از الفین از الفین ها ماده خام است و در راکتور بستر سیال، دمای واکنش 400 تا 650 درجه سانتی گراد است. C، سرعت فضای گرانشی 0.8 تا 50 ساعت، فشار واکنش 0 تا 0.5 مگاپاسکال است، و نسبت وزنی بخار آب به الفین غنی 0.5 تا 5: 1 است، به شرطی که مواد خام غنی از الفین و دیافراگم در حضور بخار آب هستند. کاتالیزور غربال مولکولی سیلیکوآلومینوفسفات با منافذ کوچک 0.3-0.56 نانومتری برای تولید پساب حاوی پروپیلن اتیلن تماس گرفته می شود.

در طرح فنی فوق الذکر، مواد خام مخلوط غنی از الفین از یک یا چند الفین کربن چهار یا چند از کربن چهار و بخش های فوق از دستگاه کراکینگ بخار در واحد کراکینگ کاتالیزوری پالایشگاه، کارخانه اتیلن یا تولید مشترک α-الفین، الفین های MTO (تولید متانول) و MTP (متانول به پروپیلن) محصولات جانبی C4 و فراکسیون های الفین بالاتر. مخلوط غنی از الفین ترجیحاً از الفین های خطی C4 تا C,2 متغیر است. شرایط کاری ارجح تر راکتور بستر سیال: دمای واکنش 450 ~ 550 ℃، سرعت فضای وزنی 1 تا 15 ساعت-1، فشار واکنش 0.02 تا 0.15 مگاپاسکال است و نسبت وزن بخار و الفین غنی 0.5 تا 2 است. : 1. محلول ترجیحی غربال مولکولی سیلیکوآلومینوفسفات با منافذ کوچک کاتالیزور الک مولکولی SAPO-34 است.

در اختراع حاضر، فرآیند افزایش تولید پروپیلن و اتیلن با ترک کاتالیستی الفین های C4 و بالاتر، یک واکنش سریع است، یعنی عمدتاً به جای سینتیک توسط ترمودینامیک کنترل می شود و ترک خوردگی الفین ها با همزیستی بسیاری از واکنش‌های متوالی موازی، رسوب آسان کربن و ترک خوردگی. اثر حرارتی کلی به طور کلی یک فرآیند گرماگیر است. بنابراین، با استفاده از یک راکتور بستر سیال، اختراع حاضر می‌تواند زمان تماس بین واکنش‌دهنده و کاتالیزور را به طور انعطاف‌پذیر کنترل کند و به طور موثری سرکوب کند. وقوع واکنش های جانبی ثانویه و در عین حال، کاتالیزور با رسوبات کربن خاص می تواند به موقع باشد.بازسازی مداوم می تواند به هدف بازده بالاتر محصول هدف و توزیع پایدار محصول دست یابد. کاتالیزور اسید جامد از کاتالیزور غربال مولکولی SAPO-34 انتخاب می شود، عمدتاً با توجه به ساختار منفذ ایده آل و پایداری گرمابی خوب آن، و در نهایت به هدف به حداکثر رساندن بازده پروپیلن و عملکرد پایدار طولانی مدت دست می یابد.

اختراع حاضر کاتالیزور با غربال مولکولی SAPO-34 است، از راکتور بستر سیال استفاده می کند، در شرایط عملیاتی: دمای واکنش 400 ~ 650 ℃، وزن سرعت فضایی 0.1 تا 50 ساعت -، فشار واکنش 0 ~ 0.5 MPa، آب است. در شرایطی که نسبت وزن بخار و الفین های غنی 0 تا 5: 1 باشد، ترک کاتالیزوری الفین های کربن چهار و بالاتر برای تولید پروپیلن، اتن انجام می شود، به طوری که بازده کل پروپیلن و اتن می تواند به 50 درصد برسد. ، و به نتایج خوبی دست یافته است.

اختراع حاضر در زیر از طریق نمونه هایی بیشتر توضیح داده شده است، اما به این مثال محدود نمی شود.

راه های تفصیلی

مثال 1

عملکرد ترک خوردگی کاتالیزوری هیدروکربنی غربال مولکولی SAPO-34 با کربن 4 مخلوط از FCC به عنوان ماده خام مورد بررسی قرار گرفت (توزیع جزء در جدول 1 نشان داده شده است).

آماده سازی کاتالیزور: 12.4 گرم Y-Al2O3 و 31.0 گرم آب دیونیزه به طور یکنواخت مخلوط شدند تا محلول a تشکیل شود؛ 23.7 گرم اسید ارتوفسفریک (85٪ وزنی) و 37.5 گرم آب دیونیزه به طور یکنواخت مخلوط شدند تا محلول b؛ 'C تشکیل شود. پس از 4 ساعت هم زدن یک صمغ همگن تشکیل شد. با ادامه هم زدن، 9.0 گرم سل سیلیس، 18.0 گرم تری اتیلامین و 24.4 گرم آب دیونیزه به ترتیب به c اضافه شد. پس از هم زدن کامل، مخلوط کریستالیزاسیون d تشکیل شد و مایع d به مدت 50 ساعت در دمای 210 درجه سانتیگراد متبلور شد و محصول پس از سانتریفیوژ به محصول جامد رسید و محصول جامد به مدت 18 ساعت در آون با دمای 10 درجه سانتیگراد خشک شد و آزمایش نشان داد که محصول حاصل، الک مولکولی SAPO-34 با کریستالینیتی نسبی 72 درصد، اندازه ذرات کریستالی 10.6 میکرون، سطح ویژه 370.1 متر مربع بر گرم و اندازه منافذ 0.34 نانومتر است. نمونه برای به دست آوردن کاتالیزور مورد نیاز آزمایش شکل می گیرد.

یک راکتور بستر سیال کوچک با 30 گرم کاتالیزور که همانطور که در بالا توضیح داده شد شارژ شد. تا دمای 350 درجه سانتیگراد گرم می شود و با بخار آب به مدت 1 ساعت فعال می شود، سپس تا 530 درجه سانتیگراد دمای واکنش گرم می شود، سرعت فضای وزنی ماده خام چهار هیدروکربن کربن 2 ساعت و وزن چهار هیدروکربن کربن آب و ماده خام است. نسبت 1.5: 1 است، واکنش تحت شرایطی که فشار 0.045 مگاپاسکال باشد، زمان واکنش 2 دقیقه پس از نمونه برداری و تجزیه و تحلیل است، نتیجه واکنش این است که بازده وزن اتیلن 12.34٪، بازده وزن پروپیلن 26.95٪ است. و کل نرخ تبدیل الفین 70.86٪ است.

جدول 1 درصد وزنی ترکیب Q مخلوط از FCC

<table>جدول صفحه 5 سند اصلی را ببینید</column></row> <table>

مثال 2 تا 6

با توجه به هر مرحله و شرایط عملیاتی تجسم 1، فقط تغییر دهید: ماده اولیه خوراک 1 بوتن خالص است و کاتالیزور همچنان <table>جدول صفحه سند اصلی 6 را ببینید</column></row> <table>[ پیاده سازی

مثال 8

مونولفین های C4 تا C7 در محصولات جانبی ترک خوردگی متانول به الفین های سبک به عنوان مواد خام برای بررسی عملکرد ترک خوردگی کاتالیزورها استفاده شدند.

با توجه به هر مرحله و شرایط عملیاتی تجسم 1، فقط مواد خام کاتالیزوری کراکینگ را تغییر دهید، و مواد خام کراکینگ کراکینگ متانول را اتخاذ می کنند.

مونو الفین های C4 تا C7 در محصولات جانبی تجزیه الفین های سبک، که محتوای الفین های Q و C5 85 درصد است و حدود 15 درصد باقی مانده، الفین های بالای C6 هستند.

یک راکتور بستر سیال ثابت کوچک با 30 گرم کاتالیزور که همانطور که در بالا توضیح داده شد شارژ شد. تا دمای 350 درجه سانتیگراد گرم می شود و با بخار آب به مدت 2 ساعت فعال می شود، سپس تا دمای واکنش تا 530 درجه سانتیگراد گرم می شود، سرعت فضای وزنی هیدروکربن خوراک 5.70 ساعت-1 است و نسبت وزنی آب و هیدروکربن خوراک 3 است: 1، و فشار واکنش 0.05 مگاپاسکال است و نمونه‌ها پس از 2 دقیقه زمان واکنش برای آنالیز گرفته شدند. نتیجه واکنش این بود که بازده وزنی اتیلن 98/11 درصد، بازده وزنی پروپیلن 57/31 درصد و تبدیل کل الفین 85/70 درصد بود. '

مثال 9

با توجه به هر مرحله و شرایط عملیاتی مثال 1، فقط تغییر دهید: غربال مولکولی غربال مولکولی SAP0-14 است و دیافراگم 0.40 نانومتر است. با در نظر گرفتن کربن چهار مخلوط مشتق شده از FCC به عنوان ماده خام (توزیع جزء در جدول 1 نشان داده شده است)، دمای واکنش 530 ℃ و سرعت فضای وزنی 2.7 ساعت-1 است و نسبت وزنی کربن چهار هیدروکربن آب و ماده خام 1.8 است. : 1، فشار واکنش هنگامی که زمان واکنش 2 دقیقه است، نمونه برداری و تجزیه و تحلیل انجام می شود.نتایج واکنش: بازده اتیلن 10.37٪، بازده پروپیلن 25.81٪، و نرخ تبدیل تتراولفین کربن 73.7 درجه است. /...

مثال 10

با توجه به هر مرحله و شرایط عملیاتی مثال 1، فقط تغییر دهید: غربال مولکولی غربال مولکولی SAPO-26 است و دیافراگم 0.43 نانومتر است. با در نظر گرفتن کربن چهار مخلوط مشتق شده از FCC به عنوان ماده خام (توزیع جزء در جدول 1 نشان داده شده است)، دمای واکنش 500 ℃، سرعت فضای وزن 0.8 ساعت، آب و نسبت وزنی کربن چهار هیدروکربن ماده خام 2.7: 1 است. و فشار واکنش 0.45 مگاپاسکال، زمان واکنش 2 دقیقه و نمونه مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. .

مثال 11

با توجه به هر مرحله و شرایط عملیاتی مثال 1، فقط تغییر دهید: غربال مولکولی غربال مولکولی SAPO-34 است و دیافراگم 0.34 نانومتر است. با در نظر گرفتن کربن پنج مخلوط به عنوان ماده خام، دمای واکنش 580 ℃، و سرعت فضای وزنی 2.1 ساعت-'، و نسبت وزنی کربن پنج هیدروکربن آب و ماده خام 1.8: 1 و فشار واکنش 0.02 مگاپاسکال است، و تجزیه و تحلیل نمونه برداری در طی 2 دقیقه زمان واکنش نتایج واکنش: بازده اتیلن 15.15%، بازده پروپیلن 36.24% و نرخ تبدیل تتراولفین کربن 69.73% بود.[مثال مقایسه ای 1].

از همان کاتالیزور، ترکیب مواد خام و شرایط ارزیابی مشابه در مثال n استفاده شد، با این تفاوت که از یک راکتور بستر ثابت استفاده شد. نتایج واکنش نشان داد که بازده اتیلن 23/10 درصد، بازده پروپیلن 86/30 درصد و نرخ تبدیل تتراولفین کربن 53/75 درصد بود.

ادعاها

1. روش تولید برای افزایش تولید پروپیلن و اتیلن، با استفاده از مخلوط غنی از الفین حاوی یک یا چند کربن چهار یا چند الفین به عنوان ماده خام، در راکتور بستر سیال، در دمای واکنش 400 تا 650 درجه سانتیگراد. وزن خالی است در شرایطی که سرعت 0.8 تا 50 ساعت-1 باشد، فشار واکنش 0 تا 0.5 مگاپاسکال است و نسبت وزن بخار آب به الفین غنی 0.5 تا 5:1 است، الفین غنی است. قطر منافذ ماده خام در مجاورت بخار آب بین 0.3 تا 0.56 است. کاتالیزور غربال مولکولی سیلیکوآلومینوفسفات با منافذ کوچک نانو اندازه برای تولید پساب حاوی پروپیلن و اتیلن تماس گرفته می شود.

2، روش تولید افزایش تولید پروپیلن طبق ادعای 1، روش تولید که مشخص می شود مواد خام مخلوط غنی از الفین از یک یا چند کربن چهار یا بیشتر از الفین ها از کربن چهار واحد کراکینگ کاتالیزوری می آید. از پالایشگاه، واحد کراکینگ بخار کارخانه اتیلن و فراکسیون های فوق یا تولید مشترک α-الفین، محصولات جانبی MTO و MTP از فراکسیون های الفینی C4 و بالاتر.

3. روش تولید افزایش تولید پروپیلن و اتیلن طبق ادعای 1، که در آن مخلوط غنی از الفین یک الفین زنجیره مستقیم C4×d2 است.

4، روش تولید افزایش تولید پروپیلن طبق ادعای 1، مشخص می شود که شرایط عملکرد راکتور بستر سیال: دمای واکنش 450 ~ 550 ℃، و سرعت فضای وزن 1 ~ 15 ساعت - و واکنش فشار 0.02-0.15MPa است، نسبت وزن بخار آب و الفین غنی 0.5~2: 1 است.

5. روش تولید افزایش تولید پروپیلن و اتیلن طبق ادعای 1 که مشخصه آن این است که غربال مولکولی سیلیکوآلومینوفسفات با منافذ کوچک یک کاتالیزور غربال مولکولی SAPO-34 است.