以改进的流体动力学使进料和催化剂接触的方法和设备与流程

本领域涉及进料与流体催化剂的反应。本领域可具体地涉及使进料与流体催化剂反应以催化吸热反应。

背景技术：

1、轻质烯烃生产对于生产足够的塑料以满足全球需求至关重要。烷烃脱氢(pdh)是其中轻质烷烃如乙烷和丙烷可以分别脱氢以制备乙烯和丙烯的方法。脱氢是需要外部热量以驱动反应完成的吸热反应。

2、脱氢催化剂可以利用分子筛并入脱氢金属(诸如镓)或无定形材料。催化剂必须足够稳健且尺寸适当，能够抵抗流化系统中预期的研磨。

3、在具有流化催化剂的pdh反应中，焦炭可以沉积在催化剂上，同时催化反应。可以通过在存在氧气的情况下从催化剂中燃烧焦炭来在催化剂再生器中再生催化剂。在一些情况下，可以在再生器中燃烧附加的燃料以提高再生催化剂的温度。然后可以将热再生催化剂转移回反应器以催化反应。如果提供的热量不足以驱动吸热反应，则向期望产物的转化率将低于所期望的。因此，转化程度依赖于引入到反应中的热量。

4、对于再生器中的给定温度，可通过增加催化剂循环以及通过增加再生催化剂的温度来向反应提供附加的热量。然而，提高再生温度的缺点是在较高温度下使进料与再生催化剂接触导致附加的热裂化反应。与热裂化反应相比，催化反应对期望产物更具选择性。必须小心以相对于热裂化反应使催化反应达到最大程度。使催化反应最大化需要促进催化剂和反应物进料之间的充分接触。

5、因此，需要改进方法和设备，其用于使催化剂与烷烃进料充分接触以使催化反应相对于热反应最大化来改进产物选择性。

技术实现思路

1、一种方法和设备包括反应室，该反应室具有介于0.7与1.3之间的纵横比，用于在反应室中建立致密催化剂床，同时在不劣化产物选择性的范围内最小化产物气体与催化剂的热停留时间。

技术特征：

1.一种用于使进料流与催化剂流接触的反应器，包括：

2.根据权利要求1所述的反应器，其中所述竖直壁限定提供所述纵横比的所述内径和所述高度。

3.根据权利要求1所述的反应器，其中所述竖直壁是圆柱体，并且所述高度是具有渐变内径的端部之间的壁的竖直部分的高度，并且所述内径是所述圆柱体的内径。

4.根据权利要求1所述的反应器，其中所述纵横比在0.8和1.2之间。

5.根据权利要求4所述的反应器，其中所述纵横比在0.85和1.1之间。

6.根据权利要求1所述的反应器，还包括与所述反应室连通的分离室。

7.根据权利要求6所述的反应器，还包括在所述分离室中用于从产物气体中分离催化剂的分离器。

8.根据权利要求7所述的反应器，还包括再循环管道，所述再循环管道具有连接到所述分离室的入口端部和用于将催化剂再循环到所述反应室的连接到所述反应室的出口端部。

9.根据权利要求9所述的方法，还包括在所述反应室中产生1.5m(5ft)至6m(20ft)高的致密催化剂床。

10.根据权利要求11所述的方法，其中所述致密床具有320kg/m3(20lb/ft3)至480kg/m3(30lb/ft3)的密度。

技术总结
本发明涉及一种方法和设备，包括反应室，该反应室具有介于0.7与1.3之间的纵横比以用于在反应室中建立致密催化剂床，同时在不劣化产物选择性的范围内最小化产物气体的热停留时间。我们已经发现，致密催化剂床对于确保催化剂和进料气体之间的充分接触是必要的。

技术研发人员：沃尔夫冈·A·施皮克尔,R·A·约翰逊二世
受保护的技术使用者：环球油品有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/8/26