[发明专利]催化脱氢方法

说明书

提供了一种改进的催化脱氢方法，所述方法包括在上流式流化反应器中在催化条件下使烷烃或烷基芳烃原料流与脱氢催化剂接触，其中所述流化反应器包括一个或多个反应器，所述催化条件包括范围从500℃到800℃的温度、范围从0.1到1000的重时空速、范围从0.1秒到10秒的气体停留时间，并且在流化反应器之后，通过使用旋风分离系统使夹带的催化剂与反应器的排出物分离，其中改进之处包括在上流式流化反应器和旋风分离系统之间插入冷却手段以大体上终止热反应，由此有效增加对于烯烃产物的总摩尔选择性。

本发明申请是基于申请日为2014年10月14日，申请号为201480059171.X，发明名称为“催化脱氢方法”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种改进的催化脱氢方法。

背景技术

在用于将石蜡烃和/或烷基芳烃脱氢为相关烯烃的流化反应系统中，石蜡烃和/或烷基芳烃原料的热(气相)反应的选择性有时显著低于催化选择性。例如，在丙烷的情况下，热脱氢为丙烯的选择性为约45摩尔％到50摩尔％，而催化脱氢为丙烯的选择性为约99摩尔％或更高。同样地，乙基苯热脱氢为苯乙烯的选择性为约67摩尔％，而乙基苯催化脱氢的选择性为约99摩尔％或更高。

上流式流化反应器是使烷烃和烷基芳烃脱氢的经济手段。具体而言，提升管、湍动床反应器、鼓泡床反应器或快速流化反应器的优点在于能够在最短的停留时间下进行脱氢反应。然而，将产物气体和固体输送至催化剂分离系统以及分离系统本身增加了总的气体停留时间。这一额外的气体停留时间导致原料的反应选择性较小，生成所需产物的总反应器选择性较低。

发明内容

本发明是一种改进的催化脱氢方法。具体而言，所述改进的方法通过使用急冷手段提高了对于相关烯烃的总反应器选择性。

本发明包括：

1.一种改进的催化脱氢方法，所述方法包括在上流式流化反应器中在催化条件下使烷烃或烷基芳烃原料流与脱氢催化剂接触，所述脱氢催化剂包含镓和铂并且由氧化铝载体或氧化铝氧化硅载体负载，其中所述流化反应器包括一个或多个选自由鼓泡床反应器、湍动床反应器、快速流化反应器和提升管反应器组成的群组的反应器，所述催化条件包括范围从500℃到800℃的温度、范围从0.1到1000的重时空速、范围从0.1秒到10秒的气体停留时间，并且在所述流化反应器之后，通过使用旋风分离系统使夹带的催化剂与反应器的排出物分离，其中所述改进之处包括在上流式流化反应器和所述旋风分离系统之间插入冷却手段以大体上终止热反应，由此有效地增大对于烯烃产物的总摩尔选择性。

2.如项1所述的改进的催化脱氢方法，其中在反应温度下热转化率不超过总转化率的20％。

3.如项1所述的改进的催化脱氢方法，其中所述冷却手段选自由以下组成的群组：(i)位于所述流化反应器和所述旋风分离系统之间的急冷交换器；和(ii)将冷却介质注入到所述流化反应器和所述旋风分离系统之间的区域中。

4.如项3所述的改进的催化脱氢方法，其中所述烷烃和/或烷基芳烃选自丙烷和/或乙基苯，并且热反应产物与催化反应产物的摩尔比为大于0到小于或等于0.1:1。

5.如项1所述的改进的催化脱氢方法，其中所述冷却手段是将冷却介质注入到所述反应区和所述提升管之间的区域中，其中所述冷却介质是选自由蒸汽和液态水组成的群组中的一种或多种。

6.如项2所述的改进的催化脱氢方法，其中在相等的总转化率下总选择性相比于不利用冷却手段的方法改进了至少0.5摩尔％。

7.如项3所述的改进的催化脱氢方法，其中所述冷却介质是选自由蒸汽、水、冷催化剂、液态烃、冷却后的产物气体、燃料和填料颗粒组成的群组中的一种或多种。

附图说明

为了描述本发明的目的，在附图中示出了示例性的形式；然而，应当理解的是本发明并不限于所显示的精确布置和装置。