專利名稱：烴轉(zhuǎn)化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及帶有除去炭沉積的在線步驟的烴轉(zhuǎn)化方法。
與烴轉(zhuǎn)化方法特別是在高溫下的烴轉(zhuǎn)化方法相關(guān)聯(lián)的一個(gè)問題是在反應(yīng)室內(nèi)的炭沉積?？赡茉诜磻?yīng)室壁上和/或位于反應(yīng)室中的催化劑表面上產(chǎn)生炭沉積或結(jié)焦。焦炭沉積在反應(yīng)器壁上降低了熱傳遞，可能使壓力降增大，并最終降低了整個(gè)反應(yīng)效率。同樣，炭沉積在催化劑上降低了催化劑效率，使轉(zhuǎn)化率和/或選擇性下降。
一般說來，在催化劑上和反應(yīng)器壁上，在處理重質(zhì)烴進(jìn)料期間是一個(gè)更大的問題。分子的相對不揮發(fā)性更可能使得在催化劑孔內(nèi)或反應(yīng)器壁上凝聚，一旦凝聚，成焦反應(yīng)例如聚合作用和脫氫作用就加速了。特別是含殘?jiān)脑希e炭的趣勢更高。還有，這是由于物理和化學(xué)兩方面的影響。含減壓渣油的進(jìn)料一般含有一些很大分子的瀝青質(zhì)，其沸點(diǎn)可高達(dá)1000℃。這類分子的不揮發(fā)性加速了結(jié)焦。另外，殘?jiān)斜容^大量的芳族分子，它們的氫/碳比低，它們能夠作為通過聚合反應(yīng)而結(jié)焦的核心。
當(dāng)炭沉積達(dá)到不可耐程度時(shí)，該過程必須停下來，積炭必須清除。典型的除炭或除焦是通過在蒸汽存在下的氣化作用或在空氣存在下的燃燒或者兩者相結(jié)合的情況下進(jìn)行。每種情況都要求有外界的熱量。另外，可以使用高壓水噴射從反應(yīng)器壁上除去炭層。一旦清除了積炭，該工藝過程可以重新開始。這種處理方法明顯的缺陷是停工和重新起動過程的時(shí)間損失。
美國專利4,917,787公開了一種試圖通過開發(fā)的在線除焦解決上述問題的方法，其中，周期的停止裂化過程，并用含蒸汽的進(jìn)料代替烴進(jìn)料足夠長的時(shí)間，以減少炭沉積。切斷烴進(jìn)料，同時(shí)維持甲烷-氫/氧氣進(jìn)到燃燒器中。向反應(yīng)器加入另外的蒸汽，并在超過1200℃的高溫下通過蒸汽的作用進(jìn)行除焦，后者是在反應(yīng)器的熱解區(qū)氣化積炭。
現(xiàn)在我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在線除焦可以與烴轉(zhuǎn)化過程相結(jié)合，除焦劑是燃料氣和含氧氣的混合物。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種含蠟液體烴的轉(zhuǎn)化方法，其包括下面的步驟(a)在裝有催化劑的反應(yīng)室中部分的燃燒液體烴和含分子氧的氣體的混合物，該催化劑能夠維持超過通常的富燃料可燃性極限的燃燒，該混合物的烴對氧的化學(xué)計(jì)量比大于完全燃燒成為二氧化碳和水所需的化學(xué)計(jì)量比，以便在反應(yīng)室內(nèi)產(chǎn)生產(chǎn)物物流和炭沉積；(b)用富含碳燃料氣體物流周期的代替在步驟(a)中的液體烴和含分子氧氣體混合物足夠長的一段時(shí)間，以使從反應(yīng)室基本上除去炭沉積。
對本發(fā)明來說，含富碳燃料氣體定義為氣體含碳燃料和含氧氣體的混合物，其中，燃料對氧之比是完全燃燒所需的化學(xué)計(jì)量比的2.5-13.5倍。
對本發(fā)明來說，反應(yīng)室包括4個(gè)區(qū)噴嘴到催化劑、催化劑、催化劑到急冷和急冷/冷卻。
本發(fā)明的方法的優(yōu)點(diǎn)是，為了進(jìn)行分別的除焦過程，不需要停止該過程，其除焦過程可能勞動強(qiáng)度大并會降低該裝置的生產(chǎn)率。本發(fā)明的再一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，不象傳統(tǒng)的除焦過程，本過程只要求一套下游設(shè)備，因?yàn)槌巩a(chǎn)物與主要的產(chǎn)物物流是相容的。此外，通過適當(dāng)選擇燃料，至少某些氣體燃料能轉(zhuǎn)化為所要求的產(chǎn)物。因此，在除焦階段產(chǎn)物的產(chǎn)率可以維持并增長。
使用富燃料進(jìn)料作為除焦劑是意料不到的，因?yàn)橐?guī)定混合物含有不充足的氧氣來燃燒燃料本身。實(shí)際上可以預(yù)計(jì)，在富燃料條件下，向反應(yīng)室再引入另外的碳源可能增加結(jié)焦。
本發(fā)明的方法是為了轉(zhuǎn)化含蠟液態(tài)烴進(jìn)料，特別是重質(zhì)烷烴。適用的方法包括從含蠟進(jìn)料生產(chǎn)烯烴，從含蠟進(jìn)料生產(chǎn)合成氣，或合成氣和烯烴的混合物。產(chǎn)物的性質(zhì)將取決于反應(yīng)條件。
烴進(jìn)料是含有一種或多種蠟的液態(tài)烴。適用的含蠟液態(tài)烴包括石腦油、瓦斯油、減壓瓦斯油、煉油廠渣油、常壓渣油、減壓渣油、從原油或燃料油中得到的液態(tài)烴混合物或它們的混合物。如果需要的話，其它的進(jìn)料組分可以包括在烴進(jìn)料中。特別是甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和它們的混合物可以與液態(tài)烴進(jìn)料一起加到反應(yīng)室中。其它的氣體例如二氧化碳、氫氣、氮?dú)?、一氧化碳或蒸汽也可以共同加入進(jìn)料流中。
液態(tài)烴進(jìn)料可以以液態(tài)直接送入反應(yīng)器，或者可能的話在進(jìn)入反應(yīng)室之前先氣化。若烴是直接送入反應(yīng)器中，液態(tài)烴是以噴淋液滴的形式引入反應(yīng)器中，從而能夠部分汽化和均勻的混合。任何適宜的噴淋液體的方法都可以使用。合適的是使液態(tài)烴進(jìn)料通過噴嘴。
把液態(tài)烴和含氧氣體混合，使其烴對氧的化學(xué)計(jì)量比大于完全燃燒成二氧化碳和水所需的化學(xué)計(jì)量比。烴和含氧氣體可以在進(jìn)入反應(yīng)室之前混合。另外，可以分別加入這兩種進(jìn)料而在接觸催化劑之前混合。液態(tài)烴和含氧氣體可以在與催化劑接觸之前預(yù)熱。
合適的含分子氧氣體可以是空氣、氧氣或空氣/氧氣混合物。優(yōu)選的氣體是氧氣。含分子氧的氣體可用惰性氣體例如氮?dú)狻⒑せ驓鍤庀♂尅?br> 烴轉(zhuǎn)化過程的產(chǎn)物將取決于反應(yīng)條件。若該方法是為了生產(chǎn)烯烴，含蠟烴和含氧氣體的混合應(yīng)使烴對氧的化學(xué)計(jì)量比大于完全燃燒成二氧化碳和水所需的化學(xué)計(jì)量比的5至13.5倍。優(yōu)選為完全燃燒成二氧化碳和水所需的化學(xué)計(jì)量比的5至9倍。
液態(tài)烴進(jìn)料和含氧氣體與能維持燃燒的催化劑接觸。該催化劑的作用原理是穩(wěn)定氣體混合物的部分燃燒，否則的話該氣體混合物就不會燃燒。
適用的催化劑是載VIII族金屬的催化劑。VIII族金屬有鐵、鈷、鎳、釕、銠、鈀、餓、銥、和鉑。優(yōu)選的金屬選自鉑或鈀或其混合物。合適的催化劑含金屬0.1-1％，優(yōu)選0.25-0.5％(重)?？捎玫妮d體材料范圍很大，大部分都為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知。在本發(fā)明的方法中優(yōu)選使用的催化劑載體是氧化鋁。載體材料可以是球形或其它顆粒狀的形式。載體也可以是薄層形式或在其它基質(zhì)上的淡涂層的形式。基質(zhì)可以是基本上連續(xù)的多孔道的陶瓷結(jié)構(gòu)，例如泡沫體或有規(guī)則孔道的整體料。優(yōu)選的淡涂層/基質(zhì)組合是γ-氧化鋁涂覆的硅酸鋰鋁泡沫體。
催化劑的制備可以采用本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知傳統(tǒng)方法，把鉑和/或鈀的混合物載到載體上。然后，在用于本發(fā)明的方法之前，將生成的化合物在1200℃熱處理。在用作催化劑之前，可隨意把該化合物還原。
烴進(jìn)料和含氧氣體引入反應(yīng)室中的合適的氣時(shí)空速大于10,000/小時(shí)，優(yōu)選的氣時(shí)空速大于20,000/小時(shí)，最優(yōu)選的為大于100,000/小時(shí)。當(dāng)然可以理解到最佳的氣時(shí)空速依進(jìn)料和壓力而定。對本發(fā)明來說，氣時(shí)空速(GHSV)定義如下 實(shí)施本方法適用的溫度為600～1200℃，優(yōu)選700～1100℃，最優(yōu)選750～1050℃。
在本發(fā)明的方法是為了生產(chǎn)合成氣的時(shí)候，把含蠟原料與含氧氣體混合，使烴對氧的適合的化學(xué)計(jì)量比為了11到5倍完全燃燒成二氧化碳和水的化學(xué)計(jì)量比。優(yōu)選的比例是2到4，最優(yōu)選2.8～3.5倍的完全燃燒成二氧化碳和水的化學(xué)計(jì)量比。
烴進(jìn)料和含氧氣體與適于生產(chǎn)合成氣的催化劑接觸。這種催化劑應(yīng)有蒸汽轉(zhuǎn)化活性。催化劑可以是在適當(dāng)載體上的鉑族金屬。優(yōu)選的催化劑是鉑、銠、鈀、鎳或它們的混合物。合適的載體材料是耐熔材料，例如鋁酸鈣、氧化鋁或硅酸鋁。
烴進(jìn)料和含氧氣體引入反應(yīng)室的氣時(shí)空速可以為從10,000至100,000/小時(shí)。
生產(chǎn)合成氣的方法可以在850～1200℃的溫度下進(jìn)行，優(yōu)選1000～1100℃，特別是1050～1090℃。
本發(fā)明的方法提供了一種用于從反應(yīng)室除去不希望的炭沉積，特別是在催化劑上的積炭的在線方法。除焦步驟是通過用含富碳燃料氣體取代烴進(jìn)料和含氧氣體來進(jìn)行。當(dāng)然應(yīng)該明白，排出烴進(jìn)料和引入富燃料氣物流將以這樣一種方式進(jìn)行，使得反應(yīng)條件，特別是溫度，優(yōu)選保持在750℃以上。富燃料氣體包括氣態(tài)含碳燃料和含氧氣體。適用的氣態(tài)燃料選自甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、一氧化碳或其混合物?？扇芜x氫與燃料一道加入。含氧氣體可以是空氣、氧氣或其混合物，可任選一種惰性氣體例如氮?dú)鈦硐♂尅?yōu)選的含氧氣體是氧氣。氣態(tài)含碳燃料適當(dāng)?shù)暮秃鯕怏w混合，其比例為2.5～13.5倍，優(yōu)選5～9倍完全燃燒的化學(xué)計(jì)量比。當(dāng)然，該化學(xué)計(jì)量比取決于氣態(tài)進(jìn)料的選擇。
除焦步驟在烴轉(zhuǎn)化過程期間周期的進(jìn)行。當(dāng)焦的聚集量達(dá)到足以引起過程出問題時(shí)可以開始除焦步驟?？梢允褂脦追N過程顯示器監(jiān)視結(jié)焦度。一般地說，通過反應(yīng)器和/或催化劑的壓力降的增大、反應(yīng)器和/或催化劑的溫度范圍的變化和產(chǎn)物產(chǎn)率的變化都可以表示基本的炭聚集程度。當(dāng)然可以理解，除焦的頻率和除焦階段的持續(xù)時(shí)間將取決于烴進(jìn)料的性質(zhì)和積炭量。合適的除焦步驟進(jìn)行5分鐘到幾個(gè)小時(shí)，優(yōu)選少于一小時(shí)。
富燃料氣體物流引入反應(yīng)器中的合適的氣時(shí)空速大于優(yōu)選大于20,000/小時(shí)，最優(yōu)選大于100,000/小時(shí)。
實(shí)施本發(fā)明方法的除焦步驟的合適的溫度為500～1500℃，優(yōu)選550～1250℃，特別是600～1000℃。為了維持這一溫度，在除焦期間需要調(diào)整除焦氣體混合物的化學(xué)計(jì)量。
本發(fā)明的一個(gè)特殊的優(yōu)點(diǎn)是除焦步驟可以直接在反應(yīng)器的各個(gè)部分進(jìn)行。如上所指明的那樣，炭會沉積在催化劑上和反應(yīng)室壁上。在除焦階段通過選擇反應(yīng)條件，既可以同時(shí)也可以分別處理一個(gè)或兩個(gè)部位。在要求從催化劑上清除積炭時(shí)，最好使催化劑溫度至少為1000℃。氧耗基本上完全在催化劑上。在要求從反應(yīng)室壁上清除積炭時(shí)，最好把催化劑床的溫度限制為小于850℃，并且避免氧氣完全消耗在催化劑上。當(dāng)然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員都明白，通過調(diào)節(jié)進(jìn)料組成和體積流量會達(dá)到其反應(yīng)條件。
本發(fā)明的烴轉(zhuǎn)化方法，包括除焦步驟，可以在常壓下或高壓下進(jìn)行。在要用高壓時(shí)，例如大于5巴(絕對壓力)，本方法可以在高達(dá)50巴(絕對壓力)下進(jìn)行，優(yōu)選40巴(絕對壓力)，最優(yōu)選30巴(絕對壓力)。
在高壓下進(jìn)行本方法時(shí)，當(dāng)反應(yīng)產(chǎn)物從反應(yīng)室排出時(shí)，可以驟冷反應(yīng)產(chǎn)物，以避免再發(fā)生反應(yīng)。驟冷階段特別適用于生產(chǎn)烯烴。反應(yīng)產(chǎn)物從形成起在50毫秒內(nèi)驟冷。當(dāng)產(chǎn)物為合成氣時(shí)，在驟冷之前反應(yīng)滯留時(shí)間將大于50毫秒。當(dāng)然可以理解，產(chǎn)物形成和驟冷作用之間所需的時(shí)間將取決于反應(yīng)條件，例如溫度和壓力。
產(chǎn)物的驟冷可以使用蒸汽裂解技術(shù)中所熟悉的快速熱交換器。除此之外，或者代替間接熱交換器，可以采用直接驟冷。適宜的驟冷流體包括水和烴類，例如乙烷或石腦油。在上述的溫度和壓力下，某些烴驟冷流體可能被裂化，在流出物流中得到額外的烯烴產(chǎn)物。這類烴驟冷流體稱作反應(yīng)性驟冷流體。
驟冷流體用量和對適用流體的選擇將取決于產(chǎn)物物流的溫度。如果在過程中使用了烴流體，可隨意使用第二種驟冷流體，例如水。
本方法可以在任意適用的反應(yīng)器中進(jìn)行，例如，固定床、流化床或噴射床反應(yīng)器.本方法優(yōu)選在固定床反應(yīng)器中進(jìn)行。
本發(fā)明的方法可以在單個(gè)反應(yīng)器中進(jìn)行。另外，本方法可以使用并聯(lián)運(yùn)行的多個(gè)反應(yīng)器并通向一共用的冷卻和分離器。反應(yīng)器數(shù)目可以這樣選擇，以使一個(gè)反應(yīng)器在除焦的同時(shí)其他的反應(yīng)器進(jìn)行烴轉(zhuǎn)化。比較合適的是本方法至少使用兩個(gè)反應(yīng)器，優(yōu)選三個(gè)，特別是四個(gè)。
當(dāng)烴轉(zhuǎn)化方法是為了生產(chǎn)烯烴時(shí)，本發(fā)明的方法的產(chǎn)物主要是乙烯、丙烯、丁烯和戊烯。除了這些產(chǎn)物之外，可能產(chǎn)生一氧化碳、芳烴、甲烷、乙炔、水、氫和二氧化碳。在烴轉(zhuǎn)化方法是為了生產(chǎn)合成氣時(shí)，主導(dǎo)的產(chǎn)品當(dāng)然是一氧化碳和氫氣。也可以得到少量的二氧化碳、水和甲烷。所要求的產(chǎn)物最好用高速氣流迅速地從反應(yīng)室中排出。
現(xiàn)在將用下面的實(shí)施例對本發(fā)明作更詳細(xì)的描述。
實(shí)施例1——用于生產(chǎn)烯烴的陶瓷泡沫催化劑的制備用Morgan Matrocplc的孔隙度為10ppi的γ-氧化鋁預(yù)涂覆制得硅酸鋰鋁泡沫載體。該泡沫用四胺金屬氯化物鹽的鉑/鈀溶液沖洗，減壓使溶液通過載體而被吸收，干燥，最后在1200℃鍛燒12小時(shí)。通過監(jiān)測泡沫體吸收的溶液的體積來控制泡沫體的侵漬，使成品催化劑負(fù)載金屬0.25％(重)。熱處理過的催化劑用鉑/鈀溶液再侵漬，并在200℃空氣中加熱。
實(shí)施例2--中間燃料油/乙烷轉(zhuǎn)化為烯烴把載鉑/鈀的陶瓷泡沫催化劑(直徑約28毫米，長30毫米)放在石英襯圓筒形金屬反應(yīng)器(直徑約30毫米，長度130毫米)內(nèi)。催化劑的上表面位距雙流氣體霧化噴嘴端部20毫米，噴嘴和催化劑面之間的區(qū)域呈錐形，以適應(yīng)噴射角。反應(yīng)器有隔熱護(hù)套，以使向周圍的傳熱損失減至最小，熱電偶放在反應(yīng)器的幾個(gè)點(diǎn)處。反應(yīng)器底部與冷凝成液體產(chǎn)物的設(shè)備相連，并能夠分析氣體流出物。
使乙烷(3.08克/分)、氫氣(0.09克/分)和氮?dú)?1.5克/分)經(jīng)過一預(yù)熱器，在常壓下進(jìn)入反應(yīng)器，直到催化劑的溫度達(dá)到90℃。加入少量氧氣流使催化劑的溫度立即上升，調(diào)整氣流到以下數(shù)值乙烷3.72克/分、氧氣1.80克/分，氮?dú)?.53克/分和氫氣0克/分，使催化劑的溫度達(dá)到800℃。加入氮?dú)庖宰鳛槠浜髿庀嗌V分析的內(nèi)標(biāo)物，本發(fā)明的方法的操作不需要氮?dú)狻Ｔ谶@些條件下，典型的產(chǎn)物分析結(jié)果列入表1的1欄中。應(yīng)當(dāng)注意，在這一階段系統(tǒng)未達(dá)到熱平衡，1欄的數(shù)據(jù)反映出反應(yīng)顯著的熱消耗。這些數(shù)據(jù)也表示沒有焦回收，表明在反應(yīng)器中沒有明顯的炭沉積發(fā)生。
經(jīng)過短期穩(wěn)定后，把乙烷物流減少到2.42克/分，并從霧化噴嘴引入表2中所規(guī)定的中間燃料油4.93克/分。氧氣增加到2.99克/分，以維持催化劑的溫度在800℃以上。在這些條件下，所得的產(chǎn)物列入表1的2欄中。在本實(shí)驗(yàn)條件下，在40分鐘以后可以觀察到催化劑結(jié)焦。這有以下特征催化劑溫度下降，而催化劑的下游反應(yīng)器溫度上升。
把中間燃料油流減至0，并調(diào)整乙烷和氧氣分別到3.72克/分和1.81克/分，開始除焦過程。在此期間分析氣體流出物(表1，欄3)表明正在進(jìn)行除焦在產(chǎn)物中二氧化碳含量出現(xiàn)增加，而從物料平衡看，在反應(yīng)器產(chǎn)物中測得的炭比乙烷進(jìn)料中所含的多。在30分鐘的“除焦”之后，催化劑溫度和二氧化碳含量已經(jīng)恢復(fù)到正常的乙烷/氧氣進(jìn)料斗水平。
再以5.1克/分加入中間燃料油，并把氣流量調(diào)到除焦前的相同水平(乙烷2.26克/分，氧氣2.99克/分)。催化劑溫度大于800℃。產(chǎn)物分析列于表1的4欄中，表明其產(chǎn)率與進(jìn)行除焦步驟之前的2欄中的非常相似。
使用這一方法繼續(xù)進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)超過20個(gè)循環(huán)。
實(shí)施例3--減壓瓦斯油轉(zhuǎn)化為烯烴下面的實(shí)施例說明分階段進(jìn)行反應(yīng)器除焦的可應(yīng)用性。
反應(yīng)室包括一噴嘴組件，該組件由雙流氣體霧化噴嘴與附加氣體進(jìn)口構(gòu)成，該附加氣體進(jìn)口安裝到一個(gè)石英襯里金屬反應(yīng)器上，反應(yīng)器內(nèi)徑30毫米，長130毫米。該金屬反應(yīng)器與內(nèi)徑30毫米、長240毫米的玻璃管相連，整個(gè)反應(yīng)器裝置隔熱，以減少熱量向周圍散失。催化劑上表面位距雙流氣體霧化噴嘴55毫米，噴嘴和催化劑面之間的區(qū)域呈錐形，以適合霧化液體噴射的角度。載鉑/鈀的陶瓷泡沫催化劑(10ppi)大約外徑28毫米，長30毫米。驟冷流體進(jìn)口位于催化劑底部下30毫米處，驟冷流體下流進(jìn)入反應(yīng)室的驟冷/冷卻段。熱電偶沿反應(yīng)室的長度布設(shè)。反應(yīng)室與冷凝液體產(chǎn)物的專用設(shè)備相連，還能分析氣體流出物。
使甲烷(1.27克/分)、氫氣(0.18克/分)和氮?dú)?1.77克/分)通過一預(yù)熱器，進(jìn)入已經(jīng)加熱至350℃的反應(yīng)器內(nèi)。加入少量氧氣流(0.5克/分)使催化劑的溫度立即上升，調(diào)整氣流到以下數(shù)值甲烷1.83克/分、氫氣0.11克/分、，氮?dú)?.02克/分和氧氣0.8克/分，使催化劑的溫度達(dá)到900℃。加入氮?dú)庖宰鳛槠浜髿庀嗌V分析的內(nèi)標(biāo)物，本發(fā)明的方法的操作不需要氮?dú)?。反?yīng)器短時(shí)熱穩(wěn)定后，把表3中所規(guī)定的減壓瓦斯油加入反應(yīng)器(5.5克/分)，同時(shí)把氧氣流調(diào)節(jié)至3.83克/分，以便維持反應(yīng)器所要求的燃料/氧氣比。在催化劑上所測的溫度為770～1100℃，其取決于測定器的位置。在這些條件下所得到的產(chǎn)物列于表4的1欄。在該實(shí)驗(yàn)條件下，反應(yīng)器以油進(jìn)料操作4小時(shí)，積炭就聚結(jié)在反應(yīng)器內(nèi)。檢驗(yàn)這一階段所停止的早期試驗(yàn)中的積炭的程度，以便檢驗(yàn)反應(yīng)器和催化劑上積炭的情況及隔熱段下游的情況。
著手兩段除焦過程第一段去除在催化/驟冷區(qū)催化劑下游的積炭，第二段去除催化劑上的積炭。
減少油流至0，并調(diào)接為催化劑/驟冷區(qū)域除焦的氣流，開始除焦步驟，氣流調(diào)節(jié)為甲烷3.84克/分、氫氣0.25克/分、氮?dú)?7.94克/分和氧氣3.17克/分。加大流速和高氮?dú)庀♂屖菫榱讼拗拼呋瘎┑臏囟鹊叫∮?50℃，并避免在催化劑上消耗完氧氣，從而可以去除催化劑下游的炭沉積。在這個(gè)期間對氣態(tài)流出物的分析結(jié)果示于表4的2欄中，從物料平衡看，表明除焦作用發(fā)生了，物料平衡表明產(chǎn)物中的炭比進(jìn)料中的炭多。20分鐘的除焦期后，改變工藝過程，以便去除催化劑上的殘留積炭。
對催化劑進(jìn)行的除焦過程，與催化劑/驟冷區(qū)域的比較，其流速較小而溫度較高。在這一階段的流速為甲烷1.83克/分、氫氣0.11克/分、氮?dú)?.28克/分和氧氣1.29克/分。催化劑溫度高于1000℃，氧耗幾乎完全在催化劑上，這期間氣體流出物的分析結(jié)果示于表4的3欄，其表明，從物料平衡看，發(fā)生了除焦作用，物料平衡表明在流出物中的炭比進(jìn)料中的多。此外，在這一階段，催化劑前面的溫度增加，這與積炭的去除相一致。在催化劑區(qū)域20分鐘的除焦和在全部40分鐘除焦之后，反應(yīng)器返回到減壓瓦斯油進(jìn)料進(jìn)行操作。
關(guān)于兩段除焦，本方法連續(xù)進(jìn)行了6個(gè)等周期的循環(huán)。在本方法運(yùn)行的末尾，反應(yīng)器內(nèi)和金屬反應(yīng)器下游的石英襯里管內(nèi)留有極少量積炭。
表1實(shí)施例2的進(jìn)料、條件和產(chǎn)物
*以物料平衡為基準(zhǔn)計(jì)算；+等量成焦-等量除焦。
表2中間燃料油的性質(zhì)<
p><p>表3實(shí)施例3中減壓瓦斯油的物理性質(zhì)
<p>表4實(shí)施例3中的進(jìn)料、件和產(chǎn)物壓力1巴(A)
權(quán)利要求
1.一種含蠟液態(tài)烴的轉(zhuǎn)化方法，包括以下步驟(a)在反應(yīng)室中部分的燃燒液態(tài)烴和含分子氧氣體的混合物，反應(yīng)室裝有的催化劑能夠維持超過通常的富燃料可燃性極限的燃燒，該混合物的烴對氧的化學(xué)計(jì)量比大于完全燃燒成二氧化碳和水所需要的化學(xué)計(jì)量比，以便在反應(yīng)室內(nèi)產(chǎn)生產(chǎn)物物流和積炭；(b)用含富碳燃料氣流周期性的代替在步驟(a)中的液態(tài)烴和含氧分子氣體的混合物一段時(shí)間，該時(shí)間要足以使反應(yīng)室基本上去除炭沉積。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，含蠟烴選自石腦油、瓦斯油、減壓瓦斯油、煉油廠渣油、常壓渣油、減壓渣油、從原油或燃料油中得到的液態(tài)烴混合物，或它們的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，含富碳燃料氣體物流含有氣態(tài)含碳燃料和含氧氣體，其化學(xué)計(jì)量比為完全燃燒化學(xué)計(jì)量比的2.5～13.5倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)所述的方法，其中，氣態(tài)含碳燃料選自甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、一氧化碳或它們的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)所述的方法，其中，富燃料氣體物流引入到反應(yīng)室中的氣時(shí)空速大于10,000/小時(shí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5中任一項(xiàng)所述的方法，其中，產(chǎn)物物流包括烯烴。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6中任一項(xiàng)所述的方法，其中，催化劑是載VIII族金屬的催化劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，催化劑含有0.1～1％(重)的VIII族金屬。
9.根據(jù)權(quán)利要求1到8中任一項(xiàng)所述的方法，其中，催化劑是在γ-氧化鋁涂覆的硅酸鋰鋁泡沫體上載有鉑或鈀的催化劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求1到9中任一項(xiàng)所述的方法，其中，烴對氧的化學(xué)計(jì)量比為完全燃燒成二氧化碳和水的化學(xué)計(jì)量比的2.5～13.5倍。
11.根據(jù)權(quán)利要求1到10中任一項(xiàng)所述的方法，其中，該混合物引入到反應(yīng)室中的氣時(shí)空速大于10,000/小時(shí)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1到5中任一項(xiàng)所述的方法，其中，產(chǎn)物物流包括合成氣。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，催化劑是耐熱材料上載有鉑族金屬的催化劑。
14.根據(jù)權(quán)利要求12到13中任一項(xiàng)所述的方法，其中，烴對氧的化學(xué)計(jì)量比為完全燃燒成二氧化碳和水的化學(xué)計(jì)量比的1.1～5倍。
15.根據(jù)權(quán)利要求12到14中任一項(xiàng)所述的方法，其中，該混合物引入反應(yīng)室的氣時(shí)空速為10,000～100,000/小時(shí)。
全文摘要
含蠟液態(tài)烴的轉(zhuǎn)化方法，包括以下步驟(a)在反應(yīng)室中部分燃燒液態(tài)烴和含分子氧氣體的混合物，反應(yīng)室中所裝的催化劑能維持超越通常富燃料可燃性極限的燃燒，該混合物的化學(xué)計(jì)量比大于完全燃燒成二氧化碳和水所需的化學(xué)計(jì)量比，以便在反應(yīng)室中產(chǎn)生產(chǎn)物物流和積炭；(b)用含富碳燃料氣流周期性的代替在(a)步驟中的液態(tài)烴和含氧分子氣體的混合物足夠的時(shí)間，以使基本上除去反應(yīng)室中的積炭。
文檔編號C10G11/22GK1131179SQ9512034
公開日1996年9月18日 申請日期1995年10月28日 優(yōu)先權(quán)日1994年10月28日
發(fā)明者D·C·格里菲斯, K·W·帕爾馬, I·A·B·雷德 申請人:英國石油化學(xué)品有限公司