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KR20190140467A - 메탄올 및/또는 디메틸에테르 및 톨루엔에 의한 파라자일렌의 제조 및 저탄소 올레핀의 동시 제조를 위한 유동상 장치 및 방법 - Google Patents

메탄올 및/또는 디메틸에테르 및 톨루엔에 의한 파라자일렌의 제조 및 저탄소 올레핀의 동시 제조를 위한 유동상 장치 및 방법 Download PDF

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KR20190140467A
KR20190140467A KR1020197034518A KR20197034518A KR20190140467A KR 20190140467 A KR20190140467 A KR 20190140467A KR 1020197034518 A KR1020197034518 A KR 1020197034518A KR 20197034518 A KR20197034518 A KR 20197034518A KR 20190140467 A KR20190140467 A KR 20190140467A
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마오 예
타오 장
종민 리우
진링 장
하이롱 탕
진밍 지아
창칭 허
시안까오 왕
청 장
후아 리
인펑 자오
청꽁 리
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달리안 인스티튜트 오브 케미컬 피직스, 차이니즈 아카데미 오브 사이언시즈
달리안 인스티튜트 오브 케미컬 피직스, 차이니즈 아카데미 오브 사이언시즈
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Abstract

본 발명은 메탄올 및/또는 디메틸에테르 및 톨루엔에 의한 파라자일렌의 제조 및 저탄소 올레핀의 동시 제조 과정에서 MTO 반응과 알킬화 반응 간의 경쟁 문제를 해결 또는 개선하고, MTO반응과 알킬화 반응의 서로 상승 작용을 구현하며, 물질 이동과 반응을 제어하여 알킬화 반응과 MTO반응 간의 경쟁을 조화하고 최적화하여 서로 상승 작용을 하게 하고, 톨루엔의 전환율, 파라자일렌의 수율 및 저탄소 올레핀의 선택도를 제고할 수 있는 메탄올 및/또는 디메틸에테르 및 톨루엔에 의한 파라자일렌의 제조 및 저탄소 올레핀의 동시 제조를 위한 난류 유동상 반응기, 장치 및 방법을 개시한다. 상기 난류 유동상 반응기는 반응 구역의 가스 흐름 방향에 따라 배치되는 제1 반응기 공급 분배기 및 복수의 제2 반응기 공급 분배기를 포함한다.

Description

메탄올 및/또는 디메틸에테르 및 톨루엔에 의한 파라자일렌의 제조 및 저탄소 올레핀의 동시 제조를 위한 유동상 장치 및 방법
본 발명은 파라자일렌의 제조 및 저탄소 올레핀의 동시 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것으로, 특히 메탄올 및/또는 디메틸에테르 및 톨루엔의 알킬화 반응에 의한 파라자일렌의 제조 및 저탄소 올레핀의 동시 제조를 위한 유동상 장치 및 제조방법에 관한 것이며, 화학 및 화학 공학 분야에 속한다.
파라자일렌(PX)은 석유화학 산업의 기본 유기 원료 물질 중의 하나로 화학 섬유, 합성 수지, 농약, 의약, 고분자 재료 등의 많은 분야에 널리 사용된다. 현재 파라자일렌의 제조는 주로 톨루엔, C9 방향족 탄화수소 및 혼합된 자일렌을 원료로 사용하고, 불균화, 이성화, 흡착 분리 또는 심냉분리를 통해 제조된다. 그 생성물 중 파라자일렌의 함량이 열역학에 의해 제어되고 파라자일렌이 혼합 C8 방향족 탄화수소 중 22% 내지 24%를 차지하므로 공정 중 재료 순환 처리량이 크고 설비가 크며 조작 비용이 높다. 특히, 자일렌 중 세 개의 이성체는 비등점 차이가 매우 작아 종래의 증류 기술을 통해 고순도의 파라자일렌을 얻기 어렵고 비싼 흡착분리 공정을 채택해야 한다. 최근, 국내외의 많은 특허들이 파라자일렌의 제조에 대한 새로운 경로를 개시하였는데, 이 중 톨루엔 및 메탄올의 알킬화 기술은 파라자일렌의 제조에 대한 새로운 경로로 고선택도를 가지며, 이미 업계의 높은 주목과 관심을 받고 있다.
저탄소 올레핀, 즉 에틸렌, 프로필렌은 두 가지의 기본적인 석유 화학 공업 원료 물질이며, 그 수요량이 갈수록 증가되고 있다. 에틸렌 및 프로필렌은 주로 나프타를 원료로 하여 제조되기에 석유에 의존한다. 최근, 비석유 경로에 의해 에틸렌 및 프로필렌이 제조되는 것이 중시되고 있으며, 특히 메탄올의 전환에 의해 저탄소 올레핀(MTO)이 제조되는 공정 경로는 석유 대체 전략을 구현하고 우리 나라의 석유 수요와 의존을 경감하고 완화하는데 중요한 역할을 해왔다.
종래 톨루엔의 알킬화 방법은, 반응기의 상류에서 톨루엔과 메탄올을 혼합하고 혼합물을 반응기에 동시에 공급하는 단계를 포함한다. 반응기는 고정상과 유동상을 포함한다. 톨루엔의 전환율을 향상시키기 위해 반응물의 단계적 주입은 다양한 고정상 및 유동상 공정에서 채택된다.
MTO 반응과 알킬화 반응 간의 경쟁은 톨루엔의 전환율과 파라자일렌의 수율에 영향을 미치는 주요 요인이다. 동일한 반응기에서 2개의 반응이 동시에 구현되면 공정이 단순하지만 톨루엔의 전환율이 낮고 상이한 반응기에서 2개의 반응이 각각 구현되면 공정이 복잡하지만 톨루엔의 전환율 및 파라자일렌의 수율이 높다. 따라서, 톨루엔 및 메탄올의 알킬화에 의한 파라자일렌의 제조 및 저탄소 올레핀의 동시 제조 공정은 공정구성 및 반응기 설계에 있어서 큰 돌파가 필요하여 알킬화 반응과 MTO 반응 간의 경쟁을 조화하고 최적화하여 톨루엔의 전환율과 파라자일렌의 수율을 대폭 높인다.
상술한 바와 같이 파라자일렌 및 저탄소 올레핀을 제조하기 위한 신규한 경로에서 반응 공정은 모두 산 촉매화 반응이다. ZSM-5분자체 촉매에 기초하여 톨루엔 및 메탄올의 알킬화에 의한 파라자일렌 제조 반응과정에서 메탄올에 의한 탄소 올레핀 제조 반응은 필연적으로 존재한다. 이 반응과정에서는 주로 다음과 같은 반응이 발생한다.
C6H5-CH3+CH3OH → C6H4-(CH3)2+H2O (1)
n CH3OH → (CH2)n+n H2O n = 2, 3 (2)
메탄올은 톨루엔 및 메탄올의 알킬화 반응에 대한 원료 물질뿐만 아니라, MTO 반응의 원료 물질이지만 MTO반응은 톨루엔 및 메탄올의 알킬화 반응보다 속도가 훨씬 빠르다.
MTO반응의 특징 중 하나는 반응 속도가 톨루엔 및 메탄올의 알킬화 반응의 반응 속도보다 훨씬 빠른 것이며, 또 다른 중요한 특징은 촉매가 탄화 된 후 메탄올 전환율이 감소하고 저탄소 올레핀의 선택도가 증가되는 것이다. 따라서, 촉매의 탄화를 제어하는 것은 MTO반응에서 저탄소 올레핀의 선택도를 제고하는 효과적인 방법이다.
상기 분석에서 알수 있다 시피, 본 기술 분야에서는 촉매 설계 및 반응기 설계의 두가지 양태로부터 알킬화 반응과 MTO 반응 간의 경쟁을 조화하고 최적화하여 서로 상승 작용을 하게 하고, 톨루엔의 전환율, 파라자일렌의 수율 및 저탄소 올레핀의 수율을 제고하는 것이 필요하다.
본 발명의 일 측면에 있어서, 메탄올 및/또는 디메틸에테르 및 톨루엔에 의한 파라자일렌의 제조 및 저탄소 올레핀의 동시 제조과정에서 MTO 반응과 알킬화 반응 간의 경쟁 문제를 해결 또는 개선하고, MTO반응과 알킬화 반응의 서로 상승 작용을 구현하며, 물질 이동과 반응을 제어하여 알킬화 반응과 MTO반응 간의 경쟁을 조화하고 최적화하여 서로 상승 작용을 하게 하고, 톨루엔의 전환율, 파라자일렌의 수율 및 저탄소 올레핀의 선택도를 제고할 수 있는 메탄올 및/또는 디메틸에테르 및 톨루엔에 의한 파라자일렌의 제조 및 저탄소 올레핀의 동시 제조를 위한 난류 유동상 반응기를 제공한다.
본 출원인은 실험 연구를 거쳐, 톨루엔 및 메탄올이 동시에 공급되고 원료 중의 메탄올 함량이 비교적 낮은 경우에 MTO반응에서 대부분 메탄올(알킬화 반응물)을 신속히 소비함으로써 톨루엔 및 메탄올의 알킬화 반응을 억제하여 톨루엔의 전환율이 낮은 사실을 확인하였다. 원료중의 메탄올 함량이 지나치게 과잉 인 경우, 분자체 기공에서 메탄올과 톨루엔의 확산 속도의 차이로 인해, 단위 시간당 톨루엔의 흡착량이 낮아져 톨루엔 메탄올의 알킬화 반응에 불리하다. 따라서, 반응 구역에서의 메탄올 및 톨루엔의 농도를 최적화하는 것은 톨루엔의 전환율 및 파라자일렌의 수율을 증가시키는 효과적인 방법이다.
메탄올 및/또는 디메틸에테르 및 톨루엔에 의한 파라자일렌의 제조 및 저탄소 올레핀의 동시 제조를 위한 난류 유동상 반응기는 가스 흐름 방향에 따라 배치되는 제1 반응기 공급 분배기 및 복수의 제2 반응기 공급 분배기를 포함한다.
바람직하게, 상기 제2 반응기 공급 분배기는 2개 내지 10개이다.
바람직하게, 상기 난류 유동상 반응기는 희박상 영역 또는 반응기 하우징 외부에 배치되는 제1 반응기 기체-고체 분리 장치, 및 희박상 영역 또는 반응기 하우징 외부에 배치되는 제2 반응기 기체-고체 분리 장치를 포함하며,
상기 제1 반응기 기체-고체 분리 장치에는 재생 촉매 유입구가 설치되고, 상기 제1 반응기 기체-고체 분리 장치의 촉매 출구는 반응 구역의 밑부분에 배치되고, 상기 제1 반응기 기체-고체 분리 장치의 가스 배출구는 희박상 영역에 배치되며;
상기 제2 반응기 기체-고체 분리 장치의 유입구는 상기 희박상 영역에 배치되고, 상기 제2 반응기 기체-고체 분리 장치의 촉매 출구는 상기 반응 구역에 배치되고, 상기 제2 반응기 기체-고체 분리 장치의 가스 배출구는 난류 유동상 반응기의 제품 가스 배출구에 연결되며;
상기 반응 구역은 난류 유동상 반응기의 하부에 위치하고, 상기 희박상 영역은 난류 유동상 반응기의 상부에 위치한다.
바람직하게, 상기 제1 반응기 기체-고체 분리 장치 및 제2 반응기 기체-고체 분리 장치는 사이클론 분리기이다.
바람직하게, 상기 난류 유동상 반응기는 하우징 내부 또는 외부에 배치되는 반응기 열 추출기를 포함한다.
더욱 바람직하게, 상기 반응기 열 추출기는 상기 복수의 반응기 공급 분배기 사이에 설치된다.
바람직하게, 상기 난류 유동상 반응기는 밑부분에서 외부에서 내부에로 반응기 하우징을 관통하여 반응 구역 내부에 개구되며, 밑부분에는 반응기 스트리핑 가스 유입구와 폐촉매 출구가 설치되는 반응기 스트리퍼를 포함한다.
바람직하게, 상기 난류 유동상 반응기는 제1 반응기 공급 분배기와 적어도 하나의 제2 반응기 공급 분배기 사이에 위치하며, 다공성이 ≤50%인 천공판을 포함한다.
바람직하게, 상기 난류 유동상 반응기는 제1 반응기 공급 분배기 및 제1 반응기 공급 분배기에 가장 가까운 제2 반응기 공급 분배기 사이에 위치하며, 다공성이 5%~50%인 천공판을 포함한다.
바람직하게, 상기 반응기 스트리퍼의 반응기 하우징 내부에서의 개구의 수평 높이가 제1 반응기 공급 분배기보다 더 높고, 또한 상기 천공판보다 높다.
본 발명에서, 저탄소 올레핀은 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌 중 적어도 하나를 포함한다.
본 발명에서, "메탄올 및/또는 디메틸에테르"는 공급물 중의 메탄올이 다이메틸에테르로 전부 또는 부분적으로 대체될 수 있는 것을 뜻하며, 메탄올; 디메틸에테르; 메탄올 및 디메틸에테르 3가지 경우를 포함한다.
본 발명에서, "메탄올 및/또는 디메틸에테르 및 톨루엔"은 메탄올 및 톨루엔; 디메틸에테르 및 톨루엔; 메탄올, 디메틸에테르 및 톨루엔 3가지 경우를 포함한다.
특별히 언급되지 않는 한, 본 발명의 메탄올은 전부 또는 부분적으로 디메틸에테르로 대체될 수 있으며, 메탄올의 양에 대하여, 디메틸에테르를 동일한 탄소 원자수의 메탄올로 환산하여 계산할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 있어서, 메탄올 및/또는 디메틸에테르 및 톨루엔에 의한 파라자일렌의 제조 및 저탄소 올레핀의 동시 제조 과정에서 MTO 반응과 알킬화 반응 간의 경쟁 문제를 해결 또는 개선하고, MTO반응과 알킬화 반응의 서로 상승 작용을 구현하며, 물질 이동과 반응을 제어하여 알킬화 반응과 MTO반응 간의 경쟁을 조화하고 최적화하여 서로 상승 작용을 하게 하고, 톨루엔의 전환율, 파라자일렌의 수율 및 저탄소 올레핀의 선택도를 제고할 수 있는 메탄올 및/또는 디메틸에테르 및 톨루엔에 의한 파라자일렌의 제조 및 저탄소 올레핀의 동시 제조 장치를 제공한다.
상기 장치는 상기 난류 유동상 반응기 중의 적어도 하나의 촉매를 재생하기 위한 유동상 재생기를 포함한다.
바람직하게, 상기 유동상 재생기는 난류 유동상 재생기이고, 재생기 하우징, 재생기 기체-고체 분리 장치, 재생기 열 추출기 및 재생기 스트리퍼를 포함하며, 상기 유동상 재생기의 하부는 재생 구역이고, 유동상 재생기의 상부는 재생기 희박상 영역이고, 재생기 공급 분배기는 재생 구역의 밑부분에 배치되고, 재생기 열 추출기는 재생 구역에 배치되고, 재생기 기체-고체 분리 장치는 희박상 영역 또는 재생기 하우징 외부에 배치되며;
상기 재생기 기체-고체 분리 장치의 유입구는 재생기 희박상 영역에 배치되고, 상기 재생기 기체-고체 분리 장치의 촉매 출구는 재생 구역에 배치되고, 재생기 스트리퍼는 재생기 하우징의 밑부분에 개구된다.
바람직하게, 상기 유동상 재생기는 재생기 하우징, 재생기 공급 분배기, 재생기 기체-고체 분리 장치, 재생기 열 추출기, 배가스 배출구 및 재생기 스트리퍼를 포함하며;
상기 유동상 재생기의 하부는 재생 구역이고, 유동상 재생기의 상부는 희박상 영역이며;
상기 재생기 공급 분배기는 재생 구역의 밑부분에 배치되고, 재생기 열 추출기는 재생 구역에 배치되고, 재생기 기체-고체 분리 장치는 희박상 영역 또는 재생기 하우징 외부에 배치되고, 재생기 기체-고체 분리 장치의 유입구는 희박상 영역에 배치되고, 재생기 기체-고체 분리 장치의 촉매 출구는 재생 구역에 배치되고, 재생기 기체-고체 분리 장치의 가스 배출구는 배가스 배출구에 연결되고, 재생기 스트리퍼는 재생기 하우징의 밑부분에 개구되며;
상기 반응기 스트리퍼의 폐촉매 출구는 폐촉매 경사관의 유입구에 연결되고, 폐촉매 경사관에는 폐촉매 슬라이드 밸브가 설치되고, 폐촉매 경사관의 배출구는 폐촉매 라이저 튜브의 유입구에 연결되고, 폐촉매 라이저 튜브의 밑부분에는 폐촉매 라이저 튜브 가스 유입구가 설치되고, 폐촉매 라이저 튜브의 배출구는 유동상 재생기의 희박상 영역에 연결되며;
상기 재생기 스트리퍼의 밑부분에는 재생기 스트리핑 가스 유입구가 설치되고, 재생기 스트리퍼의 밑부분은 재생 경사관의 유입구에 설치되고, 재생 경사관에는 재생 슬라이드 밸브가 설치되고, 재생 경사관의 배출구는 재생 라이저 튜브의 유입구에 연결되고, 재생 라이저 튜브의 밑부분에는 재생 라이저 튜브 가스 유입구가 설치되고, 재생 라이저 튜브의 배출구는 제1 반응기 기체-고체 분리 장치의 재생 촉매 유입구에 연결되고, 상기 제1 반응기 기체-고체 분리 장치는 유동상 반응기의 희박상 영역 또는 반응기 하우징 외부에 배치된다.
본 발명의 또 다른 측면에 있어서, 메탄올 및/또는 디메틸에테르 및 톨루엔에 의한 파라자일렌의 제조 및 저탄소 올레핀의 동시 제조과정에서 MTO 반응과 알킬화 반응 간의 경쟁 문제를 해결 또는 개선하고, MTO반응과 알킬화 반응의 서로 상승 작용을 구현하며, 물질 이동과 반응을 제어하여 알킬화 반응과 MTO반응 간의 경쟁을 조화하고 최적화하여 서로 상승 작용을 하게 하고, 톨루엔의 전환율, 파라자일렌의 수율 및 저탄소 올레핀의 선택도를 제고할 수 있는 메탄올 및/또는 디메틸에테르 및 톨루엔에 의한 파라자일렌의 제조 및 저탄소 올레핀의 동시 제조 방법을 제공한다.
상기 메탄올 및/또는 디메틸에테르 및 톨루엔에 의한 파라자일렌의 제조 및 저탄소 올레핀의 동시 제조 방법은 상기 측면에 따른 난류 유동상 반응기 중의 적어도 하나를 사용한다.
바람직하게, 메탄올 및/또는 디메틸에테르 및 톨루엔을 포함하는 원료A를 제1 반응기 공급 분배기를 통해 난류 유동상 반응기의 반응 구역에 공급하고, 메탄올 및/또는 디메틸에테르를 포함하는 원료B를 각각 복수의 제2 반응기 공급 분배기를 통해 난류 유동상 반응기의 반응 구역에 공급하여 촉매와 접촉시킴으로써 파라자일렌과 저탄소 올레핀 제품을 함유한 스트림C 및 폐촉매를 생성한다.
바람직하게, 상기 스트림C를 분리하여 파라자일렌, 저탄소 올레핀, C5+사슬 탄화수소, 방향족 탄화수소 부산물 및 전환되지 않은 메탄올, 디메틸에테르 및 톨루엔을 취득하며;
상기 전환되지 않은 메탄올 및 디메틸에테르는 복수의 제2 반응기 공급 분배기를 통해 난류 유동상 반응기의 반응 구역에 공급되고, 방향족 부산물과 전환되지 않은 톨루엔은 제1 반응기 공급 분배기를 통해 난류 유동상 반응기의 반응 구역에 공급되어 촉매와 접촉된다.
바람직하게, 상기 폐촉매는 유동상 재생기에 의해 재생 된 후, 난류 유동상 반응기의 반응 구역의 밑부분에 유입된다.
바람직하게, 상기 메탄올 및/또는 디메틸에테르 및 톨루엔에 의한 파라자일렌의 제조 및 저탄소 올레핀의 동시 제조 방법은
(1) 메탄올 및/또는 디메틸에테르 및 톨루엔이 포함 된 스트림A를 난류 유동상 반응기 아래측의 제1 반응기 공급 분배기를 통해 난류 유동상 반응기의 반응 구역에 공급하여 촉매와 접촉시키는 단계;
(2) 메탄올 및/또는 디메틸에테르가 포함 된 스트림B를 각각 제1 반응기 공급 분배기의 윗측에 순차적으로 배치되는 2개 내지 10개의 제2 반응기 공급 분배기를 통해 난류 유동상 반응기의 반응 구역에 공급하여 촉매와 접촉시켜 파라자일렌과 저탄소 올레핀 제품을 포함하는 스트림C와 폐촉매를 생성하는 단계;
(3) 단계(2)에서 얻은 스트림C를 분리하여 전환되지 않은 메탄올 및 디메틸에테르 스트림C-1, "벤젠, o-크실렌, m-크실렌, 에틸 벤젠 및 C9 +방향족 탄화수소를 포함하는 방향족 부산물" 및 전환되지 않은 톨루엔 스트림C-2를 얻으며, 스트림C-1를 각각 2개 내지 10개의 제2 반응기 공급 분배기를 통해 난류 유동상 반응기의 반응 구역에 공급하여 촉매와 접촉시키고, 스트림C-2를 제1 반응기 공급 분배기를 통해 난류 유동상 반응기의 반응 구역에 공급하여 촉매와 접촉시키는 단계; 및,
(4) 단계(2)에서 얻은 폐촉매를 유동상 재생기로 재생하고, 재생 촉매를 제1 반응기 기체-고체 분리 장치로 기체-고체 분리를 수행 후 난류 유동상 반응기의 반응 구역의 밑부분에 유입시키는 단계; 를 포함한다.
바람직하게, 제1 반응기 공급 분배기를 통해 난류 유동상 반응기에 공급되는 혼합물 중에서 방향족 탄화수소의 분자 몰수와 메탄올 및/또는 디메틸에테르의 탄소 몰수의 비율을 0.5이상이다.
더 바람직하게, 제1 반응기 공급 분배기를 통해 난류 유동상 반응기에 공급되는 혼합물 중에서 방향족 탄화수소의 분자 몰수와 메탄올 및/또는 디메틸에테르의 탄소 몰수의 비율을 0.5 내지 5이다.
본 발명에서, 분자 몰수는 물질 내 분자 수량의 몰수를 의미하고, 탄소 몰수는 물질 내 탄소 원자 수량의 몰수를 의미한다.
바람직하게, 복수의 제2 반응기 공급 분배기를 통해 난류 유동상 반응기에 공급되는 혼합물 중의 전체 산소 함유 화합물과 제1 반응기 공급 분배기를 통해 공급 된 메탄올의 몰비는 1보다 크다.
더 바람직하게, 복수의 제2 반응기 공급 분배기를 통해 공급되는 전체 산소 함유 화합물과 제1 반응기 공급 분배기를 통해 공급 된 메탄올의 몰비는 1 내지 20이다.
더 바람직하게, 폐촉매는 반응기 스트리퍼, 폐촉매 경사관, 폐촉매 슬라이드 밸브 및 폐촉매 라이저 튜브를 거쳐 유동상 재생기의 희박상 영역에 유입되며;
재생 매체는 유동상 재생기의 재생 구역에 유입되어 폐촉매와 탄소 연소 반응을 하여 CO, CO2를 포함하는 배가스와 재생 촉매를 생성하고, 배가스는 재생기 기체-고체 분리 장치에 의해 집진된 후 배출되며;
재생 촉매는 재생기 스트리퍼, 재생 경사관, 재생 슬라이드 밸브 및 재생 라이저 튜브를 거쳐 제1 반응기 기체-고체 분리 장치 유입구에 유입되며, 기체-고체 분리 후, 난류 유동상 반응기의 반응 구역의 밑부분에 유입되며;
반응기 스트리핑 가스는 반응기 스트리핑 가스 유입구를 통해 반응기 스트리퍼에 유입되어 폐촉매와 역류 접촉 후 난류 유동상 반응기에 유입되고, 폐촉매 라이저 튜브 가스는 폐촉매 라이저 튜브 가스 유입구를 통해 폐촉매 라이저 튜브에 유입되어 폐촉매와 순류 접촉 후 유동상 재생기의 희박상 영역에 유입되며;
재생기 스트리핑 가스는 재생기 스트리핑 가스 유입구를 통해 재생기 스트리퍼에 유입되어 재생 촉매와 역류 접촉 후 유동상 재생기에 유입되고, 재생 라이저 튜브 가스는 재생 라이저 튜브 가스 유입구를 통해 재생 라이저 튜브에 유입되어 재생 촉매와 순류 접촉 후 제1 반응기 기체-고체 분리 장치의 유입구에 유입되고, 상기 제1 반응기 기체-고체 분리 장치는 유동상 반응기의 희박상 영역 또는 반응기 하우징 외부에 배치된다.
바람직하게, 상기 재생 촉매의 탄소 함량은 ≤0.5wt%이다.
더욱 바람직하게, 상기 재생 매체는 공기, 산소-고갈 된 공기 또는 수증기 중의 적어도 한가지이고;
및/또는, 상기 반응기 스트리핑 가스, 재생기 스트리핑 가스, 폐촉매 라이저 튜브 가스 및 재생 라이저 튜브 가스는 수증기 및/또는 질소이다.
바람직하게, 상기 난류 유동상 반응기의 반응 구역의 반응 조건은 가스 겉보기 속도는 0.1m/s~2.0m/s이고, 반응 온도는 350℃~600℃이고, 반응 압력은 0.1Mpa~1.0MPa이고, 유동층 밀도는 200kg/m3~1200kg/m3이다.
바람직하게, 상기 유동상 재생기의 재생 구역의 반응 조건은 가스 겉보기 속도는 0.1m/s~2m/s이고, 재생 온도는 500℃~750℃이고, 재생 압력은 0.1Mpa~1.0MPa이고, 유동층 밀도는 200kg/m3~1200kg/m3이다.
본 발명에서, 상기 난류 유동상 반응기에서 촉매는 유동 상태의 농후상(dense phase) 영역 및 상부의 희박상 영역을 갖는다. 여기서, 농후상(dense phase) 영역은 반응기의 반응 구역이다.
본 발명에서는 반응기 하우징(2), n개 반응기 공급 분배기(3-1~3-n), 반응기 기체-고체 분리 장치(4), 반응기 기체-고체 분리 장치(5), 반응기 열 추출기(6), 제품 가스 배출구(7) 및 반응기 스트리퍼(8)를 포함하며, 하부는 반응 구역이고, 상부는 희박상 영역이며, n개 반응기 공급 분배기(3-1~3-n)는 아래에서 위로 배열되어 반응 구역에 배치되며, 반응기 열 추출기(6)는 반응 구역 또는 반응기 하우징(2) 외부에 배치되고, 반응기 기체-고체 분리 장치(4) 및 반응기 기체-고체 분리 장치(5)는 희박상 영역 또는 반응기 하우징(2) 외부에 배치되고, 반응기 기체-고체 분리 장치(4)에는 재생 촉매 유입구가 설치되고, 반응기 기체-고체 분리 장치(4)의 촉매 출구는 반응 구역의 밑부분에 배치되고, 반응기 기체-고체 분리 장치(4)의 가스 배출구는 희박상 영역에 배치되고, 반응기 기체-고체 분리 장치(5)의 유입구는 희박상 영역에 배치되고, 반응기 기체-고체 분리 장치(5)의 촉매 출구는 반응 구역에 배치되고, 반응기 기체-고체 분리 장치(5)의 가스 배출구는 제품 가스 배출구(7)에 연결되며, 반응기 스트리퍼(8)는 밑부분에서 외부에서 내부에로 반응기 하우징을 관통하여 반응 구역 내부에 개구되며 반응기 스트리퍼(8)의 밑부분에는 반응기 스트리핑 가스 유입구(9)가 설치되고, 반응기 스트리퍼의 밑부분에는 폐촉매 출구가 설치되는 메탄올 및/또는 디메틸에테르 및 톨루엔에 의한 파라자일렌의 제조 및 저탄소 올레핀의 동시 제조를 위한 난류 유동상 반응기(1)를 제공한다.
하나의 바람직한 실시방식에서, 난류 유동상 반응기(1)의 n개 반응기 공급 분배기(3-1~3-n)는 아래에서 위로 반응 구역에 3≤n≤11개 배치되며, n은 반응기 공급 분배기의 총수량이다.
하나의 바람직한 실시방식에서, 새로운 촉매가 반응기 스트리퍼에 직접 유입되는 것을 피면하도록, 반응기 스트리퍼(8)의 반응기 하우징(2) 내부에서 개구의 수평 높이가 제1 반응기 공급 분배기보다 더 높다.
하나의 바람직한 실시방식에서, 반응기 기체-고체 분리 장치(4) 및 반응기 기체-고체 분리 장치(5)는 사이클론 분리기이다.
본 발명은 상기 임의의 난류 유동상 반응기(1) 및 촉매의 재생을 위한 유동상 재생기(14)를 포함하는 메탄올 및/또는 디메틸에테르 및 톨루엔에 의한 파라자일렌의 제조 및 저탄소 올레핀의 동시 제조 장치를 제공한다.
하나의 바람직한 실시방식에서, 상기 유동상 재생기(14)는 난류 유동상 재생기이다.
하나의 바람직한 실시방식에서, 유동상 재생기(14)는 재생기 하우징(15), 재생기 공급 분배기(16), 재생기 기체-고체 분리 장치(17), 재생기 열 추출기(18), 배가스 배출구(19) 및 재생기 스트리퍼(20)를 포함하며, 상기 유동상 재생기(14)의 하부는 재생 구역이고, 유동상 재생기(14)의 상부는 희박상 영역이며, 재생기 공급 분배기(16)는 재생 구역의 밑부분에 배치되고, 재생기 열 추출기(18)는 재생 구역에 배치되며, 재생기 기체-고체 분리 장치(17)는 희박상 영역 또는 재생기 하우징(15) 외부에 배치되고, 재생기 기체-고체 분리 장치(17)의 유입구는 희박상 영역에 배치되고, 재생기 기체-고체 분리 장치(17)의 촉매 출구는 재생 구역에 배치되고, 재생기 기체-고체 분리 장치(17)의 가스 배출구는 배가스 배출구(19)에 연결되고, 재생기 스트리퍼(20)의 유입구는 재생기 하우징(15)의 밑부분에 연결되며;
반응기 스트리퍼(8)의 폐촉매 출구는 폐촉매 경사관(10)의 유입구에 연결되고, 폐촉매 경사관(10)에는 폐촉매 슬라이드 밸브(11)가 설치되며, 폐촉매 경사관(10)의 배출구는 폐촉매 라이저 튜브(12)의 유입구에 연결되고, 폐촉매 라이저 튜브(12)의 밑부분에는 폐촉매 라이저 튜브 가스 유입구(13)가 설치되고, 폐촉매 라이저 튜브(12)의 배출구는 유동상 재생기(14)의 희박상 영역에 연결되며, 재생기 스트리퍼(20)의 밑부분에는 재생기 스트리핑 가스 유입구(21)가 설치되고, 재생기 스트리퍼(20)의 밑부분은 재생 경사관(22)의 유입구에 연결되며, 재생 경사관(22)에는 재생 슬라이드 밸브(23)가 설치되고, 재생 경사관(22)의 배출구는 재생 라이저 튜브(24)의 유입구에 연결되고, 재생 라이저 튜브(24)의 밑부분에는 재생 라이저 튜브 가스 유입구(25)가 설치되고, 재생 라이저 튜브(24)의 배출구는 반응기 기체-고체 분리 장치(4)의 유입구에 연결된다.
본 발명의 다른 측면에서는
톨루엔 및 메탄올이 포함된 원료를 난류 유동상 반응기(1) 제일 아래측의 반응기 공급 분배기(3-1)를 통해 난류 유동상 반응기(1)의 반응 구역에 공급하고, 메탄올을 난류 유동상 반응기(1) 중의 반응기 공급 분배기(3-2) 내지 (3-n)을 통해 난류 유동상 반응기(1)의 반응 구역에 공급하여 촉매와 접촉시켜 파라자일렌 및 저탄소 올레핀 제품을 포함하는 스트림 및 탄소를 함유한 폐촉매를 생성하는 단계;
난류 유동상 반응기(1)에서 유출된 파라자일렌 및 저탄소 올레핀 제품을 포함하는 스트림을 제품 분리 시스템에 공급하여 분리해 파라자일렌, 에틸렌, 프로필렌, 부텐, C5+사슬 탄화수소, 방향족 부산물 및 전환되지 않은 메탄올, 디메틸에테르 및 톨루엔을 얻으며, 상기 방향족 탄화수소 부산물은 벤젠, o-크실렌, m-크실렌, 에틸 벤젠 및 C9+방향족 탄화수소를 포함하며, 전환되지 않은 메탄올 및 디메틸에테르는 반응기 공급 분배기(3-2) 내지 반응기 공급 분배기(3-n)를 통해 난류 유동상 반응기(1)의 반응 구역에 공급되고 방향족 부산물 및 전환되지 않은 톨루엔은 반응기 공급 분배기(3-1)를 통해 난류 유동상 반응기(1)의 반응 구역에 공급되어 촉매와 접촉하여 생성물로 전환되는 단계; 및,
폐촉매는 유동상 재생기(14)에 의해 재생되며, 재생된 촉매는 반응기 기체-고체 분리 장치(4)에 의해 기체-고체 분리된 후 난류 유동상 반응기(1)의 반응 구역의 밑부분에 유입되는 단계; 를 포함하는 메탄올 및/또는 디메틸에테르 및 톨루엔에 의한 파라자일렌의 제조 및 저탄소 올레핀의 동시 제조 방법을 제공한다.
하나의 바람직한 실시방식에서, 본 발명의 방법은 상기 메탄올 및/또는 디메틸에테르 및 톨루엔에 의한 파라자일렌의 제조 및 저탄소 올레핀의 동시 제조 장치에 의해 수행된다.
하나의 바람직한 실시방식에서, 폐촉매는 반응기 스트리퍼(8), 폐촉매 경사관(10), 폐촉매 슬라이드 밸브(11) 및 폐촉매 라이저 튜브(12)를 거쳐 유동상 재생기(1)의 희박상 영역에 유입되며;
재생 매체는 재생기 공급 분배기(16)에서 유동상 재생기(14)의 재생 구역에 유입되어 폐촉매와 탄소 연소 반응을 하여 CO, CO2를 포함하는 배가스와 재생 촉매를 생성하고, 배가스는 재생기 기체-고체 분리 장치(17)에 의해 집진된 후 배출되며;
재생 촉매는 재생기 스트리퍼(20), 재생 경사관(22), 재생 슬라이드 밸브(23) 및 재생 라이저 튜브(24)를 거쳐 반응기 기체-고체 분리 장치(4) 유입구에 유입되며, 기체-고체 분리 후, 난류 유동상 반응기(1)의 반응 구역의 밑부분에 유입되며;
반응기 스트리핑 가스는 반응기 스트리핑 가스 유입구(9)를 통해 반응기 스트리퍼(8)에 유입되어 폐촉매와 역류 접촉 후 난류 유동상 반응기(1)에 유입되고, 폐촉매 라이저 튜브 가스는 폐촉매 라이저 튜브 가스 유입구(13)를 통해 폐촉매 라이저 튜브(12)에 유입되어 폐촉매와 순류 접촉 후 유동상 재생기(1)의 희박상 영역에 유입되며;
재생기 스트리핑 가스는 재생기 스트리핑 가스 유입구(21)를 통해 재생기 스트리퍼(20)에 유입되어 재생 촉매와 역류 접촉 후 유동상 재생기(14)에 유입되고, 재생 라이저 튜브 가스는 재생 라이저 튜브 가스 유입구(25)를 통해 재생 라이저 튜브(24)에 유입되어 재생 촉매와 순류 접촉 후 반응기 기체-고체 분리 장치(4)의 유입구에 유입된다.
본 발명에 따른 메탄올 및/또는 디메틸에테르 및 톨루엔에 의한 파라자일렌의 제조 및 저탄소 올레핀의 동시 제조 방법에서, 난류 유동상 반응기의 제일 아래측의 반응기 공급 분배기(3-1)를 통해 유입되는 혼합물 중의 방향족 탄화수소와 메탄올의 물질의 질량비는 0.5이상이며, 바람직하게는 1이상이다.
본 발명에 따른 메탄올 및/또는 디메틸에테르 및 톨루엔에 의한 파라자일렌의 제조 및 저탄소 올레핀의 동시 제조 방법에서, 반응기 공급 분배기(3-2) 내지 반응기 공급 분배기(3-n)을 통해 유입된 산소 함유 화합물과 반응기 공급 분배기(3-1)를 통해 유입된 메탄올의 물질의 질량비는 1이상이며, 바람직하게는 5이상이다.
하나의 바람직한 실시방식에서, 상기 촉매는 HZSM-5분자체를 가지며, 이와 동시에, 상기 촉매는 메탄올 및/또는 디메틸에테르 및 톨루엔의 알킬화, 메탄올에 의한 올레핀 제조 및 메탄올 방향족화 기능을 동시에 갖는다.
하나의 바람직한 실시방식에서, 상기 촉매는 HZSM-11분자체를 가지며, 이와 동시에, 상기 촉매는 메탄올 및/또는 디메틸에테르 및 톨루엔의 알킬화, 메탄올에 의한 올레핀 제조 및 메탄올 방향족화 기능을 동시에 갖는다.
하나의 바람직한 실시방식에서, 상기 재생 촉매의 탄소 함량은 <0.5wt.%이며, 바람직하게는, 재생 촉매의 탄소 함량은 <0.1wt.%이다.
하나의 바람직한 실시방식에서, 상기 난류 유동상 반응기의 반응 구역의 반응 조건은 가스 겉보기 속도는 0.1m/s~2.0m/s이고, 반응 온도는 350℃~600℃이고, 반응 압력은 0.1Mpa~1.0MPa이고, 유동층 밀도는 200kg/m3~1200kg/m3이다.
하나의 바람직한 실시방식에서, 상기 유동상 재생기의 재생 구역의 반응 조건은 가스 겉보기 속도는 0.1m/s~2m/s이고, 재생 온도는 500℃~750℃이고, 재생 압력은 0.1Mpa~1.0MPa이고, 유동층 밀도는 200kg/m3~1200kg/m3 이다.
하나의 바람직한 실시방식에서, 상기 재생 매체는 공기, 산소-고갈 된 공기 또는 수증기 중의 임의의 한가지 또는 몇가지의 혼합물이고; 및/또는, 상기 반응기 스트리핑 가스, 재생기 스트리핑 가스, 폐촉매 라이저 튜브 가스 및 재생 라이저 튜브 가스는 수증기 또는 질소이다.
본 발명에 따른 메탄올 및/또는 디메틸에테르 및 톨루엔에 의한 파라자일렌의 제조 및 저탄소 올레핀의 동시 제조 방법에서, 톨루엔의 전환율은 50％이상이고, 메탄올의 전환율은 70％이상이고, 파라자일렌의 선택도는 90％이상이며, 방향족 탄화수소에 기초한 파라자일렌의 질량 단일-통과 수율은 48％이상이고, 저탄소 올레핀(에틸렌+프로필렌+부텐)의 사슬 탄화수소에서의 선택도는 70%이상으로서, 비교적 양호한 기술적 효과를 취득했다.
본 발명에 따른 난류 유동상 반응기의 주요 특징은 방향족 탄화수소 원료가 제일 아래측의 반응기 공급 분배기를 통해 공급되고, 산소 함유 화합물은 각각 n개 반응기 공급 분배기를 통해 공급되며, 고활성 재생 촉매는 직접 반응 구역의 밑부분에 유입된다. 방향족 탄화수소 원료는 신선한 톨루엔, 전환되지 않은 톨루엔 및 방향족 부산물을 포함하고, 산소 함유 화합물은 신선한 메탄올, 전환되지 않은 메탄올 및 디메틸에테르를 포함한다.반응 구역의 밑부분에서 촉매 활성이 높기 때문에, 톨루엔의 알킬화 반응 및 방향족 부산물의 이성화 반응, 메틸 전이 반응 등에 유리하며; 산소 함유 화합물의 다단계 공급 방식을 사용하여 단지 소량의 일부분 산소 함유 화합물이 반응기의 밑부분를 통해 공급되고, 밑부분 구역의 산소 함유 화합물의 농도가 낮고 방향족 탄화수소의 농도가 높기 때문에 분자체 기공에서 확산 속도가 빠른 산소 함유 화합물이 확산 속도가 느린 방향족 탄화수소에 대한 경쟁 우위를 약화시킴으로써, 대부분 방향족 탄화수소가 밑부분 구역에서 촉매에 흡착되도록 보장하며; 대부분 산소 함유 화합물이 중부와 상부를 통해 공급되고, 산소 함유 화합물의 전환 반응이 주로 반응 구역의 중부와 상부에서 발생되기 때문에, 밑부분 구역의 고활성 재생 촉매가 MTO반응 과정에서 발생하는 탄소형성에 의해 활성이 빠르게 감소되는 것을 피면하며; 반응 구역의 중부와 상부 구역의 촉매의 탄소 형성량이 비교적 높기에 MTO반응의 저탄소 올레핀 선택도를 향상시키는데 유리하며; 산소 함유 화합물의 다단계 공급 방식을 사용하기에 반응 구역내에서 산소 함유 화합물의 농도 분포가 비교적 균일하고 충분한 알킬화 반응물을 제공하며, 촉매에 흡착 된 방향족 탄화수소가 알킬화 반응물과 접촉된 후, 알킬화 반응이 신속히 발생하여 톨루엔의 전환율 및 파라자일렌을 수율을 제고한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 난류 유동상 반응기는 메탄올 및/또는 디메틸에테르 및 톨루엔의 알킬화 반응과 MTO 반응 간의 경쟁을 조화하고 최적화하여 서로 상승 작용을 하게 하고, 톨루엔의 전환율, 파라자일렌의 수율 및 저탄소 올레핀의 수율을 제고한다.
반응기 설계 및 공정구성에 있어서, 본 발명은 톨루엔에 대한 메탄올 및/또는 디메틸에테르의 농도를 제어하여 알킬화 반응과 MTO 반응 간의 경쟁을 조화하고 최적화하며 파라자일렌의 수율 및 저탄소 올레핀의 선택비를 대폭 향상시켜, 빠른 MTO 반응에 의해 대부분의 메탄올 및/또는 디메틸에테르를 소비하여 알킬화 반응이 억제되는 상황이나, 메탄올 및/또는 디메틸에테르의 함량이 너무 과하고 MTO 반응이 과하게 발생하며 단위 시간 촉매 내 톨루엔의 흡착량이 낮아 에탄기화 반응이 좋지 않는 상황이 없도록 한다.
<발명의 효과>
(1) 본 발명에 따른 유동상 반응기 및 장치는 원료 반응 속도 차이가 비교적 큰 동시 공급 시스템에서, 상이한 원료 스트림을 서로 다른 구역에 분배 및 공급하는 것을 통해, 물질 이동과 반응 제어를 구현하고, 동시 공급 시스템을 조화하고 최적화하며, 반응의 수율을 제고한다.
(2) 본 발명에 따른 메탄올 및 톨루엔에 의한 파라자일렌의 제조 및 저탄소 올레핀의 동시 제조 방법은 동시에 높은 톨루엔 전환율과 파라자일렌 선택도를 가지며, 톨루엔 전환율이 50% 이상이고, 생성물 중 파라자일렌이 자일렌 이성질체에서의 선택도가 90% 이상에 도달하며, 방향족 탄화수소에 기초한 파라자일렌의 질량 단일-통과 수율이 48%이상에 도달함으로써, 비교적 양호한 기술적 효과를 취득했다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 메탄올 및/또는 디메틸에테르 및 톨루엔에 의한 파라자일렌의 제조 및 저탄소 올레핀의 동시 제조 장치의 개략도이다.
이하, 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명하지만, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
특별히 설명하지 않은 한, 본 발명의 실시예에 따른 원료 물질 및 촉매는 상업적인 경로를 통해 구매할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 메탄올 및/또는 디메틸에테르 및 톨루엔에 의한 파라자일렌의 제조 및 저탄소 올레핀의 동시 제조 장치의 개략도이며, 상기 장치는 반응기 하우징(2), n개 반응기 공급 분배기(3-1 내지 3-n, 도 1에서 3-1과 3-n 사이의 분배기는 3-i를 예를 들어 설명), 반응기 기체-고체 분리 장치(4), 반응기 기체-고체 분리 장치(5), 반응기 열 추출기(6), 제품 가스 배출구(7), 반응기 스트리퍼(8) 및 천공판(26)을 포함하며, 하부는 반응 구역이고, 상부는 희박상 영역이며, n개 반응기 공급 분배기(3-1 내지 3-n)는 아래에서 위로 배열되어 반응 구역에 배치되고, n 은 2≤n≤11이고, 천공판(26)은 반응기 공급 분배기(3-1)와 반응기 공급 분배기(3-2) 사이에 배치되며, 반응기 열 추출기(6)는 반응 구역 또는 반응기 하우징(2) 외부에 배치되고, 반응기 기체-고체 분리 장치(4) 및 반응기 기체-고체 분리 장치(5)는 희박상 영역 또는 반응기 하우징(2) 외부에 배치되고, 반응기 기체-고체 분리 장치(4)의 입구는 재생 라이저 튜브(24)에 연결되고, 반응기 기체-고체 분리 장치(4)의 촉매 출구는 반응 구역의 밑부분에 배치되고, 반응기 기체-고체 분리 장치(4)의 가스 배출구는 희박상 영역에 배치되고, 반응기 기체-고체 분리 장치(5)의 유입구는 희박상 영역에 배치되고, 반응기 기체-고체 분리 장치(5)의 촉매 출구는 반응 구역에 배치되고, 반응기 기체-고체 분리 장치(5)의 가스 배출구는 제품 가스 배출구(7)에 연결되고, 반응기 스트리퍼(8)는 반응기 내에 배치되며, 수평 높이가 제1 반응기 공급 분배기보다 높고 ,또한 천공판(26)보다 높은 난류 유동상 반응기(1)를 포함한다.
도 1에 도시 된 바와 같이, 상기 장치는 재생기 하우징(15), 재생기 공급 분배기(16), 재생기 기체-고체 분리 장치(17), 재생기 열 추출기(18), 배가스 배출구(19) 및 재생기 스트리퍼(20)를 포함하며, 상기 유동상 재생기(14)의 하부는 재생 구역이고, 유동상 재생기(14)의 상부는 희박상 영역이며, 재생기 공급 분배기(16)는 재생 구역의 밑부분에 배치되고, 재생기 열 추출기(18)는 재생 구역에 배치되며, 재생기 기체-고체 분리 장치(17)는 희박상 영역 또는 재생기 하우징(15) 외부에 배치되고, 재생기 기체-고체 분리 장치(17)의 유입구는 희박상 영역에 배치되고, 재생기 기체-고체 분리 장치(17)의 촉매 출구는 재생 구역에 배치되고, 재생기 기체-고체 분리 장치(17)의 가스 배출구는 배가스 배출구(19)에 연결되고, 재생기 스트리퍼(20)의 유입구는 재생기 하우징(15)의 밑부분에 연결되는 유동상 재생기(14)를 포함한다.
도 1에 도시 된 바와 같이, 상기 반응기 스트리퍼(8)의 밑부분에는 반응기 스트리핑 가스 유입구(9)가 설치되고, 반응기 스트리퍼(8)의 밑부분은 폐촉매 경사관(10)의 유입구에 연결되고, 폐촉매 경사관(10)에는 폐촉매 슬라이드 밸브(11)가 설치되고, 폐촉매 경사관(10)의 배출구는 폐촉매 라이저 튜브(12)의 유입구에 연결되고, 폐촉매 라이저 튜브(12)의 밑부분에는 폐촉매 라이저 튜브 가스 유입구(13)가 설치되고, 폐촉매 라이저 튜브(12)의 배출구는 유동상 재생기(14)의 희박상 영역에 연결되며;
도 1에 도시 된 바와 같이, 상기 재생기 스트리퍼(20)의 밑부분에는 재생기 스트리핑 가스 유입구(21)가 설치되고, 재생기 스트리퍼(20)의 밑부분은 재생 경사관(22)의 유입구에 설치되고, 재생 경사관(22)에는 재생 슬라이드 밸브(23)가 설치되고, 재생 경사관(22)의 배출구는 재생 라이저 튜브(24)의 유입구에 연결되고, 재생 라이저 튜브(24)의 밑부분에는 재생 라이저 튜브 가스 유입구(25)가 설치되고, 재생 라이저 튜브(24)의 배출구는 반응기 기체-고체 분리 장치(4)의 입구에 연결된다.
상기 실시예에서, 유동상 재생기(14)는 난류 유동상 재생기일 수 있고, 반응기 기체-고체 분리 장치(4), 반응기 기체-고체 분리 장치(5) 및 재생기 기체-고체 분리 장치(17)는 사이클론 분리기일 수 있다.
본 발명의 구체적인 실시방식에서, 본 발명에 따른 메탄올 및/또는 디메틸에테르 및 톨루엔에 의한 파라자일렌의 제조 및 저탄소 올레핀의 동시 제조 방법은
a) 톨루엔 및 메탄올이 포함된 원료를 난류 유동상 반응기(1) 제일 아래측의 반응기 공급 분배기(3-1)를 통해 난류 유동상 반응기(1)의 반응 구역에 공급하고, 메탄올을 난류 유동상 반응기(1) 중의 반응기 공급 분배기(3-2) 내지 (3-n)을 통해 난류 유동상 반응기(1)의 반응 구역에 공급하여 촉매와 접촉시켜 파라자일렌 및 저탄소 올레핀 제품을 포함하는 스트림 및 탄소를 함유한 폐촉매를 생성하는 단계;
b) 난류 유동상 반응기(1)에서 유출된 파라자일렌 및 저탄소 올레핀 제품을 포함하는 스트림을 제품 분리 시스템에 공급하여 분리해 파라자일렌, 에틸렌, 프로필렌, 부텐, C5+사슬 탄화수소, 방향족 부산물 및 전환되지 않은 메탄올, 디메틸에테르 및 톨루엔을 얻으며, 상기 방향족 탄화수소 부산물은 벤젠, o-크실렌, m-크실렌, 에틸 벤젠 및 C9+방향족 탄화수소를 포함하며, 전환되지 않은 메탄올 및 디메틸에테르는 반응기 공급 분배기(3-2) 내지 반응기 공급 분배기(3-n)를 통해 난류 유동상 반응기(1)의 반응 구역에 공급되고 방향족 부산물 및 전환되지 않은 톨루엔은 반응기 공급 분배기(3-1)를 통해 난류 유동상 반응기(1)의 반응 구역에 공급되어 촉매와 접촉하여 생성물로 전환되는 단계;
c) 폐촉매는 반응기 스트리퍼(8), 폐촉매 경사관(10), 폐촉매 슬라이드 밸브(11) 및 폐촉매 라이저 튜브(12)를 거쳐 유동상 재생기(1)의 희박상 영역에 유입되는 단계;
d) 재생 매체를 재생기 공급 분배기(16)에서 유동상 재생기(14)의 재생 구역에 유입시키면, 재생 매체는 폐촉매와 탄소 연소 반응을 하여 CO, CO2를 포함하는 배가스와 재생 촉매를 생성하고, 배가스는 재생기 기체-고체 분리 장치(17)에 의해 집진된 후 배출되는 단계;
e) 재생 촉매는 재생기 스트리퍼(20), 재생 경사관(22), 재생 슬라이드 밸브(23) 및 재생 라이저 튜브(24)를 거쳐 반응기 기체-고체 분리 장치(4) 유입구에 유입되며, 기체-고체 분리 후, 난류 유동상 반응기(1)의 반응 구역의 밑부분에 유입되며;
f) 반응기 스트리핑 가스는 반응기 스트리핑 가스 유입구(9)를 통해 반응기 스트리퍼(8)에 유입되어 폐촉매와 역류 접촉 후 난류 유동상 반응기(1)에 유입되고, 폐촉매 라이저 튜브 가스는 폐촉매 라이저 튜브 가스 유입구(13)를 통해 폐촉매 라이저 튜브(12)에 유입되어 폐촉매와 순류 접촉 후 유동상 재생기(1)의 희박상 영역에 유입되는 단계; 및,
g) 재생기 스트리핑 가스는 재생기 스트리핑 가스 유입구(21)를 통해 재생기 스트리퍼(20)에 유입되어 재생 촉매와 역류 접촉 후 유동상 재생기(14)에 유입되고, 재생 라이저 튜브 가스는 재생 라이저 튜브 가스 유입구(25)를 통해 재생 라이저 튜브(24)에 유입되어 재생 촉매와 순류 접촉 후 반응기 기체-고체 분리 장치(4)의 유입구에 유입되는 단계; 를 포함한다.
본 발명의 다음과 같은 일반적이고 비제한적인 실시예에 의해, 본 발명을 더욱 명확히 설명하고 본 발명의 기술 방안을 용이하게 이해할수 있을 것이다.
실시예 1
도 1에 도시 된 장치를 사용하지만, 난류 유동상 반응기(1)에 반응기 기체-고체 분리 장치(4) 및 천공판(26)이 포함되지 않고, 재생 라이저 튜브(24)는 직접 난류 유동상 반응기(1)의 희박상 영역에 연결된다. 난류 유동상 반응기(1)는 하나의 반응기 공급 분배기(3-1)를 포함한다.
난류 유동상 반응기(1)의 반응 구역의 반응 조건은 가스 겉보기 속도는 약 1.0m/s이고, 반응 온도는 약 500℃이고, 반응 압력은 약 0.15MPa이며, 유동층 밀도는 약 350kg/m3이다.
유동상 재생기(14)의 재생 구역의 반응 조건은 가스 겉보기 속도는 약 1.0m/s이고, 재생 온도는 약 650℃이고, 재생 압력은 약 0.15MPa이며, 유동층 밀도는 약 350kg/m3이다.
촉매는 HZSM-5분자체를 포함하며, 재생 촉매의 탄소 함량은 약 0.1wt.%이다.
재생 매체는 공기이며; 반응기 스트리핑 가스, 재생기 스트리핑 가스, 폐촉매 라이저 튜브 가스 및 재생 라이저 튜브 가스는 수증기이다.
난류 유동상 반응기의 제일 아래측의 반응기 공급 분배기(3-1)를 통해 유입된 혼합물 중에서 방향족 탄화수소와 메탄올의 몰비는 0.5이다.
실험 결과 : 톨루엔의 전환율은 26 %이고, 메탄올의 전환율은 98 %이고, 파라자일렌의 선택도는 98 %이고, 방향족 탄화수소에 기초한 파라자일렌의 단일 통과 수율은 24 %이며, 저탄소 올레핀 (에틸렌+프로필렌+부텐)이 사슬 탄화수소에서의 선택도는 63 %이다.
실시예 2
도 1에 도시 된 장치를 사용하지만, 난류 유동상 반응기(1)에 반응기 공급 분배기(3-1) 내지 반응기 공급 분배기(3-3) 등 3개 반응기 공급 분배기가 포함되고, 천공판(26)의 다공성이 10%이며, 반응기 기체-고체 분리 장치(4)는 반응기 하우징(2) 내부에 배치된다.
난류 유동상 반응기(1)의 반응 구역의 반응 조건은 가스 겉보기 속도는 약 1.0m/s이고, 반응 온도는 약 500℃이고, 반응 압력은 약 0.15MPa이며, 유동층 밀도는 약 350kg/m3이다.
유동상 재생기(14)의 재생 구역의 반응 조건은 가스 겉보기 속도는 약 1.0m/s이고, 재생 온도는 약 650℃이고, 재생 압력은 약 0.15MPa이며, 유동층 밀도는 약 350kg/m3이다.
촉매는 HZSM-5분자체를 포함하며, 재생 촉매의 탄소 함량은 약 0.1wt.%이다.
재생 매체는 공기이며; 반응기 스트리핑 가스, 재생기 스트리핑 가스, 폐촉매 라이저 튜브 가스 및 재생 라이저 튜브 가스는 수증기이다.
난류 유동상 반응기의 제일 아래측의 반응기 공급 분배기(3-1)를 통해 유입된 혼합물 중에서 방향족 탄화수소와 메탄올의 물질의 질량비는 2이다.
반응기 공급 분배기(3-2) 내지 반응기 공급 분배기(3-3)를 통해 유입된 산소 함유 화합물과 반응기 공급 분배기(3-1)를 통해 유입된 메탄올의 몰비는 3이다.
실험 결과 : 톨루엔의 전환율은 52 %이고, 메탄올의 전환율은 96 %이고, 파라자일렌의 선택도는 97 %이고, 방향족 탄화수소에 기초한 파라자일렌의 단일 통과 수율은 49 %이며, 저탄소 올레핀 (에틸렌+프로필렌+부텐)이 사슬 탄화수소에서의 선택도는 73 %이다.
본 실시예와 실시예 1의 차이점은 다음과 같다.
① 재생 촉매가 난류 유동상 반응기의 밑부분에 유입되지만, 실시예 1에서 재생 촉매는 난류 유동상 반응기의 희박상 영역에 유입되며;
② 메탄올은 3개 반응기 공급 분배기(3-1 내지 3-3)를 통해 각각 유입되지만, 실시예 1에서 메탄올은 하나의 반응기 공급 분배기(3-1)를 통해 유입된다.
③ 본 실시예는 천공판을 포함하지만, 실시예 1은 천공판을 포함하지 않는다.
본 실시예와 실시예 1을 비교하면, 촉매는 먼저 고농도의 방향족 탄화수소 원료와 접촉되기 때문에, 톨루엔의 전환율, 파라자일렌의 수율 및 저탄소 올레핀의 선택도를 대폭 제고한다.
실시예 3
도 1에 도시 된 장치를 사용하지만, 난류 유동상 반응기(1)에 반응기 공급 분배기(3-2) 내지 반응기 공급 분배기(3-6) 등 6개 반응기 공급 분배기가 포함되고, 천공판의 다공성이 5 %이며, 반응기 기체-고체 분리 장치(4)는 반응기 하우징(2) 내부에 배치된다.
난류 유동상 반응기(1)의 반응 구역의 반응 조건은 가스 겉보기 속도는 약 0.8m/s이고, 반응 온도는 약 560℃이고, 반응 압력은 약 0.6MPa이며, 유동층 밀도는 약 460kg/m3이다.
유동상 재생기(14)의 재생 구역의 반응 조건은 가스 겉보기 속도는 약 1.7m/s이고, 재생 온도는 약 600℃이고, 재생 압력은 약 0.6MPa이며, 유동층 밀도는 약 220kg/m3이다.
촉매는 HZSM-11분자체를 포함하며, 재생 촉매의 탄소 함량은 약 0.15wt.%이다.
재생 매체는 공기이며; 반응기 스트리핑 가스, 재생기 스트리핑 가스, 폐촉매 라이저 튜브 가스 및 재생 라이저 튜브 가스는 수증기이다.
난류 유동상 반응기의 제일 아래측의 반응기 공급 분배기(3-1)를 통해 유입된 혼합물 중에서 방향족 탄화수소와 메탄올의 물질의 질량비는 4이다.
반응기 공급 분배기(3-2) 내지 반응기 공급 분배기(3-6)을 통해 유입된 산소 함유 화합물과 반응기 공급 분배기(3-1)를 통해 유입된 메탄올의 몰비는 20이다.
실험 결과 : 톨루엔의 전환율은 54 %이고, 메탄올의 전환율은 76 %이고, 파라자일렌의 선택도는 93 %이고, 방향족 탄화수소에 기초한 파라자일렌의 단일 통과 수율은 58 %이며, (에틸렌+프로필렌+부텐)이 사슬 탄화수소에서의 선택도는 75 %이다.
실시예 4
도 1에 도시 된 장치를 사용하지만, 난류 유동상 반응기(1)에 반응기 공급 분배기(3-1) 내지 반응기 공급 분배기(3-4) 등 4개 반응기 공급 분배기가 포함되고, 천공판(26)을 포함하지 않고, 반응기 기체-고체 분리 장치(4)는 반응기 하우징(2) 외부에 배치된다.
난류 유동상 반응기(1)의 반응 구역의 반응 조건은 가스 겉보기 속도는 약 1.5m/s이고, 반응 온도는 약 440℃이고, 반응 압력은 약 0.2MPa이며, 유동층 밀도는 약 280kg/m3이다.
유동상 재생기(14)의 재생 구역의 반응 조건은 가스 겉보기 속도는 약 1.2m/s이고, 재생 온도는 약 700℃이고, 재생 압력은 약 0.2MPa이며, 유동층 밀도는 약 330kg/m3이다.
촉매는 HZSM-5분자체를 포함하며, 재생 촉매의 탄소 함량은 약 0.15wt.%이다.
재생 매체는 수증기이며; 반응기 스트리핑 가스, 재생기 스트리핑 가스, 폐촉매 라이저 튜브 가스 및 재생 라이저 튜브 가스는 질소이다.
난류 유동상 반응기의 제일 아래측의 반응기 공급 분배기(3-1)를 통해 유입된 혼합물 중에서 방향족 탄화수소와 메탄올의 물질의 질량비는 3이다.
반응기 공급 분배기(3-1) 내지 반응기 공급 분배기(3-4)을 통해 유입된 산소 함유 화합물과 반응기 공급 분배기(3-1)를 통해 유입된 메탄올의 몰비는 10이다.
실험 결과 : 톨루엔의 전환율은 50 %이고, 메탄올의 전환율은 81 %이고, 파라자일렌의 선택도는 92 %이고, 방향족 탄화수소에 기초한 파라자일렌의 단일 통과 수율은 52 %이며, 저탄소 올레핀 (에틸렌+프로필렌+부텐)이 사슬 탄화수소에서의 선택도는 72 %이다.
상술한 내용은 단지 본 발명의 몇몇 실시예에 불과하며, 그 어떤 형식으로도 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상기와 같이 설명하였지만, 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명의 기술분야의 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술 방안을 벗어나지 않는 범위내에서 상기 기술 내용을 이용하여 실시한 변경 또는 수정은 동일한 효력을 가지는 실시예와 동등하며, 모두 본 발명의 기술 방안의 범위에 속한다.
1 : 난류 유동상 반응기 2 : 반응기 하우징
3 : 반응기 공급 분배기(3-1~3-n) 4 : 반응기 기체-고체 분리 장치
5 : 반응기 기체-고체 분리 장치 6 : 반응기 열 추출기
7 : 제품 가스 배출구 8 : 반응기 스트리퍼
9 : 반응기 스트리핑 가스 유입구 10 : 폐촉매 경사관;
11 : 폐촉매 슬라이드 밸브 12 : 폐촉매 라이저 튜브
13 : 폐촉매 라이저 튜브 가스 유입구 14 : 유동상 재생기;
15 : 재생기 하우징 16 : 재생기 공급 분배기
17 : 재생기 기체-고체 분리 장치 18 : 재생기 열 추출기;
19 : 배가스 배출구 20 : 재생기 스트리퍼;
21 : 재생기 스트리핑 가스 유입구 22 : 재생 경사관;
23 : 재생 슬라이드 밸브 24 : 재생 라이저 튜브
25 : 재생 라이저 튜브 가스 유입구 26 : 천공판

Claims (26)

  1. 가스 흐름 방향에 따라 배치되는 제1 반응기 공급 분배기 및 복수의 제2 반응기 공급 분배기를 포함하며, 상기 제1 반응기 공급 분배기에 의해 공급되는 원료에는 톨루엔 및 일부 메탄올 및/또는 디메틸에테르가 포함되고, 상기 제2 반응기 공급 분배기에 의해 공급되는 원료에는 메탄올 및/또는 디메틸에테르가 포함되는 것을 특징으로 하는 메탄올 및/또는 디메틸에테르 및 톨루엔에 의한 파라자일렌의 제조 및 저탄소 올레핀의 동시 제조를 위한 난류 유동상 반응기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 반응기 공급 분배기는 2개 내지 10개인 것을 특징으로 하는 난류 유동상 반응기.
  3. 제1항에 있어서,
    희박상 영역 또는 반응기 하우징 외부에 배치되는 제1 반응기 기체-고체 분리 장치, 및 희박상 영역 또는 반응기 하우징 외부에 배치되는 제2 반응기 기체-고체 분리 장치를 포함하며,
    상기 제1 반응기 기체-고체 분리 장치에는 재생 촉매 유입구가 설치되고, 상기 제1 반응기 기체-고체 분리 장치의 촉매 출구는 반응 구역의 밑부분에 배치되고, 상기 제1 반응기 기체-고체 분리 장치의 가스 배출구는 상기 희박상 영역에 배치되며;
    상기 제2 반응기 기체-고체 분리 장치의 유입구는 상기 희박상 영역에 배치되고, 상기 제2 반응기 기체-고체 분리 장치의 촉매 출구는 상기 반응 구역에 배치되고, 상기 제2 반응기 기체-고체 분리 장치의 가스 배출구는 난류 유동상 반응기의 제품 가스 배출구에 연결되며;
    상기 반응 구역은 하부에 위치하고, 상기 희박상 영역은 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 난류 유동상 반응기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 반응기 기체-고체 분리 장치 및 제2 반응기 기체-고체 분리 장치는 사이클론 분리기인 것을 특징으로 하는 난류 유동상 반응기.
  5. 제1항에 있어서,
    하우징 내부 또는 외부에 배치되는 반응기 열 추출기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 난류 유동상 반응기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 반응기 열 추출기는 상기 복수의 반응기 공급 분배기 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 난류 유동상 반응기.
  7. 제1항에 있어서,
    밑부분에서 외부에서 내부에로 반응기 하우징을 관통하여 반응 구역 내부에 개구되며, 밑부분에는 반응기 스트리핑 가스 유입구와 폐촉매 출구가 설치되는 반응기 스트리퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 난류 유동상 반응기.
  8. 제1항에 있어서,
    제1 반응기 공급 분배기와 적어도 하나의 제2 반응기 공급 분배기 사이에 위치하며, 다공성이 ≤50%인 천공판; 또는,
    제1 반응기 공급 분배기 및 제1 반응기 공급 분배기에 가장 가까운 제2 반응기 공급 분배기 사이에 위치하며, 다공성이 5%~50%인 천공판; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 난류 유동상 반응기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 반응기 스트리퍼의 반응기 하우징 내부에서의 개구의 수평 높이가 제1 반응기 공급 분배기보다 더 높고, 또한 상기 천공판보다 높은 것을 특징으로 하는 난류 유동상 반응기.
  10. 메탄올 및/또는 디메틸에테르 및 톨루엔에 의한 파라자일렌의 제조 및 저탄소 올레핀의 동시 제조 장치에 있어서,
    청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 따른 난류 유동상 반응기 중 적어도 하나 및 촉매의 재생을 위한 유동상 재생기를 포함하는 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 유동상 재생기는 난류 유동상 재생기이고, 재생기 하우징, 재생기 기체-고체 분리 장치, 재생기 열 추출기 및 재생기 스트리퍼를 포함하며, 상기 유동상 재생기의 하부는 재생 구역이고, 유동상 재생기의 상부는 재생기 희박상 영역이고, 재생기 공급 분배기는 재생 구역의 밑부분에 배치되고, 재생기 열 추출기는 재생 구역에 배치되고, 재생기 기체-고체 분리 장치는 희박상 영역 또는 재생기 하우징 외부에 배치되며;
    상기 재생기 기체-고체 분리 장치의 유입구는 재생기 희박상 영역에 배치되고, 상기 재생기 기체-고체 분리 장치의 촉매 출구는 재생 구역에 배치되고, 재생기 스트리퍼는 재생기 하우징의 밑부분에 개구되는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 유동상 재생기는 재생기 하우징, 재생기 공급 분배기, 재생기 기체-고체 분리 장치, 재생기 열 추출기, 배가스 배출구 및 재생기 스트리퍼를 포함하며;
    상기 유동상 재생기의 하부는 재생 구역이고, 유동상 재생기의 상부는 희박상 영역이며;
    상기 재생기 공급 분배기는 재생 구역의 밑부분에 배치되고, 재생기 열 추출기는 재생 구역에 배치되고, 재생기 기체-고체 분리 장치는 희박상 영역 또는 재생기 하우징 외부에 배치되고, 재생기 기체-고체 분리 장치의 유입구는 희박상 영역에 배치되고, 재생기 기체-고체 분리 장치의 촉매 출구는 재생 구역에 배치되고, 재생기 기체-고체 분리 장치의 가스 배출구는 배가스 배출구에 연결되고, 재생기 스트리퍼는 재생기 하우징의 밑부분에 개구되며;
    상기 반응기 스트리퍼의 폐촉매 출구는 폐촉매 경사관의 유입구에 연결되고, 폐촉매 경사관에는 폐촉매 슬라이드 밸브가 설치되고, 폐촉매 경사관의 배출구는 폐촉매 라이저 튜브의 유입구에 연결되고, 폐촉매 라이저 튜브의 밑부분에는 폐촉매 라이저 튜브 가스 유입구가 설치되고, 폐촉매 라이저 튜브의 배출구는 유동상 재생기의 희박상 영역에 연결되며;
    상기 재생기 스트리퍼의 밑부분에는 재생기 스트리핑 가스 유입구가 설치되고, 재생기 스트리퍼의 밑부분은 재생 경사관의 유입구에 설치되고, 재생 경사관에는 재생 슬라이드 밸브가 설치되고, 재생 경사관의 배출구는 재생 라이저 튜브의 유입구에 연결되고, 재생 라이저 튜브의 밑부분에는 재생 라이저 튜브 가스 유입구가 설치되고, 재생 라이저 튜브의 배출구는 제1 반응기 기체-고체 분리 장치의 재생 촉매 유입구에 연결되고, 상기 제1 반응기 기체-고체 분리 장치는 유동상 반응기의 희박상 영역 또는 반응기 하우징 외부에 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 메탄올 및/또는 디메틸에테르 및 톨루엔에 의한 파라자일렌의 제조 및 저탄소 올레핀의 동시 제조 방법에 있어서,
    청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 따른 난류 유동상 반응기 중의 적어도 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    메탄올 및/또는 디메틸에테르 및 톨루엔을 포함하는 원료A를 제1 반응기 공급 분배기를 통해 난류 유동상 반응기의 반응 구역에 공급하고, 메탄올 및/또는 디메틸에테르를 포함하는 원료B를 각각 복수의 제2 반응기 공급 분배기를 통해 난류 유동상 반응기의 반응 구역에 공급하여 촉매와 접촉시킴으로써 파라자일렌과 저탄소 올레핀 제품을 함유한 스트림C 및 폐촉매를 생성하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 스트림C를 분리하여 파라자일렌, 저탄소 올레핀, C5+사슬 탄화수소, 방향족 부산물 및 전환되지 않은 메탄올, 디메틸에테르 및 톨루엔을 취득하며;
    상기 전환되지 않은 메탄올 및 디메틸에테르는 복수의 제2 반응기 공급 분배기를 통해 난류 유동상 반응기의 반응 구역에 공급되고, 방향족 부산물과 전환되지 않은 톨루엔은 제1 반응기 공급 분배기를 통해 난류 유동상 반응기의 반응 구역에 공급되어 촉매와 접촉되는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 폐촉매는 유동상 재생기에 의해 재생 된 후, 난류 유동상 반응기의 반응 구역의 밑부분에 유입되는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제13항에 있어서,
    (1) 메탄올 및/또는 디메틸에테르 및 톨루엔이 포함 된 스트림A를 난류 유동상 반응기 아래측의 제1 반응기 공급 분배기를 통해 난류 유동상 반응기의 반응 구역에 공급하여 촉매와 접촉시키는 단계;
    (2) 메탄올 및/또는 디메틸에테르가 포함 된 스트림B를 각각 제1 반응기 공급 분배기의 윗측에 순차적으로 배치되는 2개 내지 10개의 제2 반응기 공급 분배기를 통해 난류 유동상 반응기의 반응 구역에 공급하여 촉매와 접촉시켜 파라자일렌과 저탄소 올레핀 제품을 포함하는 스트림C와 폐촉매를 생성하는 단계;
    (3) 단계(2)에서 얻은 스트림C를 분리하여 전환되지 않은 메탄올 및 디메틸에테르 스트림C-1, "벤젠, o-크실렌, m-크실렌, 에틸 벤젠 및 C9 +방향족 탄화수소를 포함하는 방향족 부산물" 및 전환되지 않은 톨루엔 스트림C-2를 얻으며, 스트림C-1를 각각 2개 내지 10개의 제2 반응기 공급 분배기를 통해 난류 유동상 반응기의 반응 구역에 공급하여 촉매와 접촉시키고, 스트림C-2를 제1 반응기 공급 분배기를 통해 난류 유동상 반응기의 반응 구역에 공급하여 촉매와 접촉시키는 단계; 및,
    (4)단계(2)에서 얻은 폐촉매를 유동상 재생기로 재생하고, 재생 촉매를 제1 반응기 기체-고체 분리 장치로 기체-고체 분리를 수행 후 난류 유동상 반응기의 반응 구역의 밑부분에 유입시키는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제13항에 있어서,
    제1 반응기 공급 분배기를 통해 난류 유동상 반응기에 공급되는 혼합물 중에서 방향족 탄화수소의 분자 몰수와 메탄올 및/또는 디메틸에테르의 탄소 몰수의 비율이 0.5이상인 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제13항에 있어서,
    복수의 제2 반응기 공급 분배기를 통해 난류 유동상 반응기에 공급되는 혼합물 중의 전체 산소 함유 화합물과 제1 반응기 공급 분배기에 의해 공급 된 메탄올의 몰비는 1이상인 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제13항에 있어서,
    촉매의 재생에 청구항 11 내지 청구항 13중 어느 한 항에 따른 장치 중의 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    폐촉매는 반응기 스트리퍼, 폐촉매 경사관, 폐촉매 슬라이드 밸브 및 폐촉매 라이저 튜브를 거쳐 유동상 재생기의 희박상 영역에 유입되는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제20항에 있어서,
    재생 매체는 유동상 재생기의 재생 구역에 유입되어 폐촉매와 탄소 연소 반응을 하여 CO, CO2를 포함하는 배가스와 재생 촉매를 생성하고, 배가스는 재생기 기체-고체 분리 장치에 의해 집진된 후 배출되며;
    재생 촉매는 재생기 스트리퍼, 재생 경사관, 재생 슬라이드 밸브 및 재생 라이저 튜브를 거쳐 제1 반응기 기체-고체 분리 장치 유입구에 유입되며, 기체-고체 분리 후, 난류 유동상 반응기의 반응 구역의 밑부분에 유입되며;
    반응기 스트리핑 가스는 반응기 스트리핑 가스 유입구를 통해 반응기 스트리퍼에 유입되어 폐촉매와 역류 접촉 후 난류 유동상 반응기에 유입되고, 폐촉매 라이저 튜브 가스는 폐촉매 라이저 튜브 가스 유입구를 통해 폐촉매 라이저 튜브에 유입되어 폐촉매와 순류 접촉 후 유동상 재생기의 희박상 영역에 유입되며;
    재생기 스트리핑 가스는 재생기 스트리핑 가스 유입구를 통해 재생기 스트리퍼에 유입되어 재생 촉매와 역류 접촉 후 유동상 재생기에 유입되고, 재생 라이저 튜브 가스는 재생 라이저 튜브 가스 유입구를 통해 재생 라이저 튜브에 유입되어 재생 촉매와 순류 접촉 후 제1 반응기 기체-고체 분리 장치의 유입구에 유입되고, 상기 제1 반응기 기체-고체 분리 장치는 유동상 반응기의 희박상 영역 또는 반응기 하우징 외부에 배치되는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 재생 촉매의 탄소 함량은 ≤0.5wt.%인 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 재생 매체는 공기, 산소-고갈 된 공기 또는 수증기 중의 적어도 한가지이고; 및/또는, 상기 반응기 스트리핑 가스, 재생기 스트리핑 가스, 폐촉매 라이저 튜브 가스 및 재생 라이저 튜브 가스는 수증기 및/또는 질소인 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제18항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 난류 유동상 반응기의 반응 구역의 반응 조건은 가스 겉보기 속도는 0.1m/s~2.0m/s이고, 반응 온도는 350℃~600℃이고, 반응 압력은 0.1Mpa~1.0MPa이고, 유동층 밀도는 200kg/m3~1200kg/m3인 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제18항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유동상 재생기의 재생 구역의 반응 조건은 가스 겉보기 속도는 0.1m/s~2.0m/s이고, 재생 온도는500℃~750℃이고, 재생 압력은 0.1Mpa~1.0MPa이고, 유동층 밀도는 200kg/m3~1200kg/m3인 것을 특징으로 하는 방법.
KR1020197034518A 2017-04-27 2017-11-24 메탄올 및/또는 디메틸에테르 및 톨루엔에 의한 파라자일렌의 제조 및 저탄소 올레핀의 동시 제조를 위한 유동상 장치 및 방법 Active KR102309238B1 (ko)

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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2944978C (en) 2014-04-08 2024-02-13 North Carolina State University Methods and compositions for rna-directed repression of transcription using crispr-associated genes
CN108786672B (zh) * 2017-04-27 2021-01-26 中国科学院大连化学物理研究所 甲醇和/或二甲醚与苯制对二甲苯联产低碳烯烃的方法
CN111229135A (zh) * 2018-11-29 2020-06-05 中国科学院大连化学物理研究所 一种含有石脑油的原料转化装置
CN111233609B (zh) * 2018-11-29 2022-08-19 中国科学院大连化学物理研究所 一种含有石脑油的原料转化装置
US11078133B2 (en) 2019-12-06 2021-08-03 Uop Llc Aromatic alkylation process
CN113387762A (zh) 2020-03-13 2021-09-14 中国石油化工股份有限公司 在含要求温度控制的流化床反应器内转化甲醇的方法
WO2024108507A1 (zh) * 2022-11-24 2024-05-30 中国科学院大连化学物理研究所 循环流化床反应再生装置及应用方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010083889A (ko) * 1998-10-05 2001-09-03 추후보충 유동상 방향족 알킬화
CN101260013A (zh) * 2008-04-24 2008-09-10 中国石油化工股份有限公司 含氧化合物制备低碳烯烃的方法
US20100016648A1 (en) * 2007-02-07 2010-01-21 China Petroleum & Chemical Corporation Method for increasing yields of ethylene and propylene in mto process
US20110218373A1 (en) * 2010-03-03 2011-09-08 Guozhen Qi Processes for producing at least one light olefin
CN102464557A (zh) * 2010-11-17 2012-05-23 中国石油化工股份有限公司 由含氧化合物和甲苯制备二甲苯的方法
KR20140027512A (ko) * 2011-07-27 2014-03-06 엑손모빌 케미칼 패턴츠 인코포레이티드 단화 배플을 갖는 유동상 반응기
KR20160086907A (ko) * 2013-12-03 2016-07-20 달리안 인스티튜트 오브 케미컬 피직스, 차이니즈 아카데미 오브 사이언시즈 메탄올 및/또는 디메틸 에테르로부터 저급 올레핀을 제조하기 위한 반응 장치

Family Cites Families (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2953517A (en) * 1953-11-12 1960-09-20 Exxon Research Engineering Co Fluid coking process
US2893849A (en) * 1956-05-01 1959-07-07 Standard Oil Co Fluidized solids contacting apparatus
IL48991A (en) * 1975-03-18 1978-04-30 Sun Ventures Inc Ammoxidation process
US4197418A (en) 1979-03-01 1980-04-08 Mobil Oil Corporation Heat disposed in lower alcohols and derivatives conversion to gasoline hydrocarbons in a crystaline zeolite fluidized bed
US4337120A (en) * 1980-04-30 1982-06-29 Chevron Research Company Baffle system for staged turbulent bed
US4456504A (en) * 1980-04-30 1984-06-26 Chevron Research Company Reactor vessel and process for thermally treating a granular solid
US4691031A (en) * 1984-06-20 1987-09-01 Suciu George D Process for preventing backmixing in a fluidized bed vessel
US5489732A (en) 1994-10-14 1996-02-06 Uop Fluidized solid bed motor fuel alkylation process
US5939597A (en) * 1994-11-10 1999-08-17 Mobil Oil Corporation Fluid bed process for para-xylene production
EP0878464A4 (en) * 1996-01-05 2003-04-23 Asahi Chemical Ind METHOD FOR PRODUCING ALPHA.BETA-UNSATURATED NITRILE
US6977064B1 (en) * 2000-05-05 2005-12-20 Saudi Basic Industries Corporation Apparatus for the controlled optimized addition of reactants in continuous flow reaction systems
WO2002025201A1 (en) * 2000-09-22 2002-03-28 Klarex Beheer B.V. Apparatus for carrying out a physical and/or chemical process, such as an evaporator
TWI280951B (en) * 2003-05-12 2007-05-11 Earthrive Technologies Inc Fluidized-bed process drain treatment system
US8252321B2 (en) 2004-09-13 2012-08-28 Chrono Therapeutics, Inc. Biosynchronous transdermal drug delivery for longevity, anti-aging, fatigue management, obesity, weight loss, weight management, delivery of nutraceuticals, and the treatment of hyperglycemia, alzheimer's disease, sleep disorders, parkinson's disease, aids, epilepsy, attention deficit disorder, nicotine addiction, cancer, headache and pain control, asthma, angina, hypertension, depression, cold, flu and the like
DE102006049546A1 (de) * 2006-10-20 2008-04-30 Vinnolit Gmbh & Co.Kg Profitcenter Vintec Vorrichtung und Verfahren zur Oxichlorierung
CN101239870B (zh) 2007-02-07 2011-08-17 中国石油化工股份有限公司 甲醇和乙醇转化制低碳烯烃的方法
CN101348404B (zh) * 2007-07-18 2011-11-30 中国石油化工股份有限公司 甲醇或二甲醚转化过程中提高乙烯、丙烯收率的方法
US8399727B2 (en) 2009-10-21 2013-03-19 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Production of para-xylene by the methylation of benzene and/or toluene
CN102372569B (zh) 2010-08-23 2014-03-26 中国石油化工股份有限公司 甲醇制备低碳烯烃的方法
CN102372585B (zh) * 2010-08-23 2015-12-09 中国石油化工股份有限公司 芳烃烷基化制对二甲苯的流化床方法
CN102463086B (zh) * 2010-11-17 2014-01-22 中国石油化工股份有限公司 联产低碳烯烃和对二甲苯的反应装置
CN102464550B (zh) 2010-11-17 2014-03-05 中国石油化工股份有限公司 联产低碳烯烃和对二甲苯的方法
CN102463084B (zh) 2010-11-17 2015-02-11 中国石油化工股份有限公司 甲醇或二甲醚和甲苯制备二甲苯的反应装置
JP5654923B2 (ja) 2011-03-29 2015-01-14 千代田化工建設株式会社 芳香族炭化水素の製造方法および芳香族炭化水素の製造プラント
CN102814151B (zh) * 2011-06-08 2014-02-26 富德（北京）能源化工有限公司 由含氧化合物制烯烃的流化床反应器和方法
CN102875317B (zh) * 2011-07-12 2014-11-26 中国石油化工股份有限公司 生产对二甲苯的方法
FR2977809B1 (fr) * 2011-07-12 2016-01-08 Arkema France Regeneration de catalyseur en continu dans un reacteur a lit fluidise
CN103028449B (zh) * 2011-09-30 2016-03-16 中国石油化工股份有限公司 催化转化催化剂再生器
CN202962437U (zh) 2012-07-23 2013-06-05 李小燕 一种流化床反应再生装置
CN104107671B (zh) 2013-04-18 2017-04-05 上海碧科清洁能源技术有限公司 流化床反应器及用该流化床反应器进行甲醇制烯烃反应的方法
CN104549074B (zh) 2013-10-28 2017-01-04 中国石油化工股份有限公司 甲醇和/或二甲醚转化制乙烯、丙烯和芳烃的同轴式分段流化床反应装置及其反应方法
CN103588601B (zh) 2013-11-13 2015-08-19 上海华谊（集团）公司 甲苯甲醇择型烷基化生产对二甲苯的流化床方法
CN104672045B (zh) * 2013-12-03 2016-06-08 中国科学院大连化学物理研究所 一种用于甲醇和/或二甲醚制低碳烯烃的反应装置
US9783460B2 (en) * 2013-12-20 2017-10-10 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Process for converting oxygenates to aromatic hydrocarbons
CN104549073B (zh) 2015-01-05 2017-01-04 中国石油大学(华东) 一种烷烃脱氢制烯烃循环流化床反应装置
CN105985209B (zh) 2015-01-28 2019-04-12 中国石化工程建设有限公司 一种有机氧化物催化转化制芳烃的方法
CN106588527B (zh) * 2015-10-15 2019-06-11 中国石油化工股份有限公司 生产芳烃和低碳烯烃的再生反应系统及反应方法
CN107961745B (zh) * 2016-10-19 2021-12-14 中国科学院大连化学物理研究所 一种由含氧化合物制备丙烯和c4烃类的湍动流化床反应器、装置及方法
JP6883100B2 (ja) * 2016-10-19 2021-06-09 中国科学院大▲連▼化学物理研究所Ｄａｌｉａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ Ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ 酸素含有化合物からプロピレン及びｃ４の炭化水素類を製造する乱流流動床式反応器、装置及び方法
CN107961743B (zh) 2016-10-19 2021-12-31 中国科学院大连化学物理研究所 一种由含氧化合物制备丙烯、c4烃类的快速流化床反应器、装置及方法
MY195877A (en) * 2016-10-19 2023-02-27 Dalian Inst Chem & Physics Cas Method and Device for Manufacturing Propene and C4 Hydrocarbon
SG11201903506YA (en) * 2016-10-19 2019-05-30 Dalian Inst Chemical Physics Cas Fast fluidized-bed reactor, device, and method using oxygen-containing compound for manufacturing propene or c4 hydrocarbon
SG11201903490UA (en) * 2016-10-19 2019-05-30 Dalian Inst Chemical Physics Cas Method and device for manufacturing propene and c4 hydrocarbon
CN108786670B (zh) * 2017-04-27 2021-01-26 中国科学院大连化学物理研究所 甲醇和/或二甲醚与甲苯制对二甲苯联产低碳烯烃的方法
CN108786672B (zh) * 2017-04-27 2021-01-26 中国科学院大连化学物理研究所 甲醇和/或二甲醚与苯制对二甲苯联产低碳烯烃的方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010083889A (ko) * 1998-10-05 2001-09-03 추후보충 유동상 방향족 알킬화
US20100016648A1 (en) * 2007-02-07 2010-01-21 China Petroleum & Chemical Corporation Method for increasing yields of ethylene and propylene in mto process
CN101260013A (zh) * 2008-04-24 2008-09-10 中国石油化工股份有限公司 含氧化合物制备低碳烯烃的方法
US20110218373A1 (en) * 2010-03-03 2011-09-08 Guozhen Qi Processes for producing at least one light olefin
CN102464557A (zh) * 2010-11-17 2012-05-23 中国石油化工股份有限公司 由含氧化合物和甲苯制备二甲苯的方法
KR20140027512A (ko) * 2011-07-27 2014-03-06 엑손모빌 케미칼 패턴츠 인코포레이티드 단화 배플을 갖는 유동상 반응기
KR20160086907A (ko) * 2013-12-03 2016-07-20 달리안 인스티튜트 오브 케미컬 피직스, 차이니즈 아카데미 오브 사이언시즈 메탄올 및/또는 디메틸 에테르로부터 저급 올레핀을 제조하기 위한 반응 장치

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