技術領域

本發明涉及利用高穩定性脫氫催化劑的脫氫工藝體系的設計與操作。

背景技術

在烷基芳烴催化脫氫成烯基芳烴的領域中，正在繼續努力開發當使用時具有高活性和選擇性性能同時顯示出高穩定性的改進催化劑。催化劑的穩定性是指當使用時其催化失活或者下降的速度。催化劑的失活速度影響其使用壽命，且一般優選催化劑高度穩定，以便增加其壽命并提供其它益處。

在乙基苯脫氫制備苯乙烯的方法中所使用的脫氫催化劑的穩定性可對這一工藝的操作具有影響。例如，典型地該工藝始于用新鮮負載的脫氫催化劑操作，所述脫氫催化劑在開車反應溫度下提供一定的乙基苯轉化率。當在長時間段內操作該工藝時，脫氫催化劑傾向于失活，從而導致實現相同的一定乙基苯轉化率所要求的反應溫度更高。隨著時間流逝，反應溫度繼續增加，以抵銷催化劑失活的影響，直到因設備或者經濟局限性導致溫度達到不可持續的水平。當該工藝達到該終止反應溫度條件時，使反應器停車，并除去和更換脫氫催化劑。停車和催化劑更換的工序可能花費2-4周來完成。

在脫氫工藝中使用更穩定的脫氫催化劑可提供許多優勢。在已有的脫氫裝置中，更穩定的催化劑可提供例如更長的運行長度，或者若不希望更長的運行長度，則可利用更穩定的催化劑，以通過在更苛刻的反應器溫度條件下操作提供更高的轉化率，以便提供與略不穩定的催化劑所提供的那些類似的失活速度。此外，在新的脫氫工藝設施設計中，更穩定的催化劑可提供更大的靈活性。

在高穩定性脫氫催化劑的可獲得性增長的情況下，希望能在脫氫工藝的操作或者在新的脫氫工藝設計中利用其性能。

發明內容

因此，本發明的目的是提供利用高穩定性脫氫催化劑的脫氫反應器體系操作的改進方法。

本發明另一目的是提供在脫氫反應器體系的設計中考慮高穩定性脫氫催化劑性能的方法。

因此，發明之一是改進脫氫反應器體系操作的方法，所述脫氫反應器體系具有確定脫氫反應區且含有第一體積脫氫催化劑的脫氫反應器。該方法包括從脫氫反應器中除去至少一部分第一體積脫氫催化劑；在從中除去了至少一部分第一體積脫氫催化劑的脫氫反應器內放置第二體積高穩定性脫氫催化劑，從而提供第二脫氫反應器體系；在脫氫反應條件下操作第二脫氫反應器體系；和控制脫氫反應條件，以便提供高穩定性脫氫催化劑的所需失活速度。

另一本發明方法包括脫氫反應器體系的設計，所述脫氫反應器體系包括確定反應區且含有一定體積高穩定性脫氫催化劑的反應器，其中高穩定性脫氫催化劑的特征在于催化劑穩定性性能功能。設計方法包括選擇脫氫反應器體系所需的運行長度；利用該催化劑穩定性性能功能，確定提供所需運行長度所要求的標準反應器操作條件；和利用該標準反應器操作條件，確定對于該反應器來說提供所需的運行長度所要求的反應器體積。在設計了該脫氫反應器體系之后，所提供的脫氫工藝體系配有具有該反應器體積并含有該體積的高穩定性脫氫催化劑的反應器。

附圖說明

圖1示出了乙基苯原料脫氫得到苯乙烯最終產物的工藝體系的簡化的工藝流程圖，可改進該工藝體系以包括高穩定性脫氫催化劑。

圖2示出了高穩定性脫氫催化劑和低穩定性脫氫催化劑的大致失活速度的代表性比較圖，正如對于每一催化劑來說65％轉化率所要求的溫度的實際工藝性能數據相對于使用時間所反映。

具體實施方式

根據下述詳細說明和所附的權利要求，本發明的其它目的和優點將變得更明顯。

在高穩定性脫氫催化劑的可獲得性更大的情況下，更希望開發便于最大化這一優點的新方法，以便在已有的脫氫工藝體系的操作中，這種高穩定性脫氫催化劑可提供(但迄今為止尚未獲取的)例如通過使乙基苯脫氫制備苯乙烯的工藝體系。進一步希望開發用于脫氫體系設計的新方法，該體系最大化由使用高穩定性脫氫催化劑可獲得的優點。

正如在本說明書中所使用的，術語穩定性是指在特定的反應條件下，對于催化劑的給定使用時間段來說，用催化劑活性變化之比表達的特定催化劑失活速度(Δ活性/Δ時間)。已意識到，催化劑失活速度取決于利用催化劑時反應條件的苛刻程度。在乙基苯脫氫催化劑即苯乙烯制備催化劑的情況下，穩定性數值是當在一定工藝條件下使用時苯乙烯制備催化劑活性變化與使用時間段之比。苯乙烯制備催化劑的穩定性數值可根據工藝條件的苛刻程度而變化，所述工藝條件可包括諸如蒸汽與油之比、液體時空速度、壓力和反應器溫度之類的工藝參數。