[發明專利]催化反應分析雙重反應器系統和用于使用雙重反應器系統校正非催化作用的校準方法

在審

• 申請號: 201680008413.1
• 申請日: 2016-02-01
• 公開（公告）號: CN107206340A
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發明（設計）人: 崔容滿;拉姆齊·布納馬;哈立德·M·埃爾-葉海亞維
• 申請（專利權）人: 沙特基礎工業全球技術有限公司
• 主分類號: B01J8/02
• 分類號: B01J8/02;G01N31/10
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司11240
• 代理人: 張英,沈敬亭

技術領域

本公開涉及催化反應分析雙重反應器系統和用于使用雙重反應器系統校正烴裂解過程中的非催化作用的校準方法。

背景技術

在本文中提供的“背景”描述是為了總體上呈現本公開的上下文。就其在此背景部分描述的程度而言，目前署名的發明人的工作以及申請時未另有資格作為現有技術描述的方面，既沒有明確地也沒有隱含地承認作為與本公開的相對的現有技術。

可以通過包括催化轉化或熱裂解過程的各種過程由天然氣如乙烷、丙烷或異丁烷生產輕烯烴或輕烴。輕烯烴如乙烯和/或丙烯是特別令人期望的烯烴產物，因為它們可用于制造塑料和合成橡膠。例如，乙烯可以用于制造各種聚乙烯塑料和其他散裝化學品(bulk chemical)如氯乙烯、環氧乙烷、乙基苯和乙醇。類似地，丙烯可以用于制造各種聚丙烯塑料和其他散裝化學品如丙烯腈和環氧丙烷。隨著全世界經濟繼續傾向于發展和擴張，對于輕烯烴的需求將劇烈增加。

確定轉化率、選擇性和產率是監測和優化催化脫氫和裂解反應的必要反應參數。為了精確地測量催化反應的轉化率、選擇性和產率，校準是必要的。一般而言，在周圍溫度下進行校準過程，而通常在高溫下進行多相催化中的催化實驗。在這種情形下，由不精確的進料濃度、氣體壓力下降等產生的實驗誤差是不可避免的。

除了源于反應和校準過程之間的溫度差異的實驗誤差，在高溫下進行的活化催化劑的催化實驗引起了不可避免的副反應(即烴熱裂解)形式的固有的測量誤差。因此，除了測量催化劑活性，要求高溫的反應將不可避免地還測量熱反應性或“非催化”反應性。不校正固有的“背景”熱反應性的任何催化反應性分析將產生不精確的催化測量數據。

表1示出了來自600℃下和GHSV＝0.1h^-1的1atm(大氣壓)下的異丁烷的純熱裂解的產物比。異丁烷的測量轉化率是6.4％以及產物從C1改變至C4物質。表1提出即使在不存在催化劑的情況下，在高溫下的異丁烯的熱裂解是不可避免的，并產生寬的產物混合物。此外，在烷烴的脫氫反應中，較高的反應溫度產生較高的烷烴轉化率。因此可以預期，隨著升高反應溫度來增加轉化率和產率，熱促進的裂解也將增加。因此對于精確的催化反應分析，必須考慮反應溫度和“背景”反應性。

已經報道了幾種不同的策略用于分離催化系統的催化作用。Pinto,F.et al.(Fuel 2011,90,pp.1645-1654-通過引用將其全部內容結合于本文中)公開了用于在催化劑存在的情況下測試反應，隨后在不存在催化劑的情況下測試的系統。

Petrov,L.(Principles and Methods for Accelerated Catalyst Design and Testing,NATO Science Series,“Problems and Challenges About Accelerated Testing of the Catalytic Activity of Catalysts”2002,Vol 69,pp.13-69-通過引用將其全部內容結合于本文中)公開了用于在穩態條件下測試催化劑的大規模資料庫的平行多道反應器的構思。此外，Luyben,W.(Wiley,“Chemical Reactor Design and Control”2007,pp.319-通過引用將其全部內容結合于本文中)公開了同時并行利用若干催化床的平行反應器的用途。這些參考文獻都沒有公開雙重反應器系統，其包括惰性反應器床和除了存在或不存在催化劑外由相同的材料組成的活性反應器床，并行布置以得到在操作條件下活性床的歸一化校準數據來確定其中的催化劑的活性。

鑒于上述內容，本公開的一個方面是提供具有催化和“非催化”反應器的雙重反應器系統和用于使用該雙重反應器系統校正非催化作用以最小化烴裂解反應中的實驗誤差的方法。

發明內容