(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軽オレフィンの製造方法であって、
上記軽オレフィンはエチレンおよびプロピレンであり、
脱水反応を行うために、酸素含有化合物供給原料および触媒を連続的に接触させることによる、上記軽オレフィンの製造方法であり、
上記脱水反応の反応圧力Ｐが、０．５〜１０ＭＰａであり、
上記脱水反応の、上記酸素含有化合物供給原料の、単位時間当たりの重量空間速度Ｈが、７〜２５０ｈ−１であり、
軽オレフィンリッチ炭化水素および使用済み触媒を得る上記脱水反応を行うために、上記酸素含有化合物供給原料および上記触媒を連続的に接触させる工程、
再生された触媒を得るために、上記使用済み触媒の少なくとも一部を再生反応に搬送する工程、および、
上記脱水反応に、上記再生された触媒の少なくとも一部を循環させる工程を含み、
上記脱水反応の上記反応圧力Ｐが、上記再生反応の上記再生圧力よりも少なくとも０．３５ＭＰａ高く、
上記搬送および上記循環は、１つまたはそれ以上の触媒ホッパー（９）を経由して行われる、製造方法。
【請求項２】
上記脱水反応の間、ＨおよびＰは、狭義増加関数である数学関数
Ｈ＝ｆ（Ｐ）
を満たし、
Ｐ（単位：ＭＰａ）は、［０．５５，１０．０］の間隔であり、
Ｈ（単位：ｈ−１）は、［７，２５０］の間隔である、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
上記脱水反応の上記反応圧力Ｐが、上記再生反応の上記再生圧力よりも少なくとも２．０ＭＰａ高い、請求項１に記載の製造方法。
【請求項４】
さらに、Ｃ４＋炭化水素を得るために、上記軽オレフィンリッチ炭化水素を分離する工程を含み、
さらに、適宜、
さらなる軽オレフィンリッチ炭化水素およびさらなる使用済み触媒を作製するさらなる反応を行うために、上記Ｃ４＋炭化水素およびさらなる触媒を連続的に接触させる工程と、
さらなる再生された触媒を得るために、上記さらなる使用済み触媒の一部を上記再生反応へ搬送する工程と、
上記脱水反応、および／または上記さらなる反応に、上記再生された触媒の少なくとも一部、および／または上記さらなる再生された触媒の少なくとも一部を循環させる工程と、を含む、請求項１に記載の製造方法。
【請求項５】
流動床反応器、密集床反応器、ライザー反応器、沸騰床反応器、スラリー床反応器およびそれらの組み合わせからそれぞれ独立して選択される１つまたはそれ以上の反応器が、上記脱水反応および／または上記さらなる反応に使われる、請求項１または４に記載の製造方法。
【請求項６】
上記酸素含有化合物供給原料は、アルコール、エーテル、およびエステルの少なくとも１つから選択される、請求項１に記載の製造方法。
【請求項７】
上記触媒および上記さらなる触媒は、互いに同一または相違し、分子篩い触媒の少なくとも１つからそれぞれ独立して選択される、請求項１または４に記載の製造方法。
【請求項８】
上記再生反応の反応条件は、
反応温度が４５０〜８５０℃であり、
反応圧力が０．１〜０．５ＭＰａであり、
酸素含有雰囲気下である、請求項１に記載の製造方法。
【請求項９】
上記使用済み触媒および／または上記さらなる使用済み触媒、および／または、上記再生された触媒および／または上記さらなる再生された触媒は、フィルターに通す分離によって回収される、請求項１または４に記載の製造方法。
【請求項１０】
上記搬送および上記循環は、１つまたはそれ以上の触媒ホッパー（９）を経由して行われる、請求項１または４に記載の製造方法。
【請求項１１】
さらに、上記脱水反応および／または上記さらなる反応を行うために、上記使用済み触媒の少なくとも一部および／または上記さらなる使用済み触媒の少なくとも一部を循環させる工程を含む、請求項１または４に記載の製造方法。
【請求項１２】
上記触媒および／または上記さらなる触媒は、炭素の総含量が３〜２５ｗｔ％である、請求項１または４に記載の製造方法。
【請求項１３】
上記脱水反応のための反応器の大きさおよび反応器の数量の条件は同一のままであり、軽オレフィンの生産量を、５０％またはそれ以上、増大することが可能である、請求項１に記載の製造方法。
【請求項１４】
さらに、上記脱水反応のために、不完全に反応した酸素含有化合物供給原料を循環させる工程を含む、請求項１に記載の製造方法。
【請求項１５】
上記軽オレフィンリッチ炭化水素および使用済み触媒を製造する上記脱水反応を行うために、ライザー型反応器において、上記酸素含有化合物供給原料および上記触媒を連続的に接触させる工程、
炭化水素−触媒分離ゾーンにて上記軽オレフィンリッチ炭化水素と上記使用済み触媒とを分離し、分離された軽オレフィンリッチ炭化水素を生産物分離回収システムに導入し、上記ライザー型反応器のストリッピング領域を通して上記使用済み触媒を剥がし、上記使用済み触媒を上記ライザー型反応器から回収し使用済み触媒の受け器へ搬送する工程、
上記使用済み触媒の受け器内の上記使用済み触媒を、触媒ホッパーを経由して、再生器へ搬送するか、あるいは、まず、上記使用済み触媒の受け器内の上記使用済み触媒を、触媒ホッパーを経由して、使用済み触媒の供給槽、そして、再生器へ搬送し、再生された触媒を得るために、上記再生器において、酸素含有雰囲気で上記使用済み触媒を再生する工程、
再生された触媒を直接触媒ホッパーへ搬送するか、あるいは、まず、上記再生器から上記再生された触媒を回収し、再生された触媒の受け器へ、そして、触媒ホッパーへ搬送する工程、
上記触媒ホッパー内の上記再生された触媒を再生された触媒の供給槽へ搬送し、そして、上記ライザー型反応器へ返送する工程を含む、請求項１に記載の製造方法。
【請求項１６】
上記脱水反応の反応圧力Ｐが１〜２ＭＰａであり、
上記脱水反応の単位時間当たりの重量空間速度Ｈが１５〜５０ｈ−１である、請求項１に記載の製造方法。
【請求項１７】
上記脱水反応の間、ＨおよびＰは、狭義増加関数である数学関数
Ｈ＝ｆ（Ｐ）
を満たし、
Ｐ（単位：ＭＰａ）は、［１．０，２．０］の間隔であり、
Ｈ（単位：ｈ−１）は、［１５，５０］の間隔である、請求項１に記載の製造方法。
【請求項１８】
等直径のライザー反応器、線速度が等しいライザー反応器、可変直径のライザー反応器、およびライザー−密集床ハイブリット反応器からそれぞれ独立して選択される、１つまたはそれ以上の反応器が、上記脱水反応および／または上記さらなる反応に使われる、請求項１または４に記載の製造方法。
【請求項１９】
上記酸素含有化合物供給原料は、Ｒ１−Ｏ−Ｒ２、Ｒ１−ＯＣ（＝Ｏ）Ｏ−Ｒ２、Ｒ１−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−Ｒ２およびＲ１−Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ２の少なくとも１つから選択される（ここで、Ｒ１およびＲ２は、互いに同一または相違し、ＨおよびＣ１−６の分枝状または線状アルキルからそれぞれ独立して選択され、但し、Ｒ１およびＲ２のうち多くとも１つが水素である）、請求項１に記載の製造方法。
【請求項２０】
上記酸素含有化合物供給原料は、メタノール、エタノール、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、メチル−エチルエーテル、メチレンカーボナイト、蟻酸メチルの少なくとも１つから選択される、請求項１に記載の製造方法。
【請求項２１】
上記触媒および上記さらなる触媒は、互いに同一または相違し、好ましくはアルミノケイリン酸塩分子篩い触媒およびアルミノケイ酸塩分子篩い触媒の少なくとも１つからそれぞれ独立して選択される、請求項１または４に記載の製造方法。
【請求項２２】
上記再生反応の反応条件は、
反応温度が５５０〜７００℃であり、
反応圧力が０．１５〜０．３ＭＰａであり、
空気雰囲気下または酸素雰囲気下である、請求項１に記載の製造方法。
【請求項２３】
上記触媒および／または上記さらなる触媒は、炭素の総含量が６〜１５ｗｔ％である、請求項１または４に記載の製造方法。
【請求項２４】
上記脱水反応のための反応器の大きさおよび反応器の数量の条件は同一のままであり、軽オレフィンの生産量を、１０００％またはそれ以上、増大することが可能である、請求項１に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
〔技術分野〕
本発明は、酸素含有化合物供給原料から軽オレフィンを製造する方法に関する。具体的には、本発明は、酸素含有化合物供給原料から軽オレフィンを製造する方法において、軽オレフィンの生産量を増大するための製法に関する。
【０００２】
〔発明の背景〕
軽オレフィン（Ｃ２〜Ｃ４オレフィン）は、有機化学産業の基本的な開始材料であり、現代の液化石油ガスおよび化学産業において、重要な役割を担う。全体として、軽オレフィンの製造方法は、２つの一般的な分類（すなわち、伝統的な石油法および新規な非石油法）に区分され得る。１９１０年代から、非石油資源（特に酸素含有化合物供給原料）から軽オレフィンを製造する方法が世界中で研究されはじめ、いくつか進歩している。
【０００３】
酸素含有化合物の脱水反応を介した軽オレフィンの製造方法により、例えば、メタノールから約４４％の炭化水素の産物が、また、エタノールから約４６％の炭化水素の産物が生成されるが、炭化水素の産物以外に、副産物として一定量の水が生成される。酸素含有化合物供給原料を用いて軽オレフィンを製造する反応は、分子の量が増大する反応であることが知られている。それゆえ、軽オレフィンの製造に進むための化学平衡のために、より低い反応圧力が好ましい。それゆえ、軽オレフィンの製造では、軽オレフィンの所望される収率を得るために、通常、従来技術では、より低い反応圧力が使われる。このより低い反応圧力（一般的に０．１〜０．３ＭＰａ）により、直接的な結果として、軽オレフィンの生産量を増大させるために酸素含有化合物供給原料の処理量の増大を望む場合、先行技術では、それゆえに、軽オレフィンの収率を許容レベルに維持するように、反応器の大きさまたは量を増大させなければならない。当然ながら、これは、それ相応に、投資および工場の維持コストを増大させる。
【０００４】
先行技術によると、軽オレフィンの製造方法において、連続的な製造方法を確実にするために、触媒は、反応器と再生器との間で循環される。循環し易くするために、反応器および再生器は、一般的に、実質的に同じ圧力で作用される。この状況下で、反応器は、水素雰囲気の中にあり、再生器は、酸素含有雰囲気の中にある。反応器および再生器がよく分離されない場合、潜在的に安全上の大きな問題がある。
【０００５】
さらに、先行技術において、触媒熱分解ユニットに使われるものと同様なサイクロンは、軽オレフィンの製造工場において、広く使われる。それゆえ、製造の間、触媒が自然に無くなることは避けられず、特に、触媒が、２０μｍ未満の粒子の大きさを有する細かい粉の触媒である場合にはますます生じることとなる。これは、その後の生成物分離に不利な影響を与え、再利用される触媒に不利である。
【０００６】
〔発明の概要〕
本発明の目的は、軽オレフィンの製造方法を提供することである。上記方法は、前述した先行技術における不利な点を克服し、現存する反応器を直接利用でき、軽オレフィンの生産量を増大させる目的を容易に達成し得る。
【０００７】
本発明の発明者は、驚いたことに、反応圧力を増大させ、同時におよび対応して、酸素含有化合物供給原料のＷＨＳＶを増大させる場合、軽オレフィンの収率は、先行技術で以前に予期されたように減少する代わりに、先行技術と同等に、または、先行技術よりもより高い水準で維持することができ、結果として、現存する反応器のための、本発明による反応器の反応圧力を増大させ、かつ、ＷＨＳＶを増大させる技術的解決は、反応器の酸素含有化合物供給原料の処理量を著しく増大させ、かつ、それに相当する軽オレフィンの生産量を増大させる（即ち、軽オレフィンの生産量を増大させる）ことを、産業発明を通して見出した。本発明によって見出されたこの知見は、当業者の型にはまった知識を打破するため、本知見に基づき本発明を達成する。
【０００８】
具体的には、本発明は以下に示す項目に関する。
【０００９】
（１）軽オレフィンの製造方法（または、軽オレフィンの生産量の増加）であって、脱水反応を行うために、酸素含有化合物供給原料および触媒を連続的に接触させることによる、上記軽オレフィンの製造方法であり、上記脱水反応の反応圧力Ｐが、０．５〜１０ＭＰａ、好ましくは０．７５〜３．５ＭＰａ、より好ましくは０．８〜３ＭＰａ、最も好ましくは１〜２ＭＰａであり、上記脱水反応の単位時間当たりの重量空間速度Ｈが、７〜２５０ｈ−１、好ましくは８〜１５０ｈ−１、より好ましくは１０〜１００ｈ−１、さらに好ましくは１５〜８０ｈ−１、最も好ましくは１５〜５０ｈ−１である製造方法。
【００１０】
（２）上記脱水反応の間、ＨおよびＰは、狭義増加関数である数学関数「Ｈ＝ｆ（Ｐ）」を満たし、Ｐ（単位：ＭＰａ）は、［０．５５，１０．０］の間隔、好ましくは［０．７５，３．５］の間隔、より好ましくは［０．８，３．０］の間隔、最も好ましくは［１．０，２．０］の間隔であり、Ｈ（単位：ｈ−１）は、［７，２５０］の間隔、好ましくは［８，１５０］の間隔、より好ましくは［１０，１００］の間隔、さらに好ましくは［１５，８０］の間隔、最も好ましくは［１５，５０］の間隔である、先の態様のいずれかに記載の製造方法。
【００１１】
（３）軽オレフィンリッチ炭化水素および使用済み触媒を得る上記脱水反応を行うために、上記酸素含有化合物供給原料および上記触媒を連続的に接触させる工程、
再生された触媒を得るために、上記使用済み触媒の少なくとも一部を再生反応に搬送する工程、および、
上記脱水反応に、上記再生された触媒の少なくとも一部を循環させる工程を含み、
上記脱水反応の上記反応圧力Ｐが、上記再生反応の上記再生圧力よりも、少なくとも０．３５ＭＰａ、好ましくは０．４ＭＰａ、０．５ＭＰａ、０．６ＭＰａ、０．７ＭＰａ、０．８ＭＰａ、０．９ＭＰａ、１．０ＭＰａ、１．１ＭＰａ、１．２ＭＰａ、１．３ＭＰａ、１．４ＭＰａ、１．５ＭＰａ、１．６ＭＰａ、１．７ＭＰａ、１．８ＭＰａ、１．９ＭＰａ、または２．０ＭＰａ高い、先の態様のいずれかに記載の製造方法。
【００１２】
（４）さらに、Ｃ４＋炭化水素を得るために、上記軽オレフィンリッチ炭化水素を分離する工程を含み、
さらに、適宜、
さらなる軽オレフィンリッチ炭化水素およびさらなる使用済み触媒を作製するさらなる反応を行うために、上記Ｃ４＋炭化水素およびさらなる触媒を連続的に接触させる工程と、
さらなる再生された触媒を得るために、上記さらなる使用済み触媒の一部を上記再生反応へ搬送する工程と、
上記脱水反応、および／または上記さらなる反応に、上記再生された触媒の少なくとも一部、および／または上記さらなる再生された触媒の少なくとも一部を循環させる工程と、を含む、先の態様のいずれかに記載の製造方法。
【００１３】
（５）流動床反応器、密集床反応器、ライザー反応器、沸騰床反応器、スラリー床反応器およびそれらの組み合わせからそれぞれ独立して選択される、より好ましくはライザー反応器から選択される、さらに好ましくは等直径のライザー反応器、線速度が等しいライザー反応器、可変直径のライザー反応器、およびライザー−密集床ハイブリット反応器からそれぞれ独立して選択される、１つまたはそれ以上の反応器が、上記脱水反応および／または上記さらなる反応に使われる、先の態様のいずれかに記載の製造方法。
【００１４】
（６）上記酸素含有化合物供給原料は、アルコール、エーテル、およびエステルの少なくとも１つから選択され、好ましくはＲ１−Ｏ−Ｒ２、Ｒ１−ＯＣ（＝Ｏ）Ｏ−Ｒ２、Ｒ１−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−Ｒ２およびＲ１−Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ２の少なくとも１つから選択され（ここで、Ｒ１およびＲ２は、互いに同一または相違し、ＨおよびＣ１−６の分枝状または線状アルキルからそれぞれ独立して選択され、好ましくはＨおよびＣ１−４の分枝状または線状アルキルからそれぞれ独立して選択され、但し、Ｒ１およびＲ２のうち多くとも１つが水素である）、より好ましくはメタノール、エタノール、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、メチル−エチルエーテル、メチレンカーボナイト、蟻酸メチルの少なくとも１つから選択される、先の態様のいずれかに記載の製造方法。
【００１５】
（７）上記触媒および上記さらなる触媒は、互いに同一または相違し、ゼオライト触媒の少なくとも１つからそれぞれ独立して選択され、好ましくはアルミノケイリン酸塩ゼオライト触媒およびアルミノケイ酸塩分子篩い(molecular sieve)触媒の少なくとも１つからそれぞれ独立して選択される、先の態様のいずれかに記載の製造方法。
【００１６】
（８）上記再生反応の反応条件は、反応温度が４５０〜８５０℃、好ましくは５５０〜７００℃であり、反応圧力が０．１〜０．５ＭＰａ、好ましくは０．１５〜０．３ＭＰａであり、酸素含有雰囲気下、好ましくは空気雰囲気下または酸素雰囲気下である、先の態様のいずれかに記載の製造方法。
【００１７】
（９）上記使用済み触媒および／または上記さらなる使用済み触媒、および／または、上記再生された触媒および／または上記さらなる再生された触媒は、フィルターに通す分離によって回収される、先の態様のいずれかに記載の製造方法。
【００１８】
（１０）上記搬送および上記循環は、１つまたはそれ以上（好ましくは１つまたは２つ）の触媒ホッパー（９）を経由して行われる、先の態様のいずれかに記載の製造方法。
【００１９】
（１１）さらに、上記脱水反応および／または上記さらなる反応を行うために、上記使用済み触媒の少なくとも一部および／または上記さらなる使用済み触媒の少なくとも一部を循環させる工程を含む、先の態様のいずれかに記載の製造方法。
【００２０】
（１２）上記触媒および／または上記さらなる触媒は、炭素の総含量が３〜２５ｗｔ％、最も好ましくは６〜１５ｗｔ％である、先の態様のいずれかに記載の製造方法。
【００２１】
（１３）上記脱水反応のための反応器の、大きさおよび量の上記条件は同一のままであり、軽オレフィンの生産量を、５０％、好ましくは１００％、より好ましくは１５０％、２００％、５００％または７９０％、最も好ましくは１０００％またはそれ以上、増大することが可能である、先の態様のいずれかに記載の製造方法。
【００２２】
（１４）さらに、上記脱水反応のために、不完全に反応した酸素含有化合物供給原料を循環させる工程を含む、先の態様のいずれかに記載の製造方法。
【００２３】
（１５）上記軽オレフィンリッチ炭化水素および使用済み触媒を製造する上記脱水反応を行うために、ライザー型反応器において、上記酸素含有化合物供給原料および上記触媒を連続的に接触させる工程、
炭化水素−触媒分離ゾーンにて上記軽オレフィンリッチ炭化水素と上記使用済み触媒とを分離し、分離された軽オレフィンリッチ炭化水素を生産物分離回収システムに導入し、上記ライザー型反応器のストリッピング領域を通して上記使用済み触媒を剥がし、上記使用済み触媒を上記ライザー型反応器から回収し使用済み触媒の受け器へ搬送する工程、
上記使用済み触媒の受け器内の上記使用済み触媒を、触媒ホッパーを経由して、再生器へ搬送するか、あるいは、まず、上記使用済み触媒の受け器内の上記使用済み触媒を、触媒ホッパーを経由して、使用済み触媒の供給槽、そして、再生器へ搬送し、再生された触媒を得るために、上記再生器において、酸素含有雰囲気で上記使用済み触媒を再生する工程、
再生された触媒を直接触媒ホッパーへ搬送するか、あるいは、まず、上記再生器から上記再生された触媒を回収し、再生された触媒の受け器へ、そして、触媒ホッパーへ搬送する工程、
上記触媒ホッパー内の上記再生された触媒を再生された触媒の供給槽へ搬送し、そして、上記ライザー型反応器へ返送する工程を含む、先の態様のいずれかに記載の製造方法。
【００２４】
＜技術的効果＞
先行技術と比較すると、本発明による軽オレフィンの製造方法は、以下に示す利点を有する。
【００２５】
本発明による軽オレフィンの製造方法は、反応圧力を増大させ、同時におよび対応して、酸素含有化合物供給原料のＷＨＳＶを増大させることによって、現存する反応器または反応工場の、大きさおよび量等の条件下で、同じものが維持され、先行技術と同等に、または、先行技術よりもより高い水準で、軽オレフィンの収率を維持することができ、軽オレフィンの生産量を著しく増大させる（例えば、７９０％まで）。それゆえに、本発明の軽オレフィンの製造方法は、軽オレフィンの生産量を増大する方法であり、現存する軽オレフィンの製造工場を改築または改良して適用することができる。
【００２６】
本発明による軽オレフィンの製造方法は、予め決められた、軽オレフィンの生産量を達成することを確実にする条件で、先行技術と比較すると、反応器または反応工場の、大きさおよび量を著しく減少させることができ、それ相応に、軽オレフィン製造工場全体の規模および投資コストを減少させる。それゆえに、本発明による軽オレフィンの製造方法は、高い製造能を有する、軽オレフィンを製造するための、新しい世代の方法であり、小規模で、より低い投資コストで、および、現存する軽オレフィン製造工場よりもより高い軽オレフィンの生産量で、新しい世代の軽オレフィン製造工場の建設に応用できる。
【００２７】
本発明による軽オレフィンの製造方法は、より低い圧力下で再生器の操作を維持し、より高い圧力下で反応器の操作を維持するため、軽オレフィンの製造方法および製造工場の、全体の複雑さを低減する。
【００２８】
本発明による軽オレフィンの製造方法は、再生器の反応圧力よりも著しくより高い、反応器の反応圧力を有するため、圧力変更装置（例えば、ロックホッパーまたは触媒ホッパー）を使用することにより、反応器の炭化水素雰囲気と再生器および触媒循環の酸素含有雰囲気の完全な分離を行うことができ、それ相応に、製造方法および製造工場の、全体の安全性を確実にする。
【００２９】
本発明の、他の特徴および利点は、以下の発明の詳細な説明でさらに説明する。
【００３０】
〔図面の簡単な説明〕
明細書の一部を構成する図面は、本発明のさらなる理解を与えるために使われ、以下の発明の詳細な説明と共に本発明を説明するのに役立つが、本発明を限定しようとするものではない。
【００３１】
（図面について）
図１は、本発明の第１の特定の実施形態に係る酸素含有化合物供給原料から軽オレフィンを製造する方法のフローチャートである。
【００３２】
図２は、本発明の第２の特定の実施形態に係る酸素含有化合物供給原料から軽オレフィンを製造する方法のフローチャートである。
【００３３】
図３は、本発明の第３の特定の実施形態に係る酸素含有化合物供給原料から軽オレフィンを製造する方法のフローチャートである。
【００３４】
図４は、本発明の第４の特定の実施形態に係る酸素含有化合物供給原料から軽オレフィンを製造する方法のフローチャートである。
【００３５】
図５は、本発明の第５の特定の実施形態に係る酸素含有化合物供給原料から軽オレフィンを製造する方法のフローチャートである。
【００３６】
図６は、本発明の第６の特定の実施形態に係る酸素含有化合物供給原料から軽オレフィンを製造する方法のフローチャートである。
【００３７】
図７は、本発明の第７の特定の実施形態に係る酸素含有化合物供給原料から軽オレフィンを製造する方法のフローチャートである。
【００３８】
本発明は、他の具体的な実施形態を含み得、上記７つの実施形態に限定されない。
【００３９】
（図の付記番号）
１：ライザー反応器(riser reactor)、２：内部熱除去器、３：密集床反応器、４：ストリッピング領域、５：沈降ゾーン、６：フィルター、７：再生器、８：使用済み触媒の受け器、９：触媒ホッパー、１０：使用済み触媒の供給槽、１１：再生された触媒の受け器、１２：再生された触媒の供給槽、１３：外部熱除去器、１４：内部熱除去器、１５：内部熱除去器、１６：パイプライン、１７：パイプライン、１８：パイプライン、１９：パイプライン、２０：パイプライン、２１：パイプライン、２２：パイプライン、２３：パイプライン、２４：供給ライン、２５：反応産物ライン、２６：燃焼排ガスライン、２７：パイプライン、２８：プレリフティングライン、２０１：ライザー反応器、２０２：内部ライザーおよび分配器、２０３：密集床反応器、２０４：ストリッピング領域、２０５：沈降ゾーン、２０６：フィルター、２０７：再生器、２０８：使用済み触媒の受け器、２０９：触媒ホッパー、 ２１０：再生された触媒の受け器、２１１：触媒混合器、２１２：再生された触媒の供給槽、２１３：パイプライン、２１４：内部熱除去器、２１５：内部熱除去器、２１６：パイプライン、２１７：パイプライン、２１８：パイプライン、２１９：プレリフティングライン、２２０：急冷媒体ライン、 ２２１：パイプライン、２２２：パイプライン、２２３：パイプライン、２２４：供給ライン、２２５：反応産物ライン、２２６：燃焼排ガスライン、２２７：パイプライン、３０１：ライザー反応器、３０２：直径が拡大したライザー(diameter-expanded riser)、３０３：密集床反応器、３０４：ストリッピング領域、３０５：沈降ゾーン、３０６：フィルター、３０７：再生器、３０８：使用済み触媒の受け器、３０９：触媒ホッパー、３１０：使用済み触媒の供給槽、３１１：再生された触媒の受け器、３１２：再生された触媒の供給槽、３１３：外部熱除去器、３１４：内部熱除去器、３１５：内部熱除去器、３１６：パイプライン、３１７：パイプライン、３１８：パイプライン、３１９：パイプライン、３２０：パイプライン、３２１：パイプライン、３２２：パイプライン、３２３：パイプライン、３２４：供給ライン、３２５：反応産物ライン、３２６：燃焼排ガスライン、 ３２７：パイプ
ライン、３２８：プレリフティングライン、３２９：供給ライン、３３０：さらなるライザー型反応器(riser-type reactor)、３３１：パイプライン、３３２：パイプライン、４０１：ライザー反応器、４０２：内部ライザーおよび分配プレート、４０３：密集床反応器、４０４：ストリッピング領域、４０５：沈降ゾーン、 ４０６：フィルター、４０７：再生器、４０８：使用済み触媒の受け器、４０９：触媒ホッパー、４１０：再生された触媒の受け器、４１１：触媒混合器、４１２：再生された触媒の供給槽、４１３：外部熱除去器、４１４：内部熱除去器、４１５：内部熱除去器、４１６：パイプライン、４１７：パイプライン、４１８：パイプライン、４１９：プレリフティングライン、４２０：急冷媒体ライン、４２１：パイプライン、４２２：パイプライン、４２３：パイプライン、４２４：供給ライン、４２５：反応産物ライン、４２６：燃焼排ガスライン、４２７：パイプライン、４２８：プレリフティングライン、４２９：供給ライン、４３０：パイプライン、４３１：第１反応ゾーン、４３２：第２反応ゾーン、４３３：引き上げ部(necking)および急速分離器、４３４：ストリッピング領域、４３５：沈降ゾーン、４３６：フィルター、４３７：パイプライン、４３８：パイプライン、５０１：ライザー反応器、５０２：内部ライザーおよび急速分離器、５０３：密集床反応器、５０４：ストリッピング領域、５０５：沈降ゾーン、５０６：フィルター、５０７：再生器、５０８：使用済み触媒の受け器、５０９：触媒ホッパー、５１０：使用済み触媒の供給槽、５１１：再生された触媒の受け器、５１２：触媒供給槽、５１３：外部熱除去器、５１４：内部熱除去器、５１５：内部熱除去器、５１６：パイプライン、５１７：パイプライン、５１８：パイプライン、５１９：パイプライン、５２０：パイプライン、５２１：パイプライン、５２２：パイプライン、５２３：パイプライン、５２４：供給ライン、５２５：反応産物ライン、５２６：燃焼排ガスライン、５２７：パイプライン、５２８：急冷媒体ライン、５２９：外部熱除去器、５３０：第１反応ゾーン、５３１：第２反応ゾーンおよび引き上げ部、５３２：プレリフティングライン、５３３：供給ライン、５３４：パイプライン、５３５：パイプライン、６０１：第１反応ゾーン、６０２：第２反応ゾーン、６０３：引き上げ部および急速分離器、６０４：ストリッピング領域、６０５：沈降ゾーン、６０６：フィルター、６０７：再生器、６０８：使用済み触媒の受け器、６０９：触媒ホッパー、６１０：再生された触媒の受け器、６１１：触媒混合器、６１２：外部熱除去器、６１３：外部熱除去器、６１４：内部熱除去器、６１５：内部熱除去器、６１６：パイプライン、６１７：パイプライン、６１８：パイプライン、６１９：プレリフティングライン、６２０：燃焼排ガスライン、６２１：パイプライン、６２２：パイプライン、６２３：パイプライン、６２４：供給ライン、６２５：反応産物ライン、６２６：プレリフティングライン、６２７：さらなるライザー型反応器、６２８：急速分離器、６２９：沈降ゾーン、６３０：ストリッピング領域、６３１：フィルター、６３２：反応産物ライン、６３３：パイプライン、６３４：パイプライン、６３５：供給ライン、６３６：触媒供給槽、６３７：パイプライン、７０１：流動床反応器、７０２：供給ライン、７０３：反応産物ライン、７０４：燃焼排ガスライン、７０５：沈降ゾーン、７０６：フィルター、７０７：再生器、７０８：使用済み触媒の受け器、７０９：触媒ホッパー、７１０：使用済み触媒の供給槽、７１１：再生された触媒の受け器、７１２：再生された触媒の供給槽、７１３：内部熱除去器、７１４：内部熱除去器、７１５：外部熱除去器、７１６：パイプライン、７１７：パイプライン、７１８：パイプライン、７１９：パイプライン、７２０：パイプライン、７２１：パイプライン、７２２：パイプライン、７２３：パイプライン、７２４：主空気。
【００４０】
（発明の詳細な説明）
以下に、本発明の特定の実施形態について、図面を参照して、詳細に説明する。ここで説明される特定の実施形態は、本発明を説明するためだけのつもりであることを理解されるべきであり、本発明は、何らかの方法で、それに限定されない。
【００４１】
本明細書の文脈において、「反応器」および「さらなる反応器」は、互いに独立した２つの反応器である。本発明において、用語「Ｃ４＋炭化水素」は、４つ以上の炭素原子を含む炭化水素である。
【００４２】
本明細書の文脈において、「軽オレフィン」は、エチレンおよびプロピレンである。
【００４３】
本明細書の文脈において、「軽オレフィンの収率」は、軽オレフィンの貫流する(once through)収率であり、「軽オレフィンの生産量」は、単位時間における、反応器あたりの軽オレフィンの貫流する生産量であり、「単位時間当たりの重量空間速度」は、単位時間における、単位質量の触媒を通過する反応物の質量である。
収率＝（生産物の生産量／酸素含有化合物を除いた炭化水素産物の合計）×１００
酸素含有化合物を除いた炭化水素産物は、具体的には、水素、および酸素を含まず、１つ以上の炭素原子を有する炭化水素を包含する。
【００４４】
本発明によれば、軽オレフィンの製造方法は、軽オレフィンを製造する脱水反応を行うために、酸素含有化合物供給原料および触媒を連続的に接触させる方法である。
【００４５】
本発明による方法は、軽オレフィンリッチ炭化水素および使用済み触媒を得る脱水反応を行うために、酸素含有化合物供給原料および触媒を連続的に接触させる工程、再生された触媒を得るために、使用済み触媒の少なくとも一部を再生反応に搬送する工程、脱水反応に、上記再生された触媒の少なくとも一部を循環させる工程を含み得る。具体的に説明すれば、上記方法は、軽オレフィンリッチ炭化水素および使用済み触媒を得る脱水反応を行うために、酸素含有化合物供給原料および触媒を反応器（例えばライザー型反応器(a riser-type reactor)）内で連続的に接触させる工程、炭化水素−触媒分離ゾーンにて軽オレフィンリッチ炭化水素および使用済み触媒を分離する工程、分離された軽オレフィンリッチ炭化水素を生産物分離回収システムに導入し、反応器のストリッピング領域を介して使用済み触媒を剥がし、上記反応器から上記使用済み触媒を回収し、使用済み触媒の受け器に搬送する工程、触媒ホッパーを経由して上記使用済み触媒の受け器内の上記使用済み触媒を直接再生器へ搬送するか、あるいは、まず触媒ホッパーを経由して上記使用済み触媒の受け器内の上記使用済み触媒を使用済み触媒の供給槽へ搬送した後、再生器へ搬送し、再生された触媒を得るために、上記再生器で、酸素含有雰囲気下で上記使用済み触媒を再生する工程、上記再生された触媒を上記再生器から回収し、再生された触媒の受け器に搬送し、その後、触媒ホッパーを経由して再生された触媒の供給槽に搬送するか、あるいは、触媒ホッパーへ直接上記再生された触媒を搬送する工程、および、その後、上記反応器に戻って搬送する工程を含み得る。
【００４６】
本発明による再生器は、当業者に知られた、その分野において一般的に使われる、いずれの種類の再生器であり得る。例えば、流動床再生器または沸騰床再生器が挙げられるが、これらに限定されない。
【００４７】
本発明による方法はまた、反応器または使用済み触媒の受け器から使用済み触媒の一部を回収する工程、回収された使用済み触媒を上記反応器へ直接搬送するか、あるいは回収された使用済み触媒から熱を除去し冷却し、冷却された使用済み触媒を反応器へ搬送するか、あるいは回収された使用済み触媒を、反応器の下部分に配された触媒混合器へ搬送しそこで再生された触媒と混合し、混合された触媒を反応器へ搬送する工程、を含み得、上記回収された使用済み触媒は、再生された触媒の供給槽から触媒ホッパーを経由して搬送された再生された触媒と、反応器内で連続操作することを維持するのに十分な量がある。
【００４８】
本発明による方法はまた、反応器または使用済み触媒の受け器から使用済み触媒の一部を回収する工程、回収された使用済み触媒を再生された触媒の供給槽へ直接搬送するか、あるいは、回収された使用済み触媒から熱を除去し冷却し、冷却された使用済み触媒を再生された触媒の供給槽へ搬送する工程、上記再生された触媒と混合後、混合された触媒を反応器へ搬送する工程を含み得、上記回収された使用済み触媒は、再生された触媒の供給槽から触媒ホッパーを経由して搬送された再生された触媒と、反応器内で連続操作することを維持するのに十分な量である。
【００４９】
本発明によれば、上記酸素含有化合物供給原料は、当業者に知られており、アルコール、エーテル、およびエステルの少なくとも１つから選択され得るか、あるいは、他の産業または天然の資源である酸素含有化合物であり得る。本発明は、これに限定されない。酸素含有化合物供給原料は、Ｒ１−Ｏ−Ｒ２、Ｒ１−ＯＣ（＝Ｏ）Ｏ−Ｒ２、Ｒ１−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−Ｒ２およびＲ１−Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ２の少なくとも１つから選択されることが好ましい。ここで、Ｒ１およびＲ２は、互いに同一または相違し、ＨおよびＣ１−６の分枝状または線状アルキルからそれぞれ独立して選択され、好ましくはＨおよびＣ１−４の分枝状または線状アルキルからそれぞれ独立して選択され、但し、Ｒ１およびＲ２のうち多くとも１つが水素である。酸素含有化合物供給原料は、メタノール、エタノール、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、メチル−エチルエーテル、メチレンカーボナイト、蟻酸メチルの少なくとも１つから選択されることがより好ましく、特にメタノールが好ましい。
【００５０】
本発明によれば、脱水反応において、希釈剤が必要となることがある。一般的に水蒸気が希釈剤として使用されるか、あるいは、水素、メタン、エタン、窒素、一酸化炭素等が希釈剤として使用され得る。使用する場合、希釈剤に対する酸素含有化合物供給原料のモル比は、一般的に、４０：１〜０．４：１であり、好ましくは１１：１〜０．７：１であり、より好ましくは７：１〜１．３：１である。
【００５１】
本発明によれば、使用される触媒は、当業者によく知られたものであり得る。例えば、上記触媒は、ゼオライト触媒であり得る。ゼオライトは、アルミノケイリン酸塩ゼオライトおよび／またはアルミノケイ酸塩ゼオライトであり得る。アルミノケイリン酸塩ゼオライトは、ＳＡＰＯゼオライトおよびＳＲＭゼオライトの１つ以上から選択され得、アルミノケイ酸塩ゼオライトは、ＺＳＭゼオライトおよびＺＲＰゼオライトの１つ以上から選択され得る。加えて、上記ゼオライトは、アルカリ土類金属、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｂ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｇａ、Ｃｒ、Ｖ、Ｓｃ、Ｇｅ、Ｍｎ、Ｌａ、Ａｌ、Ｎｉ、およびＦｅの１つ以上の元素により支持され得る。
【００５２】
本発明による方法はまた、Ｃ４＋炭化水素を得るために、軽オレフィンリッチ炭化水素を分離する工程を含み得る。
【００５３】
本発明による方法は、適宜、さらなる軽オレフィンリッチ炭化水素およびさらなる使用済み触媒を得る、さらなる反応を行うために、Ｃ４＋炭化水素およびさらなる触媒を連続的に接触させる工程、さらなる再生された触媒を得る再生反応のために、さらなる使用済み触媒の少なくとも一部を再生反応に搬送する工程、並びに、脱水反応および／またはさらなる反応に、上記再生された触媒の少なくとも一部および／または上記さらなる再生された触媒の少なくとも一部を循環させる工程を含み得る。例えば、上記方法は、さらなる反応を行うために、生産物分離回収システムによる分離から得られたＣ４＋炭化水素を、さらなる反応器（例えばライザー型反応器）へ搬送する工程を含み得る。
【００５４】
本発明によれば、上記さらなる触媒および上記触媒は、同一であっても異なっていてもよく、上記さらなる触媒は、当業者に良く知られたものであり得る。例えば、上記さらなる触媒は、ゼオライト触媒であり得る。ゼオライトは、アルミノケイリン酸塩ゼオライトおよび／またはアルミノケイ酸塩ゼオライトであり得る。アルミノケイリン酸塩ゼオライトは、ＳＡＰＯゼオライトおよびＳＲＭゼオライトの１つ以上から選択され得、アルミノケイ酸塩ゼオライトは、ＺＳＭゼオライトおよびＺＲＰゼオライトの１つ以上から選択され得る。加えて、上記ゼオライトは、アルカリ土類金属、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｂ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｇａ、Ｃｒ、Ｖ、Ｓｃ、Ｇｅ、Ｍｎ、Ｌａ、Ａｌ、Ｎｉ、およびＦｅの１つ以上の元素により支持され得る。
【００５５】
本発明による方法は、Ｃ４＋炭化水素に接触させ、さらなる反応を行うために、再生された触媒の供給槽内の再生された触媒をさらなる反応器へ搬送する工程と、結果的に生じたさらなるＣ４＋炭化水素、および結果的に生じたさらなる使用済み触媒を共に、反応器の炭化水素−触媒分離ゾーンへ搬送する工程と、を含み得る。
【００５６】
本発明による方法はまた、Ｃ４＋炭化水素に接触させ、さらなる反応を行うために、反応器内の使用済み触媒をさらなる反応器へ搬送する工程と、結果的に生じたさらなる軽オレフィンリッチ炭化水素および結果的に生じた使用済み触媒を、さらなる反応器内で分離する工程と、分離されたさらなる軽オレフィンリッチ炭化水素を生産物分離回収システムへ搬送し、分離されたさらなる使用済み触媒を使用済み触媒の受け器へ搬送する工程と、を含み得る。
【００５７】
本発明による方法はまた、Ｃ４＋炭化水素に接触させ、さらなる反応を行うために、反応器内の使用済み触媒をさらなる反応器へ搬送する工程と、結果的に生じたさらなる軽オレフィンリッチ炭化水素および結果的に生じた使用済み触媒を共に、反応器内の炭化水素−触媒分離ゾーンへ搬送する工程と、を含み得る。
【００５８】
本発明による方法はまた、Ｃ４＋炭化水素に接触させさらなる反応を行いさらなる軽オレフィンリッチ炭化水素およびさらなる使用済み触媒を得るために、再生器内の再生された触媒をさらなる反応器へ直接搬送する工程と、さらなる反応器内でさらなる軽オレフィンリッチ炭化水素およびさらなる使用済み触媒を分離する工程と、分離されたさらなる軽オレフィンリッチ炭化水素を生産物分離回収システムへ搬送し、再生を行うためにさらなる使用済み触媒を直接再生器へ搬送する工程と、を含み得る。
【００５９】
本発明によれば、上記反応器および／またはさらなる反応器の数は、１つ以上であり得、本発明は、これに限定されない。さらに、上記反応器および／またはさらなる反応器は、互いに同一であっても異なっていてもよく、流動床反応器、密集床反応器、ライザー反応器、沸騰反応器、スラリー床反応器、およびそれらの組み合わせからそれぞれ独立して選択される。上記反応器および／またはさらなる反応器は、互いに同一であっても異なっていてもよく、ライザー反応器からそれぞれ独立して選択されることが好ましく、より好ましくは、等直径のライザー反応器、線速度が等しいライザー反応器、可変直径のライザー反応器、およびライザー−密集床ハイブリット反応器からそれぞれ独立して選択される。加えて、底部から頂部への鉛直方向において、上記ライザー反応器は、プレリフティング領域、ライザー、急冷媒体ライン(a quenching medium line)、直径が拡大したライザー、引き上げ部(necking)、急速分離器、ストリッピング領域、密集相領域、堆積ゾーン、沈降ゾーン、触媒混合器、およびフィルターが設けられ得、産業上一般的な装置である。それゆえに、上記反応器は、連続的に操作され得、当該反応器では、沈降ゾーン、フィルター等が上記炭化水素−触媒分離ゾーンを構成し得、炭化水素−触媒分離ゾーンはまた、使用済み触媒と炭化水素との分離に有用な他の装置を備え得る。本発明は、これに限定されるものではない。本発明によれば、ライザー型反応器の密集床部分は、密集床を形成し得ない、すなわち、「ゼロ床」操作モードである。
【００６０】
酸素含有化合物供給原料からオレフィンを製造する方法が発熱反応であるため、本発明による反応器は、反応温度を制御するために、１つ以上の急冷媒体ラインが設けられている。本発明の特定の実施形態によれば、１つ以上の急冷媒体ラインは、急冷媒体が反応器に投入されるように、上記反応器の（反応物の方向に対して）中央寄りの下流に設けられ得る。ショック冷却媒体(shock chilling medium)は、急冷媒体または冷却された触媒であり得る。上記急冷媒体は、予備加熱されていない酸素含有化合物供給原料および／または水であり得る。
【００６１】
本発明によれば、一般的に、脱水反応の反応温度は、２００〜７００℃、好ましくは２５０〜６００℃である。特に、軽オレフィンの生産量を増大するという本発明の目的を達成するために、脱水反応の反応圧力Ｐは、０．５〜１０ＭＰａ、好ましくは０．７５〜３．５ＭＰａ、より好ましくは０．８〜３ＭＰａ、最も好ましくは１〜２ＭＰａである。加えて、脱水反応の単位時間当たりの重量空間速度Ｈは、一般的に、７〜２５０ｈ−１、好ましくは８〜１５０ｈ−１、より好ましくは１０〜１００ｈ−１であり、さらに好ましくは１５〜８０ｈ−１であり、最も好ましくは１５〜５０ｈ−１である。
【００６２】
本発明の特に好ましい実施形態によれば、脱水反応において（言い換えると、現存する反応器または反応工場を基にして改良をするときに軽オレフィンの生産量を顕著に増加させたい場合）、ＨおよびＰは、狭義増加関数である数学関数「Ｈ＝ｆ（Ｐ）」を満たす。特に、Ｐ（単位：ＭＰａ）は、［０．５５，１０．０］の間隔、好ましくは［０．７５，３．５］の間隔、より好ましくは、［０．８，３．０］の間隔、最も好ましくは［１．０，２．０］の間隔であり、Ｈ（単位：ｈ−１）は、［７，２５０］の間隔、好ましくは［８，１５０］の間隔、より好ましくは［１０，１００］の間隔、さらに好ましくは［１５，８０］の間隔、最も好ましくは［１５，５０］の間隔である。この狭義増加関数において、脱水反応の反応圧力Ｐは、本発明によると、定義される特定数値間隔において高められ、脱水反応の単位時間当たりの重量空間速度は、本発明によると、定義される特定数値間隔に対応して高められるべきである。本発明は、当業者が通常の判断に基づいている限り、反応圧力Ｐおよび単位時間当たりの重量空間速度Ｈの増大方法および増大幅(amplitude)に限定はなく、数値はそれぞれ実際に増大し、数値が同じまたは減少した数値のままにできない。本発明の特定の実施形態によると、反応圧力Ｐおよび単位時間当たりの重量空間速度Ｈは、同じまたは異なる幅における割合の中で、ときには同じ規模または同時に、軽オレフィンの生産を増大させる、期待される幅が達成されるまで、増大するのが好ましい。いくつかの場合、反応圧力Ｐが、本発明によると、先に定義されたある数値間隔の上限（例えば、３ＭＰａ）に達したとき、単位時間当たりの重量空間速度Ｈが、本発明によると、先に定義されたある数値間隔の上限（例えば、５０ｈ−１）に達することも、一般的に好ましいが、それらに限定されない。
【００６３】
特に注意されるべきであるのは、実施例に示すように、反応圧力Ｐおよび単位時間当たりの重量空間速度Ｈのうちのいずれか１つまたは両方が、ここで先に定義された数値範囲または数値間隔の中に無いとき、増大する反応圧力Ｐ、および、同時におよび対応して増大する単位時間当たりの重量空間速度Ｈは、本発明の軽オレフィンの製造を顕著に増大する効果が得られない。これは、当業者によって、全く予測されない。
【００６４】
本発明によれば、上記さらなる反応の反応条件は、反応温度が２００〜７００℃、好ましくは３００〜６００℃であり、反応圧が０．１〜６ＭＰａ、好ましくは０．８〜２ＭＰａである。
【００６５】
本発明による方法はまた、上記再生器の再生圧力に対する上記反応器の反応圧力Ｐの比率を３〜１００：１に制御することを含み得る。より具体的には、本発明によれば、反応圧力Ｐは、上記再生器の再生圧力よりも、少なくとも０．３５ＭＰａ、好ましくは、０．４ＭＰａ、０．５ＭＰａ、０．６ＭＰａ、０．７ＭＰａ、０．８ＭＰａ、０．９ＭＰａ、１．０ＭＰａ、１．１ＭＰａ、１．２ＭＰａ、１．３ＭＰａ、１．４ＭＰａ、１．５ＭＰａ、１．６ＭＰａ、１．７ＭＰａ、１．８ＭＰａ、１．９ＭＰａ、または２．０ＭＰａ高い。あるいは、本発明によれば、反応圧力Ｐは、上記再生器の再生圧力よりも、多くて５ＭＰａ、好ましくは、４ＭＰａ、３．５ＭＰａ、３．３ＭＰａ、３ＭＰａ、２．５ＭＰａ、２．３ＭＰａ、２ＭＰａ、１．５ＭＰａ、１．３ＭＰａ、または１ＭＰａ高い。
【００６６】
本発明によれば、酸素含有化合物供給原料からオレフィンを製造し使用済み触媒を再生する方法が発熱反応であるため、上記反応器、上記再生器、上記再生された触媒の供給槽、または再生された触媒の受け器に、１つ以上の内部熱除去器が取り付けられ(installed)得る。上記内部熱除去器は、コイルパイプ、エルボーパイプ等の形態であり得る。反応の熱は、内部熱除去器を流れる、水または四塩化炭素といった液体により除去され得る。産業上共通に使用される他の内部熱除去器は、本発明にも適用され得る。
【００６７】
本発明者らは、酸素含有化合物供給原料を所定のコークス化された触媒に接触させることは反応を速く進めるために有利であり得ることを見出した。これは、触媒に付着したコークスが、アルキル基を導入するために、酸素含有化合物供給原料と活性中心として連続的に反応する一方、触媒に付着したコークスが、プロピレンおよびエチレンといった軽オレフィンを形成するために、連続的に脱アルキル化されるという理由である。これは、いわゆる「炭化水素プール」反応である。従って、本発明による方法はまた、上記脱水反応または上記反応器へ、使用済み触媒の少なくとも一部および／またはさらなる使用済み触媒の少なくとも一部を循環させる工程を含み得る。
【００６８】
本発明の特定の実施形態によれば、上記使用済み触媒の一部は、上記反応器または使用済み触媒の受け器から回収され得、回収された使用済み触媒は、直接または温度を低減させる熱除去器を経由して、上記反応器へ返送されるか、あるいは、反応器の底部に配された、使用済み触媒と再生された触媒とが混合される触媒混合器へ搬送され、結果的に生じた混合された触媒は、反応のために反応器へ返送され得る。本発明の特定の実施形態によれば、上記使用済み触媒の一部は、上記反応器または使用済み触媒の受け器から回収され得、回収された使用済み触媒は、直接または温度を低減させる熱除去器を経由して、使用済み触媒と再生された触媒とが混合される再生された触媒の供給槽へ搬送され、結果的に生じた混合された触媒は、反応のために反応器へ返送され得、上記回収された使用済み触媒は、再生された触媒の供給槽に存在し触媒ホッパーを経由して搬送された再生された触媒と、反応器内で触媒の連続操作することを維持するのに十分な量がある。
【００６９】
本発明の特定の実施形態によれば、上記反応器または使用済み触媒の受け器から回収された使用済み触媒は、外部熱除去器を経由して搬送され得、外部熱除去器内では温度が低減するように上記熱が除去される。上記外部熱除去器は、当業者に公知であり得、流れる使用済み触媒の温度を低減させるために、コイルパイプおよびエルボーパイプといった熱除去装置が上記外部熱除去器に取り付けられ得る。
【００７０】
本発明によれば、１つ以上の熱い再生された触媒、熱除去された再生された触媒、および上記反応器へ搬送された使用済み触媒を混合するための上記触媒混合器は、上記反応器に、好ましくは鉛直の様態で接続され得る。上記触媒混合器は、２００〜６００℃、好ましくは３００〜５００℃の温度、および０．５〜１０ＭＰａの圧力を有する。
【００７１】
本発明によれば、上記反応器（上記供給ゾーン）および／または上記さらなる反応器（上記供給ゾーン）へ搬送される触媒における炭素の総含量は、３〜２５ｗｔ％、好ましくは６〜１５ｗｔ％であり得る。ここで、上記反応器および／または上記さらなる反応器へ搬送される触媒は、再生された触媒の供給槽から提供され(be from)得るか、あるいは、使用済み触媒の受け器および／または上記反応器から提供され得、上記再生された触媒の供給槽からの触媒は、再生された触媒であり得るか、あるいは再生された触媒と使用済み触媒との混合触媒であり得る。
【００７２】
本発明によれば、上記オレフィンリッチ炭化水素は、Ｃ４＋炭化水素留分を製造するために、上記生産物分離回収システムにより分離され得るということは当業者により理解され得る。軽オレフィンの生産量を増大させるために、Ｃ４＋炭化水素は、Ｃ４＋炭化水素を軽オレフィンへ分留するさらなる反応を行うために、さらなる反応器へ搬送され得る。
【００７３】
本発明の特定の実施形態によれば、上記再生された触媒の供給槽内の再生された触媒は、Ｃ４＋炭化水素に接触させ、さらなる反応を行うために、さらなる反応器へ搬送され得、結果的に生じたさらなる軽オレフィンリッチ炭化水素および結果的に生じたさらなる使用済み触媒はともに、上記反応器の炭化水素−触媒分離ゾーンへ搬送され得、上記反応器の炭化水素−触媒分離ゾーンへ搬送された上記さらなる軽オレフィンリッチ炭化水素および上記さらなる使用済み触媒は、上記反応器にて製造された上記軽オレフィンリッチ炭化水素および上記使用済み触媒と混合され得、結果的に生じた混合物は、上記分離の対象となる。
【００７４】
本発明のさらなる特定の実施形態によれば、上記反応器内の上記使用済み触媒は、Ｃ４＋炭化水素に接触させ、さらなる反応を行うために、さらなる反応器へ搬送され得、結果的に生じたさらなる軽オレフィンリッチ炭化水素および結果的に生じたさらなる使用済み触媒は上記さらなる反応器にて分離され得、上記分離された軽オレフィンリッチ炭化水素は、上記生産物分離回収システムへ搬送され得、上記分離された上記さらなる使用済み触媒は、上記使用済み触媒の受け器へ搬送される。
【００７５】
本発明のさらなる特定の実施形態によれば、上記反応器の上記ストリッピング領域にて剥がされた使用済み触媒は、Ｃ４＋炭化水素に接触させ、さらなる反応を行うために、さらなる反応器へ搬送され得、結果的に生じたさらなる軽オレフィンリッチ炭化水素および結果的に生じたさらなる使用済み触媒は、上記反応器の炭化水素−触媒分離ゾーンへ搬送され得、上記反応器へ返送された上記さらなる軽オレフィンリッチ炭化水素および上記さらなる使用済み触媒は、上記反応器にて製造された上記軽オレフィンリッチ炭化水素および上記使用済み触媒と混合され得、結果的に生じた混合物は、上記分離の対象となる。
【００７６】
本発明のさらなる特定の実施形態によれば、上記再生器内の上記再生された触媒は、Ｃ４＋炭化水素に接触させさらなる反応を行い、さらなる軽オレフィンリッチ炭化水素を生産するために、上記さらなる反応器へ直接搬送され得、さらなる使用済み触媒は上記さらなる反応器にて分離されるとともに、上記さらなる軽オレフィンリッチ炭化水素および上記さらなる使用済み触媒は、上記さらなる反応器にて分離され、上記分離されたさらなる軽オレフィンリッチ炭化水素は、上記生産物分離回収システムへ搬送され得、上記分離されたさらなる使用済み触媒は、再生のための再生器へ直接搬送され得る。
【００７７】
本発明によれば、当業者に知られた軽オレフィンを生産し得る反応条件が、上記反応器でのオレフィンを生産するための脱水反応、および上記さらなる反応器での上記さらなる反応に適用され得、略同一または異なる反応条件が上述した２つの反応に適用され得る。上記さらなる反応器での反応供給原料、および上記反応器での反応供給原料は完全に同一ではないので、上記さらなる反応器で供給原料に依存して、上記反応器での反応条件と異なる、当業者により理解できる反応条件が上記さらなる反応に適用され、上記さらなる反応は、主にＣ４＋炭化水素の上記分留反応を含み得ることが好ましい。２つの反応器での上記反応条件は、例えば、次の範囲内で選択され得る。上記反応温度は、２００〜７００℃、好ましくは２５０〜６００℃であり得、反応圧力は、０．５〜１０ＭＰａ、好ましくは１〜３．５ＭＰａであり得る。
【００７８】
上記反応器または上記さらなる反応器での反応後に作製された、上記（さらなる）軽オレフィンリッチ炭化水素および上記（さらなる）使用済み触媒を分離するか、あるいは、上記再生器での再生後に作製された、上記再生された触媒および上記燃焼排ガスを分離するために、従来型のサイクロン分離器が使われ得る。当該サイクロン分離器は、当業者によってよく知られているため、ここでは詳細に説明しない。
【００７９】
本発明の好ましい特定の実施形態によると、軽オレフィンリッチ炭化水素および使用済み触媒は、フィルターを用いて分離され得る。さらに、上記さらなる軽オレフィンリッチ炭化水素および上記さらなる使用済み触媒もまた、フィルターを用いて分離され得る。さらに、上記（さらなる）再生された触媒および上記燃焼排ガスもまた、フィルターを用いて分離され得る。触媒を分離するためのフィルターの使用は、触媒粉末、および、炭化水素または燃焼排ガスを含む粉塵を、効果的に除去し得る。先行技術で使われている従来型のサイクロン分離器と比較すると、フィルターの使用は、製造中の触媒の自然な損失を、最大限低減し得る。これは、本発明の注目すべき優位な点の１つである。
【００８０】
本発明によれば、上記フィルターは、例えば、金属焼結多孔質材料および／またはセラミック多孔質材料から選択される多孔質材料で調製され得る。上記フィルターは、ろ過粉末度(a filter fineness)が２μｍ粒子に対し９９．９％に達し、好ましくは１．２μｍ粒子に対し９９．９％に達する。さらに、上記フィルターは、上記フィルターのケーキを落とすために、パージガスにより浄化され得る。ここで、上記パージガスは、炭化水素含有ガス、乾燥ガス、窒素、および水蒸気の１つ以上から選択され得る。
【００８１】
本発明による方法はまた、反応供給原料の完全利用を達成するために、（上記脱水反応にて新たに形成された様々な酸素含有化合物、特にジメチルエーテルを含む）不完全に反応した酸素含有化合物供給原料を、脱水反応段階へ循環させる工程を含み得る。
【００８２】
本発明によれば、上記使用済み触媒の少なくとも一部および／または上記さらなる使用済み触媒の一部を上記再生反応へ搬送すること、および／または、上記再生された触媒の少なくとも一部および／または上記さらなる再生された触媒の一部を上記脱水生反応および／または上記さらなる反応へ搬送することは、１つ以上（好ましくは１つまたは２つ）の触媒ホッパーにより実現するのが都合がよい。ここで、上記触媒ホッパーは、しばしばロックホッパーとして知られている。本明細書の文脈、特に図面および実施例において、上記触媒ホッパーは、本発明の技術思想および種々の特定された実施形態を説明するための一例として解釈され、本発明はこれに限定されない。
【００８３】
本発明によれば、上記触媒ホッパーは、上記触媒を、上記反応器のより高圧の炭化水素環境から再生器のより低圧の酸素環境へ、および再生器のより低圧の酸素環境から上記反応器のより高圧の炭化水素環境へ、安全にかつ効率的に搬送し得る。
【００８４】
換言すれば、上記触媒ホッパーの使用は、上記再生器の上記反応器の上記炭化水素環境を上記再生器の再生的な酸素含有環境から隔離し得、本発明の方法の安全性を確実にする一方、上記反応器および上記再生器の操作圧力を柔軟に調整および制御することができ、特に、再生器の操作圧力を増大させない場合、反応器の操作圧力が増大し得るため、工場の処理量を増大させる。
【００８５】
例えば、反応器（より高圧の炭化水素環境）から、再生器（より低圧の酸素環境）へ、触媒ホッパーを経由して触媒を搬送する工程は、（１）残留酸素を再生器に搬送するために、高温の窒素で、退避させた触媒ホッパーをパージする、（２）窒素を追い出すために、乾燥ガスで、触媒ホッパーをパージする、（３）乾燥ガスで、退避させた触媒ホッパーを加圧する、（４）使用済み触媒の受け器から搬送された使用済み触媒で、退避させた触媒ホッパーを充填する、（５）加圧された触媒ホッパーにおいて、乾燥ガスを発散することによって、充填された触媒ホッパーを減圧する、（６）乾燥ガスを追い出すために、高温の窒素で、充填された触媒ホッパーをパージする、（７）充填された触媒ホッパーから、使用済み触媒の供給槽へ、使用済み触媒を放出する、を含み得る。再生器（より低圧の酸素環境）から、反応器（より高圧の炭化水素環境）へ、触媒ホッパーを通って触媒を循環する工程は、（１）酸素を再生器に搬送するために、高温の窒素で、再生された触媒が充填された触媒ホッパーをパージする、（２）窒素を追い出すために、乾燥ガスで、触媒ホッパーをパージする、（３）乾燥ガスで、充填されたロックホッパーを加圧する、（４）充填された触媒ホッパーから再生された触媒の供給槽へ再生された触媒を放出する、（５）加圧された触媒ホッパーにおいて、乾燥ガスを発散することによって、退避させた触媒ホッパーを減圧する、（６）乾燥ガスを追い出すために、高温の窒素で、退避させた触媒ホッパーをパージする、（７）再生された触媒の受け器から搬送された再生された触媒で、退避させた触媒ホッパーを充填する、を含み得る。
【００８６】
本発明によれば、触媒ホッパーで上記触媒がバッチ搬送されるため、上記再生された触媒の供給槽および使用済み触媒循環ラインの機能は、より連続的に触媒を反応器へ搬送することである。しかし、本発明者らは、使用済み触媒を再生器へ搬送すること、および再生された触媒を再生器から搬送することは、バッチで行うことができることを見出した。触媒ホッパーから再生器へ使用済み触媒を搬送する、あるいは再生器から触媒ホッパーへ再生された触媒を搬送するに際し、上記搬送は、使用済み触媒の供給槽または再生された触媒の受け器を取り付けることなく、再生器と触媒ホッパーとの間の重力、またはパイプライン間の圧力差により達成することができる。
【００８７】
本発明によれば、上記反応器と上記さらなる反応器とが互いに連通している場合、２つの反応器間で圧力が同一であることを当業者は理解し得る。すなわち、必要に応じて、上記触媒ホッパーもまた、上記さらなる反応器の触媒の搬送および循環を達成し得る。
【００８８】
本発明によれば、再生反応条件は、当業者によく知られた条件であり、例えば、再生反応の反応条件は、反応温度が４５０〜８５０℃、好ましくは５５０〜７００℃であり、反応圧力が０．１〜０．５ＭＰａ、好ましくは０．１５〜０．３ＭＰａであり、例えば常圧であり、酸素含有雰囲気であり得る。酸素含有雰囲気は、流動溶媒として、空気、窒素希釈空気、酸素リッチガスであり得る。
【００８９】
本発明によれば、脱水素反応のための反応器の、大きさおよび量等の上記条件は同一のままであり、言い換えると、現存する反応器または反応工場を基にして改良する場合、本発明により定義された特定の範囲における、反応器の増大する反応圧力およびＷＨＳＶは、反応器の酸素含有化合物供給原料の処理量を著しく増大させることができ、それ相応に、軽オレフィンの生産量が増大し得る。この場合、軽オレフィンの生産量は、５０％、好ましくは１００％、より好ましくは１５０％、２００％、５００％または７９０％、最も好ましくは１０００％またはそれ以上まで、増大され得る。
【００９０】
本発明によれば、軽オレフィンの収率は、先行技術と実質的に同一の水準で、または、先行技術よりも少し高い水準で維持されることに基づいて、軽オレフィンの生産量を増大させる目的は、反応器または反応工場の、酸素含有化合物供給原料の処理量を増大させることによって成し遂げられるということは、強調されるべきである。それゆえに、本発明による軽オレフィンの生産量の増大幅は、反応器または反応工場の、軽オレフィンの収率を損なう犠牲を伴う、酸素含有化合物供給原料の処理量を単に増大させることによって軽オレフィンの生産量の増大を達成することと比較して、著しくより高くなる（例えば、減少幅＞２０％）。本発明によれば、軽オレフィンの収率は、先行技術と同等に、または、先行技術よりもより高い水準で維持され、例えば、一般的に６０％〜９５％、好ましくは７８％〜９５％である。
【００９１】
他の観点からすると、軽オレフィンの予定された生産量を達成するという条件で、先行技術と比較すると、上記定義された本発明の方法による軽オレフィンの製造は、反応器または反応工場の大きさおよび量を、著しく減少させるため、軽オレフィンの製造工場の規模および投資コストを減少させる。
【００９２】
本発明の特定の実施形態について、図面を参照してさらに説明するが、本発明はそれらに限定されない。本発明の説明に便利なため、ライザー型反応器は、例えば反応器として理解されるが、本発明はそれに限定されない。
【００９３】
（第１の特定の実施形態）
図１は、本発明の第１の特定の実施形態に係る酸素含有化合物供給原料から軽オレフィンを製造する方法のフローチャートである。
【００９４】
図１に示されるように、供給ライン２４からの酸素含有化合物供給原料は、ライザー型反応器のライザー反応器１へ搬送され、パイプライン２３を経由した触媒と接触し、オレフィンを生産する脱水反応を行うために、プレリフティングライン２８により持ち上げられる。反応後、結果的に生じた産物は、密集床反応器３に入る。内部熱除去器２により密集床反応器３から過剰な熱が除去される。炭化水素産物は、密集床反応器３にてさらに反応する。結果的に生じた軽オレフィンリッチ炭化水素および使用済み触媒は、沈降ゾーン５へ搬送される。沈降後、使用済み触媒は密集床反応器３へ戻る。軽オレフィンリッチ炭化水素および捕捉された使用済み触媒粉末はフィルター６で濾過される。軽オレフィンリッチ炭化水素は、パイプライン２を経由して、生産物分離回収システム（不示）へ搬送される。濾過後、使用済み触媒粉末は、降下し(settles)、密集床反応器３へ戻る。使用済み触媒は、ストリッピング領域４にて剥がされる。剥がされた後、使用済み触媒の一部は、パイプライン１６を経由して、使用済み触媒の受け器８へ搬送され、使用済み触媒の他の部分は、外部熱除去器１３により除熱され、再生された触媒の供給槽１２へ搬送される。
【００９５】
使用済み触媒の受け器８からの使用済み触媒は、パイプライン１７を経由して触媒ホッパー９へ搬送され、圧力解放後、パイプライン１８を経由して使用済み触媒の供給槽１０へ搬送され、そして、パイプライン１９を経由して再生器７へ搬送される。使用済み触媒は、パイプライン２７から主空気と向流接触し、コークスの燃焼により再生される。内部熱除去器１５により過剰な熱が除去される（除去された熱は、熱除去流の量および内部熱除去器１５が密集床層内に埋め込まれる深さと共に制御され得る）。燃焼排ガスは、パイプライン２６を経由して、次のエネルギー回収および精製システム（不示）へ搬送される。再生された触媒は、パイプライン２０を経由して、再生された触媒の受け器１１へ搬送される。内部熱除去器１４により再生された触媒の過剰な熱が除去される。熱除去後、再生された触媒は、パイプライン２１を経由して、触媒ホッパー９へ搬送される。圧力を増加させた後、再生された触媒は、パイプライン２２を経由して、再生された触媒の供給槽１２へ搬送され、熱除去器１３からの使用済み触媒と混合される。混合された触媒は、パイプライン２３を経由して、ライザー反応器１のプレリフティング領域へ搬送される。
【００９６】
（第２の特定の実施形態）
図２は、本発明の第２の特定の実施形態に係る酸素含有化合物供給原料から軽オレフィンを製造する方法のフローチャートである。
【００９７】
図２に示されるように、パイプライン２２３からの触媒およびパイプライン２１３からの使用済み触媒は、触媒混合器２１１にて混合される。混合された触媒は、プレリフティングライン２１９からのプレリフティングガスと共に持ち上げられ、ライザー型反応器のライザー反応器２０１へ搬送される。酸素含有化合物供給原料は、供給ライン２２４を経由して、ライザー反応器２０１へ搬送され、オレフィンを生産する脱水反応を行うために、混合器２１１からの触媒と接触する。反応後、結果的に生じた炭化水素産物は、内部ライザーおよび分配器２０２にて、さらに反応し、そして、密集床反応器２０３へ搬送される。反応温度を制御するために、急冷媒体ライン２２０からの急冷媒体は、ライザー反応器２０１へ搬送される。変化していない供給原料は、さらに触媒と接触し、密集床反応器２０３にて反応する。内部熱除去器２１５により過剰な熱が回収される。結果的に生じた軽オレフィンリッチ炭化水素および使用済み触媒は、沈降ゾーン２０５へ搬送される。沈降後、使用済み触媒は密集床反応器２０３へ戻る。軽オレフィンリッチ炭化水素および捕捉された使用済み触媒粉末はフィルター２０６で濾過される。軽オレフィンリッチ炭化水素は、パイプライン２２５を経由して、生産物分離回収システム（不示）へ搬送される。濾過後、使用済み触媒粉末は、降下し(settles)、密集床反応器２０３へ戻る。使用済み触媒は、ストリッピング領域２０４にて剥がされる。剥がされた後、使用済み触媒の一部は、パイプライン２１３を経由して、触媒混合器２１１へ返送され、使用済み触媒の他の部分は、パイプライン２１６を経由して、使用済み触媒の受け器２０８へ搬送される。
【００９８】
使用済み触媒の受け器２０８からの使用済み触媒は、パイプライン２１７を経由して、触媒ホッパー２０９へ搬送され、圧力解放後、パイプライン２２１を経由して、再生器２０７へ搬送される。使用済み触媒は、パイプライン２２７から主空気と向流接触し、コークスの燃焼により再生される。燃焼排ガスは、パイプライン２２６を経由して、次のエネルギー回収および精製システム（不示）へ搬送される。再生された触媒は、パイプライン２１５を経由して、再生された触媒の受け器２１０へ搬送される。内部熱除去器２１４により再生された触媒の過剰な熱が除去される。熱除去後、再生された触媒は、パイプライン２１８を経由して、触媒ホッパー２０９へ搬送される。圧力を増加させた後、再生された触媒は、パイプライン２２２を経由して、再生された触媒の供給槽２１２へ搬送され、パイプライン２２３を経由して、触媒混合器２１１へ搬送される。
【００９９】
（第３の特定の実施形態）
図３は、本発明の第３の特定の実施形態に係る酸素含有化合物供給原料から軽オレフィンを製造する方法のフローチャートである。
【０１００】
図３に示されるように、酸素含有化合物供給原料は、供給ライン３２４を経由して、ライザー型反応器のライザー反応器３０１へ搬送され、オレフィンを生産する脱水反応を行うために、パイプライン３２３からの触媒と接触する。反応後、結果的に生じた炭化水素産物は、直径が拡大したライザー３０２にて、さらに反応し、そして、密集床反応器３０３にてさらに反応する。結果的に生じた軽オレフィンリッチ炭化水素および使用済み触媒は、沈降ゾーン３０５へ搬送される。沈降後、使用済み触媒は密集床反応器へ戻る。軽オレフィンリッチ炭化水素および捕捉された使用済み触媒粉末は、フィルター３０６で濾過される。軽オレフィンリッチ炭化水素は、パイプライン３２５を経由して、生産物分離回収システム（不示）へ搬送される。濾過後、使用済み触媒粉末は、降下し(settles)、密集床反応器２０３のストリッピング領域３０４へ戻る。剥がされた後、使用済み触媒の一部は、パイプライン３１６を経由して、使用済み触媒の受け器３０８へ返送され、使用済み触媒の他の部分は、外部熱除去器３１３へ搬送され、熱除去後、再生された触媒の供給槽３１２へ搬送される。
【０１０１】
使用済み触媒の受け器３０８からの使用済み触媒は、パイプライン３１７を経由して、触媒ホッパー３０９へ搬送され、圧力解放後、パイプライン３１８を経由して、使用済み触媒の供給槽３１０へ搬送され、そして、パイプライン３１９を経由して再生器３０７へ搬送される。使用済み触媒は、パイプライン３２７から主空気と向流接触し、コークスの燃焼により再生される。内部熱除去器３１５により過剰な熱が除去される（除去された熱は、熱除去流の量および内部熱除去器３１５が密集床層内に埋め込まれる深さと共に制御され得る）。燃焼排ガスは、パイプライン３２６を経由して、次のエネルギー回収および精製システム（不示）へ搬送される。再生された触媒は、パイプライン３２０を経由して、再生された触媒の受け器３１１へ搬送される。内部熱除去器３１４により再生された触媒の過剰な熱が除去される。熱除去後、再生された触媒は、パイプライン３２１を経由して、触媒ホッパー３０９へ搬送される。圧力を増加させた後、再生された触媒は、パイプライン３２２を経由して、再生された触媒の供給槽３１２へ搬送され、外部熱除去器３１３からの使用済み触媒と混合される。混合された触媒は、パイプライン３２３および３３２を経由して、ライザー反応器３０１およびさらなるライザー型反応器３３０へ搬送される。
【０１０２】
パイプライン３３２からの触媒は、さらなるライザー型反応器３３０のプレリフティング領域へ搬送され、プレリフティングライン３２８からのプレリフティング媒体と共に持ち上がることにより、さらなるライザー型反応器３３０へさらに搬送される。生産物分離回収システムの分離から得られたＣ４＋炭化水素は、供給原料供給ライン３２９を経由して、さらなるライザー型反応器３３０へ搬送され、さらなる反応を行うために、触媒と接触する。結果的に生じた軽オレフィンリッチ炭化水素は、パイプライン３３１を経由して、密集床−流動床３０３へ搬送される。
【０１０３】
（第４の特定の実施形態）
図４は、本発明の第４の特定の実施形態に係る酸素含有化合物供給原料から軽オレフィンを製造する方法のフローチャートである。
【０１０４】
図４に示されるように、パイプライン４２３からの触媒および外部熱除去器４１３からの使用済み触媒は、触媒混合器４１１にて混合される。混合された触媒は、プレリフティングライン４１９からのプレリフティングガスと共に持ち上げられ、ライザー型反応器のライザー反応器４０１へ搬送される。酸素含有化合物供給原料は、供給ライン４２４を経由して、ライザー反応器４０１へ搬送され、オレフィンを生産する脱水反応を行うために、触媒混合器４１１からの触媒と接触する。反応後、結果的に生じた炭化水素産物および触媒は、内部ライザーおよび分配プレート４０２を経由して、密集床反応器４０３へ搬送される。反応温度を制御するために、急冷媒体ライン４２０からの急冷媒体は、ライザー反応器４０１へ搬送される。変化していない供給原料は、さらに触媒と接触し、密集床反応器４０３にて反応する。内部熱除去器４１５により過剰な熱が回収される。結果的に生じた軽オレフィンリッチ炭化水素および使用済み触媒は、沈降ゾーン２０５へ搬送される。沈降後、使用済み触媒はストリッピング領域４０４へ搬送される。軽オレフィンリッチ炭化水素および捕捉された使用済み触媒粉末はフィルター４０６で濾過される。濾過後、軽オレフィンリッチ炭化水素は、パイプライン４２５を経由して、生産物分離回収システム（不示）へ搬送され、使用済み触媒粉末は、降下し(settles)、密集床反応器４０３へ戻る。使用済み触媒は、ストリッピング領域４０４にて剥がされる。剥がされた後、使用済み触媒の一部は、内部熱除去器４１３を経由して、触媒混合器４１１へ返送され、使用済み触媒の他の部分は、パイプライン４３０を経由して、さらなるライザー型反応器の第１反応ゾーン４３１へ搬送される。生産物分離回収システムの分離から得られたＣ４＋炭化水素は、パイプライン４２９を経由して、さらなるライザー型反応器の第１反応ゾーン４３１へ搬送され、さらなる反応を行うために、パイプライン４３０からの触媒と接触する。結果的に生じた軽オレフィンリッチ炭化水素および結果的に生じた触媒は、反応を継続するために、引き上げ部で急速分離器４３３を経由して、第２反応ゾーン４３２、そして沈降ゾーン４３５へ搬送される。軽オレフィンリッチ炭化水素および捕捉された使用済み触媒粉末は、フィルター４３６で濾過される。濾過後、軽オレフィンリッチ炭化水素は、パイプライン４３７を経由して、生産物分離回収システム（不示）へ搬送される。使用済み触媒粉末は、ストリッピング領域４３４で剥がされ、パイプライン４３８および４１６を経由して、触媒循環システムへ搬送される。
【０１０５】
使用済み触媒の受け器４０８からの使用済み触媒は、パイプライン４１７を経由して、触媒ホッパー４０９へ搬送され、圧力解放後、パイプライン４２１を経由して、再生器４０７へ搬送される。使用済み触媒は、パイプライン２２７から主空気と向流接触し、コークスの燃焼により再生される。燃焼排ガスは、パイプライン４２６を経由して、次のエネルギー回収および精製システム（不示）へ搬送される。再生された触媒は、パイプライン４１５を経由して、再生された触媒の受け器４１０へ搬送される。内部熱除去器４１４により再生された触媒の過剰な熱が除去される。熱除去後、再生された触媒は、パイプライン４１８を経由して、触媒ホッパー４０９へ搬送される。圧力を増加させた後、再生された触媒は、パイプライン４２２を経由して、再生された触媒の供給槽４１２へ搬送され、パイプライン４２３を経由して、触媒混合器４１１へ搬送される。
【０１０６】
（第５の特定の実施形態）
図５は、本発明の第５の特定の実施形態に係る酸素含有化合物供給原料から軽オレフィンを製造する方法のフローチャートである。
【０１０７】
図５に示されるように、酸素含有化合物供給原料は、供給ライン５２４を経由して、ライザー型反応器のライザー反応器５０１へ搬送され、オレフィンを生産する脱水反応を行うために、パイプライン５２３からの触媒と接触する。反応後、結果的に生じた炭化水素産物および触媒は、内部ライザーおよび急速分離器５０２を経由して、密集床反応器５０３へ搬送される。反応温度を制御するために、急冷媒体ライン５２８からの急冷媒体は、ライザー反応器５０１へ搬送される。変化していない供給原料は、さらに触媒と接触し、密集床反応器５０３にて反応する。結果的に生じた軽オレフィンリッチ炭化水素および使用済み触媒は、沈降ゾーン５０５へ搬送される。軽オレフィンリッチ炭化水素および捕捉された使用済み触媒粉末はフィルター４０６で濾過される。濾過後、軽オレフィンリッチ炭化水素は、パイプライン５２５を経由して、生産物分離回収システム（不示）へ搬送され、使用済み触媒粉末は、降下し(settles)、密集床反応器５０３へ戻る。使用済み触媒は、ストリッピング領域４０４にて剥がされる。剥がされた後、使用済み触媒の一部は、パイプライン５１６を経由して、使用済み触媒の受け器５０８へ搬送され、使用済み触媒の他の部分は、パイプライン５３５を経由して、さらなるライザー型反応器の第１反応ゾーン５３０へ搬送され、使用済み触媒の残りの部分は、外部熱除去器５１３、および熱除去後に内部ライザーおよび急速分離器５０２へ搬送される。生産物分離回収システムの分離から得られたＣ４＋炭化水素は、パイプライン５３３を経由して、さらなるライザー型反応器の第１反応ゾーン５３０および引き上げ部５３１へ搬送され、さらなる反応を行うために、パイプライン５３５から提供される触媒と接触し、プレリフティングライン５３２を経由してプレリフティングガスと共に持ち上げられる。結果的に生じた軽オレフィンリッチ炭化水素および結果的に生じた触媒は、パイプライン５３４を経由して、密集床５０３へ搬送される。
【０１０８】
使用済み触媒の受け器５０８からの使用済み触媒の一部は、外部熱除去器５２９、そして、熱除去後、再生された触媒の供給槽５１２へ搬送される。使用済み触媒の受け器５０８からの使用済み触媒の他の部分は、パイプライン５１７を経由して触媒ホッパー５０９へ、そして、圧力開放後、パイプライン５１８を経由して使用済み触媒の供給槽５１０へ、そして、パイプライン５１９を経由して再生器５０７へ搬送される。使用済み触媒は、パイプライン５２７から主空気と向流接触し、コークスの燃焼により再生される。内部熱除去器５１５により過剰な熱が除去される。燃焼排ガスは、パイプライン５２６を経由して、次のエネルギー回収および精製システム（不示）へ搬送される。再生された触媒は、パイプライン５２０を経由して、再生された触媒の受け器５１１へ搬送される。内部熱除去器５１４により再生された触媒の過剰な熱が除去される。熱除去後、再生された触媒は、パイプライン５２１を経由して、触媒ホッパー５０９へ搬送される。圧力を増加させた後、再生された触媒は、パイプライン５２２を経由して、再生された触媒の供給槽５１２へ搬送される。使用済み触媒の受け器５０８からの使用済み触媒は、熱除去器５２９による熱除去後、再生された触媒の供給槽５１２へ搬送され、再生された触媒と混合する。混合された触媒は、パイプライン５２３を経由して、ライザー反応器５０１へ搬送される。
【０１０９】
（第６の特定の実施形態）
図６に示されるように、パイプライン６３７からの触媒および外部熱除去器６１３からの使用済み触媒は、触媒混合器６１１にて混合される。混合された触媒は、プレリフティングライン６１９からのプレリフティングガスと共に持ち上げられ、ライザー型反応器の第１反応ゾーン６０１へ搬送される。供給原料は、供給ライン６２４を経由して、第１反応ゾーン６０１へ搬送され、オレフィンを生産する脱水反応を行うために、触媒混合器６１１からの触媒と接触する。反応後、産物および触媒は、第２反応ゾーン６０２へ搬送される。変化していない供給原料は、さらに触媒と接触し、第２反応ゾーン６０２にて反応する。結果的に生じた軽オレフィンリッチ炭化水素および使用済み触媒は、引き上げ部および急速分離器６０３を経由して、沈降ゾーン６０５へ搬送される。軽オレフィンリッチ炭化水素および捕捉された使用済み触媒粉末はフィルター６０６で濾過される。濾過後、軽オレフィンリッチ炭化水素は、パイプライン６２５を経由して、生産物分離回収システム（不示）へ搬送され、使用済み触媒粉末は、降下し(settles)、ストリッピング領域６０４へ戻る。使用済み触媒は、ストリッピング領域にて剥がされ、使用済み触媒の一部は、パイプライン６１６を経由して、使用済み触媒の受け器６０８へ搬送され、使用済み触媒の他の部分は、パイプライン６２４を経由して、外部熱除去器６１３、そして、熱除去後、触媒混合器６１１へ搬送され、使用済み触媒の残りの部分は、熱除去後、外部熱除去器６１２を経由して、再生された触媒の供給槽６３６へ搬送される。
【０１１０】
使用済み触媒の受け器６０８からの使用済み触媒は、パイプライン６１７を経由して触媒ホッパー６０９へ搬送され、圧力解放後、パイプライン６２１を経由して再生器６０７へ搬送される。使用済み触媒は、パイプライン６２２から主空気と向流接触し、コークスの燃焼により再生される。燃焼排ガスは、パイプライン６２０を経由して、次のエネルギー回収および精製システム（不示）へ搬送される。内部熱除去器６１５により過剰な熱が除去される。再生された触媒は、再生された触媒の受け器６１０へ搬送される。内部熱除去器６１４により再生された触媒の過剰な熱が除去される。熱除去後、再生された触媒は、パイプライン６１８を経由して、触媒ホッパー６０９へ搬送される。圧力を増加させた後、再生された触媒は、パイプライン６２３を経由して、再生された触媒の供給槽６３６へ搬送され、外部熱除去器６１２からの使用済み触媒と混合する。混合された触媒は、パイプライン６３７を経由して、触媒混合器６１１へ搬送される。
【０１１１】
パイプライン６３３からの再生された触媒は、プレリフティングガス６２６と共に事前に持ち上げられ、さらなるライザー型反応器６２７にてさらなる反応を行うために、供給ライン６３５からのＣ４＋オレフィンと接触する。炭化水素産物および触媒は、軽オレフィンリッチ炭化水素および使用済み触媒を作製するために、急速分離器６２８により分離される。分離された炭化水素産物は、沈降ゾーン６２９で沈降され、フィルター６３１で濾過される。濾過後、炭化水素産物は、パイプライン６３２を経由して、次の分離システム（不示）へ搬送される。使用済み触媒は、ストリッピング領域６３０にて剥がされる。剥がされた後、使用済み触媒は、再生のために、パイプライン６３４を経由して、再生器６０７へ搬送される。
【０１１２】
（第７の特定の実施形態）
図７は、本発明の第７の特定の実施形態に係る酸素含有化合物供給原料から軽オレフィンを製造する方法のフローチャートである。
【０１１３】
図７に示されるように、供給ライン７０２からの酸素含有化合物供給原料および希釈剤は、流動床反応器７０１へ搬送され、オレフィンを生産する脱水反応を行うために、パイプライン７２３からの触媒と接触する。内部熱除去器７１３により、流動床反応器７０１から過剰な熱が除去される。結果的に生じた軽オレフィンリッチ炭化水素および結果的に生じた使用済み触媒の一部は、沈降ゾーン５へ搬送される。沈降後、使用済み触媒は流動床反応器７０１へ返送される。軽オレフィンリッチ炭化水素および捕捉された使用済み触媒粉末はフィルター７０６で濾過される。濾過後、軽オレフィンリッチ炭化水素は、パイプライン７０３を経由して、生産物分離回収システム（不示）へ搬送され、使用済み触媒粉末は、降下し(settles)、密集床反応器へ戻る。結果的に生じた触媒の他の部分は、パイプライン７１６を経由して、使用済み触媒の受け器７０８へ搬送され、剥がされる。
【０１１４】
使用済み触媒の受け器７０８からの使用済み触媒は、パイプライン７１７を経由して触媒ホッパー７０９へ搬送され、パイプライン７１８を経由して使用済み触媒の供給槽７１０へ、そして、パイプライン７１９を経由して再生器７０７へ搬送される。使用済み触媒は、パイプライン７２４から主空気と向流接触し、コークスの燃焼により再生される。内部熱除去器７１５により過剰な熱が除去される。燃焼排ガスは、パイプライン７０４を経由して、次のエネルギー回収および精製システム（不示）へ搬送される。再生された触媒は、パイプライン７２０を経由して、再生された触媒の受け器７１１へ搬送される。内部熱除去器７１４により再生された触媒の過剰な熱が除去される。熱除去後、再生された触媒は、パイプライン７２１を経由して、触媒ホッパー７０９へ搬送される。圧力を増加させた後、再生された触媒は、パイプライン７２２を経由して、再生された触媒の供給槽７１２へ搬送され、そして、剥がされた後、パイプライン７２３を経由して、流動床反応器７０１へ搬送される。
【０１１５】
（実施例）
以下に、実施例を用いて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。
【０１１６】
＜実施例１〜６＞
実施例１〜６は、反応圧力および単位時間当たりの重量空間速度が異なる以外、図１に示すような方法（実施例および比較例にて図１に示すような方法に従って行った場合、同じ反応器を使用する）に従って、実質的に同じ反応条件で行った。反応供給原料、触媒、反応条件、および生産物収率を、表１に列挙した。
【０１１７】
実施例１〜６から分かるように、本発明の技術的解決、すなわち、反応圧力を増加させ、それと同時に、かつ対応してＷＨＳＶを増加させ、実質的に同等の他の反応条件を維持することは、８４．９％に達する軽オレフィンの収率により達成することができた。
【０１１８】
＜実施例７〜８＞
実施例７〜８は、図１に示すような方法に従って行った。実施例４と比較して、実施例７〜８では、反応圧力を増加したとき、これにＷＨＳＶを増加させず、他の操作条件は、実質的に同じであるままだった。反応供給原料、触媒、反応条件、および生産物収率を、表２に列挙した。
【０１１９】
実施例４、実施例７、および実施例８から分かるように、実施例４と比較して、実質的に同じ他の反応条件下で、反応圧力を増加させ、これに対応してＷＨＳＶを増加させない場合にのみ、軽オレフィンの生産量および収率が減少した。軽オレフィンの収率は、実施例４の８４．３％から実施例８の８２．９％に減少した。軽オレフィンの生産量は、実施例４の３．７３ｋｇ／ｈから実施例８の２．６４ｋｇ／ｈに減少した。
【０１２０】
＜実施例９＞
実施例９は、図１に示すような方法に従って行った。実施例３と比較して、操作条件は実質的に同じままであり、反応器の入口での触媒の炭素含量のみ変化させた（反応器の入口での触媒の炭素含量は、供給原料に接触していない、反応器の入口での触媒の炭素含量のことである）。反応供給原料、触媒、反応条件、および生産物収率を、表２に列挙した。
【０１２１】
実施例３および実施例９から分かるように、実施例３と比較して、反応圧力および単位時間当たりの重量空間速度が実質的に同じであるままである場合、反応器の入口での触媒の炭素含量を７．３％から４．５％へ減少させると、軽オレフィンの生産量は、３．８４ｋｇ／ｈから３．５８ｋｇ／ｈに減少し、軽オレフィンの収率は、８４．９％から８４．３％に減少し、プロピレンに対するエチレンの質量比が増加した。
【０１２２】
＜実施例１０＞
実施例１０は、図３に示すような方法に従って行った。反応供給原料、触媒、反応条件、および生産物収率を、表２に列挙した。
【０１２３】
実施例１０から分かるように、軽オレフィンの収率は９３．３％であり、軽オレフィンの生産量は、４．０３ｋｇ／ｈであった。
【０１２４】
＜実施例１１＞
実施例１１は、図７に示すような方法に従って行った。反応供給原料（供給原料＝エタノール）、触媒、反応条件、および生産物収率を、表２に列挙した。実施例１１から分かるように、軽オレフィンの収率は８２．８％であり、軽オレフィンの生産量は、３．２６ｋｇ／ｈであった。
【０１２５】
＜実施例１２＞
実施例１２は、図２に示すような方法に従って行った。反応供給原料、触媒、反応条件、および生産物収率を、表４に列挙した。
【０１２６】
実施例１２は、軽オレフィンの製造量とガソリンの製造量との両方が増加するということが技術的に解決された。実施例１２から分かるように、プロピレンの収率が６５．９％であり、ガソリンの収率が２５．３％であり、プロピレンの生産量が１．９８ｋｇ／ｈであり、ガソリンの生産量が０．７６ｋｇ／ｈであった。
【０１２７】
＜比較例１〜６＞
比較例１〜６は、実施例１〜１０と同じ反応器、供給原料、および触媒で行い、図１に示すような方法に従って行った。実施例１〜１０と比較して、比較例１では、メタノールから軽オレフィンを製造する従来の条件で行い、反応器の入口での触媒の炭素含量が本発明よりも著しく低く、反応圧力および単位時間当たりの重量空間速度が本発明よりも著しく低い。比較例２〜６については、反応圧力および単位時間当たりの重量空間速度のみを変化させ、他の操作条件は実施例１〜１０と実質的に同じままである。比較例１〜６における、反応供給原料、触媒、反応条件、および生産物収率を、表３に列挙した。
【０１２８】
比較例１は、メタノールから軽オレフィンを製造する従来の条件で行った。比較例２は、反応器の入口での触媒の炭素含量のみ比較例１と異なっていた。比較例１と比較して、反応器の入口での触媒の炭素含量は、比較例１の１．５％から比較例２の７．２％に増加し、軽オレフィンの生産量は、比較例１の０．４７ｋｇ／ｈから比較例２の０．４３ｋｇ／ｈに減少し、転換率は、比較例１の１００％から比較例２の８０．２％に減少した。
【０１２９】
反応圧力および単位時間当たりの重量空間速度を除き、比較例２は、反応器の入口での触媒の炭素含量が実施例１〜８と実質的に同じであった。比較例２と比較して、実施例１〜８は、軽オレフィンの収率が実質的に同じであるか、あるいは僅かに高く、軽オレフィンの生産量は、著しく高かった。例えば、軽オレフィンの収率は、比較例２の７９．２％から実施例３の８４．９％に増加し、軽オレフィンの生産量は、比較例２の０．４３ｋｇ／ｈから実施例３の３．８４ｋｇ／ｈに増加し、増大幅は、７９３．０２％に達した。
【０１３０】
比較例３および実施例３について、単位時間当たりの重量空間速度を除き、他の反応条件は、同じであるままだった。比較例３は、単位時間当たりの重量空間速度が実施例３よりも著しく高かった。比較例３と比較して、本発明を用いた後、軽オレフィンの生産量は、比較例３の０．４６ｋｇ／ｈから実施例３の３．８４ｋｇ／ｈに増加し、増大幅は、７３４．７８％に達した。軽オレフィンの収率は、比較例３の８２．９％から実施例３の８４．９％に増加した。
【０１３１】
比較例４および実施例２について、反応圧力を除き、他の反応条件は、同じであるままだった。比較例４は、反応圧力が実施例２よりも著しく低かった。比較例４と比較して、本発明を用いた後、軽オレフィンの生産量は、比較例４の０．４４ｋｇ／ｈから実施例２の２．５４ｋｇ／ｈに増加し、増大幅は、４７７．２７％に達した。軽オレフィンの収率は、比較例４の７９．４％から実施例２の８４．４％に増加した。
【０１３２】
比較例５および実施例２について、単位時間当たりの重量空間速度を除き、他の反応条件は、同じであるままだった。比較例５は、単位時間当たりの重量空間速度が実施例２よりも著しく低かった。比較例５と比較して、本発明を用いた後、軽オレフィンの生産量は、比較例５の０．４３ｋｇ／ｈから実施例２の２．５４ｋｇ／ｈに増加し、増大幅は、４９０．７０％に達した。軽オレフィンの収率は、比較例５の７５．３％から実施例２の８４．４％に増加した。
【０１３３】
比較例６および実施例１について、反応圧力を除き、他の反応条件は、同じであるままだった。比較例６は、単位時間当たりの重量空間速度が実施例１よりも著しく高かった。比較例６と比較して、本発明を用いた後、軽オレフィンの生産量は、比較例６の０．３３ｋｇ／ｈから実施例１の１．１１ｋｇ／ｈに増加し、増大幅は、２３６．３６％に達した。軽オレフィンの収率は、比較例６の３３．４％から実施例１の８３．７％に増加した。
【０１３４】
【表１】
0006782233.tif 000002
【０１３５】
0006782233.tif 000003
【０１３６】
【表２】
0006782233.tif 000004
【０１３７】
0006782233.tif 000005
【０１３８】
【表３】
0006782233.tif 000006
【０１３９】
0006782233.tif 000007
【０１４０】
【表４】
0006782233.tif 000008
【０１４１】
＜実施例Ｉ＞
実施例Ｉは、図１に示すような方法に従って行い、反応供給原料、触媒、反応条件、および生産物収率を、表Ｉに列挙した。
【０１４２】
＜実施例ＩＩ＞
実施例ＩＩは、図３に示すような方法に従って行い、反応供給原料、触媒、反応条件、および生産物収率を、表Ｉに列挙した。
【０１４３】
＜実施例ＩＩＩ＞
実施例ＩＩＩは、図２に示すような方法に従って行い、反応供給原料、触媒、反応条件、および生産物収率を、表ＩＩに列挙した。
【０１４４】
表Ｉから分かるように、本方法は、エチレンおよびプロピレンの収率が従来技術よりも高くなった。表ＩＩから分かるように、本方法は、プロピレンおよびガソリンの収率が６５．９％および２５．３％であり、従来技術よりも高くなった。本発明の反応システムは、現存する産業工場よりも圧力が高いので、それゆえに、本発明の反応システムは、同じ他の反応条件下で、現存する産業工場よりも供給原料の処理量が高くなる。
【０１４５】
【表５】
0006782233.tif 000009
【０１４６】
【表６】
0006782233.tif 000010
【図面の簡単な説明】
【０１４７】
【図１】本発明の第１の特定の実施形態に係る酸素含有化合物供給原料から軽オレフィンを製造する方法のフローチャートである。
【図２】本発明の第２の特定の実施形態に係る酸素含有化合物供給原料から軽オレフィンを製造する方法のフローチャートである。
【図３】本発明の第３の特定の実施形態に係る酸素含有化合物供給原料から軽オレフィンを製造する方法のフローチャートである。
【図４】本発明の第４の特定の実施形態に係る酸素含有化合物供給原料から軽オレフィンを製造する方法のフローチャートである。
【図５】本発明の第５の特定の実施形態に係る酸素含有化合物供給原料から軽オレフィンを製造する方法のフローチャートである。
【図６】本発明の第６の特定の実施形態に係る酸素含有化合物供給原料から軽オレフィンを製造する方法のフローチャートである。
【図７】本発明の第７の特定の実施形態に係る酸素含有化合物供給原料から軽オレフィンを製造する方法のフローチャートである。
【図１】
0006782233.tif 000011
【図２】
0006782233.tif 000012
【図３】
0006782233.tif 000013
【図４】
0006782233.tif 000014
【図５】
0006782233.tif 000015
【図６】
0006782233.tif 000016
【図７】
0006782233.tif 000017