Способ и устройство для определения затухания реакции в процессе конверсии углеводородов - RU2003113961A

Реферат

1. Способ конверсии углеводородов, заключающийся в том, что в зоне реакции в присутствии катализатора в результате взаимодействия исходного углеводорода и содержащего молекулярный кислород газа получают поток продукта реакции, в котором концентрация кислорода равна, близка или превышает предел воспламеняемости, и определяют затухание реакции, используя полученный при этом сигнал для активизации мер, направленных на снижение опасности возникновения взрыва за зоной реакции.

2. Способ получения олефина, заключающийся в том, что углеводородное сырье и содержащий молекулярный кислород газ вводят в контакт с катализатором, который позволяет поддерживать процесс горения смеси газов, в которой количество топлива превышает предел воспламеняемости, и обеспечивает получение содержащего олефин и кислород потока продукта реакции, в котором концентрация кислорода равна, близка или превышает предел воспламеняемости, при этом определяют затухание реакции, используя полученный при этом сигнал для активизации мер, направленных на снижение опасности возникновения взрыва за зоной реакции.

3. Способ по п.1 или 2, в котором затухание реакции определяют в течение первых 60 с с момента затухания реакции.

4. Способ по п.3, в котором затухание реакции определяют в течение первых 20 с, проходящих с момента затухания реакции.

5. Способ по п.1 или 2, в котором затухание реакции определяют с помощью датчика температуры.

6. Способ по п.5, в котором в качестве датчика температуры используют одну или несколько термопар.

7. Способ по п.6, в котором одну или несколько термопар выбирают из группы, включающей термопары без термопарокармана, термопары с тонким термопарокарманом и заземленные термопары.

8. Способ по п.6, в котором используют термопары, способные определить затухание реакции в течение первых 20 с, проходящих с момента затухания реакции.

9. Способ по п.5, в котором температура срабатывания датчика температуры составляет от 350 до 1000°С.

10. Способ по п.9, в котором температура срабатывания датчика температуры составляет от 600 до 800°С.

11. Способ по п.1 или 2, в котором затухание реакции определяют по изменению концентрации кислорода в потоке продукта реакции.

12. Способ по п.11, в котором увеличение концентрации кислорода в потоке продукта реакции определяют в течение первых 60 с, проходящих с момента затухания реакции.

13. Способ по п.11, в котором концентрацию кислорода определяют спектроскопическим методом, выбранным из группы, включающей инфракрасную спектроскопию, спектроскопию в ближней инфракрасной области спектра, спектроскопию в видимой области спектра и ультрафиолетовую спектроскопию.

14. Способ по п.13, в котором при проведении спектроскопии в ближней инфракрасной или видимой области спектра используют спектрометр с диодным лазером.

15. Способ по 13, в котором спектроскопию проводят при длине волны, лежащей в пределах от 0,6 до 0,7 мкм.

16. Способ по п.1 или 2, в котором мерами, направленными на снижение опасности возникновения взрыва за зоной реакции, является одна или несколько мер, выбранных из группы, включающей 1) ограничение или прекращение подачи в слой катализатора исходного содержащего молекулярный кислород газа, 2) разбавление потока продукта реакции разбавителем, при наличии которого поток продукта реакции становится неогнеопасным, 3) ограничение или прекращение отбора из зоны реакции образующегося в ней продукта реакции, и 4) сбор образующегося в процессе реакции воспламеняющегося продукта в определенном предназначенном для его временного хранения месте, которое может выдержать воспламенение продукта реакции.

17. Способ по п.16, в котором в качестве разбавителя используют инертный или горючий газ.

18. Способ по п.16, в котором отбор потока продукта реакции из зоны реакции ограничивают или прекращают с помощью системы клапанов, которая изменяет направление потока продукта реакции.

19. Способ по п.18, в котором время прохождения потока продукта реакции от слоя катализатора до точки, в которой изменяют направление его движения, не превышает 40 с при максимальной производительности реактора и при минимальном рабочем давлении и максимальной рабочей температуре.

20. Способ по п.16, в котором отбор продукта реакции из зоны реакции ограничивают путем приведения в действие запорного клапана.

21. Способ по п.20, в котором запорный клапан приводят в действие в течение 20 с после определения затухания реакции при максимальной производительности реактора и при минимальном рабочем давлении и максимальной рабочей температуре.

22. Способ по п.16, в котором отбираемый для временного хранения поток продукта реакции переводят в состояние, в котором он становится невоспламеняющимся.

23. Способ по п.1 или 2, в котором при запуске реакции устройства для определения затухания реакции и систему, предназначенную для снижения опасности возникновения взрыва за зоной реакции, временно блокируют.

24. Способ по п.23, в котором к потоку продукта реакции добавляют растворитель и он становится невоспламеняемым.

25. Способ по п.24, в котором до удаления из потока продукта реакции добавленного в него разбавителя устройства для определения затухания реакции и систему, предназначенную для снижения опасности возникновения взрыва за зоной реакции, приводят в действие.

26. Способ по п.1 или 2, в котором в качестве исходного углеводорода используют газообразный углеводород.

27. Способ по п.1 или 2, в котором содержащий молекулярный кислород газ выбирают из группы, включающей молекулярный кислород, воздух и их смеси.

28. Способ по п.1 или 2, в котором к исходному сырью добавляют водород.

29. Способ по п.1 или 2, в котором молярное отношение исходного углеводорода к содержащему молекулярный кислород газу в 5-16 раз больше стехиометрического отношения углерода к содержащему молекулярный кислород газу, необходимого для полного сгорания углеводорода и образования из него диоксида углерода и воды.

30. Способ по п.1 или 2, в котором катализатор содержит металл VIII группы.

31. Реактор, используемый в процессе конверсии углеводородов, в котором может произойти затухание реакции, имеющий зону реакции, в которой имеется устройство для размещения в ней катализатора и в которой в результате контакта исходного углеводорода и содержащего молекулярный кислород газа с катализатором образуется поток продукта реакции, в котором концентрация кислорода равна, близка или превышает предел воспламеняемости, а также имеющий устройство для определения затухания реакции и средства, снижающие опасность возникновения взрыва за зоной реакции.

32. Реактор по п.31, используемый при конверсии углеводорода в олефин путем введения исходного углеводорода и содержащего молекулярный кислород газа и необязательно водорода в контакт с находящимся в зоне реакции катализатором на основе металла VIII группы с получением потока продукта реакции, в котором содержится олефин.

33. Реактор по п.31, в котором устройство для определения затухания реакции позволяет фиксировать затухание реакции в течение первых 60 с, проходящих с момента затухания реакции.

34. Реактор по п.31, в котором устройство для определения затухания реакции представляет собой одну или несколько термопар.

35. Реактор по п.31, в котором устройство для определения затухания реакции представляет собой спектрометр, выбранный из группы, включающей инфракрасный спектрометр, спектрометр, работающий в ближней инфракрасной области спектра, спектрометр, работающий в видимой области спектра, и ультрафиолетовый спектрометр.

36. Реактор по п.31, в котором средства, снижающие опасность возникновения взрыва за зоной реакции, выбраны по меньшей мере из одних средств из группы, включающей: 1) систему клапанов, которые ограничивают или прекращают подачу в слой катализатора исходного содержащего молекулярный кислород газа, 2) разбавитель, при наличии которого поток продукта реакции становится неогнеопасным, 3) систему клапанов, которые ограничивают или прекращают отбор из зоны реакции образующегося в ней продукта реакции, и 4) систему клапанов, которые позволяют собирать образующийся в процессе реакции воспламеняющийся продукт в определенном предназначенном для его временного хранения месте, которое может выдержать воспламенение продукта реакции.