反應器溫度控制的制作方法

專利名稱：反應器溫度控制的制作方法
技術領域：
本發明涉及裝備有循環流體如水和/或蒸汽的反應器。在一
個實施方案中，本發明涉及在管式反應器中將輕質烯烴低聚的工藝。
背景技術：
許多化學反應包括大量熱的釋放，為了避免損害所需反應 本身的進程或由于其它原因如產品質量或設備完整性，優選至少部分 地除去這種熱。在許多化學反應器的設計中，主要問題是溫度控制。 這尤其適用于低聚反應器，該低聚反應器通常還稱為聚合反應器。反 應放出的大量的熱的 一部分可以通過使反應物升溫而被吸收，這取決 于反應體系，但是通常使用其它的手段以將其余的熱耗散。為了達到 這個目的，通常使用具有固體催化劑的兩類反應器室式和管式，如 在Hengstebeck， "Petroleum Processing，， ， McGraw-Hill ( 1959 )， 208-234頁一般性描述的那樣。室式反應器通常是包括數個催化劑床的垂直圓柱形容器， 以在催化劑床之間注入冷卻劑淬火液。使用室式反應器將輕質烯烴低 聚成更重質的烯烴在例如美國專利號6， 072， 093中進行了描述。管式反應器通常是單程熱交換器(例如，殼管式)，催化 劑一般包含在管子中。所述殼側(shell side)通常包含循環的熱交 換流體。出于對更有效的熱傳遞的考慮，通常優選選擇此種流體，使 得可以應用殼側條件，在該條件下所選的流體至少部分地蒸發。許多 情況下適宜的選擇是使用水/蒸汽，因為尤其水是容易獲得的，反應器 的溫度可以通過控制蒸汽壓力來進行控制，該體系容易與許多化學和 石化操作中通常存在的水/蒸汽體系結合。使用管式反應器將輕質烯烴 低聚成更重質的烯烴在例如美國專利號4， 709， lll中進行了描述。對于任何給定的操作，與室式反應器相比，通常管式反應 器的建造更昂貴，加入和排出催化劑要花更長的時間，并且在更高的 反應物濃度下操作。因此，要求更嚴密地控制溫度。這在該行業中是 一個活躍的研究領域。參見，例如，美國專利申請號200301 33858 、 20040266893和20050061490。有價值的其它參考包括美國專利號4， 141， 937、4， 456, 781、 6， 072， 093、 6， 846， 966， WO 200500534、 WO 2005026640，和2004年8 月 22-26曰 Jafari Nasr和Tahmasebi在第16屆International Congress of Chemical and Process Engineering ( Progue， Czech Republic)中提出的"Application of Heat Transfer Enhancement on Vertical Thermosyphon Reboilers Using Tube Inserts"。在化學工藝過程中的反應器設計通常涉及達到放熱反應的 等溫操作。在最佳條件下，在殼中的液體例如水的猛烈沸騰在管子的 整個表面上發生。在其中制冷劑(例如水)從底部進入并從頂部離開 的垂直管式反應器中，在低效率的操作中管子浸入底部的未煮沸液相 中并且主要與或甚至僅與頂部的蒸氣(例如蒸汽)接觸。因此頂部和
底部的傳熱效率受到損害，并且相對于最佳條件可能下降大致io倍。
用當前的設計實踐獲得最佳的傳熱條件是極其困難的。當前反應器設計如圖l所示。假定熱交換流體為水。離開該 反應器(未顯示)的水/蒸汽通過管道l進入(或接近)常規蒸汽轉鼓 IO的頂部。管道1中的水落入該蒸汽轉鼓10,或者夾帶在由反應熱產生 的蒸汽中并連同蒸汽一起通過管道2除去。通過管道2離開該蒸汽轉鼓 IO的蒸汽和夾帶的水用補充水或鍋爐給水(BFW)替代，該補充水或鍋 爐給水通過管道3供入該蒸汽轉鼓10，其通常在由圖l中線ll表示的水 位以下進入。通常通過在大約常壓下使進入管道3的水接近或達到沸騰 溫度而將其脫氣，因此它基本上比該轉鼓中已經具有的水要冷，在該 轉鼓中的壓力通常更高。將通過管道4離開蒸汽轉鼓10的水返回至該反 應器。如本領域普通技術人員會認可的那樣，在蒸汽轉鼓10中的流通 由以下中的至少一種引起(i)加壓流，如通過機械泵送所述水/蒸汽，
優選管道4中的水；和(ii)熱虹吸管環流循環(thermosyphon circulation)。本發明人認識到采用這種設計，經由管道4離開蒸汽轉鼓10 和進入反應器的水之間的溫度差顯著地不同于經由管道l離開該反應 器和進入蒸汽轉鼓10的水的溫度。因此，等溫操作是困難的(如果可 獲得的話)。在這樣的情況下，進入該反應器的流體過冷并且在加熱 下不會馬上開始沸騰。這導致低效率的熱傳遞。如果進入該反應器的 水的溫度更接近離開該反應器的水的溫度，則更容易達到等溫條件。—種解決方案是使用外部熱源將經由管道3進入的補充水 預加熱。然而，這種解決方案存在兩個問題。第一，用這樣的方式將 水預加熱幾乎總是昂貴的解決方案。第二，當僅使用一個預加熱體系 和多個蒸汽轉鼓時，很難(在此以前)或不可能在所有反應器中同時 實現等溫反應器溫度。本發明人已經驚奇地發現如下保持反應器的等溫操作的有 效方法讓離開所述反應器的水/蒸汽和所述補充水進入蒸汽轉鼓的同 一個相，即，兩者均進入液相或兩者均進入液相之上的蒸氣空間。本 發明人還已經發現保持包括多個反應器的體系的等溫操作的方法。
發明概述本發明涉及包括至少 一個反應器和轉鼓，并且具有經由從所 述反應器至所述轉鼓的第一管道和從所述轉鼓至所述反應器的第二管道 循環的熱交換流體，以及其中所述流體的一部分從所述反應器體系中除 去并且經由與所述轉鼓連接的補充流體管道向所述反應器體系添加補充 流體，所述轉鼓具有液相和所述液相上方的蒸氣相，該改進包括將所述 補充流體管道和所述第一管道連接到所述轉鼓的同一個相中。在一個實施方案中，所述運載離開反應器的循環流體的管 道用來在補充流體進入轉鼓之前將其預加熱。在一個優選的實施方案 中，允許該循環流體和該補充流體在進入轉鼓之前混合。在另一個優 選的實施方案中，所述反應器體系包括至少一個反應器和至少一個蒸
汽轉鼓，其中所述至少一個反應器通過至少一個使離開所述反應器的 流體進入所述轉鼓的管道和至少 一 個使離開所述轉鼓的流體進入所述 反應器的管道與所述轉鼓連接，并且其中補充流體管道與所述體系連
接(以補充從所述體系中除去的流體)，改進包括U)將所述補充 流體管道與包含離開所述反應器并進入所述轉鼓的在液位以上的蒸氣 相中的所述流體的管道相連接；(ii)將該包含離開所述反應器的流 體的管道(ii.a)經由該補充流體管線或(ii.b)經由和該補充流體 管線分離的管道與液位以下的蒸汽轉鼓相連接；或它們的結合。在另一個優選的實施方案中，所述體系包括至少兩個并聯 反應器，每個反應器具有至少一個通過循環流體與其連接的轉鼓。在又一個優選的實施方案中，所述流體是水/蒸汽并且離開 所述反應器的水/蒸汽包含至少5wt。/。的蒸氣。在又一個優選的實施方案中，所述反應器體系是常規反應 器體系改型以便操作者(或計算機控制)可以選擇以常規方式、根據 本發明或它們的結合將補充流體從該反應器添加到蒸汽轉鼓中。本發明還涉及包括在體系中進行化學反應的工藝，該體系包 括至少一個具有轉鼓的反應器，所述轉鼓具有液相和所述液相上方的蒸 氣相，其中熱交換流體經由從所述反應器至所述轉鼓的第一管道和從所 述轉鼓至所述反應器的第二管道在所述反應器和所述轉鼓之間循環，以 及其中所述流體的一部分從所述反應器體系中除去并且通過補充流體管 道向所述反應器體系中添加補充流體，改進包括將來自所述補充流體管 道的流體和來自所述第一管道的流體添加到所述轉鼓的同 一個相中。優 選的實施方案包括其中使用根據本發明的體系的各個實施方案(優選的 和其它的)的所述工藝，以及其中所述化學反應是低聚工藝的所述工藝。本發明的目的是提供一種工藝和用于該工藝的反應器體 系，其在盡可能接近等溫的條件下操作和/或其中本發明的反應器體系 自動地將循環流體保持在最佳溫度下。本發明的另一個目的是更有效地使用廢熱將添加到反應器 體系的補充流體預加熱。通過參考下列詳細描述、優選的實施方案、實施例和所附 權利要求書，這些和其它目的、特征和優點將變得顯而易見。
附圖簡要說明在所述附圖中，在所有數個視圖中使用同樣的參考數字表 示同樣的部件。圖l是顯示現有技術中關于向蒸汽轉鼓中添加補充水的局 部工藝流程圖。圖2-4是顯示本發明的實施方案中關于從反應器到蒸汽轉
鼓的補充水和/或水/蒸汽的局部工藝流程圖。圖5是包括將本發明的方法和設備應用到低聚工藝中的實 施例的局部工藝流程圖。
詳細描述根據本發明，提供包括至少一個反應器和轉鼓的反應器體 系，該反應器體系具有經由從該反應器至該蒸汽轉鼓的第一管道和從 該蒸汽轉鼓至該反應器的第二管道循環的循環流體，優選有效的熱交 換流體(在一個優選的實施方案中，水/蒸汽)，其中該循環流體的一 部分從該反應器體系中除去并且向該反應器體系添加補充流體，該轉 鼓具有液相和蒸氣相，改進的特征在于經由該第一管道將該補充流體 和回流到該轉鼓的流體添加到該轉鼓的同一個相中，即，兩者均進入 液位上方的蒸氣相，或兩者均進入該轉鼓的液相。在一個實施方案中，將所述循環流體用作熱交換介質，通 常用作冷卻劑，然而在另一個實施方案中，本發明非常適合于其中該 循環流體也是反應器流出物本身的體系，如在上述U. S. 4，709，111中 公開的體系。更普遍地，本發明適合于任何其中發生流體沸騰和其中 損失的流體用于該體系的溫度控制的體系。舉例來說，水通常作為蒸 汽從該蒸汽轉鼓中離開，但是水也由于為控制該體系中水的質量(包 括但不限于總溶解固體(TDS))而在"排污(blowdown)"期間從該
體系中清除而受到損失。獲悉本發明的本領域普通技術人員將認可的是水可以由其 它流體如窄沸點烴或烴混合物(例如，窄餾分烷烴)代替。然而，為 方便起見，在下列描述中將使用水作為所述流體。術語水/蒸汽和蒸汽
/水將可互換使用。在一個實施方案中，所述反應器體系包括至少一個反應器 和至少一個蒸汽轉鼓，其中所述至少一個反應器通過至少一個使離開 所述反應器的蒸汽/水進入所述蒸汽轉鼓的管道和至少一個使離開所 述蒸汽轉鼓的水進入所述反應器的管道與所述轉鼓連接，以及其中向 所述蒸汽轉鼓中添加補充水，改進包括經由包含離開所述反應器并進 入所述蒸汽轉鼓的所述蒸汽/水的管道添加該補充水，以便該補充水在 液體/蒸氣界面以上進入該蒸汽轉鼓。在一個備選實施方案中，可以將 離開該反應器的蒸汽/水添加到常規補充水管線中，以便該水/蒸汽在 該蒸汽轉鼓內的液體/蒸氣界面以下進入該蒸汽轉鼓。在又一個備選實
施方案中，包含離開該反應器的蒸汽/水的管道在液體/蒸氣界面以下 進入該蒸汽轉鼓。在其中向所述蒸汽/水管線添加補充水的情形下，其優選通 過直徑比離開反應器的蒸汽/水管道小的管道添加，同樣在其中向該補 充水管線添加蒸汽/水的情形下，其優選經由直徑比該補充水管線小的 管道添力口。在其中向所述水/蒸汽管道添加補充水的情形下，為了避免 "汽錘，，影響，本發明人已經發現，在一個優選的實施方案中，離開
所述反應器的蒸汽/水包含至少5wt。/。的蒸氣。通常為了避免不穩定流
動，該蒸氣限度通常為不大于50wt。/。蒸氣。在其它實施方案中，蒸氣的 量應該不大于30wt、在其它實施方案中，蒸氣的量應該不大于20wt、 這些百分比是指，在與BFW水(在其中BFW水進入回流管線的情況下) 混合之前，從該反應器至該轉鼓的回流管線中的情況。從該轉鼓至該 反應器的管道中的流體應該基本上是100%的水。本發明的一個特定優點是它允許對現有常規裝置進行方便
的改型。因此，在另一個優選的實施方案中，所述反應器體系是常規 反應器體系改型，以便根據本發明所述補充水和/或來自該反應器的水 /蒸汽進入該蒸汽轉鼓。根據本發明的反應器體系可以包括常規反應器，如其中發 生放熱化學反應的反應器。發生在該反應器中的反應可以是任何反應， 如化學、物理或核反應，或者它可以僅僅是一些產生熱并且需要循環 流體來操作的質量作用效應。根據本發明的術語"流體"可以是液體 或蒸氣或它們的組合，并且優選是水。本發明非常適合于放熱化學反應，并且在優選的實施方案 中涉及將輕質烯烴低聚以制造更重質的烯烴(例如，在更高級烯烴的 反應器中由包括C廣Cs烯烴的烴料流制造Ce和更高級烯烴，該反應器包 括與輕質烯烴低聚反應器連接的蒸汽鍋爐)，但是它還非常適合于包 括包含一種或多種C廣d。烯烴，如C廠d。內或a-烯烴的烯烴原料的低聚 的工藝，或者由合適的原料制備一種或多種"-C2。低聚產物或一種或多 種"-Cn低聚產物的工藝，適合于曱醇生產(例如，使用曱醇反應器， 其通常也是具有蒸汽轉鼓的管式反應器)、車用汽油生產、餾出物生 產、異丙苯生產和其它使用循環熱交換流體的工藝。在一個實施方案中，所述烯烴原料(例如輕質烯烴)通過 在硅鋁磷酸鹽(SAPO)催化劑上(根據例如美國專利號4，677，243和 6，673，978的方法)或在硅鋁酸鹽催化劑上(根據例如W004/18089、 W004/16572、 EP 0 882 692和專利號U. S. 4, 025， 575的方法)將含氧 化合物如曱醇轉化為烯烴而獲得。或者，所述輕質烯烴可以如下獲得 通過較重石油餾分的催化裂化，或通過在透徹理解的稱為"蒸汽裂化，， 的方法中與蒸汽混合的各種烴料流(從乙烷至石腦油至重質燃料油) 的裂解。
質烯烴的聚合的優選方法包括在美國專利號4， 855， 527、 4， 855， 528、 5,073,658 、 5,108,970 、 5,112,519、 5,169,824 、 5， 234， 875 、 5,260,501 、 5,284, 989 、 5,672,800 、 5，731， 486 、 5,783,168 、5,866,096 、 6， 013,851、 6, 143,942 、 6, 300,536、 6,884, 916，加拿 大專利號2， 103， 587， W0 01/83407和WO 93/25476 Al中給出的那些。作為非限制性實例并且沒有限制的意圖，將得益于本發明 的應用的工藝包括那些低聚工藝，該低聚工藝向聚合反應器提供(除 烯經進料外)源自反應產物的再循環物質，包括例如選自以下物料中 的一種較低分子量低聚物(例如，與該反應產物中形成的更高分子 量低聚物分離的較低分子量低聚物)、飽和物(如可能連同輕質烯烴 一起引入的或在該低聚反應中形成的丙烷或丁烷)和未反應的烯烴進 料(例如，在該低聚反應中沒有轉化而且與離開該反應器的整個流出 物分離的未反應的輕質烯烴)。這些可能包括以上指出的低聚工藝， 并且還值得注意的是那些使用較低分子量低聚物的再循環物質形成其 它更高分子量的烯烴的工藝，尤其是餾出物產物的生產。在此將餾出 物產物定義為包含至少兩種C廣C36范圍內的不同烴碳數分子。—般而言，餾出物產物的特征在于沸程和為常規石油衍生 的烴料流如煤油、噴氣燃料和機動車用柴油所共有的組成，并且適合 這些應用。適宜地，在本發明的一個實施方案中，餾出物產物包含90wt。/。 以上的C廣(V烴，如95wt。/n以上的C9-C2。支化的烯烴。這些工藝的示例性 公開包括美國專利4， 444， 988 、 4， 520， 221和4， 720, 600 ，以及 謂3/82780。餾出物還可以包括線性石蠟族、芳族和環烷物質，以及從 反應產物獲得的烯烴餾出物產物的全部或一部分可以通過本身為本領 域技術人員熟知的方法進一步部分或基本上完全地被氫飽和。作為進一步的非限制性實例，另一種將得益于本發明的應 用的工藝是車用汽油的制造。如在此限定的一樣，車用汽油包含至少 兩種C廣Cu范圍內的不同烴碳數分子。 一般而言，車用汽油的特征在于 沸程和為用于內燃機的功能的常規石油衍生的車用汽油燃料所共有的 組成。適宜地，在本發明中，車用汽油包含80 wty。以上的C廣Cu烴，如 90wt。/。以上的C5-d。烯烴，飽和物或芳族化合物或它們的混合物。這些 工藝的示例性公開包括美國專利4， 444， 988和4, 520, 221 (如以上所指 出的，其連同餾出物產物一起共同制造車用汽油)，以及3， 899, 544 和4， 058， 576 (其涉及將醇和醚轉化為車用汽油)。獲悉本發明公開內容的本領域技術人員將認可的是，為其
申請專利的所述蒸汽轉鼓裝置在一個實施方案中可以視為一大類稱作 "廢熱鍋爐，，或"蒸汽發生器"的裝置中的一種，這一類裝置的起源 早于精煉/石油化學工業。這些裝置通常使用熱液體或氣體和水作為原 料并且產生較低溫度的液體和氣體以及蒸汽作為產物。類似的裝置已 經用來產生用于發電或發熱的高壓蒸汽。再一個更近的實例是核電站， 其中核心產生熱的熱傳遞流體，該流體在熱交換器中循環以產生蒸汽。 該蒸汽離開以使渦輪機旋轉從而產生電，冷卻的熱傳遞流體返回至該 核心以重新^皮加熱。所述反應器中的循環可以由加壓流引起，如通過機械泵送 流體通過所述體系或通過使用壓縮機，或者循環可以是熱虹吸管環流 (或者"溫差環流")循環。在優選的實施方案中，本發明的目的是 允許一個或多個廢熱鍋爐的處理(管子)側變得更加等溫。這通過使 水/蒸汽(殼側)更加等溫來實現。這種等溫性對于其中反應放出的熱 是"廢熱"的來源的廢熱鍋爐來說特別有用。熱虹吸管環流流動由從 所述蒸汽轉鼓至該廢熱鍋爐的下降段(downleg)中的重質液體與該廢
中的較輕兩相蒸氣A液體、(蒸汽/水)i合物之間的密度差驅動。本文所使用的術語"等溫"是指基本上均勻的溫度。本領 域普通技術人員將理解的是，等溫條件可以通過例如穩定的溫度特性 (如一旦獲得穩態條件，在所述反應器的至少一部分長度上并優選基 本上所述反應器的整個長度上變化為例如士10。C的正弦曲線型溫度特 性)來判定。在將輕質烯烴低聚成更重質烯烴的每個反應器的典型長 度為大約15英尺(大約4. 5米)至大約30英尺(大約9米)，優選大約 20英尺(大約6米)至大約30英尺。在一個優選的實施方案中，循環將通過熱虹吸管環流作用 引起。在其中所述體系包括蒸汽轉鼓并且所述反應器是管殼式熱交換
器的實施方案中，應該將該蒸汽轉鼓設置在該反應器之上以提供保持 蒸汽/水混合物循環所需的熱虹吸管環流作用。在該優選的實施方案 中，水/蒸汽在廢熱鍋爐的殼側，熱源在管子中。該熱源將是包括輕質
烯烴(例如乙烯，C3、 G和C5烯烴以及它們的混合物)低聚成更重質的 烯烴(例如C6和更高級的烯烴，優選C「C2。或C6- 烯烴)的放熱反應。 裝在該管子中的催化劑通常選自固體磷酸(sPA) ， 二氧化硅/氧化 鋁上的NiO，分散在氧化鋁載體上的單層Si02上的Ti02， 一種或多種沸 石(例如ZSM-5、 ZSM-22、 ZSM-23、 ZSM-35、 ZSM-57、 MCM-22、 MCM-23、 MCM-41、 MCM-49和MCM-56 )，以及這些催化劑的混合物，所述沸石上
或其中可以沉積有金屬或可以不沉積金屬。獲悉本發明公開內容的本領域普通技術人員可以容易地使 本發明適合于多個反應器，即串聯或并聯反應器。當并聯使用多個反 應器時，可以獨立地選擇用于每個反應器的催化劑，并且在典型的工 業操作中每個反應器可能具有不同的催化劑；如果不是不同種類的催 化劑，則至少該催化劑的壽命不同。這是本發明提供的顯著優點之一。 因為并聯反應器通常會在壽命并因此在催化劑的活性方面不同，該多 個反應器的體系中的每個反應器的殼側將在不同的壓力下操作。舉例 來說，典型的體系可以具有一個包含較新催化劑的在10巴(大約9. 9 個大氣壓)下操作的反應器和另一個包含較老催化劑的在40巴(大約 39. 6個大氣壓)下操作的反應器。采用常規的多個裝備有單個鍋爐給 水預熱器的反應器/蒸汽轉鼓，操作者通常會找到補充水的合適的折衷 溫度。然而，在包括根據本發明的設備的體系中，每個單獨的反應器 調節補充水的溫度以獲得該反應器所特有的等溫條件。這是對困難問 題的漂亮的解決方案。在一個優選的實施方案中，補充水源將分為至少兩種料流， 一種以常規方式進入蒸汽轉鼓， 一種(根據本發明的一個實施方案)作 為離開該反應器的水/蒸汽進入蒸汽轉鼓的同一個相。每種料流將具有控 制閥以便可以獨立地控制該料流。通常，在使用這樣的其中在等溫條件 下的循環通過熱虹吸管環流作用引起的實施方案的工藝中，在啟動時任
何必需的補充水可以以常規方式直接進入蒸汽轉鼓。當達到等溫條件和/ 或實現熱虹吸管環流循環時，優選僅將補充水添加到將水/蒸汽從反應器 運載到蒸汽轉鼓的管道中。在這種系統中所述閥的控制可以由獲悉本發 明公開內容的普通技術人員通過常規試驗來進行優化。圖2進一步示出了本發明的實施方案。如圖2所示，與

圖1相似， 離開所述反應器(未顯示)的水/蒸汽經由管道l進入(或接近)蒸汽轉 鼓10的頂部。管道1中的水落入該蒸汽轉鼓10，或者夾帶在由反應熱產生 的蒸汽中并連同蒸汽一起通過管道2除去。經由管道2離開該蒸汽轉鼓l0
(:FW)替代。根據本發明，在進入蒸》'^轉鼓10的液位l 1以上^的蒸氣相中 之前，將管道3中的補充水或BFW用管道l中的水/蒸汽預加熱。與圖l相似， 在圖2中離開蒸汽轉鼓l 0的水經由管道4返回至該反應器中。不需要外部 熱源將該BFW水預加熱(雖然那仍然是可選的選擇)。獲悉本發明公開內容的本領域普通技術人員將理解的是， 圖2僅是本發明的 一個具體實施方案，并且本發明還涉及任何這樣的蒸 汽轉鼓構型，該蒸汽轉鼓構型將從反應器返回的熱的蒸汽/水與轉鼓中 較冷水相的任意部分混合以在整個蒸汽轉鼓中獲得更加均勻的溫度。 圖2的管道3中的BFW可以直接進入管道1，或者如圖2所示，管道3可以 具有比管道l小的直徑，并且管道3可以在管道1內延續一段預定的距 離，優選在達到所述蒸汽轉鼓之前終止。通常所述BFW在管道1內將具 有分散的釋放，例如，可以將其噴入管道l，并且該結合的料流可以同 樣噴入蒸汽轉鼓IO。優選地，所述BFW與從反應器離開的水/蒸汽的良 好熱混合在該結合的料流進入蒸汽轉鼓之前進行；將來自管道l和管道 3的料流混和的基本上最佳的構型可以由獲悉本發明公開內容的本領 域普通技術人員僅通過常規試驗就可實現。另一個實施方案在圖3中示出。在圖3中，管道3中的補充水 以常規方式進入蒸汽轉鼓IO，即，在液體/蒸氣界面ll以下進入，蒸汽 經由管道2離開所述體系，以及水/蒸汽經由管道4返回至反應器中。改 進是離開反應器的水/蒸汽管道l現在在界面ll以下進入蒸汽轉鼓。在另一個實施方案中，如圖4所示，離開所述反應器的水/ 蒸汽管道1現在進入補充水管線3(水/蒸氣界面11以下)以在進入轉鼓 1 O之前將補充水預加熱。和其它圖 一樣，水經由管道4返回至反應器中， 蒸汽經由管道2離開。不管是將常規蒸汽轉鼓根據本發明進行改型或建造新的反 應器體系，某些合適的內部蒸汽轉鼓調整可能是有利的，尤其是在其 中水/蒸汽和補充水均進入液相的情形下。例如，該蒸汽轉鼓可以安裝 有一個或多個蒸餾塔板和放置在下水管(排水口)中的液位控制器。 還可以將該蒸汽轉鼓安裝在反應器以上較高的位置以增加壓降從而實 現合適的熱虹吸管環流作用。這些工程細節在普通技術人員的技能水 平之內。現在參考圖5，其示出了根據本發明的用于生產烴組合物的 低聚工藝的實施方案。圖5中的工藝使用埽烴低聚體系10，包括熱交換 器反應器體系26 (包括構件34、 27、 22和18,其在以下論述)和分離 裝置46(如分餾塔)，以及其它構件。在管線12中提供新鮮的原料流， 如包含至少一種C廣C8烯烴的原料流，在管線14中提供包含不超過10wty。 C:。+烯烴的烯烴再循環料流(舉例來說)，在一個優選的實施方案中， 提供的烯烴再循環料流滿足管線14中的烯烴再循環物質流體與管線12 中原料流體的質量比為至少O. 5并且不大于2. 0。該結合的物料經由管 線16提供給進料/流出物熱交換器18以形成管線20中的第一加熱的結 合的反應器進料。使該管線20中的第一加熱的結合的反應器進料通過 預加熱交換器22以形成管線24中的第二加熱的結合的反應器進料。穿 過預加熱交換器22的未編號的線條表示加熱介質，例如900 psig( 6310 kPa)蒸汽，管線24中的第二加熱的結合的反應器進料的溫度應該高于 管線20中的第一加熱的結合的反應器進料，但是其溫度不高于熱交換 器反應器27中所需的低聚反應溫度。將管線24中的第二加熱的結合的反應器進料提供給熱交換 器反應器27，在那里它流過多個管子28，與包含在管子28中的催化劑 接觸。舉例來說，管線24中的第二加熱的結合的反應器進料的流量和
熱交換器反應器27的管子28中的催化劑的量滿足，基于管線24中的笫 二加熱的結合的反應器進料中的烯烴含量和該催化劑中的分子篩的 量，獲得至少2. 3的WHSV。因此低聚反應在管子28內進行，產生熱，該熱穿過管子28 的壁從而被在反應器27的殼側30中圍繞該管子外部流動的沸水吸收。 殼側30中的沸水是蒸汽和液態水的混合物，該混合物通過管線38和52 到達分離容器34。根據本發明，在管線32中提供補充液體鍋爐給水， 并且在經由管線52達到分離容器34之前與來自管線38的蒸汽和液態水 的混合物相結合。在該分離容器34中由來自管線52的蒸汽和液態水形 成的液態水通過管線36離開分離容器34的底部。在該熱交換器反應器 27中產生的蒸汽通過管線40從分離容器34的頂部放出，并且可以用來 例如在分餾塔重沸器中提供熱或用來在渦輪發電機中發電。然后將管 線36中的液態水提供給熱交換器反應器27的殼側，從而變成殼側30中 的沸水。雖然沒有在圖5中詳細示出，但是由管線32、 38和52表示的管 道將通過本文其它地方描述的方式進行取向和設置(例如在圖2中示出 并描述的那樣)，從而確保補充流體和經由第一管道返回至轉鼓的流 體進入該轉鼓的同一個相，即，兩者均進入液位以上的蒸氣相或者兩 者均進入該轉鼓的液相。在所述殼側30上在沸騰狀態下的較純的熱交換組分(例如 水)的存在提供殼側30內部幾乎恒定的溫度，并且可以(假設熱交換 器反應器27的其它設計考慮合適的話)為管子28內發生的反應提供非 常接近等溫的條件。熱交換器反應器27中的所有管子28內部和之間的 最高和最低溫度之差優選不大于40下(22。C )，適宜地不大于30T ( 17 。C),或者甚至不大于18下(10。C)。另外，熱交換器反應器體系26 的這種構型允許通過控制分離容器34 (有時稱作"蒸汽轉鼓")內的 壓力來很好地控制管子28內的反應溫度。該蒸汽轉鼓34中的壓力控制 水在殼側30中沸騰的溫度，其是控制管子28內的反應熱的吸收率的關 鍵因素之一。隨著在生產中管子28中的催化劑隨時間鈍化，可以通過提 高蒸汽轉鼓34中的壓力，從而提高殼側30中的流體的沸騰溫度和提高 管子28內的低聚反應的溫度來獲得給定水平的烯烴轉化率。當然，必 須保持殼側3 0中的沸騰流體的溫度低于管子2 8內所需的低聚反應溫 度，適宜地低至少5'C，例如低至少1(TC，包括低至少15'C和甚至低至 少20。C，但是通常低不超過4(TC,從而降低在管子28中引入過于大的 徑向溫度梯度和降低管子2 8內低聚反應的等溫性的風險。—種用于在熱交換器反應器27中達到等溫條件的設計考慮 是管子28的相對小的直徑，例如，小于大約3英寸(7.6厘米)的外徑， 適宜地小于大約2英寸(5. l厘米)，例如小于大約l. 5英寸(3. 8厘米)， 和與管子28內的所需壓力等級匹配的內徑。這提供相對于管子28內的 每單位體積的反應空間產生的熱來說較小的對熱傳遞的抗力。另一種
這樣的設計考慮是管子28的較長的長度，例如大于大約5米，包括大于
大約7米，適宜地大于大約9米，這降低了管子28內反應的每單位體積
的熱釋放并且還促進等溫性。所述低聚反應產物通過管線42離開熱交換器反應器27，并
且提供給進料/流出物交換器18。冷卻的反應產物通過管線44離開進料
/流出物交換器18，并且提供給分離裝置46。分離裝置46可以包括一個
或多個熟知的構件，例如分餾塔、膜和閃蒸鼓以及其它構件，并且用 來將管線44中的冷卻的反應產物中的各種組分分離成與管線44中的冷
卻的反應產物相比具有不同的組分濃度的各種料流，包括例如在管線 斗8中的制造的餾出物產物和管線14中的包含(在一個優選的實施方案 中)不超過10wt。/。 d。烯烴的烯烴再循環料流。此外， 一種或多種吹洗 料流(purge stream)可以通過分離裝置46產生并且經由管線50離開。 管線50中的這種吹洗料流適宜地包括和管線12中的原料料流相比更富 含飽和經的料流，例如包含未反應的丁烯和較濃Cr飽和物的富含C廣 的料流，或與管線14中的烯烴再循環物質具有相同或類似組成并且含 較濃Cs+飽和物的一部分物料。提供這種吹洗料流方便控制為熱交換器 反應器27中的反應提供的烯烴的分壓。實驗以下實施例旨在說明本發明。許多修改和改變是可能的并 且應該理解的是在所附權利要求書的范圍內，可以通過與本文具體描 述的不同的方法實施本發明。實施例l.以下測量是針對用于常規管式反應器中的輕質 烯烴的低聚的商業上操作的裝置進行的，就蒸汽轉鼓而言，該常規管 式反應器具有圖1中示出的設計。該反應器的殼側上的操作出口蒸汽溫 度為240. (TC。通過與補充水混合，將從該蒸汽轉鼓離開到該反應器的 殼側(進口 )的水冷卻至234. 8'C。因此，在穩態條件下，從該蒸汽轉 鼓到該反應器殼側進口 (圖1中的管道4)的水的溫度比該反應器殼側 出口蒸汽/水(圖l中的管道l)低5. 2'C。實施例2.以下測量是針對用于相同的反應的操作裝置并 且在與實施例l中的幾乎相同的管式反應器體系中進行的，不同在于根 據本發明進行了改型并且就蒸汽轉鼓而言具有圖2中示出的設計。該反 應器的殼側上的操作出口蒸汽溫度為240. 4°C(所選的盡可能接近實施 例l中選擇的操作點)。從該蒸汽轉鼓離開到該反應器的殼側(進口 ) 的水現在為238. 6'C。因此，在穩態條件下，從該蒸汽轉鼓到該反應器 殼側進口(圖2中的管道4)的水的溫度比該反應器殼側出口蒸汽/水(圖 2中的管道1)低1.8'(^。顯然，與釆用常規設備獲得的相比，這更接近 等溫操作。雖然因為涉及非常多的變量(催化劑壽命、充填密度等等) 總是難以對催化體系進行對比，但是上述對比是在常規實驗性差異內 使用基本上相似的條件(除了以上描述中指出的那些)進行的。該對 比清楚地說明，對于進行典型的低聚工藝的典型的常規反應器體系來 說，根據本發明操作的體系比常規體系更接近等溫條件。
雖然已經具體地描述了本發明的示例性實施方案，但是應當理解 的是在不脫離本發明的精神和范圍的情況下各種其它的修改對本領域 普通技術人員將是顯而易見的，并且可以容易地作出。例如，所述實 施方案(優選的和其它的)可以以許多對本領域普通技術人員顯而易
見的方式進行結合。因此，沒有將在此所附權利要求的范圍限于本文 給出的實施方案和其它描述的意圖，而是應理解為所述權利要求包括 存在于本發明的可獲得專利權的新穎性的所有特征，包括本發明所屬 技術領域中的那些技術人員當作其等同物的所有特征。然而，某些實 施方案是尤其優選的，包括反應器體系，該反應器體系包括至少一個 反應器和轉鼓并且具有經由從所述反應器至所述轉鼓的第 一管道和從 所述轉鼓至所述反應器的第二管道循環的熱交換流體，以及其中所述 流體的 一部分從所述反應器體系中損失并且通過補充流體管道向所述 反應器體系添加補充流體，所述轉鼓具有液相和所述液相上方的蒸氣 相，改進包括將所述補充流體管道和所述第一管道引入到所述轉鼓的
同一個相中；以及還有選自以下一種或多種的優選的實施方案(其可 以按照獲悉本發明公開內容的普通技術人員認為合適的方式進行結 合)其中所述補充流體管道和所述第一管道進入所述轉鼓的液相； 其中所述補充流體管道和所述第一管道進入所述轉鼓的蒸氣相；其中 改進還包括(i )將所述補充流體管道引入到所述第一管道中，所述 第一管道進入所述轉鼓到所述蒸氣相中；(ii)將所述第一管道引入 到所述補充流體管道中，所述補充流體管道進入所述轉鼓到所述液相 中；(Hi )將所述第一管道和所述補充流體管道分別引入到所述蒸汽 轉鼓中的液位以下。此外，反應器體系，其包括至少一個反應器和轉 鼓并且具有經由從所述反應器至所述轉鼓的第一管道和從所述轉鼓至 所述反應器的第二管道循環的熱交換流體，以及其中所述流體的一部 分從所述反應器體系中損失并且向所述反應器體系添加補充流體，改 進包括向所述第一管道添加所述補充流體；以及還有選自以下一種或 多種的優選的實施方案(其可以按照獲悉本發明公開內容的普通技術 人員認為合適的方式進行結合)其中所述反應器是聚合反應器；其 中所述反應器是低聚反應器；其中所述反應器是管式反應器；其中所 述反應器是管式聚合反應器；其中所述反應器是包括至少一個其中具 有聚合催化劑的管子的殼管式聚合反應器，尤其是其中所述催化劑選 自固體磷酸(SPA)、沸石和它們的混合物；其中所述轉鼓是蒸汽轉鼓，
其具有蒸汽排出口 、從所述反應器接收水/蒸汽的進口和包括通往所述 反應器的管道的出口 ，尤其是其中所述轉鼓還包括用來接收補充水的 進口；其中所述流體選自水、蒸汽和它們的混合物；其中所述第一管
道中的所述流體主要由大約5wt。/廣大約50wt。/。蒸汽和大約95wt。/。-大約 50wt。/。水構成，或其中所述第一管道中的所述流體主要由大約5wt。/。-大 約30wty。蒸汽和大約95wt。/。-大約70wt。/。水構成，或其中所述第一管道中 的所述流體主要由大約5wt。/。-20wt。/。蒸汽和大約95wty。-大約80wty。水構 成；其中所述體系包括至少兩個反應器，每個反應器具有與其流體連 通的蒸汽轉鼓。此外， 一種工藝，該工藝包括在體系中進行化學反應， 該體系包括至少一個具有轉鼓的反應器，所述轉鼓具有液相和所述液 相上方的蒸氣相，其中熱交換流體經由從所述反應器至所述轉鼓的第 一管道和從所述轉鼓至所述反應器的第二管道循環，以及其中所述流 體的一部分從所述反應器體系中損失并且將補充流體添加到所述反應 器體系，改進包括將所述補充流體和所述第一管道引入到所述轉鼓的 同一個相中；以及還有選自以下一種或多種的優選的實施方案(其可 以按照獲悉本發明公開內容的普通技術人員認為合適的方式進行結 合)其中將所述補充流體和所述第一管道引入到所述轉鼓的液相以 上；其中將所述補充流體和所述第一管道引入到所述轉鼓的所述液相 中；其中在所述工藝的至少一部分過程中將所述補充流體添加到所述 第一管道；其中所述化學反應選自輕質烯烴的聚合以制造更重質的烯 烴，曱醇的制備，車用汽油的制備和異丙苯的制備(和許多其它的反 應，如制備直接或作為中間體適合于燃燒流體或烴流體的液態烴，該 燃料流體或烴流體可用作例如溶劑、載體等等)；其中所述反應器包 括殼管式反應器，尤其其中所述殼管式反應器包括填充有選自sPA、沸 石和它們的混合物的催化劑的管子；其中所述體系包括多個反應器， 每個反應器具有通過所述管道與其流體連通的轉鼓，并且每個反應器 包括殼-和-管，其中所述體系中的每個所述管子填充有催化劑，該催 化劑可以與所述體系中任何其它管子的相同或不同，并且其中獨立地 允許每個反應器達到等溫條件；其中所述第 一管道中的所述熱交換流體包含至少5wt。/。蒸氣；其中在所述工藝的至少一部分過程中還將補充 流體直接添加到所述轉鼓；其中在穩態條件過程中將補充水只添加到 所述第一管道。此外，將輕質烯烴低聚成更重質烴的連續工藝，其中 在至少一個與轉鼓流體連通從而熱交換流體在所述管式反應器和所述 轉鼓之間循環的管式反應器中，在低聚條件下使連續的液體烯烴原料 流與低聚催化劑接觸，并且其中添加補充流體以補充損失的熱交換流 體，改進包括通過在所述熱交換流體進入所述轉鼓之前讓所述補充流 體的至少一部分與離開所述管式反應器的熱交換流體接觸而將所述補 充流體預加熱；以及還有選自以下一種或多種的優選的實施方案(其 可以按照獲悉本發明公開內容的普通技術人員認為合適的方式進行結 合) 一種使用包括多個管式反應器的體系的工藝，每個反應器與轉 鼓流體連通，并且其中通過在所述熱交換流體進入所述轉鼓之前讓所 述補充流體的至少一部分與離開所述管式反應器的熱交換流體接觸而 使至少兩個反應器獨立地達到穩態反應條件；其中所述穩態反應條件 包括基本上等溫的反應條件。此外， 一種設備，其包括通過至少兩個 管道與蒸汽轉鼓流體連通的殼管式反應器，第一管道用于將流體從所 述反應器移除到所述蒸汽轉鼓，第二管道用于從所述蒸汽轉鼓向所述 反應器提供流體，從而熱交換流體可以通過所述管道在所述反應器和 所述蒸汽轉鼓之間循環，所述設備進一步具有至少一個管道，從而可 以添加補充熱交換流體，改進包括讓所述至少一個管道進入所述第一 管道，從而可以將補充熱交換流體添加到所述第一管道中的流體中； 和一個優選的實施方案，其中所述設備是改型的常規廢熱鍋爐體系， 其進一步包括管道，從而可以將熱交換流體直接添加到所述蒸汽轉鼓。 此外， 一種廢熱鍋爐體系，其包括至少一個與至少一個轉鼓流體連通 的殼管式熱交換器并且具有經由從所述交換器的殼側至所述轉鼓的笫 一管道和從所述轉鼓至所述熱交換器的殼側的第二管道循環的熱交換 流體，以及其中所述流體的一部分從所述廢熱鍋爐體系中損失并且向 所述廢熱鍋爐體系添加補充流體，改進包括向所述第一管道添加所述 補充流體；其可以通過以下一項或多項進一步任選地進行描述其中
所述殼管式熱交換器包括至少一個其中布置有催化劑的管子，所述催
化劑適合于催化放熱化學反應；其中所述催化劑包括至少一種選自以 下的催化劑固體磷酸(sPA), 二氧化硅/氧化鋁上的NiO，分散在氧 化鋁載體上的單層Si02上的Ti02，和選自ZSM-5、 ZSM-22、 ZSM-23、 ZSM-35、 ZSM-57、 MCM-22、 MCM-23、 MCM-41、 MCM-49和MCM-56的沸石， 以及這些催化劑的混合物，所述沸石上或其中可以沉積有金屬或可以 不沉積金屬；并且其中所述體系還包括多個殼管式熱交換器。此外， 一種低聚裝置，其包括(a)至少一個反應器，和(b)包括轉鼓的 熱交換回路，該轉鼓中具有液相和蒸氣相，該熱交換回路適合于與所 述反應器交換熱并且包括從所述反應器至所述轉鼓的第 一管道和從所 述轉鼓至所述反應器的笫二管道； 一種工藝，其包括(i)讓烯烴進 料和低聚催化劑在所述反應器中接觸從而形成反應產物；(ii)使流 體在所述第一管道中的從所述反應器至所述轉鼓和在所述第二管道中 的從所述轉鼓至所述反應器的熱交換回路中循環；和(iii )將基本上 液相的補充流體添加到所述熱交換回路，其中該補充流體和所述第一 管道進入該轉鼓的同 一個相中；其可以進一步但是任選地通過以下條 件中的至少 一 項進行限制其中所述補充流體和所述第 一 管道中的所 述流體在進入所述轉鼓之前達到熱平衡；其中所述補充流體和所述第 一管道中的所述流體進入所述轉鼓的蒸氣相；其中所述補充流體和所 述第 一管道中的所述流體進入所述轉鼓的蒸氣相；其中該催化劑是固 體磷酸酸性催化劑、沸石催化劑或它們的組合；其中該烯經進料包含 一種或多種C廣d。 ot-烯烴；其中該烯烴進料包含丙烯、正丁烯、異丁 烯或它們的任何組合；以及其中將再循環組分與所述反應產物分離(在 一個實施方案中，該再循環組分有利地選自較低分子量低聚物、飽和 物和未反應的輕質烯烴)，在甚至更加優選的實施方案中，其特征在 于使該再循環產物連同烯烴進料一起與低聚催化劑接觸以形成所述反 應產物，而更優選地，其中該再循環組分包括較低分子量低聚物，該 反應產物包括餾出物產物；此外，其中所述工藝還包括從該反應器中 除去C廣Cn低聚物產物。應當理解的是，本發明還涉及這樣的工藝，其
中某些低聚物產物可以進一步發生反應，例如進一步讓C6-d3低聚物反 應以形成醛或醇，并且更進一步由據此產生的醇形成增塑劑，仍然更 進一 步形成包含熱塑性塑料和該增塑劑的制品。
權利要求
1.反應器體系，其包括至少一個反應器和轉鼓，并且具有經由從所述反應器至所述轉鼓的第一管道和從所述轉鼓至所述反應器的第二管道循環的熱交換流體，以及其中所述流體的一部分從所述反應器體系中損失并且通過補充流體管道向所述反應器體系添加補充流體，所述轉鼓具有液相和所述液相上方的蒸氣相，改進包括將所述補充流體管道和所述第一管道引入到所述轉鼓的同一個相中。
2. 根據權利要求l的反應器體系，其中所述補充流體管道和所述第 一管道進入所述轉鼓的液相。
3. 根據權利要求l的反應器體系，其中所述補充流體管道和所述第 一管道進入所述轉鼓的蒸氣相。
4. 根據權利要求1的反應器體系，所述改進還包括下列中的 一 項或 多項(i)將所述補充流體管道引入到所述第一管道中，所述第一管 道進入所述轉鼓到所述蒸氣相中；(ii)將所述第一管道引入到所述 補充流體管道中，所述補充流體管道進入所述轉鼓到所述液相中；(i i i )將所述第 一管道和所述補充流體管道分別引入到所述轉鼓中液 位以下。
5. 反應器體系，其包括至少一個反應器和轉鼓，并且具有經由從 所述反應器至所述轉鼓的第一管道和從所述轉鼓至所述反應器的第二 管道循環的熱交換流體，以及其中所述流體的 一部分從所述反應器體 系中損失并且向所述反應器體系添加補充流體，改進包括將所述補充 流體添加到所述第 一管道。
6. 根據權利要求5的反應器體系，其中所述反應器是聚合反應器。
7. 根據權利要求5的反應器體系，其中所述反應器是管式反應器。
8. 根據權利要求5的反應器體系，其中所述反應器是管式聚合反應器。
9. 權利要求5的反應器體系，其中所述反應器是殼管式聚合反應 器，該殼管式聚合反應器包括至少一個其中具有聚合催化劑的管子。
10. 權利要求9的反應器體系，其中所述催化劑選自固體磷酸 (SPA)、沸石和它們的混合物。
11. 根據上述權利要求中任一項的反應器體系，其中所述轉鼓是蒸 汽轉鼓，其具有蒸汽排出口、從所述反應器接收水/蒸汽的進口和包括 通往所述反應器的管道的出口。
12. 根據上述權利要求中任一項的反應器體系，其中所述轉鼓還包 括接收補充水的進口。
13. 根據上述權利要求中任一項的反應器體系，其中所述流體選自 水、蒸汽和它們的混合物。
14. 根據上述權利要求中任一項的反應器體系，其中所述第一管道 中的所述流體主要由大約5 w t % -大約5 0 w t %蒸汽和大約9 5 w t % -大約 50w"/。水構成。
15. 根據權利要求1-13中任一項的反應器體系，其中所述第一管道 中的所述流體主要由大約5wt%-大約30wt%蒸汽和大約95wt°/。-大約 70wt。/。水構成。
16. 根據權利要求1-13中任一項的反應器體系，其中所迷第一管道 中的所述流體主要由大約5wt。/。-20wty。蒸汽和大約95wt。/。-大約80wt。/。水 構成。
17. 根據權利要求5-16中任一項的反應器體系，包括至少兩個反應 器，每個反應器具有與其流體連通的蒸汽轉鼓。
18. 包括在體系中進行化學反應的工藝，該體系包括至少一個具有 轉鼓的反應器，所述轉鼓具有液相和所述液相上方的蒸氣相，其中熱 交換流體經由從所述反應器至所述轉鼓的第一管道和從所述轉鼓至所 述反應器的第二管道循環，以及其中所述流體的 一部分從所述反應器 體系中損失并且將補充流體添加到所述反應器體系，改進包括將所述 補充流體和所述第一管道引入到所述轉鼓的同一個相中。
19. 權利要求18的工藝，其中將所述補充流體和所述第一管道引入 到所述轉鼓的液相上方。
20. 權利要求18的工藝，其中將所述補充流體和所述第一管道引入 到所述轉鼓的所述液相中。
21. 權利要求18的工藝，其中在所述工藝的至少一部分過程中將所 述補充流體添加到所述第一管道。
22. 根據權利要求18-21中任一項的工藝，其中所述化學反應選自 制造更重質烯烴的輕質烯烴的低聚，曱醇的制備，車用汽油的制備， 餾出物的制備和異丙苯的制備。
23.根據權利要求18-21中任一項的工藝，其中所述反應器包括殼 管式反應器。
24. 根據權利要求23的工藝，其中所述殼管式反應器包括用選自 sPA、沸石和它們的混合物的催化劑填充的管子。
25. 根據權利要求18-21中任一項的工藝，其中所述體系包括多個 反應器，每個反應器具有通過所述管道與其流體連通的轉鼓，并且每 個反應器包括殼-和_管，其中所述體系中的每個所述管子填充有催化 劑，該催化劑可以與所述體系中任何其它管子的催化劑相同或不同， 并且其中獨立地允許每個反應器達到等溫條件。
26. 根據權利要求18的工藝，其中所述第 一管道中的所述熱交換流 體包含至少5wty。蒸氣。
27. 根據權利要求18-25中任一項的工藝，其中在所述工藝的至少 一部分過程中還將補充流體直接添加到所述轉鼓。
28. 根據權利要求27的工藝，其中在穩態條件過程中將補充水只添 加到所述第一管道。
29. 將輕質烯烴低聚成更重質的經的連續工藝，其中在至少一個管 式反應器中在低聚條件下使連續的液體烯烴原料流與低聚催化劑接 觸，該管式反應器與轉鼓流體連通從而熱交換流體在所述管式反應器 和所述轉鼓之間循環，并且其中添加補充流體以補充損失的熱交換流 體，改進包括通過在所述熱交換流體進入所述轉鼓之前讓所述補充流 體的至少一部分與離開所述管式反應器的熱交換流體接觸而將所述補 充流體預力口熱。
30. 根據權利要求29的工藝，包括多個管式反應器，每個反應器與 轉鼓流體連通，并且其中通過在所述熱交換流體進入所述轉鼓之前，讓所述補充流體的至少一部分與離開所述管式反應器的熱交換流體接 觸而使至少兩個反應器獨立地達到穩態反應條件。
31. 權利要求29的工藝，其中所述穩態反應條件包括基本上等溫的 反應條件。
32. 設備，其包括通過至少兩個管道與蒸汽轉鼓流體連通的殼管式 反應器，第一管道用于將流體從所述反應器移除到所述蒸汽轉鼓，第 二管道用于從所述蒸汽轉鼓向所述反應器提供流體，從而熱交換流體 可以經由所述管道在所述反應器和所述蒸汽轉鼓之間循環，所述設備 進一步具有至少一個管道，從而可以添加補充熱交換流體，改進包括 讓所述至少一個管道進入所述第一管道，從而可以將補充熱交換流體 添加到所述第 一管道中的流體中。
33. 根據權利要求32的設備，其中所述設備是改型的常規廢熱鍋爐 體系，其進一步包括管道，從而可以將熱交換流體直接添加到所述蒸 汽轉鼓。
34. 廢熱鍋爐體系，其包括至少一個與至少一個轉鼓流體連通的殼管式熱交換器并且具有經由從所述交換器的殼側至所述轉鼓的第一管 道和從所述轉鼓至所述熱交換器的殼側的第二管道循環的熱交換流 體，以及其中所述流體的一部分從所述廢熱鍋爐體系中損失并且向所 述廢熱鍋爐體系添加補充流體，改進包括將所述補充流體添加到所述 第一管道。
35. 根據權利要求34的廢熱鍋爐體系，其中所述殼管式熱交換器包 括至少一個其中布置有催化劑的管子，所述催化劑適合于催化放熱化 學反應。
36. 根據權利要求35的廢熱鍋爐體系，其中所述催化劑包括至少一 種選自以下的催化劑固體磷酸(sPA)， 二氧化硅/氧化鋁上的NiO， 分散在氧化鋁載體上的單層Si02上的Ti02，和選自ZSM-5、 ZSM-22、 ZSM-23、 ZSM-35、 ZSM-57、 MCM-22、 MCM-23、 MCM-41、 MCM-49和MCM-56 的沸石，以及這些催化劑的混合物，所述沸石上或其中可以沉積有金 屬或可以不沉積金屬。
37. 根據權利要求34的廢熱鍋爐體系，包括多個殼管式熱交換器。
38. 低聚裝置，包括(a) 至少一個反應器，和(b) 包括轉鼓的熱交換回路，該轉鼓中具有液相和蒸氣相，該熱 交換回路適合于與所述反應器交換熱并且包括從所述反應器至所述轉 鼓的第一管道和從所述轉鼓至所述反應器的第二管道；工藝，包括(i )讓烯烴進料和低聚催化劑在該反應器中接觸從而形成反應產物;(ii )使流體在所述第一管道中的從所述反應器至所述轉鼓和所 述第二管道中的從所述轉鼓至所述反應器的熱交換回路中循環；和(iii )將基本上液相的補充流體添加到所述熱交換回路，其中該 補充流體和所述第一管道進入該轉鼓的同一個相中。
39. 根據權利要求38的工藝，其中所述補充流體和所述第一管道中 的所述流體在進入所述轉鼓之前達到熱平衡。
40. 根據權利要求38的工藝，其中所述補充流體和所述第一管道中 的所述流體進入所述轉鼓的蒸氣相。
41. 根據權利要求39的工藝，其中所述補充流體和所述第一管道中 的所述流體進入所述轉鼓的蒸氣相。
42. 根據權利要求38-41中任一項的工藝，其中所述催化劑是固體 磷酸酸性催化劑、沸石催化劑或它們的組合。
43. 根據權利要求38-42中任一項的工藝，其中所述烯烴進料包含 一種或多種C廣d。內或a-烯烴，或它們的組合。
44. 根據權利要求38的工藝，其中所述烯烴進料包含丙烯、正丁烯、 異丁烯或它們的任何組合。
45. 根據權利要求38-44中任一項的工藝，還包括從該反應器中除去"-(:13低聚物產物。
46. 根據權利要求45的工藝，包括使所述C廣d3低聚物反應以形成 醛或醇。
47. 根據權利要求46的工藝，包括由所述醇形成增塑劑。
48. 根據權利要求47的工藝，還包括形成包含熱塑性塑料和所述增 塑劑的制品。
49. 根據權利要求38-45中任一項的工藝，其中將再循環組分與所 述反應產物分離，所述再循環組分選自較低分子量低聚物、飽和物和 未反應的輕質烯烴，所述工藝進一步的特征在于使所述再循環產物連 同所述烯烴進料一起與所述低聚催化劑接觸以形成所述反應產物。
50. 根據權利要求49的工藝，其中所迷再循環組分包括較低分子 量低聚物，以及所述反應產物包括餾出物產物。
全文摘要
本發明涉及包括至少一個反應器的反應器體系，其中通過離開所述反應器的水/蒸汽將所述體系的補充水預加熱。在一個優選的實施方案中，該體系包括多個反應器并且本發明使得每個反應器獨立獲得等溫操作條件。
文檔編號B01J8/02GK101180116SQ200680017469
公開日2008年5月14日 申請日期2006年2月21日 優先權日2005年5月31日
發明者K·庫奇勒, P·漢密爾頓, S·布朗 申請人:埃克森美孚化學專利公司