用惰性稀释剂的烃脱氢制造技术

技术编号:10332231 阅读:127 留言:0更新日期:2014-08-20 17:53
烃脱氢方法包括将烃进料供入反应器中。烃进料包含至少一种选自轻链烷烃,重链烷烃或其组合的烃。该方法进一步包括将惰性稀释剂引入进料流中,使进料流和惰性稀释剂与催化剂在反应器中接触,和使流出物流从反应器中流出。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用惰性稀释剂的烃脱氢优先权声明本申请要求2011年12月16日提交的美国申请N0.13/328,931的优先权。专利
本专利技术一般性地涉及烃脱氢方法,更特别是使用惰性稀释剂的烃脱氢方法。专利技术背景脱氢为具有复杂热力约束条件的可逆吸热反应。正如所料,平衡转化在反应器中较高的温度下提高。然而,提高反应器温度不是实用选择,因为不理想的副反应、焦炭形成和催化剂减活也提高。反应产物(例如氢气和单烯烃)的较低分压也提高脱氢转化率。然而,简单地降低反应器压力也具有缺点,例如提高的设备尺寸和成本、提高的动力消耗量,以及在一些情况下,反应器段或操作段的至少一部分在真空下操作。在轻链烷烃脱氢的情况下,充分降低反应器压力会要求反应器流出物压缩机抽吸在真空下操作,这是不理想的。较重链烷烃的脱氢还例如用于制备清净剂范围烯烃和烷基化物。尽管较重链烷烃的脱氢通常不在真空下实行,在这种情况下较低压力操作遭遇较大设备尺寸和设施的缺点。已知的催化轻链烷烃脱氢方法包括例如Honeywell UOP C3和C4Oleflex?方法,其分别在一系列径流 式反应器中由丙烷和异丁烷原料产生聚合物级丙烯和异丁烯。Oleflex?反应器段使用高选择性钼基催化剂体系以将轻链烷烃脱氢。轻链烷烃脱氢的可接受催化剂的实例公开于US6,756,340中,通过引用将其并入本文中。反应区包含多个反应器和级间加热器。反应器流出物冷却并分离成富烃部分和富氢蒸气部分在Oleflex?分离区中提供,所述富氢蒸气部分的一部分是非再循环净废气。Oleflex?分离方法通常包括反应器流出物压缩机(“REC”),和通常称为冷箱的一系列膨胀器和分离容器。Oleflex?方法描述于theHandbook of Petroleum Refining Processes 的第 5.1 章,第 3 版,2003,第 5.3-5.10 页中。已知催化重链烧烃脱氢方法的一个实例为Honeywell UOP Pacol?方法,其可应用于C6-C2tl范围内的重链烷烃的脱氢。在Pacol?方法中,线性链烷烃在氢气的存在下经选择性钼脱氢催化剂脱氢成线性烯烃。具有进料预热的绝热径流式反应器惯常用于补偿吸热温降和使有效反应器体积内的压降最小化。将氢气和一些副产物轻馏分从脱氢反应器流出物分离,并使一部分该氢气再循环返回脱氢反应器中。Pacol?方法描述于the Handbook ofPetroleum Refining Processes 的第 5.2 章,第 3 版,2003,第 5.11-5.19 页中。已知其它商业方法用于轻和重链烷烃脱氢。然而,仍需要改进的平衡烃脱氢转化率、选择性和单程收率。专利技术概述烃进料的脱氢方法包括将烃进料在进料流中供入反应器入口。烃进料包含至少一种选自轻链烷烃、重链烷烃或其组合的烃。该方法进一步包括将惰性稀释剂引入进料流中,使进料流和惰性稀释剂与催化剂在反应器中在脱氢反应条件下接触,和将流出物流在出口处从反应器中取出。轻链烷烃进料的脱氢方法包括将轻链烷烃进料供入反应器的入口,其中轻链烷烃进料包含氢气以及丙烷、丁烷和戊烷中的至少一种。该方法进一步包括将至少一种选自甲烷和氮气的惰性稀释剂引入轻链烷烃进料中,使轻链烷烃进料和惰性稀释剂与催化剂在反应器中在脱氢反应条件下接触,和将流出物流在出口处从反应器中取出。轻链烷烃进料可具有基于摩尔为0.1:1-1.0:1的氢气:轻链烷烃比,和基于摩尔为0.1:1-3.0:1的惰性稀释剂:烃比。重链烷烃进料的脱氢方法包括将重链烷烃进料供入反应器入口,其中重链烷烃进料包含氢气和至少一种C6-C2tl链烷烃。该方法进一步包括将至少一种选自甲烷和氮气的惰性稀释剂引入重链烷烃进料中,使重链烷烃进料和惰性稀释剂与催化剂在反应器中在脱氢反应条件下接触,和将流出物流在出口处从反应器中取出。氢气:重链烷烃比基于摩尔可以为0.1:1-10:1,惰性稀释剂:烃比基于摩尔可以为0.1:1-3.0:1。附图简述图1为烃脱氢方法的示意图;图2为图1反应器的可选结构的示意图。专利技术详述本专利技术涉及将烃进料转化成单烯烃或二烯烃产物的脱氢方法。更具体而言,本专利技术方法涉及通过将惰性稀释剂引入反应器中而改进烃脱氢反应的转化率和/或选择性。发现在一些情况下, 可改进转化率,同时保持或甚至降低反应器上的温降。在市售脱氢方法中执行本专利技术方法有利地可能不需要现有系统的明显升级。微小的提升以容许引入惰性稀释剂可能是预期的,但预期例如取代部分工艺设备以容纳不同体积或不同材料如水不是必须的。本专利技术方法还可用于新构建的脱氢系统。本专利技术方法通过包含惰性稀释剂和烃进料并使稀释剂和进料与催化剂在脱氢反应器中接触而在烃脱氢方法中提供改进的烯烃(单-和二烯烃)单程收率。反应器可以为包含通常串联的多个阶段或多个反应器的反应区。一些市售系统目前使用串联的三个反应器以将异丁烯脱氢以及串联的四个反应器以将丙烷脱氢。通常,一个反应器,任选径向床类型,用于将重链烷烃脱氢。甲烷用作本专利技术方法中的典型稀释剂。其它惰性气体,例如氮气、氦气和氩气也预期作为本专利技术方法的可接受惰性稀释剂。甲烷、氮气和其它稀释剂有利地限制蒸汽用作稀释剂的不理想效应。通过使用甲烷或氮气例如代替蒸汽,降低或极大地降低潜在形成不理想副反应如co、co2或氧合物。当使用含氯脱氢催化剂时,惰性稀释剂不从催化剂中汽提出氯化物。蒸汽稀释剂促进腐蚀性副产物,所述副产物可能需要提升工艺设备的冶金学,适应这些提升通常是昂贵的。该效应在使用不同于蒸汽的稀释剂时降低。本惰性稀释剂与蒸汽相比的其它优点包括通过减少使用蒸汽/水的能量密集型冷凝和再蒸发以使稀释剂再循环而预期节约成本。尽管蒸汽可大程度地冷凝并从产物流24中取出,但需要干燥器完全取出水以回收轻烯烃,其通常需要极端(基本小于0°C)条件。另外,本专利技术方法需要对已设计用于从所需产物和未转化烃进料中取出不可冷凝气体如氢气和甲烷的常规方法的最小变化。许多轻链烷烃脱氢装置还使用氢气提纯系统,例如变压吸附(“PSA”)装置以回收高纯度氢气。PSA装置为氢气提纯系统的一个实例,但可使用任何其它合适的氢气提纯系统。发现惰性稀释剂具有两个作用:降低脱氢反应产物的分压,和提高反应器中循环气体的热焓。两个作用单独和组合地容许在反应达到平衡以前更高的烃转化率。本专利技术方法的其它特征提供与需要对现有工艺设备的改型或再设计最小化有关的经济利益。现在参考图1-2讨论本专利技术各个实施方案。图为图示,其由技术人员鉴于本领域中的常识和以下描述而理解。特征可在图中放大以强调,特征可能未按比例显示。参考图1,烃进料的脱氢方法一般性地显示为10。该方法包括将烃进料流在进料流12中供入反应器14的入口。进料中包含至少一种选自轻链烷烃或重链烷烃的烃。本专利技术方法进一步包括将惰性稀释剂引入进料流12中。甲烷为目前所用惰性稀释剂的实例;然而,其它惰性气体如氮气、氦气、氩气或组合也是可接受的。接着,方法提供使进料流12和惰性稀释剂与催化剂在反应器中在脱氢反应条件下接触。 惰性稀释剂由于反应器14中氢气和其它产物的分压降低,同时将热载体加入系统中而使烃脱氢反应的平衡转向更多单烯烃或二烯烃的制备。在一些实施方案中,充当热载体的惰性稀释剂的存在令人惊讶地产生反应器14本文档来自技高网...

【技术保护点】
烃进料的脱氢方法,其包括:将烃进料在进料流中供入反应器的入口,所述烃进料包含至少一种选自轻链烷烃或重链烷烃的烃;将惰性稀释剂引入进料流中;使进料流和惰性稀释剂与催化剂在反应器中在脱氢反应条件下接触;和将流出物流在出口处从反应器中取出。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.16 US 13/328,9311.烃进料的脱氢方法,其包括: 将烃进料在进料流中供入反应器的入口,所述烃进料包含至少一种选自轻链烷烃或重链烷烃的烃; 将惰性稀释剂引入进料流中; 使进料流和惰性稀释剂与催化剂在反应器中在脱氢反应条件下接触;和 将流出物流在出口处从反应器中取出。2.根据权利要求1的方法,其中反应器出口具有0-350kPa的绝对压力。3.根据权利要求1的方法,其中惰性稀释剂为甲烷、氮气、氦气、氩气或其组合。4.根据权利要求1的方法,其中至少一种烃为轻链烷烃,其中进料流进一步包含氢气,且其中轻链烷烃包含丙烷、丁烷和戊烷中的至少一种,进料流具有基于摩尔为0.1:1-1.0:1的氢气:轻链烷烃比。5.根据权利要求5的方法,...

【专利技术属性】
技术研发人员:L·E·伦纳德A·G·博萨诺G·P·陶勒尔
申请(专利权)人:环球油品公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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