通过氧化脱氢反应生产丁二烯的方法技术

本发明专利技术涉及一种通过氧化脱氢反应生产丁二烯的方法。根据本发明专利技术的生产方法可容易地调节用作原料的氧气和氮气之间的进料比，从而可以把包括在第二馏分流(释放气体流)中并排放到系统外部的丁二烯的损失减至最低。因此，可以实现工艺的经济竞争力，如减少原料成本和改善生产率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种通过氧化脱氢反应生产丁二烯的方法。
技术介绍
丁二烯在石油化学市场中作为许多石油化学产品的中间产物使用，并且，作为目前石油化学市场中的最重要的基础部分之一，对丁二烯的需求及其价值正稳固增加。丁二烯的生产方法包括从通过石脑油裂解的C4馏分的提取法、正丁烯(n-butene)的直接脱氢、正丁烯的氧化脱氢等。然而，通过石脑油裂解的生产方法(其向市场供应至少90％的丁二烯)，不但由于高反应温度而具有高能量消耗，而且还不是仅用来加工丁二烯的专门工艺，并且因此具有的局限在于，作为副产物产生了非丁二烯的基础馏分。此外，通过正丁烯直接脱氢的生产方法不但在热力学上不利，而且，作为吸热反应，需要高温和低压的条件来生产高产率丁二烯，并且因此不适合于生产丁二烯的工业化过程。与此同时，通过正丁烯氧化脱氢的生产方法(采用通过使用氧作为反应物以从正丁烯中移除两个氢来生产丁二烯的反应)，在热力学上是非常有利的，因为产生稳定的水作为反应产物，并且与所述直接脱氢反应不同，其为放热反应。因此，可以在低于直接脱氢反应的温度下获得高产率的丁二烯。因此，通过正丁烯氧化脱氢生产丁二烯的方法可为能够符合渐增的丁二烯需求的有效生产工艺。在这样的通过正丁烯的氧化脱氢来生产丁二烯的方法中，引入除了反应物(正丁烯和氧气)之外的氮气、蒸汽等以减少爆炸的危险，而且还防止催化剂的结焦，并去除反应的热量。这里，与主要产物丁二烯一起，还次生了副产物一氧化碳、二氧化碳等，并且在所述副产物中，必须分离并排出一氧化碳等，以防止在工艺中持续聚集。然而，存在的限制在于，在排出期间，活性成分(如氧气)、未反应的原料(正丁烯)和产生的丁二烯随着副产物排出到系统外部。典型地，在氧化脱氢反应中使用空气作为氧气(O2)和氮气(N2)的输入来源，并且这里，存在的限制在于，难以任意地控制排出的活性成分(如氮气、氧气、未反应的原料和丁二烯)的量。因此，需要一种能够把排出的活性成分减至最低的方法。
技术实现思路
技术问题被认为克服了上述典型技术中的限制的本专利技术的目的是，提供一种通过氧化脱氢反应生产丁二烯的方法，所述方法能够通过彼此独立地引入包括在原料流中的氧气(O2)和氮气(N2)以由此容易地调节氧和氮的比，来把排出的活性成分的量减至最低。技术方案为了克服上述限制，本专利技术提供了一种通过氧化脱氢反应生产丁二烯的方法，所述方法包括如下步骤:将包括C4馏分、蒸汽、氧气(O2)和氮气(N2)的原料流引入到填充了催化剂的反应器中以由此进行氧化脱氢反应(步骤a)；分离从所述反应器获得的包括丁二烯的C4混合物，和轻质气体产物(步骤b)；以及纯化含有丁二烯的C4混合物(步骤c)。所述方法进一步包括将步骤b)的轻质气体产物分成第一馏分流和第二馏分流以将所述第一馏分流再引入到所述反应器中并将所述第二馏分流排出到系统外部的步骤d)。所述第一馏分流包括氮气和二氧化碳的一种或多种。有益效果根据本专利技术的生产方法可容易地调节包括在原料流中的氧气和氮气之间的进料率，并且还可把包括在排出到系统外部的第二馏分流中的活性成分，如丁二烯的量减至最低，从而减少活性成分的损失。这里，当根据本专利技术生产丁二烯时，降低了原料成本，提高了生产率，并且减少了焚化的释放气体(其被排出到系统外部)的量。因此，可以改善工艺的经济竞争力。附图说明本说明书的以下附图是本专利技术的示例性实施方式的例子，并且与本专利技术的以上说明一同，提供本专利技术技术特征的更好的理解，并且因此不应将本发明解释为局限于附图中所述。图1简要地说明根据本专利技术的一个实施方式的使用典型常规氧化脱氢反应的丁二烯生产工艺。图2简要地说明根据本专利技术的一个实施方式的丁二烯生产工艺，所述工艺通过以独立的纯净气体引入氧和氮的方法来使用氧化脱氢反应。[附图标记]10：反应器20：气体分离器30：纯化单元1：原料输入线路2：反应产物运输线路3：内部回收线路4：排出线路5：C4混合物运输线路6：纯化丁二烯排出线路具体实施方式以下，更详细地描述本专利技术从而提供其更好的理解。在本说明书和权利要求中使用的术语不应当解释为局限于它的典型或字典定义。而是基于专利技术人以能够最好的描述专利技术的方式而适当定义术语的概念的原则，术语应当仅解释为根据本专利技术的技术范围的定义和概念。尤其是，遍及包括摘要和权利要求的申请中使用的术语“轻质气体产物”可指通过氧化脱氢反应产生的反应产物中的气体成分，包括氮气、氧气、水蒸气、二氧化碳和一氧化碳。此外，术语“活性成分”可指在生产丁二烯的反应中起作用的成分，如氮气、氧气、未反应的原料、丁二烯等。本专利技术提供一种通过氧化脱氢反应生产丁二烯的方法。通过调节原料流中氧气(O2)和氮气(N2)之间的比，所述方法可减少反应后排出到系统外部的活性成分(如丁二烯)的损失。以下，参考图1，给出通过氧化脱氢反应生产丁二烯的典型方法的说明。如在图1中，通过氧化脱氢反应生产丁二烯的方法典型地通过如下的生产系统进行，所述生产系统包括原料输入线路1、反应器10、反应产物运输线路2、气体分离器20、内部回收线路3、排出线路4、分离的C4混合物运输线路5、纯化单元30和纯化丁二烯排出线路6。具体地，将原料通过所述原料输入线路1引入到所述反应器10中，然后在反应器10中通过氧化脱氢反应获得反应产物。将获得的反应产物通过所述反应产物运输路线2引入到所述气体分离器20中，然后分离成C4混合物和轻质气体产物。分离的轻质气体产物的一部分(例如，氮气)通过所述内部回收线路3回收并再引入到所述原料输入线路1中，而且将另一部分(例如，一氧化碳)通过所述排出线路4排出到系统的外部。此外，所述分离的C4混合物通过所述C4混合物运输线路5引入到所述纯化单元30中并被纯化，并且因此通过所述丁二烯排出线路6生产所述丁二烯。如上所述，当包括C4馏分、蒸汽、氧气(O2)和氮气(N2)的反应物流通过所述原料输入线路1引入到填充了催化剂的反应器10中时，可以进行所述氧化脱氢反应。所述氧化脱氢反应为放热反应，并且主要反应式可为以下式1或2。式1C4H8+1/2O2→C4H6+H2O式2C4H10+O2→C4H6+2H2O如上所述，通过氧化脱氢反应生产丁二烯的方法包括氧气作为反应物，而且包括氮气、蒸汽等作为次要反应原料从而减少反应物爆炸的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过氧化脱氢反应生产丁二烯的方法，所述方法包含：a)将包括C4馏分、蒸汽、氧气(O2)和氮气(N2)的原料流引入到填充了催化剂的反应器中以进行氧化脱氢反应的步骤；b)分离从所述反应器获得的含有丁二烯的C4混合物和轻质气体产物的步骤；以及c)纯化含有丁二烯的C4混合物的步骤；其中所述方法进一步包含：将步骤b)的轻质气体产物分成第一馏分流和第二馏分流以将所述第一馏分流再引入到所述反应器中并将所述第二馏分流排出到系统外部的步骤d)，其中，所述第一馏分流包括氮气和二氧化碳的一种或多种。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.03 KR 10-2014-0067685;2015.05.12 KR 10-2011.一种通过氧化脱氢反应生产丁二烯的方法，所述方法包含：
a)将包括C4馏分、蒸汽、氧气(O2)和氮气(N2)的原料流引入到填充了
催化剂的反应器中以进行氧化脱氢反应的步骤；
b)分离从所述反应器获得的含有丁二烯的C4混合物和轻质气体产物的
步骤；以及
c)纯化含有丁二烯的C4混合物的步骤；
其中所述方法进一步包含：
将步骤b)的轻质气体产物分成第一馏分流和第二馏分流以将所述第一
馏分流再引入到所述反应器中并将所述第二馏分流排出到系统外部的步骤
d)，
其中，所述第一馏分流包括氮气和二氧化碳的一种或多种。
2.如权利要求1所述的方法，其中，将包括在原料流中的氧气(O2)和氮
气(N2)独立地以纯净气体的状态引入。
3.如权利要求1所述的方法，其中，将包括在原料流中的氧气(O2)以与
空气...

【专利技术属性】
技术研发人员：李在益，李政锡，金美冏，金大铉，李锺求，
申请(专利权)人：LG化学株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR