集成的C3‑C4烃脱氢方法技术

一种适用于新的或改造的设备的集成方法经由适当的C3‑C4烃类进料的脱氢制造烯烃或二烯烃，所述方法包括(1)使所述进料和具有Geldart A或Geldart B分类的脱氢催化剂在流化床中在550℃到760℃的温度和约41.4到约308.2kPa(约6.0到约44.7psia)的压力和5到100的催化剂与进料比率(w/w)下接触以形成脱氢产物；借助于旋风分离系统使所述脱氢产物和未反应的起始进料混合物与所述催化剂的一部分分离；通过在660℃到850℃下燃烧，随后在660℃或更高下与含氧流体接触来再活化流化再生器中的所述催化剂，并且使所述催化剂返回到所述脱氢反应器；(2)压缩产物混合物以形成压缩的产物混合物；和(3)分馏所述压缩的产物混合物以形成至少包括所述目标烯烃或二烯烃的产物流。相较于其它已知和常规方法，所述集成方法提供提高的设备生产能力、改善的经济性和降低的环境影响。

C3 C4 hydrocarbon dehydrogenation method integration

An integration method is suitable for devices with new or modified by the appropriate C3 C4 hydrocarbon feedstock for producing olefins or dienes dehydrogenation, the method includes (1) the dehydrogenation catalyst feed and with Geldart A or Geldart B classification in a fluidized bed at 550 DEG C to about temperature 760 C 41.4 to about 308.2kPa (about 6 to about 44.7psia) pressure and 5 to 100 of the catalyst and the feed ratio (w/w) of contact to form a dehydrogenation product; by starting from the cyclone separation system the dehydrogenation products and unreacted feed mixture with the catalyst part through separation; to burn 850 degrees at 660 degrees, then at 660 degrees or greater contact with oxygenated fluid to flow the reactivation of catalyst in the regenerator, and the catalyst is returned to the dehydrogenation reactor; (2) compression product mixture to form a compression property A mixture of products; and (3) fractionating the compacted product mixture to form at least the production logistics of the target olefin or dienes. Compared with other known and conventional methods, the integrated method provides improved equipment production capacity, improved economy and reduced environmental impact.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】集成的C3-C4烃脱氢方法本申请要求2015年3月30日提交的题为“集成的C3-C4烃脱氢方法”的美国专利申请第62/139,938号的权益，其以全文引用的方式并入本文中。本专利技术涉及烃转化方法的领域，并且具体来说涉及较低烃的脱氢。更具体地说，本专利技术涉及较低石蜡的脱氢以形成其相对应的烯烃，或较低烯烃的脱氢以形成其相对应的二烯烃。已知多种较低烯烃和二烯烃广泛用于多种化学方法，作为起始材料和作为中间体。在非限制性实例中，这些可包括丙烯、丁烯、异丁烯和丁二烯。其中，丙烯为特别寻求的化学物质，发现其用于多种应用，尤其作为中间体。在这些应用当中为产生聚丙烯、丙烯腈、氧代化学物质、环氧丙烷、异丙苯、异丙醇、丙烯酸、聚合汽油化学物质、塑料如丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物、用于例如油漆、家用清洁剂和汽车制动液的丙二醇，和用于例如硬质泡沫绝缘材料和柔性泡沫的聚氨基甲酸酯体系。丙烯此外在用于产生汽油组分的精炼厂操作中产生和消耗。大体上存在五种制造丙烯的方法。所述方法为蒸汽裂化、流体催化裂化、丙烷脱氢、天然气或甲醇制烯烃方法和烯烃转化。制造丙烯的最常见手段中的一个为作为经由丙烷或石脑油蒸汽裂化产生乙烯的副产物或作为流化催化裂化(FCC)的副产物。然而，由于相对近期并且很大可用性的页岩气，现在可经由乙烷蒸汽裂化生成提高体积的乙烯，方法仅产生少量的丙烯。这与持续提高的丙烯需求的事实不一致，导致供应/需求不均衡。化学工业的循环性质表明此丙烯不足将至少在间歇基础上持续出现。因此，经由丙烷脱氢“有目的”产生丙烯越来越有吸引力。已由研究人员很好探索的到丙烯的一种途径已使丙烷脱氢或，为了更广泛地说明，使石蜡(通常呈轻石蜡混合物形式)脱氢以形成相对应的烯烃，通常再次作为轻烯烃混合物的成分。在商业规模上的这类脱氢需要大并且复杂的设备以适应多种工艺变量。制造丙烯的一种众所周知的“有目的”方法，其一般被称作“OLEFLEXTM方法”(OLEFLEX为UOP公司(UOPInc.)的商标)或“OLEFLEXTM反应系统”，采用串联布置的多个绝热反应器，其中丙烷脱氢通过存在通常为在氧化铝上的铂的专用催化剂催化。在反应器之间使用中间加热器以便维持期望的反应器温度，其适应吸热脱氢反应。氢气、硫或这两者注入到反应器系统中以抑制形成焦炭。采用再生器，被称作“CCRTM”(CCR为UOP公司的商标)，经由注射空气和氯气或含氯化合物用于催化剂再活化，其用以燃烧焦炭和再分散催化剂的铂。反应器副产物(其可包括少量的乙烯、乙烷和甲烷)可用于补充单元的燃料消耗。再循环、回收由脱氢产生的氢气或将其用作燃料。OLEFLEXTM反应系统的另一个方面以及其它“有目的”丙烯方法在于它们一般与压缩机和“产物回收单元”(PRU)结合使用。压缩机提高离开反应器的产物混合物的压力，这有助于目标产物和未反应的进料的低温分离。典型的PRU采用多柱分馏系，其可包括(例如)脱丙烷塔、脱乙烷塔、一个或两个分离柱、干燥器、处理器、苛性碱塔、氢化反应器、冷箱和涡轮膨胀器、变压吸附器(PSA)和/或可能的其它部件。这类方法的每一个部分被设计成实现或促进产物的分馏并且实现至少单个目标烯烃或二烯烃的制造。许多系统的各种方面被设计成进行脱氢以制造目标烯烃或二烯烃，其包括但不限于可为OLEFLEXTM反应系统的一些实施例的一部分的方面，公开于中多种公开案中。这些可包括(例如)美国专利5,227,566(用于烃的脱氢的方法)；美国专利5,457,077(用组合的干燥和分散步骤的移动床再生方法)；美国专利5,177,293(用于由烃的脱氢产生的产物流的分离方法)；美国专利5,227,567(用于由烃的脱氢产生的产物流的分离方法)；和美国专利8,563,793(丙烯回收单元)。OLEFLEXTM信息本身还可在可购自UOP公司的日期为2007的OLEFLEXTM手册中发现。应注意，任何地方，括号内的词语或短语包括在本说明书中的专利或专利公开案的以下识别，包括这类仅为了读者方便的目的并且不构成参考说明书的范围或传授的内容或包括在其中的任何权利要求的实际或精确概括或描述。在一些情况下，括号内提及“陶氏(Dow)”是指陶氏化学公司(TheDowChemicalCompany)和/或其作为指示的专利或专利公开案的受让人或所有人的子公司。括号提及“司南普吉提(Snamprogetti)”是指司南普吉提公司(SnamprogettiS.p.A.)和/或起相同作用的其作为受让人或所有人的子公司。然而，OLEFLEXTM反应系统的缺点可包括使用含有相对高水平的铂的催化剂，由此确保相对高的成本；不锈钢反应器通过用于催化剂再活化的氯气的脆化；和反应器材料的开裂和蠕变。此外，OLEFLEXTM方法包括很大的产热用于在燃烧温度下的反应器，这产生显著氮氧化物(NOx)排放，这可需要NOx控制资金来缓解。另一个众所周知的制造丙烯的“有目的”方法(其一般被称作“CATOFINTM方法”(CATOFIN为加哥桥梁钢铁公司(ChicagoBridgeandIron,Inc.)的商标)或“CATOFINTM反应系统”)包括并联部署的多个固定床脱氢反应器。此反应系统使用含铬催化剂实现脱氢。CATOFINTM方法的方面详细地描述于例如WO1995023123(吸热催化脱氢方法)；美国专利5,315,056(在脱氢方法中的催化剂再生)；和日期为2007的CATOFINTM手册中。CATOFINTM方法的缺点包括由于其使用固定床配置需要相对高的催化剂存量；和需要用于调换固定床的高频率高温阀。此外，如同OLEFLEXTM方法，CATOFINTM包括经由热燃烧的很大的产热，这产生不需要的高度水平的NOx排放。另一类型的脱氢反应器描述于美国专利8,669,406(陶氏)中。在此反应器中，采用随着丙烷原料流上升的流化催化剂床。美国专利5,430,211(陶氏)描述包含丝光沸石，另外任选地包括镓、锌或铂族金属的脱氢催化剂。在此领域中的额外研究反映在WO2014/043638(陶氏，反应器和进料分配器)；PCT/US14/060371(陶氏，淬灭交换器)；PCT/US14/056737(陶氏，旋风器充气室)；PCT/US14/068271(陶氏，硫管理)；PCT/US15/065471(陶氏，提升管导向)；WO2013/126210(陶氏，复原催化剂)；美国专利6,362,385(司南普吉提，鼓泡床反应器和再生系统)；美国专利4,746,643(司南普吉提，铬类催化剂)；和美国专利7,235,706(司南普吉提，脱氢方法)中。即使在工厂规模脱氢方法领域中的上述发展，但是显而易见仍存在克服当前实践技术的多种缺点和不足的改善空间，所述缺点和不足包括但不限于一般理解成表示现有技术OLEFLEXTM和现有技术CATOFINTM反应系统的那些。更具体地说，如果新方法公开适合或适于用于预先存在的脱氢设施，其中这类可用于提高生产能力、降低能量需要，或这两者，并且预先存在的设施可由此使操作更有效和/或更经济，那么所述新方法将为有利的。在一个方面，本专利技术提供一种用于制造C3-C4烯烃或C3-C4二烯烃的集成方法，所述方法包含以下步骤：(1)(a)在流化脱氢反应器中使(i)C3-C本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造C3‑C4烯烃或C3‑C4二烯烃的集成方法，所述方法包含以下步骤：(1)(a)在流化脱氢反应器中使以下接触(i)C3‑C4烃类进料和(ii)包含符合Geldart A或Geldart B分类的要求的催化剂的催化剂进料；所述接触以基于重量与重量的5到100的催化剂进料与C3‑C4烃类进料的比率进行；其中任选地，所述C3‑C4烃类进料和所述催化剂进料已经预加热到约400℃到约660℃的温度；并且其中所述C3‑C4烃类进料与所述催化剂进料之间的平均接触时间为约1秒到约10秒；并且其中所述流化脱氢反应器中的反应温度为约550℃到约750℃；并且其中所述流化脱氢反应器中的压力在所述反应器的出口处为6.0到44.7磅/平方英寸绝对压力；并且所述接触在使得形成包含C3‑C4目标烯烃或二烯烃、氢气和未反应的C3‑C4烃类进料的步骤(1)(a)产物混合物的条件下进行；并且所述催化剂具有沉积在其上的焦炭并且至少部分失活以使得所述催化剂形成至少部分失活的催化剂；和(b)将所述步骤(1)(a)产物混合物和所述至少部分失活的催化剂从所述流化脱氢反应器转移到旋风分离系统，并且任选地，将所述步骤(1)(a)产物混合物和所述至少部分失活的催化剂冷却到低于所述反应温度的温度，这类冷却在将其转移到所述旋风分离系统之前、之后或前后进行；所述转移在如下条件下进行，所述条件使得(i)所述步骤(1)(a)产物混合物和所述至少部分失活的催化剂在所述反应温度下并且在转移到所述旋风分离系统之后保持接触0秒到小于约10秒的平均时间，和(ii)转化所述步骤(1)(a)产物混合物以形成步骤(1)(b)产物混合物；并且其后将所述步骤(1)(b)产物混合物和所述至少部分失活的催化剂彼此基本上分离；(c)将所述至少部分失活的催化剂的至少一部分转移到再生器容器，并且使用通过所述焦炭自身燃烧并且还通过补充燃料生成的热量将其中的所述至少部分失活的催化剂加热到约660℃到约850℃的燃烧温度以便燃烧其中的所述至少部分失活的催化剂上所沉积的所述焦炭，所述加热形成加热的进一步失活的催化剂，所述催化剂具有低于所述至少部分失活的催化剂的活性的用于使所述C3‑C4烃类进料脱氢的活性，和(d)使所述加热的进一步失活的催化剂经历调节步骤，所述步骤包含将所述加热的进一步失活的催化剂维持在至少660℃的温度下在含氧气体流下超过2分钟，以形成含氧的至少部分再活化的催化剂，所述催化剂具有高于所述至少部分失活的催化剂的活性的用于使所述C3‑C4烃类进料脱氢的活性；和(e)将所述至少部分再活化的催化剂转移回到所述流化脱氢反应器；(2)将所述步骤(1)(b)产物混合物转移到压缩机，其中所述步骤(1)(b)产物混合物至少压缩一次以形成步骤(2)产物混合物；和(3)将所述步骤(2)产物混合物转移到产物回收区域，其中所述步骤(2)产物混合物分成包含至少一种或多种目标C3‑C4烯烃或二烯烃馏分的回收产物，和任选地，选自未反应的C3‑C4烃类进料馏分；轻气体馏分；重物质馏分；副产物馏分；和其组合的一种或多种额外馏分；并且其中任选地，将任选的未反应的C3‑C4烃类进料馏分的至少一部分再循环回到步骤(1)(a)；并且其中任选地，将所述回收产物中的一种或多种转移到第二产物回收单元，并且在其中重复所述步骤(3)分离；并且其中任选地，将所述任选的轻气体馏分转移到步骤(1)(c)以充当所述补充燃料。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.30 US 62/1399381.一种用于制造C3-C4烯烃或C3-C4二烯烃的集成方法，所述方法包含以下步骤：(1)(a)在流化脱氢反应器中使以下接触(i)C3-C4烃类进料和(ii)包含符合GeldartA或GeldartB分类的要求的催化剂的催化剂进料；所述接触以基于重量与重量的5到100的催化剂进料与C3-C4烃类进料的比率进行；其中任选地，所述C3-C4烃类进料和所述催化剂进料已经预加热到约400℃到约660℃的温度；并且其中所述C3-C4烃类进料与所述催化剂进料之间的平均接触时间为约1秒到约10秒；并且其中所述流化脱氢反应器中的反应温度为约550℃到约750℃；并且其中所述流化脱氢反应器中的压力在所述反应器的出口处为6.0到44.7磅/平方英寸绝对压力；并且所述接触在使得形成包含C3-C4目标烯烃或二烯烃、氢气和未反应的C3-C4烃类进料的步骤(1)(a)产物混合物的条件下进行；并且所述催化剂具有沉积在其上的焦炭并且至少部分失活以使得所述催化剂形成至少部分失活的催化剂；和(b)将所述步骤(1)(a)产物混合物和所述至少部分失活的催化剂从所述流化脱氢反应器转移到旋风分离系统，并且任选地，将所述步骤(1)(a)产物混合物和所述至少部分失活的催化剂冷却到低于所述反应温度的温度，这类冷却在将其转移到所述旋风分离系统之前、之后或前后进行；所述转移在如下条件下进行，所述条件使得(i)所述步骤(1)(a)产物混合物和所述至少部分失活的催化剂在所述反应温度下并且在转移到所述旋风分离系统之后保持接触0秒到小于约10秒的平均时间，和(ii)转化所述步骤(1)(a)产物混合物以形成步骤(1)(b)产物混合物；并且其后将所述步骤(1)(b)产物混合物和所述至少部分失活的催化剂彼此基本上分离；(c)将所述至少部分失活的催化剂的至少一部分转移到再生器容器，并且使用通过所述焦炭自身燃烧并且还通过补充燃料生成的热量将其中的所述至少部分失活的催化剂加热到约660℃到约850℃的燃烧温度以便燃烧其中的所述至少部分失活的催化剂上所沉积的所述焦炭，所述加热形成加热的进一步失活的催化剂，所述催化剂具有低于所述至少部分失活的催化剂的活性的用于使所述C3-C4烃类进料脱氢的活性，和(d)使所述加热的进一步失活的催化剂经历调节步骤，所述步骤包含将所述加热的进一步失活的催化剂维持在至少660℃的温度下在含氧气体流下超过2分钟，以形成含氧的至少部分再活化的催化...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·T·普雷茨，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US