使用二氧化碳对乙烷的氧化脱氢制造技术

本公开涉及适于通过利用二氧化碳作为温和氧化剂将乙烷脱氢的化学生产的方法和系统。使乙烷和二氧化碳在催化反应器中反应以产生至少包含乙烯和二氧化碳的反应产物流。可分离所述二氧化碳以用于再循环回到催化反应器中，并且可使用各种工艺单元对所述乙烯进行提质。可使来自所述反应产物流的热再循环以供进一步使用，包括降低所述催化反应器中所需附加加热的量。可提供另外的材料，诸如一氧化碳、氢气、合成气、甲醇、甲烷、乙烷和甚至更重质的烃。

Oxidative dehydrogenation of ethane with carbon dioxide

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用二氧化碳对乙烷的氧化脱氢
本公开提供化学生产工艺。特别地，本公开涉及利用CO2作为氧化剂的化学转化工艺。
技术介绍
许多化学转化工艺是非常耗能的，并且也可能是各种污染物的来源。例如，用于生成乙烯的已知方法包括乙烷或石脑油的蒸汽裂化，并且已知此类方法消耗多达世界能量生产的1％。该工艺还导致显著的二氧化碳排放。另外，用于裂化工艺中的催化剂的碳焦化(通过Boudouard反应)可导致催化剂失活，这可进一步提高该工艺的成本。因此，在本领域中仍然需要另外的化学转化工艺。
技术实现思路
本公开涉及利用乙烷(C2H6)作为起始材料的化学生产工艺。例如，本公开可提供利用乙烷作为起始材料的乙烯(C2H4)生产。本工艺可降低化学品生产的能量要求，可防止催化剂失活，可消耗(而不是生产)二氧化碳(CO2)，并且可生成其他有价值的商品材料，诸如氢气(例如，通过水煤气变换反应)和/或甲醇(例如，通过逆水煤气变换，之后是甲醇合成)。在一个或多个实施方案中，本专利技术所公开的方法可利用二氧化碳作为温和氧化剂进行乙烷的氧化脱氢(ODH)，并因此通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于由乙烷进行化学生产的方法，所述方法包括：/n将乙烷和二氧化碳以一定的摩尔比提供到反应器中，使得提供的二氧化碳的量超过用于与所述乙烷完全反应的化学计量所需量；/n在反应器中在催化剂存在下使所述乙烷与所述二氧化碳在约450℃或更高的温度下反应以形成至少包含乙烯、水和二氧化碳的反应产物流；/n使所述反应产物流通过主热交换器以从其中抽取热；/n去除存在于所述反应产物流中的水和任选地任何其他冷凝物；/n将所述反应产物流压缩到至少20巴的压力；/n在分离单元中从所述反应产物流分离二氧化碳以提供包含乙烯的提质流；/n使用从所述反应产物流中抽取的所述热加热从所述反应产物流中分离的二氧化碳的至少一部...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170828 US 62/550,9901.一种用于由乙烷进行化学生产的方法，所述方法包括：
将乙烷和二氧化碳以一定的摩尔比提供到反应器中，使得提供的二氧化碳的量超过用于与所述乙烷完全反应的化学计量所需量；
在反应器中在催化剂存在下使所述乙烷与所述二氧化碳在约450℃或更高的温度下反应以形成至少包含乙烯、水和二氧化碳的反应产物流；
使所述反应产物流通过主热交换器以从其中抽取热；
去除存在于所述反应产物流中的水和任选地任何其他冷凝物；
将所述反应产物流压缩到至少20巴的压力；
在分离单元中从所述反应产物流分离二氧化碳以提供包含乙烯的提质流；
使用从所述反应产物流中抽取的所述热加热从所述反应产物流中分离的二氧化碳的至少一部分以形成加热的二氧化碳流；
将所述加热的二氧化碳流再循环回到所述反应器中；以及
进一步处理所述包含乙烯的提质流以提供至少乙烯作为所产生的化学品。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述反应器是固定床反应器催化反应器或流化床催化反应器。


3.根据权利要求1所述的方法，其中所述反应产物流处于约500℃到约800℃的温度。


4.根据权利要求1所述的方法，其中所述反应产物流包含基于离开所述反应器的所述反应产物的总质量至少10质量％的二氧化碳。


5.根据权利要求1所述的方法，其中所述反应产物流包含基于离开所述反应器的所述反应产物的总质量约10质量％到约60质量％的二氧化碳。


6.根据权利要求1所述的方法，其中所述主热交换器是输送管线热交换器(TLE)。


7.根据权利要求1所述的方法，其中离开所述主热交换器的所述反应产物流处于约200℃到约400℃的温度。


8.根据权利要求1所述的方法，其中去除存在于所述反应产物中的水和任选地任何其他冷凝物包括使所述反应产物流通过冷凝单元。


9.根据权利要求8所述的方法，其中使所述反应产物流在所述冷凝单元中冷却到约环境温度。


10.根据权利要求1所述的方法，其中使用从所述反应产物流中抽取的所述热加热从所述反应产物流中分离的所述二氧化碳的至少一部分包括使所述二氧化碳逆向循环流通过副热交换器，所述循环流使用从所述反应产物流中抽取的所述热在所述主热交换器中被加热。


11.根据权利要求1所述的方法，其中将所述加热的二氧化碳流再循环回到所述反应器中包括以下中的一个或多个：
将所述加热的二氧化碳流直接注入所述反应器中；
将所述加热的二氧化碳流注入二氧化碳源中；
将所述加热的二氧化碳流注入将二氧化碳从二氧化碳源递送到所述反应器的管线中；
将所述加热的二氧化碳流注入乙烷源中；
将所述加热的二氧化碳流注入将乙烷从乙烷源递送到所述反应器的管线中。


12.根据权利要求1所述的方法，其中使所述加热的二氧化碳流的所述至少一部分通过管线加热器，所述管线加热器被配置用于将热从所述加热的二氧化碳流输送到一个或多个被传送到所述反应器中的流。


13.根据权利要求1所述的方法，其中在所述主热交换器中从所述反应产物流中抽取的所述热的一部分用于加热以下中的一个或多个：
所述反应器；
二氧化碳源；
二氧化碳管线，其将二氧化碳从二氧化碳源递送到所述反应器；
乙烷源；
乙烷管线，其将乙烷从乙烷源递送到所述反应器。


14.根据权利要求1所述的方法，其中在所述主热交换器中从所述反应产物流中抽取的所述热的一部分用于加热加压蒸汽流和加压CO2流中的一个或两个，以用于闭环或半开环电力生产系统中的电力生...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·比彻姆，吕锡嘉，M·拉法蒂，
申请(专利权)人：八河流资产有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US