本发明专利技术涉及一种用于生产一种或多种烯烃和一种或多种羧酸的方法，其中使一种或多种链烷烃经历氧化脱氢。对于所述氧化脱氢，使用具有多个反应区(11，12，13)的反应器(10)，使包含所述一种或多种链烷烃的气体混合物连续通过反应区(11，12，13)，并且该反应区(11，12，13)中的至少两个经历不同的温度影响。本发明专利技术还涉及一种对应的系统(100)。一种对应的系统(100)。一种对应的系统(100)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生产一种或多种烯烃和一种或多种羧酸的方法和系统
[0001]本专利技术涉及根据独立权利要求的前序部分的一种用于生产一种或多种烯烃和一种或多种羧酸的方法以及一种对应的系统。
技术介绍
[0002]具有二至四个碳原子的链烷烃的氧化脱氢(ODH)通常是已知的。在ODH的情况下，所述链烷烃与氧反应，尤其得到相应的烯烃和水。
[0003]相对于更成熟的用于制备烯烃的方法如蒸汽裂化或催化脱氢，ODH可能是有利的。由于所涉及的反应的放热性和几乎不可逆的水形成，所以没有热力学平衡限制。ODH可以在相对较低的反应温度下进行。原则上，不需要所使用催化剂的再生，因为氧气的存在能够实现原位再生。最终，与蒸汽裂化相反，形成了较少量的无价值副产物如焦炭。
[0004]关于ODH的进一步细节，参考相关的技术文献，例如Ivars,F.和L
ó
pez Nieto,J.M.，Light Alkanes Oxidation:Targets Reached and Current Challenges(轻质链烷烃氧化：已达到的目标和当前的挑战)，在：Duprez,D.和Cavani,F.(编辑)，Handbook of Advanced Methods and Processes in Oxidation Catalysis:From Laboratory to Industry(氧化催化中的高级方法和工艺手册：从实验室到工业)，伦敦2014年：Imperial College Press(帝国学院出版社)，第767<br/>–
834页中，或C.A.等人，Oxidative Dehydrogenation of Ethane:Common Principles and Mechanistic Aspects(乙烷的氧化脱氢：通用原理和机理方面)，ChemCatChem，第5卷，第11期，2013年，第3196至3217页。
[0005]WO 2017/144584 A1公开了一种用于ODH的反应器，其中存在两个反应区。使用两个分开的冷却剂回路，并且在反应区中存在不同的催化剂。
[0006]在ODH的情况下，特别是当MoVNbTeOx催化剂在工业相关的反应条件下使用时，作为副产物形成显著大量的所使用链烷烃的相应羧酸。在这方面，同样参考相关的技术文献，如Li,X.和Iglesia E.，Kinetics and Mechanism of Ethane Oxidation to Acetic Acid on Catalysts Based on Mo-V-Nb Oxides(在基于Mo-V-Nb氧化物的催化剂上乙烷氧化为乙酸的动力学和机理)，J.Phys.Chem.C，第112卷，2008年，第15001至15008页。为了经济的系统操作，使用所描述的催化剂类型的烯烃和相应羧酸的对应联产通常是不可避免的。这尤其适用于通过乙烷的ODH(ODH-E)来制备乙烯，其中同时形成乙酸，而且对于以下更详细说明的其他情况也是如此。
[0007]在工业实践中，通常认为联产方法吸引力较小，因为它们总是涉及有限的生产灵活性。为了使这样的方法具有吸引力，必须为操作员提供易于控制、灵活的系统，以使产物分布最简单地可能适配实际和/或经济上合理的需求。在某些情况下，在对应的工艺中可能期望将产物分布朝着所形成的产物中的一种的方向移动，例如在ODH-E的情况下朝着乙烯的方向移动，特别是在对于相应产物有更好适销性(更大的市场容量)的情况下。此外，由于要处理的气体量较小，为了减少投资和运营成本，期望对所需产物的最高可能选择性和试剂的最大转化率。本专利技术致力于此目的。
技术实现思路
[0008]在这种背景下，本专利技术提出具有独立专利权利要求的特征的一种用于生产一种或多种烯烃和一种或多种羧酸的方法以及一种对应的系统。实施方案是从属权利要求和以下描述的主题。
[0009]在本文所用的语言表达中，材料、气体混合物等的物流可以富含或贫含一种或多种组分，其中术语“富含”可以表示至少95％、96％、97％、98％、99％、99.5％、99.9％或99.99％的含量并且术语“贫含”可以表示至多5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％或0.01％的含量(按摩尔、重量或体积计)。当指定了多个组分时，规格“富含”或“贫含”是指所有组分的总和。例如，如果提到“氧气”或“乙烷”，则其可以是纯净气体，但也可以是富含相应组分的混合物。
[0010]在下文中，术语“压力水平”和“温度水平”用于表征压力和温度，这意味着压力和温度不必须以精确的压力或温度值的形式使用。例如，压力水平或温度水平可以比平均值高或低
±
1％、5％、10％、20％或50％。多个压力和温度水平可以表示不相交的或重叠的区域。例如，当由于管线损耗或冷却导致压力和温度降低时，也可以存在相同的压力或温度水平。这里以巴表示的压力水平是绝对压力。
[0011]专利技术优点
[0012]如所提及的，对于经济的系统操作，当在ODH(特别是ODH-E)中使用所述催化剂类型时，乙烯和乙酸的联产通常是不可避免的，尽管在工业实践中，通常认为联产方法吸引力较小。灵活的催化工艺的实施方案具有挑战性，尤其是如果它是放热的过程，如ODH，特别是ODH-E。在这种情况下，必须始终防止热通过的风险，这在一定程度上严重限制了操作参数的调节。此外，催化工艺包括彼此相互影响的多个部分反应。因此，通常极难确定可靠地描述反应并且适合作为工艺控制的合适工艺变量。这同样适用于反应器设计和所使用的一种催化剂或多种催化剂的设计。
[0013]在下文中，如果以简化的术语提及乙烯和乙酸的生产，则在根据本专利技术的方法的上下文中，特别是当使用除了乙烷还含有更高级链烷烃的对应进料时，这不排除还可以形成更高级烯烃和羧酸的可能性。尽管在蒸汽裂化期间，例如，也可以由较重质链烷烃形成轻质烯烃，例如由丙烷形成乙烯，但是这在ODH，尤其是ODH-E下不一定是这种情况。例如，丙烷在这里主要转化为丙烯和丙烯酸(acrylic acid)(丙烯酸(propenoic acid))，而不是乙烯。然而，也可能发生进一步的反应而得到较轻质产物，例如通过消除二氧化碳来转化丙烯酸而得到乙烯，然后其进一步反应而形成乙酸。对应的反应例如在Naumann d
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Alnoncourt，L.-I.等人，Journal of Catalysis(催化杂志)，第311卷，第369至385页中描述。如果这里的主题是“烯烃和羧酸的生产”，则烯烃和羧酸可以具有相同或不同的碳原子数，即使它们仅由一种反应物形成。本专利技术还明确地不排除多种不同的烯烃和/或羧酸可以由一种或多种不同的反应物形成的可能性。
[0014]ODH中形成的羧酸典型地与水一起从在ODH中形成的工艺气体流中分离出来。如果使用不同链长度的链烷烃，则获得不同羧酸的水溶液。如果不期望这样并且不期望同时形成更高级烯烃，则反应进料也可以以不含有任何更高级链烷烃的方式形成，例如借助于在上游本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于生产一种或多种烯烃和一种或多种羧酸的方法，其中使一种或多种链烷烃经历氧化脱氢，其特征在于，将具有多个反应区(11，12，13)的反应器(10)用于所述氧化脱氢，使包含所述一种或多种链烷烃的气体混合物连续通过所述反应区(11，12，13)并且所述多个反应区(11，12，13)中的至少两个具有相同催化剂类型的催化剂和/或经历不同的温度影响。2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述气体混合物先前已经通过所述反应区中的第一反应区(11，12)之后其所通过的所述反应区中的第二反应区(13)中，与所述第一反应区(11，12)相比，所述第二反应区(13)以每空间单位的更高催化剂负载量和/或更高催化剂活性形成。3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中预先确定最低反应温度和最高反应温度，并且其中以使得在所述反应区(11，12，13)中的任一个中在任何给定位置处不超过所述最高反应温度并且不低于所述最低反应温度的方式在所述反应区(11，12，13)中影响温度。4.根据权利要求3所述的方法，其中使用反应器(10)，所述反应器(10)包括多个至少部分平行的反应管(10c)，其中预先确定的位置位于所述多个反应管(10c)中的至少一个的中心轴线上。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法以使得在所述反应区(11，12，13)的每一个的至少30％中不超过所述最高反应温度并且不低于所述最低反应温度的方式进行。6.根据权利要求5所述的方法，所述方法以使得与在所述第一反应区(11，12)中相比，在所述第二反应区(13)中，以更高的百分比不超过所述最高反应温度并且以更高的百分比不低于所述最低反应温度的方式进行。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述反应器(10)具有至少一个另外的反应区(11)，在所述气体混合物通过所述第一反应区(12)和所述第二反应区(13)之前，其通过所述至少一个另外的反应区(11)。8.根据权利要求7所述的方法，其中与所述另外的反应区(11，12)的催化剂床(...
【专利技术属性】
技术研发人员：马蒂厄，
申请(专利权)人：林德有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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