具有改进的选择性的将轻质烷烃转化为芳族化合物的方法技术

在用于将低级烃催化转化为包含苯、甲苯和二甲苯的芳族化合物的方法中，使含有低级烃的工艺流与具有MFI骨架并含有0.1

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有改进的选择性的将轻质烷烃转化为芳族化合物的方法
[0001]本专利技术涉及将轻质烷烃，尤其是低价值、富含乙烷的流转化为芳族化合物，尤其是高价值BTX，即苯、甲苯和二甲苯的混合物(所有这些都是芳族烃)的方法。更具体地，本专利技术涉及一种方法，其中在少量(约50ppm量级)硫(例如H2S)存在的情况下，可以将富含乙烷的流有效地转化为富含苯、甲苯和二甲苯的产品，仅形成最少的高级(C
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)芳族化合物，并且对甲烷的选择性大大降低。优选的催化剂包括沸石，优选MFI型，其含有0.1
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10wt％的Zn和任选的1
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5wt％的磷化合物。沸石优选包埋在粘合剂基质例如氧化铝中。
[0002]天然气主要含有甲烷和少量的乙烷、丙烷、丁烷和重质烃，以及不同量的水蒸汽、二氧化碳、硫化合物和其他非烃类。乙烷、丙烷、丁烷和丙烷被称为伴生气体。可能需要从粗天然气中去除这些气体，以满足天然气的消费者规格或从天然气中获得单独的烃。可以使用各种技术，例如压缩、制冷、吸收、吸附或这些技术的组合，以从天然气中回收伴生气体。
[0003]从天然气中回收天然气液体(NGL)在天然气加工中非常普遍。回收的目的通常是：
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生产可输送的气体(含有足够低量的重质烃以避免管道中的冷凝)，
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满足销售气体规格，和/或
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最大化液体回收(当液体产品比甲烷更有价值时)。
[0007]天然气液体(NGL)是与天然气和原油属于同一分子家族的烃。除了微量的例如二氧化碳和硫化合物之外，它们仅由碳和氢组成。甲烷以上的低级烷烃，即乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷和戊烷，都是NGL。NGL有很多用途，几乎涵盖所有
NGL可以被用作石化设备的原料，可以被燃烧用于取暖和烹饪，还可以被混合到机动车燃料中。高NGL值提供了在具有大量NGL含量的富含液体的资源中钻探的动力。
[0008]这些单独的烃的化学组成相似，但它们的应用领域差异很大。乙烷占据NGL油田生产的最大份额。大部分用于生产乙烯，然后可以变成塑料。相比之下，大部分丙烷被燃烧用于加热目的，尽管相当大量的丙烷被用作石化原料。丙烷和丁烷的混合物，称为LPG，在欧洲和亚洲的一些地区是一种非常流行的燃料。天然汽油(C
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)可以被混合到各种内燃机燃料中，还可以用于从井和油砂中回收能量。
[0009]可以通过各种气体处理技术从粗天然气中去除NGL。这些NGL是在天然气中发现的乙烷(C2)、丙烷(C3)、丁烷(C4)和戊烷加(C
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，天然汽油)。NGL的混合物可以通过分馏分离成单独的化合物。
[0010]通常，硫也会被去除，因为它被视为杂质，即下游催化过程的污染物。
[0011]本专利技术公开了一种催化剂和一种方法，通过该催化剂和方法，在少量(约50ppm)硫(例如H2S)存在的情况下，可以将富含乙烷的流有效地转化为BTX产品，仅形成最少的高级(C
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)芳族化合物，并且对甲烷的选择性大大降低。
[0012]通过本专利技术，可以将低价值的乙烷转化为富含芳族化合物的液体产品和富含乙烯的气态产品，从而为富含乙烷的流提供出口，由于天然气的页岩气生产，这些流的盈余非常可观。乙烯本身是一种有价值的产品，它可以从流出物中分离出来，也可以再循环到反应器中，最终在反应器中转化为芳族化合物。
[0013]关于如何处理盈余乙烷的标准解决方案是将乙烷送入蒸汽裂化器以制造乙烯。然
而，蒸汽裂化器的资本投入很庞大，而且市场已经因盈余的乙烷而过度饱和。该乙烷中的一些被液化并出口，或简单地用作燃料。它可以通过例如Zn/ZSM
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5催化剂转化为BTX，尽管这种方法尚未达到商业规模。这可能是由于作为副产物形成了大量的重质芳族化合物，例如C
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芳族化合物。
[0014]根据本专利技术，优选的催化剂包含沸石，优选MFI型，其含有0.1
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10wt％的Zn和任选的1
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5wt％的P。沸石优选包埋在粘合剂基质，例如氧化铝中。
[0015]本专利技术的方法的技术特征可以概括如下：温度T：550
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600℃；压力P：3
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20bar绝对压力；进料流中的S：10
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100ppm；任选地，使未转化的烯烃进行再循环。
[0016]关于现有技术，US 2012/0036889描述了一种将甲烷进料转化为芳烃的方法，所述方法与LNG和/或管道天然气生产相结合。将烃进料供应至包含脱氢芳构化催化剂的转化区，在此将其转化为包含至少一种芳族化合物、未反应的甲烷和氢气的气态流出物。该流出物被分离成包含该至少一种芳族化合物的第一流和包含甲烷和氢气的第二流。甲烷被送至液化LNG和/或管道天然气生产。气态烃进料具有以下性质中的至少一种：(i)至少25ppmv的硫含量，(ii)至少25ppmv的CO2含量，和(iii)至少
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70.15℃的露点。在转化区中使用的优选催化剂包括负载在ZSM
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5、二氧化硅或氧化铝上的Mo、W、Zn、Re及其化合物和组合。
[0017]在属于申请人的US 7,057,084 B2中描述了从还含有硫化合物的天然气中除去高级烃的方法。该方法基于使用特定的结晶硅铝酸盐作为催化剂，将烃类同时转化为芳族化合物和甲烷，以通过转化(芳构化)从天然气中去除高级烃，随后将芳构化分子与甲烷分离。
[0018]US 2005/0143610 A1中描述了一种使用其上沉积了铂的结晶沸石催化剂将C1
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C4烷烃转化为芳族化合物例如BTX的方法。该催化剂具体可以是含Pt的ZSM
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5催化剂，其抑制甲烷的形成并增加对BTX的选择性。轻质气体馏分中乙烷相对于甲烷的高含量允许工艺流出物成为蒸汽裂化器的进料流。
[0019]EP 3110 919B1描述了一种由混合烃流生产BTX的方法，该方法包括热解、芳族开环和回收所产生的BTX。
[0020]申请人自己的US 2003/0118496 A1公开了一种从还含有硫化合物的天然气中除去烃的方法，该方法通过在包含结晶硅铝酸盐的催化剂(例如H
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ZSM
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5沸石)的存在下将烃同时转化为芳族化合物和甲烷。
[0021]US 2010/0048969 A1公开了一种通过使用沸石催化剂如ZSM
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5由低级烷烃生产芳族化合物的方法，该方法减少了甲烷的产生，该催化剂包含Pt和由锡、铅和锗组成的稀释金属(attenuating metal)。
[0022]US 2011/0301394 A1公开了一种使用由第二惰性固体材料稀释的催化剂来使低级烷烃芳构化的固定床方法。
[0023]WO 2019/164610 A1公开了一种将包含硫化氢和乙烷的粗天然气进料转化为芳族化合物的整体方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于将含有至少50体积％乙烷的低级烃的气体混合物催化转化为包含苯、甲苯和二甲苯的芳族化合物的方法，所述方法包括使含有低级烃的工艺流与一种沸石催化剂接触的步骤，其中所述催化剂具有MFI骨架并含有0.1
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10重量％的锌化合物，其中所述工艺流还含有一种或多种硫化合物。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述一种或多种硫化合物的含量为10
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100ppm。3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括形成未转化的烯烃的气流流出物并将其至少一部分再循环返回至所述方法。4.根据权利要求1
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3中任一项所述的方法，其中所述沸石催化剂为ZSM
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5。5.根据权利要求1
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4中任一项所述的方法，其中所述锌化合物是金属锌和/或氧化锌。6.根据权利要求1
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5中任一项所述的方法，其中所述沸石还含有1
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5重量％的磷化合物。7.根据权利要求1
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6中任一项所述的方法，其中所述沸石催化剂包埋在粘合剂基质中。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述粘合剂基质包含氧化铝。9.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：F，
申请(专利权)人：托普索公司，
类型：发明
国别省市：