用于生产产物烃的方法和系统技术方案

提供了一种用于生产产物烃的方法，其中对含有进料烃和氧的进料混合物中的进料烃进行选择性氧化，以获得含有产物烃和水的产物混合物，其中进料烃是乙烷，产物烃是乙烯，并且选择性氧化以乙烷的氧化脱氢的形式进行，并且其中通过分离至少一部分水由至少一部分产物混合物形成后续混合物

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生产产物烃的方法和系统


[0001]本专利技术涉及根据相应独立专利权利要求的前序部分的用于生产产物烃的方法和设备
。

技术介绍

[0002]具有二至四个碳原子的煤油的氧化脱氢
(ODH)
原则上是已知的
。
在
ODH
中，所述煤油与氧反应形成相应的烯烃和水等
。
本专利技术涉及乙烷氧化脱氢为乙烯
(
下文也称为
ODHE)
，作为烃的选择性催化氧化的方法
。
[0003]相比之下，
US 3,709,951 A
公开了含有至少四个碳原子的烯烃的氧化脱氢以生产共轭二烯烃的方法，其中含有烯烃
、
氧和蒸汽的进料流在升高的反应温度下与催化剂接触以将烯烃转化为含有在含氧流出物流中的共轭二烯烃，改进包括测量流出物流中的氧浓度并响应于此调节反应温度以调节流出物流中共轭二烯烃的量
。
[0004]ODH
比确立已久的烯烃生产工艺
(
例如蒸汽裂解或催化脱氢
)
更有优势
。
例如，由于所涉及反应的放热性质以及几乎不可逆的形成水，不存在热力学平衡限制
。ODH
可以在相对较低的反应温度下进行
。
原则上，不需要对所使用的催化剂进行再生，因为氧的存在能够或引起原位再生
。
最后，与蒸汽裂解相比，形成更少量的无价值的副产物，例如焦炭
。
[0005]关于
ODH
的进一步细节，可参考相关文献，例如
Ivars,F.and L
ó
pez Nieto,J.M.,Light Alkanes Oxidation:Targets Reached and Current Challenges,in Duprez,D.and Cavani,F.(eds.),Handbook of Advanced Methods and Processes in Oxidation Catalysis:From Laboratory to Industry,London 2014:Imperial College Press,
第
767
‑
834
页
,
或
C.A.et al,Oxidative Dehydrogenation of Ethane:Common Principles and Mechanistic Aspects,ChemCatChem,vol.5,no.11,2013,
第
3196
‑
3217
页
,
以及
X.Li,E.Iglesia,Kinetics and Mechanism of Ethane Oxidation to Acetic Acid on Catalysts Based on Mo
‑
V
‑
Nb Oxides,J.Phys.Chem.C,2008,112,15001
‑
15008。
[0006]在
ODH
中，在工业相关的反应条件下，特别是使用基于
MoVNbO
x
和
MoVNbTeO
x
的催化剂时，其形成所用煤油的大量的相应羧酸，特别是
ODHE
的情况下的乙酸作为副产物
。
[0007]根据现有技术，
ODH
中的反应优选在固定床反应器中进行，特别是在冷却的壳管式反应器
(
例如采用熔盐冷却
)
中进行
。
对于强放热反应，即特别是还包括
ODH
‑
E
的氧化反应，具有多个区域的反应器床的使用在这方面通常是已知的
。
例如在
WO 2019/243480 A1
中描述了基本原理
。
该文献公开了使用不同的催化剂床或相应的反应区的原理，其每单位空间具有不同的催化剂负载和
/
或催化剂活性
。
[0008]相应的
(
单层或多层
)
催化剂床的端部处区域也受到特定的应力，因为反应的进展通常意味着这里仅存在低的残余氧浓度
。
这里，术语“端部处”或“端部处区域”意指流过反应器或相应反应管的气体离开催化剂床的区域
。
然而，上述催化剂需要反应气体中具有一定的最小氧含量，以免被破坏
。
另一方面，反应器出口处的氧含量不得超过一定的极限值，以避免过度氧富集，从而避免在后续工艺步骤中可能形成爆炸性气氛
。
[0009]根据现有技术，下游除氧的使用是已知的
。
例如，
US 8,519,210 B2
描述了下游除氧或集成在
ODH
‑
E
反应器中的除氧，但仅以非常笼统的术语提及“除氧催化剂”。
在描述部分中，为了消除或去除氧，描述了优选一氧化碳和可能具有两个或更少碳原子的烃的燃烧，这意味着产率损失
。
根据该文献，特别地，可以使用独立且不同于实际
ODH
‑
E
催化剂的材料，并且潜在的反应是转化为一氧化碳和
/
或二氧化碳和水
。
[0010]WO 2017/144584 A1
中也描述了类似的方法
。
这里，除氧催化剂还优选用在
ODH
反应器中主反应区下游，其中除氧催化剂与
ODH
催化剂类似，但优选含有另外的元素，例如
Sb、Pt、Pd
和
Cu
或
Fe
，即优选具有不同的组成或者甚至选自不同的催化剂类别
。
通常提到的另外的元素也主要催化转化为一氧化碳和
/
或二氧化碳和水
。
[0011]如在例如
US 8,519,210 B2
和
WO 2017/144584 A1
中所描述的，从
ODH
‑
E
产物气体中除去尽可能多的氧的主要目的是降低氧含量，以避免其在分离段中工艺气体的处理期间积聚，从而避免例如连续低温分离的轻质气体馏分中可能形成可燃混合物
。
然而，如上所述，氧含量的降低是以部分破坏有价值的产物为代价的
。
[0012]此外，
ODH
‑
E
工艺中的氧还可以在反应器下游的另一点发生，例如，工艺气体压缩的下游但在低温分离的上游，通过铜基催化剂，如例如
WO 2018/153831A1
中所述
。
然而，这本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种用于生产产物烃的方法，所述方法包括在具有催化剂床的反应器中对含有进料烃和氧的进料混合物中的进料烃进行选择性氧化，以获得含有所述产物烃和水的产物混合物，其中所述进料烃是乙烷，所述产物烃是乙烯，并且所述选择性氧化以乙烷的氧化脱氢的形式进行，并且其中通过分离至少部分的所述水由至少部分的所述产物混合物形成后续混合物，所述方法被执行，以使得在所述选择性氧化过程中所述进料混合物中含有的氧被部分转化，使得所述产物混合物具有第一残余氧含量，并且所述后续混合物具有第二残余氧含量，其特征在于，使用至少一个第一测量装置进行所述第一残余氧含量和
/
或第二残余氧含量的检测，其中至少一个第二测量装置设置在所述催化剂床的端部处，所述第二测量装置被设置为检测表征操作稳定性的变量，表征操作稳定性的所述变量是所述催化剂床的所述端部处的温度，使用过程控制和
/
或评估单元，在检测周期内检测所述至少一个第一测量装置和
/
或所述至少一个第二测量装置的测量数据并且对所述测量数据进行评估和
/
或处理以获得后续数据，并且所述过程控制基于所述后续数据被执行，其中用于所述选择性氧化的反应器使用至少一种冷却剂来冷却，并且至少一个操作参数表示或包括所述至少一种冷却剂的冷却剂温度，和
/
或其中所述至少一个操作参数表示或包括所述进料混合物的氧含量
。2.
根据权利要求1所述的方法，包括所述第一残余氧含量为至少
0.41
摩尔％，以及所述第二残余氧含量为至少
0.62
摩尔％
。3.
根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述第一残余氧含量为至少
0.41
摩尔％并且所述第二残余氧含量为至少
0.62
摩尔％，和
/
或其中所述第二残余氧含量为至多2摩尔％，至多
1.8
摩尔％，或至多
1.5
摩尔％
。4.
根据权利要求3所述的方法，其中所述至少一个第一测量装置被设置用于气相色谱和
/
或顺磁氧测量和
/
或被设置用于使用量子级联激光器进行氧测量
。5.
根据权利要求1所述的方法，其中使用控制系统预先确定所述进料混合物的氧含量，使用至少一个第三测量装置检测和
/
或从过程参数导出所述进料混合物的氧含量
。6.
根据权利要求1所述的方法，其中所述后续数据包括在所述检测周期内确定的所述第一残余氧含量和
/
或所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：马修，
申请(专利权)人：林德有限公司，
类型：发明
国别省市：