用于生产烯烃的方法技术

本发明专利技术提供了一种用于生产烯烃的方法，所述方法包括：a.将含乙烷进料在裂化区中、在裂化条件下进行裂化，以至少获得烯烃和氢；b.在含氧化合物-至-烯烃区中对含氧化合物进料进行转化，以至少获得烯烃；并且其中至少一部分含氧化合物进料是通过向含氧化合物合成区提供在步骤a)中获得的氢和含一氧化碳和/或二氧化碳的进料并合成含氧化合物来获得的。另一方面，本发明专利技术提供了用于生产烯烃的集成系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及、用于生产烯烃的集成系统。近年来，对全球范围天然气资源的勘探和利用给予了越来越多的注意。相对于油来说，天然气的缺点是难以将大量天然气从源头运输到市场。高效运输天然气的一种方式是将天然气液化并运输液化天然气(LNG)。另一种方式是使用气制油过程(GtL)将天然气中的甲烷转化成液体烃类。GtL产物一般为液体，并可以以与传统的油或油制品类似的方式运输。除了甲烷之外，天然气一般还含有其他烃类，例如乙烷、丙烷和丁烷。这样的天然气被称为湿气。后两者可以添加到LPG合并物中，但是乙烷不能。此外，出于各种原因，供应到LNG或GtL过程的天然气中的乙烷含量受到限制，因此在向LNG或GtL过程提供天然气之前，必须将显著部分的乙烷从天然气中移除。尽管乙烷的用途有限，但一般地乙烷在燃烧炉中燃烧提供热量；它的相应烯烃乙烯是具有广泛用途的基础化学品，具有极大的商业利益。可以使用例如热裂化方法将乙烷转化成乙烯。随后，乙烯可用于生产例如聚乙烯、苯乙烯、环氧乙烷或单乙二醇。乙烷向乙烯的转化高度吸热并需要大量能量输入。此外，用于乙烷到乙烯过程、特别是后端整理(work-up)区段和随后的乙烯转化过程的资本支出高，需要最小化乙烯的生产能力，才能使其在经济上有利。当天然气中的乙烷含量太低，因此没有足够的乙烷可用时，乙烷/乙烯路线变得没有吸引力。在天然气从相对小的气层、特别是位于边远隔离地区的气层抽取，也称为被困的天然气的情况下，这个问题变得更加显著。当然，这种被困的天然气可以转化成LNG或GtL产品。然而，这要求被困的天然气层维持每日最小生产水平以便使投资合算。一般地，这种被困的天然气层不能实现足够的生产水平以维持GtL或LNG工厂。此外，联产的乙烷不足以维持乙烷到乙烯过程和随后的乙烯转化过程。已经提议将乙烷蒸汽裂化器与能够生产额外乙烯的含氧化合物(oxygenate)-至-烯烃(OTO)方法相组合。例如，C. N. Eng 等(C. Eng, E. Arnold, E Vora,T.Fuglerud, S. Kvisle, H. Nilsen, Integration of the U0P/HYDR0 MTO Process intoEthylene plants,10th Annual Ethylene Producers' Conference, New Orleans, USA,1998)建议将UOP的甲醇到烯烃(MTO)过程与石脑油或乙烷进料的蒸汽裂化器合并。提到了通过将两个过程合并能够生产足够的乙烯，同时联产有价值的丙烯。C. Eng等提到的缺点是甲醇的价格波动，而甲醇是MTO反应的主要进料。在WO 2009/039948A2中，提出了将蒸汽裂化和MTP过程组合来制备乙烯和丙烯。根据WO 2009/039948A2，在该方法中，特别的优点是通过整理两个过程的后段获得的。甲醇进料从甲烷生产，需要足够的甲烷供应。在US2005/0038304中，公开了用于从0T0系统和蒸汽裂化系统生产乙烯和丙烯的集成系统。根据US2005/0038304，在该方法中，特别的优点是通过整理两个过程的后段获得的。通往0T0过程的甲醇进料从合成气生产。然而根据US2005/0038304，由于合成气生产过程的吸热性质，从合成气生产甲醇具有高能量要求，这样的吸热合成气生产过程一般是蒸汽甲烷重整。甲醇可以从氢和一氧化碳或二氧化碳生产。一般地，甲醇从氢、一氧化碳和二氧化碳的混合物生产。为了合成甲醇，氢、一氧化碳和二氧化碳应该以至少2的摩尔比提供，所述摩尔比由下式计算摩尔比=(H2摩尔数-CO2摩尔数)/(CO摩尔数+CO2摩尔数)通往甲醇合成的进料一般为合成气。然而，这样的合成气当然需要含有摩尔比为至少2的氢、一氧化碳和二氧化碳。然而，大多数放热合成气过程产生缺少氢的合成气。例如，将缺少氢的合成气通过水煤气变换反应器，不足以将合成气中的一部分一氧化碳与水转变成氢和二氧化碳。正如可以在上文中摩尔比的定义中看到的，这样的转化不影响获得的摩尔比。正如在US2005/0038304中描述的，从吸热过程例如蒸汽甲烷重整获得富含足够氢的合成气。为了降低制备合成气所需的能量消耗，将合成气与例如从放热的非催化部分氧化过程获得的缺少氢的合成气混合。然后将所述混合物用于合成甲醇。在W02007/142739A2中，描述了从合成气生产甲醇的方法。甲醇可用于生产烯烃。在TO2007/142739A2所描述的方法中，将包含超过5mol %甲烷的氢料流与合成气合并。氢料流可以从例如蒸汽裂化过程获得。在US2002/0143220A1中，描述了。将烃类进料氧化脱氢以生产烯烃和合成气。合成气被转化成甲醇。甲醇可以转化成乙烯。在本
中，对于改进的乙烷裂化和OTO集成方法，存在着需求。新近发现，可以通过将乙烷热裂化成烯烃和氢来生产烯烃，同时使用OTO过程来生产更多烯烃，其中从裂化过程和OTO过程获得的氢，被用于生产至少一部分通往OTO过程的含氧化合物进料。因此，本专利技术提供了，所述方法包括a.将含乙烷进料在裂化区中、在裂化条件下进行裂化，以获得至少包含烯烃和氢的裂化区流出物；b.在含氧化合物-至-烯烃区中对含氧化合物进料进行转化，以获得至少烯烃和氢的OTO区流出物；c.将至少部分裂化区流出物和部分OTO区流出物合并成合并流出物；以及d.从合并流出物分离氢，其中至少部分含氧化合物进料是通过向含氧化合物合成 区提供在步骤d)中获得的氢和含一氧化碳和/或二氧化碳的进料并合成含氧化合物来获得。本专利技术的方法的目的是生产烯烃，特别是低级烯烃(C2-C4)，更特别是乙烯和丙烯。几种方法，例如乙烷裂化或含氧化合物-至-烯烃(OTO)方法，能够生产烯烃。乙烷裂化和OTO方法一般地从不同起始原料生产乙烯。在乙烷裂化步骤的情况下，进料优选为含乙烷进料。另一方面，OTO步骤使用包括含氧化合物的进料。优选的含氧化合物包括烷基醇类和烷基醚类，更优选为甲醇、乙醇、丙醇和/或二甲基醚(DME)，甚至更优选甲醇和/或二甲基醚(DME)。现在已发现，通过包括乙烷裂化步骤和含氧化合物-至-烯烃(OTO)步骤的集成方法来生产烯烃，通过使用至少一部分由乙烷裂化步骤(a)产生的氢(也被称为从步骤(a)获得的氢或裂化器输出的氢)和从步骤(b)获得的氢(也被称为OTO输出的氢)来合成含氧化合物，优选通过将氢与一氧化碳和/或二氧化碳转化成甲醇和/或二甲基醚，实现了进料的协同使用。在方法的步骤(a)中，氢与烯烃一起产生，一般地氢和烯烃以作为包含氢和烯烃的裂化区流出物离开裂化区。优选地，在被提供到含氧化合物合成区之前，将氢从烯烃、即包含氢和烯烃的裂化区流出物中分离。氢可以使用本
中已知的任何适合的手段进行分离，例如低温蒸馏、变压吸附，其中含氢料流中的氢优选吸附在杂质上或通过氢可渗透膜。在方法的步骤(b)中产生烯烃，一般作为OTO区流出物离开OTO区。该OTO区流出物也包含少量氢，一般以OTO区流出物中的总烃类含量计在0. 05至lwt%的范围内。然而，OTO区流出物中的氢含量相对低，使得将氢与OTO区流出物的其余物质分离开不合算。 在本专利技术的方法中，在步骤(c)中将至少一部分裂化区流出物与至少一部分OTO区流出物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·A·乔特，J·范维斯特雷南，H·亨利，
申请(专利权)人：国际壳牌研究有限公司，
类型：发明
国别省市：