專利名稱：區(qū)段反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及區(qū)段反應(yīng)器，更具體地涉及用于將烷烴轉(zhuǎn)化成醇、醚、烯烴和其它烴的方法中的區(qū)段反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
美國(guó)專利No.6462243公開(kāi)了使用溴將烷烴轉(zhuǎn)化成其相應(yīng)的醇和醚的方法。該專利包括本發(fā)明的四個(gè)實(shí)施方案，在其中公開(kāi)了包括溴與烷烴在其中反應(yīng)形成烷基溴和溴化氫的反應(yīng)器，和在該反應(yīng)器內(nèi)形成的烷基溴與金屬氧化物在其中反應(yīng)形成相應(yīng)醇或醚的轉(zhuǎn)化器，以及許多其它單獨(dú)組件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明包括區(qū)段反應(yīng)器，其中在單一的容器中進(jìn)行在共同待審的專利申請(qǐng)中公開(kāi)的數(shù)個(gè)反應(yīng)。按照這一方式，將烷烴轉(zhuǎn)化成其相應(yīng)的醇、醚、烯烴和其它烴的總體復(fù)雜程度明顯下降。另外，可利用在容器內(nèi)的特定區(qū)段中發(fā)生的反應(yīng)生成的熱量促進(jìn)在其它區(qū)段內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)。
公開(kāi)了本發(fā)明的各種實(shí)施方案。根據(jù)第一實(shí)施方案，區(qū)段反應(yīng)器包括逆流系統(tǒng)，其中氣體沿第一方向流動(dòng)和金屬化合物沿相對(duì)方向流動(dòng)。本發(fā)明的第二實(shí)施方案包括順流布局，其中氣體和金屬化合物沿相同方向行進(jìn)。本發(fā)明的第一和第二實(shí)施方案是連續(xù)系統(tǒng)，這與本發(fā)明第三實(shí)施方案相對(duì)(其為連續(xù)操作的固定床系統(tǒng))。根據(jù)第三實(shí)施方案，金屬化合物保持固定在容器內(nèi)，同時(shí)氣體首先沿一個(gè)方向和隨后沿相對(duì)方向引導(dǎo)通過(guò)容器。
在下述詳細(xì)說(shuō)明中，結(jié)合甲烷轉(zhuǎn)化成甲醇描述了本發(fā)明。但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明同樣可用于乙烷和更高級(jí)烷烴轉(zhuǎn)化成它們的相應(yīng)的醇、醚、烯烴和其它烴。
以下詳細(xì)說(shuō)明還結(jié)合特定鹵化物即溴的應(yīng)用描述了本發(fā)明。但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明同樣可用于使用其它鹵化物，其中尤其包括氯和碘，將烷烴轉(zhuǎn)化成它們的相應(yīng)的醇、醚和其它烴。


結(jié)合附圖，參考下述詳細(xì)說(shuō)明，可更全面理解本發(fā)明，其中圖1是包括本發(fā)明第一實(shí)施方案的逆流區(qū)段反應(yīng)器的示意圖；圖1A是圖1的逆流區(qū)段反應(yīng)器的變體的示意圖；圖2是包括本發(fā)明第二實(shí)施方案的并流區(qū)段反應(yīng)器的示意圖；圖2A是圖2的并流區(qū)段反應(yīng)器的變體的示意圖；圖3是包括本發(fā)明第三實(shí)施方案的固定床區(qū)段反應(yīng)器的示意圖；圖3A是圖3的固定床區(qū)段反應(yīng)器的變體的示意圖；圖14是包括本發(fā)明第四實(shí)施方案的區(qū)段反應(yīng)器的示意圖；圖4A是用于實(shí)施圖3所示本發(fā)明實(shí)施方案的裝置的剖視圖；圖4B是圖4A的裝置的早期操作階段的描述；圖4C是圖4A的裝置的后期操作階段的描述；圖4D是圖4A的裝置的更后期操作階段的描述；圖5是在烷烴的混合物轉(zhuǎn)化成化學(xué)相關(guān)產(chǎn)品中使用圖4A的裝置的示意圖；圖6A是用于實(shí)施圖3所示本發(fā)明實(shí)施方案的變體的裝置的剖視示意圖；圖6B是使用圖6A的裝置的示意圖；圖7是用于實(shí)施圖3所示本發(fā)明實(shí)施方案的變體的裝置的示意圖；
圖8是沿圖7的線8-8沿箭頭方向的剖視圖；圖9是圖7的裝置的組件部分的示意圖；圖10是用于實(shí)施圖3所示本發(fā)明實(shí)施方案的變體的裝置的示意圖；圖11是用于實(shí)施本發(fā)明的第五實(shí)施方案的裝置的示意圖；圖12A是在圖11的裝置的操作中第一步驟的描述；圖12B是在圖11的裝置的操作中隨后步驟的描述；圖13A是在包括圖11所示裝置的變體的裝置操作中第一步驟的示意圖；圖13B是在圖13A的裝置的操作中隨后步驟的描述；圖15A是在包括圖11所示裝置的變體的裝置操作中第一步驟的示意圖；和圖15B是在圖15A的裝置的操作中隨后步驟的描述。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明包括區(qū)段反應(yīng)器，其中在單一容器內(nèi)的獨(dú)立區(qū)段內(nèi)發(fā)生三個(gè)連續(xù)的化學(xué)反應(yīng)。在區(qū)段1中，氧與金屬溴化物反應(yīng)，形成溴氣和相應(yīng)的金屬氧化物。來(lái)自區(qū)段1的溴氣流到區(qū)段2，在此發(fā)生第二個(gè)化學(xué)反應(yīng)。在區(qū)段2中，在容器的中間點(diǎn)處引入甲烷氣體。甲烷與來(lái)自區(qū)段1的溴反應(yīng)，形成甲基溴和溴化氫。后一氣體流入?yún)^(qū)段3，在此第三個(gè)化學(xué)反應(yīng)引起甲基溴和溴化氫與金屬氧化物反應(yīng)，形成甲醇和金屬溴化物。甲醇通過(guò)冷凝轉(zhuǎn)化成液相并從反應(yīng)器容器中以液體形式回收。過(guò)量的氣體，主要是甲烷，與所回收的甲醇分離，并與新鮮的甲烷一起返回到區(qū)段反應(yīng)器中。來(lái)自區(qū)段1的金屬氧化物輸送到區(qū)段3，在此它從區(qū)段3經(jīng)區(qū)段2行進(jìn)到區(qū)段1，從而完成循環(huán)。
在區(qū)段1內(nèi)的反應(yīng)吸熱，因此提供供應(yīng)熱量的設(shè)備。區(qū)段2和區(qū)段3涉及放熱反應(yīng)，因此提供除去熱量的設(shè)備。
區(qū)段的隔開(kāi)不一定是明顯的，這是因?yàn)樵诟鲄^(qū)段之間不存在物理屏障。因此，可發(fā)生反應(yīng)的某些重疊。但重要的元素是所有的氧在區(qū)段1內(nèi)轉(zhuǎn)化成金屬氧化物，以便很少或者沒(méi)有氧保留在區(qū)段2內(nèi)與甲烷反應(yīng)。在區(qū)段2中，可能形成除了甲基溴以外的其它溴化物，即更高級(jí)溴化物質(zhì)，并在區(qū)段3中導(dǎo)致甲醇以外的其它物質(zhì)，例如各種醚。在不同分離/純化步驟中分離任何副產(chǎn)物與甲醇。在區(qū)段2中任何未反應(yīng)的甲烷將流經(jīng)區(qū)段3，并在區(qū)段2中循環(huán)。其它未反應(yīng)的溴化物質(zhì)返回到區(qū)段2中，以供或者反應(yīng)或者通過(guò)滿足化學(xué)平衡抑制進(jìn)一步形成更高級(jí)的溴化物質(zhì)。
區(qū)段反應(yīng)器在基本大氣壓下和在最高達(dá)約750的溫度下操作。與常規(guī)的甲醇方法相比的主要優(yōu)勢(shì)在于系統(tǒng)簡(jiǎn)單。區(qū)段反應(yīng)器在單一容器內(nèi)實(shí)現(xiàn)甲醇合成，而常規(guī)的方法要求多個(gè)容器，首先產(chǎn)生合成氣，接著進(jìn)行催化反應(yīng)。此外，區(qū)段反應(yīng)器在略高于大氣壓的壓力下操作，而常規(guī)的方法要求最高200大氣壓的壓力。
本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)理解，本發(fā)明的區(qū)段反應(yīng)器可利用乙烷和更高級(jí)烷烴產(chǎn)生相應(yīng)的醇、醚、烯烴和其它烴。
與使用相同溴化學(xué)的多步方法相比，區(qū)段反應(yīng)器還有優(yōu)點(diǎn)。一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是一步替代數(shù)步。另外，溴氣保持在一個(gè)容器內(nèi)且不需要冷凝和再蒸發(fā)。
圖1給出了使用本發(fā)明的區(qū)段反應(yīng)器的逆流系統(tǒng)。在這一實(shí)施方案中，氣體向上流過(guò)向下移動(dòng)的固體床。氧在容器底部引入并與金屬溴化物反應(yīng)，形成溴氣和相應(yīng)的金屬氧化物。這一步驟使得可再生在區(qū)段3中消耗的金屬氧化物。來(lái)自區(qū)段1的溴行進(jìn)到其中引入甲烷的區(qū)段2。甲烷與溴反應(yīng)，形成甲基溴和溴化氫。后兩種氣體向上行進(jìn)到區(qū)段3，在區(qū)段3中，在此新鮮的金屬氧化物與這些氣體反應(yīng)，形成甲醇和金屬溴化物。來(lái)自區(qū)段1的再生金屬氧化物返回到區(qū)段3中，從而完成循環(huán)。
在區(qū)段1內(nèi)的反應(yīng)可能要求熱量。如果這樣的話，提供合適的供熱裝置。在區(qū)段2中，反應(yīng)是放熱的。來(lái)自反應(yīng)器的區(qū)段2的熱量可升高所形成的氣體的溫度。區(qū)段3涉及可能要求除去熱量的反應(yīng)，因此提供合適的除熱裝置。
圖1的區(qū)段反應(yīng)器包括一體化的容器。參考圖1A，圖1的區(qū)段反應(yīng)器也可包括具有彼此通過(guò)合適的緊固件固定的多個(gè)組件的容器。這便于拆卸容器中的組件以供清洗和/或修理。
圖2給出了使用區(qū)段反應(yīng)器概念的并流系統(tǒng)。在這一系統(tǒng)中，氣體和固體沿相同的方向一起行進(jìn)。另外，固體懸浮在氣流中，其方式使氣體輸送固體。這一實(shí)施方案結(jié)合反應(yīng)步驟與固體的物理移動(dòng)?；瘜W(xué)反應(yīng)步驟與針對(duì)圖1所述的一樣。
圖2的區(qū)段反應(yīng)器包括一體化的容器。參考圖2A，圖2的區(qū)段反應(yīng)器也可包括具有彼此通過(guò)合適的緊固件固定的多個(gè)組件的容器。這便于拆卸容器中的組件以供清洗和/或修理。
圖3給出了含本發(fā)明的第三實(shí)施方案的固定床系統(tǒng)。而圖1和2描述了連續(xù)系統(tǒng)，圖3描述了連續(xù)系統(tǒng)。在圖3的系統(tǒng)中，金屬溴化物/氧化物固體保持固定在容器內(nèi)，同時(shí)氣體流經(jīng)該容器。通過(guò)逆轉(zhuǎn)經(jīng)該系統(tǒng)的氣流，原位進(jìn)行再生步驟。圖3描述了所涉及的步驟和進(jìn)行所述步驟的順序。這一操作模式本身的區(qū)別在于避免圖1和2的實(shí)施方案的固體移動(dòng)。另外，通過(guò)仔細(xì)設(shè)定每一步驟的持續(xù)時(shí)間，可至少部分允許在區(qū)段2和3內(nèi)生成的熱量升高床的溫度。從而，當(dāng)逆轉(zhuǎn)流向且區(qū)段3變?yōu)閰^(qū)段1時(shí)，可利用固體內(nèi)儲(chǔ)存的熱量提供區(qū)段1中所需的反應(yīng)熱。按照這一方式，總體效果是熱量從放熱區(qū)段直接轉(zhuǎn)移到其中在不通過(guò)中間步驟例如蒸汽生成的情況下需要熱量的區(qū)段中。但由于在區(qū)段2和3中生成的熱量可能大于區(qū)段1中可能需要的熱量，因此，仍然可能需要從該系統(tǒng)中除去一些熱量。
圖3的區(qū)段反應(yīng)器包括一體化的容器。參考圖3A，圖3的區(qū)段反應(yīng)器也可包括具有彼此通過(guò)合適的緊固件固定的多個(gè)組件的容器。這便于拆卸容器中的組件以供清洗和/或修理。
參考圖14，本發(fā)明的區(qū)段反應(yīng)器也可包括單獨(dú)的容器。利用單獨(dú)的容器確定區(qū)段反應(yīng)器便于使用泵來(lái)控制在每一單獨(dú)的容器內(nèi)發(fā)生反應(yīng)時(shí)的壓力。利用單獨(dú)的容器還便于使用閥門防止從特定的容器中流出，直到完成其內(nèi)的反應(yīng)，之后促進(jìn)操作產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到下一區(qū)段中。
通過(guò)常規(guī)的手段實(shí)現(xiàn)在此處公開(kāi)的區(qū)段反應(yīng)器的操作過(guò)程中形成的化學(xué)物質(zhì)的物理分離，并回收有價(jià)值的產(chǎn)物和副產(chǎn)物，和其它有用的物質(zhì)返回到合適的區(qū)段中以供轉(zhuǎn)化或者滿足化學(xué)平衡。
參考圖4A，其中示意性給出了裝置20。裝置20包括由合適的金屬、合適的聚合物材料或者二者形成的無(wú)孔圓筒22。圓筒22具有封閉端24和26。通路28延伸經(jīng)過(guò)圓筒22的端部24，通路30延伸經(jīng)過(guò)圓筒22的端部26，和通路32在端部24和26之間延伸到圓筒22的中心部分。
裝置20還包括最初用金屬鹵化物填充的第一區(qū)段34。遠(yuǎn)離區(qū)段34位于圓筒22的相對(duì)端的第二區(qū)段36最初用金屬氧化物填充。在第一區(qū)段34和第二區(qū)段36之間中心設(shè)置的第三或者中心區(qū)段38最初是空的。
參考圖4B，給出了裝置20的操作的第一階段。氧或空氣經(jīng)開(kāi)口28引入第一區(qū)段34內(nèi)。氧或者空氣中的氧與金屬鹵化物反應(yīng)，產(chǎn)生金屬氧化物和鹵化物。鹵化物從第一區(qū)段34流入到中心區(qū)段38。
在將氧或者空氣通過(guò)開(kāi)口28引入到第一區(qū)段34內(nèi)的同時(shí)，將選擇的烷烴經(jīng)開(kāi)口32引導(dǎo)到中心區(qū)段38內(nèi)。在中心區(qū)段38內(nèi)，鹵化物與烷烴反應(yīng)，產(chǎn)生烷基鹵和鹵化氫。烷基鹵和鹵化氫從中心區(qū)段38流到第二區(qū)段36中。
在第二區(qū)段36中，烷基鹵和鹵化氫與金屬氧化物反應(yīng)，產(chǎn)生的產(chǎn)物通過(guò)通路30回收。在第二區(qū)段36內(nèi)的反應(yīng)也產(chǎn)生金屬鹵化物。
參考圖4C，前述反應(yīng)在第一區(qū)段34、中心區(qū)段38和第二區(qū)段36內(nèi)繼續(xù)進(jìn)行，直到最初在第一區(qū)段34內(nèi)的基本所有的金屬鹵化物均轉(zhuǎn)化成金屬氧化物。同時(shí)，最初在第二區(qū)段36內(nèi)的基本所有的金屬氧化物均轉(zhuǎn)化成金屬鹵化物。在這一點(diǎn)處，終止反應(yīng)，并抽空中心區(qū)段38。
在圖4D中給出了在裝置20的操作中的下一階段?，F(xiàn)逆轉(zhuǎn)以上結(jié)合圖4B所述的反應(yīng)，并使氧或空氣經(jīng)開(kāi)口30進(jìn)入到第二區(qū)段36中。氧或空氣中的氧與金屬鹵化物在第二區(qū)段36中反應(yīng)，產(chǎn)生鹵化物和金屬氧化物。來(lái)自第二區(qū)段36內(nèi)的反應(yīng)的鹵化物流到中心區(qū)段38中，在此它與通過(guò)開(kāi)口32接收的烷烴反應(yīng)，產(chǎn)生烷基鹵和鹵化氫。來(lái)自中心區(qū)段內(nèi)的反應(yīng)的烷基鹵和鹵化氫流到第一區(qū)段34中，在此它們與包含在其內(nèi)的金屬氧化物反應(yīng)，產(chǎn)生產(chǎn)物和金屬鹵化物。反應(yīng)繼續(xù)，直到在第二區(qū)段內(nèi)的基本所有的金屬鹵化物均轉(zhuǎn)化成金屬氧化物，和在第一區(qū)段34內(nèi)的基本所有的金屬氧化物均轉(zhuǎn)化成金屬鹵化物，此刻使裝置20返回到圖4A的結(jié)構(gòu)。在這一點(diǎn)處，抽空中心區(qū)段38，并重復(fù)以上所述的操作循環(huán)。
參考圖5，其中給出了用于實(shí)施在圖3中所示并結(jié)合圖3在以上所述的本發(fā)明的第三實(shí)施方案的裝置40。裝置40的許多組成部件在結(jié)構(gòu)和功能上與在圖4A-4B(包括它們)中所示和以上結(jié)合4A-4B所述的裝置20中的組成部件相同。在圖5中，用與裝置20的前述說(shuō)明中所使用的相同的參考標(biāo)記表示這些相同的組成部件。
裝置40包括第一和第二圓筒42和44。圓筒42和44各自在結(jié)構(gòu)和功能上與在圖4A-4D(包括它們)中所示和以上結(jié)合4A-4D所述的圓筒22相同。圓筒42通過(guò)其開(kāi)口32接收烷烴，包括甲烷、乙烷、丙烷等的混合物。在圓筒42內(nèi)發(fā)生的數(shù)個(gè)反應(yīng)產(chǎn)生產(chǎn)物和甲烷，其中它們最初通過(guò)開(kāi)口30回收。
通過(guò)常規(guī)技術(shù)例如蒸餾分離由在圓筒42內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)得到的甲烷與由圓筒42內(nèi)的反應(yīng)得到的產(chǎn)物。然后將甲烷經(jīng)開(kāi)口32引導(dǎo)到圓筒44內(nèi)。在圓筒44內(nèi)，利用以上結(jié)合裝置20所述的相同的反應(yīng)，將甲烷轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物。由在圓筒44內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)得到的產(chǎn)物最初通過(guò)其開(kāi)口30回收。
正如參考裝置20的操作的前述說(shuō)明所理解的，繼續(xù)裝置40的操作，直到最初在圓筒42和44的第一區(qū)段34內(nèi)的基本所有的金屬鹵化物均轉(zhuǎn)化成金屬氧化物，和直到最初在圓筒42和44的第二區(qū)段36內(nèi)的基本所有的金屬氧化物均轉(zhuǎn)化成金屬鹵化物。在這一點(diǎn)處，逆轉(zhuǎn)經(jīng)圓筒42和44的流向。也就是說(shuō)，通過(guò)通路30將氧引導(dǎo)到圓筒42和44內(nèi)，通過(guò)通路28從圓筒42中回收產(chǎn)物和甲烷，和通過(guò)通路28從圓筒44中回收產(chǎn)物。
參考圖6A，其中給出了用于實(shí)施在圖3所示和以上結(jié)合圖3所述的本發(fā)明第三實(shí)施方案的變體的裝置50，裝置50的許多組成部件在結(jié)構(gòu)和功能上基本與在圖4A-4D(包括它們)中所示和以上結(jié)合4A-4D所述的裝置20的組成部件相同。采用以上在裝置20的說(shuō)明中使用的相同的參考標(biāo)記表示在圖6A和6B中這些基本相同的組成部件，但通過(guò)用“撇號(hào)”(′)來(lái)區(qū)分它們。
裝置50與圖4A-4D(包括它們)的裝置20的區(qū)別在于，裝置50的圓筒22′在其內(nèi)包括附加區(qū)段52和54。區(qū)段52和54各自接收催化劑，所述催化劑的功能是促進(jìn)由在中心區(qū)段38′內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)產(chǎn)生的烷基鹵分子的偶聯(lián)，從而產(chǎn)生比沒(méi)有催化劑時(shí)包括更高碳原子數(shù)的產(chǎn)物。優(yōu)選地，包含在區(qū)段52和54內(nèi)的催化劑是選擇的沸石。但在區(qū)段52和54內(nèi)接收的催化劑也可包括金屬鹵化物/氧化物。若在區(qū)段52和54內(nèi)使用金屬鹵化物/氧化物，則與在區(qū)段34和36中所使用的金屬鹵化物/氧化物相比，它優(yōu)選包括不同的金屬鹵化物/氧化物。裝置50的操作與以上所述的裝置20的操作一樣地進(jìn)行，只是在區(qū)段52和54內(nèi)存在催化劑促進(jìn)在區(qū)段38內(nèi)產(chǎn)生的烷基鹵分子偶聯(lián)為產(chǎn)物。
現(xiàn)參考圖7、8和9，其中給出了用于實(shí)施在圖3中所示和以上結(jié)合圖3所述的本發(fā)明的第三實(shí)施方案的裝置60。裝置60的結(jié)構(gòu)和操作在許多方面類似于在圖6A和6B中所示和以上結(jié)合圖6A和6B所述的裝置50的結(jié)構(gòu)和操作。
裝置60包括其中安裝多個(gè)圓筒64的桶62。圓筒64無(wú)孔，只是每一圓筒64具有有孔的中心部分66。在桶62內(nèi)，通過(guò)入口68接收烷烴，并從桶62通過(guò)其含孔的部分66流入到圓筒64內(nèi)。在桶62內(nèi)的烷烴的壓力保持足夠高，以便烷烴流入到圓筒64內(nèi)，同時(shí)防止反應(yīng)產(chǎn)物從中流出。
圖9中進(jìn)一步給出了裝置60的圓筒64。如上所述，除了其有孔部分66以外，每一圓筒64是無(wú)孔的。圓筒64具有位于其相對(duì)端的端壁68和70。每一端壁68和70配有氧或空氣接收通路72和產(chǎn)物排放通路74。
每一圓筒64包括最初包含金屬鹵化物的第一區(qū)段76和最初包含金屬氧化物的第二區(qū)段78。第三或中心區(qū)段80通過(guò)包括孔的圓筒64的有孔部分66接收鹵化物。區(qū)段82分別位于區(qū)段76和78之間，且區(qū)段80包含催化劑。
包含在區(qū)段82內(nèi)的催化劑優(yōu)選包括選擇的沸石。該催化劑也可包括金屬鹵化物/氧化物。若使用，與含金屬鹵化物/氧化物的區(qū)段76和78相比，區(qū)段82的金屬鹵化物/氧化物優(yōu)選是不同的金屬鹵化物/氧化物。
裝置60的操作基本與圖6A和6B所示和以上結(jié)合圖6A和6B所述的裝置50的操作相同。氧或空氣最初通過(guò)通路72引導(dǎo)到圓筒64內(nèi)。氧或者來(lái)自空氣中的氧與金屬鹵化物在區(qū)段76內(nèi)反應(yīng)，產(chǎn)生鹵化物和金屬氧化物。鹵化物流到中心區(qū)段80內(nèi)，在此它與其中的烷烴反應(yīng)，產(chǎn)生烷基鹵和鹵化氫。烷基鹵和鹵化氫流經(jīng)區(qū)段82內(nèi)的催化劑，所述催化劑促進(jìn)含烷基鹵的分子偶聯(lián)成具有更大碳原子數(shù)的分子。鹵化氫和現(xiàn)在偶聯(lián)的烷基鹵接下來(lái)流到區(qū)段78內(nèi)，在此鹵化氫和偶聯(lián)的烷基鹵與其中的金屬氧化物反應(yīng)，產(chǎn)生產(chǎn)物和水。通過(guò)出口74，從圓筒64中回收產(chǎn)物和水。
繼續(xù)前述工藝，直到在區(qū)段76內(nèi)基本所有的金屬鹵化物均轉(zhuǎn)化成金屬氧化物，和在區(qū)段78內(nèi)基本所有的金屬氧化物均轉(zhuǎn)化成金屬鹵化物。在這一點(diǎn)處，逆轉(zhuǎn)通過(guò)圓筒64的流向，并且通過(guò)圓筒64的端部70的開(kāi)口72接收氧或空氣，和通過(guò)在圓筒64的端部68形成的開(kāi)口74回收產(chǎn)物和水。
參考圖10，其中給出了用于實(shí)施圖3所示和以上結(jié)合圖3所述的本發(fā)明的第三實(shí)施方案的裝置90。裝置90包括在其內(nèi)包含傳熱流體94的桶92。桶92還包括位于其一端的溴化歧管96，和位于其相對(duì)端的一對(duì)氧接收/產(chǎn)物排放歧管98和100。
在桶92內(nèi)中心設(shè)置擋板102。多個(gè)管狀通路104位于擋板102的一側(cè)上，并在氧接收/產(chǎn)物排放歧管98和溴化歧管96之間延伸。多個(gè)管狀通路106在歧管96和歧管100之間延伸。
最初用金屬鹵化物填充管道104。通過(guò)通路108在歧管98內(nèi)接收氧或空氣。氧或來(lái)自空氣中的氧與金屬鹵化物在管道104內(nèi)反應(yīng)，產(chǎn)生鹵化物和金屬氧化物。鹵化物從管道104流到歧管96內(nèi)，在此它與通過(guò)通路110在歧管96內(nèi)接收的烷烴反應(yīng)。
鹵化物與烷烴在歧管96內(nèi)的反應(yīng)產(chǎn)生烷基鹵和鹵化氫。最初用金屬氧化物填充管道106。由歧管96內(nèi)的反應(yīng)得到的烷基鹵和鹵化氫流經(jīng)管道106，從而將包含在其內(nèi)的金屬氧化物轉(zhuǎn)化成金屬鹵化物，并產(chǎn)生產(chǎn)物。在歧管100內(nèi)接收產(chǎn)物，并通過(guò)通路112從中回收。
如上所述，氧或者來(lái)自空氣中的氧和金屬鹵化物之間的反應(yīng)可能是吸熱的。相反，烷基鹵和鹵化氫與金屬氧化物的反應(yīng)可能是放熱的。同樣可能的是，在一定情況下，金屬鹵化物的氧化是放熱反應(yīng)，和/或鹵化物/金屬氧化物的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。在桶92內(nèi)的傳熱流體94繞擋板102流動(dòng)，正如箭頭114所示，從而在放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)之間傳熱，且按照這一方式，各自實(shí)現(xiàn)熱力學(xué)平衡。
在管道104內(nèi)氧或者來(lái)自空氣中的氧與金屬鹵化物的反應(yīng)繼續(xù)，直到基本所有的金屬鹵化物均轉(zhuǎn)化成金屬氧化物。類似地，在管道106內(nèi)，烷基鹵和鹵化氫與金屬氧化物的反應(yīng)繼續(xù)，直到基本所有的金屬氧化物均轉(zhuǎn)化成金屬鹵化物。在這一點(diǎn)處，逆轉(zhuǎn)經(jīng)裝置90的流向，并通過(guò)通路112接收氧或空氣，和通過(guò)通路108回收產(chǎn)物。
參考圖11、12A和12B，其中給出了用于實(shí)施圖3所示和以上結(jié)合圖3所述的第三實(shí)施方案的裝置120。裝置120包括溴化室122，該室通過(guò)活塞128分成第一和第二部分124和126。閥門130選擇控制通過(guò)通路132接收進(jìn)入室的部分124內(nèi)的氧或空氣的流量，或者引導(dǎo)產(chǎn)物從裝置120經(jīng)通路134向外流動(dòng)。經(jīng)通路132和閥門130進(jìn)入裝置120的氧或空氣經(jīng)通路136流入到最初含有金屬鹵化物的室138內(nèi)。在室138內(nèi)，氧或者來(lái)自空氣中的氧與金屬鹵化物反應(yīng)，產(chǎn)生鹵化物和金屬氧化物。鹵化物從室138經(jīng)通路140流到室122的部分124內(nèi)。
在室122的部分124內(nèi)經(jīng)通路142、閥門144和通路146接收烷烴。在部分124內(nèi)，烷烴與通過(guò)在室138內(nèi)的反應(yīng)產(chǎn)生的鹵化物反應(yīng)，結(jié)果產(chǎn)生烷基鹵和鹵化氫。當(dāng)反應(yīng)繼續(xù)時(shí)，烷基鹵和鹵化氫強(qiáng)制活塞128向右移動(dòng)(圖11)。繼續(xù)這一工藝，直到在室138內(nèi)所有的金屬鹵化物均轉(zhuǎn)化成金屬氧化物，并強(qiáng)制活塞128到達(dá)室122的最右手端(圖11)。
在剛才所述的工序開(kāi)始時(shí)，用烷基鹵和鹵化氫填充室122的部分126。本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)理解，在部分126內(nèi)存在烷基鹵和鹵化氫源于氧或空氣經(jīng)通路148、閥門150和通路152流到最初用金屬鹵化物填充的室154內(nèi)。氧或者來(lái)自空氣中的氧與金屬鹵化物反應(yīng)產(chǎn)生鹵化物和金屬氧化物。鹵化物經(jīng)通路156流到室122的部分126內(nèi)，在此鹵化物與經(jīng)通路142、閥門158和通路160接收的烷烴反應(yīng)。在室122的部分126內(nèi)，鹵化物與烷烴反應(yīng)，產(chǎn)生烷基鹵和鹵化氫。在室122的部分126內(nèi)繼續(xù)產(chǎn)生烷基鹵和鹵化氫，直到室154中的基本全部?jī)?nèi)容物均由金屬鹵化物轉(zhuǎn)化成金屬氧化物。
具體參考圖12A，活塞128向右移動(dòng)強(qiáng)制烷基鹵和鹵化氫從室122的部分126向外經(jīng)通路156進(jìn)入室154內(nèi)。在這一點(diǎn)處，用金屬氧化物填充室154。來(lái)自室122的部分126的烷基鹵和鹵化氫與室154內(nèi)的金屬氧化物反應(yīng)，產(chǎn)生產(chǎn)物和水。產(chǎn)物和水流經(jīng)通路152、閥門150和通路162并被回收。
當(dāng)活塞128到達(dá)室122的右手端時(shí)，基本所有的烷基鹵和鹵化氫被強(qiáng)制流出室122的部分126，并在室154內(nèi)通過(guò)與金屬氧化物反應(yīng)轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物。在這一點(diǎn)處，室154內(nèi)基本所有的金屬氧化物均轉(zhuǎn)化回金屬鹵化物。閥門150的位置反轉(zhuǎn)，從而允許氧或空氣經(jīng)通路148、閥門150和通路152進(jìn)入室154內(nèi)。與此同時(shí)，閥門130的位置也反轉(zhuǎn)，從而促進(jìn)由在室122的部分124內(nèi)的烷基鹵和鹵化氫與在室138內(nèi)的金屬氧化物反應(yīng)得到的產(chǎn)物回收。因此，該方法是連續(xù)的，且活塞128在室122內(nèi)來(lái)回移動(dòng)，強(qiáng)制前面產(chǎn)生的烷基鹵和鹵化氫向外經(jīng)過(guò)相關(guān)室138或154內(nèi)包含的金屬氧化物，以產(chǎn)生產(chǎn)物。
參考圖13A和13B，其中給出了裝置170。裝置170的所有組成部件與在圖11、12A和12B中所示和以上結(jié)合圖11、12A和12B所述的裝置120的組件相同。采用與以上裝置120的說(shuō)明中所使用的相同的參考標(biāo)記，在圖13A和13B中指示這些雙套組成部件。
裝置170使用雙套室138和154以及控制材料出入室138和154流量的雙套組件。與裝置120相比，使用雙套室138和154和其上的輔助雙套組件零件可用于增加裝置170的生產(chǎn)率，和/或用于平衡在室138和154內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)。
參考圖15A和15B，其中給出了裝置172。裝置172的所有組成部件均與圖11、12A和12B中所示和以上結(jié)合圖11、12A和12B所述的裝置120的組件相同。采用與以上裝置120的說(shuō)明中所使用的相同的參考標(biāo)記，在圖15A和15B中指示這些雙套組成部件。
裝置172使用雙套室122以及控制材料出入室122的流量的雙套組件。與裝置120相比，使用雙套室122和其上的輔助雙套組成部件可用于增加裝置170的生產(chǎn)率，和/或用于平衡在室122內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)。
盡管在附圖中給出和在前述詳細(xì)說(shuō)明中描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，但要理解，本發(fā)明不限于所公開(kāi)的實(shí)施方案，而是在不偏離本發(fā)明實(shí)質(zhì)的情況下，可進(jìn)行部件和元件的多種重排、改進(jìn)和替換。
權(quán)利要求
1.一種將烷烴轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的烴的方法，該方法包括下述步驟提供具有未分隔的確定第一區(qū)段、第二區(qū)段和第三區(qū)段的中空內(nèi)部的容器；使金屬鹵化物與氧在該容器的第一區(qū)段內(nèi)反應(yīng)，形成金屬氧化物和鹵化物；使來(lái)自第一區(qū)段的鹵化物與烷烴在該容器的第二區(qū)段內(nèi)反應(yīng)，形成烷基鹵；使來(lái)自第二區(qū)段的烷基鹵和金屬氧化物在該容器第三區(qū)段內(nèi)反應(yīng)，形成相應(yīng)于烷基鹵反應(yīng)物和金屬鹵化物的至少一種反應(yīng)產(chǎn)物；將來(lái)自該容器第三區(qū)段的金屬鹵化物輸送到其第一區(qū)段；和將金屬氧化物從該容器的第一區(qū)段循環(huán)到其第三區(qū)段。
2.一種將烷烴轉(zhuǎn)化成其相應(yīng)的烴的方法，該方法包括下述步驟提供具有未分隔的確定第一區(qū)段、第二區(qū)段和第三區(qū)段的中空內(nèi)部的容器；使金屬鹵化物與氧在該容器的第一區(qū)段內(nèi)反應(yīng)，形成金屬氧化物和鹵化物；使來(lái)自第一區(qū)段的鹵化物與烷烴在該容器的第二區(qū)段內(nèi)反應(yīng)，形成烷基鹵；使來(lái)自第二區(qū)段的烷基鹵和金屬氧化物在該容器第三區(qū)段內(nèi)反應(yīng)，形成相應(yīng)于烷基鹵反應(yīng)物和金屬鹵化物的至少一種反應(yīng)產(chǎn)物；將來(lái)自該容器第一區(qū)段的金屬氧化物經(jīng)該容器輸送到其第三區(qū)段；和將金屬鹵化物從該容器的第三區(qū)段中循環(huán)到其第一區(qū)段。
3.一種將烷烴轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的烴的方法，該方法包括下述步驟提供具有未分隔的確定第一區(qū)段、第二區(qū)段和第三區(qū)段的中空內(nèi)部的容器；最初使金屬鹵化物和氧在該容器的第一區(qū)段內(nèi)反應(yīng)，形成金屬氧化物和鹵化物；使來(lái)自第一區(qū)段的鹵化物與烷烴在該容器的第二區(qū)段內(nèi)反應(yīng)，形成烷基鹵；使來(lái)自第二區(qū)段的烷基鹵和金屬氧化物在該容器第三區(qū)段內(nèi)反應(yīng)，形成相應(yīng)于烷基鹵反應(yīng)物和金屬鹵化物的至少一種反應(yīng)產(chǎn)物；隨后使容器內(nèi)的氣流反向，之后使金屬鹵化物和氧在該容器的第三區(qū)段內(nèi)反應(yīng)，形成金屬氧化物和鹵化物；使來(lái)自第三區(qū)段的鹵化物與烷烴在該容器的第二區(qū)段內(nèi)反應(yīng)，形成烷基鹵；使來(lái)自第二區(qū)段的烷基鹵和金屬氧化物在該容器第一區(qū)段內(nèi)反應(yīng)，形成相應(yīng)于烷基溴反應(yīng)物和金屬溴化物的反應(yīng)產(chǎn)物。
4.一種將烷烴轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的烴的方法，該方法包括下述步驟a.提供具有第一和第二端的基本無(wú)孔的室，并且所述室包括位于其第一端的第一反應(yīng)物接收區(qū)段、位于其第二端的第二反應(yīng)物接收區(qū)段和位于第一反應(yīng)物接收區(qū)段和第二反應(yīng)物接收區(qū)段之間的中心設(shè)置的反應(yīng)區(qū)段；b.提供一定量金屬鹵化物；c.在所述室的第一反應(yīng)物接收區(qū)段內(nèi)設(shè)置所述一定量金屬鹵化物；d.提供一定量金屬氧化物；e.在所述室的第二反應(yīng)物接收區(qū)段內(nèi)設(shè)置所述一定量金屬氧化物；f.提供氧化氣體；g.使氧化氣體與金屬鹵化物反應(yīng)，從而產(chǎn)生氣態(tài)鹵化物和金屬氧化物；h.提供一定量烷烴；i.將烷烴引導(dǎo)到所述室的反應(yīng)區(qū)段內(nèi)；j.使烷烴與步驟g.中產(chǎn)生的氣態(tài)鹵化物在反應(yīng)區(qū)段內(nèi)反應(yīng)，從而產(chǎn)生烷基鹵；k.使步驟j.中產(chǎn)生的烷基鹵與金屬氧化物反應(yīng)，從而產(chǎn)生非烷烴類烴和金屬鹵化物；和1.從所述室中回收步驟k.中產(chǎn)生的非烷烴類烴。
5.權(quán)利要求4的方法，其中含步驟b.的金屬鹵化物的鹵化物選自溴、氯和碘。
6.權(quán)利要求4的方法，其中步驟f.的氧化氣體選自氧和空氣。
7.權(quán)利要求4的方法，其中步驟h.的烷烴選自甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和異丁烯。
8.權(quán)利要求4的方法，其中通過(guò)提供至少兩種烷烴的混合物進(jìn)行提供烷烴的步驟。
9.權(quán)利要求4的方法，還包括后續(xù)步驟使步驟k.中產(chǎn)生的金屬鹵化物與氧化氣體反應(yīng)，從而產(chǎn)生氣態(tài)鹵化物和金屬氧化物，并使步驟g.中產(chǎn)生的金屬氧化物與烷基鹵反應(yīng)，從而產(chǎn)生非烷烴類烴和金屬鹵化物。
10.權(quán)利要求4的方法，進(jìn)一步的特征在于在第一反應(yīng)物接收區(qū)段和反應(yīng)區(qū)段之間提供第一催化劑接收區(qū)段；在反應(yīng)區(qū)段和第二反應(yīng)物接收區(qū)段之間提供第二催化劑接收區(qū)段；提供第一和第二量的預(yù)定催化劑；在第一催化劑接收區(qū)段內(nèi)設(shè)置第一量的催化劑；在第二催化劑接收區(qū)段內(nèi)設(shè)置第二量的催化劑；該催化劑促進(jìn)反應(yīng)區(qū)段內(nèi)產(chǎn)生的烷基鹵分子的偶聯(lián)。
11.一種將烷烴轉(zhuǎn)化成相應(yīng)烴的方法，該方法包括下述步驟a.提供具有第一和第二端的基本無(wú)孔的室，所述室包括位于其第一端的第一反應(yīng)物接收區(qū)段、位于其第二端的第二反應(yīng)物接收區(qū)段、位于第一反應(yīng)物接收區(qū)段和第二反應(yīng)物接收區(qū)段之間的中心設(shè)置的反應(yīng)區(qū)段、位于第一反應(yīng)物接收區(qū)段和反應(yīng)區(qū)段之間的第一催化劑接收區(qū)段和位于反應(yīng)區(qū)段和第二反應(yīng)物接收區(qū)段之間的第二催化劑接收區(qū)段；b.提供一定量金屬鹵化物；c.在所述室的第一反應(yīng)物接收區(qū)段內(nèi)設(shè)置所述一定量金屬鹵化物；d.提供一定量金屬氧化物；e.在所述室的第二反應(yīng)物接收區(qū)段內(nèi)設(shè)置所述一定量金屬氧化物；f.提供第一和第二量的預(yù)定催化劑；g.在第一催化劑接收區(qū)段內(nèi)設(shè)置第一量的催化劑；h.在第二催化劑接收區(qū)段內(nèi)設(shè)置第二量的催化劑；i.提供氧化氣體；j.使氧化氣體與金屬鹵化物反應(yīng)，從而產(chǎn)生氣態(tài)鹵化物和金屬氧化物；k.提供一定量烷烴；l.將烷烴引導(dǎo)到所述室的反應(yīng)區(qū)段內(nèi)；m.使烷烴與步驟j.中產(chǎn)生的氣態(tài)鹵化物在反應(yīng)區(qū)段內(nèi)反應(yīng)，從而產(chǎn)生烷基鹵；n.將烷基鹵引導(dǎo)到第二催化劑接收區(qū)段內(nèi)具有催化劑的接合處，從而促進(jìn)烷基鹵分子的偶聯(lián)；o.使步驟m.中產(chǎn)生的烷基鹵與金屬氧化物反應(yīng)，從而產(chǎn)生非烷烴類烴和金屬鹵化物；和p.從所述室中回收步驟o.中產(chǎn)生的非烷烴類烴。
12.權(quán)利要求11的方法，其中含步驟b.的金屬鹵化物的鹵化物選自溴、氯和碘。
13.權(quán)利要求11的方法，其中步驟f.的氧化氣體選自氧和空氣。
14.權(quán)利要求11的方法，其中步驟h.的烷烴選自甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和異丁烯。
15.權(quán)利要求11的方法，其中通過(guò)提供至少兩種烷烴的混合物進(jìn)行提供烷烴的步驟。
16.權(quán)利要求11的方法，還包括后續(xù)步驟使步驟k.中產(chǎn)生的金屬鹵化物與氧化氣體反應(yīng)，從而產(chǎn)生氣態(tài)鹵化物和金屬氧化物，并使步驟g.中產(chǎn)生的金屬氧化物與烷基鹵反應(yīng)，從而產(chǎn)生非烷烴類烴和金屬鹵化物。
17.權(quán)利要求11的方法，其中催化劑包括預(yù)定的沸石。
18.一種將烷烴轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的烴的方法，該方法包括下述步驟a.提供具有基本無(wú)孔的第一和第二端以及有孔的中心部分的室，所述室包括位于其第一端的第一反應(yīng)物接收區(qū)段、位于其第二端的第二反應(yīng)物接收區(qū)段和位于其有孔中心部分內(nèi)的中心設(shè)置的反應(yīng)區(qū)段；b.提供一定量金屬鹵化物；c.在所述室的第一反應(yīng)物接收區(qū)段內(nèi)設(shè)置所述一定量金屬鹵化物；d.提供一定量金屬氧化物；e.在所述室的第二反應(yīng)物接收區(qū)段內(nèi)設(shè)置所述一定量金屬氧化物；f.提供氧化氣體；g.使氧化氣體與金屬鹵化物反應(yīng)，從而產(chǎn)生氣態(tài)鹵化物和金屬氧化物；h.提供一定量烷烴；i.通過(guò)所述室中心部分的孔將烷烴引導(dǎo)到反應(yīng)區(qū)段內(nèi)；j.使烷烴與步驟g.中產(chǎn)生的氣態(tài)鹵化物在反應(yīng)區(qū)段內(nèi)反應(yīng)，從而產(chǎn)生烷基鹵；k.使步驟j.中產(chǎn)生的烷基鹵與金屬氧化物反應(yīng)，從而產(chǎn)生非烷烴類烴和金屬鹵化物；和l.從所述室中回收步驟k.中產(chǎn)生的非烷烴類烴。
19.權(quán)利要求18的方法，其中含步驟b.的金屬鹵化物的鹵化物選自溴和氯。
20.權(quán)利要求18的方法，其中步驟f.的氧化氣體選自氧和空氣。
21.權(quán)利要求18的方法，其中步驟h.的烷烴選自甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和異丁烯。
22.權(quán)利要求18的方法，其中通過(guò)提供至少兩種烷烴的混合物進(jìn)行提供烷烴的步驟。
23.權(quán)利要求18的方法，還包括后續(xù)步驟使步驟k.中產(chǎn)生的金屬鹵化物與氧化氣體反應(yīng)，從而產(chǎn)生氣態(tài)鹵化物和金屬氧化物，并使步驟g.中產(chǎn)生的金屬氧化物與烷基鹵反應(yīng)，從而產(chǎn)生非烷烴類烴和金屬鹵化物。
24.權(quán)利要求18的方法，進(jìn)一步的特征在于在第一反應(yīng)物接收區(qū)段和反應(yīng)區(qū)段之間提供第一催化劑接收區(qū)段；在反應(yīng)區(qū)段和第二反應(yīng)物接收區(qū)段之間提供第二催化劑接收區(qū)段；提供第一和第二量的預(yù)定催化劑；在第一催化劑接收區(qū)段內(nèi)設(shè)置第一量的催化劑；在第二催化劑接收區(qū)段內(nèi)設(shè)置第二量的催化劑；該催化劑促進(jìn)在反應(yīng)區(qū)段內(nèi)產(chǎn)生的烷基鹵分子的偶聯(lián)。
25.權(quán)利要求18的方法，其包括附加步驟提供在其內(nèi)部包封所述室的外殼，并在該外殼內(nèi)提供一定量烷烴，從而來(lái)自外殼的烷烴經(jīng)所述室的孔流入到反應(yīng)區(qū)段內(nèi)。
26.一種將烷烴轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的烴的方法，該方法包括下述步驟a.提供具有第一和第二端的外殼；b.在所述外殼內(nèi)提供擋板，所述擋板將所述外殼分隔成第一和第二區(qū)段；c.提供傳熱流體；d.用所述傳熱流體基本填充所述外殼；e.在所述外殼的一端提供反應(yīng)歧管；f.在所述外殼的第二端提供氧化氣體接收歧管；g.在所述外殼的第二端提供產(chǎn)物接收歧管；h.提供至少一個(gè)第一無(wú)孔管；i.使所述第一管連續(xù)地從氧化氣體接收歧管經(jīng)所述外殼的第一區(qū)段延伸到反應(yīng)歧管處；j.提供至少一個(gè)第二無(wú)孔管；k.使所述第二管連續(xù)地從溴化歧管經(jīng)所述外殼的第二區(qū)段延伸到產(chǎn)物接收歧管處；l.提供一定量金屬鹵化物；m.在所述第一管內(nèi)設(shè)置所述一定量金屬鹵化物；n.提供一定量金屬氧化物；o.在所述第二管內(nèi)設(shè)置所述一定量金屬氧化物；p.提供氧化氣體；q.將氧化氣體引導(dǎo)到氧化氣體接收歧管內(nèi)和從氧化氣體接收歧管引導(dǎo)到第一管內(nèi)；r.使氧化氣體與金屬鹵化物在第一管內(nèi)反應(yīng)，從而產(chǎn)生氣態(tài)鹵化物和金屬氧化物；s.提供一定量烷烴；t.將烷烴引導(dǎo)到反應(yīng)歧管內(nèi)；u.使烷烴與步驟r.中產(chǎn)生的氣態(tài)鹵化物在反應(yīng)歧管內(nèi)反應(yīng)，從而產(chǎn)生烷基鹵；v.將步驟u.中產(chǎn)生的烷基鹵引導(dǎo)到第二管內(nèi)；w.使步驟u.中產(chǎn)生的烷基鹵與金屬氧化物在第二管內(nèi)反應(yīng)，從而產(chǎn)生非烷烴類烴和金屬鹵化物；x.將步驟w.中產(chǎn)生的非烷烴類烴引導(dǎo)到產(chǎn)物接收歧管內(nèi)；和y.從產(chǎn)物接收歧管內(nèi)回收步驟w.中產(chǎn)生的非烷烴類烴。
27.權(quán)利要求26的方法，其中含步驟l.的金屬鹵化物的鹵化物選自溴和氯。
28.權(quán)利要求26的方法，其中步驟n.的氧化氣體選自氧和空氣。
29.權(quán)利要求26的方法，其中步驟l.的烷烴選自甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和異丁烯。
30.權(quán)利要求26的方法，其中通過(guò)提供至少兩種烷烴的混合物進(jìn)行提供烷烴的步驟。
31.權(quán)利要求26的方法，還包括后續(xù)步驟使步驟w.中產(chǎn)生的金屬鹵化物與氧化氣體反應(yīng)，從而產(chǎn)生氣態(tài)鹵化物和金屬氧化物，并使步驟r.中產(chǎn)生的金屬氧化物與烷基鹵反應(yīng)，從而產(chǎn)生非烷烴類烴和金屬鹵化物。
32.一種將烷烴轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的烴的方法，該方法包括下述步驟a.提供第一個(gè)基本無(wú)孔的反應(yīng)物接收室；b.提供第二個(gè)基本無(wú)孔的反應(yīng)物接收室；c.提供基本無(wú)孔的反應(yīng)室；d.在反應(yīng)室內(nèi)提供活塞，所述活塞將反應(yīng)室分成第一和第二區(qū)段且可在反應(yīng)室內(nèi)移動(dòng)，以使第一和第二反應(yīng)區(qū)段相對(duì)于彼此膨脹和收縮；e.提供一定量金屬鹵化物；f.在第一反應(yīng)物接收室內(nèi)設(shè)置所述一定量金屬鹵化物；g.提供一定量金屬氧化物；h.在第二反應(yīng)物接收室內(nèi)設(shè)置所述一定量金屬氧化物；i.提供氧化氣體；j.使氧化氣體與金屬鹵化物反應(yīng)，從而產(chǎn)生氣態(tài)鹵化物和金屬氧化物；k.提供一定量烷烴；l.將烷烴引導(dǎo)到反應(yīng)室的第一反應(yīng)區(qū)段內(nèi)；m.使烷烴與步驟j.中產(chǎn)生的氣態(tài)鹵化物在第一反應(yīng)區(qū)段內(nèi)反應(yīng)，從而產(chǎn)生烷基鹵；n.在第一反應(yīng)區(qū)段內(nèi)產(chǎn)生烷基鹵引起活塞在反應(yīng)室內(nèi)移動(dòng)，從而導(dǎo)致第一反應(yīng)區(qū)段膨脹和第二反應(yīng)區(qū)段收縮；o.因活塞在反應(yīng)室內(nèi)移動(dòng)導(dǎo)致的第二反應(yīng)區(qū)段收縮引起前面產(chǎn)生的烷基鹵從第二反應(yīng)區(qū)段流入第二反應(yīng)物接收室；p.使前面產(chǎn)生的烷基鹵與金屬氧化物在第二反應(yīng)物接收室內(nèi)反應(yīng)，從而產(chǎn)生非烷烴類烴和金屬鹵化物；和q.從第二反應(yīng)物接收室內(nèi)回收非烷烴類烴。
33.權(quán)利要求32的方法，其中含步驟e.的金屬鹵化物的鹵化物選自溴、氯和碘。
34.權(quán)利要求32的方法，其中步驟g.的氧化氣體選自氧和空氣。
35.權(quán)利要求32的方法，其中步驟k.的烷烴選自甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和異丁烯。
36.權(quán)利要求32的方法，其中通過(guò)提供至少兩種烷烴的混合物進(jìn)行提供烷烴的步驟。
37.權(quán)利要求32的方法，還包括后續(xù)步驟使步驟p.中產(chǎn)生的金屬鹵化物與氧化氣體反應(yīng)，從而產(chǎn)生氣態(tài)鹵化物和金屬氧化物，并使步驟j.中產(chǎn)生的金屬氧化物與烷基鹵反應(yīng)，從而產(chǎn)生非烷烴類烴和金屬鹵化物。
全文摘要
在將烷烴轉(zhuǎn)化成其相應(yīng)醇、醚、烯烴和其它烴的方法中，容器包括確定第一區(qū)段、第二區(qū)段和第三區(qū)段的中空未分隔的內(nèi)部。在本發(fā)明的第一實(shí)施方案中，氧與金屬鹵化物在第一區(qū)段內(nèi)反應(yīng)，提供氣態(tài)鹵化物；鹵化物與烷烴在第二區(qū)段內(nèi)反應(yīng)，形成烷基鹵；和烷基鹵與金屬氧化物在第三區(qū)段內(nèi)反應(yīng)，形成與初始烷烴相應(yīng)的烴。來(lái)自第三區(qū)段的金屬鹵化物輸送通過(guò)該容器到第一區(qū)段和來(lái)自第一區(qū)段的金屬氧化物循環(huán)到第三區(qū)段中。本發(fā)明的第二實(shí)施方案與第一實(shí)施方案區(qū)別在于，金屬氧化物從第一區(qū)段輸送通過(guò)該容器到第三區(qū)段，和金屬鹵化物從第三區(qū)段循環(huán)到第一區(qū)段。在本發(fā)明的第三實(shí)施方案中，逆轉(zhuǎn)通過(guò)該容器的氣流，使金屬氧化物轉(zhuǎn)化為金屬鹵化物，和金屬鹵化物轉(zhuǎn)化為金屬氧化物。
文檔編號(hào)C07C29/124GK101014556SQ200580029181
公開(kāi)日2007年8月8日 申請(qǐng)日期2005年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月19日
發(fā)明者P·格羅索, J·H·舍曼, E·W·麥克法蘭 申請(qǐng)人:Grt公司