用于烯烴生產(chǎn)的方法
【專利摘要】披露了一種用于烷烴催化脫氫以形成相應(yīng)烯烴的方法。使反應(yīng)混合物在分離單元中進(jìn)行氫氣的膜分離。優(yōu)選使用多個交替的反應(yīng)和分離單元。本發(fā)明的方法有助于減少催化劑上焦炭形成的目的，以及在沒有焦炭形成類似增加的情況下達(dá)到較高烷烴轉(zhuǎn)化率的目的。該方法還可以用于生產(chǎn)氫氣。
【專利說明】用于烯烴生產(chǎn)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于由相應(yīng)烷烴的催化脫氫生產(chǎn)烯烴(烯類，olefin)的領(lǐng)域。本發(fā)明進(jìn)一步涉及用于生產(chǎn)烯烴的裝置，并且涉及膜反應(yīng)器用于減少烷烴催化脫氫中焦炭形成(cokeformation)的應(yīng)用。本發(fā)明具體涉及由丙燒生產(chǎn)丙烯。
【背景技術(shù)】
[0002]鏈烯烴化合物(烯烴)在許多化學(xué)工業(yè)中廣泛使用。僅舉幾個實例，用于生產(chǎn)石油化工產(chǎn)品，如合成橡膠、塑料、發(fā)動機(jī)燃料摻混添加劑。在烯烴中，丙烯是世界上第二大石油化學(xué)商品，其是聚丙烯的前體，其作為包裝材料和戶外衣物用于日用產(chǎn)品。
[0003]現(xiàn)今，通常通過輕油餾分的蒸汽裂化(SC)和流化催化裂化(FCC)得到輕烯烴(例如，乙烯、丙烯、異丁烯)。例如，大多數(shù)丙烯在蒸汽裂化器中作為副產(chǎn)物(co-product)(>55%)產(chǎn)生以及在FCC單元中作為副產(chǎn)品(約35%)產(chǎn)生，而只有小部分(〈10%)是通過替代技術(shù)如丙烷脫氫產(chǎn)生的。
[0004]就SC和FCC而言，焦炭形成(coking)和副反應(yīng)是其中的主要缺點。蒸汽裂化的另一個缺點是其對期望產(chǎn)品相對低的選擇性。在受限的可能性下產(chǎn)生各種各樣的產(chǎn)品。這是該方法的非催化性質(zhì)所固有的。
[0005]根據(jù)反應(yīng)方程式(I )，烷烴的催化脫氫作為從低成本的飽和烴(烷烴)原料獲得烯烴的途徑逐漸成為石油化學(xué)工業(yè)中處于發(fā)展中的領(lǐng)域:
[0006]
【權(quán)利要求】
1.一種用于由相應(yīng)烷烴的脫氫生產(chǎn)烯烴的方法，包括以下步驟: (i)提供包含至少一種烷烴的烴源； (ii)使所述烴源在脫氫催化劑存在下進(jìn)行脫氫反應(yīng)，以形成包含與所述烷烴相應(yīng)的烯烴和氫氣的反應(yīng)混合物； (iii)使所述反應(yīng)混合物進(jìn)行膜分離，以形成包含氫氣的滲透物和包含烯烴的滲余物； (iv)從所述滲余物中提純所述烯烴； (V)回收未轉(zhuǎn)化的烷烴； 其中，所述脫氫反應(yīng)和所述膜分離在獨立的單元中進(jìn)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括多個脫氫步驟和多個膜分離步驟，其中，第一脫氫步驟之后為第一膜分離步驟，并且所述脫氫步驟和所述膜分離步驟是交替的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，將所回收的烷烴在進(jìn)行下一次脫氫反應(yīng)之前預(yù)熱到期望的反應(yīng)溫度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，包括3-4個脫氫步驟和3-4個膜分離步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述 的方法，包括以下步驟: (i)提供包含至少一種烷烴的烴源； (ii)在450°C-650°C，優(yōu)選500°C _550°C的溫度下，使所述烴源在脫氫催化劑存在下進(jìn)行脫氫反應(yīng)，以形成包含與所述烷烴相應(yīng)的所述烯烴和氫氣的第一反應(yīng)混合物； (iii)使所述反應(yīng)混合物進(jìn)行膜分離，以形成包含氫氣的滲透物以及包含烯烴和未反應(yīng)的烷烴的第一滲余物； (iv)將所述第一滲余物加熱至500°C_550°C的溫度； (v)將所述第一滲余物進(jìn)料到脫氫反應(yīng)器中，以使所述未反應(yīng)的烷烴在脫氫催化劑存在下進(jìn)行脫氫反應(yīng)，以形成包含與所述烷烴相應(yīng)的所述烯烴和氫氣的第二反應(yīng)混合物； (vi)使所述第二反應(yīng)混合物進(jìn)行膜分離，以形成包含氫氣的滲透物和包含烯烴和未反應(yīng)的烷烴的第二滲余物； (vii)可選地使所述第二滲余物重復(fù)步驟(iv)至(Vi)—次或多次，并由所述重復(fù)步驟形成一種或多種隨后的滲余物； (viii)從最后的滲余物中提純所述烯烴； (ix)回收未轉(zhuǎn)化的烷烴。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，所述膜是金屬膜，優(yōu)選包含鈀或鈀合金。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，待脫氫的所述烷烴包括選自由甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和它們的混合物所組成的組中的烴，并且優(yōu)選是乙烷或丙烷。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，膜分離模塊中的溫度保持在低于5000C，并優(yōu)選在420-490°C，更優(yōu)選在450_470°C的范圍內(nèi)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，所述氫氣滲透通過向所述膜滲透物側(cè)提供吹洗蒸汽以降低氫氣分壓而改善。
10.一種用于由烷烴脫氫生產(chǎn)氫氣的方法，包括根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，以產(chǎn)生包含氫氣的滲透物，并分離所述氫氣。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，根據(jù)權(quán)利要求9進(jìn)行所述烷烴脫氫，以產(chǎn)生包含氫氣和蒸汽的滲透物，并通過使得所述蒸汽冷凝而分離所述氫氣。
12.與用于由相應(yīng)的烷烴脫氫生產(chǎn)烯烴的催化脫氫反應(yīng)器連接的膜分離單元在用于減少與所述烯烴的生產(chǎn)相關(guān)的焦炭形成目的中的應(yīng)用。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的應(yīng)用，其中，所述膜分離單元包括金屬膜。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的應(yīng)用，其中，所述金屬選自由鈀和鈀合金所組成的組，優(yōu)選鈀-銀合金。
15.一種用于由相應(yīng)烷烴脫氫生產(chǎn)烯烴的裝置，所述裝置包括一系列與至少兩個膜分離單元交替的至少兩個反應(yīng)單元，所述膜分離單元設(shè)置在所述反應(yīng)單元的下游，其中，所述分離單元中的壓力和溫度可以獨立于所述反應(yīng)單元而被控制。
16.一種改進(jìn)包含多個氫化反應(yīng)器的現(xiàn)有烯烴生產(chǎn)裝置的方法，通過在現(xiàn)有反應(yīng)器之間設(shè)置膜分離模塊。.
【文檔編號】C07C11/02GK103443059SQ201280016014
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2012年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月29日
【發(fā)明者】?，敗づ谅? 加埃塔諾·亞夸涅洛 申請人:Mt創(chuàng)新中心名下斯塔米卡邦有限責(zé)任公司