[发明专利]通过自热裂化生产烯烃的方法

说明书

本发明涉及烯烃生产方法。具体地讲，本发明涉及通过自热裂化生产烯烃的方法。

自热裂化是生产烯烃的一种途径，其中使烃进料与氧混合并通过自热裂化催化剂。自热裂化催化剂能在超过富油可燃极限支持燃烧。在催化剂表面引发燃烧并原位产生将反应物提高到操作温度和进行吸热裂解过程所需的热量。一般使得烃进料和分子氧通过载体上的催化剂来产生烯烃产物。通常催化剂包括至少一种铂族金属，例如铂。自热裂化法已在EP 332289B、EP-529793B、EP-A-0709446和WO00/14035中描述。

已知也可使其它进料组分通过自热裂化装置。合适的其它进料组分包括例如氢气和蒸汽。例如通常喂入氢气，因为它优先与含分子氧的气体反应产生烃进料自热裂化所需的热量，降低了燃烧更有价值烃进料来产生所述热量的要求。

我们现在已经发现通过采用包含蒸汽的稀释剂可有利地进行液态烃的自热裂化，其中所述稀释剂与液态烃预先经过混合。

因此，本发明第一方面提供在含分子氧的气体存在下，通过含液态链烷烃的原料自热裂化产生烯烃的方法，所述方法包括：

(a)提供含液态链烷烃的原料，

(b)将所述含液态链烷烃的原料与包含蒸汽的稀释剂(所述稀释剂被预热到至少300℃)混合，以产生包含至少20％体积稀释剂的已汽化、稀释的含液态链烷烃的原料流，

(c)随后将所述已汽化、稀释的含液态链烷烃的原料流与含分子氧的气体混合产生稀释的混合原料流，

(d)随后使所述稀释的混合原料流与能在超过正常富油可燃极限支持燃烧的催化剂接触来提供包含烯烃的烃产物流。

本文中所用的“液态链烷烃”是指在标准温度和压力(s.t.p)下为液态的链烷烃。

适合于本发明方法的液态烃包括石脑油、瓦斯油、真空瓦斯油及其混合物。

本发明方法步骤(b)包括将所述含液态链烷烃的原料与包含蒸汽的稀释剂(所述稀释剂被预热到至少300℃)混合以产生包含至少20％体积稀释剂的已汽化、稀释的含液态链烷烃的原料流。

因此，步骤(b)包括含液态链烷烃的原料的汽化。这可通过使所述含液态链烷烃的原料在与稀释剂混合之前汽化来实现，但优选可将所述含液态链烷烃的原料与稀释剂混合并同时或随后汽化。优选使用(至少部分)预热稀释剂来使得含液态链烷烃的原料汽化。

在原料汽化之前或过程中使用稀释剂或将稀释剂加入已汽化的原料降低了已汽化的原料自燃的风险。具体地讲，已汽化的液态烃一般在低温到高温区域之间仅具有一个狭窄的自燃温度范围。该范围受压力影响并随着压力提高而降低。因此，希望已汽化原料具有良好(狭窄范围)温度控制且停留时间短。此外，当压力提高时液态烃汽化通常变得更难，从而尽管希望在提高压力的情况下缩短已汽化液态烃的停留时间，但这首先由于难以将液态烃汽化而变得困难。本发明方法使用稀释剂降低了已汽化烃的分压同时保持了总压明显更高。因此已汽化烃的稳定温度范围大于相同总压下的稳定温度范围，停留时间也变成次要问题。通过稀释剂稀释混合的原料流同样可得到更高流速，这使得含液态链烷烃的流与含分子氧的气体的混合更快和更容易。(总的来说，当含分子氧的气体和含烃的流的流速为2∶1-5∶1时含烃的流与含分子氧的气体的混合最有效。没有其它组分的情况下，为了得到本发明中合适的烃和氧摩尔比，液态烃的所需流速(即使在汽化后)比氧所需的流速低许多，但本发明将稀释剂加入液态烃减小了该差异)。此外，得到的较高流速使得可在较短停留时间内将稀释的混合原料流喂到催化剂，又减少了着火问题。

此外，可用稀释剂来帮助液态烃汽化。

总之，需要较高总压，因为它们能产生改进的选择性。含液态链烷烃的原料的较低分压也会导致产物流中较低产物分压，这将减少产物流中发生的进一步反应，并从而减少对产物流的骤冷要求。

可采用热交换器来在混合之前预热稀释剂。优选将所述稀释剂预热到300℃-400℃。

除了蒸汽外，或其它供选实施方案中，所述稀释剂包括一氧化碳、二氧化碳、惰性气体(如氦、氖、氩或氮气)，或其混合物。

一氧化碳和二氧化碳例如可作为步骤(d)的自热裂化过程的副产物获得。

优选稀释剂包含20-100％体积蒸汽，更优选50-100％体积蒸汽且最优选至少75％体积蒸汽。

已汽化、稀释的含液态链烷烃的原料优选包含20％体积蒸汽，如至少40％体积蒸汽。

通常稀释的混合原料流包含20-80％体积，例如40-60％体积稀释剂。