[发明专利]使卤化氢可逆性俘获与释放相结合的区域反应器

说明书

技术领域

本发明涉及将烃原料转化成较高级烃的一种方法和装置。

背景技术

美国专利号6,525,230披露了将烷类转化成醇类和/或醚类的一种方法，以及由一个空心的、非隔离而内部限定了第一区、第二区和第三区的区域反应器。在其第一实施方案中，空气或氧与金属溴化物在第一区中反应以提供溴；溴与一种或多种烷在第二区中反应以形成烷基溴化物；并且这些烷基溴化物与金属氧化物在第三区反应以形成相应的产物。来自第三区的金属溴化物通过容器输送到第一区，而来自第一区的金属氧化物再循环至第三区。其第二实施方案与该第一实施方案的区别在于金属氧化物通过容器从第一区输送到第三区，而金属溴化物从第三区再循环至第一区。其第三实施方案中，经过容器的气流被逆转以将金属氧化物转化回金属溴化物并且将金属溴化物转化回金属氧化物。

发明内容

本发明提供了将烃原料转化成一种或多种较高级烃类的改进的区域反应器和一种生产方法。在一个实施方案中，一个改进的区域反应器包括具有第一区、第二区、以及第三区的容器，其中该第一区含有能够释放卤化氢(HX)的材料和碳-碳偶联催化剂；该第二区最初是空的(但不是大气环境)或含有卤化和/或卤氧化催化剂；而该第三区含有碳-碳偶联催化剂和能够俘获HX的材料。气体可以分别流过第一区、第二区、和第三区。优选地，在第一区、第二区和第三区各自配置一个气体进口和/或出口，包括在第二区中用于引入气态烃原料的一个进口。

在本发明的另一个方面，一种将烃原料转化成较高级烃的改进方法包括，在空气或氧存在下，通过加热能够释放HX的材料以形成HX；根据需要，可将碳-碳偶联催化剂除焦；使烃原料与HX在空气或氧的存在下反应以形成烷基卤化物；使这些烷基卤化物在碳-碳偶联催化剂的存在下反应以形成较高级烃和HX(以及并不希望生成的焦炭)；并且通过使HX与能够俘获HX的材料反应以俘获HX。优选将该方法重复多次，其中HX可交替释放和俘获，而偶联催化剂的结焦和除焦也交替进行。在一个实施方案中，HX是通过将部分卤化的烯烃或聚烯烃脱卤化氢而释放，并且通过使烯烃或聚烯烃加卤化氢而将其俘获。

附图说明

当结合附图理解时，本发明以上这些方面和其他方面及其特征将变得更加清晰，其中：

图1是根据本发明的一个实施方案的区域反应器的示意图。

图2是根据本发明的另一个实施方案的改进区域反应器的第二区示意图。

具体实施方式

本发明提供将烃原料转化成一种或多种有用的产物，即“较高级的烃”的方法和改进的区域反应器。总体上，该方法包括通过在空气或氧中加热能够释放HX的材料，以形成卤化氢的第一气流或第一分量；通过使烃原料与该HX的第一气流在空气或氧中反应以形成烷基卤化物；通过使这些烷基卤化物在第二碳-碳偶联催化剂的存在下反应以形成较高级的烃和卤化物的第二气流或第二分量；并且通过使HX的第二气流与能够俘获HX的材料反应以俘获该HX的第二气流。

在图1A和1B中示意性地描述了改进的区域反应器的一个实施方案的操作模式和总体特征。以总体上空心的容器的形式存在的区域反应器10，包括第一区1，该第一区1进一步细分成两个亚区1A和1B；第二区2；以及第三区3，该第三区3进一步细分成亚区3A和亚区3B。

如以下所描述的，最初，区1A含有能够释放HX的材料。区1B含有碳-碳偶联催化剂，该催化剂催化碳-碳键形成以及较高级烃的生成。虽然并不受理论束缚，但是相信碳-碳键形成是经由烷基卤化物分子的分子间的、以及可能甚至是分子内的复分解反应而进行。如以下所描述的，在图中，在区1B中的催化剂已被焦炭覆盖和/或浸渍。但当反应器为它的初始运转进行装填时，并不存在焦炭。区2或者是空的或者含有一种卤化和/或卤氧化催化剂或催化反应剂。区3B也含有碳-碳偶联催化剂，而区3A含有能够俘获HX的材料。

在反应器的左端的第一开口或进口4使空气或氧进入容器。反应器中间的第二开口或进口5可以使气态的烃原料加入，而在容器的右端的第三开口或进口6使产品可以排出。此外，各个区和亚区在允许气流进入相邻的区的边界7处相遇。在一个实施方案中，容器内部无隔断，并且相连的区和亚区彼此没有物理分隔。在一个实施方案中，相连的区和亚区是通过筛网，或通过壁或其他分隔件而分离，该分隔件具有置于其中的至少一个敞口从而允许气体从一个区或亚区流到下一个区或亚区。各种加热器和/或冷却器(没有示出)直接地或间接地热偶连于容器，从而使得每个区和亚区的温度控制变得容易。