[发明专利]将气态烷烃转化为液态烃的方法

说明书

相关专利申请的参考

本申请是2008年6月13日提交的题目为“将气态烷烃转化为液态烃的方法”的共同未决的美国专利申请系列号12/138,877的部分继续申请，是2008年4月30日提交的题目为“将气态烷烃转化为烯烃的方法”的共同未决的美国专利申请系列号12/112,926的部分继续申请，美国专利申请系列号12/112,926又是2005年10月19日提交的题目为“将气态烷烃转化为烯烃和液态烃的方法”的美国专利申请系列号11/254,438的继续申请，是2008年3月25日提交的题目为“将气态烷烃转化为液态烃的方法”的美国专利申请系列号7,348,464的部分继续申请，是2007年7月17日提交的题目为“将气态烷烃转化为液态烃的方法”的美国专利申请系列号7,244,867的部分继续申请。

本申请涉及以下共同未决的专利申请：2007年7月16日提交的题目为“将气态烷烃转化为液态烃的方法”的美国专利申请系列号11/778,479；2007年12月14日提交的题目为“将气态烷烃转化为液态烃的方法”的美国专利申请系列号11/957,261；2008年5月20日提交的题目为“将气态烷烃转化为液态烃的方法”的美国专利申请系列号12/123,924和2008年6月13日提交的题目为“多溴代烷烃的氢化”的美国专利申请系列号12/139,135。

发明背景

本发明涉及将低分子量的气态烷烃转化为可用作燃料或化学品(例如润滑剂和燃料添加剂)生产中的燃料或单体和中间体的烯烃、较高分子量的烃或其混合物的方法，更具体地，在一个或多个实施方案中，涉及这样的方法，其中，含有低分子量烷烃的气体与溴反应，以将多溴代物质的生成有效地减少至在之后的方法步骤中能被容许的水平的方式生成烷基溴化物和溴化氢。

全世界已经发现了大量主要由甲烷和其它轻质烷烃构成的天然气。发现天然气的地区中很多是远离居住区的，而居住区有重要的气体管道设施或对天然气的市场需求。由于天然气的低密度，通过管道以气体形式或者作为容器中的压缩气体传送它是昂贵的。因此，对于可以以气体形式输送天然气的距离存在实际的和经济上的限制。天然气的低温液化(常称为“LNG”)常用来更经济地远距离输送天然气。但是，该LNG方法昂贵，并且只有少数国家装备了有限的再气化设施以进口LNG。

甲烷的另一个用途是用以生产甲醇的方法中的进料。甲醇在商业上是通过在高温(例如，约1000℃)下将甲烷转化为合成气(CO和H₂)(通常称为“syn-gas”)然后在高压(约100个大气压)下合成来制备的。有多种技术用于由甲烷生产合成气。其中包括蒸气-甲烷重整(SMR)、部分氧化(POX)、自热重整(ATR)、气-热重整(GHR)以及它们的各种组合。关于各种方法都存在优点和缺点。例如，SMR和GHR通常在高温高压下操作，通常超过600℃，并且是吸热反应，因此需要昂贵的含有用昂贵的重整催化剂填充的专门的耐热和抗腐蚀合金传热管的炉或反应器，以及由反应器外部的来源提供的高温热，如SMR中常采用的由天然气的燃烧提供的高温热。POX和ATR方法在高压和甚至更高的温度下操作，通常温度超过1000℃，并且使用放热反应器，其中大部分烃进料转化为CO₂并且必须排除或回收大量的高温废热，因此需要复杂且昂贵的具有耐高温衬里的反应器和高压废热锅炉来淬灭和冷却所述合成气流出物。并且，大量的资本成本和大量的电能需要用来将氧气或空气压缩到这些高压的工艺过程中。因此，由于涉及高温和高压，通常认为合成气技术是昂贵的，导致甲醇产品的高成本，该成本限制了其更高价值的使用，例如作为化学原料和溶剂。此外，合成气的生产在热力学和化学上是低效的，由此产生大为过量的废热和不需要的二氧化碳，这降低了工艺的碳转化效率。还可以应用费-托气-液(GTL)技术将合成气转化为重质液态烃，但是在目前情况下该方法的投资费用高于其它的方法类型。在每种情况下，合成气的生产占到这些甲烷转化方法的资本费用的大部分，并且限制了这些方法可以达到的最大碳效率。