[发明专利]采用用于溴回收的电解来将气态烷烃转化为液态烃的基于溴的方法及系统

说明书

相关申请交叉引用

本申请基于2008年6月13日提交的美国临时专利申请No.61/061,475，并要求享有其优先权，将其全部内容引入作为参考。

背景

本发明涉及将气态烷烃转化为液态烃，以及更具体地，在一个或多个实施方案中，涉及包括将烷烃溴化，接着将经溴化的烷烃转化为烃类的方法和系统，其中溴回收包括电解。

全世界已经发现了大量主要包含甲烷和其他轻质烷烃的天然气。发现天然气的地区中很多是远离居住区域，而居住区域具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输送它是昂贵的。因此，对于可以气体形式运输天然气的距离存在实际和经济上的限制。天然气的低温液化(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。

许多技术可用于将在天然气中发现的烷烃转化为可更容易地运输的液体，因此由天然气产生额外的价值。用于该转化的一种技术是基于溴的方法，其可包括将烷烃溴化以形成溴化烷烃，以及将溴化的烷烃在合适的催化剂下转化为烃类。在该方法中来自溴化和转化这两个步骤的不合需要的副产物为溴化氢。在基于溴的方法产生的烃类可作为液体产物回收之前，可能需要将溴化氢从烃类中分离。然后可将溴从溴化氢回收并在工艺内再循环。在一种情况下，可使用水法，其包括将溴化氢用水流从烃类流中洗涤，接着中和溶解的溴化氢以形成金属溴化物盐。然后可将金属溴化物盐氧化以回收溴。在另一种情况下，可使用干法，其包括将溴化氢与金属氧化物反应以形成金属溴化物盐，然后可将金属溴化物盐氧化以回收溴。

概述

本发明涉及将气态烷烃转化为液态烃，以及更具体地，在一个或多个实施方案中，涉及包括烷烃的溴化，接着将经溴化的烷烃转化为烃类的方法和系统，其中溴回收包括电解。

实施方案包括一种方法，其包括：提供包含卤化烷烃的料流；由包含至少一部分卤化烷烃的合成反应物形成包含烃类和溴化氢的合成产物；以及回收至少一部分溴，所述回收包括电解。

另一个实施方案包括一种方法，其包括：提供包含卤化氢的料流；采用气相电解将至少一部分卤化氢转化为至少分子卤素；提供包含烃类的料流；以及通过将至少一部分分子卤素与至少一部分烃类反应而形成包含卤化烷烃以及卤化氢的卤化产物。

还另一个实施方案包括一种方法，其包括：提供包含卤化烷烃的料流；由包含至少一部分卤化烷烃的合成反应物形成包含烃类和卤化氢的合成产物；将至少一部分卤化氢从合成产物分离；以及采用液相电解将至少一部分分离的卤化氢转化为至少分子卤素。

本发明的特征和优点对于本领域熟练技术人员是显而易见的。尽管许多变化可由本领域熟练技术人员作出，这样的变化在本发明的精神内。

附图简要说明

这些附图说明本发明的一些实施方案的某些方面，而不应当用于限制或限定本发明。

图1是根据本发明的一个实施方案，用于生产液态烃的方法的实例方框图，包括溴化并采用用于溴回收的电解。

图2是根据本发明的一个实施方案，用于生产液态烃的另一种方法的实例方框图，包括溴化并采用用于溴回收的电解。

图3是根据本发明的一个实施方案，可用于溴回收的示例电解池。

图4是根据本发明的一个实施方案，可用于溴回收的另一个示例电解池。

图5是根据本发明的一个实施方案，可用于溴回收的又一个示例电解池。

优选实施方案说明

本发明涉及将气态烷烃转化为液态烃，以及更具体地，在一个或多个实施方案中，涉及包括将烷烃溴化，接着将经溴化的烷烃转化为烃类的方法和系统，其中溴回收包括电解。

本发明的方法和系统可能有许多潜在的优点，本文仅仅提到其中一些。许多潜在的优点之一可能是在生产液态烃的基于溴的方法中采用电解可以回收和再循环溴。正如前面提到的那样，在生产液态烃的基于溴的方法中，溴化氢通常是不希望得到的副产物。按照本发明的实施方案，可使用电能来电解产生的溴化氢以形成氢和溴。因此，溴可以回收以及在所述方法内再循环。

关于图1，按照本发明的一个实施方案，说明了包括用于溴回收的液相电解的液态烃的生产方法的示例方框图。在说明的实施方案中，该方法包括溴化反应器2、合成反应器4、溴化氢分离装置6、产物回收装置8和液相电解装置10。如将在下文更详细地讨论的，在某些实施方案中，液相电解装置10可以用来电解在该方法中产生的溴化氢，从而回收溴。因此，溴可以回收以及在该方法内再循环。此外，图1的实施方案还可以产生作为单独的产物的氢。