[发明专利]低级烷烃转化成乙烯和芳烃的方法

说明书

技术领域

本发明涉及由低级烷烃生产乙烯和芳烃的整合方法。更具体地，本发明涉及在较低的投资和操作成本下由低级烷烃生产乙烯和苯的整合方法。

背景技术

乙烯和苯是现代石化工业中最重要的两种基本产物。乙烯用于制备其它石化品，例如聚乙烯、环氧乙烷、二氯乙烷和乙苯等。苯用于制备附加的关键石化品，例如苯乙烯、苯酚、尼龙和聚氨酯等。

通常在高温热或催化裂化器单元内由乙烷和/或高级烃制备乙烯。通过烃裂化制备烯烃是成熟的工业方法，它描述于Ludwig Kniel的“Ethylene：Keystone to the Petrochemical Industry”，Marcel Dekker Publisher(1980)中。

当乙烷和一种或多种高级烃的原料在裂化器单元内转化成烯烃时，除了乙烯以外，它还产生其它烯烃。这些包括丙烯、丁烯、丁二烯、戊烯等，这取决于裂化器原料的组成。用于这种混合原料裂化器的产品分离方案因存在多种烯烃产物而倾向于复杂化，在许多情况下，所述多种烯烃产物必须与其它类似的分子(例如相应的烷链烃)分离以满足产品规格。最终结果是这种裂化器联合装置的投资花费以及操作成本要比由主要乙烷原料只生产乙烯的裂化器高得多。

一般来说，苯和其它芳烃通过使用溶剂提取方法使富含芳族化合物的原料馏分(例如通过催化重整方法生产的重整产物和通过石脑油裂化工艺生产的热解汽油)与非芳烃分离而获得。但在努力满足预计的芳烃供应短缺过程中，已经研究了目的在于由每一分子含有小于或等于6个碳原子的烷烃生产芳烃(包括苯)的多种催化剂和方法。各种烷烃转化成芳烃的容易程度随碳数增加而增加，因此已经考虑了混合烷烃原料。例如，US5258564描述了将C₂-C₆脂族烃转化成芳烃的方法，该方法包括在脱氢环化二聚条件下使所述原料与催化剂接触，其中所述催化剂包括Si：Al比大于10和孔直径为5-6埃的沸石、镓组分及磷酸铝粘合剂。

所使用的催化剂通常是双功能催化剂，它含有沸石或分子筛材料来提供酸度，和含有一种或多种金属例如Pt、Ga、Zn、Mo等来提供脱氢活性。例如，US 4350835描述了使用含微量Ga的ZSM-5类系列结晶沸石催化剂将含乙烷的气态原料转化成芳烃的方法。作为另一实例，US 7186871描述了使用含Pt和ZSM-5的催化剂使C₁-C₄烷烃芳构化。

有利的是提供低级烷烃脱氢芳构化方法，其中：(a)可作为副产物生产成本较低的乙烯，和(b)加入脱氢芳构化反应器的原料基本上全部转化，从而避免了任何原料循环和导致较低的投资和操作成本。

发明内容

本发明提供生产乙烯和芳烃(具体为苯)的整合方法，该方法包括：

(a)将混合的低级烷烃原料引入到烷烃裂化器、优选热或催化裂化器内，以生产包括乙烯和C₃₊产物及可能未反应的乙烷的产物混合物，

(b)分离并回收乙烯，

(c)使C₃₊产物和任何未反应的乙烷与芳烃转化催化剂接触，以生产包括含苯的芳族反应产物的产物混合物，和

(d)回收苯和任何其它芳族反应产物。

在另一实施方案中，在步骤(c)中苯可以与甲苯和/或二甲苯以及C₉₊芳族产物分离，并可回收苯。然后甲苯和/或二甲苯可以加氢脱烷基化以生产附加的苯。

附图说明

图1的流程图描述了混合的乙烷/丙烷/丁烷物流的单程裂化以生产乙烯和其它产物，其中分离其它产物和然后转化成芳烃。

图2的流程图描述了生产乙烯和其它产物，其中分离其它产物和然后转化成芳烃，其中使苯与甲苯和二甲苯分离，而所述甲苯和二甲苯加氢脱烷基化以生产更多的苯。

具体实施方式