[发明专利]同时生产芳烃及乙烯和丙烯的整合方法

说明书

技术领域

本发明涉及通过溴化低分子量烷烃、特别是甲烷制备芳烃的方法。更特别地，本发明涉及同时生产芳烃和乙烯和/或丙烯的方法。

背景技术

US 7,244,867描述了一种方法，其中通过溴化形成溴代烷烃和氢溴酸，随后经晶体铝硅酸盐催化剂使所述溴代烃反应形成高分子量烃和氢溴酸，从而将包括甲烷、天然气或乙烷、丙烷等的低分子量烷烃转化为包括芳烃的高分子量烃。通过使反应产品物流与水接触和然后转化为可用于循环的溴而回收氢溴酸。回收较高分子量烃。

在通过甲烷溴化产生一溴甲烷然后偶合一溴甲烷产生芳烃的生产芳烃如苯、甲苯和/或二甲苯(BTX)的方法中，偶合反应器产生溴化氢(HBr)和随意量的甲烷、轻组分(C_2-5烷烃和烯烃)和重组分(C₉+芳烃和可能更高碳数的非芳烃)。基本的方法概念包括轻组分的循环，有可能循环至独立的溴化反应器，和应用甲烷和重组分作为燃料。轻组分比甲烷更易溴化，和如果在相同的溴化反应器中实施轻组分的溴化反应，则大部分轻组分将会转化为更高级溴化物(例如二溴乙烷、三溴丙烷等)。即使在单独的轻组分溴化反应器中，由于溴化速率随碳数的增加而增加，不可能在不过溴化的条件下实现高的乙烷、丙烷和/或丁烷转化率。另外，不管轻组分溴化构造如何，轻组分物流中存在的烯烃都将被溴化为烷基二溴化物。多溴化的轻组分衍生物降低了溴的效率，并且在偶合反应器中比一溴甲烷更容易形成焦炭。焦炭的形成代表着产率损失，并且必须频繁烧焦，这增加了方法的二氧化碳产生量，和降低了方法的可靠性。如果将多溴化的轻组分分离，所产生的物流可能具有高浓度的比一溴甲烷毒性更大的化合物。

可以看出，提供其中轻组分和重组分均可以被转化为有用的产品的整合方法的构想是有利的。本发明将提供这样一种整合方法。

发明内容

本发明提供由低分子量烷烃(优选为甲烷)生产芳烃和乙烯和/或丙烯及任选的其它低级烯烃的整合方法，所述方法包括：

(a)使一种或多种低分子量烷烃(优选为甲烷)与卤素(优选为溴)在足以产生单卤代烷烃(优选为一溴甲烷)的条件下接触，

(b)在偶合催化剂存在下使单卤代烷烃反应以产生芳烃和C₂+烷烃(通常为C_2-5烷烃)，

(c)从步骤(b)的产品混合物中分离芳烃以产生芳烃，和

(d)在烷烃裂化系统中使至少一部分C₂+烷烃裂化，以产生乙烯和/或丙烯及任选的其它烯烃如丁烯、戊烯等。

在一个实施方案中，可以在步骤(d)之前将同时生产的C₄₊烷烃和烯烃与C_2-3烷烃和烯烃分离，或者送至步骤(d)。C_2-3烷烃可以与C_2-3烯烃分离，并且可以将C_2-3烷烃在步骤(d)中裂化。

在另一个实施方案中，也可以在步骤(b)中产生C₉₊烃，通常为C₉₊芳烃(所述方法通常产生少于1％的C₆₊非芳烃)，其可以与步骤(b)的其它产品分离、加氢和然后经受烃裂化，以产生烯烃和/或芳烃。C₉₊烃加氢所应用的至少一部分氢气可以在步骤(d)中产生。

在另一个实施方案中，可以分离在步骤(b)中产生的芳族C₉₊烃，并利用甲苯逆歧化以产生二甲苯和/或加氢脱烷基以产生苯、甲苯和/或二甲苯。

在另一个实施方案中，可以回收至少一些未转化的甲烷和/或至少一些任意产生的甲烷，并循环回步骤(a)。在另一个实施方案中，可以将步骤(b)中产生的至少一些乙烷和/或丙烷循环回步骤(a)。在另一个实施方案中，可以在步骤(b)之前将步骤(a)的多溴甲烷物质与一溴甲烷分离，并且可以循环回步骤(a)。

在一个实施方案中，在所述方法中产生溴化氢，和可以将至少一些如此产生的溴化氢转化为溴，所述溴可以循环回步骤(a)。在另一个实施方案中，在溴化步骤中产生溴化氢(HBr)，和可以在偶合步骤前将其脱除。在另一个实施方案中，至少一些HBr在C₂₊烷烃物流中存在，和可以在步骤(d)之前将其从中脱除。

附图说明

图1的流程图描述了本发明的方法。

具体实施方式