[发明专利]低级烷烃转化为芳烃和乙烯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及从低级烷烃生产芳烃和乙烯的一体化方法。更具体地说，本发明涉及从低级烷烃生产苯和乙烯的具有较低资金和运行成本的一体化方法。

背景技术

苯和乙烯是现代石化产品工业的最重要基础产品中的两种。苯用来制造重要的石化产品例如苯乙烯、苯酚、尼龙和聚氨酯等等。乙烯用于制造其他石化产品例如聚乙烯、氧化乙烯、二氯化乙烯和乙苯等等。

通常，苯及其他芳烃是通过利用溶剂萃取法，将富含芳族化合物的原料馏分(例如通过催化重整法产生的重整油和通过石脑油裂解法产生的裂解汽油)与非芳烃分离而获得的。然而，为了努力应对这种预期的芳烃供应短缺，已经研究了特意用于从每个分子含有六个或更少碳原子的烷烃生产芳烃(包括苯)的许多催化剂和方法。个体烷烃转化成芳烃的容易度随着碳数增加而增加，因此已经考虑了混合烷烃进料。例如，U.S.5,258,564描述了将C₂至C₆脂族烃转化成芳烃的方法，所述方法包括在脱氢环二聚(deehydrocyclodimerization)条件下将进料与催化剂接触，其中所述催化剂包含Si∶Al比率大于10并且孔径为5-6埃的沸石、镓组分和磷酸铝粘合剂。

使用的催化剂通常是双官能的，含有沸石或分子筛材料提供酸度以及一种或多种金属例如Pt、Ga、Zn、Mo等提供脱氢活性。例如，美国专利4,350,835描述了利用含有少量Ga的ZSM-5-型家族的结晶沸石催化剂，将含乙烷的气态原料转化成芳烃的方法。作为另一个例子，美国专利7,186,871描述了利用含有Pt和ZSM-5的催化剂对C₁-C₄烷烃的芳构化。

乙烯通常在高温热裂化器或催化裂化器装置中从乙烷和/或更高级烃制造。通过烃裂解制造烯烃是确立的工业化方法，它描述在Ludwig Kniel的“Ethylene：Keystone to The Petrochemical Industry”，Marcel Dekker Publisher(1980)中。

当乙烷加上一种或多种更高级烃的进料在裂化器装置中转化成烯烃时，除乙烯之外还会产生其他烯烃。所述烯烃包括丙烯、丁烯、丁二烯、戊烯等，取决于裂化器原料的组成。因为存在在很多情况下必须与其他相似分子(例如相应的链烷烃)分离以符合产品规格的多种烯烃产物，所以这样的混合进料裂化器的产物分离方案趋于复杂。最终结果是这样的裂化器联合装置的资金支出以及运行成本远远高于从主要乙烷原料只产生乙烯的裂化器。

有利的是提供一种低级烷烃脱氢芳构化方法，该方法中(a)产生较低成本的乙烯作为副产物和(b)供给脱氢芳构化反应器的进料被基本上转化，从而避免了任何进料再循环并由此使得资金和运行成本较低。

发明概述

本发明提供了一种方法，所述方法包括：a.)在第一阶段中将低级烷烃进料与芳构化催化剂在第一阶段反应条件下接触，产生包含乙烷和芳烃的第一阶段产物流；b.)从第一阶段产物流分离芳烃，形成芳烃产物流和非芳烃产物流；c.)将第一部分非芳烃产物流引入烷烃裂化器；和d.)将第二部分非芳烃产物流与芳构化催化剂在第二阶段中在第二阶段反应条件下接触，产生包含芳烃的第二阶段产物流。

在另一种实施方式中，苯可以与步骤(b)中回收的甲苯和/或二甲苯和C₉₊芳烃分离，并且可以回收所述苯。所述甲苯和/或二甲苯然后可以加氢脱烷基化，产生额外的苯。

附图说明

图1是流程图，其图示说明了混合低级烷烃流转化为芳烃和乙烷，乙烷然后裂化产生乙烯或进给到第二芳构化反应器。

图2是流程图，其图示说明了混合低级烷烃流转化为芳烃和乙烷，乙烷然后裂化产生乙烯，并且其中苯与甲苯和二甲苯分离，甲苯和二甲苯加氢脱烷基化产生更多的苯。

发明详述