[发明专利]烃的转化方法

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求2011年7月5日提交的美国临时申请序列No.61/504,611；2011年9月9日提交的欧洲申请No.11180674.1；2011年1月19日提交的美国临时申请序列No.61/434,417；2011年1月19日提交的美国临时申请序列No.61/434,409；2011年1月19日提交的美国临时申请序列No.61/434,413；2011年1月19日提交的美国临时申请序列No.61/434,410；2011年1月19日提交的美国临时申请序列No.61/434,411；2011年1月19日提交的美国临时申请序列No.61/434,415；2011年1月19日提交的美国临时申请序列No.61/434,419；2011年5月3日提交的美国临时申请序列No.61/500,999；和2011年6月24日提交的美国临时申请序列No.61/500,854的优先权，其中每一篇的内容在此通过参考全文引入。

技术领域

本发明涉及将烃和含硫分子例如硫醇的混合物转化成含乙炔，乙烯和硫化氢的方法，涉及利用由该转化得到的乙炔和乙烯的方法，和涉及可用于这一方法的设备。

背景技术

可通过热解反应，将饱和烃转化成不饱和产物，例如乙炔和/或乙烯。一种这样的热解反应，蒸汽裂化可用于由具有相对宽分子量范围的烃混合物，例如含碳数为约C₂-约C₂₀的烃(例如乙烷，石脑油，柴油，瓦斯油等)的混合物生产乙炔和乙烯。可使用较高温度的热解，例如在≥1200℃的温度下，由甲烷生产乙炔和乙烯。

烃源材料，例如原油和天然气通常具有显著的杂原子含量，例如含硫，含氧，和含氮分子的形式。在常规的热解法中，在热解的上游除去这些物质，以便防止烃产物污染。这一除去可能难以实现，尤其对于含硫分子来说，当它们以相对高的浓度存在时。在热解上游除去含硫分子中牵涉的一些难度来自于这些分子的分子量分布宽，化学键合特征，常压沸点等。

对于含硫化氢和硫醇二者的液体烃源来说，通常要求两次分离：例如通过汽提，第一次分离除去硫化氢；和例如通过苛性碱提取，第二次分离除去硫醇。对于在气相内的烃源来说，胺接触器通常用于除去硫化氢，且硫醇通过苛性碱提取除去。尤其对于在热解的或者上游或者下游布置除硫具有灵活性的方法来说，需要具有较少的除硫步骤的改进的热解方法。

发明概述

本发明涉及处理天然气的方法，该方法包括：

(a)提供含≥90.0wt.%天然气的第一混合物，该天然气包括≥1.0wt.%甲烷，≥1.0ppmw硫化氢，和≥4.0ppmw硫醇，基于天然气的重量；

(b)在热量热解条件下，将第一混合物暴露于足以(i)基于第一混合物内的甲烷重量，≥10.0wt.%第一混合物中的甲烷转化成不饱和烃和分子氢；和(ii)基于第一混合物的重量，≥90.0wt.%第一混合物中的硫醇转化成非硫醇，非噻吩硫的温度下，产生含≥1.0ppmw硫化氢和≥1.0wt.%的C₂不饱和物的第二混合物，基于第二混合物的重量；和

(c)将至少一部分硫化氢与第二混合物分离；其中在没有介入其间的硫醇-除去步骤的情况下，提供天然气到第一混合物中。

在另一实施方案中，本发明涉及甲烷转化方法，该方法包括：

(a)提供含≥90.0wt.%甲烷和≥4.0ppmw硫醇的第一混合物，基于第一混合物的重量；和

(b)在热量热解条件下，将第一混合物暴露于足以(i)基于第一混合物内的甲烷重量，≥10.0wt.%第一混合物中的甲烷转化成不饱和烃；和(ii)基于第一混合物的重量，≥90.0wt.%第一混合物中的硫醇转化成非硫醇，非噻吩硫化合物的温度下，产生含≥1.0wt.%的C₂不饱和物的第二混合物，基于第二混合物的重量。

在又一实施方案中，本发明涉及烃的转化方法，该方法包括：

(a)提供基于第一混合物的重量包含≥0.5wt.%烃和≥4.0ppmw硫醇的第一混合物；