[发明专利]用惰性稀释剂的烃脱氢

说明书

优先权声明

本申请要求2011年12月16日提交的美国申请No.13/328,931的优先权。

发明领域

本发明一般性地涉及烃脱氢方法，更特别是使用惰性稀释剂的烃脱氢方法。

发明背景

脱氢为具有复杂热力约束条件的可逆吸热反应。正如所料，平衡转化在反应器中较高的温度下提高。然而，提高反应器温度不是实用选择，因为不理想的副反应、焦炭形成和催化剂减活也提高。反应产物(例如氢气和单烯烃)的较低分压也提高脱氢转化率。然而，简单地降低反应器压力也具有缺点，例如提高的设备尺寸和成本、提高的动力消耗量，以及在一些情况下，反应器段或操作段的至少一部分在真空下操作。在轻链烷烃脱氢的情况下，充分降低反应器压力会要求反应器流出物压缩机抽吸在真空下操作，这是不理想的。较重链烷烃的脱氢还例如用于制备清净剂范围烯烃和烷基化物。尽管较重链烷烃的脱氢通常不在真空下实行，在这种情况下较低压力操作遭遇较大设备尺寸和设施的缺点。

已知的催化轻链烷烃脱氢方法包括例如Honeywell UOP C₃和C₄Oleflex^TM方法，其分别在一系列径流式反应器中由丙烷和异丁烷原料产生聚合物级丙烯和异丁烯。Oleflex^TM反应器段使用高选择性铂基催化剂体系以将轻链烷烃脱氢。轻链烷烃脱氢的可接受催化剂的实例公开于US6,756,340中，通过引用将其并入本文中。反应区包含多个反应器和级间加热器。反应器流出物冷却并分离成富烃部分和富氢蒸气部分在Oleflex^TM分离区中提供，所述富氢蒸气部分的一部分是非再循环净废气。Oleflex^TM分离方法通常包括反应器流出物压缩机(“REC”)，和通常称为冷箱的一系列膨胀器和分离容器。Oleflex^TM方法描述于the Handbook of Petroleum Refining Processes的第5.1章，第3版，2003，第5.3-5.10页中。

已知催化重链烷烃脱氢方法的一个实例为Honeywell UOP Pacol^TM方法，其可应用于C₆-C₂₀范围内的重链烷烃的脱氢。在Pacol^TM方法中，线性链烷烃在氢气的存在下经选择性铂脱氢催化剂脱氢成线性烯烃。具有进料预热的绝热径流式反应器惯常用于补偿吸热温降和使有效反应器体积内的压降最小化。将氢气和一些副产物轻馏分从脱氢反应器流出物分离，并使一部分该氢气再循环返回脱氢反应器中。Pacol^TM方法描述于the Handbook of Petroleum Refining Processes的第5.2章，第3版，2003，第5.11-5.19页中。

已知其它商业方法用于轻和重链烷烃脱氢。然而，仍需要改进的平衡烃脱氢转化率、选择性和单程收率。

发明概述

烃进料的脱氢方法包括将烃进料在进料流中供入反应器入口。烃进料包含至少一种选自轻链烷烃、重链烷烃或其组合的烃。该方法进一步包括将惰性稀释剂引入进料流中，使进料流和惰性稀释剂与催化剂在反应器中在脱氢反应条件下接触，和将流出物流在出口处从反应器中取出。

轻链烷烃进料的脱氢方法包括将轻链烷烃进料供入反应器的入口，其中轻链烷烃进料包含氢气以及丙烷、丁烷和戊烷中的至少一种。该方法进一步包括将至少一种选自甲烷和氮气的惰性稀释剂引入轻链烷烃进料中，使轻链烷烃进料和惰性稀释剂与催化剂在反应器中在脱氢反应条件下接触，和将流出物流在出口处从反应器中取出。轻链烷烃进料可具有基于摩尔为0.1:1-1.0:1的氢气:轻链烷烃比，和基于摩尔为0.1:1-3.0:1的惰性稀释剂:烃比。

重链烷烃进料的脱氢方法包括将重链烷烃进料供入反应器入口，其中重链烷烃进料包含氢气和至少一种C₆-C₂₀链烷烃。该方法进一步包括将至少一种选自甲烷和氮气的惰性稀释剂引入重链烷烃进料中，使重链烷烃进料和惰性稀释剂与催化剂在反应器中在脱氢反应条件下接触，和将流出物流在出口处从反应器中取出。氢气:重链烷烃比基于摩尔可以为0.1:1-10:1，惰性稀释剂:烃比基于摩尔可以为0.1:1-3.0:1。

附图简述

图1为烃脱氢方法的示意图；

图2为图1反应器的可选结构的示意图。

发明详述