[发明专利]用于增强烷烃的脱氢性能的方法

说明书

一种使用Cr₂O₃作为催化剂将烷烃催化脱氢为烯烃的方法，其中催化剂在脱氢期间被氧化为CrO₃，并通过使用CO作为还原气体再生。在利用CO再生催化剂中，产生CO₂，可以将其进料至具有烷烃的脱氢反应器并与通过脱氢所产生的H₂反应，以通过逆水煤气变换反应来形成CO和H₂O。

技术领域

本发明涉及用于将烷烃(alkane，链烷)脱氢为烯烃(alkene，链烯烃)的方法，具体地是利用氧化铬(chromium oxide，铬氧化物)催化剂的烷烃脱氢方法，用于降低烷烃脱氢过程的温度和/或提高烷烃脱氢过程的效率的方法，以及通过用氧化铬催化剂来脱氢烷烃所形成的组成(composition，组合物)。

背景技术

本文提供的“背景”描述是为了一般性地呈现本公开的上下文的目的。目前指定的发明人的工作，在某种程度上被描述在该背景部分中，以及在提交时其可能不称为现有技术的描述的方面，既不明确也不隐含地被承认作为本发明的现有技术。

烯烃是用于工业化学用途的最重要的原料之一，因为它们可以参与各种各样的反应。例如，可以聚合乙烯和丙烯以分别形成聚乙烯和聚丙烯，以及异丁烯可以与甲醇反应以形成甲基叔丁基醚(MTBE)。然而，烯烃是远不如它们的烷烃对应物天然丰富的。

烷烃是作为化石燃料精炼过程的副产物而大量获得，并且是用于更具工业相关性的烯烃的有用的前体。例如，在工业上通过热裂解和蒸汽裂解，由烷烃产生烯烃。还可以通过以下吸热反应，将烷烃催化脱氢为烯烃：

C_nH_2n+2→C_nH_2n+H₂ ΔH_R°>0 (R1)

含氢气体如H₂和CH₄通常用于还原循环以还原催化剂，例如将铬从Cr⁶⁺的氧化态还原到氧化铬催化剂中的Cr³⁺。

由于烷烃脱氢反应是高度吸热的，所以它们需要高温以获得可接受的产率。然而，这些高温会增强不希望的副反应，包括在催化剂床上碳质焦炭沉积物的形成。焦炭堆积(coke buildup)会不利地影响催化剂性能，导致较低的产率和昂贵的维修。例如，一旦由于焦炭堆积而钝化催化剂，它们必须脱机并再生，通常通过借助于氧来燃烧掉焦炭沉积物。离线所花费的时间会降低整体反应器的效率。

发明内容

前面的段落已通过一般介绍加以提供，并且不旨在限制所附权利要求的范围。通过参考以下详细描述并连同附图一起，将最好地理解所描述的实施方式以及进一步的优点。

本发明的一个方面包括将烷烃脱氢为烯烃的方法，包括：

(a)将CO进料至包括含有CrO₃的催化剂的反应器；

(b)使CO与CrO₃接触，以形成Cr₂O₃和CO₂；

(c)将烷烃进料至反应器；以及

(d)使烷烃与催化剂接触以形成烯烃和H₂。

本发明的第二方面包括将烷烃脱氢为烯烃的方法，包括：

(a)将CO进料至包括含有CrO₃的催化剂的第一反应器；

(b)使CO与CrO₃接触，以形成Cr₂O₃和CO₂；