[发明专利]通过n-丁烯的氧化脱氢生产丁二烯的方法

说明书

本发明的方法包括以下步骤：A)提供包含n‑丁烯的进料气体料流a；B)将包含n‑丁烯和含氧气体的进料气体料流a引入脱氢反应器并将n‑丁烯氧化脱氢成丁二烯；C)在包括骤冷塔的至少一个冷却阶段中和在包括压缩机的压缩阶段中冷却和压缩产物气体料流b，使产物气体料流b与至少一种循环冷却剂接触；D)通过在至少一种循环吸收介质中吸收C₄‑烃从气体料流c2中作为气体料流d2分离不可冷凝和低沸点气体成分；E)使用对丁二烯具有选择性的溶剂，通过萃取蒸馏将C₄产物料流d1分离成包含丁二烯和选择性溶剂的料流e1和包含n‑丁烯的料流e2；F)蒸馏包含丁二烯和选择性溶剂的料流e1，得到基本由选择性溶剂组成的料流f1和包含丁二烯的料流f2。本发明的特征在于执行以下措施(i)至(iii)：(i)通过监测进料到脱氢区中的含氧气体料流中的氧浓度并控制含氧气体料流和包含烃的气体料流的质量流量，以不能形成爆炸性气体混合物的方式，避免形成爆炸性气体混合物；(ii)当超过脱氢气体混合物中氧浓度的极限值时，中断进入脱氢区的含氧气体混合物的引入；(iii)在构造成防爆炸的设备中执行步骤A)至F)，其中液体输送管构造成防爆炸并且气体管道构造成防爆震的。

说明

本发明涉及通过n-丁烯的氧化脱氢制备丁二烯的方法。

丁二烯是重要的基础化学品，例如用于制备合成橡胶(丁二烯均聚物，苯乙烯-丁二烯橡胶或丁腈橡胶)或用于制备热塑性三元共聚物(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)。丁二烯也转化为环丁砜，氯丁二烯和1,4-六亚甲基二胺(通过1,4-二氯丁烯和己二腈)。可以脱氢成苯乙烯的乙烯基环己烯也可以通过丁二烯的双聚来制备。

丁二烯可以通过饱和烃的热解离(蒸汽裂化)来制备，通常使用石脑油作为原料。石脑油的蒸汽裂化产生甲烷，乙烷，乙烯，乙炔，丙烷，丙烯，丙炔，丙二烯，丁烷，丁烯，丁二烯，丁炔，甲基丙二烯，C₅-烃和高级烃的烃混合物。

丁二烯也可以通过n-丁烯(1-丁烯和/或2-丁烯)的氧化脱氢获得。包含n-丁烯的任何期望的混合物可用作用于n-丁烯的氧化脱氢(oxidative dehydrogenation,oxydehydrogenation，ODH)至丁二烯的起始气体混合物。例如，可以使用包含n-丁烯(1-丁烯和/或2-丁烯)作为主要成分并且通过除去丁二烯和异丁烯由来自石脑油裂解器的C₄馏分获得的馏分。此外，还可以使用包含1-丁烯，顺式2-丁烯，反式-2-丁烯或其混合物并且通过作为起始气体的乙烯的双聚获得的气体混合物。包含n-丁烯并通过流化催化裂化(FCC)获得的气体混合物也可用作起始气体。

丁烯氧化脱氢至丁二烯的方法基本是已知的。

例如，US2012/0130137A1描述了使用包含钼，铋和通常其他金属的氧化物的催化剂的这种类型的方法。为了保持这种用于氧化脱氢的催化剂的持久活性，气体气氛中的临界最小氧分压是必要的，以避免过度的还原和因此催化剂性能的降低。由于这个原因，通常也不能使用氧化脱氢反应器中的化学计量的量的氧或氧的完全转化来进行该方法。例如，US2012/0130137描述了在起始气体中2.5体积％至8体积％的氧含量。

用于这种催化剂体系的过量氧的必要性通常是已知的，并且反映在这些催化剂的测试或工艺条件中。作为代表，可以提到Jung等人最近的工作(Catal.Surv.Asia 2009,13,78-93；DOI 10.1007/s10563-009-9069-5和Applied Catalysis A:General 2007,317,244-249；DOI10.1016/j.apcata.2006.10.021)。

在长管道的情况下(即管道长度至少为管道直径的50倍)，在合适的化学计量比(空气比λ＝1，理想的混合)下，烃/氧混合物的爆炸可以变成管道中的爆震。根据现有技术，从爆炸(explosion)到爆震(detonation)的变化在石化工业中通过例如与加压系统中的同时防爆炸结构相结合的以下措施防止：

-提供内部部件