[发明专利]在低压烃过程流中氢化烯烃和炔烃的方法

说明书

一种丙烷脱氢和丙烯净化方法，其中包含丙烯、丙烷和甲基乙炔和丙二烯(MAPD)的物流与氢气流混合，然后在氢化反应器系统中在至少三个不同的反应区中反应，其中MAPD通过第一反应区中的高选择性氢化催化剂氢化，且第二和第三反应区各自具有用于除去未反应的氢气的低选择性氢化催化剂。离开氢化反应器系统的出口物流不含MAPD，且可以进料到分流器塔，该分流器塔现在主要用于将丙烯与丙烷分离。还提供单个或多个反应器中的反应区布置的各种实施方案。

发明背景。

技术领域

本发明涉及在低压过程流中氢化烯烃和炔烃的方法。具体而言，本发明涉及转化来自C₃脱氢过程的脱氢副产物例如甲基乙炔和丙二烯(MAPD)以减少催化剂失活和/或结垢/焦化和将用作滑流的丙烯产物回收以控制C₃ Catofin过程中的MAPD浓度的方法。

相关技术的描述

本文提供的“背景”描述是为了总体上呈现本公开的背景的目的。目前指定的发明人在本背景部分中描述的范围内的工作以及说明书中可能不符合作为提交时的现有技术的方面既不明确地也不隐含地承认是针对本发明的现有技术。

丙烯是世界第二大石化商品，且用于生产聚丙烯、丙烯腈、丙烯酸、丙烯醛、环氧丙烷和乙二醇、增塑剂羰基合成醇、枯烯、异丙醇和丙酮。丙烯生产的增长主要由聚丙烯的行业需求驱动，聚丙烯被用于例如包装材料和户外服装等日常用品中。

丙烯主要由丙烷脱氢产生。常规的丙烷脱氢过程包括以下步骤：在反应器中将丙烷脱氢成丙烯，压缩反应器流出物，和回收和净化丙烯产物。

图1显示常规脱氢过程100中的步骤。在脱氢步骤101中，丙烷转化为丙烯通常经催化剂进行。在压缩步骤102中，来自脱氢单元的流出物在压缩机中压缩至足够高的压力，通常为150psig或更高，以在回收工段中从较轻组分回收未反应的丙烷和丙烯。在回收步骤103中，压缩的反应器流出物连续地冷冻冷却以最大化丙烷和丙烯的回收率以进一步净化。来自这个过程的废气主要是氢气、甲烷、乙烷和乙烯。

然后将来自回收步骤103的烃在图2所示的净化步骤104中进行蒸馏。在作为脱乙烷器210的第一蒸馏塔中，乙烷和较轻气体作为塔顶废气211回收，且丙烷、丙烯和副产物在脱乙烷器底部物流212中回收，脱乙烷器底部物流212成为脱硫单元230的进料流，且来自脱硫单元的脱硫流出物231成为通常被称为产物分流器塔220的第二蒸馏塔的进料流。

在产物分流器塔220中，丙烯产物作为塔顶物流221回收，且含有未转化的丙烷和其他副产物222(包括甲基乙炔和丙二烯(MAPD))的底部物流再循环回到脱氢步骤。

底部物流222还包含丙烯滑流，其在丙烷再循环通过Catofin脱氢过程的反应器时，通过逐渐增加丙烯来生产。丙烯滑流适合于除去MAPD和未转化的丙烷。当再循环物流在Catofin脱氢反应器中脱氢时，再循环物流中存在的丙烯和MAPD促进焦炭形成。焦炭的形成显著影响C₃ Catofin脱氢反应器中存在的脱氢催化剂的寿命，且导致丙烯生产的显著降低。丙烯滑流不能回收；因此它在C₃ Catofin过程的反应器中裂化和/或脱氢。

在净化期间，产物分流器通常通过使用外部热源(例如热泵)再沸腾，由此塔顶蒸气被压缩并用作再沸介质。因此，丙烷-丙烯分流器塔用于分离由未转化丙烷生产的丙烯和其他重质化合物。丙烷-丙烯分流器塔也用于通过丙烯滑流调节MAPD的浓度。

如图3A所示，一种通过丙烷脱氢生产丙烯的常见方法被称为Catofin过程。在Catofin过程中，通过将丙烷进料到含有固定床铬-氧化铝催化剂的脱氢反应器将丙烷转化为丙烯。通常存在并行操作的多个脱氢反应器以允许当其他反应器在操作中(即反应器在线)时在一些反应器(即净化反应器)中发生催化剂再生。脱氢反应器通常保持在约600-650℃。