[发明专利]用于乙苯脱氢的并行反应器系统

说明书

一种多阶段脱氢方法，包括：在第一阶段中使包含烃和蒸汽的进料流与脱氢催化剂在脱氢条件下接触以产生第一阶段流出物；加热第一阶段流出物；并且在第二阶段中使经加热的第一阶段流出物与脱氢催化剂在脱氢条件下接触以产生包含脱氢产物的第二阶段流出物，其中第一阶段包括并行布置的第一反应器和第二反应器，并且其中第二阶段包括与第一反应器和第二反应器串联连接的第三反应器。还提供了一种用于进行脱氢的多阶段脱氢系统。

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2016年12月20日提交的标题为“用于乙苯脱氢的并行反应器系统”的美国临时专利申请第62/436,653号的优先权，其公开内容通过引用的方式整体并入本文。

关于接受联邦赞助的研究或研发的声明

不适用

对于微缩胶片附件的引用

不适用

技术领域

所公开的系统和方法涉及脱氢反应，例如，将乙苯脱氢成苯乙烯单体。更具体而言，所公开的系统和方法涉及多阶段脱氢。还更具体而言，所公开的系统和方法涉及包括与第二阶段串联的第一阶段的多阶段脱氢，该第一阶段包括并行布置的两个脱氢反应器，而该第二阶段包括第三脱氢反应器。

背景技术

苯乙烯为重要聚合物产物(诸如聚苯乙烯、丙烯腈丁二烯苯乙烯、苯乙烯丁二烯橡胶及其他物质)的原料，每年会大量地被消耗，是代表性的多用途单体产物之一。传统的苯乙烯制造工厂利用包括两个或三个串联连接的绝热反应器的反应系统，以及一些加热炉和热交换器。通过在过热的水蒸气(也就是蒸汽)的存在下在反应器中的脱氢催化剂床上对乙苯进行脱氢可以制备苯乙烯。鉴于苯乙烯生产在商业上的重要性，对于进行脱氢反应(诸如将乙苯脱氢以制造苯乙烯)的改进系统和方法一直存在需要。理想地，这类改进系统和方法能够降低反应器内的压力、提高选择率、实现理想的转化率和/或降低每磅理想脱氢产物所需的能量输入，本文将对此做更详细描述。

发明内容

本文公开了一种多阶段脱氢方法，包括：在第一阶段中使包含烃和蒸汽的进料流与脱氢催化剂在脱氢条件下接触以产生第一阶段流出物；加热第一阶段流出物；并且在第二阶段中使经加热的第一阶段流出物与脱氢催化剂在脱氢条件下接触以产生包含脱氢产物的第二阶段流出物，其中第一阶段包括并行布置的第一反应器和第二反应器，并且其中第二阶段包括与第一反应器和第二反应器串联连接的第三反应器。在实施方案中，在第一阶段中接触进料流包括：使进料流的第一部分与脱氢催化剂在第一反应器中接触以产生第一反应器流出物；并且使进料流的第二部分与脱氢催化剂在第二反应器中接触以产生第二反应器流出物。在实施方案中，该方法进一步包括在加热步骤之前合并第一反应器流出物和第二反应器流出物以形成第一阶段流出物。在实施方案中，该方法进一步包括将进料流与第二阶段流出物进行热交换，从而浓缩第二阶段流出物的一部分；在热交换步骤之后压缩第二阶段流出物；并且将脱氢产物与从第二阶段流出物分离。在实施方案中，该多阶段脱氢方法的总压力差低于其中第一反应器、第二反应器和第三反应器串联连接的其他类似方法的总压力差，其中总压力差是在第一反应器的入口与第三反应器的出口之间测量。在实施方案中，该多阶段脱氢方法的综合选择率大于其中第一反应器、第二反应器和第三反应器串联连接的其他类似方法的综合选择率，其中综合选择率被定义为：[在第一反应器、第二反应器和第三反应器中产生制造的理想产物(例如脱氢产物)的摩尔数]/[在第一反应器、第二反应器和第三反应器中所转化的脱氢进料种类(例如烃)的总摩尔数]。在实施方案中，该多阶段脱氢方法的总能量输入低于其中第一反应器、第二反应器和第三反应器串联连接的其他类似方法的总能量输入。在实施方案中，烃是乙苯，并且脱氢产物包含苯乙烯。在实施方案中，第一反应器、第二反应器和第三反应器中的每一个都是绝热反应器。在实施方案中，使用热交换器加热第一阶段流出物。