用于將乙烷氧化脫氫為乙烯的方法
【專利說明】用于將乙烷氧化脫氫為乙烯的方法
[0001]本發(fā)明涉及用于將乙烷氧化脫氫為乙烯的方法。用于將乙烷氧化脫氫(ODH)為乙烯的方法在本領(lǐng)域中是已知的，被視為目前乙烯生產(chǎn)方法如蒸汽裂化和自熱裂化(ATC)方法的潛在替代方案。蒸汽裂化和ATC方法產(chǎn)生除乙烯以外的多種其它產(chǎn)物(因此要求隨后的分離)和要求高能量輸入。
[0002]在用于將乙烷氧化脫氫的方法中，乙烯是主要產(chǎn)物，通常伴有少量一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2)作為副產(chǎn)物。已知ODH方法的例子公開于US2010/0256432中，其中的教導(dǎo)在此作為參考引入。
[0003]用于將乙烷氧化脫氫的已知方法的問題在于形成大量乙酸，導(dǎo)致降低的乙烯選擇性。通常，如果乙酸不是預(yù)期產(chǎn)物之一和如果乙烯選擇性有待改善，則乙酸需要在發(fā)生加氫之前使用例如氫氧化鈉中和。
[0004]本發(fā)明的一個目標(biāo)是克服或最小化上述問題。
[0005]本發(fā)明的另一個目標(biāo)是提供用于將乙烷氧化脫氫為乙烯的替代方法。
[0006]—個或多個上述或其它目標(biāo)可以通過提供用于將乙烷氧化脫氫為乙烯的方法來實現(xiàn)，所述方法至少包括以下步驟:
[0007](a)提供包含乙烷的物流；
[0008](b)使步驟(a)中提供的包含乙烷的物流經(jīng)歷氧化脫氫，由此獲得至少包含乙烯、水和乙酸的物流；
[0009](C)從步驟(b)中獲得的物流分離乙酸，由此獲得濃縮的乙酸物流和第一富含乙烯的物流；
[0010](d)使步驟(c)中獲得的濃縮的乙酸物流經(jīng)歷加氫，由此獲得包含乙醇的物流;和
[0011](e)使步驟(d)中獲得的包含乙醇的物流經(jīng)歷脫水，由此獲得第二富含乙烯的物流。
[0012]已經(jīng)令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，由于在本發(fā)明方法過程中所形成的所有乙酸均可轉(zhuǎn)化為乙烯，使得本發(fā)明方法導(dǎo)致提高的乙烯產(chǎn)量。
[0013]在步驟(a)中，提供包含乙烷的物流。優(yōu)選地，步驟(a)中提供的包含乙烷的物流包含5-95vol%的乙烷，優(yōu)選至少50vol%，更優(yōu)選至少60vol%。包含乙烷的物流中的乙烷量通常取決于例如包含乙烷的物流的來源以及在步驟(b)的氧化脫氫步驟中是否使用空氣或更純的02-物流。
[0014]盡管本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解也可以單獨添加02，優(yōu)選02(以空氣或更濃的02-物流的形式)已經(jīng)加入步驟(a)中提供的包含乙烷的物流中，之后使所述物流經(jīng)歷步驟(b)中的氧化脫氫步驟。在后一情況中，步驟(a)中提供的包含乙烷的物流包含l-40vol%的02，優(yōu)選最多30vol%，更優(yōu)選最多25vol%。進(jìn)一步優(yōu)選步驟(a)中提供的包含乙烷的物流包含最多10vol%的N2，優(yōu)選最多5.0vol%，更優(yōu)選最多1.0vol %。最優(yōu)選地，步驟(a)中提供的包含乙烷的物流完全不包含N2。
[0015]在步驟(b)中，使步驟(a)中提供的包含乙烷的物流經(jīng)歷氧化脫氫(ODH)，由此獲得至少包含乙烯、水和乙酸的物流。由于本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉乙烷的氧化脫氫(包括選擇恰當(dāng)?shù)拇呋瘎┖蜅l件)，在這里不作詳細(xì)討論。僅作為例子，乙烷的氧化脫氫描述在Μ.M.Bhas in等的〃Dehydrogenat1n and Oxydehydrogenat1n of Paraffins to Olefins^,AppliedCatalysis A:General 221 (2001)，397-419，其中的教導(dǎo)在此作為參考引入。在步驟(b)中氧化脫氫期間的溫度通常為300-450 0C和壓力通常為0.1-40bara。
[0016]優(yōu)選地，步驟(b)中獲得的物流包含的乙酸量為步驟(a)中提供的包含乙烷的物流中存在的乙烷量的0.5-10%，優(yōu)選最多5.0%
[0017]在步驟(c)中，乙酸從步驟(b)獲得的物流中分離，由此獲得濃縮的乙酸物流和第一富含乙烯的物流。通常，從步驟(b)獲得的物流中分離乙酸通過水/乙酸分離(例如通過冷凝水和乙酸)和隨后蒸餾來進(jìn)行。由于本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解如何實現(xiàn)這一點，因此不作進(jìn)一步詳細(xì)討論。
[0018]優(yōu)選地，步驟(c)中獲得的濃縮的乙酸物流包含至少5vol%的乙酸，優(yōu)選至少10vol%，更優(yōu)選至少50vol%，或甚至至少80vol%或至少95vol%。
[0019]在步驟(d)中，使步驟(C)中獲得的濃縮的乙酸物流經(jīng)歷加氫，由此獲得包含乙醇的物流。由于本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解如何實現(xiàn)這一點，因此不作進(jìn)一步詳細(xì)討論。
[0020]優(yōu)選地，在步驟(d)的加氫中使用已經(jīng)在蒸汽裂化器中產(chǎn)生的氫(H2)
[0021]在步驟(e)中，步驟(d)中獲得的包含乙醇的物流經(jīng)歷脫水，由此獲得第二富含乙烯的物流。
[0022]由于本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解如何實現(xiàn)這一點，因此不作進(jìn)一步詳細(xì)討論。
[0023]根據(jù)本發(fā)明方法的優(yōu)選實施方案，將步驟(c)中獲得的第一富含乙烯的物流和步驟(e)中獲得的第二富含乙烯的物流組合，由此獲得組合的富含乙烯的物流
[0024]在下文，本發(fā)明將通過以下的非限定性附圖進(jìn)一步說明。圖1示意性給出用于將乙烷氧化脫氫為乙烯的工藝流程。所述工藝流程整體用附圖標(biāo)記I表示。
[0025]工藝流程I包括氧化脫氫反應(yīng)器2、分離器3、蒸餾塔4、加氫反應(yīng)器5、脫水反應(yīng)器6和容器7。
[0026]在使用中，包含乙烷的物流10進(jìn)料至氧化脫氫反應(yīng)器2。在圖1的實施方案中，在進(jìn)料至氧化脫氫反應(yīng)器2之前，氧(例如以空氣或更濃的O2-物流的形式)已經(jīng)加入包含乙烷的物流10。在氧化脫氫反應(yīng)器2中，獲得至少包含乙烯、水和乙酸的物流20。物流20進(jìn)料至分離器3以獲得第一富含乙烯的物流40及富含水和乙酸的物流30。在蒸餾塔4中分離物流30，由此獲得富含水的物流50和濃縮的乙酸物流60。濃縮的乙酸物流60在加氫反應(yīng)器5中經(jīng)歷加氫，由此獲得包含乙醇的物流80。包含乙醇的物流80在脫水反應(yīng)器6中經(jīng)歷脫水，由此獲得第二富含乙烯的物流90。
[0027]優(yōu)選地，在步驟(d)的加氫反應(yīng)器5中使用的氫物流70已經(jīng)在附近的蒸汽裂化器(未顯不)中產(chǎn)生。
[0028]如圖1的實施方案中所示，將分離器3中獲得的第一富含乙烯的物流40和脫水反應(yīng)器6中獲得的第二富含乙烯的物流90組合(在容器7中)。組合的富含乙烯的物流100可進(jìn)一步處理(例如除去某些痕量組分)。
[0029]本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易理解，可進(jìn)行許多調(diào)整而不偏離本發(fā)明的范圍。
【主權(quán)項】
1.用于將乙烷氧化脫氫為乙烯的方法，所述方法至少包括以下步驟: (a)提供包含乙烷的物流(10); (b)使步驟(a)中提供的包含乙烷的物流(10)經(jīng)歷氧化脫氫，由此獲得至少包含乙烯、水和乙酸的物流(20); (c)從步驟(b)中獲得的物流(20)分離乙酸，由此獲得濃縮的乙酸物流(60)和第一富含乙烯的物流(40); (d)使步驟(c)中獲得的濃縮的乙酸物流(60)經(jīng)歷加氫，由此獲得包含乙醇的物流(80);和 (e)使步驟(d)中獲得的包含乙醇的物流(80)經(jīng)歷脫水，由此獲得第二富含乙烯的物流(90)。2.權(quán)利要求1的方法，其中步驟(a)中提供的包含乙烷的物流(1)包含5-95V01%的乙燒，優(yōu)選至少50vol%，更優(yōu)選至少60vol%。3.權(quán)利要求1或2的方法，其中步驟(a)中提供的包含乙烷的物流(IO)包含1-40 V01 %的〇2，優(yōu)選最多30vol %，更優(yōu)選最多25vol %。4.前述權(quán)利要求任一項的方法，其中步驟(a)中提供的包含乙烷的物流(10)包含最多1vol%的N2，優(yōu)選最多5.0vol %，更優(yōu)選最多1.0vol %。5.前述權(quán)利要求任一項的方法，其中步驟(b)中獲得的物流(20)包含的乙酸量為步驟(a)中提供的包含乙烷的物流(10)中存在的乙烷量的0.5-10%，優(yōu)選最多10%。6.前述權(quán)利要求任一項的方法，其中步驟(c)中獲得的濃縮的乙酸物流(60)包含至少5vol%的乙酸，優(yōu)選至少10vol%，更優(yōu)選至少50vol%。7.前述權(quán)利要求任一項的方法，其中在步驟(d)的加氫中使用在蒸汽裂化器中已經(jīng)產(chǎn)生的氫(H2)(70)。8.前述權(quán)利要求任一項的方法，其中將步驟(c)中獲得的第一富含乙烯的物流(40)和步驟(e)中獲得的第二富含乙烯的物流(90)組合，由此獲得組合的富含乙烯的物流(100)。
【專利摘要】本發(fā)明提供用于將乙烷氧化脫氫為乙烯的方法，所述方法至少包括以下步驟：(a)提供包含乙烷的物流(10)；(b)使步驟(a)中提供的包含乙烷的物流(10)經(jīng)歷氧化脫氫，由此獲得至少包含乙烯、水和乙酸的物流(20)；(c)從步驟(b)中獲得的物流(20)分離乙酸，由此獲得濃縮的乙酸物流(60)和第一富含乙烯的物流(40)；(d)使步驟(c)中獲得的濃縮的乙酸物流(60)經(jīng)歷加氫，由此獲得包含乙醇的物流(80)；和(e)使步驟(d)中獲得的包含乙醇的物流(80)經(jīng)歷脫水，由此獲得第二富含乙烯的物流(90)。
【IPC分類】C07C5/48, C07C29/149, C07C51/215, C07C11/04, C07C53/08, C07C1/24, C07C31/08
【公開號】CN105612140
【申請?zhí)枴緾N201480055834
【發(fā)明人】D·庫馬, R·J·斯庫恩畢克
【申請人】國際殼牌研究有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2014年10月24日
【公告號】WO2015059275A1