专利名称：蒸汽脱烷基化的温度控制方法
技术领域：
本发明涉及具有至少6个碳原子的烃类馏份(Q+馏份)和/或具有至 少7个碳原子的烃类馏份(C7+馏份)在用于由含烃进料产生烃类的设备 内的装填有催化剂材料并从外部加热的装置内进行蒸汽脱烷基化的温度 控制方法。
背景技术：
在用于由含烃进料产生烃类的设备内产生由具有不同数量的碳原子 及不同分子结构的烃类组成的混合物。将该混合物在用于由含烃进料产 生烃类的设备内分离成单独的烃类产物。取决于各种分离顺序及用于由含烃进料产生烃类的设备的类型，产 生具有至少6个碳原子的烃类馏份(C6+馏份)和/或具有至少7个碳原子 的烃类馏份(C7+馏份)。这些馏份含有芳烃作为可经济使用的产物，其 用作合成许多塑料的起始物质，并用于提高汽油的抗爆值。为了获得C6+馏份的可经济使用的产物，特别是苯，并实现尽可能最 大的产率，根据现有技术采用以下方法。将C6+馏份分离成主要由具有6个碳原子的烃类组成的馏份(C6馏份)及C7+馏份。由C6馏份可以直接 分离出可经济使用的产物苯。利用液-液萃取由C7+馏份分离出直链烃， 并作为所谓的萃余液进一步加工。由直链烃释放的C7+馏份现在主要含有具有7至8个碳原子的芳烃，并分离成主要由具有7个碳原子的烃类组 成的馏份(主要是甲苯)以及主要由具有8个碳原子的烃类组成的馏份 (主要是二甲苯)。该主要由具有8个碳原子的烃类组成的馏份作为进料 物质输送至用于获得对二甲苯的过程。该主要由具有7个碳原子的烃类 组成的馏份作为进料输送至用于氢脱烷基化的过程。例如WO 2005/071045描述了此类用于氢脱烷基化的方法。在存在 催化剂的情况下于40(rC至65(TC的温度及20巴至40巴的压力下使烃类 与氢气接触，其中氢气以烃类的3至6倍摩尔过量存在。在这些条件下， 从各种经烷基化的芳烃(例如甲苯)分解掉烷基，从而形成苯及各种烷 烃(例如甲烷)。在烃类的氢脱垸基化期间氢气的消耗对于这些根据现有技术用于获 得苯的方法的经济性具有负面影响。在一个选择性的方法中，对C6+馏份和/或C7+馏份实施蒸汽脱垸基化(例如参见已提交的德国专利申请DE 10 2006 058 528.3或DE 10 2006 058 529.1)。在对C6+馏份和/或C7+馏份实施蒸汽脱烷基化时，除了诸如 一氧化碳和二氧化碳的反应产物以外，主要产生两种可利用的产物苯和 氢气。因此在生产所期望的有价值的产物苯和有价值的副产物氢气的同 时仅需要廉价的水蒸汽作为蒸汽脱垸基化的进料物质。在该根据现有技术的方法中，来自各种烃类馏份的烃类与水蒸汽在 气相中于固体催化剂上反应。在此，将烃类和水蒸汽转化为气相，混合， 随后通入一个诸如管的装置内。该装置的内部，例如管内部，装填有固 体催化剂材料，气态反应物在此流过。该装置从外部输入蒸汽脱烷基化 所需的反应热，例如通过使气态反应副产物一氧化碳和甲垸与空气燃烧。 根据现有技术，进料物质的温度对应于反应产物的排出温度，因而对应 于该装置内的反应温度。根据现有技术，进入温度或排出温度在400°C 至60(TC的范围内。在根据现有技术的所述用于蒸汽脱烷基化的方法中，从外部加热的 装置的入口区域出现温度下降的现象(下文中将该装置内首先通入气态 反应产物的装填有催化剂材料的部分称为该装置的入口区域)。在该装置 的入口区域内开始烃类与水蒸汽在消耗热量的情况下的脱烷基化反应。由此使此处催化剂材料内的温度下降至明显低于进料物质的进入温度的 无法有效实施脱烷基化反应的温度水平上。为了使温度重新上升至反应温度或排出温度的水平上或者保持在该水平上，从而有效地实施脱烷基 化反应，必须以不利的方式于局部输入过量的热量。此类于局部更大量 供热的措施需要更高的装置方面的费用，并且对待输入该装置的总热量 产生不利影响。现有技术中的一个可选择的方案无需于局部更大量地供 热。其结果是，进料物质以更长的时间停留在低于最佳反应温度的温度 水平上，因此在更长的时间内降低了脱垸基化反应的效率。在根据现有 技术的该方法中，为了达到进料物质的相同的转化率，必须增大该装置 的尺寸，例如管长度。此类增大装置尺寸的措施导致待用昂贵的催化剂 材料装填的体积增大，因此对该设备的成本产生不利影响。发明内容因此本发明的目的在于提供前述类型的方法，从而可以避免在局部 更大量供热至该装置内，并且在此无需增大该装置的尺寸。该目的是根据本发明以如下方式解决的使蒸汽脱垸基化的进料物 质的进入温度高于蒸汽脱烷基化的产品混合物的排出温度。通过升高蒸汽脱烷基化的进料物质的进入温度至高于产品混合物的 排出温度，在整个装置内实现均匀的温度分布，从而使待输入的总热量 最小化。若将根据本发明的进入温度高于排出温度的进料物质通入该装 置内，即进入温度高于反应温度，则气态进料物质的温度和在该装置的 入口区域内已形成的反应产物的温度仅降低至所期望的反应温度。在随 后的过程中必须仅输入保持反应温度所需的热量至该装置。通过采用根 据本发明的方法，可使该装置内为此所需的热需求明显更均匀地分布， 同时还使待输入至该装置的总热量最小化。此外，该装置内不存在温度 下降至低于最佳反应温度的位点，从而在该装置内不存在脱烷基化的转 化率由于温度水平不足而受到不利影响的位点。由此可以避免增大装置 尺寸，并实现紧凑的结构类型。蒸汽脱烷基化的进料物质的进入温度有利地高于催化剂材料内的平 均温度。通过采用根据本发明的方法，使该装置垂直于反应物流动方向的横截面上的平均温度在整个装置内除入口区域外都几乎是恒定的，并 且等于蒸汽脱烷基化的产品混合物的排出温度。针对性地，蒸汽脱烷基化的进料物质的进入温度低于650°C，优选 低于60(TC，特别优选低于55(TC，而产品混合物的排出温度在40(TC至 500。C的范围内，优选在42(TC至48(TC的范围内，特别优选在43(TC至 47(TC的范围内。利用由催化剂材料装填及加热的装置的加热设备的余热将蒸汽脱烷 基化的进料物质加热至进入温度，被证明是有利的。在本发明的一个特 别优选的实施方案中，通过燃烧产生蒸汽脱垸基化所需的热量，并通过 与燃烧的废气进行热交换而加热蒸汽脱烷基化的进料物质。由此适当地 利用加热设备的余热，并且蒸汽脱垸基化的进料物质的预热无需额外的 热量，从而进一步使待输入至该过程的总热量最小化。在本发明的一个更优选的实施方案中，将各种烃类馏份和水蒸汽作 为气相中的混合物在进入该装置内之前直接加热至进入温度。通过本发明尤其是能够避免复杂地于局部更大量供热至该装置，同 时能够实现紧凑的结构类型。
权利要求
1、具有至少6个碳原子的烃类馏份(C6+馏份)和/或具有至少7个碳原子的烃类馏份(C7+馏份)在用于由含烃进料产生烃类的设备内的装填有催化剂材料并从外部加热的装置内进行蒸汽脱烷基化的温度控制方法，其特征在于，使蒸汽脱烷基化的进料物质的进入温度高于蒸汽脱烷基化的产品混合物的排出温度。
2、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述蒸汽脱烷基化的 进料物质的进入温度高于所述催化剂材料内作为平均温度获得的温度。
3、 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述蒸汽脱烷基 化的进料物质的进入温度低于650°C，优选低于600°C，特别优选低于 550 °C。
4、 根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，所述产品混 合物的排出温度在40(TC至50(TC的范围内，优选在420'C至480'C的范 围内，特别优选在43(TC至47(TC的范围内。
5、 根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，利用由催化 剂材料装填及加热的装置的加热设备的余热将所述蒸汽脱烷基化的进料 物质加热至所述进入温度。
6、 根据权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，通过燃烧产 生所述蒸汽脱垸基化所需的热量，并通过与燃烧的废气进行热交换而加 热所述蒸汽脱烷基化的进料物质。7、根据权利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，将各种烃类馏份和水蒸汽作为气相中的混合物在进入所述装置内之前直接加热至所 述进入温度。
全文摘要
本发明涉及具有至少6个碳原子的烃类馏份(C<sub>6+</sub>馏份)和/或具有至少7个碳原子的烃类馏份(C<sub>7+</sub>馏份)在用于由含烃进料产生烃类的设备内的装填有催化剂材料并从外部加热的装置内进行蒸汽脱烷基化的温度控制方法。各种烃类馏份与水蒸汽在气相中混合，并在该装置内的固体催化剂上流过。进料物质的进入温度高于反应产物的排出温度。
文档编号C10G11/00GK101235317SQ200710180088
公开日2008年8月6日 申请日期2007年12月26日 优先权日2007年1月26日
发明者H·弗里茨, V·格克 申请人:林德股份公司