用于烯烃生产的方法
【专利摘要】披露了一种用于烷烃催化脱氢以形成相应烯烃的方法。使反应混合物在分离单元中进行氢气的膜分离。优选使用多个交替的反应和分离单元。本发明的方法有助于减少催化剂上焦炭形成的目的，以及在没有焦炭形成类似增加的情况下达到较高烷烃转化率的目的。该方法还可以用于生产氢气。
【专利说明】用于烯烃生产的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于由相应烷烃的催化脱氢生产烯烃(烯类，olefin)的领域。本发明进一步涉及用于生产烯烃的装置，并且涉及膜反应器用于减少烷烃催化脱氢中焦炭形成(cokeformation)的应用。本发明具体涉及由丙烧生产丙烯。
【背景技术】
[0002]链烯烃化合物(烯烃)在许多化学工业中广泛使用。仅举几个实例，用于生产石油化工产品，如合成橡胶、塑料、发动机燃料掺混添加剂。在烯烃中，丙烯是世界上第二大石油化学商品，其是聚丙烯的前体，其作为包装材料和户外衣物用于日用产品。
[0003]现今，通常通过轻油馏分的蒸汽裂化(SC)和流化催化裂化(FCC)得到轻烯烃(例如，乙烯、丙烯、异丁烯)。例如，大多数丙烯在蒸汽裂化器中作为副产物(co-product)(>55%)产生以及在FCC单元中作为副产品(约35%)产生，而只有小部分(〈10%)是通过替代技术如丙烷脱氢产生的。
[0004]就SC和FCC而言，焦炭形成(coking)和副反应是其中的主要缺点。蒸汽裂化的另一个缺点是其对期望产品相对低的选择性。在受限的可能性下产生各种各样的产品。这是该方法的非催化性质所固有的。
[0005]根据反应方程式(I )，烷烃的催化脱氢作为从低成本的饱和烃(烷烃)原料获得烯烃的途径逐渐成为石油化学工业中处于发展中的领域:
[0006]
【权利要求】
1.一种用于由相应烷烃的脱氢生产烯烃的方法，包括以下步骤: (i)提供包含至少一种烷烃的烃源； (ii)使所述烃源在脱氢催化剂存在下进行脱氢反应，以形成包含与所述烷烃相应的烯烃和氢气的反应混合物； (iii)使所述反应混合物进行膜分离，以形成包含氢气的渗透物和包含烯烃的渗余物； (iv)从所述渗余物中提纯所述烯烃； (V)回收未转化的烷烃； 其中，所述脱氢反应和所述膜分离在独立的单元中进行。
2.根据权利要求1所述的方法，包括多个脱氢步骤和多个膜分离步骤，其中，第一脱氢步骤之后为第一膜分离步骤，并且所述脱氢步骤和所述膜分离步骤是交替的。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，将所回收的烷烃在进行下一次脱氢反应之前预热到期望的反应温度。
4.根据权利要求2或3所述的方法，包括3-4个脱氢步骤和3-4个膜分离步骤。
5.根据权利要求1所述 的方法，包括以下步骤: (i)提供包含至少一种烷烃的烃源； (ii)在450°C-650°C，优选500°C _550°C的温度下，使所述烃源在脱氢催化剂存在下进行脱氢反应，以形成包含与所述烷烃相应的所述烯烃和氢气的第一反应混合物； (iii)使所述反应混合物进行膜分离，以形成包含氢气的渗透物以及包含烯烃和未反应的烷烃的第一渗余物； (iv)将所述第一渗余物加热至500°C_550°C的温度； (v)将所述第一渗余物进料到脱氢反应器中，以使所述未反应的烷烃在脱氢催化剂存在下进行脱氢反应，以形成包含与所述烷烃相应的所述烯烃和氢气的第二反应混合物； (vi)使所述第二反应混合物进行膜分离，以形成包含氢气的渗透物和包含烯烃和未反应的烷烃的第二渗余物； (vii)可选地使所述第二渗余物重复步骤(iv)至(Vi)—次或多次，并由所述重复步骤形成一种或多种随后的渗余物； (viii)从最后的渗余物中提纯所述烯烃； (ix)回收未转化的烷烃。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述膜是金属膜，优选包含钯或钯合金。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，待脱氢的所述烷烃包括选自由甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和它们的混合物所组成的组中的烃，并且优选是乙烷或丙烷。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，膜分离模块中的温度保持在低于5000C，并优选在420-490°C，更优选在450_470°C的范围内。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述氢气渗透通过向所述膜渗透物侧提供吹洗蒸汽以降低氢气分压而改善。
10.一种用于由烷烃脱氢生产氢气的方法，包括根据前述权利要求中任一项所述的方法，以产生包含氢气的渗透物，并分离所述氢气。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，根据权利要求9进行所述烷烃脱氢，以产生包含氢气和蒸汽的渗透物，并通过使得所述蒸汽冷凝而分离所述氢气。
12.与用于由相应的烷烃脱氢生产烯烃的催化脱氢反应器连接的膜分离单元在用于减少与所述烯烃的生产相关的焦炭形成目的中的应用。
13.根据权利要求12所述的应用，其中，所述膜分离单元包括金属膜。
14.根据权利要求13所述的应用，其中，所述金属选自由钯和钯合金所组成的组，优选钯-银合金。
15.一种用于由相应烷烃脱氢生产烯烃的装置，所述装置包括一系列与至少两个膜分离单元交替的至少两个反应单元，所述膜分离单元设置在所述反应单元的下游，其中，所述分离单元中的压力和温度可以独立于所述反应单元而被控制。
16.一种改进包含多个氢化反应器的现有烯烃生产装置的方法，通过在现有反应器之间设置膜分离模块。.
【文档编号】C07C11/02GK103443059SQ201280016014
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2012年3月28日 优先权日:2011年3月29日
【发明者】埃玛·帕洛, 加埃塔诺·亚夸涅洛 申请人:Mt创新中心名下斯塔米卡邦有限责任公司