用于脱氢方法改进和方法方案优化的铬催化剂上流化床脱氢中注硫与流程

文档序号:21727923发布日期:2020-08-05 01:19阅读:253来源:国知局
用于脱氢方法改进和方法方案优化的铬催化剂上流化床脱氢中注硫与流程
相关申请的交叉引用本申请要求2017年12月18日提交的美国临时专利申请no.62/607,198的优先权的权益,其全部内容通过援引并入本文。本发明总体上涉及烷烃脱氢。更具体地,本发明涉及使用含有硫的烃流用于烷烃脱氢的系统和方法。
背景技术
:甲基叔丁基醚(mtbe)是最常用的汽油的辛烷值增进剂之一。典型地,mtbe是通过使异丁烯与甲醇在液相中反应产生的。在这种方法中的异丁烯可以通过在贵金属催化剂诸如铬或铂存在下使异丁烷脱氢形成。因为异丁烷的脱氢是高度吸热的,所以将催化剂定期地加热至高反应温度以提供用于异丁烷的脱氢的反应热。在高反应温度下,各种副反应和/或物理缩合可以在反应器中发生,从而在贵金属催化剂的表面上形成含碳沉积物。这些含碳沉积物,还称为焦炭,阻塞催化剂的活性位点,因此,显著地降低催化剂的活性。在常规脱氢单元中,通过将空气/燃料引入在催化剂床中以燃烧催化剂表面上的焦炭来定期地再生失活的催化剂。取决于反应条件,焦炭形成过程通常是快速的,使得催化剂的活性可以在几分钟内下降至低于所希望的水平。因此,经常需要频繁再生催化剂,以维持异丁烯的一致的生产速率。然而,在高温下重复的催化剂再生可能大大缩短催化剂寿命。替换贵金属催化剂会大大增加异丁烯的生产成本。已经描述了用于链烷烃和烯烃的脱氢的各种连续方法。举例来说,授予boitiaux的美国专利no.5,336,829描述了使用一系列移动床反应区用于使链烷烃和烯烃脱氢的连续方法,其中在将进料引入到脱氢反应器中之前或同时添加至少一种硫化合物。在又另一个实例中,sattler等人评论了在各种反应器配置中轻质烷烃在金属和金属氧化物上的催化脱氢(chemicalreviews,2014,114,10613-10653)。尽管已经描述了用于脱氢反应的各种商业方法,但是仍要求改进以延长用于烷烃脱氢的催化剂的寿命。举例来说,在异丁烷生产中,丁烷异构法(butamer)干燥剂可以产生无硫的纯流。干燥方法可以包括将含硫化合物吸附在吸附剂上。可以通过使富硫吸附剂与异丁烷接触形成高含硫异丁烷流来再生干燥剂,其会影响下游单元(例如,热交换器)的构造的热交换材料,导致使用寿命下降。通常通过燃烧高含硫流来解决这个问题。技术实现要素:已经发现针对典型地在涉及在催化剂存在下的烷烃(例如,异丁烷)脱氢的方法中遇到的上述缺陷的解决方案。该解决方案的前提是一种方法,该方法可以通过将含硫烃流包括到用于异丁烷脱氢的流化床中而改进脱氢单元的催化剂寿命和运行时间因数(timeon-streamfactor)。特别地,可以降低在脱氢方法期间催化剂上焦炭形成的速率,从而将反应器运行因数增加了5至10并且降低异丁烯的生产成本。值得注意地,在本发明的一些方面中,将含硫烃流进料到脱氢反应器中可以绕过热交换器并且与经加热的无硫烃流混合以达到反应温度,从而避免由高硫水平引起的热交换器故障。本发明的实施方式包括用于生产异构化的烯烃的方法。该方法可以包括将包含异烷烃的无硫烃流与包括含硫化合物的含硫烃流组合以形成反应物进料流。在某些方面中,无硫烃流的温度大于含硫烃流。该方法还可以包括使反应物进料流与脱氢催化剂在足以产生包括异烯烃的第一产物流的条件下接触。本发明的实施方式可以包括用于生产异丁烯的方法。方法可以包括使包括异丁烷的无硫烃流穿过热交换器以增加无硫烃流的温度。经加热的无硫烃流可以与包括含硫化合物和烃的含硫烃流组合以形成反应物进料流。在某些方面中,反应物进料流可以包括异丁烷和大于5且最高达500ppm的含硫化合物。在某些方面中,经加热的无硫烃流的温度可以大于含硫烃流。方法可以包括使反应物流与元素周期表的第6列的负载型催化剂在足以产生包括异丁烯的产物流的条件下接触。本发明的实施方式包括用于生产甲基叔丁基醚的方法。方法可以包括将包括异丁烯的无硫烃流与包括异丁烷和含硫化合物的含硫烃流组合以形成反应物烃流。可以去除反应物烃流中的含硫化合物以形成脱硫的反应物烃流。方法还可以包括使脱硫的反应物烃流与甲醇接触以产生包括甲基叔丁基醚的第二产物流和包括异丁烯和异丁烷的未反应的产物流。方法还可以包括从产物流中分离未反应的产物流。方法还可以再包括使含硫未反应的产物流与元素周期表的第6列的负载型催化剂在足以将异丁烷转化为异丁烯并产生异丁烯产物流的条件下接触。在该方法期间,第6列催化金属可以从金属氧化物形式转化为硫化的形式。以下包括贯穿本说明书使用的各种术语和短语的定义。术语“约”或“大约”被定义为接近于,如本领域普通技术人员所理解的。在一个非限制性实施方式中,术语被定义为在10%内、优选在5%内、更优选在1%内、并且最优选在0.5%内。术语“wt.%”、“vol.%”或“mol.%”分别指的是基于包含组分的材料的总重量、总体积或总摩尔的,该组分的重量、体积或摩尔百分比。在非限制性实例中,在100摩尔的材料中10摩尔的组分是10mol.%的组分。术语“基本上”及其变型被定义为包括在10%内、5%内、1%内或0.5%内的范围。当在权利要求和/或说明书中使用时,术语“抑制”或“降低”或“防止”或“避免”或这些术语的任何变型,包括任何可测量的减少或完全抑制以实现期望的结果。术语“有效的”,当在说明书和/或权利要求中使用该术语时,意指足以完成期望的、预期的或旨在的结果。术语“运行时间因数”,当在说明书和/或权利要求中使用该术语时,意指操作加工单元和/或反应器运行的时间的分数。在权利要求或说明书中,词语“一个/种(a)”或“一个/种(an)”当与术语“包含”、“包括”、“含有”或“具有”结合使用可以意指“一个/种”,而且也与“一个/种或多个/种”、“至少一个/种”和“一个/种或多于一个/种”的含义一致。词语“包括”(以及任何形式的包括,诸如“包括”和“包括”)、“具有”(以及任何形式的具有,诸如“具有”和“具有”)、“包括”(以及任何形式的包括,诸如“包括”和“包括”)或“包含”(以及任何形式的包含,诸如“包含”和“包含”)是包含性的或开放式的,并且不排除附加的未列举的要素或方法步骤。本发明的方法可以“包括”贯穿本说明书公开的具体成分、组分、组合物等、“基本上由其组成”或“由其组成”。关于“基本上由……组成”的过渡短语,在一个非限制性方面中,本发明的方法的基本和新颖的特征是它们使烷烃脱氢并抑制焦炭形成的能力。在本发明的上下文中,现在描述至少二十个实施方式。实施方式1是一种用于生产异构化的烯烃的方法。所述方法包括以下步骤:将包含异烷烃的无硫烃流与包含含硫化合物和烃的含硫烃流组合以形成反应物进料流,其中所述无硫烃流的温度大于所述含硫烃流;以及使所述反应物进料流与脱氢催化剂在足以产生包含异烯烃的第一产物流的条件下接触。实施方式2是实施方式1所述的方法,还包括以下步骤:在将所述无硫烃流与所述含硫烃流组合之前,使所述无硫流穿过热交换器以增加所述无硫烃流的温度。实施方式3是实施方式1和2中任一项所述的方法,其中,所述异烷烃包括异丁烷,并且所述第一产物流的异烯烃包括异丁烯。实施方式4是实施方式1和3中任一项所述的方法,其中,所述无硫烃流和所述含硫烃流各自含有正丁烷、1-丁烯、2-丁烯、或其组合。实施方式5是如实施方式1至4中任一项所述的方法,其中,所述反应物进料流包含异丁烷和具有5ppm至100ppm、优选地10至80ppm的浓度的所述含硫化合物。实施方式6是实施方式1至5中任一项所述的方法,其中,所述含硫烃流的烃还包含异丁烯和/或异丁烷。实施方式7是如实施方式6所述的方法,所述方法还包括以下步骤:从所述含硫烃流和所述第一产物流中去除所述含硫化合物以分别形成脱硫的烃流和脱硫的第一产物流;使所述脱硫的烃流的异丁烯的至少一些和/或所述脱硫的第一产物流的异丁烯的至少一些与甲醇接触以产生包含甲基叔丁基醚的第二产物流和包含异丁烯和异丁烷的未反应的产物流;以及,使所述未反应的产物流的至少一些再循环到所述无硫烃流和/或反应物进料流中。实施方式8是实施方式1至7中任一项所述的方法,其中,将所述无硫烃流在热交换器中通过含有包含异烯烃的所述产物流的工作流体加热。实施方式9是实施方式1至8中任一项所述的方法,其中,所述含硫烃流具有30℃至100℃的范围内的温度,并且所述无硫流具有200℃至500℃的范围内的温度。实施方式10是实施方式1至9中任一项所述的方法,其中,在所述反应物进料流中,所述无硫流具有小于10ppm、优选地小于5ppm的硫含量。实施方式11是实施方式1至10中任一项所述的方法,所述含硫化合物包含一种或多种有机硫化物、一种或多种有机二硫化物、一种或多种有机多硫化物或其组合。实施方式是实施方式11所述的方法,其中,所述一种或多种硫化物具有式r1-(s)n-r2,其中n是1或2,并且r1和r2各自单独地是氢或烷基基团。实施方式13是实施方式11所述方法,其中,所述一种或多种二硫化物具有式r3-s-r4-s-r5,其中r3和r5各自单独地是氢原子或烷基基团,并且r4是与两个硫原子结合的烷基基团。实施方式14是实施方式1至13中任一项所述的方法,其中,所述足以产生所述第一产物流的条件包括在550℃至600℃的范围内、优选地约580℃的反应温度,以及约0.1mpa的反应压力。实施方式15是实施方式1至14中任一项所述的方法,其中,所述足以产生所述第一产物流的条件包括200hr-1至300hr-1、优选地约250hr-1的液时空速。实施方式16是实施方式1至15中任一项所述的方法,其中,所述方法以连续模式进行。实施方式17是实施方式1至16中任一项所述的方法,其中,所述脱氢催化剂包括在氧化铝上负载的氧化铬。实施方式18是实施方式17所述方法,其中,所述脱氢催化剂包含在流化床中。实施方式19是实施方式1至18中任一项所述的方法,其中,所述含硫烃流是通过将所述含硫化合物添加到从干燥器流出的c4流中形成的。实施方式20是一种用于产生异丁烯的方法。这种方法包括以下步骤:(a)将包含异丁烯的无硫烃流与包含异丁烷和含硫化合物的含硫烃流组合以产生包含异丁烯和含硫化合物的反应物烃流;(b)从所述产物流中分离所述异丁烯;(c)使所述异丁烯与甲醇接触以产生包含甲基叔丁基醚的产物流和包含异丁烯和异丁烷的未反应的产物流;以及,(d)使来自步骤(c)的所述未反应的产物流与负载型第6列催化剂在足以将所述异丁烷转化为异丁烯并产生异丁烯产物流的条件下接触。根据以下附图、详细说明和实施例,本发明的其他目的、特征和优点将变得显而易见。然而,应当理解,虽然附图、详细说明和实施例指示了本发明的特定实施方式,但是它们仅是通过示例的方式给出的,并不意指限制。附加地,预期,根据该详细说明,在本发明的精神和范围内的改变和修改对于本领域技术人员将变得显而易见。在另外的实施方式中,可以将来自特定实施方式的特征与来自其他实施方式的特征组合。例如,可以将来自一个实施方式的特征与来自其他实施方式中的任意特征组合。在另外的实施方式中,可以将附加的特征添加至本文描述的特定实施方式中。附图说明为了更全面地理解,现在参考结合附图所做出的以下说明。图1示出了根据本发明的实施方式的用于产生异构化的烯烃的系统的示意图。图2示出了根据本发明的实施方式的用于产生异丁烯的示意性流程图。图3示出了根据本发明的实施方式的与mtbe合成单元集成的用于产生异丁烯的系统的示意图。图4示出了在有和没有注硫的情况下在烷烃脱氢方法期间流化催化剂床的催化剂上的焦炭形成的结果。图5a和5b示出了在有注硫至烃进料流的情况下(图5a)以及没有注硫至烃进料流的情况下(图5b)的烷烃脱氢方法之后的催化剂上的焦炭形成。图6示出了在没有和有5、10、20、30和80ppm的硫注入至烃进料流的情况下烷烃脱氢方法的转化率、选择性和产率。具体实施方式用于使烷烃(例如,异丁烷)脱氢的目前可用的方法遭受一些缺陷,诸如低的生产效率、短的催化剂寿命、高焦炭产生、以及可以由在流动通过那里的流中的高硫含量引起的热交换器故障。本发明提供了针对这些问题中的至少一些的解决方案。该解决方案的前提是一种用于生产异构化的烯烃(例如,异丁烯)的方法。通过将含硫烃流进料至烷烃脱氢反应器中,可以降低可以包括铬的催化剂上的焦炭形成速率。因此,与在脱氢催化剂中没有引入的含硫化合物的方法(非含硫方法)相比,在每个运行-再生循环中催化剂/脱氢反应器可以具有更长的运行时间。总的说来,与非含硫方法相比,脱氢反应器的运行时间因数可以增加10至40并且异构化的烯烃的产率可以增加约4%。附加地,方法避免了使高硫含量的烃流穿过位于脱氢反应器上游的热交换器,因此防止由高硫含量引起的热交换器故障。本发明的这些和其他非限制性方面在以下部分中参照图1至3进一步详细讨论。图1描绘了根据本发明的实施方式的用于产生异构化的烯烃的系统100的示意图。系统100可以包括异构化单元101、干燥器102、进料容器103、进料容器104、热交换器105、脱氢反应器106、和异丁烯储存单元108。异构化单元能够使一种或多种正烷烃异构化以形成一种或多种异烷烃。在某些方面中,异构化单元101可以包括一个或多个固定床反应器。当使用多于一个固定床反应器时,它们可以串联操作。固定床反应器中的固定床可以包括异构化催化剂。异构化催化剂的非限制性实例包括铂、钯/so42-zro2、h3pw12o40、铝硅酸盐沸石、或其组合。在某些方面中,异构化催化剂可以负载在氯化-氧化铝上。为了防止在异构化单元101上形成盐酸,异构化进料流112不含有水或基本上不含有水。因此,根据本发明的实施方式,异构化单元101的入口可以与干燥器102的第一出口处于流体连通。在某些方面中,干燥器102可以被配置为接收干燥器进料流111并且从那里汽提水。干燥器进料流111可以包括一种或多种烃。在其他更具体的实施方式中,包括在干燥器进料流111中的一种或多种烃可以包括c4烃。干燥器进料流111可以从进料容器103流动至干燥器102。异构化单元101的非限制性实例包括butamertm异构化单元(uopllc,美利坚合众国)。干燥器进料流111可以包含正丁烷,并且干燥器102可以是butamertm干燥器。butamertm异构化单元通常包括串联操作的两个固定床反应器。根据本发明的实施方式,异构化单元101可以被适配为从干燥器102的第一出口接收无硫流112中含有的至少一些干燥的烃。在一些实施方式中,异构化单元101的出口可以与被配置为从异构化单元101接收包括异烷烃的流114的脱氢进料容器104处于流体连通。脱氢进料容器104可以与热交换器105处于流体连通,该热交换器被适配为加热从脱氢进料容器104流出的无硫烃流115。热交换器105的出口可以与脱氢单元106的入口处于流体连通。经加热的无硫烃流115′可以离开热交换器105并进入脱氢单元106。干燥器102可以与储存容器107处于流体连通,该储存容器被配置为接收干燥器进料流111的至少一些干燥的烃。在一些方面中,流110中的一种或多种含硫化合物可以被注入从干燥器102的第二出口向储存容器105流动的烃中,以形成富硫流113。在一些实施方式中,干燥器102是不必要的。通过举例,分流器可以用于将流111分流成无硫流112和含硫流111,这时流110中的一种或多种含硫化合物可以被注入从分流器流出的流111中。在某些方面中,含硫化合物可以包括一种或多种有机硫化物、一种或多种有机二硫化物、一种或多种有机多硫化物、或其组合。在一些实施方式中,有机硫化物可以具有式r1-(s)n-r2,其中n是1或2,并且r1和r2各自单独地是氢原子或烷基基团。有机二硫化物可以具有式r3-s-r4-s-r5,其中r3和r5各自单独地是氢原子或烷基基团,并且r4是与两个硫原子结合的烷基基团。来自储存容器107的第一含硫烃流116可以被配置为并入经加热的无硫烃流115′以形成反应物进料流117。脱氢单元106可以被配置使反应物进料流117中含有的至少一些异烷烃脱氢以形成异烯烃。在某些方面中,脱氢单元106可以包括一个或多个流化床反应器和催化剂再生器。可以将来自一个或多个流化床反应器的催化剂连续运输至催化剂再生器,该催化剂再生器被配置为通过燃烧催化剂上形成的焦炭并且恢复脱氢烷烃所需要的热量而使催化剂再生。可以将再生的催化剂连续运输回到一个或多个流化床反应器。一个或多个流化床可以包括负载型催化剂,该催化剂包括元素周期表的第3-12列的催化过渡金属。过渡金属的非限制性实例包括铬(cr)、钼(mo)、钨(w)、钌(ru)、钯(pd)、铂(pt)等。在某些方面中,负载型催化剂的非限制性实例可以包括氧化铝负载型铬催化剂和氧化铝负载型铂催化剂。在具体实施方式中,脱氢单元106是一个流化床反应器。在某些方面中,反应物进料流117中的异烷烃可以包括异丁烷。脱氢单元106被配置为使至少一些异丁烷脱氢以形成第一产物流118中的异丁烯。在一些更具体的实施方式中,热交换器105可以是气体-气体交换器。热交换器105可以被配置为使用第一产物流118作为工作流体来加热无硫烃流115以形成经加热的无硫烃流115′并且冷却第一产物流118以形成冷却的第一产物流118′。热交换器105的工作流体出口可以与异丁烯储存容器108处于流体连通,该异丁烯储存容器被配置为从热交换器105接收冷却的第一产物流118′。图2示出了用于生产异构化的烯烃的方法200。方法200可以通过如在图1中示出的用于生产异构化的烯烃的系统100实现。根据本发明的实施方式,方法200可以包括使来自烃流111的至少一些烃流动以形成无硫流112,如在方框201处示出的。在某些方面中,烃流111可以是主要包含c4烃的c4流。c4烃的非限制性实例可以包括正丁烷、异丁烷、异丁烯、1-丁烯、2-丁烯、丁二烯、和其组合。方法200还可以包括将含硫化合物注入烃流111的至少一些烃中以形成富硫流113,如在方框202中示出的。在某些方面中,富硫流113可以包含100ppm至5000ppm的含硫化合物,或大于以下,等于以下,或在以下中任何两个之间:100、150、200、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1000、1050、1100、1150、1200、1250、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900、2000、25003000、3500、4000、4500和5000。如以上描述的,含硫化合物可以包括一种或多种有机硫化物、一种或多种有机二硫化物、一种或多种有机多硫化物、或其组合。在一些实施方式中,有机硫化物具有式r1-(s)n-r2,其中n是1或2,并且r1和r2各自单独地是氢原子或烷基基团。有机二硫化物可以具有式r3-s-r4-s-r5,其中r3和r5各自单独地是氢原子或烷基基团,并且r4是与两个硫原子结合的烷基基团。在一些更具体的实施方式中,烃流111可以流动到干燥器102中。来自干燥器102的至少一些干燥的烃可以形成无硫流102。可以将含硫化合物注入至来自干燥器102的至少一些干燥的烃中以形成富硫流113,其可以进入储存容器107。在某些方面中,烃流111可以主要包含正丁烷。烃流111还可以包括异丁烷和/或异丁烯。如在方框203中示出的,方法200还可以包括使无硫流112的至少一些正烷烃在异构化单元101中异构化以形成包括异烷烃的流114。在一些更具体的实施方式中,异构化单元101中的无硫流112的正丁烷在异构化单元101中被异构化以形成包含在流114中的异丁烷。可以将流114流动到脱氢进料容器104中。根据本发明的实施方式,包含异烷烃的无硫烃流115从脱氢进料容器104进入热交换器105。无硫烃流115可以被加热以形成经加热的无硫烃流115′。在某些方面中,经加热的无硫烃流115′的温度可以为200℃至500℃以及在其间的所有范围和值,包括200℃至220℃、220℃至240℃、240℃至260℃、260℃至280℃、280℃至300℃、300℃至320℃、320℃至340℃、340℃至360℃、360℃至380℃、380℃至400℃、400℃至420℃、420℃至440℃、440℃至460℃、460℃至480℃、和480℃至500℃。如在方框204中示出的,在本发明的实施方式中,方法200还可以包括将包括异烷烃的经加热的无硫烃流115′与来自储存容器107的含硫烃流116组合以形成反应物进料流117。含硫烃流116包含以上描述的一种或多种含硫化合物。含硫烃流116的温度可以低于经加热的无硫烃流115′的温度。在一些实施方式中,含硫烃流116的温度可以为30℃至100℃以及在其间的所有范围和值,包括30℃至35℃、35v至40℃、40℃至45℃、45℃至50℃、50℃至55℃、55℃至60℃、60℃至65℃、65℃至70℃、70℃至75℃、75℃至80℃、80℃至85℃、85℃至90℃、90℃至95℃、和95℃至100℃的范围。总的说来,在热交换器105(例如,气体-气体热交换器)的下游引入含硫化合物。因此,气体-气体交换器中的硫含量可以被有效地控制,从而防止由反应物进料流117中的高硫含量引起的热交换器故障。在某些方面中,在方框204处的组合中经加热的无硫烃流115′与含硫烃流116的体积比率可以在5至10的范围内,或大于以下,等于以下,或在以下任何两个之间:5、6、7、8、9和10。包括异丁烷的反应物进料流117还可以包括含硫化合物,其浓度为5至100ppm、优选地10至80ppm,以及在其间的所有范围和值,包括5至10ppm、10至15ppm、15至20ppm、20至25ppm、25至30ppm、30至35ppm、35至40ppm、40至45ppm、45至50ppm、50至55ppm、55至60ppm、60至65ppm、65至70ppm、70至75ppm、75至80ppm、80至85ppm、85至90ppm、90至95ppm、和95至100ppm。反应物流117可以进入脱氢单元106。如在方框205中示出的,方法200还可以包括使反应物进料流117与脱氢催化剂在足以产生包括异烯烃的第一产物流的条件下接触。在一些实施方式中,脱氢催化剂可以包括负载型过渡金属(例如,第6列和/或第10列)催化剂。脱氢催化剂的非限制性实例包括氧化铝负载型铬催化剂和氧化铝负载型铂-锡催化剂。在一些实施方式中,脱氢条件包括的反应温度可以为550℃至600℃,以及在其间的所有范围和值,包括550℃至555℃、555℃至560℃、560℃至565℃、565℃至570℃、570℃至575℃、575℃至580℃、580℃至585℃、585℃至590℃、590℃至595℃、和595℃至600℃。脱氢条件还可以包括约0.1mpa的反应压力。反应物进料流的液时空速可以在200至300hr-1的范围内以及在其间的所有范围和值,包括200至210hr-1、210至220hr-1、220至230hr-1、230至240hr-1、240至250hr-1、250至260hr-1、260至270hr-1、270至280hr-1、280至290hr-1、和290至300hr-1的范围。与不将含硫化合物进料到脱氢单元106中的方法相比,来自反应物进料流117的含硫化合物可以被配置为抵抗焦炭(含碳沉积物)在脱氢催化剂上的形成,从而将脱氢单元106的运行因数增加约1至10%或其间的任何值。另外,使用方法200来自异丁烷的异丁烯的产率可以比不包括将含硫化合物进料至脱氢单元中的异丁烷脱氢方法高约4%。方框205处形成的异烯烃可以包含异丁烯。在某些方面中,第一产物流118可以流动通过热交换器105作为工作流体来加热无硫烃流115以形成经加热的无硫烃流115′并且冷却第一产物流118以形成冷却的第一产物流118′。冷却的第一产物流118′可以流动至异丁烯储存容器108中。在一些更具体的实施方式中,富硫流113可以包含异丁烯和/或异丁烷。至少一些富硫流113可以形成第二含硫烃流124。在某些方面中,储存容器107的出口可以与异丁烯储存容器108处于流体连通,该异丁烯储存容器还被配置为从储存容器107接收包含在第二含硫烃流124中的至少一些含硫化合物和烃。尽管已经参考图2的方框描述了本发明的实施方式,但是应当理解,本发明的操作不限于图2所示的具体方框和/或具体方框顺序。相应地,本发明的实施方式可以使用与图2的顺序不同的顺序的各种方框来提供如本文描述的功能。如在图3中示出的,生产异丁烯的系统100′基本上与系统100相同。在某些方面中,系统100′可以包括mtbe合成单元109。主要包含异丁烯和/或异丁烷的至少一些异丁烯流119可以从异丁烯储存容器108流动至mtbe合成单元109。在具体实施方式中,脱硫单元可以被安装在异丁烯储存容器108的下游,被配置为去除异丁烯流119中的含硫化合物。替代地,在更具体的实施方式中,可以分别地从冷却的第一产物流118′和含硫烃流124中去除含硫化合物以分别形成脱硫的第一产物流和脱硫的烃流。可以组合脱硫的第一产物流和脱硫的烃流以形成异丁烯流119。来自脱硫单元的异丁烯流119可以并入甲醇流120以形成mtbe进料流121,使得流动到mtbe合成单元109中的mtbe进料流121不包含、或基本上不包含含硫化合物或包含小于10ppm的含硫化合物。mtbe合成单元可以包括mtbe反应器和产物分离器。mtbe反应器可以被配置为使异丁烯与甲醇在催化剂存在下反应以形成第二产物流中的mtbe。产物分离器可以被配置为将第二产物流分离成主要包括mtbe的mtbe流122以及包括未反应的异丁烷和/或未反应的异丁烯的未反应的产物流123。在一些实施方式中,产物分离器的出口可以与脱氢容器104处于流体连通,该脱氢容器还被配置为从mtbe合成单元109的产物分离器接收未反应的产物流123。作为脱氢容器104的替代方案,或除了脱氢容器104之外,mtbe合成单元109的产物分离器的出口可以直接与脱氢单元106的入口处于流体连通,该脱氢单元还被配置为接收未反应的产物流123中的至少一些未反应的异丁烷并且使其反应以形成异丁烯。因为可以基本上从异丁烯流119中去除含硫化合物,未反应的产物流123可以不包括、或基本上不包括含硫化合物。未反应的产物123的再循环不将含硫化合物引入在无硫烃流115中。因此,对于进料到脱氢单元106中的反应物进料流117,将含硫化合物引入至热交换器105(气体-气体热交换器)的下游。因此,气体-气体交换器中的硫含量可以被有效地控制,从而防止由反应物进料流117中的高硫含量引起的热交换器故障。在一些其他实施方式中,不去除冷却的第一产物流118′和/或含硫烃流124中的含硫化合物。举例来说,当硫水平小于5ppm时,可以使用烃流124流。因此,异丁烯流119可以包括含硫化合物。可以使异丁烯流119的异丁烯与甲醇在mtbe合成单元109中反应以形成含有mtbe、未反应的异丁烯、和异丁烷的第二产物流。可以将第二产物流分离为主要包含mtbe的mtbe流122以及包含异丁烷和/或异丁烯的未反应的产物流123。在某些方面中,未反应的产物流123可以包括含硫化合物。包括含硫化合物的未反应的产物流123可以流动到反应物进料流117中,其可以随后流动到脱氢单元106中。作为流动到反应物进料流117中的替代方案或除了流动到反应物进料流117中之外,未反应的产物流123可以流动到脱氢进料容器104中,从而将硫化合物添加入到从脱氢进料容器104流出的无硫烃流115中。不希望受理论束缚,据信随着脱氢温度增加,硫化合物分解并且形成h2s。氢气和硫化氢与催化剂金属反应以将氧化物转化为相应的金属硫化物。(例如,),在催化剂的再生步骤期间,金属硫化物经受氧化回到金属氧化物。所形成的硫氧化物可以然后经由洗涤器系统(未示出)去除,在洗涤器中将该氧化硫从系统中去除。本文描述的系统和方法还可以包括未示出并且化学加工领域的技术人员已知的各种设备。例如,一些控制器、管道系统、计算机、阀、泵、加热器、热电偶、压力指示器、混合器、热交换器等可能未示出。作为本发明公开的一部分,特定实施例包括在下文中。实施例仅用于说明目的,并不旨在限制本发明。本领域普通技术人员将容易地认识到可以改变或修改以产生基本相同结果的参数。实施例实施例1(含硫化合物对脱氢催化剂上焦炭形成的影响)进行实验以研究在烷烃脱氢催化剂床烷烃脱氢中含硫化合物对焦炭形成的影响。在实验中,将含有异丁烷的烃流进料到包含含有氧化铝负载型铬催化剂的流化催化剂床的脱氢反应器中。在580℃的反应温度、1atm的反应压力、以及250h-1的液时空速下进行异丁烷的脱氢反应。无硫烃流和含硫烃流两者都用于实验中。无硫烃流含有约99.9mol.%异丁烷。含硫烃流包括与无硫烃流基本上相同的组成,具有5至10ppm的额外的硫。表1列出了该方法所用材料和条件。表1进料异丁烷99.9%(5-80ppm硫-h2s)脱氢催化剂氧化铬氧化铝反应器类型等温流化床反应器空速250小时-1压力大气脱氢温度590℃运行时间5min再生温度650℃还原温度650℃在脱氢方法的5分钟和10分钟(运行时间)处确定催化剂中的焦炭形成。将使用无硫烃流与含硫烃流的结果进行对比并且示出于图4中。图4表明,在5分钟运行处,与没有含硫化合物情况下的1.3%相比,当含硫化合物包括在烃流中时,为约0.04%。类似地,在10分钟运行处,与在含硫化合物情况下的2.4%相比,当含硫化合物包括在烃流中时,为约0.2%。因此,结果证实,硫的存在减少了焦炭的形成。通过使用燃烧法的碳硫分析器和使用碳分析器检测器的热重分析(tga)对焦炭进行分析。焦炭量与催化剂活性相关,进而导致失活,这是由(i)活性位点的数目的减少;(ii)活性位点的品质的降低;和(iii)孔隙空间的可及性下降引起。)还在590℃的反应温度、1atm的反应压力、以及250h-1的液时空速下进行异丁烷的脱氢。无硫烃流和含硫烃流两者都用作脱氢方法的进料流。无硫烃流含有约99.9mol.%异丁烷。含硫烃流包含与无硫烃流基本上相同的组成,具有5至80ppm的额外的硫(为h2s)。在用5分钟的运行时间10个脱氢循环后,取样来自用于两种进料流的流化催化剂床的催化剂。比较用于使两者类型的进料流(无硫和含硫烃流)脱氢的催化剂的外观。如示出于图5a和5b中,用于使无硫烃脱氢的催化剂的颜色比用于使含硫烃脱氢的催化剂的颜色更深并且更附聚,表明用于使无硫烃脱氢的催化剂有更多的焦炭形成。因此,从图5a和5b中的结果确定,硫可以抵抗和/或减少脱氢催化剂上的焦炭形成。图6示出了催化剂活性性能。从图6中的数据确定,与没有硫的流相比,硫含量增加至大于10ppm,选择性、转化率和产率增加。尽管已经对本申请的实施方式及其优势进行了详细的描述,但是应当理解的是,在不背离如由所附权利要求定义的实施方式的精神和范围的情况下,本文可以做出不同的改变、替换和更改。此外,本申请的范围并不旨在限制为本说明书中描述的工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法和步骤的具体实施方式。从以上公开内容来看,本领域普通技术人员将容易地认识到,可以利用与本文描述的对应实施方式执行基本相同功能或获得基本相同结果的现有的或随后将开发的工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法或步骤。相应地,所附权利要求旨在在其范围内包括此类工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法或步骤。当前第1页12
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