生產芳族烴和乙烯的方法技術

本發明專利技術提供生產芳族烴和乙烯的方法，包括：a.使含有乙烷、丙烷和丁烷中的至少一種的進料與芳族烴轉化催化劑在烷烴轉芳族烴區內接觸，以獲得至少氫和芳族烴反應產物，包括至少苯；b.在含氧化合物轉烯烴區轉化含氧化合物原料以得到烯烴，包括至少乙烯；其中至少部分含氧化合物原料通過將步驟a)中得到的至少部分氫和含有一氧化碳和/或二氧化碳的進料提供到含氧化合物合成區并合成含氧化合物而獲得。本發明專利技術的另一方面提供用于芳族烴和乙烯的整合系統以及由將低級烷烴轉化為苯的方法獲得的氫在生產含氧化合物轉烯烴的方法的含氧化合物進料中的用途。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及用于以及用于生產乙烯和苯的整合系統。
技術介紹
近年來，人們越來越多的關注全球天然氣資源的開發和利用。相對于油的天然氣的缺點是難以將大量天然氣從源頭運輸到市場。有效地輸送天然氣的方式之一是液化天然氣并運輸液化天然氣(LNG)。另一種方法是使用天然氣合成油工藝(GtL)把天然氣中的甲烷轉換為液體烴。GtL產品通常是液體，并且可以以類似傳統油和油產品的方式輸送。除了甲烷，天然氣通常含有其他烴類，如乙烷，丙烷和丁烷。這種天然氣被稱為濕氣體。乙烷可以熱裂解為乙烯，乙烯是用于生產例如聚乙烯，苯乙烯，環氧乙烷或單乙基-二醇的基本化學品。丙烷和丁烷可以被添加到LPG池中。 如果天然氣是從相對小的儲層，特別是那些位于偏遠獨立的地方，也稱為擱淺的(stranded)天然氣抽出，儲層不能達到足夠的生產水平以維持GtL或LNG工廠。此外,共同生產出的乙烷也不足以維持乙烷到乙烯的工藝以及隨后的乙烯轉化工藝。已提出含氧化合物(oxygenate)制烯烴(OTO)工藝與乙燒蒸汽裂化器相結合。在這樣的結合中，甲燒在OTO工藝中轉化成乙烯和丙烯,而乙燒裂解而產生額外的乙烯。例如，C. Eng等(C. Eng,E. Arnold,E Vora, T. Fuglerud,S. Kvisle,H. Nilsen,Integration of the U0P/HYDR0 MTOProcess into Ethylene plants,IOthEthylene Producers’ Conference, New Orleans,USA, 1998)曾建議把UOP的甲醇制烯烴(MTO)工藝與石腦油或乙烷進料的蒸汽裂化器相結合。其提及通過組合這兩個工藝能夠生產足夠的乙烯，并且共同生產出有價值的丙烯。C. Eng等提到的缺點是甲醇價格的波動，而甲醇是MTO反應的主要進料。甲醇可以產自氫和一氧化碳或二氧化碳。通常情況下，甲醇產自氫、一氧化碳和二氧化碳的混合物。在WO 2009/039948A2中，建議使用組合的蒸汽裂解和MTP工藝以制備乙烯和丙烯。根據WO 2009/039948A2，在該工藝中，通過結合這兩個過程的后端(back-end)獲得了特別的優點。甲醇原料產自甲烷，這需要足夠供應量的甲烷。為了合成甲醇，應提供摩爾比至少為2的氫，一氧化碳和二氧化碳，該比值的計算方法是摩爾比=(#摩爾H2-#摩爾CO2) / (#摩爾CO+摩爾CO2)。甲醇合成的進料通常是合成氣。然而，這樣的合成氣當然需要含有摩爾比至少為2的氫、一氧化碳和二氧化碳。但是，大多數放熱的合成氣工藝產生的合成氣是貧氫的。例如將貧氫合成氣輸送到水煤氣變換反應器中，以使合成氣中部分一氧化碳與水轉化為氫和二氧化碳，這是不足夠的。根據本文上述的摩爾比的定義可以看出，這樣的轉化不影響得到的摩爾比。在US20050038304中，公開了用于由0T0系統和蒸汽裂解系統生產乙烯和丙烯的整合系統。根據US20050038304，在此工藝中，通過結合這兩個過程的后端獲得了特別的優點。用于0T0工藝的甲醇原料產自合成氣。然而，根據US20050038304，由于合成氣生產過程中的吸熱性質，從合成氣生產甲醇具有高能耗的要求，這樣的吸熱合成氣生產過程通常是蒸汽甲烷的重整。乙烷到乙烯的轉化是高度吸熱的并需要大量的能量輸入。此外，在將乙烷進料到乙烷蒸汽裂化器之前，必須先從丙烷和丁烷中分離出乙烷。因此乙烷轉化為乙烯的設備支出(capex)和管理支出(opex)甚至進一步增加,然而由于經濟規模和大小限制，LPG的供應量有限，因此得到的LPG的經濟價值有限。本領域中需要用于將Cl轉化為C4烷烴(也稱為鏈烷烴)再到有價值產品的改進的方法。專利技術概沭 現已發現，通過將C2至C4烷烴芳構化為芳族烴和將C I轉化為甲醇，從Cl至C4烷烴生產芳族烴和乙烯是可能的，所述甲醇被用作含氧化合物制烯烴(OTO)工藝的甲醇原料。在該工藝中，芳構化工藝中得到的氫用于產生至少部分OTO工藝的甲醇進料。因此，本專利技術提供了用于，其包括a.在烷烴-到-芳族烴區內將包含乙烷、丙烷和丁烷中的至少一種的低級烷烴進料與芳族烴轉化催化劑接觸，以獲得至少氫和包括至少苯的芳族反應產物；b.在含氧化合物-到-烯烴區內轉化含氧化合物原料，以獲得包括至少乙烯的烯烴；其中至少部分含氧化合物原料是通過以下方式獲得的提供至少部分步驟a)中得到的氫和含有一氧化碳和/或二氧化碳的進料到含氧化合物合成區和合成含氧化合物。根據本專利技術的方法，在烷烴到芳族烴的工藝中(進一步也稱為ATA工藝)，把乙烷和較低價值的LPG轉化成有價值的芳族烴,如苯。已預計到苯的突出的全球短缺,所述苯是制造關鍵石化產品如苯乙烯，酚，尼龍和聚氨酯等所需的原料。目前，苯和其它芳族烴是通過從非芳族烴使用溶劑萃取工藝或萃取蒸餾工藝分離原料餾分而獲得的，該餾分富含芳族化合物，如通過催化重整工藝產生的重整產物和通過石腦油裂解過程產生的裂解汽油。而且，根據本專利技術的方法，使用含氧化合物轉烯烴的工藝(進一步，也稱為OTO工藝)，將甲烷轉化成有價值的乙烯。隨后乙烯也可以用于產生進一步的有價值的化學產品。此外，根據本專利技術的方法，提供了 ATA工藝和OTO工藝之間的協同作用，通過使用在ATA工藝中將包括乙烷、丙烷和丁烷中的至少一種的低級烷烴轉化成芳族烴獲得的氫，以生產至少部分OTO工藝的含氧化合物原料。從ATA工藝中得到的氫也進一步稱為氫ex.ATA。其結果是更少的氫需要通過其它方式供應，如像甲烷蒸汽重整(SMR)的吸熱合成氣生產工藝。因此，由于至少部分生產含氧化合物需要的氫是作為聯產物(co-product)獲得的，減少了生產含氧化合物所需的二氧化碳。根據本專利技術的方法涉及生產芳族烴和乙烯。在一個優選的實施方式中，該方法涉及生產乙苯。在進一步優選的實施方式中，該方法涉及生產苯乙烯單體。附圖簡述圖I給出了根據本專利技術的用于生產烯烴的整合系統的實施方式的示意圖。專利技術詳述根據本專利技術的方法的步驟(a)中，提供了包括乙烷、丙烷和丁烷中的至少一種的低級烷烴進料。此進料進一步也稱為低級烷烴進料。在ATA工藝中，低級烷烴進料被提供至ATA區并在芳族烴轉化條件下與芳族烴轉化催化劑接觸。在ATA區中，低級烷烴進料中的至少部分乙烷、丙烷和/或丁烷，和任選的戊烷和/或己烷(如果存在)被轉化為芳族烴產物。在與催化劑接觸時，乙烷，丙烷和/或丁烷可被轉化成多個芳族轉化產物。所獲得的一種芳族轉化產物是苯，但是也可以獲得其它芳族轉化產物如甲苯和二甲苯，包括間二甲苯，對二甲苯和鄰二甲苯。ATA工藝獲得的額外的產物是氫。理論上并根據確切的反應物和反應，形成每摩爾苯可產生2至6摩爾氫(H2)。ATA工藝可能產生其它烴類副產物例如甲烷。正如前面提到的，其它芳族轉化產物，特別是甲苯和二甲苯也可以在ATA區中通過ATA工藝產生。優選地，至少部分產生的甲苯和二甲苯轉化成苯。優選地，在氫的存在下，甲苯和二甲苯通過加氫脫烷基化工藝轉化成苯以獲得進一步的苯和甲烷。在步驟(b)的過程中，把含氧化合物進料提供到含氧化合物-到-烯烴區并轉化，以獲得至少包括乙烯的烯烴。優選地，OTO過程產生了除了乙烯以外，還有丙烯。所述含氧化合物原料可包含任何含氧化合物或含氧化合本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：L·A·肖特，H·亨利，A·瑪加維卡，J·范維斯特瑞南，
申請(專利權)人：國際殼牌研究有限公司，
類型：
國別省市：