提供使烃原料转化成较高级烃类的改进方法和区域反应器。该反应器中的第一区含有能够释放卤化氢（ＨＸ）的材料和碳－碳偶联催化剂；第二区最初是空的或含有卤化和／或卤氧化催化剂；而第三区含有碳－碳偶联催化剂和能够俘获ＨＸ的材料。将空气和氧引入第一区，将原料引入第二区，并且在第三区产生产物。在反应过程中所生产的ＨＸ在区１和区３进行可逆的俘获和释放。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及将烃原料转化成较高级烃的一种方法和装置。
技术介绍
美国专利号6， 525， 230披露了将烷类转化成醇类和/或醚类的一种方法，以及由 一个空心的、非隔离而内部限定了第一区、第二区和第三区的区域反应器。在其第一实施 方案中，空气或氧与金属溴化物在第一区中反应以提供溴；溴与一种或多种烷在第二区中 反应以形成烷基溴化物；并且这些烷基溴化物与金属氧化物在第三区反应以形成相应的产 物。来自第三区的金属溴化物通过容器输送到第一区，而来自第一区的金属氧化物再循环 至第三区。其第二实施方案与该第一实施方案的区别在于金属氧化物通过容器从第一区输 送到第三区，而金属溴化物从第三区再循环至第一区。其第三实施方案中，经过容器的气流 被逆转以将金属氧化物转化回金属溴化物并且将金属溴化物转化回金属氧化物。
技术实现思路
本专利技术提供了将烃原料转化成一种或多种较高级烃类的改进的区域反应器和一 种生产方法。在一个实施方案中，一个改进的区域反应器包括具有第一区、第二区、以及第 三区的容器，其中该第一区含有能够释放卤化氢(HX)的材料和碳-碳偶联催化剂；该第二 区最初是空的(但不是大气环境)或含有卤化和/或卤氧化催化剂；而该第三区含有碳-碳 偶联催化剂和能够俘获HX的材料。气体可以分别流过第一区、第二区、和第三区。优选地， 在第一区、第二区和第三区各自配置一个气体进口和/或出口，包括在第二区中用于引入 气态烃原料的一个进口。 在本专利技术的另一个方面，一种将烃原料转化成较高级烃的改进方法包括，在空气 或氧存在下，通过加热能够释放HX的材料以形成HX ;根据需要，可将碳_碳偶联催化剂 除焦；使烃原料与HX在空气或氧的存在下反应以形成烷基卤化物；使这些烷基卤化物在 碳-碳偶联催化剂的存在下反应以形成较高级烃和HX(以及并不希望生成的焦炭)；并且 通过使HX与能够俘获HX的材料反应以俘获HX。优选将该方法重复多次，其中HX可交替释 放和俘获，而偶联催化剂的结焦和除焦也交替进行。在一个实施方案中，HX是通过将部分 卤化的烯烃或聚烯烃脱卤化氢而释放，并且通过使烯烃或聚烯烃加卤化氢而将其俘获。附图说明 当结合附图理解时，本专利技术以上这些方面和其他方面及其特征将变得更加清晰， 其中 图1是根据本专利技术的一个实施方案的区域反应器的示意图。 图2是根据本专利技术的另一个实施方案的改进区域反应器的第二区示意图。具体实施例方式本专利技术提供将烃原料转化成一种或多种有用的产物，S卩较高级的烃的方法和改 进的区域反应器。总体上，该方法包括通过在空气或氧中加热能够释放HX的材料，以形成 卤化氢的第一气流或第一分量；通过使烃原料与该HX的第一气流在空气或氧中反应以形 成烷基卤化物；通过使这些烷基卤化物在第二碳-碳偶联催化剂的存在下反应以形成较高 级的烃和卤化物的第二气流或第二分量；并且通过使HX的第二气流与能够俘获HX的材料 反应以俘获该HX的第二气流。 在图IA和IB中示意性地描述了改进的区域反应器的一个实施方案的操作模式和 总体特征。以总体上空心的容器的形式存在的区域反应器IO，包括第一区l，该第一区1进 一步细分成两个亚区1A和IB ;第二区2 ;以及第三区3，该第三区3进一步细分成亚区3A 和亚区3B。 如以下所描述的，最初，区1A含有能够释放HX的材料。区IB含有碳-碳偶联催 化剂，该催化剂催化碳_碳键形成以及较高级烃的生成。虽然并不受理论束缚，但是相信 碳_碳键形成是经由烷基卤化物分子的分子间的、以及可能甚至是分子内的复分解反应而 进行。如以下所描述的，在图中，在区lB中的催化剂已被焦炭覆盖和/或浸渍。但当反应 器为它的初始运转进行装填时，并不存在焦炭。区2或者是空的或者含有一种卤化和/或 卤氧化催化剂或催化反应剂。区3B也含有碳-碳偶联催化剂，而区3A含有能够俘获HX的 材料。 在反应器的左端的第一开口或进口 4使空气或氧进入容器。反应器中间的第二开 口或进口 5可以使气态的烃原料加入，而在容器的右端的第三开口或进口 6使产品可以排 出。此外，各个区和亚区在允许气流进入相邻的区的边界7处相遇。在一个实施方案中，容 器内部无隔断，并且相连的区和亚区彼此没有物理分隔。在一个实施方案中，相连的区和亚 区是通过筛网，或通过壁或其他分隔件而分离，该分隔件具有置于其中的至少一个敞口从 而允许气体从一个区或亚区流到下一个区或亚区。各种加热器和/或冷却器(没有示出) 直接地或间接地热偶连于容器，从而使得每个区和亚区的温度控制变得容易。 如图1A所示，最初，反应器从左到右运行，空气或氧通过气体进口 4进入区1A，使 得其中所含的原料释放气态的HX。加热的空气或氧以及来自区1A的HX进入区1B并且与 碳-碳偶联催化剂接触。空气或氧与先前积存在催化剂之中或之上的任何焦炭反应并且将 它转化成C02。在过量的空气或氧的存在下，所形成的任何CO也将转化为C02。 在区2中，气态的烃原料经过第二气体进口 5进入容器，并且使其在空气或氧以及 优选的一种卤化和/或卤氧化催化剂或催化反应剂的存在下与HX反应。这导致了一种或 多种烷基卤化物(RX)和蒸气的形成，这些卤化物和蒸气连同存在的任何HX—起被带到了 区3B。那里，这些烷基卤化物在碳_碳偶联催化剂的存在下反应而转化成较高级烃和HX。 该反应还可能(实际一般都会)导致焦炭的形成，其中焦炭颗粒作为涂层沉积在碳-碳偶 联催化剂上和/或沉积在催化剂的间隙中。所形成的HX然后与能够俘获它的材料在区3A 中反应。气态烃产物、(A、残留的空气(或它的贫氧成分)、以及可能的其他种类通过第三 口 6带出反应器容器，并且可以收集、分离并且纯化、进一步反应、和/或以一些其他的方式 进行处理。 图1B表示准备用于从右到左的逆向运行的区域反应器。反应器10仍然含有区1-3和亚区1A、1B、3B和3A，但现在，当在空气或氧中加热时，区3A中的材料是能够释放HX 的(即当反应器正向运行时它们已经被氢卤化)。相似地，区3B中的催化剂现在是被焦炭 包覆和/或浸渍的，而区1B中的催化剂具有少许焦炭或无焦炭(理想状态)。区1A中的材 料是准备与HX反应的，并且由此俘获而储存HX。空气或氧通过区3A中的第三入口 6进入， 并且使其中所含的材料释放HX，其中HX连同空气或氧一起流入区3B。空气或氧气氧化已 经沉积在碳_碳偶联催化剂上的焦炭。使HX和空气或氧顺流到达区2，在那里，它们与烃原 料反应以形成烷基卤化物和蒸气，烷基卤化物和蒸气进入区1B。这些烷基卤化物在碳-碳 偶联催化剂的存在下在区1B中反应，并且形成烃产物、HX、以及焦炭，焦炭沉积在催化剂之 上和/或之中。HX、C(^、空气或它们的成分、蒸气、以及可能的其他气体然后进入区1A，并且 HX与其中所含的材料反应并且被它俘获。产品和残留的气体通过第一口4离开。反应器按 正向再次准备运行。通过正向和逆向之间循环，反应器可以连续地运行。 在另一个实施方案中，气态反应物流一直保持在相同的方向，并且反应区是稳定 的。然而，固体是连续再生的。由于耗尽了在区1A中所含的卤化物，固体从那个区以恒定 的速率排出，并且输送到区3A。相似地，完全再生的固体不断地从区3A排出并且输送回区 1A。在区1A与3A之间的固体输送通本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于将烃原料转化成一种或多种产物的反应器，它包括：该反应器中有限定多个区的一个或多个空心的容器，其中，第一区含有能够释放卤化氢的材料和偶联催化剂；第二区与该第一区相连，而第三区与该第二区相连并且含有碳－碳偶联催化剂以及一种能够俘获卤化氢的材料。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-5-24 60/931,891一种用于将烃原料转化成一种或多种产物的反应器，它包括该反应器中有限定多个区的一个或多个空心的容器，其中，第一区含有能够释放卤化氢的材料和偶联催化剂；第二区与该第一区相连，而第三区与该第二区相连并且含有碳-碳偶联催化剂以及一种能够俘获卤化氢的材料。2. 如权利要求1所述的反应器，其中，该反应器包括一个单一的容器，并且第一区位于 该容器的第一端，第二区位于该容器的中间，而第三区位于该容器的第二端，其中，气体可 以从第一区流到第二区再从第二区流到第三区。3. 如权利要求l所述的反应器，其中，第一区位于第一容器中，第二区位于第二容器 中，而第三区位于第三容器中，其中，气体可以从第一区流到第二区，再从第二区流到第三 区。4. 如权利要求1所述的反应器，其中，能够释放卤化氢的材料位于第一区的第一亚区 中；第一区中的碳-碳偶联催化剂位于第一区的第二亚区中；第三区中的偶联催化剂位于 第三区的第一亚区中；而能够释放卤化氢的材料位于第三区的第二亚区中。5. 如权利要求1所述的反应器，其中，该能够释放卤化氢的材料包括部分卤化的烯烃类。6. 如权利要求5所述的反应器，其中，这些部分卤化的烯烃每个分子具有10-100个碳 原子。7. 如权利要求5所述的反应器，其中，这些部分卤化的烯烃每个分子具有15-80个碳原子。8. 如权利要求5所述的反应器，其中，这些部分卤化的烯烃每个分子具有20-50个碳原子。9. 如权利要求5所述的反应器，其中，这些部分卤化的烯烃包括部分卤化的l-十二烯、 1， 12-十二碳二烯、和/或1- 二十烷。10. 如权利要求5所述的反应器，其中，所述能够后释放卤化氢的材料包括部分卤化的 有机聚合物类。11. 如权利要求10所述的反应器，其中，这些有机聚合物选自部分卤化的聚乙炔、经部 分脱氢的和部分卤化的聚乙烯、经部分脱氢的和部分卤化的聚丙烯、以及它们的混合物。12. 如权利要求IO所述的反应器，其中，所述部分卤化的有机聚合物包括部分卤化的聚丁二烯。13. 如权利要求1所述的反应器，其中，该能够俘获卤化氢的材料包括每个分子具有 10-100个碳原子的烯烃类。14. 如权利要求13所述的反应器，其中，这些烯烃每个分子具有15-80个碳原子。15. 如权利要求13所述的反应器，其中，这些烯烃每个分子具有20-50个碳原子。16. 如权利要求1所述的反应器，其中，该能够俘获卤化氢的材料包括不饱和有机聚合 物类。17. 如权利要求16所述的反应器，其中，这些不饱和有机聚合物选自聚乙炔、经部分脱 氢的聚乙烯、经部分脱氢的聚丙烯、以及它们的混合物。18. 如权利要求16所述的反应器，其中，所述不饱和有机聚合物包括聚丁二烯。19. 如权利要求1所述的反应器，其中，该第二区含有卤化和/或卤氧化催化剂。20. 如权利要求1所述的反应器，其中，该卤化和/或卤氧化催化剂包括氧化铜。21. 如权利要求1所述的反应器，其中，该卤化和/或卤氧化催化剂包括卤化铜。22. 如权利要求1所述的反应器，其中，该卤化铜包括溴化铜或氯化铜。23. 如权利要求1所述的反应器，其中，该偶联催化剂包括微孔材料。24. 如权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔J韦斯，
申请(专利权)人：GRT公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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