生产芳族烃和乙烯的方法技术

本发明专利技术提供生产芳族烃和乙烯的方法，包括：a.使含有乙烷、丙烷和丁烷中的至少一种的进料与芳族烃转化催化剂在烷烃转芳族烃区内接触，以获得至少氢和芳族烃反应产物，包括至少苯；b.在含氧化合物转烯烃区转化含氧化合物原料以得到烯烃，包括至少乙烯；其中至少部分含氧化合物原料通过将步骤a)中得到的至少部分氢和含有一氧化碳和/或二氧化碳的进料提供到含氧化合物合成区并合成含氧化合物而获得。本发明专利技术的另一方面提供用于芳族烃和乙烯的整合系统以及由将低级烷烃转化为苯的方法获得的氢在生产含氧化合物转烯烃的方法的含氧化合物进料中的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于以及用于生产乙烯和苯的整合系统。
技术介绍
近年来，人们越来越多的关注全球天然气资源的开发和利用。相对于油的天然气的缺点是难以将大量天然气从源头运输到市场。有效地输送天然气的方式之一是液化天然气并运输液化天然气(LNG)。另一种方法是使用天然气合成油工艺(GtL)把天然气中的甲烷转换为液体烃。GtL产品通常是液体，并且可以以类似传统油和油产品的方式输送。除了甲烷，天然气通常含有其他烃类，如乙烷，丙烷和丁烷。这种天然气被称为湿气体。乙烷可以热裂解为乙烯，乙烯是用于生产例如聚乙烯，苯乙烯，环氧乙烷或单乙基-二醇的基本化学品。丙烷和丁烷可以被添加到LPG池中。 如果天然气是从相对小的储层，特别是那些位于偏远独立的地方，也称为搁浅的(stranded)天然气抽出，储层不能达到足够的生产水平以维持GtL或LNG工厂。此外,共同生产出的乙烷也不足以维持乙烷到乙烯的工艺以及随后的乙烯转化工艺。已提出含氧化合物(oxygenate)制烯烃(OTO)工艺与乙烧蒸汽裂化器相结合。在这样的结合中，甲烧在OTO工艺中转化成乙烯和丙烯,而乙烧裂解而产生额外的乙烯。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)曾建议把UOP的甲醇制烯烃(MTO)工艺与石脑油或乙烷进料的蒸汽裂化器相结合。其提及通过组合这两个工艺能够生产足够的乙烯，并且共同生产出有价值的丙烯。C. Eng等提到的缺点是甲醇价格的波动，而甲醇是MTO反应的主要进料。甲醇可以产自氢和一氧化碳或二氧化碳。通常情况下，甲醇产自氢、一氧化碳和二氧化碳的混合物。在WO 2009/039948A2中，建议使用组合的蒸汽裂解和MTP工艺以制备乙烯和丙烯。根据WO 2009/039948A2，在该工艺中，通过结合这两个过程的后端(back-end)获得了特别的优点。甲醇原料产自甲烷，这需要足够供应量的甲烷。为了合成甲醇，应提供摩尔比至少为2的氢，一氧化碳和二氧化碳，该比值的计算方法是摩尔比=(#摩尔H2-#摩尔CO2) / (#摩尔CO+摩尔CO2)。甲醇合成的进料通常是合成气。然而，这样的合成气当然需要含有摩尔比至少为2的氢、一氧化碳和二氧化碳。但是，大多数放热的合成气工艺产生的合成气是贫氢的。例如将贫氢合成气输送到水煤气变换反应器中，以使合成气中部分一氧化碳与水转化为氢和二氧化碳，这是不足够的。根据本文上述的摩尔比的定义可以看出，这样的转化不影响得到的摩尔比。在US20050038304中，公开了用于由0T0系统和蒸汽裂解系统生产乙烯和丙烯的整合系统。根据US20050038304，在此工艺中，通过结合这两个过程的后端获得了特别的优点。用于0T0工艺的甲醇原料产自合成气。然而，根据US20050038304，由于合成气生产过程中的吸热性质，从合成气生产甲醇具有高能耗的要求，这样的吸热合成气生产过程通常是蒸汽甲烷的重整。乙烷到乙烯的转化是高度吸热的并需要大量的能量输入。此外，在将乙烷进料到乙烷蒸汽裂化器之前，必须先从丙烷和丁烷中分离出乙烷。因此乙烷转化为乙烯的设备支出(capex)和管理支出(opex)甚至进一步增加,然而由于经济规模和大小限制，LPG的供应量有限，因此得到的LPG的经济价值有限。本领域中需要用于将Cl转化为C4烷烃(也称为链烷烃)再到有价值产品的改进的方法。专利技术概沭 现已发现，通过将C2至C4烷烃芳构化为芳族烃和将C I转化为甲醇，从Cl至C4烷烃生产芳族烃和乙烯是可能的，所述甲醇被用作含氧化合物制烯烃(OTO)工艺的甲醇原料。在该工艺中，芳构化工艺中得到的氢用于产生至少部分OTO工艺的甲醇进料。因此，本专利技术提供了用于，其包括a.在烷烃-到-芳族烃区内将包含乙烷、丙烷和丁烷中的至少一种的低级烷烃进料与芳族烃转化催化剂接触，以获得至少氢和包括至少苯的芳族反应产物；b.在含氧化合物-到-烯烃区内转化含氧化合物原料，以获得包括至少乙烯的烯烃；其中至少部分含氧化合物原料是通过以下方式获得的提供至少部分步骤a)中得到的氢和含有一氧化碳和/或二氧化碳的进料到含氧化合物合成区和合成含氧化合物。根据本专利技术的方法，在烷烃到芳族烃的工艺中(进一步也称为ATA工艺)，把乙烷和较低价值的LPG转化成有价值的芳族烃,如苯。已预计到苯的突出的全球短缺,所述苯是制造关键石化产品如苯乙烯，酚，尼龙和聚氨酯等所需的原料。目前，苯和其它芳族烃是通过从非芳族烃使用溶剂萃取工艺或萃取蒸馏工艺分离原料馏分而获得的，该馏分富含芳族化合物，如通过催化重整工艺产生的重整产物和通过石脑油裂解过程产生的裂解汽油。而且，根据本专利技术的方法，使用含氧化合物转烯烃的工艺(进一步，也称为OTO工艺)，将甲烷转化成有价值的乙烯。随后乙烯也可以用于产生进一步的有价值的化学产品。此外，根据本专利技术的方法，提供了 ATA工艺和OTO工艺之间的协同作用，通过使用在ATA工艺中将包括乙烷、丙烷和丁烷中的至少一种的低级烷烃转化成芳族烃获得的氢，以生产至少部分OTO工艺的含氧化合物原料。从ATA工艺中得到的氢也进一步称为氢ex.ATA。其结果是更少的氢需要通过其它方式供应，如像甲烷蒸汽重整(SMR)的吸热合成气生产工艺。因此，由于至少部分生产含氧化合物需要的氢是作为联产物(co-product)获得的，减少了生产含氧化合物所需的二氧化碳。根据本专利技术的方法涉及生产芳族烃和乙烯。在一个优选的实施方式中，该方法涉及生产乙苯。在进一步优选的实施方式中，该方法涉及生产苯乙烯单体。附图简述图I给出了根据本专利技术的用于生产烯烃的整合系统的实施方式的示意图。专利技术详述根据本专利技术的方法的步骤(a)中，提供了包括乙烷、丙烷和丁烷中的至少一种的低级烷烃进料。此进料进一步也称为低级烷烃进料。在ATA工艺中，低级烷烃进料被提供至ATA区并在芳族烃转化条件下与芳族烃转化催化剂接触。在ATA区中，低级烷烃进料中的至少部分乙烷、丙烷和/或丁烷，和任选的戊烷和/或己烷(如果存在)被转化为芳族烃产物。在与催化剂接触时，乙烷，丙烷和/或丁烷可被转化成多个芳族转化产物。所获得的一种芳族转化产物是苯，但是也可以获得其它芳族转化产物如甲苯和二甲苯，包括间二甲苯，对二甲苯和邻二甲苯。ATA工艺获得的额外的产物是氢。理论上并根据确切的反应物和反应，形成每摩尔苯可产生2至6摩尔氢(H2)。ATA工艺可能产生其它烃类副产物例如甲烷。正如前面提到的，其它芳族转化产物，特别是甲苯和二甲苯也可以在ATA区中通过ATA工艺产生。优选地，至少部分产生的甲苯和二甲苯转化成苯。优选地，在氢的存在下，甲苯和二甲苯通过加氢脱烷基化工艺转化成苯以获得进一步的苯和甲烷。在步骤(b)的过程中，把含氧化合物进料提供到含氧化合物-到-烯烃区并转化，以获得至少包括乙烯的烯烃。优选地，OTO过程产生了除了乙烯以外，还有丙烯。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档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·A·肖特，H·亨利，A·玛加维卡，J·范维斯特瑞南，
申请(专利权)人：国际壳牌研究有限公司，
类型：
国别省市：