[发明专利]由链烷烃制备丙烯的方法

说明书

优先权陈述

本申请要求2011年4月20日提交的美国申请No.13/090,783的优先权。

发明领域

本发明总体上涉及由链烷烃制备轻质烯烃的方法，更特别地涉及由链烷烃(如丙烷)的催化脱氢而制备丙烯的方法。

发明背景

催化脱氢方法常用于通过由轻质烯烃相应的链烷烃转化而制备轻质烯烃。该技术的一个具体应用由丙烷的转化制备丙烯。丙烯为世界上最大量生产的石油化学商品之一且例如用于聚丙烯、丙烯腈、丙烯酸、丙烯醛、氧化丙烯、二醇、增塑剂、羰基合成醇、枯烯、异丙醇和丙酮的制备中。

丙烯生产的增长主要受聚丙烯的工业需求驱动。聚丙烯在这类日用品中用作包装材料和外出服。在不久的将来，聚丙烯的增长率预期为每年5％。为满足该增长的需求，丙烯厂商寻求优选以最少的附加设备和成本提高其丙烯产量的途径。

因此，理想的是提供增加由链烷烃生产丙烯的产量的方法。此外，理想的是提供以最少的附加设备和成本增加由链烷烃生产丙烯的产量的方法。此外，当连同附图和该发明背景一起考虑时，本发明的其它理想特性和特征由随后的发明详述和所附权利要求而变得清晰。

发明概述

本文提供由链烷烃制备丙烯的方法。根据示例性实施方案，由链烷烃制备丙烯的方法包括如下步骤：使来自链烷烃脱氢反应器的包含丙烯和丙烷的流出物与包含丙烷的废气流结合以形成结合流出物料流。将结合流出物料流分离成丙烯产物流和富丙烷再循环料流。将富丙烷再循环料流引入在脱氢条件下操作的链烷烃脱氢反应器中以将富丙烷再循环料流中的丙烷转化成丙烯。

根据另一示例性实施方案，提供由链烷烃制备丙烯的方法。该方法包括如下步骤：将正丁烷供入丁烷异构化方法中以形成异丁烷产物流和包含丙烷的废气流。将丙烷供入在脱氢条件下操作的链烷烃脱氢反应器中以产生包含丙烯和丙烷的流出物。将流出物与废气流结合以形成结合流出物料流。将结合流出物料流分离成丙烯产物流和富丙烷再循环料流。将富丙烷再循环料流引入链烷烃脱氢反应器中以将富丙烷再循环料流中的丙烷转化成丙烯。

附图简述

下文连同以下附图一起描述本发明的实施方案，其中相同的数表示相同的元件，且其中：

图1示意性地阐述根据示例性实施方案用于由链烷烃制备丙烯的设备；

图2示意性地阐述图1所述设备的链烷烃异构化段；和

图3示意性地阐述图1所述设备的链烷烃脱氢反应器和流出段。发明详述

如下详述在性质上仅为示例性的且不意欲限制本发明或本发明的应用和使用。此外，不意欲受前述发明背景或以下详述所示的任何理论束缚。

本文预期的各个实施方案涉及由链烷烃(如丙烷)制备丙烯的方法。将新鲜丙烷进料引入含有脱氢催化剂并在脱氢条件下操作的链烷烃脱氢反应器中以产生流出物。该流出物包含丙烯、未转化丙烷、氢气和各种其它烃如C₂-、C₄+，和一些二烯和炔烃。如本文所用，C_x意指具有“X”碳原子数的烃分子，C_x+意指具有“X”和/或比“X”更多的碳原子数的烃分子，C_x-意指具有“X”和/或少于“X”碳原子数的烃分子。含有至少一些丙烷的废气流与流出物结合以形成含有来自废气流的另外丙烷的结合流出物料流。优选废气流(如用于燃烧等的废料或尾气流)由用于生产例如有价值产物流的装置中的其它方法形成。

在示例性实施方案中，废气流由链烷烃异构化方法(如将正丁烷转化成异丁烷的丁烷异构化方法)产生。丁烷异构化方法包括将正丁烷进料转化成富异丁烷料流的异构化反应器，将富异丁烷料流借助蒸馏塔等分离成异丁烷产物流和废气流。废气流含有丙烷、氢气、一些正丁烷和/或异丁烷，和其它各种轻质烃如C₂-、C₅+等。

将来自链烷烃脱氢反应器的流出物在与废气流结合以前压缩至预定的高压，所述废气流优选在类似或大于经压缩的流出物的压力下。废气流和流出物结合形成结合流出物料流，随后将其冷却并分离以形成丙烯产物流和富丙烷再循环料流。然后将富丙烷再循环料流与另外的新鲜丙烷进料一起引入链烷烃脱氢反应器中。由于富丙烷再循环料流含有来自链烷烃异构化方法的另外丙烷，因此与常规方法相比，更多的丙烷在链烷烃脱氢反应器中可得以转化成丙烯，由此提高产生的丙烯产物的量。此外，需要最少的附加设备和/或成本将链烷烃异构化方法与链烷烃脱氢方法的流出段流体偶连。