[发明专利]制造丁二烯的低排放氧化脱氢工艺

说明书

本国际专利申请案基于共同待决(co-pending)的美国临时专利申请案第61/617,506号(代理人案号TPC-10-25)，该专利申请案于2012年3月29日提出申请且标题相同，特此主张其优先权且其内容以全文引用的方式并入本文中。

本国际专利申请案也基于共同待决的美国临时专利申请案第61/617,535号(代理人案号TPC-11-8)，该专利申请案于2012年3月29日提出申请且标题为「IMPROVED CONTROLLABILITY OXIDATIVE DEHYDROGENATION PROCESS FOR PRODUCING BUTADIENE(制造丁二烯之具改进控制性的氧化脱氢工艺)」，特此主张其优先权且其内容以全文引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明关于以丁烯的氧化脱氢制造丁二烯。丁二烯增量的产物流借由阶段化间接热交换而对反应区域提供热。由丁二烯增量的产物流所分离的有机化合物的热氧化也对反应区域提供热。

背景技术

已知的由烃类制造丁二烯的氧化脱氢工艺为使用天然器点火的加热器已汽化并过热反应进料流，而因此产生了远超出现今气候可容忍范围的排放，尤其是CO2排放。具体而言，先前的工艺通常使用天然气来汽化丁烯并将烃(较佳为丁烯)、氧与蒸汽的混合物加热至超过260℃(500°F)的温度，更常见地超过约315℃(600°F)，且较佳超过约345℃(650°F)，或于某些情形中，甚至超过371℃(700°F)。于一典型工艺中，反应混合物包含丁烯；氧，含量为对每莫耳富含丁烯的烃系进料中的丁烯约0.4莫耳至约0.8莫耳、更常见地略超过0.5莫耳达至约0.65莫耳的氧；以及过热蒸汽，含量为约12:1至约16:1。反应后，冷却反应产物混合物并借由油吸收(oil absorption)及随后的分馏分离出丁二烯。通常，该等工艺产生粗丁二烯，纯度介于约50至约70％之间，更常见地介于约55至约65％之间，粗丁二烯于工厂中向前传送，以使用现有的技术进行进一步处理。

下文讨论相关参考文献。

Lewis；HYDROCARBON CONVERSION PROCESS USING NOVEL METALLO MANGANESE OXIDES(使用新颖金属锰氧化物的烃转化工艺)；美国专利5,772,898号；1998年6月30日；其关于一种烃转化工艺，包含将一烃进料与一催化剂接触，该催化剂包含一具有三维架状结构的结晶金属锰氧化物组合物、一晶体内孔体系、及一在无水的基础上由下式表示的经验化学组合物：

AyMn8-xMxO16

其中A为一选自碱金属、碱土金属及铵离子的模板剂，「y」为A的莫耳数且在由约0.5至约2.0所组成的群内变化，M为一选自由铬、锆、锡、铂、铑、铌、钽、钒、锑、钌、镓及锗所组成之群的金属，「x」为M的莫耳数且在约0.01至约4.0之间变化，且其特征在于锰具有+3、或+4的化合价，M具有+3、+4或+5的化合价，且该组合物具有锰钡矿(hollandite)结构。

Sasaki等人；IRON-ANTIMONY-CONTAINING METAL OXIDE CATALYST COMPOSITION AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME(含铁锑金属氧化物催化剂组合物及其制造工艺)；美国专利5,139,988号；1992年8月18日；其关于一种包含结晶锑酸铁(crystalline iron antimonate)及至少一选自由钒、钼、及钨组成之群的元素作为基本组份的组合物；可于有机化合物之氧化反应中用作催化剂。同时也揭示一种制造该组合物的工艺。

Dejaifve等人；CATALYST FOR DEHYDROGENATING ORGANIC COMPOUNDS,A PROCESS FOR ITS PREPARATION AND ITS USE(用于有机化合物脱氢的催化剂、其制备工艺及其用途)；美国专利4,975,407号；1990年12月4日；关于一种衍生自铁氧化物提供剂(iron oxides providing agents)及氧化钾提供剂的催化剂，其特征在于莫耳比介于1.5至60之间以及铁酸钾(potassium ferrite)K2Fe12O19相存在负载于八面体Fe3O4基质中，于K2Fe12O19的六方晶结构与Fe3O4尖晶石(spinel)结构的(111)平面之间显示结晶外延(crystalline epitaxy)。