[发明专利]制备烃类的方法和设备

说明书

本发明涉及生产烃类的方法，其中在被设计为实施甲烷的氧化偶联法的反应单元中由富含甲烷的进料流和富含氧的进料流产生包含烃类的产物流，在至少一个分离单元中采用至少一种富含甲烷的流的液体低温处理该产物流或至少一种由其形成的流。根据本发明，在至少一个分离单元(10)中，由产物流(c)中包含的甲烷和由至少一种富含甲烷的液体流(e、v)中包含的甲烷形成循环流，将循环流作为所述富含甲烷的进料流(a)进料至所述反应单元(1)，且所述富含甲烷的液体流(e、v)被提供为新鲜进料。

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分和相应的设备通过将甲烷的氧化偶联制备烃类的方法。

背景技术

目前，通过甲烷的氧化偶联(OCM)从甲烷制备较高级烃类的方法目前正进行着快速的发展。在甲烷的氧化偶联中，将富含甲烷的流和富含氧的流进料到富含氧的流的氧气与富含甲烷的流的部分甲烷反应生成较高级烃类(特别是典型的目标产物乙烯)同时形成水和副产物的反应器中。

由于产率尚低，从反应器排出的产品流包含相当大比例(大于60％)的未反应甲烷和相对较小比例(低于10％)的具有两个以上碳原子的烃类。相应的产物流通常还含有10至20％的其它组分，如氮气、氩气、氢气、一氧化碳和/或二氧化碳。然而，本发明也适合用于具有较高级成分的具有两个以上碳原子的烃类的产物流。

因此，原则上，与来自其它制备烃类的方法的产物流一样，也需要使相应的产物流中包含的组分至少部分地彼此分离。这可以经过合适的处理后，例如在水和/或二氧化碳分离之后和在压缩之后，使相应产物流经过不同配置的分离顺序来进行。

对于来自蒸汽裂化过程的产物流的分离顺序描述在例如乌尔曼工业化学百科全书(Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry)，在线版本，2007年4月15日，DOI10.1002/14356007.a10_045.pub2中的文章“Ethylene”中。其中使用的一些分离步骤也可用于甲烷的氧化偶联的分离顺序，这里的重点是大量甲烷的分离和在尽可能少的损失下的目标产物的回收。

所谓的脱甲烷塔，通常包括一个蒸馏塔，可用于分离甲烷。可以在蒸馏塔的塔顶将富含甲烷的液体流注入回流。在这种分离顺序中，也可以使用所谓的C2吸收塔形式的吸收塔，其也由富含甲烷的液体流作为回流进行操作。吸收塔和蒸馏塔的基本差异如下所述。

用于甲烷的氧化偶联的分离产物流的方法，可以任选地省略使用蒸馏塔，即此类方法也可以仅采用吸收塔，然而，如上所述也需要作为回流的富含甲烷的液体流。在其它地方，例如在热交换器中，也可以将这种类型的流用作明显低于-100℃的液体制冷剂。

因此，在所提到的分离顺序中，将来自相应方法的产物流或至少一种由产物流形成的流进行低温处理(在热交换器中冷却，任选在蒸馏塔中分离和/或在吸收塔中吸收)，其中使用至少一种富含甲烷的液体流。

在蒸汽裂化过程的产物流的分离顺序中，由产物流中的甲烷形成至少一种富含甲烷的液体流。然而，在甲烷的氧化偶联方法中不是这样，如上所述，特别是当仅通过吸收塔将相对少量的具有两个以上碳原子的烃类从产物流中洗出时。换句话说，虽然需要富含甲烷的液体流，但是在优选使用的分离顺序中不能对该富含甲烷的液体流进行回收。

在甲烷的氧化偶联方法中，从产物流中分离的甲烷有利地返回到所使用的反应器中，从而实现甲烷的循环，甲烷的去除仅仅是由于反应器中的转化和分离过程中可能的损失。

去除的甲烷由新鲜进料(所谓的补偿进料)进行补偿。例如，为此目的，根据WO2014/011646 A1，将含有甲烷的进料气体进料到合适反应器的入口侧。然而，在此需要相当的纯化效果以防止将干扰性杂质引入反应器。

鉴于上述，因此，本发明的目的是改进甲烷的氧化偶联的方法。

发明内容