[发明专利]非芳族烃的转化

说明书

提供了系统和方法，其用于转化烷烃，同时产生令人期望的芳烃的改进的收率和/或对形成期望的芳烃例如对二甲苯(p‑二甲苯)的改进的选择性。在该芳烃形成方法过程中所产生的芳烃可以烷基化来形成二甲苯，具有改进的收率和/或改进的选择性。

相关申请的交叉引用

本发明要求2015年9月25日提交的美国专利申请序列No.62/232609；2015年10月29日提交的美国专利申请序列No.62/247795；2015年11月19日提交的欧洲专利申请No.15195311.4；和2015年12月03日提交的15197700.6的优先权和权益，其全部通过引用以其全文并入。下面的相关案也通过引用以其全文并入：美国专利申请序列No.62/234262；欧洲专利申请No.15195314.8；美国专利申请序列No.62/234240；欧洲专利申请No.15197698.2；美国专利申请序列No.62/248374；欧洲专利申请No.15197702.2；美国专利申请序列No.62/253268；美国专利申请序列No.62/298655；欧洲专利申请No.16167672.1；美国专利申请序列No.62/326918；欧洲专利申请No.16175163.1；美国专利申请序列No.62/299730；欧洲专利申请No.16167395.9；美国专利申请序列No.62/313288；欧洲专利申请No.16173587.3；美国专利申请序列No.62/313306和欧洲专利申请No.16173980.0。

发明领域

提供了将非芳族烃转化成芳烃的系统和方法。

发明背景

脂肪族化合物转化成芳烃是化学品制造的一个正在进行的研究领域。某些芳烃化合物例如对二甲苯具有相对高的商业价值。如果向芳烃的转化可以以合理的成本进行，则这样的方法会是有益的，其可以允许由主要具有燃料价值的供料流(例如天然气或者燃料气)形成芳烃。归因于烷烃化合物在用于直接转化成芳烃的方法中相对低的活性，在将烷烃转化成芳烃的方法中另外的改进是令人期望的。

美国专利No.5043502描述了一种脱氢芳构化C₂-C₅脂肪族烃来形成芳烃的方法。对二甲苯是由该脱氢芳构化反应和由随后的该脱氢芳构化反应所产生的甲苯的甲基化二者来产生的。苯也是由脱氢芳构化产生的，并且描述为在随后的甲基化过程中甲基化成甲苯。

其他常规方法可以利用含有甲烷的供料。虽然甲烷是丰富的，但是它相对的惰性已经限制了它在这些转化方法中的效用。例如，氧化偶联方法通常包括高度放热的甲烷燃烧反应，经常需要昂贵的氧气生成设备，并且产生大量的低价值碳氧化物。非氧化性甲烷芳构化是平衡受限的，并且大于几个百分比的甲烷转化率需要≥约800℃的温度。

为了消除这些问题，已经提出了催化方法来将甲烷和一种或多种共反应物一起转化成更高级的烃例如芳烃。例如，美国专利No.5936135公开了甲烷在300℃-600℃的温度与(i)C_2-10烯烃和/或(ii)C_2-10链烷烃在双功能五硅环沸石催化剂(具有强脱氢和酸活性位点)存在下反应来产生芳烃。所述供料中烯烃和/或更高级链烷烃与甲烷和/或乙烷优选的摩尔比是大约0.2-大约2.0。

其他方法利用了有机含氧化合物作为共反应物，来用于非氧化性甲烷转化来产生高级烃，包括芳烃。例如，美国专利No.7022888公开了非氧化性转化甲烷，同时转化通式：C_nH_2n+1OC_mH_2m+1所示的有机含氧化合物的方法，其中C、H和O分别是碳、氢和氧；n是值为1-4的整数；和m是值为0-4的整数。然而，因为这些共反应物本身是有价值的商品，因此感兴趣的是开发供选择的路线来将甲烷和/或其他低分子量烃转化成芳烃，特别是经由这样的路线，其允许并入更多的供料烃到该芳烃产物中。令人期望的是这样的转化反应在供料中甲烷与其他烃的宽的摩尔比范围内运行。