[发明专利]用于使烃脱氢的方法

说明书

根据本文所描述的一个或多个实施例，用于使烃脱氢的方法能够包括将包含一种或多种烷烃或烷基芳族化合物的烃进料传递到流化床反应器中，在所述流化床反应器中使所述烃进料与脱氢催化剂接触以产生脱氢产物和氢，和在所述流化床反应器中使所述氢与富氧的氧载体材料接触以燃烧所述氢并且形成氧减少的氧载体材料。在额外的实施例中，能够利用具有脱氢催化剂和携氧功能性的双重用途材料。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年8月31日提交的标题为“《用于使烃脱氢的方法(METHODS FORDEHYDROGENATING HYDROCARBONS)》”的美国申请第62/725，497号和2019年3月5日提交的标题为“《用于使烃脱氢的方法(METHODS FOR DEHYDROGENATING HYDROCARBONS)》”的美国申请第62/814,045号的优先权，其全部公开内容在此以引用方式并入。

技术领域

本文所描述的实施例通常涉及化学加工，并且更具体地涉及用于催化脱氢的过程和系统。

背景技术

轻质烯烃可用作产生许多类型的物品和材料的基础材料。举例来说，乙烯可用于制造聚乙烯、氯化乙烯或环氧乙烷。这类产物可用于产物包装、建筑、纺织品等。因此，工业上需要轻质烯烃，如乙烯、丙烯和丁烯。

发明内容

持续需要适合于从烃进料流产生轻质烯烃的过程和设备。用于产生轻质烯烃的一种方法可为通过脱氢反应。用于产生轻质烯烃的催化脱氢过程的一个实例可包括利用催化剂(如但不限于包括镓、铂或铬的催化剂)使包含一种或多种烷烃(如乙烷、丙烷、正丁烷和/或异丁烷)或烷基芳族化合物(如乙苯)的进料流反应。这类反应方案在化学式1中示出：

可通过减少或去除氢来促进脱氢反应，这将反应平衡推向产物。也就是说，在化学式1中，氢的去除将平衡推向右侧，从而可允许反应达到增加的转化水平或在更高的反应器压力下操作。

所公开的用于产生轻质烯烃的过程可并入脱氢和氢燃烧。由于氢的去除，相对于常规过程，所公开的过程可在较高的压力和较低的温度下操作，但仍达到可比较的转化水平。结果，所公开的并入氢燃烧的过程可允许相对较小的过程单元，并且因此减少资本成本。已经发现在脱氢反应中并入氧载体材料可减少所需的输入热量和/或可减少随后的未反应的烷烃、烷基芳族化合物和氢的分离成本。如本文所述，有时与脱氢催化剂混合并且通过所述过程再循环的氧载体材料的并入可促进氢的燃烧以形成水。

另一方面，用于产生轻质烯烃的常规过程可需要高反应温度。举例来说，一些常规过程可需要高于850℃的反应器温度。高温可导致常规过程昂贵。举例来说，由于这些常规过程需要较高的温度，因此在这类过程中利用的反应器可不具有并入反应器内部或其它设计特征的能力。可替代地，这类过程可需要反应器内部和其它过程单元由特种材料制造，这增加资本成本。

预期在一些实施例中，在所公开的过程中向右推动平衡可同时减少下游分离成本。举例来说，在下游过程中，产物流可需要液化。由此，产物流中氢的减少可减少需要液化的气体体积或由于较低的氢含量而改变用于液化烃的所需温度。因此，完全或部分去除产物流中中的氢可减少下游液化过程的能量需求。另外，完全或部分去除产物流中中的氢可随后通过消除对可用于从产物流(在液化之前或之后)中分离出氢的其它过程单元的需要而减少其它下游分离成本。