[发明专利]一种制备乙烯以及含乙烯的混合物的方法

说明书

本发明涉及一种制备乙烯以及乙烯和氯乙烯混合物的方法，特别涉及一种通过乙烷和氯气反应制备乙烯以及乙烯和氯乙烯混合物的新方法。

乙烯是一种有价值的和广泛使用的产品，仅在美国，为了制备各种级别的聚乙烯，每年要消耗超过一百亿磅的乙烯。乙烯的另一个主要用途是作为制备氯乙烯的起始原料，而氯乙烯随后经聚合可得到聚氯乙烯(PVC)。

由于乙烯的年消耗量十分巨大，因此人们对经济的和改进的制备乙烯的方法非常感兴趣。目前，乙烯典型地是通过乙烷以及诸如石脑油，丁烷和丙烷等裂解原料在高温下的脱氢来制备。此类高温方法需要消耗大量的能量，费用高昂。

为了找到一种通过与氯气或含氯化合物的反应，而使乙烷或其它低级烯烃脱氢的有前途的方法，人们已经作过大量的探索，但到目前为止，就我们所知，还没有任何一种此类探索得到了一种有商业前途的方法。

Baehr等人的美国专利2,259,195披露了一种方法，该方法采用氯使含3至8个碳原子的烷烃和烯烃脱氢。在该方法中，氯气与碳氢化合物在300至800℃的温度下气相反应。尽管Baehr等人在其专利方法中宣称其方法能用于含3至8个碳原子的碳氢化合物，但其所有的实施例中都是针对4碳碳氢化合物，仅有一个实施例使用了异戊烷。另外，尽管Baehr等人在其专利中的第二页，第1栏，1至33行中提到可对所述的碳氢化合物和氯气中之一或是两者都进行预热，但是他们并没有提及当采用乙烷为原料时，如何进行处理以得到乙烯和氯乙烯的高选择性。本文中，我们采用Baehr等人的专利中的实施例1作为比较例A。比较例A表明，当Baehr等人的专利中的实施例1的方法用于乙烷时，几乎使体系马上结焦并发生堵塞。

Gorin等人的美国专利2,488,083披露了一种使甲烷气和天然气转化成液体碳氢化合物的方法，该方法是使气态甲烷和天然气形成烷基卤化物中间体，随后进行脱卤化氢缩合反应而得到液态烃化合物。该专利中还列出了将卤化氢从其他气态物质中分离出来的方法。

Dirstine等人的美国专利2,628,259披露了一种将乙烷氯化得到亚乙烯基氯化物(1，1-二氯乙烯)和氯乙烯的方法。该方法是在稀释气的存在下氯与乙烷的摩尔比在1.9至3.0的范围内，在450℃至600℃的温度下进行的。Dirstine等人不仅没有提及或是希望预热反应物气体，他们所关心的反而是，由于反应所释放出的热量大大高于所需要的热量，因此采用稀释气进行冷却的控制反应混合物的温度，避免产生不良影响(第4栏第61-72行)。

Conrad等人的美国专利2,838,579披露了一种将乙烷氯化制备氯代乙烷产物如乙基氯化物、1，1-二氯乙烷或1，2--二氯乙烷，或者是所需的高级氯代乙烷的方法。该反应是在一种由无机的、碳涂敷的颗粒组成的流化床催化剂的存在下，在300至600℃的温度范围内，高压下进行的。

Mullineaux等人的美国专利2,890,253披露了一种方法，该方法采用碘和游离氧使饱和烃，包括乙烷，脱氢得到不饱和烃。但Millineaux等人没有提及预热原料气体，并且在表述磺与乙烷的反应的实施例(实施例VI，第10栏)中，参加反应的乙烷的量仅为40％。

Taylor的美国专利3,166,601披露了一种使乙烷氯化制备不饱和的氯化产物的方法。该方法是加入过量的氯(氯与乙烷的摩尔比保持在1至4)，在一种惰性稀释气的存在下，在600-900℃的温度进行反应。

Carroll等人的美国专利3,173,962披露了一种将含2至6个碳原子的烷烃转化成烯烃和氯化烷烃的氧氯化方法，该方法包括使烷烃、氯化氢和氧气或含氧气体的混合物，在300至650℃的温度下通过一催化剂。

Bajars等人的美国专利3,207,811披露了一种含4至6个碳原子的脂族烃的催化脱氢方法，该方法包括在催化剂存在下将脂族烃与氧气以及氯气源加热到450-1000℃。

Riegel的美国专利3,557,229披露了一种将乙烷氧氯化制备氯乙烯以及氯乙烷，二氯乙烷，乙烯和其他化合物的催化方法。该方法是在均相催化剂熔化物存在下，使乙烷，氢氯酸以及一氧源发生反应。

Beard的美国专利3,558,735披露了一种制备乙烯的催化氧化脱氢方法，在该方法中，在氯化铜和卤化稀土流化催化剂的存在下，在350℃至约650℃的温度下，使乙烷与氯化氢和氧反应。