专利名称：区段反应器的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及区段反应器，更具体地涉及用于将烷烃转化成醇、醚、烯烃和其它烃的方法中的区段反应器。
背景技术：
美国专利No.6462243公开了使用溴将烷烃转化成其相应的醇和醚的方法。该专利包括本发明的四个实施方案，在其中公开了包括溴与烷烃在其中反应形成烷基溴和溴化氢的反应器，和在该反应器内形成的烷基溴与金属氧化物在其中反应形成相应醇或醚的转化器，以及许多其它单独组件。
发明内容
本发明包括区段反应器，其中在单一的容器中进行在共同待审的专利申请中公开的数个反应。按照这一方式，将烷烃转化成其相应的醇、醚、烯烃和其它烃的总体复杂程度明显下降。另外，可利用在容器内的特定区段中发生的反应生成的热量促进在其它区段内发生的反应。
公开了本发明的各种实施方案。根据第一实施方案，区段反应器包括逆流系统，其中气体沿第一方向流动和金属化合物沿相对方向流动。本发明的第二实施方案包括顺流布局，其中气体和金属化合物沿相同方向行进。本发明的第一和第二实施方案是连续系统，这与本发明第三实施方案相对(其为连续操作的固定床系统)。根据第三实施方案，金属化合物保持固定在容器内，同时气体首先沿一个方向和随后沿相对方向引导通过容器。
在下述详细说明中，结合甲烷转化成甲醇描述了本发明。但本领域的技术人员应当理解，本发明同样可用于乙烷和更高级烷烃转化成它们的相应的醇、醚、烯烃和其它烃。
以下详细说明还结合特定卤化物即溴的应用描述了本发明。但本领域的技术人员应当理解，本发明同样可用于使用其它卤化物，其中尤其包括氯和碘，将烷烃转化成它们的相应的醇、醚和其它烃。
结合附图，参考下述详细说明，可更全面理解本发明，其中图1是包括本发明第一实施方案的逆流区段反应器的示意图；图1A是图1的逆流区段反应器的变体的示意图；图2是包括本发明第二实施方案的并流区段反应器的示意图；图2A是图2的并流区段反应器的变体的示意图；图3是包括本发明第三实施方案的固定床区段反应器的示意图；图3A是图3的固定床区段反应器的变体的示意图；图14是包括本发明第四实施方案的区段反应器的示意图；图4A是用于实施图3所示本发明实施方案的装置的剖视图；图4B是图4A的装置的早期操作阶段的描述；图4C是图4A的装置的后期操作阶段的描述；图4D是图4A的装置的更后期操作阶段的描述；图5是在烷烃的混合物转化成化学相关产品中使用图4A的装置的示意图；图6A是用于实施图3所示本发明实施方案的变体的装置的剖视示意图；图6B是使用图6A的装置的示意图；图7是用于实施图3所示本发明实施方案的变体的装置的示意图；
图8是沿图7的线8-8沿箭头方向的剖视图；图9是图7的装置的组件部分的示意图；图10是用于实施图3所示本发明实施方案的变体的装置的示意图；图11是用于实施本发明的第五实施方案的装置的示意图；图12A是在图11的装置的操作中第一步骤的描述；图12B是在图11的装置的操作中随后步骤的描述；图13A是在包括图11所示装置的变体的装置操作中第一步骤的示意图；图13B是在图13A的装置的操作中随后步骤的描述；图15A是在包括图11所示装置的变体的装置操作中第一步骤的示意图；和图15B是在图15A的装置的操作中随后步骤的描述。
具体实施例方式
本发明包括区段反应器，其中在单一容器内的独立区段内发生三个连续的化学反应。在区段1中，氧与金属溴化物反应，形成溴气和相应的金属氧化物。来自区段1的溴气流到区段2，在此发生第二个化学反应。在区段2中，在容器的中间点处引入甲烷气体。甲烷与来自区段1的溴反应，形成甲基溴和溴化氢。后一气体流入区段3，在此第三个化学反应引起甲基溴和溴化氢与金属氧化物反应，形成甲醇和金属溴化物。甲醇通过冷凝转化成液相并从反应器容器中以液体形式回收。过量的气体，主要是甲烷，与所回收的甲醇分离，并与新鲜的甲烷一起返回到区段反应器中。来自区段1的金属氧化物输送到区段3，在此它从区段3经区段2行进到区段1，从而完成循环。
在区段1内的反应吸热，因此提供供应热量的设备。区段2和区段3涉及放热反应，因此提供除去热量的设备。
区段的隔开不一定是明显的，这是因为在各区段之间不存在物理屏障。因此，可发生反应的某些重叠。但重要的元素是所有的氧在区段1内转化成金属氧化物，以便很少或者没有氧保留在区段2内与甲烷反应。在区段2中，可能形成除了甲基溴以外的其它溴化物，即更高级溴化物质，并在区段3中导致甲醇以外的其它物质，例如各种醚。在不同分离/纯化步骤中分离任何副产物与甲醇。在区段2中任何未反应的甲烷将流经区段3，并在区段2中循环。其它未反应的溴化物质返回到区段2中，以供或者反应或者通过满足化学平衡抑制进一步形成更高级的溴化物质。
区段反应器在基本大气压下和在最高达约750的温度下操作。与常规的甲醇方法相比的主要优势在于系统简单。区段反应器在单一容器内实现甲醇合成，而常规的方法要求多个容器，首先产生合成气，接着进行催化反应。此外，区段反应器在略高于大气压的压力下操作，而常规的方法要求最高200大气压的压力。
本领域技术人员会理解，本发明的区段反应器可利用乙烷和更高级烷烃产生相应的醇、醚、烯烃和其它烃。
与使用相同溴化学的多步方法相比，区段反应器还有优点。一个优点是一步替代数步。另外，溴气保持在一个容器内且不需要冷凝和再蒸发。
图1给出了使用本发明的区段反应器的逆流系统。在这一实施方案中，气体向上流过向下移动的固体床。氧在容器底部引入并与金属溴化物反应，形成溴气和相应的金属氧化物。这一步骤使得可再生在区段3中消耗的金属氧化物。来自区段1的溴行进到其中引入甲烷的区段2。甲烷与溴反应，形成甲基溴和溴化氢。后两种气体向上行进到区段3，在区段3中，在此新鲜的金属氧化物与这些气体反应，形成甲醇和金属溴化物。来自区段1的再生金属氧化物返回到区段3中，从而完成循环。
在区段1内的反应可能要求热量。如果这样的话，提供合适的供热装置。在区段2中，反应是放热的。来自反应器的区段2的热量可升高所形成的气体的温度。区段3涉及可能要求除去热量的反应，因此提供合适的除热装置。
图1的区段反应器包括一体化的容器。参考图1A，图1的区段反应器也可包括具有彼此通过合适的紧固件固定的多个组件的容器。这便于拆卸容器中的组件以供清洗和/或修理。
图2给出了使用区段反应器概念的并流系统。在这一系统中，气体和固体沿相同的方向一起行进。另外，固体悬浮在气流中，其方式使气体输送固体。这一实施方案结合反应步骤与固体的物理移动。化学反应步骤与针对图1所述的一样。
图2的区段反应器包括一体化的容器。参考图2A，图2的区段反应器也可包括具有彼此通过合适的紧固件固定的多个组件的容器。这便于拆卸容器中的组件以供清洗和/或修理。
图3给出了含本发明的第三实施方案的固定床系统。而图1和2描述了连续系统，图3描述了连续系统。在图3的系统中，金属溴化物/氧化物固体保持固定在容器内，同时气体流经该容器。通过逆转经该系统的气流，原位进行再生步骤。图3描述了所涉及的步骤和进行所述步骤的顺序。这一操作模式本身的区别在于避免图1和2的实施方案的固体移动。另外，通过仔细设定每一步骤的持续时间，可至少部分允许在区段2和3内生成的热量升高床的温度。从而，当逆转流向且区段3变为区段1时，可利用固体内储存的热量提供区段1中所需的反应热。按照这一方式，总体效果是热量从放热区段直接转移到其中在不通过中间步骤例如蒸汽生成的情况下需要热量的区段中。但由于在区段2和3中生成的热量可能大于区段1中可能需要的热量，因此，仍然可能需要从该系统中除去一些热量。
图3的区段反应器包括一体化的容器。参考图3A，图3的区段反应器也可包括具有彼此通过合适的紧固件固定的多个组件的容器。这便于拆卸容器中的组件以供清洗和/或修理。
参考图14，本发明的区段反应器也可包括单独的容器。利用单独的容器确定区段反应器便于使用泵来控制在每一单独的容器内发生反应时的压力。利用单独的容器还便于使用阀门防止从特定的容器中流出，直到完成其内的反应，之后促进操作产物转移到下一区段中。
通过常规的手段实现在此处公开的区段反应器的操作过程中形成的化学物质的物理分离，并回收有价值的产物和副产物，和其它有用的物质返回到合适的区段中以供转化或者满足化学平衡。
参考图4A，其中示意性给出了装置20。装置20包括由合适的金属、合适的聚合物材料或者二者形成的无孔圆筒22。圆筒22具有封闭端24和26。通路28延伸经过圆筒22的端部24，通路30延伸经过圆筒22的端部26，和通路32在端部24和26之间延伸到圆筒22的中心部分。
装置20还包括最初用金属卤化物填充的第一区段34。远离区段34位于圆筒22的相对端的第二区段36最初用金属氧化物填充。在第一区段34和第二区段36之间中心设置的第三或者中心区段38最初是空的。
参考图4B，给出了装置20的操作的第一阶段。氧或空气经开口28引入第一区段34内。氧或者空气中的氧与金属卤化物反应，产生金属氧化物和卤化物。卤化物从第一区段34流入到中心区段38。
在将氧或者空气通过开口28引入到第一区段34内的同时，将选择的烷烃经开口32引导到中心区段38内。在中心区段38内，卤化物与烷烃反应，产生烷基卤和卤化氢。烷基卤和卤化氢从中心区段38流到第二区段36中。
在第二区段36中，烷基卤和卤化氢与金属氧化物反应，产生的产物通过通路30回收。在第二区段36内的反应也产生金属卤化物。
参考图4C，前述反应在第一区段34、中心区段38和第二区段36内继续进行，直到最初在第一区段34内的基本所有的金属卤化物均转化成金属氧化物。同时，最初在第二区段36内的基本所有的金属氧化物均转化成金属卤化物。在这一点处，终止反应，并抽空中心区段38。
在图4D中给出了在装置20的操作中的下一阶段。现逆转以上结合图4B所述的反应，并使氧或空气经开口30进入到第二区段36中。氧或空气中的氧与金属卤化物在第二区段36中反应，产生卤化物和金属氧化物。来自第二区段36内的反应的卤化物流到中心区段38中，在此它与通过开口32接收的烷烃反应，产生烷基卤和卤化氢。来自中心区段内的反应的烷基卤和卤化氢流到第一区段34中，在此它们与包含在其内的金属氧化物反应，产生产物和金属卤化物。反应继续，直到在第二区段内的基本所有的金属卤化物均转化成金属氧化物，和在第一区段34内的基本所有的金属氧化物均转化成金属卤化物，此刻使装置20返回到图4A的结构。在这一点处，抽空中心区段38，并重复以上所述的操作循环。
参考图5，其中给出了用于实施在图3中所示并结合图3在以上所述的本发明的第三实施方案的装置40。装置40的许多组成部件在结构和功能上与在图4A-4B(包括它们)中所示和以上结合4A-4B所述的装置20中的组成部件相同。在图5中，用与装置20的前述说明中所使用的相同的参考标记表示这些相同的组成部件。
装置40包括第一和第二圆筒42和44。圆筒42和44各自在结构和功能上与在图4A-4D(包括它们)中所示和以上结合4A-4D所述的圆筒22相同。圆筒42通过其开口32接收烷烃，包括甲烷、乙烷、丙烷等的混合物。在圆筒42内发生的数个反应产生产物和甲烷，其中它们最初通过开口30回收。
通过常规技术例如蒸馏分离由在圆筒42内发生的反应得到的甲烷与由圆筒42内的反应得到的产物。然后将甲烷经开口32引导到圆筒44内。在圆筒44内，利用以上结合装置20所述的相同的反应，将甲烷转化成产物。由在圆筒44内发生的反应得到的产物最初通过其开口30回收。
正如参考装置20的操作的前述说明所理解的，继续装置40的操作，直到最初在圆筒42和44的第一区段34内的基本所有的金属卤化物均转化成金属氧化物，和直到最初在圆筒42和44的第二区段36内的基本所有的金属氧化物均转化成金属卤化物。在这一点处，逆转经圆筒42和44的流向。也就是说，通过通路30将氧引导到圆筒42和44内，通过通路28从圆筒42中回收产物和甲烷，和通过通路28从圆筒44中回收产物。
参考图6A，其中给出了用于实施在图3所示和以上结合图3所述的本发明第三实施方案的变体的装置50，装置50的许多组成部件在结构和功能上基本与在图4A-4D(包括它们)中所示和以上结合4A-4D所述的装置20的组成部件相同。采用以上在装置20的说明中使用的相同的参考标记表示在图6A和6B中这些基本相同的组成部件，但通过用“撇号”(′)来区分它们。
装置50与图4A-4D(包括它们)的装置20的区别在于，装置50的圆筒22′在其内包括附加区段52和54。区段52和54各自接收催化剂，所述催化剂的功能是促进由在中心区段38′内发生的反应产生的烷基卤分子的偶联，从而产生比没有催化剂时包括更高碳原子数的产物。优选地，包含在区段52和54内的催化剂是选择的沸石。但在区段52和54内接收的催化剂也可包括金属卤化物/氧化物。若在区段52和54内使用金属卤化物/氧化物，则与在区段34和36中所使用的金属卤化物/氧化物相比，它优选包括不同的金属卤化物/氧化物。装置50的操作与以上所述的装置20的操作一样地进行，只是在区段52和54内存在催化剂促进在区段38内产生的烷基卤分子偶联为产物。
现参考图7、8和9，其中给出了用于实施在图3中所示和以上结合图3所述的本发明的第三实施方案的装置60。装置60的结构和操作在许多方面类似于在图6A和6B中所示和以上结合图6A和6B所述的装置50的结构和操作。
装置60包括其中安装多个圆筒64的桶62。圆筒64无孔，只是每一圆筒64具有有孔的中心部分66。在桶62内，通过入口68接收烷烃，并从桶62通过其含孔的部分66流入到圆筒64内。在桶62内的烷烃的压力保持足够高，以便烷烃流入到圆筒64内，同时防止反应产物从中流出。
图9中进一步给出了装置60的圆筒64。如上所述，除了其有孔部分66以外，每一圆筒64是无孔的。圆筒64具有位于其相对端的端壁68和70。每一端壁68和70配有氧或空气接收通路72和产物排放通路74。
每一圆筒64包括最初包含金属卤化物的第一区段76和最初包含金属氧化物的第二区段78。第三或中心区段80通过包括孔的圆筒64的有孔部分66接收卤化物。区段82分别位于区段76和78之间，且区段80包含催化剂。
包含在区段82内的催化剂优选包括选择的沸石。该催化剂也可包括金属卤化物/氧化物。若使用，与含金属卤化物/氧化物的区段76和78相比，区段82的金属卤化物/氧化物优选是不同的金属卤化物/氧化物。
装置60的操作基本与图6A和6B所示和以上结合图6A和6B所述的装置50的操作相同。氧或空气最初通过通路72引导到圆筒64内。氧或者来自空气中的氧与金属卤化物在区段76内反应，产生卤化物和金属氧化物。卤化物流到中心区段80内，在此它与其中的烷烃反应，产生烷基卤和卤化氢。烷基卤和卤化氢流经区段82内的催化剂，所述催化剂促进含烷基卤的分子偶联成具有更大碳原子数的分子。卤化氢和现在偶联的烷基卤接下来流到区段78内，在此卤化氢和偶联的烷基卤与其中的金属氧化物反应，产生产物和水。通过出口74，从圆筒64中回收产物和水。
继续前述工艺，直到在区段76内基本所有的金属卤化物均转化成金属氧化物，和在区段78内基本所有的金属氧化物均转化成金属卤化物。在这一点处，逆转通过圆筒64的流向，并且通过圆筒64的端部70的开口72接收氧或空气，和通过在圆筒64的端部68形成的开口74回收产物和水。
参考图10，其中给出了用于实施图3所示和以上结合图3所述的本发明的第三实施方案的装置90。装置90包括在其内包含传热流体94的桶92。桶92还包括位于其一端的溴化歧管96，和位于其相对端的一对氧接收/产物排放歧管98和100。
在桶92内中心设置挡板102。多个管状通路104位于挡板102的一侧上，并在氧接收/产物排放歧管98和溴化歧管96之间延伸。多个管状通路106在歧管96和歧管100之间延伸。
最初用金属卤化物填充管道104。通过通路108在歧管98内接收氧或空气。氧或来自空气中的氧与金属卤化物在管道104内反应，产生卤化物和金属氧化物。卤化物从管道104流到歧管96内，在此它与通过通路110在歧管96内接收的烷烃反应。
卤化物与烷烃在歧管96内的反应产生烷基卤和卤化氢。最初用金属氧化物填充管道106。由歧管96内的反应得到的烷基卤和卤化氢流经管道106，从而将包含在其内的金属氧化物转化成金属卤化物，并产生产物。在歧管100内接收产物，并通过通路112从中回收。
如上所述，氧或者来自空气中的氧和金属卤化物之间的反应可能是吸热的。相反，烷基卤和卤化氢与金属氧化物的反应可能是放热的。同样可能的是，在一定情况下，金属卤化物的氧化是放热反应，和/或卤化物/金属氧化物的反应是吸热反应。在桶92内的传热流体94绕挡板102流动，正如箭头114所示，从而在放热反应和吸热反应之间传热，且按照这一方式，各自实现热力学平衡。
在管道104内氧或者来自空气中的氧与金属卤化物的反应继续，直到基本所有的金属卤化物均转化成金属氧化物。类似地，在管道106内，烷基卤和卤化氢与金属氧化物的反应继续，直到基本所有的金属氧化物均转化成金属卤化物。在这一点处，逆转经装置90的流向，并通过通路112接收氧或空气，和通过通路108回收产物。
参考图11、12A和12B，其中给出了用于实施图3所示和以上结合图3所述的第三实施方案的装置120。装置120包括溴化室122，该室通过活塞128分成第一和第二部分124和126。阀门130选择控制通过通路132接收进入室的部分124内的氧或空气的流量，或者引导产物从装置120经通路134向外流动。经通路132和阀门130进入装置120的氧或空气经通路136流入到最初含有金属卤化物的室138内。在室138内，氧或者来自空气中的氧与金属卤化物反应，产生卤化物和金属氧化物。卤化物从室138经通路140流到室122的部分124内。
在室122的部分124内经通路142、阀门144和通路146接收烷烃。在部分124内，烷烃与通过在室138内的反应产生的卤化物反应，结果产生烷基卤和卤化氢。当反应继续时，烷基卤和卤化氢强制活塞128向右移动(图11)。继续这一工艺，直到在室138内所有的金属卤化物均转化成金属氧化物，并强制活塞128到达室122的最右手端(图11)。
在刚才所述的工序开始时，用烷基卤和卤化氢填充室122的部分126。本领域技术人员会理解，在部分126内存在烷基卤和卤化氢源于氧或空气经通路148、阀门150和通路152流到最初用金属卤化物填充的室154内。氧或者来自空气中的氧与金属卤化物反应产生卤化物和金属氧化物。卤化物经通路156流到室122的部分126内，在此卤化物与经通路142、阀门158和通路160接收的烷烃反应。在室122的部分126内，卤化物与烷烃反应，产生烷基卤和卤化氢。在室122的部分126内继续产生烷基卤和卤化氢，直到室154中的基本全部内容物均由金属卤化物转化成金属氧化物。
具体参考图12A，活塞128向右移动强制烷基卤和卤化氢从室122的部分126向外经通路156进入室154内。在这一点处，用金属氧化物填充室154。来自室122的部分126的烷基卤和卤化氢与室154内的金属氧化物反应，产生产物和水。产物和水流经通路152、阀门150和通路162并被回收。
当活塞128到达室122的右手端时，基本所有的烷基卤和卤化氢被强制流出室122的部分126，并在室154内通过与金属氧化物反应转化成产物。在这一点处，室154内基本所有的金属氧化物均转化回金属卤化物。阀门150的位置反转，从而允许氧或空气经通路148、阀门150和通路152进入室154内。与此同时，阀门130的位置也反转，从而促进由在室122的部分124内的烷基卤和卤化氢与在室138内的金属氧化物反应得到的产物回收。因此，该方法是连续的，且活塞128在室122内来回移动，强制前面产生的烷基卤和卤化氢向外经过相关室138或154内包含的金属氧化物，以产生产物。
参考图13A和13B，其中给出了装置170。装置170的所有组成部件与在图11、12A和12B中所示和以上结合图11、12A和12B所述的装置120的组件相同。采用与以上装置120的说明中所使用的相同的参考标记，在图13A和13B中指示这些双套组成部件。
装置170使用双套室138和154以及控制材料出入室138和154流量的双套组件。与装置120相比，使用双套室138和154和其上的辅助双套组件零件可用于增加装置170的生产率，和/或用于平衡在室138和154内发生的反应的动力学。
参考图15A和15B，其中给出了装置172。装置172的所有组成部件均与图11、12A和12B中所示和以上结合图11、12A和12B所述的装置120的组件相同。采用与以上装置120的说明中所使用的相同的参考标记，在图15A和15B中指示这些双套组成部件。
装置172使用双套室122以及控制材料出入室122的流量的双套组件。与装置120相比，使用双套室122和其上的辅助双套组成部件可用于增加装置170的生产率，和/或用于平衡在室122内发生的反应的动力学。
尽管在附图中给出和在前述详细说明中描述了本发明的优选实施方案，但要理解，本发明不限于所公开的实施方案，而是在不偏离本发明实质的情况下，可进行部件和元件的多种重排、改进和替换。
权利要求
1.一种将烷烃转化成相应的烃的方法，该方法包括下述步骤提供具有未分隔的确定第一区段、第二区段和第三区段的中空内部的容器；使金属卤化物与氧在该容器的第一区段内反应，形成金属氧化物和卤化物；使来自第一区段的卤化物与烷烃在该容器的第二区段内反应，形成烷基卤；使来自第二区段的烷基卤和金属氧化物在该容器第三区段内反应，形成相应于烷基卤反应物和金属卤化物的至少一种反应产物；将来自该容器第三区段的金属卤化物输送到其第一区段；和将金属氧化物从该容器的第一区段循环到其第三区段。
2.一种将烷烃转化成其相应的烃的方法，该方法包括下述步骤提供具有未分隔的确定第一区段、第二区段和第三区段的中空内部的容器；使金属卤化物与氧在该容器的第一区段内反应，形成金属氧化物和卤化物；使来自第一区段的卤化物与烷烃在该容器的第二区段内反应，形成烷基卤；使来自第二区段的烷基卤和金属氧化物在该容器第三区段内反应，形成相应于烷基卤反应物和金属卤化物的至少一种反应产物；将来自该容器第一区段的金属氧化物经该容器输送到其第三区段；和将金属卤化物从该容器的第三区段中循环到其第一区段。
3.一种将烷烃转化成相应的烃的方法，该方法包括下述步骤提供具有未分隔的确定第一区段、第二区段和第三区段的中空内部的容器；最初使金属卤化物和氧在该容器的第一区段内反应，形成金属氧化物和卤化物；使来自第一区段的卤化物与烷烃在该容器的第二区段内反应，形成烷基卤；使来自第二区段的烷基卤和金属氧化物在该容器第三区段内反应，形成相应于烷基卤反应物和金属卤化物的至少一种反应产物；随后使容器内的气流反向，之后使金属卤化物和氧在该容器的第三区段内反应，形成金属氧化物和卤化物；使来自第三区段的卤化物与烷烃在该容器的第二区段内反应，形成烷基卤；使来自第二区段的烷基卤和金属氧化物在该容器第一区段内反应，形成相应于烷基溴反应物和金属溴化物的反应产物。
4.一种将烷烃转化成相应的烃的方法，该方法包括下述步骤a.提供具有第一和第二端的基本无孔的室，并且所述室包括位于其第一端的第一反应物接收区段、位于其第二端的第二反应物接收区段和位于第一反应物接收区段和第二反应物接收区段之间的中心设置的反应区段；b.提供一定量金属卤化物；c.在所述室的第一反应物接收区段内设置所述一定量金属卤化物；d.提供一定量金属氧化物；e.在所述室的第二反应物接收区段内设置所述一定量金属氧化物；f.提供氧化气体；g.使氧化气体与金属卤化物反应，从而产生气态卤化物和金属氧化物；h.提供一定量烷烃；i.将烷烃引导到所述室的反应区段内；j.使烷烃与步骤g.中产生的气态卤化物在反应区段内反应，从而产生烷基卤；k.使步骤j.中产生的烷基卤与金属氧化物反应，从而产生非烷烃类烃和金属卤化物；和1.从所述室中回收步骤k.中产生的非烷烃类烃。
5.权利要求4的方法，其中含步骤b.的金属卤化物的卤化物选自溴、氯和碘。
6.权利要求4的方法，其中步骤f.的氧化气体选自氧和空气。
7.权利要求4的方法，其中步骤h.的烷烃选自甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和异丁烯。
8.权利要求4的方法，其中通过提供至少两种烷烃的混合物进行提供烷烃的步骤。
9.权利要求4的方法，还包括后续步骤使步骤k.中产生的金属卤化物与氧化气体反应，从而产生气态卤化物和金属氧化物，并使步骤g.中产生的金属氧化物与烷基卤反应，从而产生非烷烃类烃和金属卤化物。
10.权利要求4的方法，进一步的特征在于在第一反应物接收区段和反应区段之间提供第一催化剂接收区段；在反应区段和第二反应物接收区段之间提供第二催化剂接收区段；提供第一和第二量的预定催化剂；在第一催化剂接收区段内设置第一量的催化剂；在第二催化剂接收区段内设置第二量的催化剂；该催化剂促进反应区段内产生的烷基卤分子的偶联。
11.一种将烷烃转化成相应烃的方法，该方法包括下述步骤a.提供具有第一和第二端的基本无孔的室，所述室包括位于其第一端的第一反应物接收区段、位于其第二端的第二反应物接收区段、位于第一反应物接收区段和第二反应物接收区段之间的中心设置的反应区段、位于第一反应物接收区段和反应区段之间的第一催化剂接收区段和位于反应区段和第二反应物接收区段之间的第二催化剂接收区段；b.提供一定量金属卤化物；c.在所述室的第一反应物接收区段内设置所述一定量金属卤化物；d.提供一定量金属氧化物；e.在所述室的第二反应物接收区段内设置所述一定量金属氧化物；f.提供第一和第二量的预定催化剂；g.在第一催化剂接收区段内设置第一量的催化剂；h.在第二催化剂接收区段内设置第二量的催化剂；i.提供氧化气体；j.使氧化气体与金属卤化物反应，从而产生气态卤化物和金属氧化物；k.提供一定量烷烃；l.将烷烃引导到所述室的反应区段内；m.使烷烃与步骤j.中产生的气态卤化物在反应区段内反应，从而产生烷基卤；n.将烷基卤引导到第二催化剂接收区段内具有催化剂的接合处，从而促进烷基卤分子的偶联；o.使步骤m.中产生的烷基卤与金属氧化物反应，从而产生非烷烃类烃和金属卤化物；和p.从所述室中回收步骤o.中产生的非烷烃类烃。
12.权利要求11的方法，其中含步骤b.的金属卤化物的卤化物选自溴、氯和碘。
13.权利要求11的方法，其中步骤f.的氧化气体选自氧和空气。
14.权利要求11的方法，其中步骤h.的烷烃选自甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和异丁烯。
15.权利要求11的方法，其中通过提供至少两种烷烃的混合物进行提供烷烃的步骤。
16.权利要求11的方法，还包括后续步骤使步骤k.中产生的金属卤化物与氧化气体反应，从而产生气态卤化物和金属氧化物，并使步骤g.中产生的金属氧化物与烷基卤反应，从而产生非烷烃类烃和金属卤化物。
17.权利要求11的方法，其中催化剂包括预定的沸石。
18.一种将烷烃转化成相应的烃的方法，该方法包括下述步骤a.提供具有基本无孔的第一和第二端以及有孔的中心部分的室，所述室包括位于其第一端的第一反应物接收区段、位于其第二端的第二反应物接收区段和位于其有孔中心部分内的中心设置的反应区段；b.提供一定量金属卤化物；c.在所述室的第一反应物接收区段内设置所述一定量金属卤化物；d.提供一定量金属氧化物；e.在所述室的第二反应物接收区段内设置所述一定量金属氧化物；f.提供氧化气体；g.使氧化气体与金属卤化物反应，从而产生气态卤化物和金属氧化物；h.提供一定量烷烃；i.通过所述室中心部分的孔将烷烃引导到反应区段内；j.使烷烃与步骤g.中产生的气态卤化物在反应区段内反应，从而产生烷基卤；k.使步骤j.中产生的烷基卤与金属氧化物反应，从而产生非烷烃类烃和金属卤化物；和l.从所述室中回收步骤k.中产生的非烷烃类烃。
19.权利要求18的方法，其中含步骤b.的金属卤化物的卤化物选自溴和氯。
20.权利要求18的方法，其中步骤f.的氧化气体选自氧和空气。
21.权利要求18的方法，其中步骤h.的烷烃选自甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和异丁烯。
22.权利要求18的方法，其中通过提供至少两种烷烃的混合物进行提供烷烃的步骤。
23.权利要求18的方法，还包括后续步骤使步骤k.中产生的金属卤化物与氧化气体反应，从而产生气态卤化物和金属氧化物，并使步骤g.中产生的金属氧化物与烷基卤反应，从而产生非烷烃类烃和金属卤化物。
24.权利要求18的方法，进一步的特征在于在第一反应物接收区段和反应区段之间提供第一催化剂接收区段；在反应区段和第二反应物接收区段之间提供第二催化剂接收区段；提供第一和第二量的预定催化剂；在第一催化剂接收区段内设置第一量的催化剂；在第二催化剂接收区段内设置第二量的催化剂；该催化剂促进在反应区段内产生的烷基卤分子的偶联。
25.权利要求18的方法，其包括附加步骤提供在其内部包封所述室的外壳，并在该外壳内提供一定量烷烃，从而来自外壳的烷烃经所述室的孔流入到反应区段内。
26.一种将烷烃转化成相应的烃的方法，该方法包括下述步骤a.提供具有第一和第二端的外壳；b.在所述外壳内提供挡板，所述挡板将所述外壳分隔成第一和第二区段；c.提供传热流体；d.用所述传热流体基本填充所述外壳；e.在所述外壳的一端提供反应歧管；f.在所述外壳的第二端提供氧化气体接收歧管；g.在所述外壳的第二端提供产物接收歧管；h.提供至少一个第一无孔管；i.使所述第一管连续地从氧化气体接收歧管经所述外壳的第一区段延伸到反应歧管处；j.提供至少一个第二无孔管；k.使所述第二管连续地从溴化歧管经所述外壳的第二区段延伸到产物接收歧管处；l.提供一定量金属卤化物；m.在所述第一管内设置所述一定量金属卤化物；n.提供一定量金属氧化物；o.在所述第二管内设置所述一定量金属氧化物；p.提供氧化气体；q.将氧化气体引导到氧化气体接收歧管内和从氧化气体接收歧管引导到第一管内；r.使氧化气体与金属卤化物在第一管内反应，从而产生气态卤化物和金属氧化物；s.提供一定量烷烃；t.将烷烃引导到反应歧管内；u.使烷烃与步骤r.中产生的气态卤化物在反应歧管内反应，从而产生烷基卤；v.将步骤u.中产生的烷基卤引导到第二管内；w.使步骤u.中产生的烷基卤与金属氧化物在第二管内反应，从而产生非烷烃类烃和金属卤化物；x.将步骤w.中产生的非烷烃类烃引导到产物接收歧管内；和y.从产物接收歧管内回收步骤w.中产生的非烷烃类烃。
27.权利要求26的方法，其中含步骤l.的金属卤化物的卤化物选自溴和氯。
28.权利要求26的方法，其中步骤n.的氧化气体选自氧和空气。
29.权利要求26的方法，其中步骤l.的烷烃选自甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和异丁烯。
30.权利要求26的方法，其中通过提供至少两种烷烃的混合物进行提供烷烃的步骤。
31.权利要求26的方法，还包括后续步骤使步骤w.中产生的金属卤化物与氧化气体反应，从而产生气态卤化物和金属氧化物，并使步骤r.中产生的金属氧化物与烷基卤反应，从而产生非烷烃类烃和金属卤化物。
32.一种将烷烃转化成相应的烃的方法，该方法包括下述步骤a.提供第一个基本无孔的反应物接收室；b.提供第二个基本无孔的反应物接收室；c.提供基本无孔的反应室；d.在反应室内提供活塞，所述活塞将反应室分成第一和第二区段且可在反应室内移动，以使第一和第二反应区段相对于彼此膨胀和收缩；e.提供一定量金属卤化物；f.在第一反应物接收室内设置所述一定量金属卤化物；g.提供一定量金属氧化物；h.在第二反应物接收室内设置所述一定量金属氧化物；i.提供氧化气体；j.使氧化气体与金属卤化物反应，从而产生气态卤化物和金属氧化物；k.提供一定量烷烃；l.将烷烃引导到反应室的第一反应区段内；m.使烷烃与步骤j.中产生的气态卤化物在第一反应区段内反应，从而产生烷基卤；n.在第一反应区段内产生烷基卤引起活塞在反应室内移动，从而导致第一反应区段膨胀和第二反应区段收缩；o.因活塞在反应室内移动导致的第二反应区段收缩引起前面产生的烷基卤从第二反应区段流入第二反应物接收室；p.使前面产生的烷基卤与金属氧化物在第二反应物接收室内反应，从而产生非烷烃类烃和金属卤化物；和q.从第二反应物接收室内回收非烷烃类烃。
33.权利要求32的方法，其中含步骤e.的金属卤化物的卤化物选自溴、氯和碘。
34.权利要求32的方法，其中步骤g.的氧化气体选自氧和空气。
35.权利要求32的方法，其中步骤k.的烷烃选自甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和异丁烯。
36.权利要求32的方法，其中通过提供至少两种烷烃的混合物进行提供烷烃的步骤。
37.权利要求32的方法，还包括后续步骤使步骤p.中产生的金属卤化物与氧化气体反应，从而产生气态卤化物和金属氧化物，并使步骤j.中产生的金属氧化物与烷基卤反应，从而产生非烷烃类烃和金属卤化物。
全文摘要
在将烷烃转化成其相应醇、醚、烯烃和其它烃的方法中，容器包括确定第一区段、第二区段和第三区段的中空未分隔的内部。在本发明的第一实施方案中，氧与金属卤化物在第一区段内反应，提供气态卤化物；卤化物与烷烃在第二区段内反应，形成烷基卤；和烷基卤与金属氧化物在第三区段内反应，形成与初始烷烃相应的烃。来自第三区段的金属卤化物输送通过该容器到第一区段和来自第一区段的金属氧化物循环到第三区段中。本发明的第二实施方案与第一实施方案区别在于，金属氧化物从第一区段输送通过该容器到第三区段，和金属卤化物从第三区段循环到第一区段。在本发明的第三实施方案中，逆转通过该容器的气流，使金属氧化物转化为金属卤化物，和金属卤化物转化为金属氧化物。
文档编号C07C29/124GK101014556SQ200580029181
公开日2007年8月8日 申请日期2005年2月2日 优先权日2004年7月19日
发明者P·格罗索, J·H·舍曼, E·W·麦克法兰 申请人:Grt公司