甲烷转化成芳香族化合物和其他化学品的联合方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于生产芳香族化合物、甲醇、和其他化学品的系统和方法，并且更加具体地，涉及用于以联合方法(integrated process)生产苯、甲醇、氧合产物(oxoproduct)、和其他有附加值的化学品(value added chemicals)的联合(integrated)系统和方法。
【背景技术】
[0002]对于化学工业而言，苯和甲醇是两种基本的商用化学品。丁醛(butanal) (丁醛(butyraldehyde) )、丁醇、二甲醚(DME)、以及其他化学品，是具有附加值性能的化学品(value added performance chemicals)。
[0003]传统地由石油进料源(petroleum feed source)获得苯(06?)。通常工业化苯生产使用以下化学方法中的一种:催化重整、甲苯加氢脱烷基化、甲苯岐化(to Iuenedisproport1nat1n)、和石脑油蒸汽裂解。由于石油进料源变得更加昂贵，因此传统的方法变得更加经济不可行。天然气作为石油化工行业使用的主要源物质(primary sourcematerial)被提出以替代石油进料源。甲烧(CH4))直接转化成芳香族化合物产生具有高选择性的苯，以及氢作为主要的副产物。然而，将氢从苯产物中分离需要昂贵的分离方法，通常是深冷分离、变压吸附(pressure swing adsorpt1n) (PSA)、或两者。
[0004]甲醇(CH3OH)是最简单的醇。甲醇最显著的应用是生产其他化学品。在许多情况下，由合成气体(合成气)生产甲醇。合成气体是主要由氢、一氧化碳、和通常少量的二氧化碳组成的燃料/气体混合物。在催化的工业方法中由合成气体，直接地由一氧化碳、二氧化碳、和氢可以生产甲醇。一氧化碳和氢在催化剂上发生反应以生产甲醇。最通常使用的催化剂是铜、氧化锌、和氧化铝的混合物，并且根据以下公式产生具有高选择性的甲醇:
[0005]C0+2H2^CH30H
[0006]C02+3H2^CH30H+H20
[0007]用丙稀流股加氢甲酰化(hydroformyIat 1n)合成气流股可以提供氧合-醛类(oxo-aldehyde) (丁醛)流股，该氧合-醛类流股可以用于生产氧合-醇类(oxo-alcoho I) (丁醇)。加氢甲酰化丙烯流股和合成气流股可以提供包含正丁醛(NBAL)和异丁醛(IBAL)的醛流股。氢化该醛流股可以生产相应的醇流股。
[0008]C0+H2+C3H6^C3H7CH0+H2^C4H90H
[0009]然而，用于生产甲醇和丁醛的方法，通常不与其他系统结合并且可能不能利用可替代的原料。
[0010]对于用于增加原料转化成苯、甲醇、丁醛及其他具有附加值的化学品的效率的改善系统和方法存在需要。
【发明内容】
[0011]用于生产芳香族化合物和其他化学品的方法，包括:将甲烷提供至第一反应器以产生包含苯和氢的第一产物流股;将苯从第一产物流股中回收并且将剩余的第一产物流股与二氧化碳或蒸汽进料流股(steam feed stream)混合以生成合并的产物流股;将包含甲烷、C2’s、C3’S、和二氧化碳或蒸汽的合并产物流股提供至第二反应器以产生包含合成气体、水、未转化的甲烷和二氧化碳的第二产物流股;并且将合成气体提供至第三反应器以产生包含甲醇、丁醛、烯烃、或二甲醚的第三产物流股。
[0012]通过考虑以下详细说明、附图和随附权利要求，阐述或清楚说明了本发明的另外特征、优势、和实施方式。此外，应理解，本发明的上述总结以及以下详细说明两者都是示例性的并且旨在提供进一步的解释，而不限制本发明所要求保护的范围。
【附图说明】
[0013]附图(其包括在内以提供本发明的进一步理解并且将其合并以及构成本说明书的一部分)示出了本发明的优选实施方式，并与详细说明一起用于解释本发明的原理。在附图中:
[0014]图1示出了用于原料联合转化成苯、甲醇、稀经、氧合产物(0X0product)、费托(Fischer-Tropsch) (FT)产物和其他芳香族化合物的示例性系统。
【具体实施方式】
[0015]描述了用于将如甲烷和二氧化碳的原料转化成苯、甲醇、烯烃、氧合产物、费托(FT)产物、和其他芳香族化合物的联合方法的系统和方法。在本文中所描述的方法仅仅是示例性的方法并且用于说明性的目的。根据需要可以使用步骤和组分的其他变化和组合。
[0016]通过提供以联合方法生产苯、甲醇、丁醛和其他化学品的系统和方法，本发明的实施方式解决了现有技术的许多问题和/或克服了许多缺点以及不足。本发明的实施方式可以包括用于以联合方法生产苯、甲醇和其他化学品的系统和方法。该系统和方法可以包括用于生产苯、甲醇、烯烃、氧合产物、费托(FT)产物和其他芳香族化合物的方法。
[0017]该方法可以包括将甲烧提供至第一脱氢芳构化((16117(11'031'01]^1^231:；[011)反应器以生产包含苯、氢、C2’s、C3’s和甲烷的第一产物流股;从产物流股中回收苯;将剩余的第一产物流股与二氧化碳进料流股混合;将合并的来自分离器或提取器的第一产物流股和二氧化碳进料流股提供至重整反应器以产生包含合成气体的第二产物流股;将合成气体提供至合成反应器或氧合反应器以产生包含甲醇、二甲醚和/或丁醛的产物流股。
[0018]在某些实施方式中，来自重整反应器的合成气体可以用于生产不同的产物如烯烃、二甲醚(DME)、氧合产物、FT产物和芳香族化合物。
[0019]在本发明的某些实施方式中，可以将联合方法(integratedprocess)分成不同组分。图1是示出本发明的示例性联合方法的流程图。
[0020]在示例性的联合方法的第一组分中，来自进料线101的甲烷经由在反应器103中的脱氢芳构化反应可以转化成苯和氢。经由线114来自反应器103的产物流股进入分离器104。经由线106将苯产物从分离器104中回收。在示例性联合方法的随后组分(component)中，随后经由传输线102将除了回收的苯之外的脱氢芳构化反应的反应产物运送。经由线108将包含二氧化碳和蒸汽(水)的进料添加并且将与除了回收的苯之外的脱氢芳构化反应的反应产物混合，至传输线102。随后可将合并的流股进料至重整反应器105以产生合成气体的产物流股。
[0021 ]在示例性联合方法的另外组分中，经由传输线117可以将来自反应器105的合成气体送至甲醇合成反应器109用于转化成甲醇，其经由甲醇产物线113运出。
[0022]在示例性方法的另外组分中，经由传输线115可以将来自反应器105的合成气体送至二甲醚(DME)合成反应器110用于转化成DME，其经由DME产物线118运出，和/或可以将来自反应器105的合成气体送至丁醇合成反应器用于通过用丙烯加氢甲酰化转化成丁醇。
[0023]在示例性方法的另外组分中，经由传输线116可以将来自反应器(105)的合成气体送至加氢甲酰化反应器111用于转化成氧合醛类(丁醛)，其经由产物线119可以运出。经由线112可以将丙烯添加至反应器111。
[0024]通过缩短时间、减少成本和降低能量需求，消除对于从脱氢芳构化反应的输出流股中分离氢的需求对于