专利名称：使烃料流完全氢化的方法及装置的利记博彩app
技术领域：
本发明提供一种使进入设备的脱氢反应器中的烃料流完全氢化的方法以及进行该方法的装置，其中所述脱氢反应器为通过轻质烷烃的催化脱氢而生产烯烃的反应器。
直到数十年以前，烯烃如丙烯和异丁烯主要作为诸如在蒸汽裂解器中生产乙烯的方法中的副产物而获得。然而，在这些方法中，不能超过特定的烯烃/乙烯比。对丙烯而言，该限定值例如为约0.65。由于例如在过去数十年中丙烯市场的发展比乙烯市场更强，必需找到工业规模生产该物质的新方法以满足这种增长的需求。除了由炼油裂解气回收烯烃外，一种重要的方法为脱氢，即消除氢，其中例如以经济可行的方式由丙烷得到丙烯和由异丁烷得到异丁烯。
在过去数年中，已开发了几种轻质烷烃的工业脱氢方法，其中某些已经以工业规模实施。它们包括UOP Oleflex、Lummus Catofin、Linde PDH、Snamprogetti/Yarsintez FBD及Phillips STAR方法。
对所有这些不同方法而言，如参考丙烷脱氢图所示，上述方法具有共同的基本原理，该原理对于其它烷烃的脱氢也有效首先，将新鲜丙烷进料在C3/C4分离阶段(1)进行纯化以除去总是以杂质存在的较重组分(C4+)，并且在预热(2)至反应温度后，将其供入在其中进行催化促进的吸热脱氢反应的反应器(3)中。由于热力学及工艺技术的原因，离开反应器时50-70％的丙烷没有发生化学变化(转变)。任何这些方法也不具有100％的选择性，即除了所需丙烯产物(C3H8→C3H6+H2)外，由化学反应所涉及的丙烷分子还形成了一定比例(＜20％)的其它物质。这些物质包括通过裂解反应而形成的CH4和C2H4，通过双重脱氢而形成的炔类及二烯烃(主要为甲基乙炔和丙二烯)，以及为不同长度低聚物的混合物的原油。该混合物以几个工艺步骤(4)分离成多个馏分。将轻质馏分(C2-)、原油和丙烯由工艺中排出，将丙烷再循环并将其与新供入的丙烷在C3/C4分离阶段(1)的上游混合。
焦炭的沉积在其过程中使脱氢反应器中的催化剂失活，并且必须通过燃烧而使其再活化。所沉积的焦炭的量越少，活化的复杂性和费用越低。除烯烃以外，尤其导致焦炭形成的是进入脱氢反应器的烃料流(新鲜丙烷与再循环物一起)中的高度不饱和组分(例如炔类和二烯烃)。另一个不利方面为由于所述烃料流中不饱和组分所致的脱氢选择性的降低，丙烯产率下降。为此，在上述方法中，在丙烷再循环之前，通过选择性氢化使炔类和二烯烃转化为丙烯或通过完全氢化转化为丙烷。将该氢化装置结合到设备中的不同点。例如，在Oleflex方法的一个实施方案中，在脱氢反应器(5)之后在液体产物流中进行选择性氢化，而在另一个实施方案中，使丙烷再循环物进行完全氢化(6)。在Linde-PDH方法中，在即将再循环丙烷以前，在C3分离器的底部中(即同样在液相(6)中)进行选择性氢化。
当将上述方法用于选择性氢化时，少量的丙烯存在于丙烷再循环物中，并因此也存在于进入脱氢反应器的烃料流中。与可能存在于新鲜进料中的不饱和组分一起，该丙烯总导致上述不利现象，并因而造成该方法在经济可行性上的下降。
因此，本发明的一个目的是设计一种开头所述的方法，以及进行该方法的装置以使进入用于轻质烷烃脱氢的设备的脱氢反应器中的烃料流中的所有不饱和组分以经济可行的方式除去。
对方法而言，依据本发明该目的通过使流入脱氢反应器的全部烃料流中的所有不饱和组分完全氢化而实现。
参考图中所示的基本原理，优选在分离阶段(1)之后和预热(2)之前，在气相中使进入脱氢反应器的烃料流(新鲜烷烃和再循环烷烃)进行完全氢化。为此，在烃料流经过合适的催化剂之前，将其与氢气混合。在催化剂床中，放热氢化反应的进行应使其在进入预热阶段时，基本上只有烷烃和过量的氢气存在于烃料流中。
根据本发明，优选通常不在化学计量的条件下，而在氢气过量下进行完全氢化。因此，甚至在不调整氢气的用量时，氢化也可以在任何时候通过改变操作条件而进行完全。当烃料流中的不饱和组分含量增加时，氢化所释放的能量增加。由于在任何情况下，必需将烃料流预热至反应温度，这种效果并非不利。
不将过量的氢气从烃料流中除去。因此不饱和组分含量的下降导致更强的烃料流被氢气稀释的作用，然而这导致了更高的选择性并抑制了原油的形成。此外，氢气的过量使氢化反应器的操作时间得以延长。
放热性的完全氢化反应中所释放的能量可以直接用于预热进入脱氢反应器(3)的烃料流。因此，设备的预热阶段(2)中的能量需求得以降低。为此，合适地不将烃料流在氢化反应器的出口处进行冷却，相反，优选在绝热条件下进行氢化。因此，基本上将所有释放的能量保留在该烃料流内。
本发明还涉及使进入设备的脱氢反应器中的烃料流进行氢化的装置，其中所述脱氢反应器为通过轻质烷烃的催化脱氢而生产烯烃的反应器。
对装置而言，本发明的目的通过使流入脱氢反应器的整个烃料流中存在的全部不饱和组分在优选排列于分离阶段(1)的下游和预热阶段(2)的上游的装置中进行完全氢化而实现。
优选完全氢化烃料流的装置具有一个能够调节氢气流的氢气供应单元，从而使氢化在所有操作条件下均在氢气过量下进行，在化学计量条件的极端情况下，也决不在氢气缺乏下进行。
将该氢化反应器合适地设计成绝热反应器，即该反应器不配备将吸热反应过程中所释放的能量除去的装置。相反，合适地使反应器配备绝热装置，这样确保所释放的能量基本上完全保留在烃料流中。该氢化的能量部分用于将反应物料流预热至脱氢所需的反应温度。
由于实际的预热阶段所需的能量低于现有技术，因此，可以以更小且更便宜的方式设计后者。
由于使用本发明的装置，可以例如在工业规模的丙烷脱氢设备中无需使用选择性氢化或完全氢化再循环物的常用反应器。
权利要求
1.一种使进入设备的脱氢反应器中的料流完全氢化的方法，其中所述脱氢反应器为通过轻质烷烃的催化脱氢而生产烯烃的反应器，该方法包括使流入脱氢反应器的整个烃料流中的全部不饱和组分进行完全氢化。
2.根据权利要求1的方法，其中所述完全氢化在所有操作条件下均在氢气过量下进行，在化学计量条件的极端情况下，决不在氢气缺乏下进行。
3.根据权利要求1和2中任一项的方法，其中所述完全氢化在气相中进行。
4.根据权利要求1-3中任一项的方法，其中在放热氢化反应中所释放的能量基本保留在氢化料流中并且用于将氢化料流部分预热至脱氢反应温度。
5.根据权利要求1-4中任一项的方法，其中所用烷烃为丙烷并且丙烯为所得产物。
6.一种用于使进入设备的脱氢反应器中的料流氢化的装置，其中所述脱氢反应器为通过轻质烷烃的催化脱氢而生产烯烃的反应器，其中使流入脱氢反应器的整个烃料流中存在的全部不饱和组分在排列于脱氢反应器上游的装置中进行完全氢化。
7.根据权利要求6的装置，其中用于完全氢化的装置具有可调节的氢气供应单元，调节该单元以使甚至在改变操作条件的情况下，所述完全氢化也在氢气过量下进行或者在化学计量条件下，决不在氢气缺乏下进行。
8.根据权利要求6和7中任一项的装置，其中将用于完全氢化的装置设计为绝热反应器。
9.根据权利要求6-8中任一项的装置，其中将用于完全氢化的装置设计为用于气流的处理。
全文摘要
本发明涉及一种在通过轻质烷烃的催化脱氢而生产烯烃的设备中使烃料流氢化的方法以及进行所述方法的装置。将整个烃料流中所含的所有不饱和烃在引入脱氢反应器以前进行完全氢化，其中所述烃料流由新鲜烷烃和再循环烷烃组成且待引入脱氢反应器中。因此，脱氢反应器中焦炭的形成显著减少。降低了用于将反应物料流预热至反应温度的能量消耗，从而使放热氢化中所释放的能量基本完全保留在烃料流中。
文档编号B01J8/08GK101061084SQ200580039560
公开日2007年10月24日 申请日期2005年11月16日 优先权日2004年11月19日
发明者F·西蒙, S·克罗内, G-P·申德勒, P·M·弗里兹, H·褒特 申请人:巴斯福股份公司