【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
技術介紹
1、a.
2、本專利技術一般涉及通過乙烷氧化脫氫生產乙烯。氧化脫氫過程中產生的含有乙烯和輕質氣體的氣流可在溫和條件下冷卻，然后分離出來，生成含有乙烯的氣流。
3、b.相關技術描述
4、烯烴(如乙烯)是多種具有商業價值的聚合物的基本成分。由于烯烴的天然來源不存在商業數量，聚合物生產商依賴于將更豐富的低級烷烴轉化為烯烴的方法。當今商業規模生產商選擇的方法是蒸汽裂解，這是一種高內熱過程，將蒸汽稀釋的烷烴短暫置于至少800℃的溫度下。產生所需溫度所需的燃料，以及需要能承受該溫度的設備，都大大增加了總成本。此外，高溫會促進焦炭的形成，而焦炭會在系統內積聚，因此需要定期關閉反應器進行維護和清除焦炭，成本高昂。
5、氧化脫氫(odh)是蒸汽裂解的一種替代方法。它是一種放熱反應，幾乎不產生焦炭。描述odh工藝的實例包括simazhenkov等人公開號為2020/0407289、標題為“減輕odh工藝的氧氣、二氧化碳和/或乙炔輸出”的美國專利申請，renée等人公開號為wo2017046315、標題為“烷氧化脫氫”的國際申請，以及winkler等人標題為“用二氧化碳稀釋烷烴氧化脫氫反應物”、申請號為wo2015113747的國際申請。這些工藝的缺點是使用大量的甲烷、二氧化碳和/或氮氣作為稀釋劑，在分離過程中需要消耗更多的能量。許多現有技術參考文獻都介紹了如何去除此類化合物和/或其他輕質氣體，例如stephen等人的wo?2010/115108，其標題為“通過乙烷氧化脫氫(odh)
6、總之，雖然存在生產烯烴(即乙烯)的技術，但這些技術的能效低且成本高。
技術實現思路
1、一項發現為解決與乙烷氧化脫氫相關的至少一個問題提供了解決方案。在一個方面，該發現可以包括一種工藝，它可以冷卻從氧化脫氫工藝(odh)中獲得的第一產物流，而不需要壓縮。第一產物流可以包括乙烷、乙烯和一種或多種沸點溫度低于乙烯的氣體。該工藝可包括將第一產物流冷卻到40℃至-10℃的溫度，并將該產物流的壓力保持在或接近odh出口的壓力。然后，乙烯和乙烷可從第一產物流中分離出來，形成含有乙烯和乙烷的第二產物流，該產物流可進一步加工生產乙烯流。本專利技術工藝的優點是無需壓縮來自odh反應器的含乙烯流，以產生在蒸餾前分離產物流的條件。與上述已知工藝相比，本專利技術的乙烯生產工藝效率更高，經濟上更可行。本專利技術工藝的一個優點是減少或消除了為產生可分離第一產物流的條件而壓縮產物流的需要。由于本專利技術工藝具有以下一個或多個優點，因此可以避免壓縮：(1)odh反應器中不引入稀釋劑；(2)由于在有限的轉化率和高選擇性下運行，形成的輕質副產品相對較少；(3)odh反應器在高壓下運行。這樣，與已知工藝(如上述工藝)相比，乙烯生產工藝的效率更高、經濟性更好。
2、在本專利技術的一個方面中，描述了將乙烷轉化為乙烯的odh工藝。一種工藝可包括一個或多個加工步驟，如步驟(a)、(b)和(c)。在步驟(a)中，包括乙烷的原料流可以在有氧氣存在的條件下與氧化脫氫催化劑接觸，其條件足以產生第一產物流。氧化脫氫條件可包括可接受的溫度和壓力條件。一方面，壓力的范圍可以是1.8兆帕至5兆帕，優選2兆帕至4兆帕，更優選2兆帕至3兆帕，或最優選2兆帕至2.5兆帕。在一個方面，溫度范圍可以是200℃至450℃，優選是250℃至350℃。在某些特定方面，在odh反應器的入口處，溫度可以是200℃至450℃，優選是250℃至350℃。乙烷轉化率可在20％至40％之間。第一產物流可以包括乙烷、乙烯和一種或多種沸點低于乙烯的氣體。沸點溫度低于乙烯的氣體可包括甲烷、氮氣、氬氣、一氧化碳或氧氣，或上述氣體的任意組合或全部。這些氣體在第一產物流中的總摩爾分數低于3％。在一個方面，可以將第一產物流置于適合將一氧化碳氧化為二氧化碳的條件下。二氧化碳可以從odh裝置下游的第一產物流中分離出來。在一個方面，甲烷不添加到步驟(a)的進料流中。在本專利技術的某些方面，第一產物流還可以包括水和乙酸。在某些方面，可以在冷卻第一產物流之前，例如通過中間冷卻和氣液分離，從第一產物流中去除部分水和乙酸。
3、本專利技術工藝的步驟(b)可包括將第一產物流的溫度降低至-40℃至-10℃，優選30℃至-10℃。產物流的壓力可以等于或略低于odh單元出口的壓力，例如odh單元中最后一個odh反應器的壓力。例如，1.5兆帕至4.5兆帕，優選2兆帕至3兆帕，更優選2兆帕至3兆帕，或最優選2兆帕至2.5兆帕。步驟(b)還可以包括在-40℃至-10℃，最好是30℃至-20℃的溫度下，將第一種產品送入氣體分離裝置(如脫甲烷裝置)的入口。在某些方面，冷卻后的第一產物流最好處于液相狀態。有利的是，第一產物流無需壓縮即可進入氣體分離裝置和/或將第一產物流冷卻至-40℃至-10℃。這有助于提高整個odh工藝的能效和成本效益。
4、本專利技術工藝的步驟(c)可包括將步驟(b)中冷卻的第一產物流置于足夠的條件下(例如，在脫甲烷器中)，以從冷卻的第一產物流中分離出一種或多種沸點溫度低于乙烯的氣體，從而生產出包含乙烷和乙烯的第二產物流。對第二產物流的進一步處理可包括將第二產物流分離成乙烯產物流和乙烷流。在某些方面，乙烷可以循環到步驟(a)的進料流中。
5、還描述了執行本專利技術odh工藝的系統。系統可包括氧化脫氫(odh)裝置、冷卻裝置和氣體分離裝置(如脫甲烷裝置)。這些單元可配置為將產物流從一個單元傳輸到另一個單元(例如，通過導管、入口、出口、閥門等)。odh裝置可在1.8兆帕至5兆帕的壓力下生產第一產物流。冷卻裝置可將第一產物流冷卻到40℃至-10℃，最好是-30℃至-20℃。氣體分離裝置(如脫甲烷裝置)可將沸點溫度低于乙烯的一種或多種氣體從第一產物流中分離出來，以產生包括乙烷和乙烯的第二產物流。與第一種產物流相比，第二種產物流中沸點溫度低于乙烯的一種或多種氣體的含量較少。有利的是，本專利技術的系統在第一產物流進入氣體分離裝置之前不需要壓縮裝置。該系統還包括一個一氧化碳氧化裝置，能夠氧化第一產物流中的一氧化碳，生成二氧化碳。一氧化碳氧化裝置可以設置在氧化脫氫裝置中，也可以設置在氧化脫氫裝置的下游。該系統還可以包括一個c2分離裝置，能夠將第二產物流分離成乙烷流和乙烯流。
6、本申請中還討論了本專利技術的其它實施例。就本專利技術的一個方面所討論的任何實施例也適用于本專利技術的其他方面，反之亦然。本文所描述的每個實施例被理解為適用于本專利技術其它方面的本專利技術實施例。可以認為，本文所討論的任何實施方案或方面都可以與本文所討論的其他實施方案或方面相結合和/或與本專利技術的任何方法或組合物相實施，反之亦然。此外，本專利技術的組合物可用于實現本專利技術的方法。
7、以下包括本說明書中使用的各種術語和短語的定義。
8、短語“沸點溫度低于乙烯的氣體”本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.將乙烷轉化為乙烯的氧化脫氫方法，該方法包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其中氧化脫氫條件包括2MPa至4MPa、優選2MPa至3MPa、更優選2MPa至2.5MPa的壓力。
3.根據權利要求2所述的方法，其中所述氧化脫氫條件包括200-450℃，優選250-350℃的溫度。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的方法，還包括將所述第二產物流分離成乙烯產物流和乙烷產物流。
5.根據權利要求4所述的方法，還包括將所述乙烷產物流再循環至步驟(a)。
6.根據權利要求1-5中任一項所述的方法，其中在步驟(a)、步驟(b)、步驟(c)或其組合中不對所述第一產物流進行壓縮。
7.根據權利要求1-6中任一項所述的方法，其中所述第一產物流還包含水和乙酸，并且所述方法還包括在步驟(b)之前從所述第一產物流中除去至少一部分所述水和所述乙酸。
8.根據權利要求1-7中任一項所述的方法，其中沸點低于乙烯的氣體包含一氧化碳，并且所述方法還包括在步驟(b)之前從所述第一產物流中除去所述一氧化碳或使所述第一產物流經受適于
9.根據權利要求1-8中任一項所述的方法，其中所述第一產物流包含二氧化碳，并且所述方法還包括在步驟(b)之前從所述第一產物流中除去所述二氧化碳。
10.根據權利要求1-9中任一項所述的方法，其中步驟(a)中的乙烷轉化率為20％-40％。
11.根據權利要求1-10中任一項所述的方法，其中步驟(b)中的所述第一產物流處于液相。
12.根據權利要求1-11中任一項所述的方法，其中步驟(b)中的所述第一產物流的摩爾蒸汽分數小于1％。
13.根據權利要求1-12中任一項所述的方法，其中不將甲烷加入到步驟(a)進料流中。
14.根據權利要求1-13中任一項所述的方法，其中具有低于乙烯的沸點溫度的氣體包括甲烷、氮氣、氬氣、一氧化碳和氧氣中的至少一種，并且所述氣體在所述第一產物流中的合并摩爾分數低于3％。
15.根據權利要求1-14中任一項所述的方法，其中除氧以外的進入包含步驟(a)的氧脫氫催化劑的氧脫氫單元的所有料流的沸點低于乙烯的氣體的合并摩爾分數低于2％。
...【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】
1.將乙烷轉化為乙烯的氧化脫氫方法，該方法包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其中氧化脫氫條件包括2mpa至4mpa、優選2mpa至3mpa、更優選2mpa至2.5mpa的壓力。
3.根據權利要求2所述的方法，其中所述氧化脫氫條件包括200-450℃，優選250-350℃的溫度。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的方法，還包括將所述第二產物流分離成乙烯產物流和乙烷產物流。
5.根據權利要求4所述的方法，還包括將所述乙烷產物流再循環至步驟(a)。
6.根據權利要求1-5中任一項所述的方法，其中在步驟(a)、步驟(b)、步驟(c)或其組合中不對所述第一產物流進行壓縮。
7.根據權利要求1-6中任一項所述的方法，其中所述第一產物流還包含水和乙酸，并且所述方法還包括在步驟(b)之前從所述第一產物流中除去至少一部分所述水和所述乙酸。
8.根據權利要求1-7中任一項所述的方法，其中沸點低于乙烯的氣體包含一氧化碳，并且所述方法還包括在步驟(b)之前從所述第一產物流中除去所述一氧化碳或使所述第一產物流經受適于...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉征，羅伯特·羅杰·布羅克休斯，谷田，穆拉里克里希南·戈帕拉克里希南，
申請(專利權)人：沙特基礎工業公司SABIC全球技術有限公司，
類型：發明
國別省市：
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