[其他]可脫氫烴類的催化脫氫工藝

在審

• 申請號: 101986000006197
• 申請日: 1986-09-15
• 公開（公告）號: CN86106197B
• 公開（公告）日: 1988-11-16
• 發明（設計）人: 丹尼斯·約翰·沃德
• 申請（專利權）人: 環球油品公司
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 羅宏;魏金璽

烴類在至少有兩個分開的脫氫催化劑床的反應區中進行催化脫氫。通過使用一種裝有氫選擇性氧化催化劑的中間床，進行反應物再加熱，并使氫消耗，以直接或間接熱交換法使第一脫氫床的出料冷卻從而增加燃燒階段的氫耗量。

本項發明涉及烴類轉化工藝領域。特別是，本項發明涉及烴類催化脫氫工藝。所研究的方法在烷基芳烴脫氫過程中得到最好的應用，例如苯乙烷轉化為苯乙烯。本項發明專門論述了將含氧氣體注入脫氫區所用的選擇性氫氧化催化劑床的技術。

在先有技術中充分地敘述了烴類的脫氫技術。采用這種技術，不論是無環烴類還是芳烴，均能被轉化為相應的低飽和產品。例如，工業上采用了脫氫技術從苯乙烷生產苯乙烯，從而滿足對這類聚合物前體的大量需求。已頒布的美國專利3，515，766（W.N.魯特等人）和美國專利3，409，689（D.J.沃德），都貼切地論述了包括苯乙烷在內的烷基芳烴的催化蒸汽脫氫工藝的典型的先有技術。上述專利介紹了過熱蒸汽摻進原料烴后的混合物，以及額外量的過熱蒸汽與脫氫催化劑序列床之間的反應物的混合物，來再加熱反應物的技術。

先有技術還指明，將氧通入脫氫區，使氧與脫氫反應所釋放的氫進行反應，從而放出熱量并消耗氫。已經知道的使用這種技術的工藝過程是利用一種氫氣氧化催化劑，試圖選擇性地進行氫的氧化，而不使在脫氫區同樣存在的原料或產品烴類氧化。例如，已頒布的美國專利3，437，703（R.E.賴特邁耶等人）披露一種脫氫工藝，它可以利用一種“均相催化劑系統”將氧化催化劑和脫氫催化劑加以混合;或利用一種由單個催化劑床所組成的層床系統，該系統亦稱為“復合床”系統。已頒布的美國專利3，855，330（J.C.門德爾松等人）也披露一種使用脫氫催化劑和氧化催化劑所組成的序列床的脫氫工藝。這份參考說明書使得人們了解到，氧氣最好不與脫氫催化劑接觸，而且大部分或全部所添加的氧最好都消耗在氧化催化劑床之中。

已頒布的美國專利3，502，737（J.R.古博里科安）提出一種用于苯乙烷脫氫的工藝。該工藝表明，通過精心地控制所提供的氧氣量和減少反應區所用的水蒸汽能夠維持催化劑的活性和穩定性。可以在最初和段間部位精心控制諸如空氣之類的含氧氣體的供給。可以認為，這份參考說明書所述及的方法局限于使用一種包含氫氧化催化劑和脫氫催化劑的物理混合物的催化劑系統，而且據信氧的存在有助于防止在脫氫催化劑的催化活性中心表面上積碳。

可以相信，迄今還沒有嘗試或介紹過采用冷卻反應物流的方法，來提高分開的氧化催化劑床中耗氫量的技術，以及由此提高氧化催化劑床中必定產生的熱量用來加熱反應物流的技術。在引用的參考說明書中似乎沒有記載有關這方面的內容。必須注意的是，以前提到的專利（R.E.賴特邁耶）載明（第3例，第50行），可以利用環境溫度下的空氣，把氧氣供給脫氫反應器。當把這種空氣混入脫氫催化劑床的出料物流中時，就會產生某種程度的冷卻作用。然而，參考說明書所列舉的實施例中使用的是脫氫和氧化催化劑的物理混合物，因而按照本發明的方法卻未能得到有益的效果。參考說明書還指出，最好是把蒸汽或氮氣混入含氧氣流中。

本項發明提供一種提高催化脫氫工藝中可以達到的單程轉化率的方法，該工藝采用選擇性氫燃燒步驟以供給段間再加熱。本發明增加了選擇性氫燃燒階段所消耗的氫氣量，由此降低了下游的脫氫催化劑床中存在的氫濃度，這樣，在其它條件都相同的情況下，能使反應平衡改變到有利于生產額外數量的脫氫烴類產品。需要采用本研究工藝中獨特的冷卻步驟，方能增加燃燒氫的數量，在該工藝中，上游脫氫區的有效出料通過間接換熱法加以冷卻。

本發明的一個概括的實施，可以作為一種具有獨特特征的脫氫工藝，該工藝包括如下一些步驟：將含有C₃以上的原料烴類的進料物流通入脫氫反應區，并通過維持在脫氫條件下的第一脫氫催化劑床，產生含有氫、C₃以上的原料烴類和C₃以上的產品烴類的第一脫氫區出料;用間接熱交換法冷卻脫氫區的出料，并將含氧氣流混入脫氫區出料物流中;將脫氫區的出料通入裝有氫選擇性氧化催化劑的分開的床中，并產生氧化區的出料;將氧化區的出料通入維持在脫氫條件下的第二脫氫催化劑床中，同時產生含有產品烴類的第二脫氫區的出料;回收產品烴類。