[發明專利]用于生產烯烴的方法

有效

• 申請號: 201080051112.X
• 申請日: 2010-11-08
• 公開（公告）號: CN102639676A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: L·A·喬特;H·亨利;J·范維斯特雷南
• 申請（專利權）人: 國際殼牌研究有限公司
• 主分類號: C10G3/00
• 分類號: C10G3/00;C10G9/00;C10G57/00;C01B3/22;C01B3/32;C07C1/20;C07C5/32;C07C29/15
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 陳文平

發明領域

本發明涉及用于生產烯烴的方法和用于生產烯烴的集成系統。

發明背景

近年來，對全球范圍天然氣資源的勘探和利用給予了越來越多的關注。相對于油來說，天然氣的缺點是難以將大量天然氣從來源地運輸到市場。高效運輸天然氣的一種方式是將天然氣液化并運輸液化天然氣(LNG)。另一種方式是使用氣制油工藝(GtL)將天然氣中的甲烷轉化成液體烴類。GtL產物一般為液體，并可以以與傳統的油或油制品類似的方式運輸。

除了甲烷之外，天然氣通常還包含其他烴類，例如乙烷、丙烷和丁烷。這樣的天然氣被稱為濕氣。后兩者可以添加到LPG合并物中，但是乙烷不能。此外，出于各種原因，供應到LNG或GtL工藝的天然氣中的乙烷含量受到限制，因此在向LNG或GtL工藝提供天然氣之前，必須將顯著部分的乙烷從天然氣中移除。

盡管乙烷的應用是有限的，通常乙烷在燃燒爐中燃燒以提供熱量；但它的相應烯烴乙烯是具有廣泛應用的基礎材料，并具有極大的商業利益。可以使用例如熱裂化方法將乙烷轉化成乙烯。隨后，乙烯可用于生產例如聚乙烯、苯乙烯或單乙基乙二醇。乙烷向乙烯的轉化高度吸熱并需要大量能量輸入。此外，用于乙烷到乙烯工藝、特別是后段整理(work-up)區段和隨后的乙烯轉化工藝的資本支出高，因此需要最小化乙烯生產能力才能使其在經濟上有利。當天然氣中的乙烷含量太低，因此沒有足夠的乙烷可用時，乙烷/乙烯路線變得沒有吸引力。

在天然氣從相對小的氣層、特別是位于邊遠的隔離的地區的氣層抽取，也稱為被隔絕的天然氣的情況下，這個問題變得更加顯著。當然，這種被隔絕的天然氣可以轉化成LNG或GtL產品。然而，這要求被隔絕的天然氣層維持每日最小的生產水平以便使投資合算。一般地，這樣的被隔絕的天然氣層不能實現足夠的生產水平以維持GtL或LNG工廠。此外，聯產的乙烷不足以維持乙烷到乙烯工藝和隨后的乙烯轉化工藝。

已經提議將乙烷蒸汽裂化器與能夠生產額外乙烯的含氧化合物(oxygenate)-至-烯烴(OTO)方法相組合。例如，C.N.Eng等(C.Eng，E.Arnold，E?Vora，T.Fuglerud，S.Kvisle，H.Nilsen，Integration?of?the?UOP/HYDRO?MTO?Process?into?Ethylene?plants，10th?Annual?Ethylene?Producers′Conference，New?Orleans，USA，1998)建議將UOP的甲醇到烯烴(MTO)工藝與石腦油或乙烷進料的蒸汽裂化器合并。提到了通過將兩個工藝合并能夠生產足夠的乙烯，同時聯產有價值的丙烯。C.Eng等提到的缺點是進料到MTO反應的主要進料甲醇的價格波動。

在WO?2009/039948A2中，提出了將蒸汽裂化和MTP工藝組合來制備乙烯和丙烯。根據WO?2009/039948A2，在該方法中，通過將兩個工藝的后段合并獲得了特別的優勢。從甲烷生產甲醇進料，需要供應足夠的甲烷。

在US2005/0038304中，公開了用于從OTO系統和蒸汽裂化系統生產乙烯和丙烯的集成系統。根據US2005/0038304，在該方法中，通過將兩個工藝的后段合并獲得了特別的優勢。從合成氣生產通往OTO工藝的甲醇進料。然而根據US2005/0038304，由于合成氣生產工藝的吸熱性質，從合成氣生產甲醇要求高的能量，這樣的吸熱合成氣生產工藝一般是蒸汽甲烷重整。

在US2002/0143220A1中，描述了用于生產烯烴的方法。將烴類進料氧化脫氫以生產烯烴和合成氣。合成氣可以被轉化成甲醇。甲醇可以轉化成乙烯。

使用天然氣生產乙烯的問題在于，除了天然氣中的烴類之外，可能從地下天然氣或儲油庫聯產顯著量的二氧化碳。這樣的二氧化碳也被稱為氣田二氧化碳。以從儲油庫提取的氣體總含量計，一些地下天然氣或儲油庫包含高達70mol％的顯著濃度的二氧化碳。該二氧化碳必須被回收或捕獲并儲存。

另一個問題在于，特別是當二氧化碳含量高時，從地下氣層生產的乙烷不足以維持乙烷裂化器的全部運行。

在US2007/049647A1中，描述了可以將與天然氣聯產的二氧化碳與合成氣混合，以生產用于甲醇到烯烴工藝的甲醇進料。