[發明專利]用于將輕質烷烴轉化成芳香族化合物的系統和方法

在審

• 申請號: 202010318095.7
• 申請日: 2020-04-21
• 公開（公告）號: CN113527026A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 喬舒亞·邁爾斯;王輝;單軍軍;程繼紅;顧佑宗;麗薩·阮
• 申請（專利權）人: 國家能源投資集團有限責任公司;北京低碳清潔能源研究院
• 主分類號: C07C2/84
• 分類號: C07C2/84;C07C15/04;C07C15/06;C07C15/08
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 陳小蓮;劉依云

本發明提供了用于生產芳香族化合物的系統和方法。該系統包括裂化單元和芳構化單元，所述裂化單元被配置成將輕質烷烴轉化成包含至少一種烯烴的含烯烴的烴。所述輕質烷烴選自由甲烷、乙烷、丙烷、丁烷及其組合組成的組。裂化單元被配置為將含烯烴的烴至少部分地進料到所述芳構化單元中。該含烯烴的烴包含至少40重量％的所述至少一種烯烴。芳構化單元用于將其中的含烯烴的烴轉化為產物流，所述產物流包括芳香烴，所述芳香烴選自由苯、甲苯、二甲苯及其組合組成的組。

技術領域

本發明涉及石油化學加工領域。更具體地，本發明涉及由輕質烷烴和/或烯烴制備芳香烴的方法。

背景技術

輕質烴向芳香族化合物的轉化是重要的，因為它提供了由較便宜的原料如甲烷和烯烴生產高價值芳香烴如苯、甲苯和二甲苯(BTX)的途徑。由相對廉價的原料提供芳香族化合物是一種經濟上有吸引力的制備原料的方法。苯、甲苯和二甲苯是用于聚合物和其它石油化工產品合成的非常重要的石油化工原料。例如，BTX可用作苯乙烯單體以及其它合成衍生物的前體。

將輕質烷烴和烯烴轉化成芳香族產物的方法是催化芳構化反應，其是可以包括脫氫、低聚和芳構化步驟的復雜反應。

EP0785178B1描述了將包含至少一種選自烯烴和鏈烷烴的輕質烴原料轉移至包含由沸石催化劑制成的固定催化劑床的固定床絕熱反應器中的方法。所述輕質烴原料與所述催化劑接觸以產生芳香烴產物流。該方法需要主要包含C5烯烴的物流以便該方法產生按需的芳香烴。

US9321703描述了一種將甲烷轉化為乙烯，然后通過使用乙烯-液體(ETL)反應器將乙烯轉化為高級烴的方法。該反應器使用低聚方法，該方法得到各種產物的混合物，目的是產生用作燃料的共混原料的C4-C5產物流。

發明內容

本發明提供了用于生產芳香族化合物的系統和方法。根據一些實施方式，這樣的系統包括裂化單元和芳構化單元，所述裂化單元被配置為將輕質烷烴轉化為包含至少一種烯烴的含烯烴的烴。在一些實施方式中，所述輕質烷烴選自甲烷、乙烷、丙烷、丁烷及其組合。裂化單元被配置為將含烯烴的烴至少部分地進料到芳構化單元中。這種含烯烴的烴包含至少40重量％的所述至少一種烯烴。

芳構化單元被配置為將其中的含烯烴的烴轉化為產物流，所述產物流包括選自苯、甲苯、二甲苯及其組合的芳香烴。所得產物可以是苯、甲苯、二甲苯或其組合。在一些實施方式中，所得產物包括苯、甲苯和二甲苯(BTX)。

在一些實施方式中，裂化單元包括蒸汽裂化器或任何其它合適的裂化器。原料可以是任何輕質烷烴，或輕質烷烴和烯烴的混合物。在一些實施方式中。所述輕質烷烴是乙烷，并且所述至少一種烯烴包含至少40重量％的乙烯和可選的丙烯。

在一些實施方式中，裂化單元包括裂化反應器和可選的裂化分離器。芳構化單元包含芳構化反應器和可選的芳構化分離器。裂化反應器被配置成將含烯烴的烴的第一料流進料至芳構化反應器中，并可選地將含烯烴的烴的第二料流進料至裂化分離器中。第一料流和第二料流可以是任何比率的。例如，第一料流可以是來自裂化單元的含烯烴的烴流的10-100％，第二料流可以是來自裂化單元的含烯烴的烴料流的0-90％。裂化分離器被配置成分離含烯烴的烴的第二料流以提供乙烯流和丙烯流。

芳構化反應器被配置為將包含芳香烴的產物流引導至芳構化分離器中。芳構化分離器被配置為分離產物流以提供包含苯、甲苯、二甲苯或其組合的第一產物。芳構化分離器被配置為進一步提供包含C8+烴的第二產物。

此外，芳構化分離器可以被配置為從產物流中分離出含烴殘余氣體并將含烷烴殘余氣體引導至裂化分離器中。裂化分離器被配置成分離其中的含烷烴的氣體并且將含烷烴的氣體再循環回到裂化反應器。