CN1042343A - 烯烃生产方法 - Google Patents

Abstract

通过原料与固体颗粒的直接接触使烃类原料热解，它们以活塞方式流经稀相传输反应器，而且原料和固体或以水平流动方式或以向下流动方式经过热解区。

Description

本发明涉及烃类的生产方法，更具体地说，涉及将饱和烃转变为烯烃的方法。

更具体地说，本发明涉及由饱和烃裂解和/或脱氢制备乙烯的方法。

可以将饱和烃加热到使其能转变为烯烃的高温来由此制备烯烃。例如，可以于短时间内将乙烷在高温下脱氢制得乙烯。也已将石脑油和重烃原料进行类似的高温热解生产烯烃，如乙烯。

通常都知道短的停留时间有利于烯烃生产。结果，停留时间短的管式加热器已被用于烯烃的生产，其中的至少包括一种饱和烃的原料被迅速加热到可使饱和烃转变为烯烃（特别是乙烯）的温度。

因此，通常饱和烃在管式加热器中短时间内即热解为烯烃;例如，在高温下加热时间大约为0.2～0.5秒;具体说在1200°F以上的温度，并且出口温度通常为约1500°～1550°F。

还有建议在上流反应器中通过使饱和烃与加热的固体颗粒直接接触而将饱和烃高温热解成为烯烃，上述固体颗粒的温度足以使原料升到裂解温度，并能使原料保持在此裂解温度，从而有效地进行饱和烃转变为烯烃的反应。

本发明涉及通过使热解原料与这种固体颗粒直接接触由饱和烃生产烯烃的改进方法。

根据本发明的一个方面，热解原料与加热固体颗粒直接接触，将热解原料加热到能使原料转变为烯烃的温度，并且固体和原料以活塞式流动经过烃转变区，该区的出口不高于其入口的水平高度。

因此，按照本发明的一个方面，通过与流过一个区域的固体颗粒直接接触，将饱和烃热解转变为烯烃，条件是流动方式或是水平流动或是向下流动。

根据先有技术的建议，烃原料和固体颗粒向上移动通过反应区，而按照本发明，流动方式为水平流动或向下流动。按照优选的实施方案，该流动方式为向下流动。

于是，按照本发明的一个方面，烯烃生产方法的改进之处在于：规定固体和原料烃的活塞式流动的方向或是水平的，或是向下的，并且最好是向下流动。在一种优选的实施方案中，固体和原料烃通过一个入口在顶部而出口在底部的立式反应器。

用于转变反应的固体可是是催化的或非催化的;因此，本发明涉及热解和催化热解原料烃来生产烯烃的方法。

在优选的实施方案中，被热解来生产烯烃的烃原料和固体作为烯释传输相并流经过输送管线或管式反应器，反应器的入口不低于其出口，最好出口低于入口，借此改进烯烃的生产。

在热解方法中，固体颗粒可以是很多种颗粒中的任何一种。作为这类颗粒的代表性例子，可以举出煤粒，焦炭粒等。通常，固体颗粒的粒度范围可以很宽，较小的粒度可以增加传热率;本发明的范围不限制于任何具体颗粒大小范围。

在催化热解方法中，固体颗粒应当包括已知可催化饱和烃转变为烯烃的反应的物质，特别应包括那些有利于生成乙烯的物质。

这类催化剂的代表性实例公开在1987年2月25日公开的欧洲专利申请0-211-340中。但应当理解，本发明范围不限于这些代表性的催化剂，根据这里介绍的内容，选用适当的催化剂看来是技术熟练人员可以做到的。

在热解方法中，通常是在至少1200°F的温度下发生热解的。通常该温度不超过1600°F。按照优选的方案，热解出口温度约为1450°F至1600°F。适当热解温度的选择部分地取决于用来进行热解的具体原料。根据这里介绍的内容，最佳温度的选择应是技术熟练人员可以做到的。

在本发明的优选方案中，这类热解反应是在停留时间通常不超过约0.5秒时发生的（停留时间是以原料在使其转变成烯烃的温度维持的时间数量来衡量的）。通常，较短的反应（或停留）时间有利于烯烃生成。因此，根据本发明的优选方案，停留时间不超过0.3秒，最好不超过0.2秒。根据优选方案，停留时间约为0.04～0.10秒。

热解反应可以在约1～10个大气压的压力下完成。

在催化热解方法中，温度通常至少为900°F，在大多数情况下不超过约1600°F。典型的温度范围约为1000°至1500°F。

和在热解方法中一样，短的停留时间有利于烯烃生成。通常，停留时间不超过约0.5秒，最好不超过约0.3秒。根据优选方案，停留时间应在约0.04至0.10秒范围。

催化热解压力通常在约1至10个大气压范围内。

用以进行本发明的热解或催化热解反应的原料可以是很多种原料中的任意一种。正如技术上已经知道的，这类原料中至少包括一种饱和烃。

原料中可以包含一种或多种烃类。例如，原料中可以只包括乙烷，只包括丙烷或包括乙烷与丙烷的混合物。热解的原料同样可以是重烃类，其中包括饱和烃类，如瓦斯油，石脑油，残油等。

在一个有代表性的热解操作中，温度约为室温至500°F的烃原料与温度约为1500°F至约1800°F的磨细的颗粒混合，进行烃原料与固体颗粒的直接接触混合时，二者的量应能保证混合物的温度能迅速并瞬间达到约1200°F至1600°F。该混合操作可通过将液体原料雾化或将气体原料引入到传输式反应器中，并同时引入热的固体颗粒来完成。然后将稀释传输状态的混合物通过管道或传输反应器，不用外部加热，这一流动最好采用下流方式。如前面所指出的，在如此高温下的这类接触，最好使接触时间或停留时间不超过0.5秒左右。停留指定时间以后，可以通过很多种方法中的任意一种使该混合物骤冷至裂解温度以下，这类方法例如有使混合物与引入的固体颗粒直接混合，而引入固体颗粒的温度和数量能迅速使混合物温度降到裂解温度以下。或者，也可以往混合物中引入骤冷液体和/或骤冷气体，使混合物迅速降到裂解温度以下。这些方法在技术上通常都是已知的。

根据一个较好的实施方案，稀相传输反应器按立式安装，入口在反应器的顶部，出口在其底部。

作为适用于本发明目的的传输反应器的实例，可参考一种管式反应器或由Berg等人公开的那种类型的反应器：

“The        Ultra-Rapid        Fluidized（URF）Reactor，A        Major        New        Reactor        system”Circ.Fluid        Bed        Technol，Proc.Int，conf.（Basu        Prabir        Editor        1986）377～83页。

本发明的突出优点在于在热解和催化热解两种方法中它都可以增加烯烃产量，特别是乙烯的产量。根据上面介绍的内容，本发明可以有很多种修改和变种方法，因此，在所附权利要求书范围内，可以按照具体叙述的另外一些方法来实施本发明。

Claims (7)

1、一种将烃类热解成烯烃的方法，其改进之处包括：

使热解用的烃原料与热的固体颗粒在稀释传输状态下接触，所述热的固体颗粒的温度能将热解用的烃原料加热到并维持在可产生烯烃的温度，所述原料和固体颗粒以活塞式流动方式通过一个烯相传输反应器，该反应器具有一个带入口和出口的热解区，所述出口的水平位置不高于入口的水平位置。

2、根据权利要求1的方法，其中所述的热解用原料和固体颗粒以活塞流动方式在稀释传输状态下向下流动。

3、根据权利要求1的方法，其中所述的热解为催化热解，以及所述固体颗粒包括一种热解催化剂。

4、根据权利要求1的方法，其中所述的方法是加热裂解方法。

5、根据权利要求4的方法，其中出口温度是1450°F至1600°F。

6、根据权利要求5的方法，其中停留时间是0.04至0.10秒。

7、根据权利要求4的方法，其中反应器入口在反应器出口的上方。