CN104245667B - 烷烃磺酸酯的生产 - Google Patents
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Abstract
提出一种用于生产烯烃磺酸酯的方法。该方法包括由正烷烃通过脱氢单元产生烯烃以生产烷烃与烯烃的混合物。使所述混合物磺化以使烯烃反应并产生烯烃磺酸酯。使烯烃磺酸酯与正烷烃分离以生产产物料流，其中使正烷烃再循环至脱氢单元。
Description
优先权声明
本申请要求2012年3月22日提交的美国申请No.13/427,204的优先权。
发明领域
本发明涉及生产磺酸烷基酯的方法。磺酸烷基酯的生产用于表面活性剂的生产。
发明背景
清净剂系列的线性链烷烃和线性烯烃通常使用煤油作为原料而生产。虽然希望的碳数链不同，通常产物的碳数范围为C10-C14，但是有时希望生产高达C18-C20碳数的较重产物。表面活性剂具有其他用途，且可能需要更重的烃组分。通常表面活性剂同时需要水溶性特性和油溶性特性。这些混合的性质使表面活性剂能够有利于界面张力降低并使粘性液体混合且流动。
表面活性剂在用于提高油回收的方法的化学注采体系中使用。对于提高油回收，希望较高分子量的表面活性剂或更长链的分子。然而，表面活性剂的生产是昂贵的方法。随着油价的提高，这种生产已变得更加有利，但通过较廉价方法生产表面活性剂甚至可在较低的油价下改善表面活性剂在提高油回收中的使用。因此，有利的是寻找改善且较廉价的生产表面活性剂的方法。
发明概述
本发明提供一种生产重烯烃磺酸酯的较廉价方法。重烯烃磺酸酯可用于提高油回收的方法中的表面活性剂。该方法包括提供一种C14-C30范围内的重正烷烃料流。使重正烷烃料流通入脱氢反应器以产生中间烯烃料流。使该中间烯烃料流在轻气体分离单元中脱气，并通入选择性氢化单元以除去二烯烃，并产生第二中间烯烃料流。该中间烯烃料流不分离出未反应的链烷烃，而是使该料流通入磺化单元，其中使烯烃转化为烯烃磺酸酯，并产生中间产物料流。使烯烃磺酸酯通入萃取单元，其中使烯烃磺酸酯在产物料流中回收，并使正烷烃分离至再循环料流。使正烷烃回到脱氢单元以进一步转化为烯烃。
在优选实施方案中，使原料料流通入分馏单元而产生具有较小范围的碳数的多种原料料流。使由分馏单元产生的各原料料流通入平行加工体系，如上所述，用于使正烷烃转化为烯烃磺酸酯。
本发明的其他目的、优势和应用将从随后的详述和附图中对本领域技术人员变得明显。
附图简述
图1为磺化重烯烃的方法的设计；以及
图2为磺化重烯烃的方法的替换设计。
发明详述
由链烷烃生产烯烃的方法通常包括使具有链烷烃的工艺过程料流通入脱氢单元以产生具有烯烃的工艺过程料流，随后使烯烃与链烷烃通过分离方法如蒸馏而分离。蒸馏要求使具有烯烃的工艺过程料流加热至足以使在工艺过程料流中的组分沸腾的温度。当工艺过程料流包含重烃时，使烃汽化的温度较高并在方法中引起很多问题。在这些问题中，包括烃的热裂解，其可明显降低产率且使该方法不经济。
烷基磺酸酯或烯烃磺酸酯可用作清净剂，且越来越多用作提高油回收的方法中的表面活性剂。用于提高油回收的方法的烯烃磺酸酯优选具有长链正烷基。然而，当将材料泵入地层并要求显著量时，成本是重要的。
本发明通过新方法产生烯烃磺酸酯，可提高产率并节约在产物料流中的产物回收的能量和成本。该方法是由低成本链烷烃制造烯烃磺酸酯的低成本方法。特别地，C14-C30范围内的低成本费-托链烷烃对于这种方法是有利的。该方法包括使正烷烃的原料料流通入链烷烃脱氢单元，由此产生包含烯烃和轻气体以及链烷烃的第一流出物料流。使第一流出物料流通入分离装置以产生轻气体料流以及包含烯烃和链烷烃的第二流出物料流。第二流出物料流是液体，并使其通入选择性氢化单元以使二烯烃氢化并产生烯烃工艺过程料流。使烯烃工艺过程料流通入磺化单元以使在烯烃工艺过程料流中的烯烃磺化，由此产生磺酸酯工艺过程料流。使磺酸酯工艺过程料流通入萃取单元以产生包含烯烃磺酸酯的第一萃取物工艺过程料流和包含链烷烃的第二萃取物料流。
使包含烯烃和正烷烃的料流磺化并随后分离的方法比在磺化前使烯烃与正烷烃分离的通常方法更加经济。这在使烯烃与正烷烃分离的更昂贵的方法方面更节约，这是由于正烷烃在磺化方法中是相对惰性的，几乎不影响磺化方法。
可使第二萃取物工艺过程料流回到脱氢单元而进一步使未反应的链烷烃转化。第二萃取物料流可包含少量来自萃取工艺过程的工艺过程料流中的硫酸酯。由于硫化合物对脱氢催化剂的有毒影响的可能性，可使第二萃取物工艺过程料流通入脱硫单元以产生基本不含硫的第二萃取物工艺过程料流，随后使其通入脱氢单元。
脱氢工艺过程可产生少量芳族化合物。可使芳族化合物通过使烯烃工艺过程料流通入芳族化合物萃取单元而除去，以产生不含芳族化合物的烯烃工艺过程料流。可使产生的芳族化合物工艺过程料流通入其他加工单元。随后使除去芳族化合物的烯烃工艺过程料流通入磺化单元而使烯烃转化为烯烃磺酸酯。
萃取方法可为液相分离方法。可使磺酸酯工艺过程料流与水料流合并以形成水相和非水相。水相将包含烯烃磺酸酯，其可随后与水通过已知方法分离。非水相将主要包含链烷烃。可使非水相通入干燥单元以除去残留的水并产生干燥的链烷烃料流。随后使干燥的链烷烃料流通入脱氢单元。干燥单元可包含在其上使非水相通过的分子筛。分子筛除去水并留下干燥的链烷烃料流。
可由几种来源生产烃原料，其中经济性是驱动因素。在一个实施方案中，包含正链烷烃的原料料流由包含C14-C30范围内的重链烷烃的重链烷烃原料产生。使链烷烃原料通入吸附分离单元以产生包含C14-C30范围内的正链烷烃的原料，以及包含非正链烷烃和其他烃的萃余液料流。随后使原料料流通入脱氢单元。
在优选实施方案中，链烷烃在C14-C28范围内。当链烷烃具有更窄的分布时脱氢单元更有效地运行。该方法可进一步包括使正链烷烃原料料流分馏以产生两个或多个流出物料流。使来自分馏单元的流出物料流通入脱氢单元。对于C14-C28范围的分子量，通常使分馏单元作为真空分馏单元操作，并在提供希望的分离的温度和压力下操作。
在一个实施方案中，分馏单元可包括多个分馏塔，且该单元可产生多个料流，或更窄范围的正链烷烃可选自利用分馏单元使所需碳数范围由原料料流分离的原料。
在一个实施方案中，操作方法以选择更窄范围的正烷烃。该方法包括使C15-C28范围内的正烷烃原料料流通入分馏单元。设计并操作分馏单元以产生两个或更多个正烷烃料流。可设计分馏而用于包含C15-C18正烷烃的第一料流、包含C19-C22正烷烃的第二料流、包含C20-C24正烷烃的第三料流和C24-C28正烷烃的第四料流。
该方法可使单个料流通入分开的脱氢反应器，或第一料流通入第一脱氢反应器、第二料流通入第二脱氢反应器，使第三料流通入第三脱氢反应器，且使第四料流通入第四脱氢反应器，其中操作各脱氢反应器以优化用于不同原料料流的脱氢工艺过程，其中使各脱氢反应器流出物随后合并并通过轻气体分离单元、除去二烯烃的选择性氢化单元以及磺化单元加工。脱氢反应器在不同条件，特别是不同入口温度下操作，这是因为正链烷烃在不同入口温度下具有不同的转化速率。
随后使合并的料流通入轻气体分离单元以使轻气体与烯烃和正链烷烃工艺过程料流分离。使烯烃和正链烷烃工艺过程料流通入选择性氢化单元以使二烯烃和乙炔选择性地氢化而产生中间烯烃料流。使该中间烯烃料流通入磺化单元以形成烯烃磺酸酯工艺过程料流。使烯烃磺酸酯工艺过程料流通入萃取单元以使烯烃磺酸酯与未反应的正烷烃分离，并使正烷烃回到分馏单元。
该方法可包括使由各萃取单元回收的各正烷烃料流通入脱硫单元以产生基本不含硫的正烷烃料流。使基本不含硫的正烷烃料流回到分馏单元以使未反应的正烷烃转化为烯烃磺酸酯。
替换方法包括以轮流顺序加工各料流，其中第一料流在脱氢单元(其中使脱氢单元流出物料流通入轻气体分离单元)、选择性氢化单元以及磺化单元中加工。随后在脱氢单元中加工第二料流，其中使流出物料流通入整个工艺过程中的随后单元。随后可以是第三料流和第四料流。
另一替换方法取决于最终用途，并取决于工艺过程料流或用于产生烯烃磺酸酯的料流的选择。作为一个实例，如果设备仅希望更大的烯烃如C24-C28烯烃，则可设置分馏单元以再循环较轻正烷烃或使其再导至其他加工单元(其中使C24-C28正烷烃通入脱氢单元)以及随后的加工单元以形成烯烃磺酸酯。
脱氢单元数的选择和设计可取决于工艺过程料流的大小和用于中间储存未加工的正烷烃料流的储存装置的尺寸。在一个实施方案中，所述工艺过程可包括用于加工由分馏单元产生的各料流的多个装置。在各料流中回收的正烷烃因此将仅需要回到脱氢单元，而不是回到分馏单元。当转化速率低时，该工艺过程由于通过分开的工艺过程料流加工各自具有窄碳范围的正烷烃料流而更具经济性，其中各工艺过程料流包括脱氢单元、轻气体分离单元、选择性氢化单元、磺化单元以及烯烃磺酸酯萃取单元。
所述方法在图1中显示，其中使包含C15-C28正烷烃的正烷烃原料8通入分馏单元10。操作分馏单元10以产生多个工艺过程料流，即第一料流12、第二料流14、第三料流16和第四料流18。各料流按照分开，但平行的路径通过设备和工艺过程单元的平行装置。使第一料流12通入第一脱氢反应器20以产生脱氢反应器流出物料流22。使脱氢反应器流出物22通入轻气体分离单元30以以顶部料流32分离氢气与其他轻气体并产生第二流出物料流34。使第二流出物料流34通入选择性氢化单元40并产生中间烯烃工艺过程料流42。使该中间烯烃工艺过程料流42通入磺化单元50以产生磺酸酯工艺过程料流52。使该磺酸酯工艺过程料流52通入萃取单元60以产生包含烯烃磺酸酯的第一工艺过程料流62和包含正烷烃的第二萃取物料流64。使第二萃取物料流64通入脱氢单元20以进一步加工未反应的链烷烃。该方法可包括在使第二萃取物料流64通入脱氢单元20之前使第二萃取物料流64通过脱硫单元。
该方法的另一实施方案在图2中显示，其中将正烷烃进料分为三个部分。该方法包括使C15-C28正烷烃通入分馏单元10。操作分馏单元10以产生三个工艺过程料流，即第一料流12、第二料流14和第三料流16。使第一料流12通入第一脱氢反应器20a以产生第一脱氢反应器流出物料流22。使第二料流通入第二脱氢反应器20b以产生第二脱氢反应器流出物料流24。使第三料流通入第三脱氢反应器20c以产生第三脱氢反应器流出物料流26。使脱氢反应器流出物22、24和26通入轻气体分离单元30以以顶部料流32分离氢气与其他轻气体，并产生第二流出物料流34。使第二流出物料流34通入选择性氢化单元40并产生中间烯烃工艺过程料流42。使该中间烯烃工艺过程料流42通入磺化单元50以产生磺酸酯工艺过程料流52。使该磺酸酯工艺过程料流52通入萃取单元60以产生包含烯烃磺酸酯的第一工艺过程料流62和包含正烷烃的第二萃取物料流64。使第二萃取物料流64通入分馏单元10以进一步加工未反应的链烷烃。
脱氢方法对于不同的链烷烃具有不同的操作条件。转化率通常为10-15％的正烷烃转化为烯烃。脱氢方法包括在150-400kPa的压力，优选200-300kPa的压力下操作，通常操作压力约为240kPa。LHSV为10-40hr-1，优选20-30hr-1。该方法在富含氢气的气氛下操作，其中氢气与烃的摩尔比(H2/HC)为2-10，优选5-7。该方法的操作温度为平均分子量的函数，温度降低以提高平均分子量。操作温度为原料入口温度。对于C10-C13范围内的原料料流，范围是450-470℃，优选460℃的操作入口温度。对于C15-C18范围内的原料料流，范围是440-460℃，优选450℃的操作入口温度。对于C19-C22范围内的原料料流，范围是425-445℃，优选435℃的操作入口温度。对于C20-C24范围内的原料料流，范围是420-440℃，优选430℃的操作入口温度。对于C24-C28范围内的原料料流，范围是400-425℃，优选414℃的操作入口温度。
对于该方法可设想其他构造，且本发明意欲覆盖加工正烷烃原料料流的其他变化。尽管本发明已通过目前认为优选的实施方案描述，应理解本发明不限于已公开的实施方案，而是意欲覆盖包括于所附权利要求书范围的各种变化及等价设置。
Claims (9)
1.一种用于生产烯烃磺酸酯的方法，包括：
使包含C14-C30范围内的重链烷烃的烃原料通入吸附分离单元以产生包含C14-C30范围内的正链烷烃的原料料流及萃余液料流；以及
使其中烷烃具有14-30个碳原子的包含正烷烃的原料料流通入链烷烃脱氢单元，由此产生包含烯烃和轻气体的第一流出物料流；
使第一流出物料流通入分离装置以产生轻气体料流和，包含具有14-30个碳原子的烯烃的液体料流，由此生成第二流出物料流；
使第二流出物料流通入选择性氢化单元以使二烯烃氢化，并产生烯烃工艺过程料流；
使烯烃工艺过程料流通入磺化单元以使烯烃工艺过程料流中的烯烃磺化，并产生磺酸酯工艺过程料流；以及
使磺酸酯工艺过程料流通入萃取单元以产生包含烯烃磺酸酯的第一萃取物工艺过程料流和包含链烷烃的第二萃取物工艺过程料流。
2.根据权利要求1的方法，进一步包括：
使烯烃工艺过程料流通入芳族化合物萃取单元以产生不具有芳族化合物的烯烃工艺过程料流和芳族化合物工艺过程料流；以及
使不具有芳族化合物的烯烃工艺过程料流通入磺化单元。
3.根据权利要求1的方法，其进一步包括使第二萃取物工艺过程料流通入脱氢单元。
4.根据权利要求1的方法，其中烷烃具有14-28个碳原子。
5.根据权利要求1的方法，其进一步包括：
使第二萃取物工艺过程料流通入脱硫单元以产生基本不含硫的工艺过程料流；以及
使基本不含硫的工艺过程料流通入脱氢单元。
6.根据权利要求1的方法，其中萃取工艺过程包括：
使磺酸酯工艺过程料流与水接触以产生包含烯烃磺酸酯的水流出物料流和包含链烷烃的流出物料流。
7.根据权利要求6的方法，其进一步包括：
使包含链烷烃的流出物料流通入干燥单元以除去残留的水，由此产生干燥的链烷烃料流；以及
使干燥的链烷烃料流通入脱氢单元。
8.根据权利要求1的方法，其进一步包括：
使其中烷烃具有15-28个碳原子的包含正烷烃的原料料流通入分馏单元，以产生两个或多个流出物料流；以及
使流出物料流通入脱氢单元。
9.根据权利要求8的方法，其中分馏单元产生包含C15-C18正烷烃的第一料流、包含C19-C22正烷烃的第二料流、包含C20-C24正烷烃的第三料流和包含C24-C28正烷烃的第四料流，且其中使第一料流通入第一脱氢反应器，使第二料流通入第二脱氢反应器，使第三料流通入第三脱氢反应器，且使第四料流通入第四脱氢反应器，且其中使第一、第二、第三和第四脱氢反应器在不同操作条件下操作。
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