CN107635953A - 与合成气制烯烃工艺相关的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本文公开了一种能够由产物流产生苯的系统和方法。

Description

与合成气制烯烃工艺相关的系统和方法
相关申请的交叉参考
本申请要求2015年5月15日提交的美国临时申请No.62/161,999的权益，该临时申请以引用的方式整体并入本文中。
背景
合成气(H2和CO的混合物)可以通过本领域中众所周知且在全世界被行业内广泛实践的方法而容易地从煤或甲烷(天然气)产生。许多众所周知的工业工艺使用合成气来生产各种氧化的有机化学品。在20世纪20年代，最初发现并开发了通过催化从合成气产生烃类的费-托催化工艺，且多年来在南非用于生产汽油类烃类作为汽车燃料。催化剂典型地包含支承在氧化铝或氧化钛上的铁或钴。诸如铼、锆、锰等促进剂有时可以与钴催化剂一起使用，以改善催化性能的每一个方面。产物典型地是具有六个或六个以上碳原子的汽油类烃液体以及重烃产物。如今，较低分子量的C1-C5烃类(链烷烃类和/或烯烃类)是所期望的，而且可以经由费-托催化工艺从合成气气体获得。
市场上仍然长期需要用于由费-托工艺产生有用化合物的新型改进方法。
发明概要
本文中公开一种系统，所述系统包括：a)费-托反应器，所述费-托反应器包括第一入口和第一出口；b)烃分离器，所述烃分离器包括第二入口、第二’出口和第二”出口；c)C2-C3烯烃分离器，所述C2-C3烯烃分离器包括第三入口和第三出口；d)C4+烃转化反应器，所述C4+烃转化反应器包括第四入口和第四出口；和e)苯转化反应器，所述苯转化反应器包括第五入口和第五出口，其中所述费-托反应器经由第一连接器与所述烃分离器流体连通，其中所述第一连接器连接至所述费-托反应器的第一出口并且连接至所述烃分离器的第二入口，其中所述烃分离器经由第二连接器与所述C2-C3烯烃分离器流体连通，其中所述第二连接器连接至所述烃分离器的第二’出口并且连接至所述C2-C3烯烃分离器的第三入口，其中所述烃分离器经由第三连接器与所述C4+烃转化反应器流体连通，其中所述第三连接器连接至所述烃分离器的第二”出口并且连接至所述C4+烃转化反应器的第四入口，其中所述C4+烃转化反应器经由第四连接器与所述苯转化反应器流体连通，其中所述第四连接器连接至所述C4+烃转化反应器的第四出口并且连接至所述苯转化反应器的第五入口。
本文中还公开一种方法，所述方法包括以下步骤：a)提供由将合成气转化为烯烃类的费-托工艺产生的第一产物流，所述第一产物流包含C2-C3烃流和C4+烃流；b)从所述第一产物流中分离出所述C2-C3烃流的至少一部分；c)将所述C4+烃流中的丁烯的至少一部分转化为BTX；和d)将所述BTX中的甲苯或二甲苯或其组合的至少一部分转化为苯。
其它优势将部分地在以下发明描述中加以陈述，且将部分地由发明描述显而易知，或者可以通过实践下文所描述的诸多方面习得。通过随附权利要求书中具体指出的化学组合物、方法及其组合将意识到并获得下文所描述的优势。应理解，上文的一般性描述和下文的详细描述仅是示例性和解释性的，而非限制性的。
附图描述
并入本说明书中且构成其一部分的附图说明了若干个方面，并且连同发明描述一起用于解释本发明的原理。
图1示出了本文公开的一个方面的系统和方法的流程图。
本发明的其它优势将部分地在以下发明描述中加以陈述，且将部分地由发明描述显而易知，或者可以通过实践本发明而习得。通过随附权利要求书中具体指出的要素及组合将意识到并获得本发明的优势。应理解，如所要求的，上文的一般性描述和下文的详细描述仅是示例性和解释性的，而非限制本发明。
详细描述
本文中公开了可用于所公开的方法和组合物中、可结合所公开的方法和组合物使用、可用于所公开的方法和组合物的制备中或者是所公开的方法和组合物的产物的材料、化合物、组合物和组分。应理解，在公开这些材料的组合、子集、相互作用、群组等时，尽管这些化合物的每一个不同的个别和集体组合与排列的具体参照无法明确公开，但各自明确地涵盖在本发明中并加以描述。举例来说，如果公开并讨论了一种催化剂组分，并且讨论了该组分的多种替代固态形式，那么除非明确地相反指出，否则将明确地涵盖该催化剂组分和可能的固态形式的各种和每种组合和排列。此概念适用于本公开的所有方面，包括(但不限于)制造和使用所公开的组合物的方法中的步骤。因此，如果存在可以进行的各种其它步骤，那么应理解这些其它步骤中的每一个可以利用所公开的方法的任何具体方面或诸多方面的组合来进行，而且明确地涵盖每一个此类组合并且应视为被公开。
1.定义
在本说明书和所附权利要求书中，将参考将定义为具有以下含义的众多术语：
须注意，除非上下文另外明确指出，否则如说明书和随附权利要求书中所用，单数形式的“一(a/an)”和“所述(the)”包括复数形式的提及物。因此，举例来说，提到“烃”包括烃类的混合物。
范围在本文中可以表达为从“一个具体值”和/或至“另一个具体值”。在表达此类范围时，另一个方面包括从一个具体值和/或至另一个具体值。类似地，当值通过使用前缀表达为近似值时，应理解所述具体值构成另一个方面。另外应理解，每一个范围的端点显然与另一个端点相关，并且独立于另一个端点。
说明书和最后的权利要求书中提到组合物或物品中的具体要素或组分的重量份数表示表达重量份数的组合物或物品中的所述要素或组分与任何其它要素或组分之间的重量关系。因此，在含有2重量份组分X和5重量份组分Y的化合物中，X和Y是以2∶5的重量比存在，且以所述比率存在，而不考虑化合物中是否含有其它组分。
除非有明确相反描述，否则组分的重量百分比是基于包括该组分的制剂或组合物的总重量。
如本文所用的术语“BTX”在本领域中是众所周知的，并且是关于苯、甲苯和二甲苯的混合物。如本文所用，术语“化学级BTX”是关于包含少于5wt％的除苯、甲苯和二甲苯以外的烃类，诸如少于4wt％的除苯、甲苯和二甲苯以外的烃类，诸如少于3wt％的除苯、甲苯和二甲苯以外的烃类和诸如少于2.5wt％的除苯、甲苯和二甲苯以外的烃类的烃混合物。
术语“二甲苯”和“二甲苯类”在本文中可互换使用。“二甲苯”是指由具有两个甲基的苯环组成的芳香烃。甲基可以处于苯环的不同的取代位置。
2.费-托催化工艺
从合成气产生烃类的费-托催化工艺在本领域中是已知的。如流程1中所示，在费-托工艺中可以发生若干个反应，诸如费-托(FT)反应、水气转换反应和氢甲烷化反应。
流程1
FT反应： n CO+2n H2→(CH2)n+H2O
水气转换反应(WGS)： CO+H2O→CO2+H2
甲烷化反应 CO+H2→CH4+H2O
在本文所述的费-托工艺中被混合的气体包含H2和CO。进料气的H2/CO摩尔比可以是0.5至4。举例来说，H2/CO摩尔比可以是1.0至3.0，诸如1.5至3.0，或在另一个实施例中，1.5至2.5。应了解，H2/CO摩尔比可以控制所产生的烃类的选择性。H2/CO的消耗摩尔比通常是约1.0至约2.5，诸如约1.5至2.1。只要水气变换反应是活跃的，这个比率就增加，且因此使用低于消耗比的进料比将在反应期间产生在可接受范围内(正常低于2)的稳定H2/CO比。H2和CO在费-托反应中通过催化发生反应。
需要旨在产生烯烃类(即，C2-C10烯烃类)的费-托工艺，且此类工艺可以产生大量的C4+烃类，包括C4+链烷烃类和C4+烯烃类。如本文所公开，包含C4+烃类的物流可以经过加工以产生苯。本文还公开了在生产苯期间，C4+烃类还经过加工以产生C2-C3烯烃类。苯是用于制造其它有用化学品，诸如乙基苯、异丙苯、环己烷、硝基苯和烷基苯的重要中间分子。举例来说，乙基苯是用于生产高分子量聚合物的苯乙烯的前体。苯还被用作溶剂，而且可以用于制造各种类型的橡胶、润滑剂、染料、清洁剂、药物、炸药和杀虫剂。本文公开的系统和方法能够由费-托工艺中产生的产物流生产苯。
3.系统
本文中公开一种系统，所述系统包括：a)费-托反应器，所述费-托反应器包括第一入口和第一出口；b)烃分离器，所述烃分离器包括第二入口、第二’出口和第二”出口；c)C2-C3烯烃分离器，所述C2-C3烯烃分离器包括第三入口和第三出口；d)C4+烃转化反应器，所述C4+烃转化反应器包含第四入口和第四出口；和e)苯转化反应器，所述苯转化反应器包含第五入口和第五出口，其中所述费-托反应器经由第一连接器与所述烃分离器流体连通，其中所述第一连接器连接至所述费-托反应器的第一出口并且连接至所述烃分离器的第二入口，其中所述烃分离器经由第二连接器与所述C2-C3烯烃分离器流体连通，其中所述第二连接器连接至所述烃分离器的第二’出口并且连接至所述C2-C3烯烃分离器的第三入口，其中所述烃分离器经由第三连接器与所述C4+烃转化反应器流体连通，其中所述第三连接器连接至所述烃分离器的第二”出口并且连接至所述C4+烃转化反应器的第四入口，其中所述C4+烃转化反应器经由第四连接器与所述苯转化反应器流体连通，其中所述第四连接器连接至所述C4+烃转化反应器的第四出口并且连接至所述苯转化反应器的第五入口。
应理解，本文公开的反应器的次序可以基于费-托工艺中的产物分布而变化，所述费-托工艺由合成气产生烯烃类。
在一个方面，所述系统还包括合成气产生反应器，所述合成气产生反应器包括第六出口，其中所述合成气产生反应器经由第五连接器与所述费-托反应器流体连通，其中所述第五连接器连接至所述合成气产生反应器的第六出口并且连接至所述费-托反应器的第一入口。
等温和/或绝热固定床、移动床或流化床反应器可以用作费-托反应器，所述反应器可以进行对于产生烯烃类具有选择性的费-托工艺。所述费-托反应器被配置成用于将合成气转化为烯烃类。
所述费-托反应器可以包括一种或多种费-托催化剂。费-托催化剂在本领域中是已知的，而且可以是例如Fe基催化剂和/或Co基催化剂和/或Ru基催化剂。此类催化剂在美国专利4,088,671和美国专利4,207,248中有所描述，所述美国专利整体并入本文中，具体来说是其中关于费-托催化剂的公开内容。
烃分离器是可以基于分子量来分离烃类的分离器。所述烃分离器可以是设计成用于分离各种烃类的一系列分离器。举例来说，所述烃分离器可以是脱乙烷塔、脱丙烷塔、脱丁烷塔或其组合。所述烃分离器能够从将合成气转化为烯烃类的费-托工艺产生的第一产物流中分离出C2-C3烃流。所述烃分离器还能够从将合成气转化为烯烃类的费-托工艺产生的第一产物流中分离出C4烃流。所述烃分离器还能够从将合成气转化为烯烃类的费-托工艺产生的第一产物流中分离出C5+烃流。因此，所述烃分离器允许未转化的合成气与烃分离，如此可以将它再循环回到所述费-托反应器中。
脱乙烷塔在本领域中是已知的。脱乙烷塔从本文公开的烃流中分离出本文公开的C2烃流。所述C2烃流包含乙烯和乙烷。脱乙烷塔可以是使用蒸馏分离技术进行烃分离的分馏塔。脱乙烷塔例如描述于美国专利7,554,002、欧洲专利1035094和美国专利5,791,161中，所述专利整体并入本文中，具体来说是其中关于脱乙烷塔的公开内容。所述C2烃流可以经过C2分流分馏塔以使乙烯与乙烷分离。
脱丙烷塔在本领域中是已知的。脱丙烷塔使本文公开的C3烃类与诸如C2、C4和C5+烃类等其它烃类分离。脱丙烷塔可以是使用蒸馏分离技术进行烃分离的分馏塔。所述C3烃流包含丙烯和丙烷。脱丙烷塔例如描述于美国专利6,291,734中，所述专利整体并入本文中，具体来说是其中关于脱丙烷塔的公开内容。所述C3烃流可以经过C3分流分馏塔以使丙烯与丙烷分离。
因此，在一个方面，所述第一产物流可以首先经历脱乙烷塔中的工艺和脱丙烷塔中的工艺，在此类工艺中C4+烃类将保留在所述第一产物流中，而C2和C3烃类的至少一部分将从所述第一产物流中去除。
C2-C3烯烃分离器是一种可以使C2-C3烯烃类(乙烯和丙烯)与C2-C3链烷烃类(乙烷和丙烷)和其它产物分离的分离器。所述C2-C3烯烃分离器可以是一种可以在低温下使C2-C3烯烃类与C2-C3链烷烃类分离的分离器。举例来说，所述烯烃分离器可以从烃流中分离出乙烯和丙烯。烯烃分离器在本领域中是已知的，而且还可以包括蒸馏和膜分离或其组合。
C4+烃转化反应器是一种被配置成用于将C4+烃类转化为芳烃类，诸如BTX的容器。C4+烃类，诸如C6-C8烃类或C4-C12烃转化为芳烃类，诸如BTX在本领域中是已知的，而且通常是催化过程。举例来说，可以使用沸石型催化剂将C4+烃类，诸如C6-C8烃类或C4-C12烃转化为芳烃类，诸如BTX。因此，所述C4+烃转化反应器可以包含催化剂。举例来说，颁予Drake的美国专利5,968,343公开了合适的催化剂，而且以引用的方式并入本文中，具体来说是其中与能够产生芳烃类(诸如BTX)的催化剂相关的公开内容。
在C4+烃类转化为芳烃类(诸如BTX)期间，还形成了C4-烃类(诸如C2-C4烃类)副产物。如本文所公开，这些C4-烃类(诸如C2-C4烃类)可以再循环回到本文公开的第一产物流以供进行进一步加工。
苯转化反应器是被配置成用于将烷基化芳烃类(诸如甲苯或二甲苯)转化为苯的容器。烷基芳烃类(诸如甲苯或二甲苯)可以通过使所述烷基芳烃在氢气的存在下经历高温和高压持续受控的时间长度而脱烷基化，形成轻芳烃类(诸如苯)。举例来说，在5至70巴的压力下，此类工艺的温度可以是600℃至1,000℃。此工艺在本领域中是已知的且描述于例如颁予Frayer的美国专利3,284,526和颁予Derrien的美国专利4,463,206中，两个专利都以引用的方式整体并入本文中，具体来说是其中关于对芳烃类进行脱烷基化而形成苯的公开内容。
合成气产生反应器可以由一种或多种来源产生合成气。合成气可以由多种来源，包括天然气、煤、生物质或几乎任何烃原料通过与蒸汽或氧气反应而产生。举例来说，甲烷(或烃类)的部分氧化(POX)是一种制造合成气的非催化性大规模工艺，且产生H2/CO比为约2的合成气。在另一个实施例中，所述合成气反应器可以将天然气转化为合成气。因此，所述合成气产生反应器可以是一种将甲烷蒸汽重整和氧化合并在一个工艺中的自热重整(ATR)反应器。通过进料气(天然气)的氧化而在所述反应器内部产生重整所需的热。ATR还适合于大规模气-液合成气生产或大规模甲醇合成工艺。
任选地，在各个方面，可以按工业规模来操作或配置所公开的系统。在一个方面，本文所述的反应器可以各自为工业尺寸的反应器。举例来说，所述费-托反应器可以是工业尺寸的反应器。在另一个实施例中，所述烃分离器可以是工业尺寸的反应器。在又另一个实施例中，所述脱乙烷塔可以是使用蒸馏分离技术进行烃分离的工业尺寸的分馏塔。在又另一个实施例中，所述脱丙烷塔可以是使用蒸馏分离技术进行烃分离的工业尺寸的分馏塔。在又另一个实施例中，所述C2-C3烯烃分离器可以是使用蒸馏分离技术进行烃分离的工业尺寸的分馏塔。在又另一个实施例中，所述C4+烃转化反应器可以是工业尺寸的反应器。在又另一个实施例中，所述苯转化反应器可以是工业尺寸的反应器。在又另一个实施例中，所述合成气产生反应器可以是工业尺寸的反应器。
本文公开的反应器可以具有至少1,000升、2,000升、5,000升或20,000升的体积。举例来说，反应器可以具有1,000升至20,000升的体积。
在一个方面，所述费-托反应器可以具有至少1,000升、2,000升、5,000升或20,000升的体积。举例来说，所述费-托反应器可以具有1,000升至20,000升的体积。
在一个方面，所述烃分离器可以具有至少1,000升、2,000升、5,000升或20,000升的体积。举例来说，所述烃分离器可以具有1,000升至20,000升的体积。
在一个方面，所述脱乙烷塔可以具有至少1,000升、2,000升、5,000升或20,000升的体积。举例来说，所述脱乙烷塔可以具有1,000升至20,000升的体积。
在一个方面，所述脱丙烷塔可以具有至少1,000升、2,000升、5,000升或20,000升的体积。举例来说，所述脱丙烷塔可以具有1,000升至20,000升的体积。
在一个方面，所述C2-C3烯烃分离器可以具有至少1,000升、2,000升、5,000升或20,000升的体积。举例来说，所述C2-C3烯烃分离器可以具有1,000升至20,000升的体积。
在一个方面，所述C4+烃转化反应器可以具有至少1,000升、2,000升、5,000升或20,000升的体积。举例来说，所述C4+烃转化反应器可以具有1,000升至20,000升的体积。
在一个方面，所述合成气产生反应器可以具有至少1,000升、2,000升、5,000升或20,000升的体积。举例来说，所述合成气产生反应器可以具有1,000升至20,000升的体积。
在一个方面，所述苯转化反应器可以具有至少1,000升、2,000升、5,000升或20,000升的体积。举例来说，所述苯转化反应器可以具有1,000升至20,000升的体积。
在一个方面，所述系统每小时能够产生至少约25升、约100升、约500升、约1,000升、约10,000升或约25升至约10,000升的苯。
现参考图1，其中示出了本文公开的系统和方法的非限制性示例方面。现参考图1，其中示出了本文公开的系统和方法的非限制性示例方面。图1示出了系统(100)。该系统具有合成气产生反应器(102)。所述合成气产生反应器(102)产生合成气(118)且与费-托反应器(104)流体连通。所述费-托反应器(104)将所述合成气(118)转化为第一产物流(120)且还与烃分离器(106)流体连通。所述烃分离器(106)将第一产物流(120)分离(122、126)成C2-C3烃流(108)和C4+烃流(112)。可自所述C2-C3烃流(108)分离(124)C2-C3烯烃类(110)。所述C4+烃流(112)可以转化(128)为BTX(114)。所述BTX(114)中的甲苯和二甲苯可以转化(130)为苯(116)。转化所述C4+烃流(112)的过程还产生了C2-C4烃类，所述C2-C4烃类再循环回(130)到所述第一产物流(120)中。
4.方法
本文中还公开了一种产生苯的方法。在一个方面，所述方法可以利用本文公开的系统来进行。
本文中公开了一种方法，所述方法包括以下步骤：a)提供由将合成气转化为烯烃类的费-托工艺产生的第一产物流，所述第一产物流包含C2-C3烃流和C4+烃流；b)从所述第一产物流中分离出所述C2-C3烃流的至少一部分；c)将所述C4+烃流中的丁烯的至少一部分转化为BTX；和d)将所述BTX中的甲苯或二甲苯或其组合的至少一部分转化为苯。
在一个方面，所述方法还包括在费-托工艺中产生第一产物流的步骤。如本文所公开，所述费-托工艺可以在所述费-托反应器中进行。在一个方面，由费-托工艺产生第一产物流。
所述第一产物流还包含未反应的合成气(CO和H2)和甲烷。所述未反应的合成气可以从第一产物气体中低温分离，并且再循环回到所述费-托反应器中以便转化为C2-C3烃类和C4+烃类。甲烷也可以被分离并且再循环回到所述合成气产生单元。所述第一产物流还包含CO2，它在对未反应的合成气(CO和H2)进行低温分离之前被去除。
在一个方面，将所述C4+烃流中的丁烯的至少一部分转化为BTX的步骤还包括产生C2-C3烃类，诸如产生C2-C3烯烃类。
在一个方面，所述方法还包括从所述BTX中分离出所述苯的至少一部分的步骤。
在一个方面，将所述BTX中的甲苯或二甲苯或其组合的至少一部分转化为苯的步骤包括对所述BTX中的甲苯或二甲苯或其组合的至少一部分进行加氢烷基化。将所述BTX中的甲苯或二甲苯或其组合的至少一部分转化为苯的步骤可以在脱烷基化过程中通过使所述烷基芳烃在氢气的存在下经历高温和高压持续受控的时间长度来进行。举例来说，脱烷基化过程可以在600℃至1,000℃，诸如600℃至800℃下，在5至70巴，诸如20至70巴的压力下发生。
在一个方面，b)从所述第一产物流中分离出所述C2-C3烃流的至少一部分的步骤将所述C4+烃流留在所述第一产物流中。
在一个方面，所述方法还包括从所述C2-C3烃流中分离出C2-C3烯烃类的步骤。所述C2-C3烯烃类包含乙烯和丙烯。所述C2-C3烯烃类可以使用C2-C3烯烃分离器，诸如C2-C3分流器加以分离，所述C2-C3烯烃分离器含有包括众多分离阶段的烯烃分离塔。C2分流器可以具有超过90至100个阶段，且C3分流器可以具有超过150至200个阶段。在一些方面，所述C2-C3分流器可以包括随机或结构化填充的分馏塔板。收集被分离的C2-C3烯烃类，并且进一步用于由本领域技术人员决定的任何工艺中。
在一个方面，所述C4+烃流是C4-C12烃流。在另一个方面，所述C4+烃流是C6-C12烃流。在另一个方面，所述C4+烃流是C6-C8烃流。
在一个方面，所述BTX可以是包含少于5wt％的除苯、甲苯和二甲苯以外的烃类的化学级BTX。将所述C4+烃流的至少一部分转化为BTX可以在C4+烃转化反应器中通过使用催化剂来进行。
在一个方面，将所述C4+烃流的至少约5wt％转化为BTX。在另一个方面，将所述C4+烃流的至少约10wt％转化为BTX。在又另一个方面，将所述C4+烃流的至少约20wt％转化为BTX。在又另一个方面，将所述C4+烃流的至少约25wt％转化为BTX。在又另一个方面，将所述C4+烃流的约5wt％至约50wt％，诸如约5wt％至约30wt％转化为BTX。
将所述C4+烃流的至少一部分转化为BTX的步骤还产生了C2-C4烃类。所述C2-C4烃类可以再循环回到所述第一产物流中以供进一步加工。
在一个方面，将所述第一产物流的至少约60wt％转化为C1-C4烃类。在另一个方面，将所述第一产物流的至少约75wt％转化为C1-C4烃类。举例来说，将所述第一产物流的约70wt％至约95wt％转化为C1-C4烃类。
在一个方面，所述第一产物流是由将合成气转化为烯烃类的费-托工艺产生。所述费-托工艺可以包括由天然气产生合成气。
在一个方面，所述第一产物流包含至少约10wt％的所述C4+烃流。在另一个方面，所述第一产物流包含至少约15wt％的所述C4+烃流。在又另一个方面，所述第一产物流包含至少约20wt％的所述C4+烃流。在又另一个方面，所述第一产物流包含至少约40wt％的所述C4+烃流。在又另一个方面，所述第一产物流包含至少约60wt％的所述C4+烃流。在又另一个方面，所述第一产物流包含至少约80wt％的所述C4+烃流。在又另一个方面，所述第一产物流包含至少约90wt％的所述C4+烃流。
在一个方面，所述第一产物流包含约1wt％至约99wt％的所述C4+烃流。在另一个方面，所述第一产物流包含约20wt％至约99wt％的所述C4+烃流。在另一个方面，所述第一产物流包含约20wt％至约70wt％的所述C4+烃流。在又另一个方面，所述第一产物流包含约40wt％至约60wt％的所述C4+烃流。
在一个方面，所述C4+烃流包含至少约20wt％的C4-C12烃类。在另一个实施例中，所述C4+烃流包含至少约30wt％的C4-C12烃类。在又另一个实施例中，所述C4+烃流包含至少约40wt％的C4-C12烃类。在又另一个实施例中，所述C4+烃流包含至少约50wt％的C4-C12烃类。在又另一个实施例中，所述C4+烃流包含至少约60wt％的C4-C12烃类。在又另一个实施例中，所述C4+烃流包含至少约70wt％的C4-C12烃类。在又另一个实施例中，所述C4+烃流包含至少约80wt％的C4-C12烃类。在又另一个实施例中，所述C4+烃流包含至少约9wt％的C4-C12烃类。在又另一个实施例中，所述C4+烃流包含约20wt％至约99wt％的C4-C12烃类。
在一个方面，所述C4+烃流包含至少约20wt％的C6-C8烃类。在另一个实施例中，所述C4+烃流包含至少约30wt％的C6-C8烃类。在又另一个实施例中，所述C4+烃流包含至少约40wt％的C6-C8烃类。在又另一个实施例中，所述C4+烃流包含至少约50wt％的C6-C8烃类。在又另一个实施例中，所述C4+烃流包含至少约60wt％的C6-C8烃类。在又另一个实施例中，所述C4+烃流包含约20wt％至约70wt％的C6-C8烃类。
在一个方面，所述第一产物流包含至少约1wt％的所述C2-C3烃流。在另一个方面，所述第一产物流包含至少约5wt％的所述C2-C3烃流。在又另一个方面，所述第一产物流包含至少约10wt％的所述C2-C3烃流。在又另一个方面，所述第一产物流包含至少约20wt％的所述C2-C3烃流。在又另一个方面，所述第一产物流包含至少约30wt％的所述C2-C3烃流。在又另一个方面，所述第一产物流包含至少约40wt％的所述C2-C3烃流。在又另一个方面，所述第一产物流包含至少约50wt％的所述C2-C3烃流。
在一个方面，所述第一产物流包含约1wt％至约80wt％的所述C2-C3烃流。在另一个方面，所述第一产物流包含约5wt％至约30wt％的所述C2-C3烃流。在另一个方面，所述第一产物流包含约10wt％至约20wt％的所述C2-C3烃流。
在一个方面，所述方法每小时可以产生至少25升BTX。在另一个方面，所述方法每小时可以产生至少100升BTX。在又另一个方面，所述方法每小时可以产生至少1,000升BTX。在又另一个方面，所述方法每小时可以产生至少10,000升BTX。举例来说，所述方法每小时可以产生25至10,000升BTX。
在一个方面，所述方法每小时可以产生至少25升苯。在另一个方面，所述方法每小时可以产生至少100升苯。在又另一个方面，所述方法每小时可以产生至少1,000升苯。在又另一个方面，所述方法每小时可以产生至少10,000升苯。举例来说，所述方法每小时可以产生25至10,000升苯。
5.方面
鉴于所描述的催化剂和催化剂组合物以及方法和变化形式，本文中在以下描述本发明的某些更具体描述的方面。然而，这些具体叙述的方面不应该被解释为对含有本文中所描述的不同或更普遍的教授内容的任何不同技术方案具有任何限制作用，或“具体”方面在某种程度上以除本文中字面上使用的语言和式子的固有含义以外的某种方式受限制。
第1方面.一种方法，包括以下步骤：a)提供由将合成气转化为烯烃类的费-托工艺产生的第一产物流，所述第一产物流包含C2-C3烃流和C4+烃流；b)从所述第一产物流中分离出所述C2-C3烃流的至少一部分；c)将所述C4+烃流中的丁烯的至少一部分转化为BTX；和d)将所述BTX中的甲苯或二甲苯或其组合的至少一部分转化为苯。
第2方面.如权利要求1所述的方法，其中所述第一产物流包含至少约1wt％的所述C2-C3烃流。
第3方面.如权利要求1所述的方法，其中所述第一产物流包含至少约1wt％的所述C4+烃流。
第4方面.如权利要求1所述的方法，其中所述第一产物流包含约1wt％至约30wt％的所述C2-C3烃流。
第5方面.如权利要求1所述的方法，其中所述第一产物流包含约1wt％至约50wt％的所述C4+烃流。
第6方面.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其中将所述BTX中的甲苯或二甲苯或其组合的至少一部分转化为苯的所述步骤包括对所述BTX中的甲苯或二甲苯或其组合的至少一部分进行加氢烷基化。
第7方面.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其中步骤b)和步骤c)同时发生。
第8方面.如权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述方法在步骤b)之后还包括从所述C2-C3烃流中分离出C2-C3烯烃类的步骤。
第9方面.如权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述C4+烃流是C4-C12烃流。
第10方面.如权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述C4+烃流是C6-C8烃流。
第11方面.如权利要求1至10中任一项所述的方法，其中所述将所述C4+烃流的至少一部分转化为BTX的步骤还产生C2-C4烃类，其中所述C2-C4烃类再循环回至所述第一产物流中。
第12方面.如权利要求1至11中任一项所述的方法，其中所述第一产物流的至少约5wt％转化为苯。
第13方面.如权利要求1至11中任一项所述的方法，其中所述第一产物流的至少约10wt％转化为苯。
第14方面.如权利要求1至11中任一项所述的方法，其中所述第一产物流的约5wt％至约20wt％转化为苯。
第15方面.如权利要求1至11中任一项所述的方法，其中所述第一产物流的至少60wt％转化为C1-C4烃类。
第16方面.如权利要求1至15中任一项所述的方法，其中所述BTX是包含少于5wt％的除苯、甲苯和二甲苯以外的烃类的化学级BTX。
第17方面.如权利要求1至16中任一项所述的方法，其中所述方法还包括从所述BTX中分离出苯的步骤。
第18方面.如权利要求1至17中任一项所述的方法，其中所述费-托工艺包括由天然气产生合成气。
第19方面.一种系统，包括：a)费-托反应器，所述费-托反应器包括第一入口和第一出口；b)烃分离器，所述烃分离器包括第二入口、第二’出口和第二”出口；c)C2-C3烯烃分离器，所述C2-C3烯烃分离器包括第三入口和第三出口；d)C4+烃转化反应器，所述C4+烃转化反应器包括第四入口和第四出口；和e)苯转化反应器，所述苯转化反应器包括第五入口和第五出口，其中所述费-托反应器经由第一连接器与所述烃分离器流体连通，其中所述第一连接器连接至所述费-托反应器的所述第一出口并且连接至所述烃分离器的所述第二入口，其中所述烃分离器经由第二连接器与所述C2-C3烯烃分离器流体连通，其中所述第二连接器连接至所述烃分离器的所述第二’出口并且连接至所述C2-C3烯烃分离器的所述第三入口，其中所述烃分离器经由第三连接器与所述C4+烃转化反应器流体连通，其中所述第三连接器连接至所述烃分离器的所述第二”出口并且连接至所述C4+烃转化反应器的所述第四入口，其中所述C4+烃转化反应器经由第四连接器与所述苯转化反应器流体连通，其中所述第四连接器连接至所述C4+烃转化反应器的所述第四出口并且连接至所述苯转化反应器的所述第五入口。
第20方面.如权利要求19所述的系统，其中所述系统还包括合成气产生反应器，所述合成气产生反应器包括第六出口，其中所述合成气产生反应器经由第五连接器与所述费-托反应器流体连通，其中所述第五连接器连接至所述合成气产生反应器的所述第六出口并且连接至所述费-托反应器的所述第一入口。
第21方面.如权利要求19或20所述的系统，其中所述系统是工业规模的。

Claims (20)

1.一种方法，包括以下步骤：
a)提供由将合成气转化为烯烃类的费-托工艺产生的第一产物流，所述第一产物流包含C2-C3烃流和C4+烃流；
b)从所述第一产物流中分离出所述C2-C3烃流的至少一部分；
c)将所述C4+烃流中的丁烯的至少一部分转化为BTX；和
d)将所述BTX中的甲苯或二甲苯或其组合的至少一部分转化为苯。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述第一产物流包含至少约1wt％的所述C2-C3烃流。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述第一产物流包含至少约1wt％的所述C4+烃流。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述第一产物流包含约1wt％至约30wt％的所述C2-C3烃流。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述第一产物流包含约1wt％至约50wt％的所述C4+烃流。
6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述将所述BTX中的甲苯或二甲苯或其组合的至少一部分转化为苯的步骤包括使所述BTX中的甲苯或二甲苯或其组合的至少一部分发生加氢烷基化。
7.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其中步骤b)和步骤c)同时发生。
8.如权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述方法在步骤b)之后还包括从所述C2-C3烃流中分离出C2-C3烯烃类的步骤。
9.如权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述C4+烃流是C4-C12烃流。
10.如权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述C4+烃流是C6-C8烃流。
11.如权利要求1至10中任一项所述的方法，其中所述将所述C4+烃流的至少一部分转化为BTX的步骤还产生C2-C4烃类，其中使所述C2-C4烃类再循环回至所述第一产物流中。
12.如权利要求1至11中任一项所述的方法，其中所述第一产物流的至少约5wt％转化为苯。
13.如权利要求1至11中任一项所述的方法，其中所述第一产物流的至少约10wt％转化为苯。
14.如权利要求1至11中任一项所述的方法，其中所述第一产物流的约5wt％至约20wt％转化为苯。
15.如权利要求1至11中任一项所述的方法，其中所述第一产物流的至少60wt％转化为C1-C4烃类。
16.如权利要求1至15中任一项所述的方法，其中所述BTX是包含少于5wt％的除苯、甲苯和二甲苯以外的烃类的化学级BTX。
17.如权利要求1至16中任一项所述的方法，其中所述方法还包括从所述BTX中分离出苯的步骤。
18.一种系统，包括：
a)费-托反应器，所述费-托反应器包括第一入口和第一出口；
b)烃分离器，所述烃分离器包括第二入口、第二’出口和第二”出口；
c)C2-C3烯烃分离器，所述C2-C3烯烃分离器包括第三入口和第三出口；
d)C4+烃转化反应器，所述C4+烃转化反应器包括第四入口和第四出口；和
e)苯转化反应器，所述苯转化反应器包括第五入口和第五出口，
其中所述费-托反应器经由第一连接器与所述烃分离器流体连通，其中所述第一连接器连接至所述费-托反应器的所述第一出口并且连接至所述烃分离器的所述第二入口，
其中所述烃分离器经由第二连接器与所述C2-C3烯烃分离器流体连通，其中所述第二连接器连接至所述烃分离器的所述第二’出口并且连接至所述C2-C3烯烃分离器的所述第三入口，
其中所述烃分离器经由第三连接器与所述C4+烃转化反应器流体连通，其中所述第三连接器连接至所述烃分离器的所述第二”出口并且连接至所述C4+烃转化反应器的所述第四入口，
其中所述C4+烃转化反应器经由第四连接器与所述苯转化反应器流体连通，其中所述第四连接器连接至所述C4+烃转化反应器的所述第四出口并且连接至所述苯转化反应器的所述第五入口。
19.如权利要求18所述的系统，其中所述系统还包括合成气产生反应器，所述合成气产生反应器包括第六出口，其中所述合成气产生反应器经由第五连接器与所述费-托反应器流体连通，其中所述第五连接器连接至所述合成气产生反应器的所述第六出口并且连接至所述费-托反应器的所述第一入口。
20.如权利要求18或19所述的系统，其中所述系统是工业规模。
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