CN112739802B - 与裂化相结合的选择性氢解 - Google Patents

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Abstract

一种生产烯烃的方法，包括：将丁烷进料(正丁烷、异丁烷)和氢气引入到包含氢解催化剂的氢解反应器中，以生产氢解产物流(氢气、甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷、任选的正丁烷、任选的C5+烃)；以及将氢解产物流和氢气进料到包含加氢裂化催化剂的加氢裂化反应器中，以生产加氢裂化产物流(氢气、甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷、任选的正丁烷)，其中，加氢裂化产物流中异丁烷的量小于氢解产物流中异丁烷的量，并且加氢裂化产物流中乙烷的量大于氢解产物流中乙烷的量。加氢裂化产物流被分离成第一氢气流、第一甲烷流、第一C2+气流(乙烷、丙烷)、第一C4s流(异丁烷、任选的正丁烷)、任选的C5+流；并且将第一C2+气流进料到气体蒸汽裂化器，以生产包含烯烃(乙烯、丙烯)的蒸汽裂化器产物流。

Description

与裂化相结合的选择性氢解
技术领域
本公开涉及生产烯烃的方法，更具体地涉及生产诸如乙烯和丙烯之类的轻质烯烃的方法。
背景技术
烃类(特别是诸如乙烯和丙烯之类的轻质烯烃)通常是用于生产广泛范围产品(例如，耐破损的容器和包装材料)的构造单元(building block)。当前，对于工业规模的应用，通过裂化天然气浓缩物和石油馏出物(其包括乙烷和高级烃(例如，丁烷)来生产乙烯，并且所生产的乙烯通过使用气体分离工艺从产物混合物中分离出来。当高级烃(例如，丁烷)裂化时，这种裂化会产生大量的不希望的甲烷，C3+化合物和重质化合物，从而需要密集的分离工艺并且降低了该工艺的整体效率，特别是对于所需的轻质烯烃如乙烯而言。因此，持续需要开发用于生产诸如乙烯和丙烯之类的轻质烯烃的方法。
附图说明
对于所公开的方法的优选方面的详细描述，现将参考附图，其中：
图1示出了烯烃生产系统的构造；
图2示出了在不同烯烃生产系统中各种产物产率的图；以及
图3示出了烯烃生产系统的另一种构造。
具体实施方式
本文公开了将丁烷氢解反应器与加氢裂化反应器相结合的方法，其中，该方法的进料流包括混合的丁烷流(例如，工厂级(field-grade)丁烷)。通常，工厂级丁烷流包含正丁烷与异丁烷的混合物；例如约60mol％至约75mol％的正丁烷和约25mol％至约40mol％的异丁烷(例如，正丁烷与异丁烷的摩尔比为约1:1至约4:1)。通过在氢解反应器中使用氢解催化剂，可以通过使工厂级丁烷流中的正丁烷选择性反应来反应性分离工厂级丁烷流。氢解反应器可以将正丁烷转化为甲烷、乙烷和丙烷的气流(主要是乙烷；具体而言，在裂化相同量的正丁烷的情况下与加氢裂化反应器相比更多的乙烷)。氢气可以与工厂级丁烷流一起进料到氢解反应器。氢解催化剂可以包含多种单金属催化剂(例如，负载在氧化铝上的Pt或Ir，和/或负载在ZSM-5上的Pt或Ir)和/或双金属催化剂(例如，负载在氧化铝上的Pt和Ir，和/或负载在ZSM-5上的Pt和Ir)。
通常，异丁烷在氢解反应器中转化最少(例如，氢解反应器的特征可以在于小于约25％的异丁烷转化率)。氢解反应可以在有效限制(例如，最小化、降低等)异丁烷转化的操作参数(例如，催化剂、压力、温度、流速等)下进行，从而导致高的乙烷选择性。不希望受到理论的限制，当转化异丁烷时，通常1摩尔的异丁烷转化为1摩尔的甲烷和1摩尔的丙烷(即，没有乙烷)；并且通过避免或最小化异丁烷转化率，可以提高整体乙烷选择性。另外，通常在氢解反应器中几乎完全转化正丁烷(即，在氢解反应器中的正丁烷转化率最大化)；例如，氢解反应器的特征可以在于大于约90％的正丁烷转化率。氢解反应可以以在有效最大化(例如，提高、增加等)正丁烷转化率的操作参数下进行，从而导致高的乙烷选择性。不希望受到理论的限制，当正丁烷被转化时，通常1摩尔的正丁烷转化为2摩尔的乙烷；并且通过最大化正丁烷转化率，可以提高整体乙烷选择性。如本文公开的生产烯烃的方法可以使氢解反应中乙烷的生产最大化。如本领域技术人员将理解的，并且借助于本公开，由于在氢解反应器中正丁烷的转化率不期望地降低和/或由于在氢解反应器中不期望地转化了更多的异丁烷，因此生产的乙烷的量和/或乙烷的选择性在氢解反应器中分别降低。
尽管在加氢裂化反应器中生产的乙烷的量小于在氢解反应器中生产的乙烷的量，但是根据本文公开的由工厂级丁烷流生产烯烃的方法，可将从氢解反应器中回收的异丁烷进料到加氢裂化反应器，其中，异丁烷能被转化为甲烷、乙烷和丙烷的混合物。通过将氢解与加氢裂化串联结合在一起，与仅采用加氢裂化的情况相比，可以由工厂级丁烷流中生产出更高含量的乙烷。乙烷可被进一步送入蒸汽裂化炉来生产乙烯。
尽管将在将丁烷进料流引入氢解反应器以将异丁烷与正丁烷反应分离的背景下详细讨论本公开，但是应当理解的是，可以将任何合适类型的烃进料流引入本文所述的氢解反应器中以反应性分离其组分；例如，石脑油进料流。
除了在操作实例中或以其他方式指出的以外，在说明书和权利要求书中使用的涉及成分数量、反应条件等的所有数值或表达在所有情况下均应理解为由术语“约”修饰。本文公开了各种数值范围。因为这些范围是连续的，所以它们包括最小值和最大值之间的每个值。记载相同特性或组分的所有范围的端点均可独立组合，并且包括所列举的端点。除非另有明确说明，否则本申请中指定的各种数值范围均为近似值。指向相同组分或属性的所有范围的端点均包括该端点，并且可以独立组合。术语“从大于0到一定量”是指指定组分以大于0且高达并包括较高指定量的一定量存在。
术语“一种(a)”、“一种(an)”和“该/所述”不表示数量限制，而是表示存在至少一个所引用的项目。如本文所用的，单数形式“一种(a)”、“一个(an)”和“该”包括复数个指示物。
如本文所用的，“其组合”包括一个或多个所述要素，可选地与未列举的相似要素在一起，例如，包括一种或多种指定组分，可选地与一种或多种具有基本相同功能的未明确指定的其他组分的组合。如本文所用的，术语“组合”包括共混物、混合物、合金、反应产物等。
整个说明书中对“一方面”、“另一方面”、“其他方面”、“一些方面”等的引用是指结合该方面描述的特定元素(例如，特征、结构、属性和/或特性)至少包含在本文所述的一个方面中，并且在其他方面中可能存在也可能不存在。另外，应当理解，所描述的一个或多个元素可以在各个方面以任何合适的方式组合。
如本文所用的，术语“抑制”或“降低”或“预防”或“避免”或这些术语的任何变化包括任何可测量的降低或完全抑制，以达到期望的结果。
如本文所用的，术语“有效的”是指足以完成期望的、渴望的或预期的结果。
如本文所用的，术语“包含(comprising)”(以及包含的任何形式，如“包含(comprise)”和“包含(comprises)”)、“具有(having)”(以及具有的任何形式，如“具有(have)”和“具有(has)”)、“包括(including)”(以及包括的任何形式，如“包括(include)”和“包括(includes)”)或“含有(containing)”(以及含有的任何形式，如“含有(contain)”和“含有(contains)”)是包含性的或开放式的，并且不排除其他的、未引用的元素或方法步骤。
除非另有定义，否则本公开所使用的技术和科学术语具有与本领域技术人员通常理解的含义相同的含义。
本文使用标准术语描述化合物。例如，任何未被任何指定基团取代的位置应理解为其化合价被所指定键或氢原子填充。不在两个字母或符号之间的破折号(“-”)用于表示取代基的连接点。例如，-CHO通过羰基的碳进行连接。
如本文所用的，术语“Cx烃”和“Cxs”是可互换的，并且是指具有x个碳原子(C)的任何烃。例如，术语“C4烃”和“C4s”均指具有正好四个碳原子的任何烃，如正丁烷、异丁烷、环丁烷、1-丁烯、2-丁烯、异丁烯、丁二烯等，或其组合。
如本文所用的，术语“Cx+烃”是指具有等于或大于x个碳原子(C)的任何烃。例如，术语“C2+烃”是指具有2个或更多个碳原子的任何烃，如乙烷、乙烯、C3、C4、C5等。
参考图1，公开了烯烃生产系统1000。烯烃生产系统1000通常包括：氢解反应器100；加氢裂化反应器200；第一分离单元300；气体蒸汽裂化器400；和任选的第二分离单元150。如本领域技术人员将理解的，并且借助于本公开，图1中所示的烯烃生产系统组件可以通过任何合适的导管(例如，管道、流道等)彼此流体连通(如由指示流体流动方向的连接线表示)。
在一方面，本文公开的生产烯烃的方法可以包括：将丁烷进料流10和氢气15引入氢解反应器100以生产氢解产物流20，其中，氢解反应器100包含氢解催化剂，其中，丁烷进料物流10包含正丁烷和异丁烷，并且氢解产物流20包含氢气、甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷和任选的正丁烷。在一些方面，氢解产物流20可以还包含一些杂质如C5+烃。在一些方面，氢解产物流20基本上不含正丁烷。
通常，氢解是指化学反应，其中碳-碳或碳-杂原子单键通常在相对较低的温度(例如，低于约330℃)下被氢断裂或经历“裂化”。出于本文公开的目的，术语“选择性氢解”是指如下氢解方法：两种或更多种不同的烃(例如，第一烃、第二烃；正丁烷，异丁烷)进行氢解反应，并且至少一种烃(例如，第一烃；正丁烷)经历氢解，并且至少一种烃(例如，第二烃；异丁烷)在相同给定的一组反应条件(例如，催化剂、压力、温度、流速等)下具有抗氢解作用(例如，在氢解反应中具有低转化率，如小于约25％的转化率)。通常，试剂或反应物的转化率是指基于在任何反应发生之前存在的试剂的总量(例如，摩尔)，反应为不希望的产物和所希望的产物的试剂的百分比(通常为mol％)。出于本文公开的目的，试剂的转化率是基于转化的摩尔数的转化率％。不希望受到理论的限制，第一烃(例如，正丁烷)的氢解反应速率大于第二烃(例如，异丁烷)的氢解反应速率，从而允许通过在氢解反应中消耗正丁烷并回收未反应的异丁烷来分离(例如，反应性分离)正丁烷和异丁烷。如本领域技术人员将理解的，并且借助于本公开，从包含正丁烷和异丁烷的丁烷进料流(例如，丁烷进料流10)中选择性氢解正丁烷提供了正丁烷与异丁烷的反应性分离。
在一方面，丁烷进料流10可以包含正丁烷和异丁烷。在一些方面，丁烷进料流10可以包含等于或大于约5mol％，或者等于或大于约10mol％，或者等于或大于约20mol％，或者等于或大于约30mol％，或者等于或大于约40mol％，或者等于或大于约50mol％，或者等于或大于约60mol％，或者等于或大于约70mol％，或者等于或大于约80mol％，或者等于或大于约90mol％的正丁烷。
丁烷进料流10可以包含等于或大于约5mol％，或者等于或大于约10mol％，或者等于或大于约20mol％，或者等于或大于约30mol％，或者等于或大于约40mol％，或者等于或大于约50mol％，或者等于或大于约60mol％，或者等于或大于约70mol％，或者等于或大于约80mol％，或者等于或大于约90mol％的异丁烷。
在一方面，丁烷进料流10的特征可以在于等于或大于约0.05:1，或者等于或大于约0.1:1，或者等于或大于约0.25:1，或者等于或大于约0.5:1，或者等于或大于约1:1，或者等于或大于约2:1，或者等于或大于约2.5:1、或等于或大于约5:1、或等于或大于约7.5:1，或者等于或大于约10:1、或约0.05:1至约10:1，或者约0.1:1至约7.5:1，或者约0.25:1至约5:1，或者约0.5:1至约2.5:1的正丁烷与异丁烷的摩尔比。
在一方面，丁烷进料流10可以包含等于或大于约50mol％的正丁烷。在此方面，丁烷进料流10可以包含小于约50mol％的异丁烷。
在一方面，丁烷进料流10可以包含工厂级丁烷(例如，混合丁烷)。工厂级丁烷通常通过天然气加工和/或炼油来进行生产。工厂级丁烷可以包含：约50mol％至约80mol％，或者约55mol％至约80mol％，或者约60mol％至约75mol％的正丁烷；以及约20mol％至约50mol％，或者约20mol％至约45mol％，或者约25mol％至约40mol％的异丁烷。工厂级丁烷可以还包含约0mol％至约5mol％的丙烷和/或戊烷。在一些方面，工厂级丁烷的特征可以在于约1:1至约4:1，或者约1.2:1至约4:1，或者约1.5:1至约3:1的正丁烷与异丁烷的摩尔比。
在一方面，氢解反应器100可以包括：固定床反应器、径向流反应器、多层床反应器、连续流反应器、绝热反应器、等温反应器等，或其组合。
在一方面，氢解反应器100的特征可以在于约200℃至约330℃，或者约250℃至约325℃，或者约280℃至约310℃的温度(例如，氢解温度)。如本领域技术人员将理解的，并且借助于本公开，低于330℃的温度有利于选择性氢解。与氢解相反，加氢裂化是指在相对较高的温度(例如，大于约330℃)下重排和断裂烃链以及将氢添加到不饱和烃中以产生饱和烃的方法。
如本领域技术人员将理解的，并且借助于本公开，并且不希望受到理论的限制，在相同的进料流的情况下，氢解和加氢裂化由于不同的反应机理(其可以激活或抑制给定催化剂的不同成分)将产生不同的产物分布。例如，相对较高的温度(例如，加氢裂化温度，如大于约400℃)可以使氢解催化剂的一种金属(例如，氢解双金属负载型催化剂的金属，如Ir)失活，从而在部分失活的氢解催化剂的存在下促进进料流的所有组分(例如，正丁烷和异丁烷)的裂化和氢化。此外，如本领域技术人员将理解的，并且借助于本公开，并且不希望受到理论的限制，通常需要相对较高的温度(例如，加氢裂化温度，如大于约400℃)克服活化能以开始裂化。此外，如本领域技术人员将理解的，并且在本公开的帮助下，并且不希望受到理论的限制，支链异丁烷是比直链正丁烷是更稳定的分子，并且通常需要如此较高的温度(例如，大于约400℃)来在裂化方法中活化异丁烷。
在一方面，与通过在相对较高的温度(例如，大于约330℃)下运行的其他类似方法获得的产物流中乙烷的量相比，丁烷进料流10在相对低的温度(例如，小于约330℃)下的氢解可以增加氢解产物流20中乙烷的量。
如本领域技术人员将理解的，并且借助于本公开，与在相对低的温度(例如，小于约330℃)下运行的其他类似方法(例如，氢解方法)获得的产物流中的丙烷和/或甲烷的量分别相比，丁烷进料流在相对高的温度(例如，大于约330℃)下的加氢裂化可以增加产物流中的丙烷和/或甲烷的量。此外，如本领域技术人员将理解的，并且在本公开的帮助下，并且不希望受到理论的限制，加氢裂化遵循与氢解相比不同的反应机理或途径，这导致加氢裂化中丙烷的量与氢解相比增加。
氢解反应器100的特征可以在于约0psig至约300psig，或者约10psig至约300psig，或者约20psig至约200psig，或者约50psig至约150psig，或者约75psig至约125psig，或者约90psig至约110psig的压力(例如，氢解压力)。
氢解反应器100的特征可以在于约0.1h-1至约15h-1，或者约0.5h-1至约10h-1，或者约1h-1至约5h-1的基于烃的重时空速(WHSV)。通常，WHSV是指每小时进料的试剂(例如，烃)的质量除以在特定反应器中使用的催化剂的质量。
氢解反应器100的特征可以在于约1:1至约10:1，或者约1.5:1至约7.5:1，或者约2:1至约5:1的氢气与C4烃的摩尔比。
在一些方面，氢解反应器100可以在一组最佳操作参数下操作，这导致实质上消耗氢解反应器100中的所有正丁烷，其中，氢解产物流20基本上不含正丁烷。例如，为了基本上消耗氢解反应器100中的所有正丁烷，氢解反应器100可以在约3h-1至约5h-1的WHSV，约50psig至约100psig的压力，约2:1至约2.5:1的氢气与C4烃的摩尔比，约280℃至约300℃的温度；以及包含在ZSM-5上负载Pt和Ir的氢解双金属负载催化剂的存在下进行操作，其中，基于氢解双金属负载型催化剂的总重量，Pt的总存在量为约0.2wt％至约0.4wt％，或者约0.3wt％；其中，基于氢解双金属负载型催化剂的总重量，Ir的总存在量为约0.2wt％至约0.4wt％或者约0.3wt％；其中，Pt和Ir以约0.8:1至约1.2:1，或约1:1的Pt与Ir的重量比存在；并且其中，ZSM-5的特征在于约250至约300或者约280的二氧化硅与氧化铝的重量比(SiO2/Al2O3)。
在一方面，氢解反应器100可以包含氢解催化剂。在一些方面，氢解催化剂可以包括氢解单金属负载型催化剂，如沸石负载的单金属催化剂和/或氧化铝负载的单金属催化剂。在其他方面，氢解催化剂可以包括氢解双金属负载型催化剂，如沸石负载的双金属催化剂和/或氧化铝负载的双金属催化剂。在其他方面，氢解催化剂可以包括氢解单金属负载型催化剂和氢解双金属负载型催化剂。
在一些方面，本文公开的氢解双金属负载型催化剂可以包含第一金属、第二金属和载体；并且第一金属与第二金属是不同的。在其他方面，本文公开的氢解单金属负载型催化剂可以包含第三金属和载体。在一些方面，第三金属可以与第一金属或第二金属相同。在其他方面，第三金属可以与第一金属和/或第二金属不同。
在一方面，第一金属、第二金属和第三金属可以各自独立地选自由铱(Ir)、铂(Pt)、铑(Rh)、钌(Ru)、钯(Pd)、钼(Mo)、钨(W)、镍(Ni)和钴(Co)所组成的组。
在一方面，第一金属、第二金属和第三金属可以各自独立地为元素周期表第6族的一种或多种金属；元素周期表第8族的一种或多种金属；元素周期表第9族的一种或多种金属；元素周期表第10组的一种或多种金属；或其组合；第一金属与第二金属不同；并且第三金属与第一金属和/或第二金属相同或不同。
在一些方面，第一金属包括Pt，并且第二金属包括Ir。在其他方面，第一金属包括Pt，并且第二金属包括Rh。在其他方面，第一金属包括Pt，并且第二金属包括Ir和Rh。
在一些方面，第三金属可以包括Pt、Ir或Rh。
在一方面，第一金属和第二金属可以以约0.1:1至约10:1，或者约0.5:1至约7:1，或者约1:1至约4:1，或者约0.3:1至约3:1，或者约0.5:1至约2:1，或者约0.7:1至约1.5:1、或约0.8:1至约1.2:1的第一金属与第二金属的重量比存在于氢解双金属负载型催化剂中。
在一方面，基于氢解双金属负载型催化剂的总重量，第一金属和第二金属在氢解双金属负载型催化剂中的总存在量(即，第一金属量+第二金属量)可以为约0.1wt％至约10wt％，或者约0.15wt％至约5wt％，或者约0.2wt％至约1wt％，或者约0.4wt％至约0.8wt％，或者约0.5wt％至约0.7wt％。
在一方面，基于氢解双金属负载型催化剂的总重量，第三金属在氢解双金属负载型催化剂中的总存在量可以为约0.1wt％至约10wt％，或者约0.15wt％至约5wt％、约0.2wt％至约1wt％，或者约0.4wt％至约0.8wt％，或者约0.5wt％至约0.7wt％。
在一方面，适用于本发明的氢解催化剂的载体可以包括氧化铝和/或沸石。
在一些方面，适用于本发明的氢解催化剂的载体可以由氧化铝和/或沸石组成或基本上由氧化铝和/或沸石组成。在其他方面，适用于本发明的氢解催化剂的载体可以包括氧化铝和/或沸石；以及粘合剂。通常，粘合剂可用于改善载体的机械性能(例如，改善耐磨损性)。适用于本文所公开的氢解催化剂的粘合剂的非限制性实例包括氧化铝、二氧化钛、二氧化硅等，或其组合。
在一方面，本文公开的氢解催化剂可以包含氧化铝载体。出于本文的公开目的，术语“氧化铝载体”包括任何合适类型的氧化铝(Al2O3)，如α氧化铝、β氧化铝、γ氧化铝、η氧化铝、θ氧化铝、无定形氧化铝等，或其组合。
在一方面，本文公开的氢解催化剂可以包含沸石载体。出于本文公开的目的，术语“沸石载体”包括：沸石结构、沸石骨架、硅铝酸盐、硅铝酸盐结构、硅铝酸盐骨架、沸石型材料、沸石型结构、沸石型骨架、分子筛、硅铝磷酸盐、硅铝磷酸盐结构、硅铝磷酸盐骨架、铝磷酸盐、铝磷酸盐结构、铝磷酸盐骨架，或其组合。此外，出于本文公开的目的，沸石结构、沸石骨架、硅铝酸盐、硅铝酸盐结构、硅铝酸盐骨架、沸石型材料、沸石型结构、沸石型骨架、分子筛、硅铝磷酸盐、硅铝磷酸盐结构、硅铝磷酸盐骨架、铝磷酸盐、铝磷酸盐结构、铝磷酸盐骨架，或其组合在本文中统称为“沸石”。
沸石载体可包括沸石，如小孔沸石、中孔沸石、大孔沸石或其组合。沸石是具有骨架结构的无机结晶固体，该骨架结构具有特征性孔几何形状的通道和空腔。沸石可以根据其孔的开口进行分类。例如，小孔沸石具有8元环孔开口，其特征可以在于
Figure GDA0003389910230000091
至
Figure GDA0003389910230000092
的孔径(例如，孔开口的直径)；中孔沸石具有10元环孔开口，其特征可以在于
Figure GDA0003389910230000093
至
Figure GDA0003389910230000094
的孔径(例如，孔开口的直径)；并且大孔沸石具有12元环孔开口，其特征可以在于
Figure GDA0003389910230000095
至
Figure GDA0003389910230000096
的孔径(例如，孔开口的直径)。
在某些方面，沸石载体可以包含一种或多种在其结构(例如，骨架结构)中含有SiO4和AlO4四面体的硅铝酸盐沸石。在其他方面，沸石催化剂可以包含：沸石型材料，如在结构(例如，骨架结构)中包含PO4、AlO4和SiO4四面体的硅铝磷酸盐(SAPO)；和/或在结构(例如，骨架结构)中含有PO4和AlO4四面体的铝磷酸盐(AlPO)。SiO4、AlO4和/或PO4四面体共用氧原子，其中，骨架结构具有明确定义的通道和空腔(例如，孔)。这些空腔通常可以含有可交换阳离子，例如，H+、Na+和K+。不希望受到理论的限制，在沸石骨架结构或沸石型骨架结构中，Si或Al或P可以被其他三价或四价元素(如Ge、Ga、B等)部分取代。另外，不希望受到理论的限制，在沸石中，Si或Al或P也可以被选自由钛、镍、铜、镁、锡、钴、铁、锌、钨、钒、镓、钙、锰、钌、铼所组成的组中一种或多种元素部分取代。
不希望受到理论的限制，由于布朗斯台德酸位和/或路易斯酸位的存在，沸石的特征通常在于一定的酸度。在沸石中，布朗斯台德酸性质子可以是与氧原子键合的氢原子，其连接形成沸石结构骨架的四面体配位铝。沸石中的路易斯酸中心可以含有三配位的铝位点，其为缺电子位点，在与分子相互作用期间表现出接受电子的能力。在一些方面，可以例如通过用含Na+和/或K+阳离子的碱性盐滴定(例如，通过浸渍、离子交换等)来处理适用于本文公开的沸石载体的沸石以降低其酸度。如本领域技术人员将理解的，并且借助本公开内容，并且不希望受到理论的限制，沸石中的酸性位点可以促进正丁烷异构化为异丁烷。在一些方面，沸石载体的特征可以在于低酸度和/或低铝含量；例如，沸石载体的特征可以在于低布朗斯台德酸度。在一些方面，沸石载体的特征可以在于基本上没有酸度(即零酸度)。
在一些方面，沸石载体的特征可以在于等于或大于约100，或者等于或大于约150，或者等于或大于约200，或者等于或大于约250，或者等于或大于约275，或者等于或大于约300，或者大100至约400，或者约200至约350，或者约250至约300，或者约275至约290，或者约280的二氧化硅与氧化铝的重量比(SiO2/Al2O3)。在一方面，沸石载体(例如，ZSM-5)的特征可以在于280的二氧化硅与氧化铝的重量比(SiO2/Al2O3)。如本领域技术人员将理解的，并且借助本公开内容，并且不希望受到理论的限制，载体的酸度随着其二氧化硅与氧化铝(SiO2/Al2O3)的重量比增加而降低。
在一方面，沸石载体可以包含沸石，其中，所述沸石可选自由ZSM-5、ZSM-11、Y型沸石、高硅Y、USY、EU-1、EU-2、β型沸石、L型沸石、镁碱沸石、CHA、SSZ-16、Nu-3、σ-1型沸石(Sigma-1)，硅沸石-1(Silicalite-1)及其组合所组成的组。
在一些方面，基于沸石载体的总重量，沸石载体可以包含：约70wt％至约90wt％，或者约75wt％至约85wt％，或者约80wt％的沸石；以及约10wt％至约30wt％，或者约15wt％至约25wt％，或者约20wt％的粘合剂(例如，氧化铝粘合剂)。
在一方面，基于氢解双金属负载型催化剂的总重量，沸石载体在氢解双金属负载型催化剂中的存在量可以为约90wt％至约99.9wt％，或者约95wt％至约99.85wt％，或者约99wt％至约99.8wt％。
在一方面，本文公开的氢解双金属负载型催化剂可以包含第一金属、第二金属和沸石载体；所述第一金属包括Pt，所述第二金属包括Ir，并且所述沸石载体包括ZSM-5。
本文公开的氢解双金属负载型催化剂可以通过任何合适的方法来制备，例如在2018年9月19日提交的美国临时专利申请62/733,309号中更详细地描述，该文献通过引用整体而并入本文。
在一方面，本文公开的氢解双金属负载型催化剂的特征可以在于约60mol％至约90mol％，或者约65mol％至约85mol％，或者约70mol％至约80mol％的对乙烷的选择性。通常，对一种或多种所需产物的选择性是指形成了所希望的碳产物的形成量除以所形成的总碳产物(所希望的和不希望的)。出于本文公开的目的，对所需产物的选择性是基于转化成所需产物的摩尔数的选择性％。
在一方面，本文公开的氢解双金属负载催化剂的特征可以在于小于约20mol％，或者小于约15mol％，或者小于约12.5mol％的对甲烷的选择性。
在一方面，本文公开的氢解双金属负载型催化剂的特征可以在于小于约15mol％，或者小于约12.5mol％，或者小于约10mol％的对丙烷的选择性。
在一方面，氢解反应器100的特征可以在于小于正丁烷转化率的异丁烷转化率。如本领域技术人员将理解的，并且借助于本公开，在氢解中试剂的转化率取决于各种反应器条件，如流速、温度等。
在一方面，氢解反应器100的特征可以在于小于约25％，或者小于约20％，或者小于约15％，或者小于约10％，或者小于约5％，或者小于约1％，或者小于约0.5％，或者小于约0.1％，或者小于约0.01％，或者小于约0.001％的异丁烷转化率。
在一方面，氢解反应器100的特征可以在于等于或大于约75％，或者等于或大于约80％，或者等于或大于约85％，或者等于或大于约90％，或者等于或大于约95％，或者等于或大于约99％的正丁烷转化率。在一些方面，氢解反应器100的特征可以在于100％的正丁烷转化率。在一些方面，基本上所有引入到氢解反应器100中的正丁烷都被转化；例如，氢解产物流20基本上不含正丁烷。
在一些方面，氢解反应器100的特征可以在于小于约25％的异丁烷转化率，并且在于等于或大于约90％的正丁烷转化率。
在一方面，本文公开的生产烯烃的方法可以包括将氢解产物流20的至少一部分和氢气25进料到加氢裂化反应器200中以生产加氢裂化产物流30，其中，加氢裂化产物流30包含氢气、甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷、任选的正丁烷、任选的C5烃和任选的C6+芳族香烃，其中，加氢裂化产物流30中的异丁烷的量小于氢解产物流20中的异丁烷的量。可以在加氢裂化器中生产C5+烃(例如，C5烃；C6+芳族烃，单环芳香烃如苯、甲苯、二甲苯(BTX)，多环芳香烃等)作为重质液体副产物。例如，基于加氢裂化产物流30的总重量，加氢裂化产物流30可以包含小于约10wt％，可选地小于约5wt％，或可选地小于约3wt％的C5+烃。
在一方面，加氢裂化反应器200可以包括：固定床反应器、径向流反应器、绝热反应器、单床反应器、多床反应器等，或其组合。在一些方面，加氢裂化反应器200可以包括串联连接的单床反应器。在其他方面，加氢裂化反应器200可以包括具有多个床的单个反应器。在其他方面，加氢裂化反应器200可以包括至少一个单床反应器和至少一个具有多个床的单反应器，其中，反应器和/或床可以以任何合适的配置(例如，串联和/或并联)布置。加氢裂化反应器200可以包括任何合适的反应器构造。
加氢裂化反应器200的特征可以在于约350℃至约600℃，或者约375℃至约550℃，或者约400℃至约525℃的温度(例如，加氢裂化温度)。
加氢裂化反应器200的特征可以在于约10psig至约300psig，或者约50psig至约275psig，或者约100psig至约250psig，或者约125psig至约225psig，或者约150psig至约200psig的压力(例如，加氢裂化压力)。
加氢裂化反应器200的特征可以在于约0.1h-1至约10h-1，或者约0.5h-1至约7.5h-1，或者约1h-1至约5h-1的基于烃的重时空速(WHSV)。
加氢裂化反应器200的特征可以在于约0.75:1至约10:1，或者约1:1至约9:1，或者约1.5:1至约7.5:1，或者约2:1至约5:1的氢气与C4烃的摩尔比。
加氢裂化反应器200可以包含加氢裂化催化剂。加氢裂化催化剂可以包含在载体上的一种或多种金属。一种或多种金属和载体的组合在加氢裂化反应中具有催化活性的。如本领域技术人员将理解的，并且借助于本公开，一种或多种金属可以对氢化反应具有催化活性，而载体可以对裂化反应具有催化活性。通常，加氢裂化反应可以将较大的烃(例如，氢解产物流20的烃)裂化(分解)成较小的烃，以及在裂化期间可能产生的饱和不饱和烃(例如，烯烃)，使得加氢裂化产物流30包含饱和的小链烃(例如，乙烷、丙烷)。
适用于本发明的加氢裂化催化剂的一种或多种金属的非限制性实例可以包括Pd、Pt、Ni、Co、Mn、Fe、Rh、Ir、Ru、W、Zr等，或其组合。
在一方面，以加氢裂化催化剂的总重量计，一种或多种金属在加氢裂化催化剂中的存在量可以为约0.01wt％至约2.5wt％，可选择地为约0.02wt％至约1wt％，或者约0.05wt％至0.5wt％。
适用于本公开的加氢裂化催化剂的载体的非限制性实例可以包括沸石、ZSM-5、沸石Y、丝光沸石、沸石L、ZSM-22、ZSM-11、菱沸石、镁碱沸石、β沸石、硅烷化ZSM-5、氧化锆、硫酸化氧化锆、氧化铝等，或其组合。在一方面，加氢裂化催化剂可以包含在ZSM-5上的Pt。在一些方面，适用于本公开内容的加氢裂化催化剂的载体可以包含特征在于Si:Al比为约50至约200或约100至约200的沸石。
在一方面，适合用于本公开的加氢裂化催化剂的载体可以包括本文所公开的用于氢解催化剂的类型的氧化铝载体和/或沸石载体。
在一些方面，加氢裂化催化剂可以包括本文公开的氢解催化剂，例如，本文公开的氢解双金属负载型催化剂。加氢裂化催化剂与氢解催化剂可以相同或不同。
在一方面，加氢裂化产物流30中的乙烷的量大于氢解产物流20中的乙烷的量。在一方面，氢解催化剂的特征可以在于与加氢裂化催化剂对乙烷的选择性相比更大的对乙烷的选择性。然而，并且如本领域技术人员将理解的，并且借助于本公开，尽管氢解催化剂与加氢裂化催化剂相比对乙烷的选择性更高，但是加氢裂化产物流30将包含与氢解产物流20相比更多的乙烷，因为氢解产物流20被引入到加氢裂化反应器200中，因此，除了在加氢裂化反应器200中产生的乙烷之外，在加氢裂化产物流30中基本上回收了存在于氢解产物流20中的乙烷。此外，并且如本领域技术人员将理解的，并且借助于本公开，尽管引入加氢裂化反应器200中的乙烷的小部分(例如，小于约10％)可能裂化为甲烷和/或脱氢成乙烯，但是引入加氢裂化反应器200中的乙烷的大部分都在加氢裂化产物流30中回收。
在一方面，当与缺少将丁烷进料流和氢气引入氢解反应器的步骤的其他类似方法(例如，在其他类似方法中，仅使用加氢裂化反应器，而不使用氢解反应器)中的加氢裂化产物流中乙烷与丙烷的重量比相比时，加氢裂化产物流30中的乙烷与丙烷的重量比增加了等于或大于约10％，或者等于或大于约15％，或者等于或大于约20％，或者等于或大于约25％。
在一方面，本文公开的生产烯烃的方法可以包括将加氢裂化产物流30的至少一部分进料到第一分离单元300中以产生第一C2+气流40、第一氢气流41、第一甲烷流42、第一C4s流43和任选的C5+流44，其中，第一C2+气流40包含乙烷和丙烷，其中，第一C4s流43包含异丁烷和可选的正丁烷；并且C5+流44包含C5烃和可选的C6+芳香烃(例如，单环芳香烃如苯、甲苯、二甲苯(BTX)；多环芳香烃等)。
第一分离单元300可以包括被配置为将加氢裂化产物流30分离成第一C2+气流40、第一氢气流41、第一甲烷流42、第一C4s流43以及可选的C5+流44的任何合适的分离单元。例如，第一分离单元300可以采用蒸馏、低温蒸馏、萃取蒸馏、选择性吸附、选择性吸收等，或其组合。第一分离单元300可以包括蒸馏塔、低温蒸馏塔、塔盘式和/或填充式分离塔、压缩机、热交换器、冷却塔、变压吸附(PSA)单元等。
通常，可以通过使用任何合适的方法(如PSA、膜分离、低温分离等)来回收氢气。在一些方面，可以通过使用基于气体分子与吸附剂材料的物理结合的PSA方法来回收氢气(例如，高纯度氢气)，其中，作用在气体分子与吸附剂材料之间的力取决于气体成分、吸附剂材料的类型、气体成分的分压和操作温度。分离效果基于对吸附剂材料的结合力的差异。与诸如烃、氮气、一氧化碳、二氧化碳、水蒸气之类的分子相反，具有低极性的高挥发性组分(诸如氢气)实际上是不可吸附的，因此可以回收高纯度氢气。
各烃或各烃馏分通常可以通过分馏工艺进行回收，所述分馏工艺可以采用多种柱，诸如包含脱甲烷塔、脱乙烷塔、脱丙烷塔等的低温蒸馏塔构造。
在一方面，本文公开的生产烯烃的方法可以包括任选地将氢解产物流20的至少一部分20a进料到第二分离单元150中以产生第三含氢气流16、可选的第三甲烷流17、第二C2+气流18和第二C4s流19，其中，第二C2+气流18包含乙烷和丙烷，并且第二C4s流19包含异丁烷和可选的正丁烷。在氢解期间中仅产生相当少量的甲烷(例如，甲烷的产生量相对低)的情况中，甲烷可与氢气一起分离，其中，第三含氢气流16可以包含氢气和甲烷，并且单独的甲烷蒸汽不回收。在这些方面，可以对第三含氢气流16进行吹扫(例如，在将流16再循环到反应器100和/或反应器200之前)，例如，以避免甲烷在反应器100和/或反应器200中的积聚。
第二分离单元150可以包括配置为将氢解产物流20分离成第三含氢气流16、可选的第三甲烷流17，第二C2+气体流18和第二C4s流19的任何合适的分离单元。例如，第二分离单元150可以采用蒸馏、低温蒸馏、萃取蒸馏、选择性吸附、选择性吸收等，或其组合。第二分离单元150可以包括蒸馏塔、低温蒸馏塔、塔盘式和/或填充式分离塔、压缩机、热交换器、冷却塔、变压吸附(PSA)单元等。
在一方面，本文公开的生产烯烃的方法可以包括任选地将第一C4s流43的至少一部分和/或第二C4s流19的至少一部分进料到加氢裂化反应器200。
在一些方面，第一C4s流43和/或第二C4s流19包含正丁烷。在这些方面中，可以将第一C4s流43的至少一部分和/或第二C4s流19的至少一部分分离为异丁烷流和正丁烷流。
在第一C4s流43和/或第二C4s流19包含正丁烷的方面中，可以将第一C4s流43的至少一部分和/或第二C4s流19的至少一部分再循环到氢解反应器100；例如允许正丁烷与异丁烷反应性分离。
在一方面，第一C4s流43的至少一部分可以被分离成第一异丁烷流43a和第一正丁烷流43b；例如，通过低温蒸馏。在一方面，第二C4s流19的至少一部分可以被分离为第二异丁烷流19a和第二正丁烷流19b；例如，通过低温蒸馏。
在一些方面，可以将第一异丁烷流43a的至少一部分和/或第二异丁烷流19a的至少一部分进料到加氢裂化反应器200。在一些方面，可以将第一正丁烷流43b的至少一部分和/或第二正丁烷流19b的至少一部分进料到氢解反应器100。
在一方面，本文公开的生产烯烃的方法可以包括将至少一部分所述第一C2+气流和可选的第二C2+气流18的至少一部分18a(例如，经由流56)进料到气体蒸汽裂化器400(例如，气体蒸汽裂化炉)中以生产蒸汽裂化器产物流，其中，所述蒸汽裂化器产物流包含烯烃和可选的第二C2+气体流18，其中，所述蒸汽裂化器产物流中烯烃的量大于所述第一C2+气流40中烯烃的量，并且所述烯烃包含乙烯与丙烯。如本领域技术人员将理解的，并且在本公开的帮助下，术语“蒸汽裂化器”(例如，气体蒸汽裂化器)可以是指蒸汽裂化器单元的炉段或部分；或者它可以是指蒸汽裂化器单元的炉段和分离段。蒸汽裂化器产物流可以包含烯烃，如乙烯、丙烯；饱和烃，如甲烷、乙烷、丙烷等；以及氢气。
在一方面，当与缺少将丁烷进料流和氢气引入氢解反应器的步骤的其他类似方法(例如，在其他类似方法中，仅使用加氢裂化反应器，而不使用氢解反应器)中的蒸汽裂化器产物流中乙烯与丙烯的重量比相比时，蒸汽裂化器产物流中的乙烯与丙烯的重量比增加等于或大于约10％，或者等于或大于约25％，或者等于或大于约50％，或者等于或大于约75％。在加氢裂化反应器(例如，加氢裂化反应器200)上游使用氢解反应器(例如，氢解反应器100)可以使在加氢裂化产物流(例如，加氢裂化产物流30)中乙烷的量增加，这继而又会导致蒸汽裂化器产物流中乙烯(和少量丙烯)的量增加。
在一方面，蒸汽裂化器产物流中的乙烯与丙烯的重量比等于或大于约4:1，或者等于或大于约5:1，或者等于或大于约6:1。
通常，蒸汽裂化是在蒸汽的存在下例如通过裂化和/或脱氢将饱和烃(即，烷烃)转化为不饱和烃(即，烯烃)的方法。在蒸汽裂化中，将烃进料流如第一C2+气流40和可选的第二C2+气流18用蒸汽稀释，并在无氧的情况下在炉中短暂加热以生产烯烃。如本领域技术人员将理解的，并且借助于本公开，一些蒸汽裂化器具有特定的进料要求(取决于各个蒸汽裂化器的操作限制)，如基于进料的总重量，在进料中小于约1wt％的烯烃。
此外，如本领域技术人员将理解的，并且借助于本公开，蒸汽裂化器产物流的组成取决于蒸汽裂化器参数(例如，温度、停留时间、烃与蒸汽的比率等)以及蒸汽裂化器的进料的组成。除了轻质气体烯烃(例如，乙烯、丙烯)之外，较重的烃进料流还会不希望地产生大量的较重的烃(例如，C4+烃)。当与由较重的烃进料流产生的轻质气体烯烃的量相比，较轻的进料流，如第一C2+气流40和可选的第二C2+气流18，通常可产生明显更高含量的轻质气体烯烃。
如本领域技术人员将理解的，并且借助于本公开，蒸汽裂化器的进料的组成可以变化，并且不同进料组分的最佳蒸汽裂化可以在不同温度下发生。例如，可以在与将丙烷蒸汽裂解成乙烯的最佳温度相比更高的温度下将乙烷蒸汽裂化成乙烯。因此，可以将蒸汽裂化器的进料的各种组分引入蒸汽裂化炉内的不同位置，以提供用于对蒸汽裂化器的进料的各个组分(例如，第一C2+气流40和可选的第二C2+气流18)的蒸汽裂化而言最佳的温度。此外，并且如本领域技术人员将理解的，并且借助于本公开，尽管在蒸汽裂化期间总是生产一定量的丙烯，但是在较高的裂化温度下将生产较少量的丙烯。
此外，如本领域技术人员将理解的，并且借助于本公开，进料组分越重，裂化该组分所需的温度越低。例如，丙烷需要的裂化温度低于乙烷的裂化温度。在没有或不能将气体蒸汽裂化器400的进料的组分分离成单独的组分并且乙烯是主要目标产物的情况下，可以在能够将需要最高温度的组分蒸汽裂化的位置处将第一C2+气流40和可选的第二C2+气流18引入气体蒸汽裂化炉。例如，如果进料到气体蒸汽裂化器400的进料同时包含乙烷和丙烷，则可以在温度足够高使得乙烷裂化的位置(因为丙烷也会在此温度下裂化)将所述进料引入到气体蒸汽裂化炉中。如本领域技术人员将理解的，并且借助于本公开，可以基于所希望的产物来决定将原料引入到所述炉或炉段中的位置。例如，如果乙烯是所希望的产物，则可以使用与丙烯是所述希望的产物的情况相比更高的温度。
在一些方面，气体蒸汽裂化器400可以包括多个蒸汽裂化炉(例如，裂化区)，其中，至少一些蒸汽裂化炉可以在彼此不同的温度下操作，以有效地裂化第一C2+气流40以及可选地第二C2+气流18中的各组分。在其他方面，气体蒸汽裂化炉可以在同一气体蒸汽裂化炉内包括多个裂化区，其中，至少一些裂化区可以在彼此不同的温度下操作，以有效地裂化第一C2+气流40以及可选地第二C2+气流18中的各组分。
在一些方面，例如通过低温蒸馏，可以将第一C2+气流40的至少一部分和可选的第二C2+气流的至少一部分分离成乙烷流和丙烷流。
在一个方面，气体蒸汽裂化炉可以包括第一裂化区和第二裂化区，其中，第一裂化区的特征在于第一裂化温度(例如，乙烷裂化温度；对乙烷蒸汽裂化有效的温度)，其中，第二裂化区的特征在于第二裂化温度(例如，丙烷裂化温度；对丙烷进行蒸汽裂化有效的温度)，并且第一裂化温度大于第二裂化温度。可以将乙烷(例如，乙烷流)进料到第一裂化区。可以将丙烷(例如，丙烷流)进料到第二裂化区。在乙烷或丙烷没有分离或不能分离成各组分的情况下，乙烷和丙烷都可以进料到第一裂化区和/或第二裂化区。如本领域技术人员将理解的，并且借助于本公开，如果需要更多的乙烯作为产物，则可以将乙烷和丙烷都以较高的温度进料到裂化区(例如，第一裂化区)；并且如果需要更多的丙烯作为产物，则可以将乙烷和丙烷在较低的温度下进料到裂化区(例如，第二裂化区)。多区裂化炉在美国公开20080029434A1号中有更详细的描述，其全部内容通过引用而并入本文。
在一些方面，可以将丙烷流的至少一部分进料到丙烷脱氢单元中以生产丙烯。
在一些方面，同一气体蒸汽裂化炉可以包括第一裂化区和第二裂化区。在其他方面，第一裂化炉可以包括第一裂化区，并且第二裂化炉可以包括第二裂化区。
在一方面，本文公开的生产烯烃的方法可以包括在蒸汽裂化器分离单元中将蒸汽裂化器产物流的至少一部分分离成烯烃气流50、第二氢气流51、第二甲烷流52和饱和气流53，其中，烯烃气流50包含乙烯和丙烯；并且饱和气流53包含乙烷和丙烷。蒸汽裂化器产物流可以进一步包含作为来自蒸汽裂化器的副产物形成的裂化汽油(pygas)和/或裂化油(pyoil)，因此，裂化汽油和/或裂化油也可以在蒸汽裂化器分离单元中分离。
蒸汽裂化器分离单元可以包括任何合适的分离单元，其配置为将蒸汽裂化器产物流分离成烯烃气流50、第二氢气流51、第二甲烷流52、饱和气流53以及可选的裂化汽油/或裂化油。例如，蒸汽裂化器分离单元可以采用蒸馏、低温蒸馏、萃取蒸馏、选择性吸附、选择性吸收等，或其组合。蒸汽裂化器分离单元可包括蒸馏塔、低温蒸馏塔、塔盘式和/或填充式分离塔、压缩机、热交换器、冷却塔、变压吸附(PSA)单元等。
蒸汽裂化产物流还可以包含水(来自液体蒸汽裂化炉段中使用的蒸汽)，其中，水可以例如在骤冷塔中冷凝并与蒸汽裂化产物流分离。从蒸汽裂化器产物流中回收的水可以被进一步转化为蒸汽，并且可以再循环到气体蒸汽裂化炉中。
在一方面，本文公开的生产烯烃的方法可以还包括从烯烃气流50中回收乙烯的至少一部分以生产回收的乙烯。在一些方面，回收的乙烯的至少一部分可以聚合以产生聚合物产物如聚乙烯、乙烯共聚物、乙烯低聚物等。
在一方面，本文公开的生产烯烃的方法可以还包括从烯烃气流50中回收丙烯的至少一部分以生产回收的丙烯。在一些方面，回收的丙烯的至少一部分可以聚合以生产聚合物产物如聚丙烯、丙烯共聚物、丙烯低聚物等。
在一些方面，独立地选自由第一分离单元300、第二分离单元150和蒸汽裂化器分离单元所组成的组中的两个或更多个分离单元可以是相同的分离单元。例如，第一分离单元300和第二分离单元150可以是相同的分离单元。作为另一实例，第一分离单元300和蒸汽裂化器分离单元可以是相同的分离单元。作为又一实例，第二分离单元150和蒸汽裂化器分离单元可以是相同的分离单元。作为再又一示例，第一分离单元300、第二分离单元150和蒸汽裂化器分离单元都可以是相同的分离单元。
在一方面，本文公开的生产烯烃的方法可以还包括将第一氢气流41的至少一部分41a、第二氢气流51的至少一部分51a、第三氢气流16的至少一部分或它们的组合再循环到氢解反应器100和/或加氢裂化反应器200。例如，第一氢气流41的至少一部分41a可以经由流55、55b再循环到氢解反应器100和/或经由流55、55a再循环到加氢裂化反应器200。作为另一实例，第二氢气流51的至少一部分51a可以经由流55、55b再循环到氢解反应器100和/或经由流55、55a再循环到加氢裂化反应器200。作为又一实例，第三氢气流16的至少一部分可以经由流16b再循环到氢解反应器100和/或经由流16a再循环到加氢裂化反应器200。
在一方面，本文公开的生产烯烃的方法可以还包括例如经由流56将第二C2+气流18的至少一部分18a进料到气体蒸汽裂化器400。在一方面，本文公开的生产烯烃的方法可以还包括例如经由流56将饱和气流53的至少一部分53a进料到气体蒸汽裂化器400。可以将第二C2+气流18和/或饱和气流53分离成乙烷流和丙烷流，其中，可以将乙烷流进料到气体蒸汽裂化器的第一裂化区，并且可以将丙烷流进料到气体蒸汽裂化器的第二裂化区，如本文先前所述。如本领域技术人员将理解的，并且借助于本公开，为了生产合格的乙烯，通常将由蒸汽裂化方法生产的乙烷和丙烷分离为乙烷流和丙烷流(例如，乙烷来自C2分离器，而丙烷来自C3分离器)。此外，并且如本领域技术人员将理解的，并且借助于本公开，在次优的条件下以裂化所述组分中的一种为代价，乙烷流和丙烷流可以在再循环至蒸汽裂化器之前混合在一起；这对于受炉子容量(例如，炉子数量)限制的蒸汽裂化器而言是所期望的。然而，当乙烷和丙烷是蒸汽裂化炉的原料时(与蒸汽裂化方法中的循环流相反)，乙烷和丙烷可能一起裂化，或在裂化前分离。
在一方面，本文公开的和例如图1所示的生产烯烃的方法可以包括：(a)将丁烷进料流10和氢气15引入到氢解反应器100以生产氢解产物流20，其中，所述氢解反应器100包含氢解负载型双金属催化剂，其中，氢解双金属负载型催化剂包含负载在ZSM-5上的Pt和Ir，其中，所述氢解反应器100的特征在于小于约330℃的温度，其中，所述氢解反应器100的特征在于小于约25％的异丁烷转化率，其中，所述丁烷进料流包含正丁烷和异丁烷，其中，所述丁烷进料流的特征在于等于或大于约1:1的正丁烷与异丁烷的摩尔比，并且所述氢解产物流20包含氢气、甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷和可选的正丁烷；(b)在第二分离单元150中将氢解产物流20的至少一部分20a分离成第三含氢气流16、可选的第三甲烷流17、第二C2+气体流18和第二C4s流19，其中，第二C2+气流18包含乙烷和丙烷，并且第二C4s流19包含异丁烷和可选的正丁烷；(c)将第二C4s流19的至少一部分和可选的氢解产物流20的至少一部分以及氢气25进料到加氢裂化反应器200以生产加氢裂化产物流30，其中，所述加氢裂化反应器200包含加氢裂化催化剂，其中，所述加氢裂化反应器200的特征在于等于或大于约350℃的温度，其中，所述加氢裂化产物流30包含氢气、甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷和可选的正丁烷，并且所述加氢裂化产物流30中乙烷的量大于所述氢解产物流20中乙烷的量；(d)在第一分离单元300中将加氢裂化产物流30的至少一部分分离成第一氢气流41、第一甲烷流42、第一C2+气流40、第一C4s流43以及可选的C5+流44，其中，第一C2+气流40包含乙烷和丙烷，并且第一C4s流43包含异丁烷和可选的正丁烷；(e)将至少一部分所述第一C2+气流和可选的第二C2+气流18的至少一部分18a进料到气体蒸汽裂化器400中以生产蒸汽裂化器产物流，其中，所述蒸汽裂化器产物流包含烯烃和可选的第二C2+气体流18，其中，所述蒸汽裂化器产物流中烯烃的量大于所述第一C2+气流40中烯烃的量，并且所述烯烃包含乙烯与丙烯的重量比等于或大于约5:1的乙烯和丙烯；(f)在蒸汽裂化器分离单元中将蒸汽裂化器产物流的至少一部分分离为烯烃气流50、第二氢气流51、第二甲烷流52和饱和气流53；其中，烯烃气流50包含乙烯和丙烯；并且饱和气流53包含乙烷和丙烷；(g)可选地将第二C4s流19的至少一部分和/或第一C4s流43的至少一部分引入到氢解反应器100和/或加氢裂化反应器200中；以及(h)可选地将第一氢气流41的至少一部分、第二氢气流51的至少一部分、第三氢气流16的至少一部分或它们的组合再循环到氢解反应器100和/或加氢裂化反应器200。
在一方面，当与缺少将丁烷进料流和氢气引入氢解反应器的步骤的其他类似方法(例如，其他类似方法仅使用加氢裂化反应器，而不使用氢解反应器)相比时，本文公开的生产烯烃的方法可以有利地显示出一种或多种方法特性的改进。按照惯例，工厂级丁烷流是直接蒸汽裂化的；其产生相对低含量的乙烯和许多副产物，这反过来又需要昂贵的分离段来回收乙烯。同样常规地，可以将工厂级丁烷物流送入加氢裂化反应器以生产含乙烷和丙烷的流，然后将其送入蒸汽裂化器中；然而，在这种常规方法中，乙烷的量以及因此乙烯的量比本文所公开的生产烯烃的方法中的量少得多。
在一方面，当与缺少将丁烷进料流和氢气引入氢解反应器的步骤的其他类似方法(例如，其他类似方法仅使用加氢裂化反应器，而不使用氢解反应器)相比时，本文公开的生产烯烃的方法可以有利地提供更多的乙烷，其可以被进料到气体裂化器中以产生乙烯。如本领域技术人员将理解的，并且借助于本公开，乙烷是使蒸汽裂化器中的乙烯产量最大化的最有利的进料，并且当乙烯是蒸汽裂化中的所希望的产物时，丙烯是副产物。
在一方面，与缺少将丁烷进料流和氢气引入氢解反应器的步骤的其他类似方法(例如，其他类似方法仅使用加氢裂化反应器，而不使用氢解反应器)相比，本文公开的生产烯烃的方法可以有利地生产更多的乙烯。如本文所公开的生产烯烃的方法的其他优点对于本领域技术人员来说是显而易见的。
实施例
已经一般性地描述了本发明的主题，给出以下实施例作为本公开的特定实施方式并证明其实践和优点。应当理解的是，这些实施例是通过举例的方式给出的，并不旨在以任何方式限制所附权利要求的说明。
实施例1
通过与从工厂级丁烷流生产烯烃的常规方法相比，研究了类似于图1的烯烃生产系统1000的烯烃生产系统的产物分布。数据如图2所示。图2中的数据是使用
Figure GDA0003389910230000221
程序估算的，该程序可以估算来自各种原料输入和各种裂解温度输入的蒸汽裂化器的裂化产率。如本领域技术人员将理解的，并且借助于本公开，通常认为SPYRO估算是相当准确的。
工厂级丁烷物流通常是正丁烷与异丁烷的混合物，可选地还包含痕量其他烃如丁烯、C3、C5等。典型的比例可以为70％正丁烷/30％异丁烷。
由工厂级丁烷流生产烯烃的常规方法是将进料送入丁烷蒸汽裂化器，该方法生产各种产物和约36wt％的乙烯。
另一种可选的常规方法是使整个工厂级丁烷流进行加氢裂化，从而生产甲烷、乙烷和丙烷的混合物；其中乙烷和丙烷可以被进一步送入气体裂化器以生产烯烃。该方法产生约58wt％的乙烯。
在加氢裂化后再进行蒸汽裂化的情况下，以及在与加氢裂化和蒸汽裂化结合的氢解的情况下，丁二烯和异丁烯的生成量非常小(如图2所示)，因此不值得将其分离出来和收集。在这两种情况下，将C4s加氢并与新鲜的工厂级丁烷进料混合。除了图2中显示的产物外，还生产H2、裂化油和CO2。通过与加氢裂化和蒸汽裂化结合的氢解所生产的甲烷的量较低，这表明该结合方法的碳效率更高，由此将较高量的C4进料转化为有价值/可收集的产物。
本文公开的生产烯烃的方法，例如如图3所示，其中，将工厂级丁烷物流进行选择性氢解，然后进行加氢裂化，然后通过蒸汽裂化，可以生产约70wt％的乙烯。
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其它公开内容
第一方面，其为一种方法，包括：(a)将丁烷进料流和氢气引入氢解反应器以生产氢解产物流，其中，所述氢解反应器包含氢解催化剂，所述丁烷进料流包含正丁烷和异丁烷，并且所述氢解产物流包含氢气、甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷和可选的正丁烷；和(b)将所述氢解产物流的至少一部分和氢气进料至加氢裂化反应器以生产加氢裂化产物流，其中，所述加氢裂化反应器包含加氢裂化催化剂，所述加氢裂化产物流包含氢气、甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷、可选的正丁烷、可选的C5烃和可选的C6+芳香烃，所述加氢裂化产物流中异丁烷的量小于所述氢解产物流中异丁烷的量，并且所述加氢裂化产物流中乙烷的量大于所述氢解产物流中乙烷的量。
第二方面，其为根据第一方面所述的方法，其中，所述正丁烷在所述丁烷进料流中的存在量等于或大于约50mol％。
第三方面，其为根据第一方面和第二方面所述的方法，还包括：(i)在第一分离单元中将所述加氢裂化产物流的至少一部分分离成第一氢气流、第一甲烷流、第一C2+气流、第一C4s流和可选的C5+流，其中，所述第一C2+气流包含乙烷和丙烷，其中，所述第一C4s流包含异丁烷和可选的正丁烷，并且所述C5+流包含C5烃和可选的C6+芳香烃；(ii)将所述第一C2+气流的至少一部分进料到气体蒸汽裂化炉中以生产蒸汽裂化器产物流，其中，所述蒸汽裂化器产物流包含烯烃，其中，所述蒸汽裂化器产物流中烯烃的量大于所述第一C2+气流中烯烃的量，并且所述烯烃包括乙烯和丙烯；以及(iii)可选地将所述第一C4s流的至少一部分进料到所述加氢裂化反应器。
第四方面，其为根据第一方面至第三方面中任一项所述的方法，还包括：(i)在第二分离单元中将所述氢解产物流的至少一部分分离成第三含氢气流、可选的第三甲烷流、第二C2+气流和第二C4s流，其中，所述第二C2+气流包含乙烷和丙烷，并且所述第二C4s流包含异丁烷和可选的正丁烷；(ii)将所述第二C4s流的至少一部分进料到所述加氢裂化反应器；以及(iii)可选地将所述第二C2+气流的至少一部分进料到气体蒸汽裂化炉。
第五方面，其为根据第四方面所述的方法，其中，第一C4s流和/或第二C4s流包含正丁烷；并且所述第一C4s流的至少一部分和/或所述第二C4s流的至少一部分被分离成异丁烷流和正丁烷流。
第六方面，其为根据第五方面所述的方法，所述方法还包括：(i)将所述异丁烷流进料的至少一部分进料到所述加氢裂化反应器；和/或(ii)将所述正丁烷流的至少一部分进料到所述氢解反应器。
第七方面，其为根据第一方面至第六方面中任一项所述的方法，其中，所述氢解反应器的特征在于：约200℃至约330℃的温度；约0psig至约300psig的压力；约0.1h-1至约15h-1的基于烃的重量时空速度(WHSV)；以及约1:1至约10:1的氢气与C4烃的摩尔比。
第八方面，其为根据第一方面至第七方面中任一项所述的方法，其中，所述氢解催化剂包含氢解单金属负载型催化剂和/或氢解双金属负载型催化剂；所述氢解单金属负载型催化剂包含沸石负载的单金属催化剂和/或氧化铝负载的单金属催化剂；所述氢解双金属负载型催化剂包含沸石负载的双金属催化剂和/或氧化铝负载的双金属催化剂；所述氢解双金属负载型催化剂包含第一金属和第二金属，其中，所述第一金属与所述第二金属不同；所述氢解单金属负载型催化剂包含第三金属；所述第三金属与所述第一金属和/或所述第二金属相同或不同；所述第一金属、所述第二金属和所述第三金属能够各自独立地选自由铱(Ir)、铂(Pt)、铑(Rh)、钌(Ru)、钯(Pd)、钼(Mo)、钨(W)、镍(Ni)和钴(Co)所组成的组；载体包括氧化铝和/或沸石；所述沸石选自由ZSM-5、ZSM-11、Y、高硅Y、USY、EU-1、EU-2、beta、L、镁碱沸石、CHA、SSZ-16、Nu-3、Sigma-1、硅沸石及它们的组合所组成的组；并且所述载体可选地包含粘合剂，所述粘合剂包含氧化铝、二氧化钛、二氧化硅或它们的组合。
第九方面，其为根据第一方面至第八方面中任一项所述的方法，其中，所述氢解催化剂包含负载在ZSM-5上的Pt和Ir。
第十方面，其为根据第一方面至第九方面中任一项所述的方法，其中，所述加氢裂化反应器的特征在于：约350℃至约600℃的温度；约10psig至约300psig的压力；约0.1h-1至约10h-1的基于烃的重量时空速度(WHSV)；约0.75:1至约10:1的氢气与C4烃的摩尔比；所述加氢裂化催化剂包含在载体上的一种或多种金属，其中，所述一种或多种金属包含：Pd、Pt、Ni、Co、Mn、Fe、Rh、Ir、Ru、W、Zr或它们的组合；所述载体包含沸石、ZSM-5、沸石Y、丝光沸石、沸石L、ZSM-22、ZSM-11、菱沸石、镁碱沸石、β沸石、硅化ZSM-5、氧化锆、硫酸化氧化锆、氧化铝或它们的组合；并且所述氢解催化剂与所述加氢裂化催化剂是相同或不同的。
第十一方面，其为根据第一至第十方面中任一项所述的方法，包括：(i)在蒸汽裂化器分离单元中将蒸汽裂化器产物流的至少一部分分离成第二氢气流、第二甲烷流、烯烃气流和饱和气流；其中，所述烯烃气流包含乙烯和丙烯；并且所述饱和气流包括乙烷和丙烷；(ii)可选地将第一氢气流的至少一部分、所述第二氢气流的至少一部分、第三氢气流的至少一部分或它们的组合再循环到所述氢解反应器和/或所述加氢裂化反应器；以及(iii)可选地将所述饱和气流的至少一部分再循环到气体蒸汽裂化炉。
第十二方面，其为根据第一至第十一方面中任一项所述的方法，其中，气体蒸汽裂化炉包括第一裂化区和第二裂化区，其中，所述第一裂化区的特征在于乙烷裂化温度，其中，所述第二裂化区的特征在于丙烷裂化温度，并且所述乙烷裂化温度大于所述丙烷裂化温度。
第十三方面，其为根据第十二方面所述的方法，还包括：(i)将第一C2+气流的至少一部分、至少一部分第二C2+气流的至少一部分、饱和气流的至少一部分或它们的组合分离成乙烷流和丙烷流；(ii)将所述乙烷流的至少一部分进料到所述第一裂化区；以及(iii)将所述丙烷流的至少一部分进料到所述第二裂化区。
第十四方面，其为根据第一方面至第十三方面中任一项所述的方法，其中，独立地选自由第一分离单元、第二分离单元和蒸汽裂化器分离单元所组成的组中的两个或更多个分离单元是相同的分离单元。
第十五方面，其为第一方面至第十四方面中任一项所述的方法，其中，所述氢解反应器的特征在于小于约25％的异丁烷转化率。
第十六方面，其为第一方面至第十五方面中任一项所述的方法，其中，所述氢解反应器的特征在于等于或大于约90％的正丁烷转化率。
第十七方面，其为根据第一方面至第十六方面中任一项所述的方法，其中，当与在缺少将丁烷进料流和氢气引入到氢解反应器的步骤(a)的其他类似方法中的蒸汽裂化器产物流中的乙烯与丙烯的重量比相比时，所述蒸汽裂化器产物流中的乙烯与丙烯的重量比增加等于或大于约10％。
第十八方面，其为根据第一方面至第十七方面中任一项所述的方法，其中，蒸汽裂化器产物流中乙烯与丙烯的重量比等于或大于约4:1。
第十九方面，其为根据第一方面至第十八方面中任一项所述的方法，其中，当与在缺少将丁烷进料流和氢气引入到氢解反应器的步骤(a)的其他类似方法中的加氢裂化产物流中的乙烷与丙烷的重量比相比时，所述加氢裂化产物流中的乙烷与丙烷的重量比增加了等于或大于约10％。
第二十方面，其为一种生产烯烃的方法，包括：(a)将丁烷进料流和氢气引入到氢解反应器以生产氢解产物流，其中，所述氢解反应器包含氢解负载型双金属催化剂，其中，氢解双金属负载型催化剂包含负载在ZSM-5上的Pt和Ir，其中，所述氢解反应器的特征在于小于约330℃的温度，其中，所述氢解反应器的特征在于小于约25％的异丁烷转化率，其中，所述丁烷进料流包含正丁烷和异丁烷，其中，所述丁烷进料流的特征在于等于或大于约1:1的正丁烷与异丁烷的摩尔比，并且所述氢解产物流包含氢气、甲烷、乙烷、丙烷和异丁烷；(b)将氢解产物流的至少一部分和氢气进料到加氢裂化反应器以生产加氢裂化产物流，其中，所述加氢裂化反应器包含加氢裂化催化剂，其中，所述加氢裂化反应器的特征在于等于或大于约350℃的温度，其中，所述加氢裂化产物流包含氢气、甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷、可选的C5烃和可选的C6+芳烃，并且所述加氢裂化产物流中乙烷的量大于所述氢解产物流中乙烷的量；(c)在分离单元中将所述加氢裂化产物流的至少一部分分离成第一氢气流、第一甲烷流、第一C2+气流、丁烷流和可选的C5+流，其中，所述第一C2+气流包含乙烷和丙烷，其中，所述丁烷流包含异丁烷，并且其中，所述C5+流包含C5烃和可选的C6+芳香烃；(d)将所述第一C2+气流的至少一部分进料到气体蒸汽裂化炉中以生产蒸汽裂化器产物流，其中，所述蒸汽裂化器产物流包含烯烃，其中，所述蒸汽裂化器产物流中烯烃的量大于所述第一C2+气流中烯烃的量，并且所述烯烃包含乙烯与丙烯的重量比等于或大于约5:1的乙烯和丙烯；以及(e)将所述丁烷流的至少一部分再循环到所述加氢裂化反应器；将所述第一氢气流的至少一部分再循环到所述氢解反应器和/或所述加氢裂化反应器；或两者。
通过以下实施例进一步说明本发明，这些实施例不以任何方式解释为对本发明范围的限制。相反，应该清楚地理解，可以诉诸于各种其他方面、实施方式、修改及其等效形式，在阅读本文的描述之后，可以在不背离本发明的精神或所附权利要求的范围的情况下，向本领域的普通技术人员建议这些其他方面、实施方式、修改形式以及等同形式。
尽管已经示出并且描述了本公开的实施方式，但是可以在不脱离本发明的精神和教导的情况下对其进行修改。本文描述的实施方式和实施例仅仅是示例性的，并且不意图是限制性的。本文公开的本发明的许多变化和修改是可能的，并且在本发明的范围内。
相应地，保护范围不受上述陈述的限制，而仅受所附权利要求书的限制，该范围包括权利要求书的主题的所有等同形式。每个权利要求作为本发明的实施方式而并入说明书中。因此，权利要求是进一步的描述，并且是对本发明的具体实施方式的补充。本文引用的所有专利、专利申请和出版物的公开内容通过引用而并入本文。

Claims (18)

1.一种方法，包括：
(a)将丁烷进料流和氢气引入氢解反应器以生产氢解产物流，其中，所述氢解反应器包含氢解催化剂，其中，所述氢解反应器的特征在于200℃至330℃的温度，其中，所述丁烷进料流包含正丁烷和异丁烷，其中，所述正丁烷在所述丁烷进料流中的存在量等于或大于50mol％，其中，所述氢解反应器的特征在于小于25％的异丁烷的转化率，其中，所述氢解反应器的特征在于等于或大于90％的正丁烷转化率，并且其中，所述氢解产物流包含氢气、甲烷、乙烷、丙烷和异丁烷，并且所述氢解产物流任选地包含正丁烷；以及
(b)将所述氢解产物流的至少一部分和氢气进料至加氢裂化反应器以生产加氢裂化产物流，其中，所述加氢裂化反应器包含加氢裂化催化剂，其中，所述加氢裂化产物流包含氢气、甲烷、乙烷、丙烷和异丁烷，并且所述加氢裂化产物流任选地包含正丁烷、C5烃或C6+芳香烃，其中，所述加氢裂化产物流中异丁烷的量小于所述氢解产物流中异丁烷的量，并且其中，所述加氢裂化产物流中乙烷的量大于所述氢解产物流中乙烷的量，
其中，所述氢解反应器的特征在于：0psig至300psig的压力；0.1h-1至15h-1的基于烃的重量时空速度(WHSV)；以及1:1至10:1的氢气与C4烃的摩尔比，
其中，所述氢解催化剂包含氢解单金属负载型催化剂和/或氢解双金属负载型催化剂；其中，所述氢解单金属负载型催化剂包含沸石负载的单金属催化剂和/或氧化铝负载的单金属催化剂；其中，所述氢解双金属负载型催化剂包含沸石负载的双金属催化剂和/或氧化铝负载的双金属催化剂；其中，所述氢解双金属负载型催化剂包含第一金属和第二金属，其中，所述第一金属与所述第二金属是不同的；其中，所述氢解单金属负载型催化剂包含第三金属；其中，所述第三金属与所述第一金属和/或所述第二金属是相同或不同的；其中，所述第一金属、所述第二金属和所述第三金属能够各自独立地选自由铱(Ir)、铂(Pt)、铑(Rh)、钌(Ru)、钯(Pd)、钼(Mo)、钨(W)、镍(Ni)和钴(Co)所组成的组；其中，载体包括氧化铝和/或沸石；其中，所述沸石选自由ZSM-5、ZSM-11、Y、高硅Y、USY、EU-1、EU-2、β、L、镁碱沸石、CHA、SSZ-16、Nu-3、σ-1、硅沸石及它们的组合所组成的组；并且其中，所述载体任选地包含粘合剂，所述粘合剂包含氧化铝、二氧化钛、二氧化硅或它们的组合，
其中，所述加氢裂化反应器的特征在于：350℃至600℃的温度；10psig至300psig的压力；0.1h-1至10h-1的基于烃的重量时空速度(WHSV)；0.75:1至10:1的氢气与C4烃的摩尔比；其中，所述加氢裂化催化剂包含在载体上的一种或多种金属，其中，所述一种或多种金属包含Pd、Pt、Ni、Co、Mn、Fe、Rh、Ir、Ru、W、Zr或它们的组合；其中，所述载体包含沸石、ZSM-5、沸石Y、丝光沸石、沸石L、ZSM-22、ZSM-11、菱沸石、镁碱沸石、β沸石、硅化ZSM-5、氧化锆、硫酸化氧化锆、氧化铝或它们的组合。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：(i)在第一分离单元中将所述加氢裂化产物流的至少一部分分离成第一氢气流、第一甲烷流、第一C2+气流、第一C4s流，以及任选地在第一分离单元中将所述加氢裂化产物流的至少一部分分离成C5+流，其中，所述第一C2+气流包含乙烷和丙烷，其中，所述第一C4s流包含异丁烷，并且所述第一C4s流任选地包含正丁烷，并且其中，所述C5+流包含C5烃，并且所述C5+流任选地包含C6+芳香烃；(ii)将所述第一C2+气流的至少一部分进料到气体蒸汽裂化炉中以生产蒸汽裂化器产物流，其中，所述蒸汽裂化器产物流包含烯烃，其中，所述蒸汽裂化器产物流中烯烃的量大于所述第一C2+气流中烯烃的量，并且其中，所述烯烃包括乙烯和丙烯；以及(iii)任选地将所述第一C4s流的至少一部分进料到所述加氢裂化反应器。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括：(i)在第二分离单元中将所述氢解产物流的至少一部分分离成第三含氢气流、第二C2+气流和第二C4s流，并且任选地在第二分离单元中将所述氢解产物流的至少一部分分离成第三甲烷流，其中，所述第二C2+气流包含乙烷和丙烷，并且其中，所述第二C4s流包含异丁烷，所述第二C4s流任选地包含正丁烷；(ii)将所述第二C4s流的至少一部分进料到所述加氢裂化反应器；以及(iii)任选地将所述第二C2+气流的至少一部分进料到气体蒸汽裂化炉。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，第一C4s流和/或第二C4s流包含正丁烷；并且其中，所述第一C4s流的至少一部分和/或所述第二C4s流的至少一部分被分离成异丁烷流和正丁烷流。
5.根据权利要求4所述的方法，还包括：(i)将所述异丁烷流的至少一部分进料到所述加氢裂化反应器；和/或(ii)将所述正丁烷流的至少一部分进料到所述氢解反应器。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述氢解催化剂包含负载在ZSM-5上的Pt和Ir。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述氢解催化剂与所述加氢裂化催化剂是相同或不同的。
8.根据权利要求3所述的方法，包括：(i)在蒸汽裂化器分离单元中将蒸汽裂化器产物流的至少一部分分离成第二氢气流、第二甲烷流、烯烃气流和饱和气流；其中，所述烯烃气流包含乙烯和丙烯；并且其中，所述饱和气流包括乙烷和丙烷；(ii)任选地将第一氢气流的至少一部分、第二氢气流的至少一部分、第三氢气流的至少一部分或它们的组合再循环到所述氢解反应器和/或所述加氢裂化反应器；以及(iii)任选地将所述饱和气流的至少一部分再循环到气体蒸汽裂化炉。
9.根据权利要求2所述的方法，其中，所述气体蒸汽裂化炉包括第一裂化区和第二裂化区，其中，所述第一裂化区的特征在于乙烷裂化温度，其中，所述第二裂化区的特征在于丙烷裂化温度，并且其中，所述乙烷裂化温度大于所述丙烷裂化温度。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括：(i)将第一C2+气流的至少一部分、第二C2+气流的至少一部分、所述饱和气流的至少一部分或它们的组合分离成乙烷流和丙烷流；(ii)将所述乙烷流的至少一部分进料到所述第一裂化区；以及(iii)将所述丙烷流的至少一部分进料到所述第二裂化区。
11.根据权利要求8所述的方法，其中，独立地选自由第一分离单元、第二分离单元和蒸汽裂化器分离单元所组成的组中的两个或更多个分离单元是相同的分离单元。
12.根据权利要求2所述的方法，其中，当与在缺少将丁烷进料流和氢气引入到氢解反应器的步骤(a)的其他类似方法中的蒸汽裂化器产物流中的乙烯与丙烯的重量比相比时，所述蒸汽裂化器产物流中的乙烯与丙烯的重量比增加等于或大于10％。
13.根据权利要求2所述的方法，其中，所述蒸汽裂化器产物流中乙烯与丙烯的重量比等于或大于4:1。
14.根据权利要求1所述的方法，其中，当与在缺少将丁烷进料流和氢气引入到氢解反应器的步骤(a)的其他类似方法中的加氢裂化产物流中的乙烷与丙烷的重量比相比时，所述加氢裂化产物流中的乙烷与丙烷的重量比增加等于或大于10％。
15.一种生产烯烃的方法，包括：
(a)将丁烷进料流和氢气引入到氢解反应器以生产氢解产物流，其中，所述氢解反应器包含氢解负载型双金属催化剂，其中，所述氢解双金属负载型催化剂包含负载在ZSM-5上的Pt和Ir，其中，所述氢解反应器的特征在于小于330℃的温度，其中，所述氢解反应器的特征在于小于25％的异丁烷转化率，其中，所述氢解反应器的特征在于等于或大于90％的正丁烷转化率，其中，所述丁烷进料流包含正丁烷和异丁烷，其中，所述丁烷进料流的特征在于等于或大于1:1的正丁烷与异丁烷的摩尔比，并且其中，所述氢解产物流包含氢气、甲烷、乙烷、丙烷和异丁烷；
(b)将氢解产物流的至少一部分和氢气进料到加氢裂化反应器以生产加氢裂化产物流，其中，所述加氢裂化反应器包含加氢裂化催化剂，其中，所述加氢裂化反应器的特征在于等于或大于350℃的温度，其中，所述加氢裂化产物流包含氢气、甲烷、乙烷、丙烷和异丁烷，所述加氢裂化产物流任选地包含C5烃或C6+芳烃，并且其中，所述加氢裂化产物流中乙烷的量大于所述氢解产物流中乙烷的量；
(c)在分离单元中将所述加氢裂化产物流的至少一部分分离成第一氢气流、第一甲烷流、第一C2+气流、丁烷流，以及任选地在分离单元中将所述加氢裂化产物流的至少一部分分离成C5+流，其中，所述第一C2+气流包含乙烷和丙烷，其中，所述丁烷流包含异丁烷，并且其中，所述C5+流包含C5烃，所述C5+流任选地包含C6+芳香烃；
(d)将所述第一C2+气流的至少一部分进料到气体蒸汽裂化炉中以生产蒸汽裂化器产物流，其中，所述蒸汽裂化器产物流包含烯烃，其中，所述蒸汽裂化器产物流中烯烃的量大于所述第一C2+气流中烯烃的量，并且其中，所述烯烃包含乙烯与丙烯的重量比等于或大于5:1的乙烯和丙烯；以及
(e)将所述丁烷流的至少一部分再循环到所述加氢裂化反应器；将所述第一氢气流的至少一部分再循环到所述氢解反应器和/或所述加氢裂化反应器；或两者。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，当与在缺少将丁烷进料流和氢气引入到氢解反应器的步骤(a)的其他类似方法中的蒸汽裂化器产物流中的乙烷与丙烷的重量比相比时，所述加氢裂化产物流中的乙烷与丙烷的重量比增加等于或大于15％。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述氢解反应器的特征在于280℃至330℃的温度。
18.根据权利要求15所述的方法，其中，所述氢解反应器的特征在于小于10％的异丁烷转化率，并且其中，所述氢解反应器的特征在于等于或大于95％的正丁烷转化率。
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