EA040398B1 - OXIDATIVE DEHYDROGENATION OF ETHANE - Google Patents

OXIDATIVE DEHYDROGENATION OF ETHANE Download PDF

Info

Publication number
EA040398B1
EA040398B1 EA202090300 EA040398B1 EA 040398 B1 EA040398 B1 EA 040398B1 EA 202090300 EA202090300 EA 202090300 EA 040398 B1 EA040398 B1 EA 040398B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
stream
ethane
carbon dioxide
ethylene
unreacted
Prior art date
Application number
EA202090300
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Лаура Мариэль Кальво
Кассибба Ивана Даниэла Эспозито
Георгиос Миткидис
Педжман Паджанд
Россум Гус Ван
Роман Масия Мария Сан
Роналд Ян СХОНЕБЕК
Петер Антон Аугуст КЛЮСЕНЕР
Original Assignee
Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. filed Critical Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В.
Publication of EA040398B1 publication Critical patent/EA040398B1/en

Links

Description

Область техникиTechnical field

Данное изобретение относится к способу окислительного дегидрирования этана (ОДГ).This invention relates to a process for the oxidative dehydrogenation of ethane (ODD).

Уровень техникиState of the art

Известно, что этан дегидрируют в окислительных условиях во время процесса окислительного дегидрирования (оксидегидрирования; ОДГ). Примеры способов ОДГ этана, включая катализаторы и другие условия процесса, описаны, например, в US7091377, WO2003064035, US20040147393, WO2010096909 и US20100256432. В качестве катализаторов оксидегидрирования этана могут быть использованы смешанные металлооксидные катализаторы, содержащие в качестве металлов молибден (Mo), ванадий (V), ниобий (Nb) и, необязательно, теллур (Те).It is known that ethane is dehydrogenated under oxidizing conditions during the oxidative dehydrogenation (oxydehydrogenation; ODH) process. Examples of ethane ODH processes, including catalysts and other process conditions, are described in, for example, US7091377, WO2003064035, US20040147393, WO2010096909 and US20100256432. Mixed metal oxide catalysts containing molybdenum (Mo), vanadium (V), niobium (Nb) and, optionally, tellurium (Te) as metals can be used as ethane oxydehydrogenation catalysts.

Дополнительно, известно, что диоксид углерода используется в качестве разбавителя в таких процессах ОДГ этана. Подача разбавителя, содержащего диоксид углерода, на этап ОДГ этана раскрыта, например, в US20160326070. В дополнение к этилену и воде выходящий поток, полученный на таком этапе ОДГ этана, также содержит непрореагироваший этан и диоксид углерода. Желательно рециркулировать как непрореагировавший этан, так и разбавитель на основе диоксида углерода на этап ОДГ этана. Однако, недостатком способа в US 20160326070 (см. фиг. 1-5) является то, что диоксид углерода и непрореагировавший этан отделяют от выходящего потока после ОДГ этана на двух разных этапах. После удаления воды из выходящего потока после ОДГ этана, полученного в результате способа, изображенного на фиг. 1 в US20160326070, диоксид углерода удаляют, например, путем очистки, и возвращают в реактор. Наконец, на этапе отделения указанного способа этан отделяют от этилена в этаноотгонной колонне, и этан повторно возвращают в реактор отдельно от диоксида углерода.Additionally, carbon dioxide is known to be used as a diluent in such ethane ODH processes. Feeding a diluent containing carbon dioxide to the ethane ODH step is disclosed, for example, in US20160326070. In addition to ethylene and water, the effluent from this ethane FDH step also contains unreacted ethane and carbon dioxide. It is desirable to recycle both the unreacted ethane and the carbon dioxide diluent to the ethane FDH step. However, the disadvantage of the method in US 20160326070 (see Fig. 1-5) is that carbon dioxide and unreacted ethane are separated from the effluent after ethane ODH in two different stages. After the removal of water from the effluent after the ethane ODH obtained from the process shown in FIG. 1 in US20160326070, the carbon dioxide is removed, for example by purification, and returned to the reactor. Finally, in the separation step of this process, ethane is separated from ethylene in the deethanizer and ethane is recycled to the reactor separately from carbon dioxide.

Задачей данного изобретения является предложить способ ОДГ этана, который включает подачу диоксида углерода в качестве разбавителя на этап ОДГ этана, в котором непрореагировавший этан и разбавитель на основе диоксида углерода могут быть повторно возвращены на этап ОДГ этана, а этиленовый продукт может быть извлечен таким способом, который является технически выгодным, простым, эффективным и доступным. Такой технически целесообразный способ предпочтительно приведет к снижению потребления энергии и/или снижению капитальных затрат.It is an object of the present invention to provide an ethane ODH process which includes feeding carbon dioxide as a diluent to the ethane ODH stage, in which unreacted ethane and carbon dioxide diluent can be recycled to the ethane ODH stage and the ethylene product can be recovered in such a manner, which is technically advantageous, simple, efficient and affordable. Such a technically feasible method will preferably lead to a reduction in energy consumption and/or a reduction in capital costs.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Неожиданно было обнаружено, что вышеупомянутая задача может быть достигнута путем совместного отделения непрореагировавшего этана и разбавителя на основе диоксида углерода, и в то же время извлечения этиленового продукта с помощью этапа, который включает разделение с помощью комплексообразования и который включает контактирование, по меньшей мере, части потока, содержащего указанный этан, диоксид углерода и этилен, с жидким растворителем, содержащим комплексообразующий агент, причем на этом этапе образуется поток, содержащий этилен, и поток, содержащий непрореагировавший этан и диоксид углерода, причем последний поток впоследствии повторно возвращают на этап ОДГ этана.Surprisingly, it has been found that the above object can be achieved by co-separating unreacted ethane and carbon dioxide diluent, and at the same time recovering the ethylene product by a step which includes separation by complexation and which includes contacting at least a portion of a stream containing the specified ethane, carbon dioxide and ethylene, with a liquid solvent containing a complexing agent, and at this stage a stream containing ethylene is formed, and a stream containing unreacted ethane and carbon dioxide, the latter stream subsequently being recycled to the ethane ODH stage.

Соответственно, данное изобретение относится к способу окислительного дегидрирования этана, включающему этапы:Accordingly, the present invention relates to a process for the oxidative dehydrogenation of ethane, comprising the steps of:

(а) воздействие на поток, содержащий этан, условий окислительного дегидрирования, включающее контактирование этана с кислородом в присутствии катализатора, содержащего смешанный оксид металла, причем разбавитель, содержащий диоксид углерода, подают на этап (а), после которого образуется выходящий поток, содержащий этилен, необязательно уксусную кислоту, непрореагировавший этан, воду, диоксид углерода, необязательно непрореагировавший кислород, необязательно монооксид углерода и необязательно ацетилен;(a) subjecting the ethane-containing stream to oxidative dehydrogenation conditions, comprising contacting ethane with oxygen in the presence of a mixed metal oxide-containing catalyst, wherein a diluent containing carbon dioxide is fed to step (a), after which an ethylene-containing effluent is formed , optionally acetic acid, unreacted ethane, water, carbon dioxide, optionally unreacted oxygen, optionally carbon monoxide, and optionally acetylene;

(б) удаление воды из, по меньшей мере, части выходящего потока, полученного на этапе (а), в результате чего образуется поток, содержащий этилен, непрореагировавший этан, диоксид углерода, необязательно непрореагировавший кислород, необязательно монооксид углерода и необязательно ацетилен, а также поток, содержащий воду и необязательно уксусную кислоту;(b) removing water from at least a portion of the effluent stream obtained in step (a), resulting in a stream containing ethylene, unreacted ethane, carbon dioxide, optionally unreacted oxygen, optionally carbon monoxide and optionally acetylene, and a stream containing water and optionally acetic acid;

(в) необязательное удаление непрореагировавшего кислорода и/или монооксида углерода и/или ацетилена из, по меньшей мере, части потока, содержащего этилен, непрореагировавший этан, диоксид углерода, необязательно непрореагировавший кислород, необязательно монооксид углерода и необязательно ацетилен, полученного на этапе (б), в результате чего образуется поток, содержащий этилен, непрореагировавший этан и диоксид углерода;(c) optionally removing unreacted oxygen and/or carbon monoxide and/or acetylene from at least a portion of the stream containing ethylene, unreacted ethane, carbon dioxide, optionally unreacted oxygen, optionally carbon monoxide and optionally acetylene obtained in step (b) ), resulting in a stream containing ethylene, unreacted ethane and carbon dioxide;

(г) удаление этилена из, по меньшей мере, части потока, содержащего этилен, непрореагировавший этан и диоксид углерода, полученного на этапе (б) или (в), с помощью способа разделения комплексообразованием, который включает контактирование, по меньшей мере, части указанного потока с жидким растворителем, содержащим комплексообразующий агент, в результате чего образуется поток, содержащий этилен, и поток, содержащий непрореагировавший этан и диоксид углерода;(d) removing ethylene from at least a portion of the stream containing ethylene, unreacted ethane and carbon dioxide obtained in step (b) or (c) using a complexation separation process that includes contacting at least a portion of said a liquid solvent stream containing a complexing agent, resulting in a stream containing ethylene and a stream containing unreacted ethane and carbon dioxide;

(д) рециркуляцию, по меньшей мере, части потока, содержащего непрореагировавший этан и диоксид углерода, полученного на этапе (г), на этап (а).(e) recycling at least a portion of the stream containing unreacted ethane and carbon dioxide obtained in step (d) to step (a).

Краткое описание графических материаловBrief description of graphic materials

На фиг. 1 изображен вариант реализации изобретения, охватывающий этапы от (а) до (д) способа по данному изобретению.In FIG. 1 shows an embodiment of the invention covering steps (a) to (e) of the method of the invention.

- 1 040398- 1 040398

На фиг. 2 изображен вариант реализации изобретения, относящийся к этапу (г) способа по данному изобретению.In FIG. 2 shows an embodiment of the invention relating to step (d) of the method according to the invention.

Подробное описание изобретенияDetailed description of the invention

Способ по данному изобретению включает этапы от (а) до (д), причем этап (в) является необязательным этапом. Эти этапы и необязательные дополнительные этапы описаны более подробно ниже.The method of the present invention includes steps (a) to (e), with step (c) being an optional step. These steps and optional additional steps are described in more detail below.

Следовательно, способ по данному изобретению включает этапы (а) и (б), необязательный этап (в) и этапы (г) и (д). Указанный способ может включать один или несколько промежуточных этапов между этапами (а) и (б), между этапами (б) и (в), между этапами (в) и (г) и между этапами (г) и (д). Дополнительно, указанный способ может включать один или несколько дополнительных этапов, предшествующих этапу (а) и/или следующих после этапа (д).Therefore, the method according to this invention includes steps (a) and (b), an optional step (c) and steps (d) and (e). Said method may include one or more intermediate steps between steps (a) and (b), between steps (b) and (c), between steps (c) and (d) and between steps (d) and (e). Additionally, said method may include one or more additional steps preceding step (a) and/or following step (e).

Хотя способ по данному изобретению и состав или поток, применяемые в указанном способе, описаны с использованием терминов содержащий или включающий один или более различных описанных этапов и компонентов, соответственно, они могут также состоять в основном из или состоять из указанных одного или более различных описанных этапов и компонентов, соответственно.While the process of this invention and the composition or stream used in said process are described using the terms comprising or comprising one or more of the various steps and components described, respectively, they may also consist essentially of or consist of said one or more of the various steps described. and components, respectively.

В контексте данного изобретения, в случае, если состав или поток содержит два или более компонентов, общее количество этих отобранных компонентов не должно превышать 100 об.% или 100 мас.%.In the context of this invention, in the event that a composition or stream contains two or more components, the total amount of these selected components should not exceed 100 vol.% or 100 wt.%.

В данном описании, практически отсутствует означает, что в составе или потоке не содержится какого-либо определимого количества рассматриваемого компонента.As used herein, substantially absent means that the formulation or stream does not contain any detectable amount of the component in question.

Дополнительно, ссылка в данном описании на свежий этан сделана на этан, который не содержит непрореагировавший этан. Ссылка в данном описании на непрореагировавший этан сделана на этан, на который воздействовали условиям окислительного дегидрирования на этапе (а) способа по данному изобретению, но который не прореагировал.Additionally, reference in this specification to fresh ethane is to ethane that does not contain unreacted ethane. Reference in this specification to unreacted ethane is made to ethane that was subjected to the oxidative dehydrogenation conditions in step (a) of the process of this invention, but which did not react.

Этап (а).Stage (a).

Этап (а) данного способа включает воздействие на поток, содержащий этан, условий окислительного дегидрирования (ОДГ), включающее контактирование этана с кислородом (О2) в присутствии катализатора, содержащего смешанный оксид металла, причем разбавитель, содержащий диоксид углерода, подают на этап (а), в результате чего образуются выходящий поток, содержащий этилен, необязательно уксусную кислоту, непрореагировавший этан, воду, диоксид углерода, необязательно непрореагировавший кислород, необязательно монооксид углерода и необязательно ацетилен.Step (a) of the process includes exposing the ethane-containing stream to oxidative dehydrogenation (ODH) conditions, including contacting ethane with oxygen (O 2 ) in the presence of a mixed metal oxide catalyst, wherein a diluent containing carbon dioxide is fed to step ( a), resulting in an effluent containing ethylene, optionally acetic acid, unreacted ethane, water, carbon dioxide, optionally unreacted oxygen, optionally carbon monoxide, and optionally acetylene.

На этапе (а) ОДГ этана этилен получают окислительным дегидрированием этана. Изначально образуется этилен. Однако, на этом же этапе этилен может быть окислен до уксусной кислоты. Дополнительно, на этом же этапе этилен может быть дегидрирован до ацетилена (этина). Этан также может быть непосредственно превращен в уксусную кислоту или ацетилен. Дополнительно, на этом же этапе могут образоваться монооксид углерода (СО) и диоксид углерода (СО2), например, путем горения этана и/или этилена, и/или уксусной кислоты, и/или ацетилена.In step (a) ODH of ethane, ethylene is produced by oxidative dehydrogenation of ethane. Ethylene is formed first. However, at the same stage, ethylene can be oxidized to acetic acid. Additionally, at the same stage, ethylene can be dehydrogenated to acetylene (ethyne). Ethane can also be directly converted to acetic acid or acetylene. Additionally, carbon monoxide (CO) and carbon dioxide (CO2) can be formed at the same stage, for example by burning ethane and/or ethylene and/or acetic acid and/or acetylene.

На этапе (а) ОДГ этана в реактор могут быть поданы этан, кислород (О2) и диоксид углерода (СО2). Указанные компоненты могут быть поданы в реактор вместе или по отдельности. То есть, в реактор можно подавать один или более потоков исходного материала, предпочтительно газовых потоков, содержащих один или более из указанных компонентов. Например, в реактор можно подавать один поток исходного материала, содержащий кислород, этан и диоксид углерода. В альтернативном варианте, в реактор можно подавать два или более потоков исходного материала, предпочтительно газовых потоков, причем эти потоки исходного материала могут образовывать объединенный поток внутри реактора. Например, один поток исходного материала, содержащий кислород, другой поток исходного материала, содержащий этан, и еще один поток исходного материала, содержащий диоксид углерода, можно подавать в реактор отдельно. На этапе (а) ОДГ этана, этан, кислород и диоксид углерода подают в реактор предпочтительно в газовой фазе.In step (a) of the EDH of ethane, ethane, oxygen (O2) and carbon dioxide (CO2) can be fed into the reactor. These components may be fed into the reactor together or separately. That is, the reactor may be fed with one or more feed streams, preferably gas streams, containing one or more of said components. For example, a single feed stream containing oxygen, ethane and carbon dioxide may be fed to the reactor. Alternatively, two or more feed streams, preferably gas streams, may be fed to the reactor, and these feed streams may form a combined stream within the reactor. For example, one feed stream containing oxygen, another feed stream containing ethane, and another feed stream containing carbon dioxide may be fed into the reactor separately. In step (a), ethane ODH, ethane, oxygen and carbon dioxide are fed into the reactor, preferably in the gas phase.

Предпочтительно на этапе (а) ОДГ этана, т.е., во время контактирования этана с кислородом в присутствии катализатора, температура составляет от 300 до 500°С. Более предпочтительно указанная температура составляет от 310 до 450°С, более предпочтительно от 320 до 420°С, наиболее предпочтительно от 330 до 420°С.Preferably in step (a) ODH of ethane, ie during contact of ethane with oxygen in the presence of a catalyst, the temperature is from 300 to 500°C. More preferably said temperature is 310 to 450°C, more preferably 320 to 420°C, most preferably 330 to 420°C.

Дополнительно, на этапе (а) ОДГ этана, т.е., во время контактирования этана с кислородом в присутствии катализатора, типичные значения давления составляют 0,1-30 или 0,1-20 Бар абс. (т.е., Бар абсолютного давления). Дополнительно, указанное давление предпочтительно составляет от 0,1 до 15 Бар абс, более предпочтительно от 1 до 10 Бар абс, наиболее предпочтительно от 3 до 10 Бар абс. Указанное давление относится к общему давлению.Additionally, in step (a) ODH of ethane, i.e., during the contact of ethane with oxygen in the presence of a catalyst, typical pressures are 0.1-30 or 0.1-20 bar abs. (i.e. bar absolute pressure). Additionally, said pressure is preferably 0.1 to 15 bar abs, more preferably 1 to 10 bar abs, most preferably 3 to 10 bar abs. The indicated pressure refers to the total pressure.

В дополнение к кислороду и этану диоксид углерода также подают на этап (а) ОДГ этана в качестве разбавителя. На этап (а) ОДГ этана могут быть поданы один или более дополнительных разбавителей, выбранных из группы, состоящей из благородных газов, азота (N2), пара (Н2О) и метана, предпочтительно азота и метана. Однако, поскольку по данному способу диоксид углерода уже подается в качестве разбавителя на этап (а) ОДГ этана, нет необходимости добавлять какой-либо дополнительный разбавитель. Следовательно, на этап (а) ОДГ этана предпочтительно не подают никакого дополнительного разбавителя, в частности пара. Некоторое количество метана может попадать на этап (а) в качестве примесиIn addition to oxygen and ethane, carbon dioxide is also fed to stage (a) of the ODH of ethane as a diluent. One or more additional diluents selected from the group consisting of noble gases, nitrogen (N2), steam (H 2 O) and methane, preferably nitrogen and methane, may be fed to step (a) of the ethane ODH. However, since in this process carbon dioxide is already supplied as a diluent to step (a) of the EDH of ethane, there is no need to add any further diluent. Therefore, no additional diluent, in particular steam, is preferably fed to step (a) of the ethane ODH. Some methane may enter step (a) as an impurity

- 2 040398 при подаче этана на этап (а). Дополнительно, некоторое количество азота может попадать на этап (а) в качестве примеси при подаче кислорода на этап (а). В этих случаях метан и азот действуют как дополнительный разбавитель, в дополнение к углекислому газу.- 2 040398 when supplying ethane to stage (a). Additionally, some nitrogen may enter step (a) as an impurity when oxygen is supplied to step (a). In these cases, methane and nitrogen act as an additional diluent, in addition to carbon dioxide.

Как правило, доля общего потока исходного материала на этапе (а), которая относится к разбавителю, находится в диапазоне от 5 до 90 об.%, предпочтительно от 25 до 75 об.%. Предпочтительно в случае реактора изотермического типа доля общего потока исходного материала на этапе (а), которая относится к разбавителю, находится в диапазоне от 5 до 90 об.%, предпочтительно от 25 до 75 об.% и более предпочтительно от 40 до 60 об.%. Дополнительно, в случае реактора адиабатического типа доля общего потока исходного материала на этапе (а), которая относится к разбавителю, находится предпочтительно в диапазоне от 50 до 95 об.%, предпочтительно от 60 до 90 об.% и более предпочтительно от 70 до 85 об.%.Typically, the proportion of the total feed stream in step (a) that is diluent is in the range of 5 to 90% by volume, preferably 25 to 75% by volume. Preferably, in the case of an isothermal type reactor, the proportion of the total feed stream in step (a) which is diluent is in the range of 5 to 90% by volume, preferably 25 to 75% by volume, and more preferably 40 to 60% by volume. %. Additionally, in the case of an adiabatic type reactor, the proportion of the total feed stream in step (a) that is diluent is preferably in the range of 50 to 95% by volume, preferably 60 to 90% by volume, and more preferably 70 to 85 about.%.

Предпочтительно разбавитель, подаваемый на этап (а), содержит от 1 до 100 об.%, более предпочтительно от 5 до 100 об.%, более предпочтительно от 10 до 100 об.%, более предпочтительно от 20 до 100 об.%, более предпочтительно 40 до 100 об.%, более предпочтительно от 60 до 100 об.%, более предпочтительно от 80 до 100 об.%, более предпочтительно от 90 до 100 об.%, более предпочтительно от 95 до 100 об.% и наиболее предпочтительно от 99 до 100 об.% диоксида углерода, остаток состоит из одного или более других разбавителей, выбранных из группы, состоящей из благородных газов, азота (N2), пара (Н2О) и метана, предпочтительно азота и метана. Разбавители, отличные от диоксида углерода, могут использоваться в любом желаемом соотношении относительно друг друга. Если один или более из указанных дополнительных разбавителей, отличных от диоксида углерода, подают на этап (а), верхний предел доли диоксида углерода в разбавителе может составлять 20 об.%, предпочтительно 40 об.%, более предпочтительно 60 об.%, более предпочтительно 80 об.%, более предпочтительно 90 об.%, более предпочтительно 95 об.% и наиболее предпочтительно 99 об.%.Preferably, the diluent supplied to step (a) contains from 1 to 100% by volume, more preferably from 5 to 100% by volume, more preferably from 10 to 100% by volume, more preferably from 20 to 100% by volume, more preferably 40 to 100% by volume, more preferably 60 to 100% by volume, more preferably 80 to 100% by volume, more preferably 90 to 100% by volume, more preferably 95 to 100% by volume and most preferably from 99 to 100 vol.% carbon dioxide, the remainder consists of one or more other diluents selected from the group consisting of noble gases, nitrogen (N 2 ), steam (H 2 O) and methane, preferably nitrogen and methane. Diluents other than carbon dioxide may be used in any desired ratio relative to each other. If one or more of said additional diluents other than carbon dioxide are supplied to step (a), the upper limit of the proportion of carbon dioxide in the diluent may be 20% by volume, preferably 40% by volume, more preferably 60% by volume, more preferably 80% by volume, more preferably 90% by volume, more preferably 95% by volume and most preferably 99% by volume.

Кислород, подаваемый на этап (а) ОДГ этана, является окислителем, что приводит к окислительному дегидрированию этана. Указанный кислород может происходить из любого источника, такого как, например, воздух. Подходящие диапазоны молярного отношения кислорода к этану охватывают диапазоны ниже, при и выше стехиометрического молярного отношения (которое составляет 0,5 для реакции ОДГ этана); предпочтительно от 0,01 до 1,1, более предпочтительно от 0,01 до 1, более предпочтительно от 0,05 до 0,8, наиболее предпочтительно от 0,05 до 0,7. В одном варианте реализации изобретения молярное отношение кислорода к этану составляет от 0,05 до 0,5, более предпочтительно от 0,05 до 0,47, наиболее предпочтительно от 0,1 до 0,45. Дополнительно, в другом варианте реализации изобретения молярное отношение кислорода к этану составляет от 0,5 до 1,1, более предпочтительно от 0,53 до 1, наиболее предпочтительно от 0,55 до 0,9. Указанное отношение кислорода к этану представляет собой отношение перед контактированием кислорода и этана с катализатором. Т.е., указанное отношение кислорода к этану представляет собой отношение подаваемого кислорода к подаваемому этану. Очевидно, что после контактирования с катализатором, по меньшей мере, часть кислорода и этана расходуется. Дополнительно, указанный этан в указанном молярном отношении кислорода к этану включает как свежий этан, так и рециркулированный (непрореагировавший) этан.Oxygen supplied to stage (a) ODH ethane, is an oxidizing agent, which leads to the oxidative dehydrogenation of ethane. Said oxygen may be from any source such as, for example, air. Suitable ranges for the molar ratio of oxygen to ethane include ranges below, at and above the stoichiometric molar ratio (which is 0.5 for the ODH reaction of ethane); preferably 0.01 to 1.1, more preferably 0.01 to 1, more preferably 0.05 to 0.8, most preferably 0.05 to 0.7. In one embodiment, the molar ratio of oxygen to ethane is 0.05 to 0.5, more preferably 0.05 to 0.47, most preferably 0.1 to 0.45. Additionally, in another embodiment of the invention, the molar ratio of oxygen to ethane is from 0.5 to 1.1, more preferably from 0.53 to 1, most preferably from 0.55 to 0.9. The specified ratio of oxygen to ethane is the ratio before contacting oxygen and ethane with the catalyst. That is, the ratio of oxygen to ethane indicated is the ratio of oxygen feed to ethane feed. Obviously, after contact with the catalyst, at least part of the oxygen and ethane is consumed. Additionally, the specified ethane in the specified molar ratio of oxygen to ethane includes both fresh ethane and recycled (unreacted) ethane.

Предпочтительно в качестве окислителя на этапе (а) способа по данному изобретению используют чистый или практически чистый кислород (О2). Ссылка в данном описании на чистый или практически чистый кислород сделана на кислород, который может содержать относительно небольшое количество одного или более загрязняющих веществ, включая, например, азот (N2), причем количество последнего может составлять самое большее 1 об.%, предпочтительно не более 7000 объемных частей на миллион (об. ч/млн), более предпочтительно не более 5000 об. ч/млн, более предпочтительно не более 3000 об. ч/млн, более предпочтительно не более 1000 об. ч/млн, более предпочтительно не более 500 об. ч/млн, более предпочтительно не более 300 об. ч/млн, более предпочтительно не более 200 об. ч/млн, более предпочтительно не более 100 об. ч/млн, более предпочтительно не более 50 об. ч/млн, более предпочтительно не более 30 об. ч/млн, наиболее предпочтительно не более 10 об. ч/млн.Preferably, pure or substantially pure oxygen (O 2 ) is used as the oxidizing agent in step (a) of the process of the present invention. Reference in this specification to pure or substantially pure oxygen is to oxygen which may contain a relatively small amount of one or more contaminants, including, for example, nitrogen (N 2 ), the latter being at most 1% by volume, preferably not more than 7000 volume parts per million (vol. ppm), more preferably not more than 5000 vol. ppm, more preferably not more than 3000 vol. ppm, more preferably not more than 1000 vol. ppm, more preferably not more than 500 vol. ppm, more preferably not more than 300 vol. ppm, more preferably not more than 200 vol. ppm, more preferably not more than 100 vol. ppm, more preferably not more than 50 vol. ppm, more preferably not more than 30 vol. ppm, most preferably not more than 10 vol. ppm

В альтернативном варианте, однако, также можно использовать воздух или обогащенный кислородом воздух в качестве окислителя на этапе (а). Такой воздух или обогащенный кислородом воздух все еще будет содержать азот (N2) в количестве, превышающем от 1 и до 78 об.% (воздух), предпочтительно от 1 до 50 об.%, более предпочтительно от 1 до 30 об.%, более предпочтительно от 1 до 20 об.%, более предпочтительно от 1 до 10 об.%, наиболее предпочтительно от 1 до 5 об.%. Указанный азот будет действовать как дополнительный разбавитель, в дополнение к диоксиду углерода, и попадать в поток, содержащий непрореагировавший этан и диоксид углерода, полученный в результате этапа разделения с помощью комплексообразования (г) по данному способу; по меньшей мере, часть потока повторно возвращают на этап (а) ОДГ этана по данному способу.Alternatively, however, it is also possible to use air or oxygen-enriched air as the oxidant in step (a). Such air or oxygen-enriched air will still contain nitrogen (N2) in an amount greater than 1 to 78 vol.% (air), preferably 1 to 50 vol.%, more preferably 1 to 30 vol.%, more preferably 1 to 20% by volume, more preferably 1 to 10% by volume, most preferably 1 to 5% by volume. This nitrogen will act as an additional diluent, in addition to carbon dioxide, and enter the stream containing unreacted ethane and carbon dioxide obtained from the separation step using complexation (d) according to this method; at least a portion of the stream is recycled to step (a) of the EDH of ethane in the process.

Чтобы предотвратить накопление азота в данном способе, азот может быть удален из вышеупомянутого потока, полученного на этапе (г), перед рециркуляцией с этапа (д), например, с помощью трудоемкой криогенной дистилляции. Дополнительно, указанное накопление может быть предотвращено путем продувки части потока, содержащего непрореагировавший этан и диоксид углерода и полученного на этапе (г), перед рециркуляцией, как это дополнительно описано ниже. Однако, при продувке частиIn order to prevent nitrogen accumulation in this process, nitrogen can be removed from the aforementioned stream obtained in step (d) before being recycled from step (e), for example, by labour-intensive cryogenic distillation. Additionally, this accumulation can be prevented by purging a portion of the stream containing unreacted ethane and carbon dioxide obtained in step (d) before recycling, as further described below. However, when blowing out a part

- 3 040398 указанного потока часть непрореагировавшего этана теряется и не возвращается на этап (а). Следовательно, поскольку в качестве разбавителя используется диоксид углерода, который рециркулирует в данном способе, вышеописанный чистый или практически чистый кислород предпочтительно используется в качестве окислителя на этапе (а) способа по данному изобретению. Однако, в случае, если при подаче кислорода на этап (а) он все еще содержит относительно небольшое количество азота, такое небольшое количество азота все же можно продуть перед рециркуляцией с этапа (д) вместе с дополнительным диоксидом углерода, полученным в результате образования диоксида углерода на этапе (а) и, возможно, на необязательном этапе (в).- 3 040398 of the specified stream part of the unreacted ethane is lost and is not returned to stage (a). Therefore, since carbon dioxide is used as the diluent, which is recycled in the process, the above-described pure or substantially pure oxygen is preferably used as the oxidant in step (a) of the process of the present invention. However, if, when oxygen is supplied to step (a), it still contains a relatively small amount of nitrogen, such a small amount of nitrogen can still be purged before recirculation from step (e) along with additional carbon dioxide resulting from the formation of carbon dioxide in step (a) and optionally in step (c).

На этапе (а), катализатор ОДГ этана представляет собой катализатор, содержащий смешанный оксид металла. Предпочтительно катализатор ОДГ представляет собой гетерогенный катализатор. Дополнительно, катализатор ОДГ предпочтительно представляет собой смешанный металлоксидный катализатор, содержащий в качестве металлов молибден, ванадий, ниобий и, необязательно, теллур, причем этот катализатор может иметь следующую формулу:In step (a), the ethane ODH catalyst is a mixed metal oxide catalyst. Preferably the ODH catalyst is a heterogeneous catalyst. Additionally, the ODH catalyst is preferably a mixed metal oxide catalyst containing molybdenum, vanadium, niobium and optionally tellurium as metals, which catalyst may have the following formula:

MofVaTebNbcOn где:MofVaTebNb c On where:

a, b, c и n представляют собой отношение молярного количества рассматриваемого элемента к молярному количеству молибдена (Мо);a, b, c and n are the ratio of the molar amount of the element in question to the molar amount of molybdenum (Mo);

а (для V) составляет от 0,01 до 1, предпочтительно от 0,05 до 0,60, более предпочтительно от 0,10 до 0,40, более предпочтительно от 0,20 до 0,35, наиболее предпочтительно от 0,25 до 0,30;a (for V) is 0.01 to 1, preferably 0.05 to 0.60, more preferably 0.10 to 0.40, more preferably 0.20 to 0.35, most preferably 0, 25 to 0.30;

b (для Те) составляет 0 или от >0 до 1, предпочтительно от 0,01 до 0,40, более предпочтительно от 0,05 до 0,30, более предпочтительно от 0,05 до 0,20, наиболее предпочтительно от 0,09 до 0,15;b (for Te) is 0 or >0 to 1, preferably 0.01 to 0.40, more preferably 0.05 to 0.30, more preferably 0.05 to 0.20, most preferably 0 .09 to 0.15;

с (для Nb) составляет от >0 до 1, предпочтительно от 0,01 до 0,40, более предпочтительно от 0,05 до 0,30, более предпочтительно от 0,10 до 0,25, наиболее предпочтительно от 0,14 до 0,20; и n (для О) представляет собой число, определяемое валентностью и повторяемостью элементов, отличных от кислорода.c (for Nb) is >0 to 1, preferably 0.01 to 0.40, more preferably 0.05 to 0.30, more preferably 0.10 to 0.25, most preferably 0.14 up to 0.20; and n (for O) is a number determined by the valency and repeatability of elements other than oxygen.

Количество катализатора на этапе (а) ОДГ этана не является существенным. Предпочтительно используется каталитически эффективное количество катализатора, то есть, количество, достаточное для ускорения реакции оксидегидрирования этана.The amount of catalyst in step (a) ODH of ethane is not significant. Preferably, a catalytically effective amount of catalyst is used, that is, an amount sufficient to promote the ethane oxydehydrogenation reaction.

Реактор ОДГ, который можно использовать на этапе (а) ОДГ этана, может представлять собой любой реактор, включая реакторы с неподвижным слоем и псевдоожиженным слоем. Предпочтительно реактор представляет собой реактор с неподвижным слоем катализатора.The FGD reactor that can be used in step (a) of the FGD of ethane can be any reactor, including fixed bed and fluidized bed reactors. Preferably the reactor is a fixed bed reactor.

Примеры способов оксидегидрирования, включая катализаторы и параметры технологического процесса, раскрыты, например, в вышеупомянутых US7091377, WO2003064035, US20040147393, WO2010096909 и US20100256432, содержание которых включено в данный документ посредством ссылки.Examples of oxydehydrogenation processes, including catalysts and process parameters, are disclosed, for example, in the aforementioned US7091377, WO2003064035, US20040147393, WO2010096909 and US20100256432, the contents of which are incorporated herein by reference.

На этапе (а) ОДГ этана образуется вода, которая попадает в поток готового продукта в дополнение к целевому этиленовому продукту. Дополнительно, как упоминалось выше, на этапе (а) могут образовываться уксусная кислота, ацетилен, монооксид углерода и диоксид углерода. Дополнительно, диоксид углерода подают в качестве разбавителя на этап (а). Дополнительно, некоторое количество этана на этапе (а) остается непрогреагировавшим, и может случиться так, что не весь кислород прореагирует на этапе (а). То есть, на этапе (а) ОДГ этана образуется выходящий поток, содержащий этилен, необязательно уксусную кислоту, непрореагировавший этан, воду, диоксид углерода, необязательно непрореагировавший кислород, необязательно монооксид углерода и необязательно ацетилен.Step (a) of the EDH of ethane produces water that enters the finished product stream in addition to the desired ethylene product. Additionally, as mentioned above, in step (a), acetic acid, acetylene, carbon monoxide and carbon dioxide can be generated. Additionally, carbon dioxide is fed as a diluent to step (a). Additionally, some of the ethane in step (a) remains unreacted and it may happen that not all of the oxygen is reacted in step (a). That is, step (a) of the ODH of ethane produces an effluent containing ethylene, optionally acetic acid, unreacted ethane, water, carbon dioxide, optionally unreacted oxygen, optionally carbon monoxide, and optionally acetylene.

Этап (б).Stage (b).

Этап (б) данного способа включает удаление воды из, по меньшей мере, части выходящего потока, полученного на этапе (а), в результате чего образуется поток, содержащий этилен, непрореагировавший этан, диоксид углерода, необязательно непрореагировавший кислород, необязательно монооксид углерода и необязательно ацетилен, и поток, содержащий воду и необязательно уксусную кислоту.Step (b) of the process includes removing water from at least a portion of the effluent stream obtained in step (a), resulting in a stream containing ethylene, unreacted ethane, carbon dioxide, optionally unreacted oxygen, optionally carbon monoxide, and optionally acetylene, and a stream containing water and optionally acetic acid.

На этапе удаления воды (б), воду предпочтительно удаляют конденсацией. Вода из выходящего потока, полученного на этапе (а), может быть сконденсирована путем охлаждения указанного выходящего потока до более низкой температуры, например до комнатной температуры, после чего сконденсированная вода может быть отделена, в результате чего образуется жидкий поток, содержащий сконденсированную воду.In the water removal step (b), the water is preferably removed by condensation. Water from the effluent obtained in step (a) may be condensed by cooling said effluent to a lower temperature, such as room temperature, after which the condensed water may be separated, resulting in a liquid stream containing the condensed water.

На этапе удаления воды (б) температура может составлять от 10 до 150°С, например от 20 до 80°С. На указанном этапе (б) температура предпочтительно составляет по меньшей мере 10°С или по меньшей мере 20°С, или по меньшей мере 30°С. Дополнительно, на указанном этапе (б) температура предпочтительно составляет не более 150°С или не более 120°С, или не более 100°С, или не более 80°С, или не более 60°С.In the water removal step (b), the temperature may be from 10 to 150°C, for example from 20 to 80°C. In said step (b), the temperature is preferably at least 10°C or at least 20°C or at least 30°C. Additionally, in said step (b), the temperature is preferably not more than 150°C, or not more than 120°C, or not more than 100°C, or not more than 80°C, or not more than 60°C.

Дополнительно, на этапе удаления воды (б), типичные давления составляют 0,01-30 или 0,01-20 Бар абс. (т.е., Бар абсолютного давления). Дополнительно, указанное давление предпочтительно составляет от 0,1 до 15 Бар абс, более предпочтительно от 1 до 10 Бар абс, наиболее предпочтительно от 3 до 10 Бар абс. Указанное давление относится к общему давлению.Additionally, in the water removal step (b), typical pressures are 0.01-30 or 0.01-20 bar abs. (i.e. bar absolute pressure). Additionally, said pressure is preferably 0.1 to 15 bar abs, more preferably 1 to 10 bar abs, most preferably 3 to 10 bar abs. The indicated pressure refers to the total pressure.

- 4 040398- 4 040398

В случае если поток, подаваемый на этап удаления воды (б), дополнительно содержит уксусную кислоту, указанная уксусная кислота может быть удалена вместе с водой из указанного потока на этапе удаления воды (б), предпочтительно вместе с водой, конденсируемой из указанного потока. В течение или после этапа удаления воды (б), для облегчения удаления любого количества уксусной кислоты может быть добавлена дополнительная вода.In the event that the feed stream to the water removal step (b) additionally contains acetic acid, said acetic acid can be removed together with water from said stream in the water removal step (b), preferably together with water condensed from said stream. During or after the water removal step (b), additional water may be added to facilitate the removal of any amount of acetic acid.

Следовательно, на этапе удаления воды (б) образуется поток, содержащий этилен, непрореагировавший этан, диоксид углерода, необязательно непрореагировавший кислород, необязательно монооксид углерода и необязательно ацетилен, и поток, содержащий воду и необязательно уксусную кислоту. Последний поток может представлять собой жидкий поток, содержащий сконденсированную воду и, необязательно, уксусную кислоту.Therefore, the water removal step (b) produces a stream containing ethylene, unreacted ethane, carbon dioxide, optionally unreacted oxygen, optionally carbon monoxide and optionally acetylene, and a stream containing water and optionally acetic acid. The latter stream may be a liquid stream containing condensed water and optionally acetic acid.

Необязательный этап (в).Optional step (c).

Необязательный этап (в) данного способа включает необязательное удаление непрореагировавшего кислорода и/или монооксида углерода и/или ацетилена из, по меньшей мере, части потока, содержащего этилен, непрореагировавший этан, диоксид углерода, необязательно непрореагировавший кислород, необязательно монооксид углерода и необязательно ацетилен, полученного на этапе (б), в результате чего образуется поток, содержащий этилен, непрореагировавший этан и диоксид углерода.An optional step (c) of this process includes optionally removing unreacted oxygen and/or carbon monoxide and/or acetylene from at least a portion of the stream containing ethylene, unreacted ethane, carbon dioxide, optionally unreacted oxygen, optionally carbon monoxide and optionally acetylene, obtained in step (b), resulting in a stream containing ethylene, unreacted ethane and carbon dioxide.

В случае если поток, содержащий этилен, непрореагировавший этан и диоксид углерода, полученный на этапе (б), дополнительно содержит непрореагировавший кислород и/или монооксид углерода, и/или ацетилен, эти дополнительные компоненты могут быть удалены на необязательном этапе (в) перед этапом разделения с помощью комплексообразования (г). В альтернативном варианте, эти дополнительные компоненты могут быть удалены во время и/или после этапа разделения с помощью комплексообразования (г), как дополнительно описано ниже. Однако, предпочтительно удалять эти дополнительные компоненты перед этапом разделения с помощью комплексообразования (г), чтобы предотвратить любые трудности при их удалении во время и/или после разделения с помощью комплексообразования. Например, ацетилен может образовывать прочную связь с комплексообразующим агентом на этапе (г). Следовательно, удаление любого количества ацетилена на необязательном этапе (в) успешно предотвращает потенциальные проблемы, связанные с присутствием ацетилена на этапе (г). Аналогично, в дополнение к целевому этиленовому продукту на этапе (г) монооксид углерода также может образовывать комплексные соединения с комплексообразующим агентом. Монооксид углерода образует устойчивые комплексные соединения с Cu (I), который может находиться в комплексообразующем агенте, используемом на этапе (г). Наконец, кислород может окислять металл, например Cu (I), из соли металла или комплексного соединения металла, который можно использовать в качестве комплексообразующего агента на этапе (г). Следовательно, также предпочтительным является удаление любого непрореагировавшего кислорода и/или монооксида углерода перед этапом разделения с помощью комплексообразования (г).In the event that the stream containing ethylene, unreacted ethane and carbon dioxide obtained in step (b) additionally contains unreacted oxygen and/or carbon monoxide and/or acetylene, these additional components can be removed in an optional step (c) before step separation by complexation (d). Alternatively, these additional components can be removed during and/or after the separation step using complexation (d), as further described below. However, it is preferred to remove these additional components prior to the complexation step (d) in order to avoid any difficulty in removing them during and/or after the complexation separation. For example, acetylene may form a strong bond with the complexing agent in step (d). Therefore, removing any amount of acetylene in optional step (c) successfully avoids the potential problems associated with the presence of acetylene in step (d). Similarly, in addition to the desired ethylene product in step (d), carbon monoxide can also be complexed with the complexing agent. Carbon monoxide forms stable complexes with Cu(I) which may be present in the complexing agent used in step (d). Finally, oxygen can oxidize a metal, such as Cu(I), from a metal salt or metal complex that can be used as a complexing agent in step (d). Therefore, it is also preferred to remove any unreacted oxygen and/or carbon monoxide prior to the separation step by complexation (d).

На необязательном этапе (в) данного способа любое количество ацетилена может быть удалено любым известным способом. Например, ацетилен может быть удален путем селективного гидрирования или процесса абсорбции, в котором используются ацетон или диметилформамид. Водород (Н2) представляет собой гидрирующий агент, который можно использовать для гидрирования ацетилена в этилен. Дополнительно, предпочтительно использовать селективный катализатор гидрирования ацетилена, который в большей степени способствует катализированию гидрирования ацетилена в этилен по сравнению с гидрированием этилена в этан.In optional step (c) of this process, any amount of acetylene may be removed by any known method. For example, acetylene can be removed by selective hydrogenation or an absorption process that uses acetone or dimethylformamide. Hydrogen (H2) is a hydrogenating agent that can be used to hydrogenate acetylene to ethylene. Additionally, it is preferable to use a selective acetylene hydrogenation catalyst that is more capable of catalyzing the hydrogenation of acetylene to ethylene than the hydrogenation of ethylene to ethane.

Дополнительно, на необязательном этапе (в) данного способа любой непрореагировавший кислород и/или монооксид углерода также может быть удален любым известным способом. Например, непрореагировавший кислород и монооксид углерода могут быть удалены каталитическим окислением монооксида углерода в диоксид углерода, при котором предпочтительно используется катализатор окисления, содержащий платину или палладий (см., например, вышеупомянутый US20160326070). Соответственно, в случае, когда на необязательном этапе (в) удаляют как ацетилен, так и непрореагировавший кислород и монооксид углерода, это можно сделать, выполнив сначала описанное выше селективное гидрирование ацетилена с помощью водорода в качестве агента гидрирования, а затем вышеописанное окисление монооксида углерода в диоксид углерода, так что любой остаточный водород может реагировать с кислородом с образованием воды.Additionally, in optional step (c) of this process, any unreacted oxygen and/or carbon monoxide may also be removed by any known method. For example, unreacted oxygen and carbon monoxide can be removed by catalytic oxidation of carbon monoxide to carbon dioxide, which preferably uses an oxidation catalyst containing platinum or palladium (see, for example, the aforementioned US20160326070). Accordingly, in the case where both acetylene and unreacted oxygen and carbon monoxide are removed in optional step (c), this can be done by first performing the selective hydrogenation of acetylene with hydrogen as the hydrogenation agent described above, and then the above-described oxidation of carbon monoxide to carbon dioxide, so that any residual hydrogen can react with oxygen to form water.

В альтернативном варианте, на необязательном этапе (в) непрореагировавший кислород и монооксид углерода могут быть сначала удалены дистилляцией, например криогенной дистилляцией, с последующим описанным выше селективным гидрированием ацетилена с помощью водорода в качестве агента гидрирования. Дополнительно, можно сначала выполнить вышеописанное селективное гидрирование ацетилена с помощью водорода в качестве агента гидрирования с последующей дистилляцией для удаления непрореагировавшего кислорода, монооксида углерода и любого остаточного водорода.Alternatively, in optional step (c), unreacted oxygen and carbon monoxide may first be removed by distillation, such as cryogenic distillation, followed by the selective hydrogenation of acetylene using hydrogen as the hydrogenating agent as described above. Additionally, the above-described selective hydrogenation of acetylene using hydrogen as the hydrogenation agent can be performed first, followed by distillation to remove unreacted oxygen, carbon monoxide, and any residual hydrogen.

Однако в вышеописанных случаях применение нескольких этапов для удаления непрореагировавшего кислорода, монооксида углерода и ацетилена перед этапом разделения с помощью комплексообразования (г) является трудоемким. Было обнаружено, что в одном варианте реализации необязательного этапа (в) данного способа, в случае, когда поток, содержащий этилен, непрореагировавший этан и диок- 5 040398 сид углерода, полученный на этапе (б), дополнительно содержит непрореагировавший кислород, монооксид углерода и необязательно ацетилен, эти дополнительные компоненты успешно удаляют преимущественно в одним этап окислением монооксида углерода и любого количества ацетилена с образованием диоксида углерода. Следовательно, в указанном предпочтительном варианте реализации изобретения, необязательный этап (в) включает необязательное удаление непрореагировавшего кислорода, монооксида углерода и необязательно ацетилена из, по меньшей мере, части потока, содержащего этилен, непрореагировавший этан, диоксид углерода, непрореагировавший кислород, монооксид углерода и необязательно ацетилен, полученного на этапе (б), причем монооксид углерода и необязательно ацетилен окисляются до диоксида углерода, что приводит к образованию потока, содержащего этилен, непрореагировавший этан и диоксид углерода. Как и в случае любого окисления углеводородов, как ацетилена, в указанном предпочтительном варианте реализации изобретения вода образуется в случае присутствия ацетилена.However, in the cases described above, the use of multiple steps to remove unreacted oxygen, carbon monoxide and acetylene before the separation step by complexation (d) is laborious. It has been found that in one embodiment of the optional step (c) of this process, when the stream containing ethylene, unreacted ethane and carbon dioxide obtained in step (b) further contains unreacted oxygen, carbon monoxide and optionally acetylene, these additional components are advantageously removed in a single step by oxidation of carbon monoxide and any amount of acetylene to form carbon dioxide. Therefore, in said preferred embodiment, optional step (c) includes optionally removing unreacted oxygen, carbon monoxide, and optionally acetylene from at least a portion of the stream containing ethylene, unreacted ethane, carbon dioxide, unreacted oxygen, carbon monoxide, and optionally acetylene obtained in step (b), wherein carbon monoxide and optionally acetylene are oxidized to carbon dioxide, which leads to the formation of a stream containing ethylene, unreacted ethane and carbon dioxide. As with any oxidation of hydrocarbons such as acetylene, in this preferred embodiment, water is formed when acetylene is present.

В указанном предпочтительном варианте реализации необязательного этапа (в) непрореагировавший кислород может успешно использоваться для окисления как монооксида углерода, так и ацетилена в диоксид углерода. Нет никакой необходимости добавлять дополнительный окислитель или любой другой химический реагент, такой как водород, который можно использовать в качестве гидрирующего агента для гидрирования ацетилена, как это описано выше. Дополнительно, в указанном предпочтительном варианте реализации изобретения также нет какой-либо необходимости применять трудоемкий этап дистилляции (криогенной) для удаления непрореагировавшего кислорода, монооксида углерода и любого количества водорода.In said preferred embodiment of optional step (c), unreacted oxygen can be successfully used to oxidize both carbon monoxide and acetylene to carbon dioxide. There is no need to add an additional oxidizing agent or any other chemical such as hydrogen that can be used as a hydrogenating agent for the hydrogenation of acetylene as described above. Additionally, in said preferred embodiment of the invention, there is also no need to use a laborious distillation step (cryogenic) to remove unreacted oxygen, carbon monoxide and any amount of hydrogen.

В указанном предпочтительном варианте реализации необязательного этапа (в), температура может варьироваться в широких пределах и, как правило, составляет от 20 до 500°С и может составлять от 50 до 500°С или от 100 до 400°С. Предпочтительно на указанном этапе (в) температура находится в диапазоне от 100 до 400°С, более предпочтительно от 150 до 300°С, более предпочтительно от 170 до 260°С, наиболее предпочтительно от 200 до 260°С. На указанно этапе (в), температура может составлять по меньшей мере 20°С, или по меньшей мере 50°С, или по меньшей мере выше чем 100°С, или по меньшей мере 110°С, по меньшей мере выше чем 110°С, или по меньшей мере 120°С или по меньшей мере выше чем 120°С, или по меньшей мере 130°С или по меньшей мере выше чем 130°С, или по меньшей мере 140°С или по меньшей мере выше чем 140°С, или по меньшей мере 150°С или по меньшей мере выше чем 150°С, или по меньшей мере 160°С или по меньшей мере выше, чем 160°С, или по меньшей мере 170°С или по меньшей мере выше, чем 170°С, или по меньшей мере 180°С или по меньшей мере выше, чем 180°С, или по меньшей мере 190°С или по меньшей мере выше чем 190°С, или по меньшей мере 200°С или по меньшей мере выше чем 200°С, или по меньшей мере 210°С, или по меньшей мере 220°С, или по меньшей мере 230°С, или по меньшей мере 240°С. Дополнительно, на указанном этапе (в) температура может составлять не более 500°С или не более 400°С, или не более 350°С, или не более 340°С, или не более 330°С, или не более 320°С, или не более 310°С, или не более 300°С, или не более 290°С, или не более 280°С, или не более 270°С, или не более 260°С, или не более 250°С.In said preferred embodiment of optional step (c), the temperature may vary widely and is typically between 20 and 500°C and may be between 50 and 500°C or between 100 and 400°C. Preferably in said step (c) the temperature is in the range of 100 to 400°C, more preferably 150 to 300°C, more preferably 170 to 260°C, most preferably 200 to 260°C. In said step (c), the temperature may be at least 20°C, or at least 50°C, or at least higher than 100°C, or at least 110°C, at least higher than 110°C. C, or at least 120°C or at least higher than 120°C, or at least 130°C or at least higher than 130°C, or at least 140°C or at least higher than 140 °C, or at least 150°C, or at least higher than 150°C, or at least 160°C, or at least higher than 160°C, or at least 170°C, or at least higher than 170°C, or at least 180°C, or at least higher than 180°C, or at least 190°C, or at least higher than 190°C, or at least 200°C, or at least higher than 200°C, or at least 210°C, or at least 220°C, or at least 230°C, or at least 240°C. Additionally, in said step (c), the temperature may be at most 500°C, or at most 400°C, or at most 350°C, or at most 340°C, or at most 330°C, or at most 320°C. , or not more than 310°С, or not more than 300°С, or not more than 290°С, or not more than 280°С, or not more than 270°С, or not more than 260°С, or not more than 250°С.

Дополнительно, в указанном предпочтительном варианте реализации необязательного этапа (в) типичные давления составляют 0,1-30 или 0,1-20 Бар абс. (то есть Бар абсолютного давления). Дополнительно, указанное давление предпочтительно составляет от 0,1 до 15 Бар абс, более предпочтительно от 1 до 8 Бар абс, наиболее предпочтительно от 2 до 7 Бар абс. Указанное давление относится к общему давлению.Additionally, in said preferred embodiment of optional step (c), typical pressures are 0.1-30 or 0.1-20 bar abs. (i.e. bar absolute pressure). Additionally, said pressure is preferably 0.1 to 15 bar abs, more preferably 1 to 8 bar abs, most preferably 2 to 7 bar abs. The indicated pressure refers to the total pressure.

Дополнительно, в указанном предпочтительном варианте реализации необязательного этапа (в) дополнительный кислород может подаваться на указанный этап (в). Такой дополнительный кислород добавляют в дополнение к кислороду из потока, содержащего этилен, непрореагировавший этан, диоксид углерода, непрореагировавший кислород, монооксид углерода и, необязательно, ацетилен, который подают на указанный этап (в). Такой дополнительный кислород может потребоваться в случае, когда этот поток не содержит непрореагировавший кислород в количестве, достаточном для окисления всего монооксида углерода и любого количества ацетилена из того же потока до диоксида углерода. Такой дополнительный кислород можно добавлять непосредственно или опосредовано на этап (в), в частности, в любой момент до и/или во время проведения этапа (в).Additionally, in said preferred embodiment of optional step (c), additional oxygen may be supplied to said step (c). Such additional oxygen is added in addition to oxygen from the stream containing ethylene, unreacted ethane, carbon dioxide, unreacted oxygen, carbon monoxide and optionally acetylene, which is fed to the specified stage (c). Such additional oxygen may be required when the stream does not contain sufficient unreacted oxygen to oxidize all of the carbon monoxide and any acetylene from the same stream to carbon dioxide. Such additional oxygen can be added directly or indirectly to step (c), in particular at any time before and/or during step (c).

В указанном предпочтительном варианте реализации необязательного этапа (в) кислород, монооксид углерода и необязательно ацетилен удаляют из потока, содержащего этилен, непрореагировавший этан, диоксид углерода, непрореагировавший кислород, монооксид углерода и необязательно ацетилен, путем окисления монооксида углерода и любого количества ацетилена до диоксида углерода. Т.е., непрореагировавший кислород из этого потока используется для окисления монооксида углерода и любого количества ацетилена до диоксида углерода. Как указано выше, дополнительный кислород может подаваться для полного превращения всего монооксида углерода и ацетилена (если он присутствует) в диоксид углерода. Такое окисление может также упоминаться как горение. Следовательно, указанный этап (в) приводит к получению потока, содержащего этилен, непрореагировавший этан и диоксид углерода.In said preferred embodiment of optional step (c), oxygen, carbon monoxide and optionally acetylene are removed from the stream containing ethylene, unreacted ethane, carbon dioxide, unreacted oxygen, carbon monoxide and optionally acetylene by oxidizing carbon monoxide and any amount of acetylene to carbon dioxide. . That is, unreacted oxygen from this stream is used to oxidize carbon monoxide and any amount of acetylene to carbon dioxide. As stated above, additional oxygen may be supplied to completely convert all of the carbon monoxide and acetylene (if present) to carbon dioxide. Such oxidation may also be referred to as combustion. Therefore, said step (c) results in a stream containing ethylene, unreacted ethane and carbon dioxide.

Также предусматривается, что в случае, когда ацетилен получают на этапе (а) ОДГ этана, удаление такого ацетилена может быть частью указанного предпочтительного варианта реализации необязатель- 6 040398 ного этапа (в), после этапа удаления воды (б), но до вышеописанного этапа окисления, в частности посредством гидрирования ацетилена в этилен, как это описано выше.It is also envisaged that in the case where acetylene is produced in step (a) of the ODH of ethane, the removal of such acetylene may be part of said preferred embodiment of the optional step (c), after the water removal step (b) but before the step described above. oxidation, in particular by hydrogenation of acetylene to ethylene, as described above.

Соответственно, в предпочтительном варианте реализации необязательного этапа (в) кислород может быть удален в такой степени, что поток, полученный на указанном этапе (в), не содержит кислорода или содержит остаточное количество кислорода, которое составляет не более 10000 объемных частей на миллион (об. ч/млн), или не более 1000 об. ч/млн, или не более 500 об. ч/млн, или не более 100 об. ч/млн, или не более 50 об. ч/млн, или не более 10 об. ч/млн, или не более 2 об. ч/млн, или не более 1 об. ч./млн. от общего объема потока, полученного на указанном этапе (в). Дополнительно, соответственно, в предпочтительном варианте реализации необязательного этапа (в), монооксид углерода и любое количество ацетилена могут быть удалены в такой степени, что поток, полученный на указанном этапе (в), не содержит монооксида углерода и ацетилена или содержит остаточное количество монооксида углерода и ацетилена, которое составляет не более 15 об.% или не более 10 об.%, или не более 5 об.%, или не более 1 об.%, или не более 500 объемных частей на миллион (об. ч/млн), или не более 100 об. ч/млн, или не более 50 об. ч/млн, или не более 10 об. ч/млн, или не более 2 об. ч/млн, или не более 1 об. ч./млн. от общего объема потока, полученного на указанном этапе (в).Accordingly, in a preferred embodiment of optional step (c), oxygen can be removed to such an extent that the stream obtained in said step (c) does not contain oxygen or contains a residual amount of oxygen that is not more than 10,000 ppm (v/v) of oxygen. . ppm), or not more than 1000 vol. ppm, or not more than 500 vol. ppm, or not more than 100 vol. ppm, or not more than 50 vol. ppm, or not more than 10 vol. ppm, or not more than 2 vol. ppm, or not more than 1 vol. ppm from the total volume of the flow obtained at the specified stage (c). Additionally, accordingly, in a preferred embodiment of the optional step (c), carbon monoxide and any amount of acetylene can be removed to such an extent that the stream obtained in the specified step (c) does not contain carbon monoxide and acetylene or contains a residual amount of carbon monoxide and acetylene, which is not more than 15 vol.% or not more than 10 vol.%, or not more than 5 vol.%, or not more than 1 vol.%, or not more than 500 parts per million by volume (vol. ppm) , or not more than 100 vol. ppm, or not more than 50 vol. ppm, or not more than 10 vol. ppm, or not more than 2 vol. ppm, or not more than 1 vol. ppm from the total volume of the flow obtained at the specified stage (c).

Указанный предпочтительный вариант реализации необязательного этапа (в) может проводиться в присутствии катализатора, предпочтительно катализатора окисления. Соответственно, указанный катализатор окисления катализирует окисление монооксида углерода и любого количества ацетилена до диоксида углерода. В частности, указанный катализатор окисления предпочтительно катализирует превращение монооксида углерода и любого количества ацетилена и кислорода в диоксид углерода посредством окисления монооксида углерода и любого количества ацетилена до диоксида углерода.Said preferred embodiment of optional step (c) may be carried out in the presence of a catalyst, preferably an oxidation catalyst. Accordingly, said oxidation catalyst catalyzes the oxidation of carbon monoxide and any amount of acetylene to carbon dioxide. In particular, said oxidation catalyst preferably catalyzes the conversion of carbon monoxide and any amount of acetylene and oxygen to carbon dioxide by oxidizing carbon monoxide and any amount of acetylene to carbon dioxide.

В указанном предпочтительном варианте реализации необязательного этапа (в) может быть использован любой катализатор окисления, который катализирует окисление монооксида углерода в диоксид углерода. Например, на указанном этапе (в) можно использовать один из катализаторов окисления монооксида углерода, описанных в EP499402A1, US4956330, EP306945A1, EP421169A1, US5157204 и US5446232, содержание которых включено в данный документ посредством ссылки. Предпочтительно указанный катализатор также катализирует окисление любого количества ацетилена до диоксида углерода.In said preferred embodiment of optional step (c), any oxidation catalyst that catalyzes the oxidation of carbon monoxide to carbon dioxide can be used. For example, in said step (c), one of the carbon monoxide oxidation catalysts described in EP499402A1, US4956330, EP306945A1, EP421169A1, US5157204 and US5446232, the contents of which are incorporated herein by reference, can be used. Preferably said catalyst also catalyzes the oxidation of any amount of acetylene to carbon dioxide.

Предпочтительно вышеуказанный катализатор окисления, который может быть использован в указанном предпочтительном варианте реализации необязательного этапа (в), содержит переходный металл. Более предпочтительно указанный катализатор содержит один или более металлов, выбранных из группы, состоящей из никеля (Ni), меди (Cu), цинка (Zn), палладия (Pd), серебра (Ag), платины (Pt), золота (Au), железа (Fe), марганца (Mn), церия (Се), олова (Sn), рутения (Ru) и хрома (Cr), более предпочтительно один или более металлов, выбранных из группы, состоящей из никеля, меди, цинка, платины и рутения, еще более предпочтительно один или более металлов, выбранных из группы, состоящей из никеля, меди и цинка. Наиболее предпочтительно указанный катализатор содержит медь и/или платину. Соответственно, указанный катализатор содержит медь или платину, более предпочтительно медь. Например, указанный катализатор может содержать медь и цинк. В частности, указанный катализатор может быть металлоксидным катализатором, который может быть частично восстановленным металлоксидным катализатором, причем металл(ы) описан(ы) выше; например, катализатор, содержащий оксид меди и, необязательно, оксид цинка. Катализатор может представлять собой катализатор на носителе, в котором один или более из указанных металлов находятся на носителе, или катализатор без носителя. В случае, когда катализатор представляет собой катализатор на носителе, носителем может быть любой носитель, например оксид алюминия, диоксид титана, диоксид кремния, диоксид циркония или карбид кремния, предпочтительно оксид алюминия. Дополнительно, катализатор на носителе может иметь любую форму, включая таблетки и экструдаты, или он может быть нанесен на подложку.Preferably, the above oxidation catalyst, which can be used in said preferred embodiment of optional step (c), contains a transition metal. More preferably, said catalyst contains one or more metals selected from the group consisting of nickel (Ni), copper (Cu), zinc (Zn), palladium (Pd), silver (Ag), platinum (Pt), gold (Au) , iron (Fe), manganese (Mn), cerium (Ce), tin (Sn), ruthenium (Ru) and chromium (Cr), more preferably one or more metals selected from the group consisting of nickel, copper, zinc, platinum and ruthenium, even more preferably one or more metals selected from the group consisting of nickel, copper and zinc. Most preferably said catalyst contains copper and/or platinum. Accordingly, said catalyst contains copper or platinum, more preferably copper. For example, said catalyst may contain copper and zinc. In particular, said catalyst may be a metal oxide catalyst, which may be a partially reduced metal oxide catalyst, the metal(s) being described(s) above; for example, a catalyst containing copper oxide and optionally zinc oxide. The catalyst may be a supported catalyst in which one or more of these metals are supported, or an unsupported catalyst. In the case where the catalyst is a supported catalyst, the support may be any support such as alumina, titanium dioxide, silicon dioxide, zirconia or silicon carbide, preferably alumina. Additionally, the supported catalyst may be in any form, including tablets and extrudates, or it may be supported.

В некоторых случаях, в указанном предпочтительном варианте реализации необязательного этапа (в) может оказаться невозможным или нежелательным полное удаление кислорода, монооксида углерода и необязательно ацетилена путем окисления монооксида углерода и необязательно ацетилена до диоксида углерода с помощью непрореагировавшего кислорода и любого дополнительного кислорода, как это описано выше. Если это так, и если после указанного окисления желательно удалить любое оставшееся количество кислорода и/или монооксида углерода, и/или ацетилена, то, как часть указанного предпочтительного варианта реализации необязательного этапа (в) может быть проведена дополнительная обработка для удаления указанных компонентов. Такая дополнительная обработка для удаления компонентов может включать пропускание потока через абсорбер, содержащий сорбент (адсорбент и/или абсорбент), который способен селективно сорбировать любой оставшийся кислород, монооксид углерода и ацетилен.In some cases, in said preferred embodiment of optional step (c), it may not be possible or desirable to completely remove oxygen, carbon monoxide and optionally acetylene by oxidizing carbon monoxide and optionally acetylene to carbon dioxide with unreacted oxygen and any additional oxygen as described. higher. If so, and if after said oxidation it is desired to remove any remaining oxygen and/or carbon monoxide and/or acetylene, then, as part of said preferred embodiment of optional step (c), further treatment may be carried out to remove said components. Such post-treatment to remove components may include passing the stream through an absorber containing a sorbent (adsorbent and/or absorbent) that is capable of selectively absorbing any remaining oxygen, carbon monoxide and acetylene.

Этап (г).Stage (d).

Этап (г) данного способа включает удаление этилена из, по меньшей мере, части потока, содержащего этилен, непрореагировавший этан и диоксид углерода, полученного на этапе (б) или (в), с помощью способа разделения комплексообразованием, который включает контактирование, по меньшей мере, части указанного потока с жидким растворителем, содержащим комплексообразующий агент, что приводит к образованию потока, содержащего этилен, и потока, содержащего непрореагировавший этан и диоксид углерода.Step (d) of the process includes removing ethylene from at least a portion of the stream containing ethylene, unreacted ethane and carbon dioxide obtained in step (b) or (c) by a complexation separation process that includes contacting at least at least a portion of said stream with a liquid solvent containing a complexing agent, resulting in a stream containing ethylene and a stream containing unreacted ethane and carbon dioxide.

- 7 040398- 7 040398

На этапе (г) данного способа, по меньшей мере, часть потока, содержащего этилен, непрореагировавший этан и диоксид углерода, полученного на этапе (б) или (в), подвергают способу разделения с помощью комплексообразования. В таком способе разделения с помощью комплексообразования олефины (этилен) могут быть селективно удалены из неолефинов (непрореагировавший этан). В данном изобретении этилен не только успешно селективно отделяют от непрореагировавшего этана методом разделения с помощью комплексообразования, но также и от разбавителя на основе диоксида углерода, который может присутствовать в относительно большом количестве и который также необходимо рециркулировать, так же как и непрореагировавший этан. При подаче на этап (г) данного способа количество диоксида углерода от общего количества этилена, непрореагировавшего этана и диоксида углерода может составлять от 1 до 99 об.%, предпочтительно от 5 до 95 об.%, более предпочтительно от 10 до 90 об.%, более предпочтительно от 20 до 85 об.%, более предпочтительно от 30 до 80 об.%, более предпочтительно от 40 до 75 об.%, наиболее предпочтительно от 50 до 70 об.%. Дополнительно, указанное количество диоксида углерода может составлять по меньшей мере 1 об.% или по меньшей мере 5 об.%, или по меньшей мере 10 об.%, или по меньшей мере 20 об.%, или по меньшей мере 30 об.%, или по меньшей мере 40 об.%, или по меньшей мере 50 об.%. Дополнительно, указанное количество диоксида углерода может составлять не более 99 об.% или не более 95 об.%, или не более 90 об.%, или не более 85 об.%, или не более 80 об.%, или не более 75 об.%, или не более 70 об.%.In step (d) of this process, at least a portion of the stream containing ethylene, unreacted ethane and carbon dioxide obtained in step (b) or (c) is subjected to a separation process using complexation. In such a complexation separation process, olefins (ethylene) can be selectively removed from neo-olefins (unreacted ethane). In the present invention, ethylene is not only successfully separated from unreacted ethane by complexation separation, but also from carbon dioxide diluent, which may be present in a relatively large amount and which also needs to be recycled, as well as unreacted ethane. When fed to step (d) of this process, the amount of carbon dioxide based on the total amount of ethylene, unreacted ethane and carbon dioxide can be from 1 to 99% by volume, preferably from 5 to 95% by volume, more preferably from 10 to 90% by volume. , more preferably 20 to 85% by volume, more preferably 30 to 80% by volume, more preferably 40 to 75% by volume, most preferably 50 to 70% by volume. Additionally, the specified amount of carbon dioxide may be at least 1 vol.% or at least 5 vol.%, or at least 10 vol.%, or at least 20 vol.%, or at least 30 vol.% , or at least 40 vol.%, or at least 50 vol.%. Additionally, the specified amount of carbon dioxide may be not more than 99 vol.% or not more than 95 vol.%, or not more than 90 vol.%, or not more than 85 vol.%, or not more than 80 vol.%, or not more than 75 vol.%, or not more than 70 vol.%.

В данном изобретении вышеупомянутый способ разделения с помощью комплексообразования включает контактирование, по меньшей мере, части потока, содержащего этилен, непрореагировавший этан и диоксид углерода, полученного на этапе (б) или (в), с жидким растворителем, содержащим комплексообразующий агент. Комплексообразующий агент растворен в указанном жидком растворителе. То есть, способ разделения с помощью комплексообразования на этапе (г) данного способа включает так называемое разделение с помощью комплексообразования и абсорбции. При таком разделении с помощью комплексообразования и абсорбции этилен предпочтительно образует комплексное соединение с комплексообразующим агентом, который растворен в жидком растворителе.In the present invention, the aforementioned complexing separation process comprises contacting at least a portion of the stream containing ethylene, unreacted ethane and carbon dioxide obtained in step (b) or (c) with a liquid solvent containing a complexing agent. The complexing agent is dissolved in said liquid solvent. That is, the separation method by complexation in step (d) of this method includes the so-called separation by complexation and absorption. In such separation by complexation and absorption, ethylene preferably forms a complex compound with a complexing agent that is dissolved in the liquid solvent.

Как правило, при разделении с помощью комплексообразования олефинов используется комплексообразующий агент для селективного образования обратимого комплексного соединения, предпочтительно комплексного соединения с π-связи, с олефинами:Generally, olefin complexing uses a complexing agent to selectively form a reversible complex, preferably a π complex, with the olefins:

Олефин+Комплексообразующий агентоКомплексное соединение Олефин-Агент.Olefin + Complexing agent Complex compound Olefin-Agent.

Обратимость реакции комплексообразования позволяет связывать и высвобождать олефин путем смещения направления равновесия реакции. Прямой реакции комплексообразования способствуют более высокое парциальное давление олефина и более низкая температура, тогда как обратной реакции десорбции способствует более низкое парциальное давление олефина и более высокая температура. Следовательно, цикл комплексообразования/десорбции можно создать, изменяя давление, температуру или и то, и другое.The reversibility of the complexation reaction allows the binding and release of the olefin by shifting the direction of the equilibrium of the reaction. The forward complexation reaction is favored by higher olefin partial pressure and lower temperature, while the reverse desorption reaction is favored by lower olefin partial pressure and higher temperature. Therefore, the complexation/desorption cycle can be created by changing the pressure, temperature, or both.

Предпочтительно в данном изобретении этап разделения с помощью комплексообразования (г) включает следующий цикл подэтапов:Preferably in the present invention, the separation step by complexation (d) comprises the following cycle of sub-steps:

(г1) контактирование, по меньшей мере, части потока, содержащего этилен, непрореагировавший этан и диоксид углерода, полученного на этапе (б) или (в), с жидким растворителем, содержащим комплексообразующий агент, в результате чего образуется поток, содержащий непрореагировавший этан и диоксид углерода, по меньшей мере, часть которого возвращают с этапа (д) на этап (а), и жидкий поток, содержащий растворитель, комплексообразующий агент и комплексное соединение этилена; и (г2) десорбция комплексного соединения этилена из, по меньшей мере, части жидкого потока, содержащего растворитель, комплексообразующий агент и комплексное соединение этилена, полученного на этапе (г1), в результате чего образуется поток, содержащий десорбированный этилен, и жидкий поток, содержащий растворитель и комплексообразующий агент; и (г3) рециркуляция, по меньшей мере, части жидкого потока, содержащего растворитель и комплексообразующий агент, полученного на этапе (г2), на этап (г1).(d1) contacting at least a portion of the stream containing ethylene, unreacted ethane and carbon dioxide obtained in step (b) or (c) with a liquid solvent containing a complexing agent, resulting in a stream containing unreacted ethane and carbon dioxide, at least part of which is returned from step (e) to step (a), and a liquid stream containing a solvent, a complexing agent and an ethylene complex; and (d2) desorbing the ethylene complex from at least a portion of the liquid stream containing the solvent, the complexing agent and the ethylene complex compound obtained in step (d1), resulting in a stream containing stripped ethylene and a liquid stream containing solvent and complexing agent; and (d3) recycling at least a portion of the liquid stream containing the solvent and complexing agent obtained in step (d2) to step (d1).

На этапе (г) данного способа подходящий комплексообразующий агент представляет собой агент, который селективно и обратимо образует комплексное соединение с этиленом, и не образует или практически не образует комплексное соединение с непрореагировавшим этаном и диоксидом углерода. Комплексообразующий агент может находиться в виде соли металла или комплексного соединения металла, который растворим в жидком растворителе. Могут применяться соли или соединения серебра (I) или меди (I), либо сами по себе, либо в сочетании с другим металлом, а именно алюминием. Комплексообразующий агент предпочтительно представляет собой соль металла, которая предпочтительно дополнительно содержит ион серебра (I) или ион меди (I), более предпочтительно ион серебра (I). Необязательно, может применяться смесь комплексообразующих агентов, например смесь солей меди и серебра.In step (d) of the process, a suitable complexing agent is an agent that selectively and reversibly complexes with ethylene and does not or substantially does not complex with unreacted ethane and carbon dioxide. The complexing agent may be in the form of a metal salt or metal complex that is soluble in the liquid solvent. Salts or compounds of silver (I) or copper (I) may be used, either alone or in combination with another metal, namely aluminium. The complexing agent is preferably a metal salt, which preferably further contains a silver (I) ion or a copper (I) ion, more preferably a silver (I) ion. Optionally, a mixture of complexing agents may be used, for example a mixture of copper and silver salts.

Подходящие соли, содержащие ионы серебра (I), включают нитрат серебра, тетрафторборат серебра, гексафторсиликат серебра, гидрокситрифторборат серебра, трифторацетат серебра, перхлорат серебра, трифлат серебра (CF3SO2OAg+) и гексафторантимонат серебра (V) (SbF6-Ag+). Подходящие соли, содержащие ионы меди (I), включают нитрат меди; галогениды меди, а именно хлорид меди; сульфат меди;Suitable salts containing silver(I) ions include silver nitrate, silver tetrafluoroborate, silver hexafluorosilicate, silver hydroxytrifluoroborate, silver trifluoroacetate, silver perchlorate, silver triflate (CF 3 SO 2 OAg + ), and silver (V) hexafluoroantimonate (SbF6-Ag + ). Suitable salts containing copper (I) ions include copper nitrate; copper halides, namely copper chloride; copper sulfate;

- 8 040398 сульфонат меди; карбоксилаты меди; соли меди с фторкарбоновыми кислотами, а именно трифторацетат меди и перфторацетат меди; фторированный ацетилацетонат меди; гексафторацетилацетонат меди; додецилбензолсульфонат меди; галогениды меди и алюминия, а именно тетрахлорид алюминия и меди;- 8 040398 copper sulfonate; copper carboxylates; copper salts with fluorocarboxylic acids, namely copper trifluoroacetate and copper perfluoroacetate; fluorinated copper acetylacetonate; copper hexafluoroacetylacetonate; copper dodecylbenzenesulfonate; copper and aluminum halides, namely aluminum and copper tetrachloride;

CuAlCH3Cl3; CuAlC2H5Cl3; цианотрихлорид алюминия и меди. Нитрат серебра является наиболее предпочтительным комплексообразующим агентом.CuAlCH 3 Cl 3 ; CuAlC2H 5 Cl 3 ; aluminum and copper cyanotrichloride. Silver nitrate is the most preferred complexing agent.

Концентрация комплексообразующего агента в жидком растворителе должна быть такой, чтобы практически весь комплексообразующий агент растворялся в этом растворителе, что зависит от (максимальной) растворимости указанного агента в указанном растворителе. Например, нитрат серебра имеет растворимость (в воде) 10,9 молей (75,4 мас.%.) при 35°С. Как правило, концентрация комплексообразующего агента может составлять от 1 до 10 молей, более предпочтительно от 1 до 8 молей, более предпочтительно от 1 до 6 молей, более предпочтительно от 2 до 5 молей, наиболее предпочтительно от 2,5 до 4 молей.The concentration of the complexing agent in the liquid solvent should be such that substantially all of the complexing agent is dissolved in that solvent, which depends on the (maximum) solubility of said agent in said solvent. For example, silver nitrate has a solubility (in water) of 10.9 moles (75.4% by weight) at 35°C. Typically, the concentration of the complexing agent may be 1 to 10 moles, more preferably 1 to 8 moles, more preferably 1 to 6 moles, more preferably 2 to 5 moles, most preferably 2.5 to 4 moles.

Любой подходящий жидкий растворитель или смесь жидких растворителей можно использовать на этапе (г) для растворения комплексообразующего агента. В данном описании ссылка жидкий растворитель сделана на растворитель, который находится в жидком состоянии при температуре 25°С и давлении 1 атмосфера. Предпочтительно указанный жидкий растворитель представляет собой воду, органический растворитель, ионную жидкость или их смесь. Вода является наиболее предпочтительной.Any suitable liquid solvent or mixture of liquid solvents can be used in step (d) to dissolve the complexing agent. In this specification, reference is made to liquid solvent to a solvent that is in a liquid state at a temperature of 25° C. and a pressure of 1 atmosphere. Preferably, said liquid solvent is water, an organic solvent, an ionic liquid, or a mixture thereof. Water is the most preferred.

Воду можно использовать в качестве растворителя для солей серебра или меди, тогда как углеводородные растворители, а именно ароматические растворители, можно использовать для солей, которые содержат органические лиганды. Вода является предпочтительным растворителем, потому что этан и другие неолефины, а именно азот, чрезвычайно трудно растворимы в водных растворах. Напротив, этан имеет более высокую растворимость в углеводородных растворителях. Олефины, а именно этилен, обладают достаточной растворимостью в воде, чтобы массоперенос к растворенному комплексообразующему агенту происходил с приемлемой скоростью.Water can be used as a solvent for silver or copper salts, while hydrocarbon solvents, namely aromatic solvents, can be used for salts that contain organic ligands. Water is the preferred solvent because ethane and other neo-olefins, namely nitrogen, are extremely sparingly soluble in aqueous solutions. In contrast, ethane has a higher solubility in hydrocarbon solvents. Olefins, namely ethylene, have sufficient solubility in water so that mass transfer to the dissolved complexing agent occurs at an acceptable rate.

Как упоминалось выше, жидкий растворитель, который предназначен для растворения комплексообразующего агента, может представлять собой ионную жидкость. Как определено Wasserscheid и Keim в Angewandte Chemie, 2000, 112, стр. 3926-3945, ионные жидкости представляют собой соли, которые плавятся при относительно низкой температуре. Следовательно, ионные жидкости уже являются жидкими при относительно низких температурах. Кроме того, они, как правило, не горючи и не имеют измеримого давления паров. В данном описания ионная жидкость означает соль, которая имеет температуру плавления или диапазон плавления ниже 100°С.As mentioned above, the liquid solvent which is intended to dissolve the complexing agent may be an ionic liquid. As defined by Wasserscheid and Keim in Angewandte Chemie, 2000, 112, pp. 3926-3945, ionic liquids are salts that melt at a relatively low temperature. Therefore, ionic liquids are already liquid at relatively low temperatures. In addition, they are generally non-flammable and do not have a measurable vapor pressure. In this description, the ionic liquid means a salt that has a melting point or melting range below 100°C.

Ионные жидкости образуются из положительных ионов и отрицательных ионов (катионов и анионов, соответственно), но в целом имеют нейтральный заряд. Положительные и отрицательные ионы являются преимущественно одновалентными, но также возможны многовалентные анионы и/или катионы, которые имеют до пяти, предпочтительно до четырех, особенно предпочтительно до трех и особенно предпочтительно до двух электрических зарядов. Заряды внутри соответствующих ионов либо локализованы, либо делокализованы.Ionic liquids are formed from positive ions and negative ions (cations and anions, respectively), but are generally charge neutral. The positive and negative ions are predominantly univalent, but multivalent anions and/or cations are also possible, which have up to five, preferably up to four, particularly preferably up to three, and particularly preferably up to two electrical charges. The charges inside the corresponding ions are either localized or delocalized.

В случае, когда в данном изобретении ионная жидкость используется для растворения комплексообразующего агента, указанная ионная жидкость может содержать катион, который представляет собой ион N,N'-диалкилимидазолия или ион N-алкилпиридиния, предпочтительно ион N,N'диалкилимидазолия.When an ionic liquid is used to dissolve a complexing agent in the present invention, said ionic liquid may contain a cation which is an N,N'-dialkylimidazolium ion or an N-alkylpyridinium ion, preferably an N,N'dialkylimidazolium ion.

Алкильные группы в вышеупомянутом ионе N,N'-диалкилимидазолия и ионе N-алкилпиридиния могут представлять собой C1-C10-алкильные группы, предпочтительно C1 С4-алкильные группы. Примерами подходящих C1-C10-алкильных групп являются метил, этил, пропил, изопропил, н-бутил, вторбутил, трет-бутил, пентил, гексил, гептил, октил, 2-этилгексил, 2,4,4-триметилпентил и децил. Предпочтительно катион в ионной жидкости представляет собой ион N,N'-диалкилимидазолия, предпочтительно ион N,N'-диалкилимидазолия, причем алкильные группы представляют собой C1-C10-алкильные группы, как это описано выше, предпочтительно С1-С4-алкильные группы, как это описано выше.The alkyl groups in the above N,N'-dialkylimidazolium ion and N-alkylpyridinium ion may be C 1 -C 10 alkyl groups, preferably C 1 C 4 alkyl groups. Examples of suitable C 1 -C 10 alkyl groups are methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl, t-butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, 2-ethylhexyl, 2,4,4-trimethylpentyl and decyl . Preferably the cation in the ionic liquid is an N,N'-dialkylimidazolium ion, preferably an N,N'-dialkylimidazolium ion, where the alkyl groups are C 1 -C 10 alkyl groups as described above, preferably C 1 -C 4 alkyl groups as described above.

Особенно предпочтительным ионом N,N'-диалкилимидазолия является ион 1-бутил-3метилимидазолия (ион БМИМ). Другим особенно предпочтительным ионом N,N'-диалкилимидазолия является ион 1,3-диметилимидазолия (ион ДМИМ). Еще одним особенно предпочтительным ионом N,N'диалкилимидазолия является ион 1-этил-3-метилимидазолия (ион ЭМИМ).A particularly preferred N,N'-dialkylimidazolium ion is 1-butyl-3methylimidazolium ion (BMIM ion). Another particularly preferred N,N'-dialkylimidazolium ion is 1,3-dimethylimidazolium ion (DMIM ion). Another particularly preferred N,N'dialkylimidazolium ion is 1-ethyl-3-methylimidazolium ion (EMIM ion).

В случае, когда в данном изобретении ионная жидкость используется для растворения комплексообразующего агента, указанная ионная жидкость может содержать анион, выбранный из группы, состоящей из тетрафторборат-иона (BF4-), алкоксифосфонат-ионов, алкилсульфонат-ионов, гексафторфосфат-иона (PF6-) и амид-ионов. Более предпочтительно указанный анион выбирают из группы, состоящей из тетрафторборат-иона, алкоксифосфонат-ионов и амид-ионов. Наиболее предпочтительно указанный анион представляет собой тетрафторборат-ион.When an ionic liquid is used to dissolve a complexing agent in the present invention, said ionic liquid may contain an anion selected from the group consisting of tetrafluoroborate ion (BF4 - ), alkoxyphosphonate ions, alkylsulfonate ions, hexafluorophosphate ion (PF6 - ) and amide ions. More preferably, said anion is selected from the group consisting of tetrafluoroborate ion, alkoxyphosphonate ions and amide ions. Most preferably said anion is the tetrafluoroborate ion.

Вышеупомянутый алкоксифосфонат-ион имеет формулу RO-PH(=O)O-, где R представляет собой алкильную группу, предпочтительно C1-C10-алкильную группу, более предпочтительно С1-С4-алкильную группу. Примерами подходящих C1-C10-алкильных групп являются метил, этил, пропил, изопропил, нбутил, втор-бутил, трет-бутил, пентил, гексил, гептил, октил, 2-этилгексил, 2,4,4-триметилпентил и децил. Особенно предпочтительным алкоксифосфонат-ионом является метоксифосфонат-ион.The above alkoxyphosphonate ion has the formula RO-PH(=O)O - where R is an alkyl group, preferably a C 1 -C 10 alkyl group, more preferably a C 1 -C 4 alkyl group. Examples of suitable C 1 -C 10 alkyl groups are methyl, ethyl, propyl, isopropyl, nbutyl, sec-butyl, t-butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, 2-ethylhexyl, 2,4,4-trimethylpentyl and decyl . A particularly preferred alkoxyphosphonate ion is the methoxyphosphonate ion.

- 9 040398- 9 040398

Вышеупомянутый алкилсульфонат-ион имеет формулу RS(=O)2O-, где R представляет собой алкильную группу, предпочтительно Ci-Cio-алкильную группу, более предпочтительно С^Сд-алкильную группу. Примерами подходящих Cl-ClO-алкильных групп являются метил, этил, пропил, изопропил, нбутил, втор-бутил, трет-бутил, пентил, гексил, гептил, октил, 2-этилгексил, 2,4,4-триметилпентил и децил.The above alkylsulfonate ion has the formula RS(=O)2O - where R is an alkyl group, preferably a Ci-Cio alkyl group, more preferably a C^Cg alkyl group. Examples of suitable Cl-ClO-alkyl groups are methyl, ethyl, propyl, isopropyl, nbutyl, sec-butyl, t-butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, 2-ethylhexyl, 2,4,4-trimethylpentyl and decyl.

Вышеупомянутый амидный ион имеет формулу R-N--R, где R и R' могут быть одинаковыми или разными, и предпочтительно электронноакцепторными заместителями. Как правило, электроноакцепторные заместители представляют собой заместители, которые оттягивают электроны от обогащенного электронами участка в молекуле, в данном случае от обогащенного электронами атома азота в указанном амидном ионе. Предпочтительно R и R' выбирают из группы, состоящей из циано и алкансульфонила.The above amide ion has the formula R-N--R, where R and R' may be the same or different, and are preferably electron-withdrawing substituents. Typically, electron-withdrawing substituents are substituents that withdraw electrons from an electron-rich site in the molecule, in this case from an electron-rich nitrogen atom in said amide ion. Preferably R and R' are selected from the group consisting of cyano and alkanesulfonyl.

Особенно предпочтительным амидным ионом является дицианамидный ион, т.е., ион указанной формулы R-N--R', где R и R' являются циано.A particularly preferred amide ion is the dicyanamide ion, ie the ion of the formula RN - -R', where R and R' are cyano.

Указанный алкансульфонильный заместитель в указанном амидном ионе имеет формулу RS(=O)2-, где R представляет собой алкильную группу, предпочтительно С112-алкильную группу, более предпочтительно С14-алкильную группу, например метил, этил или н-бутил. Указанные алкильные группы могут быть линейными или разветвленными. Дополнительно, указанная алкильная группа может быть замещена одним или более атомами галогена. Указанный алкансульфонильный заместитель предпочтительно представляет собой тригалогенметансульфонильный заместитель, который имеет формулу CX3S(=O)2-, где X представляет собой атом галогена, выбранный из группы, состоящей из фтора, хлора, брома и йода. Более предпочтительно указанный атом галогена представляет собой фтор. Наиболее предпочтительно указанный тригалогенметансульфонильный заместитель представляет собой трифторметансульфонил (CF3-S(=O)2-).Said alkanesulfonyl substituent on said amide ion has the formula RS(=O) 2 - where R is an alkyl group, preferably a C 1 -C 12 alkyl group, more preferably a C 1 -C 4 alkyl group, such as methyl, ethyl or n-butyl. Said alkyl groups may be linear or branched. Additionally, said alkyl group may be substituted with one or more halogen atoms. Said alkanesulfonyl substituent is preferably a trihalomethanesulfonyl substituent which has the formula CX 3 S(=O) 2 - where X is a halogen atom selected from the group consisting of fluorine, chlorine, bromine and iodine. More preferably, said halogen atom is fluorine. Most preferably said trihalomethanesulfonyl substituent is trifluoromethanesulfonyl (CF 3 -S(=O) 2 -).

В случае, когда в данном изобретении для растворения комплексообразующего агента используется ионная жидкость, ионная жидкость предпочтительно содержит ион Ν,Ν'-диалкилимидазолия, описанный выше, в качестве катиона, и ион тетрафторбората в качестве аниона. Предпочтительно указанный ион Ν,Ν'-диалкилимидазолия представляет собой ион 1-бутил-3-метилимидазолия или ион 1-этил-3метилимидазолия, более предпочтительно ион 1-бутил-3-метилимидазолия.In the case where an ionic liquid is used to dissolve the complexing agent in the present invention, the ionic liquid preferably contains the N,N'-dialkylimidazolium ion described above as a cation and a tetrafluoroborate ion as an anion. Preferably said N,N'-dialkylimidazolium ion is 1-butyl-3-methylimidazolium ion or 1-ethyl-3methylimidazolium ion, more preferably 1-butyl-3-methylimidazolium ion.

Подходящие ионные жидкости, которые можно использовать для растворения комплексообразующего агента, в общем, описаны в Potential of Silver-Based Room-Temperature Ionic Liquids for Ethylene/Ethane Separation, Galan Sanchez et al., Ind. Eng. Chem. Res., 2009, 48, pages 10650-10656, в частности в Таблице 1 указанной статьи, раскрытие которой включено в данный документ посредством ссылки. Дополнительные подходящие ионные жидкости описаны в Olefin Paraffin Separation Using Ionic Liquids, Goodrich, Cat. Rev., 2015, 28, pages 9-13, раскрытие которой включено в данный документ посредством ссылки. Дополнительные подходящие ионные жидкости раскрыты в WO201108664, WO200359483, WO200198239 и GB2383328, раскрытия которых включены в данный документ посредством ссылки.Suitable ionic liquids that can be used to dissolve the complexing agent are generally described in Potential of Silver-Based Room-Temperature Ionic Liquids for Ethylene/Ethane Separation, Galan Sanchez et al., Ind. Eng. Chem. Res., 2009, 48, pages 10650-10656, in particular in Table 1 of the said article, the disclosure of which is incorporated herein by reference. Additional suitable ionic liquids are described in Olefin Paraffin Separation Using Ionic Liquids, Goodrich, Cat. Rev., 2015, 28, pages 9-13, the disclosure of which is hereby incorporated by reference. Additional suitable ionic liquids are disclosed in WO201108664, WO200359483, WO200198239 and GB2383328, the disclosures of which are incorporated herein by reference.

Дополнительно, предусматривается, что на этапе разделения с помощью комплексообразования (г) по данному способу в качестве жидкого растворителя, содержащего комплексообразующий агент, используется ионная жидкость. В таком случае ионная жидкость одновременно является как указанным жидким растворителем, так и указанным комплексообразующим агентом. Предпочтительно такая ионная жидкость содержит ион серебра (I) или ион меди (I), более предпочтительно ион серебра (I). Дополнительно, анион в такой ионной жидкости может представлять собой анион, описанный выше. Примеры таких ионных жидкостей, которые могут быть использованы таким образом, представляют собой бис(трифторметансульфонил)амид серебра (I), который имеет формулу [(CF3-S(=O)2-)2N]-Ag+(Ag[NTf2]), и трис(перфторэтил)трифторфосфат серебра (I), имеющий формулу [(CF3CF2)3F3P]-Ag+(Ag[FAP]). Эти и другие подходящие ионные жидкости, содержащие ионы серебра (I), описаны в Liquid silver tris(perfluoroethyl) trifluoro phosphate salts as new media for propene/propane separation, Pliquette et al., Phys. Chem. Chem. Phys., 2016, 18, pages 28242-28253. Однако, для этих ионных жидкостей все еще предпочтительно добавлять дополнительный жидкий растворитель, например другую ионную жидкость, которая не содержит ион металла в качестве катиона, с целью сжижения и/или разбавления ионной жидкости, содержащей ион металла.Additionally, it is contemplated that in the complexation separation step (d) of this method, an ionic liquid is used as the liquid solvent containing the complexing agent. In such a case, the ionic liquid is both said liquid solvent and said complexing agent at the same time. Preferably, such an ionic liquid contains a silver (I) ion or a copper (I) ion, more preferably a silver (I) ion. Additionally, the anion in such an ionic liquid may be an anion as described above. Examples of such ionic liquids that can be used in this way are silver (I) bis(trifluoromethanesulfonyl)amide, which has the formula [(CF 3 -S(=O) 2 -) 2 N] - Ag + (Ag[NTf 2 ]), and tris(perfluoroethyl)silver (I) trifluorophosphate having the formula [(CF 3 CF2) 3 F 3 P] - Ag + (Ag[FAP]). These and other suitable ionic liquids containing silver(I) ions are described in Liquid silver tris(perfluoroethyl) trifluoro phosphate salts as new media for propene/propane separation, Pliquette et al., Phys. Chem. Chem. Phys., 2016, 18, pages 28242-28253. However, for these ionic liquids, it is still preferable to add an additional liquid solvent, such as another ionic liquid that does not contain a metal ion as a cation, in order to liquefy and/or dilute the ionic liquid containing the metal ion.

В дополнение к комплексообразующему агенту жидкий растворитель может содержать модификатор или смесь модификаторов, а именно кислоту, соль, которая не образует комплексных олефинов, окислитель или органическое соединение с функциональными группами. Такой модификатор может быть использован для увеличения растворимости и/или стабильности комплексообразующего агента в растворителе. Подходящими примерами кислотных модификаторов являются азотная кислота (HNO3) и фторборная кислота (HBF4). Дополнительно, такой кислотный модификатор, особенно азотная кислота, может снижать физическую растворимость диоксида углерода в жидком растворителе, что успешно упрощает отделение диоксида углерода от этилена на этапе разделения с помощью комплексообразования (г). В случае, когда в данном изобретении для растворения комплексообразующего агента используется ионная жидкость, предпочтительно, чтобы анион кислотного модификатора (например, HBF4) соответствовал аниону ионной жидкости.In addition to the complexing agent, the liquid solvent may contain a modifier or a mixture of modifiers, namely an acid, a salt that does not complex olefins, an oxidizing agent, or a functional organic compound. Such a modifier may be used to increase the solubility and/or stability of the complexing agent in the solvent. Suitable examples of acid modifiers are nitric acid (HNO 3 ) and fluoroboric acid (HBF 4 ). Additionally, such an acid modifier, especially nitric acid, can reduce the physical solubility of carbon dioxide in the liquid solvent, which advantageously facilitates the separation of carbon dioxide from ethylene in the separation step by complexation (d). In the case where an ionic liquid is used to dissolve the complexing agent in the present invention, it is preferred that the anion of the acid modifier (eg, HBF 4 ) correspond to the anion of the ionic liquid.

- 10 040398- 10 040398

Нитрат серебра является наиболее предпочтительным комплексообразующим агентом при практической реализации данного изобретения. Нитрат серебра обладает высокой растворимостью и очень стабилен в воде. Дополнительно, любое элементарное серебро, которое может быть образовано, может быть легко преобразовано в нитрат серебра с помощью небольшого количества азотной кислоты. Следовательно, на этапе (г) данного изобретения предпочтительно используется водный раствор, который содержит нитрат серебра в качестве комплексообразующего агента. Этот водный раствор предпочтительно дополнительно содержит азотную кислоту в качестве модификатора.Silver nitrate is the most preferred complexing agent in the practice of this invention. Silver nitrate has a high solubility and is very stable in water. Additionally, any elemental silver that may be formed can be readily converted to silver nitrate with a small amount of nitric acid. Therefore, in step (d) of the present invention, an aqueous solution is preferably used which contains silver nitrate as a complexing agent. This aqueous solution preferably further contains nitric acid as a modifier.

На вышеупомянутом этапе комплексообразования (г1), по меньшей мере, часть потока, содержащего этилен, непрореагировавший этан и диоксид углерода, полученный на этапе (б) или (в), контактирует с жидким растворителем, содержащим комплексообразующий агент. Парциальное давление этилена на указанном этапе (г1) может составлять от 0,5 до 30 Бар, более предпочтительно от 1 до 20 Бар, наиболее предпочтительно от 2 до 10 Бар. Парциальное давление этилена на этапе (г1) может быть, по меньшей мере, примерно таким же, как парциальное давление этилена в потоке, содержащем этилен, непрореагировавший этан и диоксид углерода, полученном на этапе (б) или (в), или выше. Предпочтительно парциальное давление этилена увеличивают перед этапом (г1), например, посредством сжатия в компрессоре. Дополнительно, температура жидкого растворителя, подаваемого на указанный этап (г1), предпочтительно составляет ниже 50°С, более предпочтительно ниже 40°С и может составлять от -20 до 75°С, более предпочтительно от 0 до 50°С, наиболее предпочтительно от 10 до 40°С. На этапе (г1) чрезмерного повышения температуры можно избежать за счет внутреннего охлаждения.In the aforementioned complexing step (d1), at least a portion of the stream containing ethylene, unreacted ethane and carbon dioxide obtained in step (b) or (c) is contacted with a liquid solvent containing a complexing agent. The partial pressure of ethylene in said step (r1) may be from 0.5 to 30 bar, more preferably from 1 to 20 bar, most preferably from 2 to 10 bar. The partial pressure of ethylene in step (d1) may be at least about the same as the partial pressure of ethylene in the stream containing ethylene, unreacted ethane and carbon dioxide obtained in step (b) or (c) or higher. Preferably, the ethylene partial pressure is increased before step (d1), for example by compression in a compressor. Additionally, the temperature of the liquid solvent supplied to said step (r1) is preferably below 50°C, more preferably below 40°C, and may be from -20 to 75°C, more preferably from 0 to 50°C, most preferably from 10 to 40°C. In step (d1), excessive temperature rise can be avoided by internal cooling.

Этап (г1) может проводиться в колонне с противотоком. Предпочтительно, по меньшей мере, часть потока, содержащего этилен, непрореагировавший этан и диоксид углерода, полученного на этапе (б) или (в), подают в нижнюю часть указанной колонны, а жидкий растворитель, содержащий комплексообразующий агент, подают в верхнюю часть указанной колонны. Указанная колонна может содержать насадку или тарелки, предпочтительно насадку. Степень извлечения этилена на этапе комплексообразования (г1) составляет предпочтительно более 95%, более предпочтительно более 98%.Step (d1) may be carried out in a countercurrent column. Preferably, at least a portion of the stream containing ethylene, unreacted ethane and carbon dioxide obtained in step (b) or (c) is fed to the bottom of said column, and the liquid solvent containing the complexing agent is fed to the top of said column . Said column may contain packing or trays, preferably packing. The recovery of ethylene in the complexation step (r1) is preferably greater than 95%, more preferably greater than 98%.

На вышеупомянутом этапе десорбции (г2) комплексное соединение этилена десорбируется из, по меньшей мере, части жидкого потока, содержащего растворитель, комплексообразующий агент и комплексное соединение этилена, и полученного на этапе (г1). В данном изобретении на десорбцию на этапе (г2) может влиять снижение парциального давления этилена или повышение температуры, или оба способа. Комбинация, включающая снижение парциального давления этилена и повышение температуры, является предпочтительной. Общее давление на указанном этапе (г2) может составлять от 1 мБар до 5 Бар, более предпочтительно от 1 мБар до 3 Бар, наиболее предпочтительно от 0,5 до 1,5 Бар. Дополнительно, температура потока жидкости, подаваемого на указанный этап (г2), может составлять от 55 до 130°С, более предпочтительно от 65 до 130°С, наиболее предпочтительно от 80 до 120°С. Предпочтительно температуру упомянутого потока жидкости повышают перед подачей на этап (г2), например, с помощью нагревания. Степень извлечения этилена на этапе десорбции (г2) составляет предпочтительно более 95%, более предпочтительно более 98%. Жидкий поток, содержащий растворитель и комплексообразующий агент, полученный на этапе десорбции (г2), возвращают на этап комплексообразования (г1), предпочтительно после охлаждения.In the aforementioned desorption step (d2), the ethylene complex is desorbed from at least a portion of the liquid stream containing the solvent, the complexing agent and the ethylene complex compound obtained in step (d1). In the present invention, desorption in step (d2) can be affected by lowering the partial pressure of ethylene or by increasing the temperature, or both. A combination of lowering the partial pressure of ethylene and raising the temperature is preferred. The total pressure in said step (r2) may be from 1 mbar to 5 bar, more preferably from 1 mbar to 3 bar, most preferably from 0.5 to 1.5 bar. Additionally, the temperature of the liquid stream supplied to said step (r2) may be from 55 to 130°C, more preferably from 65 to 130°C, most preferably from 80 to 120°C. Preferably, the temperature of said liquid stream is raised before being fed to step (d2), for example by heating. The ethylene recovery in the desorption step (r2) is preferably greater than 95%, more preferably greater than 98%. The liquid stream containing the solvent and the complexing agent obtained in the desorption step (r2) is returned to the complexation step (r1), preferably after cooling.

На вышеупомянутом этапе комплексообразования (г1) часть непрореагировавшего этана и диоксида углерода физически абсорбируется (растворяется) в жидком растворителе, а не образует комплексные соединения с комплексообразующим агентом (в данном документе это именуется абсорбированным непрореагировавшем этаном и диоксидом углерода). В случае, когда жидкий поток, полученный на этапе (г1), содержит растворитель, комплексообразующий агент, комплексное соединение этилена, абсорбированный непрореагировавший этан и диоксид углерода, предпочтительным является отделение указанного непрореагировавшего этана и диоксида углерода от указанного жидкого потока перед подачей его на этап десорбции (г2). В таком случае, абсорбированный непрореагировавший этан и диоксид углерода предпочтительно удаляют из, по меньшей мере, части указанного жидкого потока путем контактирования с потоком, содержащим этилен, в результате чего образуется поток, содержащий этилен, непрореагировавший этан и диоксид углерода, по меньшей мере, часть которого подают на этап (г1), и жидкий поток, содержащий растворитель, комплексообразующий агент и комплексное соединение этилена, по меньшей мере, часть которого подают на этап (г2). Предпочтительно на упомянутом этапе десорбции парциальное давление этилена и температура практически не изменяют, чтобы избежать преждевременной десорбции перед этапом (г2).In the above complexation step (d1), a portion of the unreacted ethane and carbon dioxide is physically absorbed (dissolved) in the liquid solvent rather than complexed with the complexing agent (herein referred to as absorbed unreacted ethane and carbon dioxide). In the case where the liquid stream obtained in step (d1) contains a solvent, a complexing agent, an ethylene complex compound, absorbed unreacted ethane and carbon dioxide, it is preferable to separate said unreacted ethane and carbon dioxide from said liquid stream before feeding it to the desorption step. (d2). In such a case, the absorbed unreacted ethane and carbon dioxide are preferably removed from at least a portion of said liquid stream by contact with a stream containing ethylene, resulting in a stream containing ethylene, unreacted ethane and carbon dioxide, at least a portion which is fed to step (d1), and a liquid stream containing a solvent, a complexing agent and a complex compound of ethylene, at least part of which is fed to step (d2). Preferably, in said desorption step, the ethylene partial pressure and temperature are substantially unchanged to avoid premature desorption prior to step (d2).

Вышеупомянутый этап очистки можно проводить в противоточной колонне. Предпочтительно по меньшей мере, часть жидкого потока, полученного на этапе (г1), подают в верхнюю часть указанной колонны, а очищающий поток, содержащий этилен, подают в нижнюю часть указанной колонны.The above purification step can be carried out in a countercurrent column. Preferably, at least a portion of the liquid stream obtained in step (d1) is fed to the top of said column, and the ethylene-containing purge stream is fed to the bottom of said column.

Если ацетилен образуется на этапе (а) ОДГ этана и не удаляется на необязательном этапе (в), ацетилен может присутствовать в исходном материале, подаваемом на этап разделения с помощью комплексообразования (г). Как упоминалось выше, ацетилен может образовывать прочную связь с комплексообразующим агентом на этапе (г). Алкины, которые содержат активный водород, могут образовывать соединения алкинила серебра или меди, которые имеют ограниченную растворимость в водном растворе иIf acetylene is generated in step (a) of ethane ODH and not removed in optional step (c), acetylene may be present in the feed to the complexation separation step (d). As mentioned above, acetylene can form a strong bond with the complexing agent in step (d). Alkynes that contain an active hydrogen can form silver or copper alkynyl compounds, which have limited solubility in aqueous solution and

- 11 040398 не разлагаются во время десорбции, поэтому они могут накапливаться до выпадения в осадок. Это приводит к потреблению комплексообразующего агента, может мешать потоку и создавать угрозу безопасности. Эти осадки чувствительны к детонации, особенно в сухом состоянии, поэтому необходимо принимать меры предосторожности для их эффективного устранения. Одним из способов решения этой проблемы является поддержание концентрации ацетиленида серебра на безопасном уровне с помощью перманганата серебра в качестве окислителя. Небольшой боковой поток может быть выведен из десорбера и нагрет, например, до 75°С в условиях частичного вакуума. Твердый перманганат серебра добавляют для разрушения ацетиленида, который образует диоксид углерода и свободный ион серебра. Полученный диоксид марганца осаждается и отфильтровывается из раствора. Это приводит к восстановлению серебра без добавления постороннего иона. Данные и обработка ацетиленидов серебра приведены в патенте США №4174353, описание которого включено в данный документ посредством ссылки.- 11 040398 do not decompose during desorption, so they can accumulate before precipitation. This leads to the consumption of the complexing agent, which can interfere with the flow and create a safety hazard. These deposits are sensitive to detonation, especially when dry, and precautions must be taken to eliminate them effectively. One way to solve this problem is to keep the concentration of silver acetylenide at a safe level using silver permanganate as an oxidizing agent. A small side stream may be withdrawn from the stripper and heated to, for example, 75° C. under partial vacuum. Solid silver permanganate is added to destroy the acetylide, which forms carbon dioxide and a free silver ion. The resulting manganese dioxide precipitates and is filtered from the solution. This leads to the reduction of silver without the addition of a foreign ion. The data and processing of silver acetylenides is given in US Pat. No. 4,174,353, the disclosure of which is incorporated herein by reference.

Если монооксид углерода образуется на этапе (а) ОДГ этана и не удаляется на необязательном этапе (в), монооксид углерода может находиться в исходном материале, подаваемом на этап разделения с помощью комплексообразования (г). Как упоминалось выше, вместе с целевым этиленовым продуктом монооксид углерода также может образовывать комплексное соединение с комплексообразующим агентом на этапе (г). Монооксид углерода образует устойчивые комплексные соединения с Cu (I), который может находиться в комплексообразующем агенте, используемом на этапе (г). В последнем случае такое комплексное соединение монооксида углерода не удаляется на вышеупомянутом этапе десорбции, но будет десорбироваться вместе с этиленом на вышеупомянутом этапе десорбции (г2), в результате чего образуется поток, содержащий как этилен, так и монооксид углерода.If carbon monoxide is generated in step (a) of ethane ODH and not removed in optional step (c), carbon monoxide may be present in the feed to the complexation step (d). As mentioned above, together with the desired ethylene product, carbon monoxide can also be complexed with the complexing agent in step (d). Carbon monoxide forms stable complexes with Cu(I) which may be present in the complexing agent used in step (d). In the latter case, such a carbon monoxide complex is not removed in the aforementioned stripping step, but will be stripped along with ethylene in the aforementioned stripping step (r2), resulting in a stream containing both ethylene and carbon monoxide.

Если не весь кислород прореагирует на этапе (а) ОДГ этана, и непрореагировавший кислород не удаляется на необязательном этапе (в), кислород может находиться в исходном материале, подаваемом на этап разделение с помощью комплексообразования (г). Как упоминалось выше, кислород может окислять металл, например Cu (I), из соли металла или комплексного соединения металла, который можно использовать в качестве комплексообразующего агента на этапе (г). Любой кислород может быть удален на вышеупомянутом этапе комплексообразования (г1) как часть потока, содержащего непрореагировавший этан и диоксид углерода.If not all of the oxygen is reacted in step (a) of ethane ODH and unreacted oxygen is not removed in optional step (c), oxygen may be present in the feed to the complexation separation step (d). As mentioned above, oxygen can oxidize a metal, such as Cu(I), from a metal salt or metal complex that can be used as a complexing agent in step (d). Any oxygen can be removed in the aforementioned complexing step (r1) as part of the stream containing unreacted ethane and carbon dioxide.

Дополнительно, водород (Н2) может находиться в исходном материале, подаваемом на этап разделения с помощью комплексообразования (г). Водород может вызвать постепенное восстановление Ag (I) до металлического серебра. Предпочтительно исключать такое восстановление серебра, чтобы предотвратить потерю серебра путем образования коллоидных частиц и осаждения на поверхности. Добавление небольших количеств пероксида водорода в сочетании с поддержанием уровня азотной кислоты в растворе может сделать растворенное серебро устойчивым к выпадению в осадок. Более подробная информация о таком способе приведена в патенте США № 4174353, раскрытие которого включено в данный документ посредством ссылки.Additionally, hydrogen (H 2 ) may be present in the feed to the separation step by complexation (d). Hydrogen can cause gradual reduction of Ag(I) to metallic silver. It is preferable to exclude such reduction of silver in order to prevent the loss of silver through the formation of colloidal particles and deposition on the surface. The addition of small amounts of hydrogen peroxide, combined with maintaining the level of nitric acid in solution, can make the dissolved silver resistant to precipitation. More detailed information about this method is given in US patent No. 4174353, the disclosure of which is incorporated herein by reference.

Этап (д).Stage (d).

Этап (д) данного способа включает рециркуляцию, по меньшей мере, части потока, содержащего непрореагировавший этан и диоксид углерода, полученный на этапе (г), на этап (а).Step (e) of this process includes recycling at least a portion of the stream containing unreacted ethane and carbon dioxide obtained in step (d) to step (a).

Рециркулирующий поток, содержащий непрореагировавший этан и диоксид углерода, полученный на этапе (г), может содержать от 5 до 90 об.% диоксида углерода, более предпочтительно от 10 до 80 об.%, наиболее предпочтительно от 20 до 70 об.%. Дополнительно, указанный рециркулирующий поток может содержать от 10 до 95 об.% непрореагировавшего этана, более предпочтительно от 20 до 90 об.%, наиболее предпочтительно от 30 до 80 об.%. Дополнительно, указанный рециркулирующий поток может содержать метан, азот, монооксид углерода и/или кислород. Соответственно, количество метана составляет менее 20 об.%, более предпочтительно менее 10 об.%, более предпочтительно менее 5 об.%. Дополнительно, общее количество азота, монооксида углерода и/или кислорода предпочтительно составляет менее 10 об.%, более предпочтительно менее 5 об.%, более предпочтительно менее 3 об.%. Указанный метан может попадать при подаче свежего этана на этап (а) ОДГ этана. Дополнительно, указанный азот может попадать при подаче свежего кислорода на этап (а) ОДГ этана.The recycle stream containing unreacted ethane and carbon dioxide obtained in step (d) may contain from 5 to 90% by volume of carbon dioxide, more preferably from 10 to 80% by volume, most preferably from 20 to 70% by volume. Additionally, said recycle stream may contain from 10 to 95% by volume of unreacted ethane, more preferably from 20 to 90% by volume, most preferably from 30 to 80% by volume. Additionally, said recycle stream may contain methane, nitrogen, carbon monoxide and/or oxygen. Accordingly, the amount of methane is less than 20% by volume, more preferably less than 10% by volume, more preferably less than 5% by volume. Additionally, the total amount of nitrogen, carbon monoxide and/or oxygen is preferably less than 10% by volume, more preferably less than 5% by volume, more preferably less than 3% by volume. The specified methane can get when submitting fresh ethane to stage (a) ODH ethane. Additionally, said nitrogen may be supplied by supplying fresh oxygen to step (a) of the ODH of ethane.

Предпочтительно перед тем как возвратить этан на этап (а) ОДГ, вышеупомянутый поток, содержащий непрореагировавший этан и диоксид углерода, полученный на этапе (г), разделяют по меньшей мере на два подпотока, причем по меньшей мере один отделенный подпоток возвращают на этап (а) и по меньшей мере один отделенный подпоток не возвращают на этап (а). Невозвращенный подпоток (и) удаляют из процесса (продувают) и, следовательно, он может быть отброшен. Доля (1) отделенного подпотока (ов), возвращаемого на этап (а), к (2) общему потоку перед разделением, составляет предпочтительно от 80 до 99,9 об.%, более предпочтительно от 85 до 99 об.%, более предпочтительно от 90 до 98 об.%, наиболее предпочтительно от 90 до 95 об.%. Дополнительно, указанная доля может составлять по меньшей мере 80 об.% или по меньшей мере 85 об.%, или по меньшей мере 90 об.%, или по меньшей мере 95 об.%, или по меньшей мере 97 об.%, или по меньшей мере 98 об.%, или по меньшей мере 99 об.%, или не менее 99,5 об.%. Дополнительно, указанная доля может составлять не более 99,9 об.%, или не более 99,7 об.%, или не более 99,5 об.%, или не более 99,3 об.%, или не более 99 об.%, или не более 98 об.%, или не более 95 об.%. Преимущественно, в случае, когда образуется дополнительное количество диоксида угле- 12 040398 рода на этапе (а) ОДГ этана и, возможно, на необязательном этапе (в), такой дополнительный диоксид углерода может быть удален путем разделения рециркулирующего потока перед рециркуляцией, так что количество разбавителя на основе диоксида углерода, подаваемого на этап (а) ОДГ этана, может поддерживаться постоянным.Preferably, before returning the ethane to step (a) ODH, the aforementioned stream containing unreacted ethane and carbon dioxide obtained in step (d) is divided into at least two substreams, with at least one separated substream being returned to stage (a ) and at least one separated substream is not returned to step (a). The unreturned substream(s) are removed from the process (purged) and hence may be discarded. The proportion (1) of the separated substream(s) returned to step (a) to (2) the total stream before separation is preferably 80 to 99.9% by volume, more preferably 85 to 99% by volume, more preferably 90 to 98% by volume, most preferably 90 to 95% by volume. Additionally, said proportion may be at least 80 vol.% or at least 85 vol.%, or at least 90 vol.%, or at least 95 vol.%, or at least 97 vol.%, or at least 98 vol.%, or at least 99 vol.%, or not less than 99.5 vol.%. Additionally, the specified proportion may be not more than 99.9 vol.%, or not more than 99.7 vol.%, or not more than 99.5 vol.%, or not more than 99.3 vol.%, or not more than 99 vol. .%, or not more than 98 vol.%, or not more than 95 vol.%. Advantageously, in the event that additional carbon dioxide is produced in step (a) of ethane ODH and possibly in optional step (c), such additional carbon dioxide can be removed by separating the recycle stream prior to recycling so that the amount diluent based on carbon dioxide supplied to stage (a) ODH ethane, can be maintained constant.

Дополнительное преимущество в вышеупомянутом случае разделения перед рециркуляцией заключается в том, что одновременно с удалением дополнительного количества диоксида углерода, полученного на этапе (а) и, возможно, на необязательном этапе (в), успешно предотвращается накопление определенных компонентов по данному изобретению с помощью продувания части рециркулирующего потока перед рециркуляцией. Указанные дополнительные компоненты, которые могут быть успешно удалены продуванием, включают, например, метан из исходного материала, содержащего свежий этан, и азот из исходного материала, содержащего кислород, как это упоминалось выше. Следовательно, эта процедура разделения и продувки имеет дополнительное преимущество, заключающееся в том, что исходный материал, содержащий свежий этан, подаваемый на этап (а), может содержать определенное количество примеси метана, предпочтительно до 5 об.% или до 3 об.%, или до 2 об.%, или до 1 об.%, или до 5000 объемных частей на миллион (об. ч/млн), или до 2000 об. ч/млн, или до 1000 об. ч/млн, или до 500 об. ч./млн. Аналогично, исходный материал, содержащий кислород, подаваемый на этап (а), может содержать определенное количество примеси азота, предпочтительно до 5 об.% или до 3 об.%, или до 2 об.%, или до 1 об.%, или до 5000 объемный частей на миллион (об. ч/млн), или до 2000 об. ч/млн, или до 1000 об. ч/млн, или до 500 об. ч./млн. Путем продувки части рециркулирующего потока на этапе (а) уровни этих компонентов на этапе (а) также могут быть успешно стабилизированы.An additional advantage in the above case of separation before recirculation is that, simultaneously with the removal of additional carbon dioxide produced in step (a) and optionally in step (c), the accumulation of certain components according to this invention is successfully prevented by blowing through part recycle stream before recirculation. These additional components that can be successfully removed by blowing include, for example, methane from a feed containing fresh ethane, and nitrogen from a feed containing oxygen, as mentioned above. Therefore, this separation and purging procedure has the additional advantage that the fresh ethane-containing feedstock fed to step (a) may contain a certain amount of methane impurities, preferably up to 5 vol.% or up to 3 vol.%, or up to 2 vol.%, or up to 1 vol.%, or up to 5000 volume parts per million (vol. ppm), or up to 2000 vol. ppm, or up to 1000 vol. ppm, or up to 500 vol. ppm Similarly, the oxygen containing feedstock supplied to step (a) may contain a certain amount of nitrogen impurities, preferably up to 5 vol.% or up to 3 vol.%, or up to 2 vol.%, or up to 1 vol.%, or up to 5000 volume parts per million (vol. ppm), or up to 2000 vol. ppm, or up to 1000 vol. ppm, or up to 500 vol. ppm By purging a portion of the recycle stream in step (a), the levels of these components in step (a) can also be successfully stabilized.

Необязательные дополнительные этапы.Optional additional steps.

Необязательно, любой пропан удаляют из потока, содержащего этан, на этапе предварительного разделения перед подачей на этап (а), например, с помощью дистилляции. Следовательно, в случае, когда пропан находится в исходном материале, содержащем этан, предпочтительно, чтобы на этапе, предшествующем этапу (а) данного способа, поток, содержащий этан и пропан, подавался в дистилляционную колонну для получения потока, содержащего пропан, и потока, содержащего этан. Последний поток, содержащий этан, не содержащий или практически не содержащий пропан, подают на этап (а) данного способа. Поскольку на указанном этапе (а) пропан отсутствует или практически отсутствует, на этапе (а) не образуется или практически не образуется пропилен из пропана посредством ОДГ. Это успешно предотвращает трудоемкий этап последующего отделения, заключающийся в удалении пропилена из этилена, который извлекается на этапе (г), поскольку и пропилен, и этилен могут образовывать комплексное соединение с комплексообразующим агентом, используемым на этапе (г). Этап предварительного разделения, заключающийся в удалении пропана из потока, содержащего этан, перед подачей на этап ОДГ этана, раскрыт в заявке WO2017072086, раскрытие которой включено в данный документ посредством ссылки.Optionally, any propane is removed from the ethane-containing stream in a pre-separation step before being fed to step (a), for example by distillation. Therefore, in the case where propane is in the feed containing ethane, it is preferable that in the step preceding step (a) of this method, the stream containing ethane and propane is fed into the distillation column to obtain a stream containing propane and a stream, containing ethane. The last stream containing ethane, containing no or substantially no propane, is fed to step (a) of the process. Since propane is absent or substantially absent in said step (a), no propylene is formed or practically no propylene is formed from propane by means of FGD in step (a). This successfully prevents the laborious post-separation step of removing propylene from the ethylene recovered in step (d), since both propylene and ethylene can complex with the complexing agent used in step (d). The pre-separation step, which consists in removing propane from the stream containing ethane, before supplying ethane to the EGR stage, is disclosed in the application WO2017072086, the disclosure of which is incorporated herein by reference.

Дополнительно, в случае, когда поток, содержащий этилен, полученный на этапе (г), дополнительно содержит одну или более загрязняющих примесей, выбранных из группы, состоящей из пропилена, монооксида углерода, кислорода, диоксида углерода и воды, этот или эти загрязняющие примеси могут быть удалены в один или более дополнительных этапов. Однако, такое дополнительное очищение не всегда необходимо. В некоторых случаях поток неочищенного этилена может быть отправлен без дополнительной очистки в установку, где этилен далее преобразовывают. В случае, если указанные загрязняющие примеси должны быть удалены, это может быть сделано любым способом, известным специалисту в данной области техники. Пропилен можно удалить дистилляцией. Монооксид углерода может быть удален путем преобразования (окисления) в диоксид углерода, например, с помощью оксида меди в качестве катализатора окисления, и последующего удаления диоксида углерода. Кислород можно удалить, используя его в качестве окислителя, например, при окислении металлической меди. Углекислый газ можно удалить с помощью промывания едкой щелочью. Воду можно удалить сушкой, например, с помощью молекулярных сит.Additionally, in the event that the ethylene-containing stream obtained in step (d) further contains one or more contaminants selected from the group consisting of propylene, carbon monoxide, oxygen, carbon dioxide and water, this or these contaminants may be removed in one or more additional steps. However, such additional purification is not always necessary. In some cases, the raw ethylene stream may be sent without further purification to a plant where the ethylene is further converted. In the event that said contaminants are to be removed, this can be done by any method known to the person skilled in the art. Propylene can be removed by distillation. The carbon monoxide can be removed by conversion (oxidation) to carbon dioxide, for example using copper oxide as an oxidation catalyst, and then removing the carbon dioxide. Oxygen can be removed by using it as an oxidizing agent, for example, in the oxidation of metallic copper. Carbon dioxide can be removed by washing with caustic alkali. The water can be removed by drying, for example using molecular sieves.

Фигуры 1 и 2.Figures 1 and 2.

Способ по данному изобретению дополнительно проиллюстрирован на фиг. 1 и 2.The method of this invention is further illustrated in FIG. 1 and 2.

На фиг. 1 изображен вариант реализации изобретения, охватывающий этапы (а)-(д) способа по данному изобретению. На фиг. 1 поток 1, содержащий свежий этан и некоторое количество пропана и метана, подают в дистилляционную колонну 2, где он разделяется на верхний поток 3, содержащий свежий этан и метан, и нижний поток 4, содержащий пропан. Указанный поток 3, поток 6, содержащий кислород, и рециркулирующий поток 17b, содержащий диоксид углерода (разбавитель), непрореагировавший этан и некоторое количество метана, подают в установку 5 окислительного дегидрирования (ОДГ), содержащую катализатор ОДГ этана, содержащий смешанный оксид металла, и работающую в условиях ОДГ, при которых этан превращается в этилен в соответствии с вышеописанный этапом (а) способа по данному изобретению. Поток продукта 7, выходящий из установки 5 ОДГ, содержит воду, метан, этан, этилен, кислород, монооксид углерода, ацетилен, диоксид углерода и уксусную кислоту. Указанный поток 7 подают в установку 8 конденсации воды. В установке 8 конденсации воды воду и любую уксусную кислоту удаляют конденсацией с помощью потока 10 в соответствии с вышеописанным этапом (б) спо-In FIG. 1 shows an embodiment of the invention, covering steps (a)-(e) of the method according to the invention. In FIG. 1 stream 1 containing fresh ethane and some propane and methane is fed to distillation column 2 where it is separated into an overhead stream 3 containing fresh ethane and methane and a bottom stream 4 containing propane. Said stream 3, stream 6 containing oxygen, and recycle stream 17b containing carbon dioxide (diluent), unreacted ethane and some methane are fed to an oxidative dehydrogenation (ODH) unit 5 containing an ethane ODH catalyst containing a mixed metal oxide, and operating under the conditions of ODH, in which ethane is converted to ethylene in accordance with the above stage (a) of the method according to this invention. The product stream 7 exiting the FGD unit 5 contains water, methane, ethane, ethylene, oxygen, carbon monoxide, acetylene, carbon dioxide and acetic acid. Said stream 7 is fed into the water condenser 8. In the water condensation unit 8, water and any acetic acid are removed by condensation with stream 10 in accordance with step (b) above, by

Claims (12)

соба оп данному изобретению. Необязательно, в установку 8 для удаления воды подают дополнительную воду с помощью потока 9. Поток 11, поступающий из установки 8 для конденсации воды, который содержит метан, этан, этилен, кислород, монооксид углерода, ацетилен и диоксид углерода, подается в реактор 12 для очистки газа. В реакторе 12 для очистки газа кислород, ацетилен и монооксид углерода удаляются в соответствии с вышеописанным этапом (в) способа по данному изобретению. В частности, монооксид углерода и ацетилен окисляются до диоксида углерода с помощью вышеописанного катализатора окисления, в частности катализатора окисления, который содержит медь. Необязательно, дополнительный кислород подают в реактор 12 для очистки газа через поток 13. Поток 14 продукта, поступающий из реактора 12 для очистки газа, содержит метан, этан, этилен и диоксид углерода. Поток 14 подают в установку 15 для разделения с помощью комплексообразования. В установке 15 для разделения с помощью комплексообразования способ разделения с помощью комплексообразования применяется в соответствии с вышеописанным этапом (г) способа по данному изобретению. Установка 15 для разделения с помощью комплексообразования дополнительно описана ниже со ссылкой на фиг. 2. Поток 18, выходящий из установки 15 для разделения с помощью комплексообразования, содержит этилен. Поток 17, выходящий из установки 15 для разделения с помощью комплексообразования, содержит диоксид углерода (разбавитель), (непрореагировавший) этан и некоторое количество метана. Указанный поток 17 разделяют на рециркулирующий подпоток 17b, который подается в установку 5 ОДГ, и подпоток 17а, который удаляется из процесса с помощью продувания. В результате такой продувки предотвращается накопление метана (находящегося в исходном потоке 1 свежего этана и в потоке 3), дополнительного диоксида углерода (который производится в установке 5 для ОДГ этана и реакторе 12 для очистки газа) и любого азота (который может находиться в исходном потоке свежего кислорода 6).soba op this invention. Optionally, additional water is supplied to the water removal unit 8 via stream 9. The stream 11 coming from the water condensation unit 8, which contains methane, ethane, ethylene, oxygen, carbon monoxide, acetylene and carbon dioxide, is fed to the reactor 12 for gas purification. In the gas purification reactor 12, oxygen, acetylene and carbon monoxide are removed in accordance with step (c) of the method of the invention described above. In particular, carbon monoxide and acetylene are oxidized to carbon dioxide using the above-described oxidation catalyst, in particular an oxidation catalyst that contains copper. Optionally, additional oxygen is supplied to the gas purification reactor 12 via stream 13. The product stream 14 coming from the gas purification reactor 12 contains methane, ethane, ethylene and carbon dioxide. Stream 14 is fed to unit 15 for separation by complexation. In the complexation separation unit 15, the complexation separation method is applied in accordance with the above-described step (d) of the method of the present invention. The apparatus 15 for separating by complexation is further described below with reference to FIG. 2. The stream 18 exiting the complexation separation unit 15 contains ethylene. The stream 17 exiting the complexation separation unit 15 contains carbon dioxide (diluent), (unreacted) ethane and some methane. Said stream 17 is divided into a recycle substream 17b, which is fed to the FGD unit 5, and a substream 17a, which is removed from the process by blowing. This purge prevents the accumulation of methane (found in fresh ethane feed stream 1 and stream 3), additional carbon dioxide (which is produced in ethane FGD unit 5 and gas scrubbing reactor 12), and any nitrogen (which may be in feed stream 12). fresh oxygen 6). На фиг. 2 изображен вариант реализации изобретения относительно этапа (г) способа, включающего этапы (а)-(д), изображенные на фиг. 1. На фиг. 2 поток 14, содержащий метан, этан, этилен и диоксид углерода, который поступает из реактора 12 для очистки газа, подается в нижнюю часть абсорбера 15 а, который является частью установки 15 для разделения с помощью комплексообразования. Перед подачей указанного потока 14 в абсорбер 15а его сжимают в компрессоре (не изображен на фиг. 1 или 2). В абсорбере 15а указанный поток 14 контактирует с жидким растворителем, содержащим комплексообразующий агент, в соответствии с вышеописанным этапом (г1), причем этот жидкий растворитель подают в верхнюю часть абсорбера 15а с помощью потока 16. Парциальное давление этилена в абсорбере 15а может составлять около 4 Бар, а температура жидкого потока 16, подаваемого в абсорбер 15 а, может составлять около 30°С. Верхний поток 17, выходящий из абсорбера 15а, содержит диоксид углерода, этан и метан. Нижний поток 19, выходящий из абсорбера 15а, представляет собой жидкий поток, содержащий растворитель, комплексообразующий агент, комплексное соединение этилена и абсорбированный метан, этан и диоксид углерода, причем этот поток подают в верхнюю часть отпарной колонны 15b, который также является частью установки 15 для разделения с помощью комплексообразования. В отпарной колонне 15b указанный абсорбированный метан, этан и диоксид углерода десорбируют путем контактирования с потоком 18b, содержащим этилен, описанный выше, причем этот поток 18b подают в нижнюю часть отпарной колонны 15b. Парциальное давление этилена в отпарной колонне 15b может составлять около 4 Бар, а температура жидкого потока 19, подаваемого в отпарную колонну 15b, может составлять около 30°С. Верхний поток 20, поступающий из отпарной колонны 15b, содержит этилен, метан, этан и диоксид углерода и его сжимают в компрессоре (не изображен на фиг. 2), а затем подают в абсорбер 15а с помощью потока 14. Нижний поток 21, поступающий из отпарной колонны 15b, представляет собой жидкий поток, который содержит растворитель, комплексообразующий агент и комплексное соединение этилена, и его подают в десорбер 15с, который также является частью установки 15 для разделения с помощью комплексообразования. В десорбере 15с этилен десорбируется в соответствии с вышеописанным этапом (г2). Общее давление в десорбере 15с может составлять около 500 мБар, а температура жидкого потока 21, подаваемого в десорбер 15с, может составлять около 80°С. Верхний поток 18, выходящий из десорбера 15с, содержит десорбированный этилен и его разделяют на два подпотока 18а и 18b. Подпоток 18b сжимают в компрессоре (не изображен на фиг. 2) и затем подают в отпарную колонну 15b. Подпоток 18а может быть дополнительно очищен. Нижний поток 16, выходящий из десорбера 15с, представляет собой жидкий поток, который содержит растворитель и комплексообразующий агент, и его возвращают в абсорбер 15а в соответствии с вышеописанным этапом (г3).In FIG. 2 shows an embodiment of the invention with respect to step (d) of the method comprising steps (a)-(e) shown in FIG. 1. In FIG. 2, the stream 14 containing methane, ethane, ethylene and carbon dioxide, which comes from the gas purification reactor 12, is fed to the bottom of the absorber 15a, which is part of the complexation separation unit 15. Before this stream 14 is fed into the absorber 15a, it is compressed in a compressor (not shown in FIGS. 1 or 2). In absorber 15a, said stream 14 is contacted with a liquid solvent containing a complexing agent according to step (d1) above, this liquid solvent being supplied to the top of absorber 15a by stream 16. The partial pressure of ethylene in absorber 15a may be about 4 bar , and the temperature of the liquid stream 16 supplied to the absorber 15a may be about 30°C. The overhead stream 17 exiting absorber 15a contains carbon dioxide, ethane and methane. The bottom stream 19 exiting absorber 15a is a liquid stream containing solvent, complexing agent, ethylene complex and absorbed methane, ethane and carbon dioxide, which stream is fed to the top of stripper 15b which is also part of plant 15 for separation by complexation. In the stripper 15b, said absorbed methane, ethane and carbon dioxide are stripped off by contacting the ethylene containing stream 18b described above, which stream 18b is fed to the bottom of the stripper 15b. The partial pressure of ethylene in stripper 15b may be about 4 bar and the temperature of the liquid stream 19 fed to stripper 15b may be about 30°C. The top stream 20 from stripper 15b contains ethylene, methane, ethane and carbon dioxide and is compressed in a compressor (not shown in FIG. 2) and then fed to absorber 15a via stream 14. Bottom stream 21 from stripper 15b is a liquid stream which contains solvent, complexing agent and ethylene complexing compound and is fed to stripper 15c which is also part of the complexing separation unit 15. In stripper 15c, ethylene is stripped in accordance with step (d2) described above. The total pressure in stripper 15c may be about 500 mbar and the temperature of the liquid stream 21 fed to stripper 15c may be about 80°C. The overhead stream 18 leaving stripper 15c contains stripped ethylene and is split into two substreams 18a and 18b. Substream 18b is compressed in a compressor (not shown in FIG. 2) and then fed to stripper 15b. Substream 18a may be further purified. The bottom stream 16 exiting stripper 15c is a liquid stream which contains solvent and complexing agent and is returned to absorber 15a according to step (d3) above. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Способ окислительного дегидрирования этана, включающий этапы:1. The method of oxidative dehydrogenation of ethane, including the steps: (а) воздействие на поток, содержащий этан, условий окислительного дегидрирования, включающее контактирование этана с кислородом в присутствии катализатора, содержащего смешанный оксид металла, содержащий молибден, ванадий и ниобий при температуре от 300 до 500°С, причем на этап (а) подают разбавитель, содержащий диоксид углерода, в результате чего образуется выходящий поток, содержащий этилен, непрореагировавший этан, воду, диоксид углерода, непрореагировавший кислород, монооксид углерода и ацетилен;(a) exposing the stream containing ethane to oxidative dehydrogenation conditions, comprising contacting ethane with oxygen in the presence of a catalyst containing a mixed metal oxide containing molybdenum, vanadium and niobium at a temperature of from 300 to 500 ° C, and step (a) is fed a diluent containing carbon dioxide, resulting in an effluent containing ethylene, unreacted ethane, water, carbon dioxide, unreacted oxygen, carbon monoxide and acetylene; - 14 040398 (б) удаление воды из, по меньшей мере, части выходящего потока, полученного на этапе (а), в результате чего образуется поток, содержащий этилен, непрореагировавший этан, диоксид углерода, непрореагировавший кислород, монооксид углерода и ацетилен, и поток, содержащий воду;- 14 040398 (b) removing water from at least part of the effluent stream obtained in step (a), resulting in a stream containing ethylene, unreacted ethane, carbon dioxide, unreacted oxygen, carbon monoxide and acetylene, and the stream containing water; (в) удаление непрореагировавшего кислорода, монооксида углерода и ацетилена из, по меньшей мере, части потока, содержащего этилен, непрореагировавший этан, диоксид углерода, непрореагировавший кислород, монооксид углерода и ацетилен, полученного на этапе (б), путем окисления монооксида углерода и ацетилена в диоксид углерода, используя непрореагировавший кислород и катализатор окисления, содержащий переходный металл, в результате чего образуется поток, содержащий этилен, непрореагировавший этан и диоксид углерода;(c) removing unreacted oxygen, carbon monoxide and acetylene from at least a portion of the stream containing ethylene, unreacted ethane, carbon dioxide, unreacted oxygen, carbon monoxide and acetylene obtained in step (b) by oxidizing carbon monoxide and acetylene to carbon dioxide using unreacted oxygen and an oxidation catalyst containing a transition metal, resulting in a stream containing ethylene, unreacted ethane and carbon dioxide; (г) удаление этилена из, по меньшей мере, части потока, содержащего этилен, непрореагировавший этан и диоксид углерода, полученного на этапе (в), с помощью способа разделения комплексообразованием, который включает контактирование, по меньшей мере, части указанного потока с жидким растворителем, содержащим комплексообразующий агент, в результате чего образуется поток, содержащий этилен, и поток, содержащий непрореагировавший этан и диоксид углерода;(d) removing ethylene from at least a portion of the stream containing ethylene, unreacted ethane and carbon dioxide obtained in step (c) by a complexation separation process which comprises contacting at least a portion of said stream with a liquid solvent containing a complexing agent, resulting in a stream containing ethylene, and a stream containing unreacted ethane and carbon dioxide; (д) рециркуляцию, по меньшей мере, части потока, содержащего непрореагировавший этан и диоксид углерода, полученного на этапе (г), на этап (а).(e) recycling at least a portion of the stream containing unreacted ethane and carbon dioxide obtained in step (d) to step (a). 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что катализатор на этапе (а) дополнительно содержит теллур.2. The method according to claim 1, characterized in that the catalyst in step (a) additionally contains tellurium. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что выходящий поток, образующийся на этапе (а), и поток, содержащий воду, образующийся на этапе (б), дополнительно содержат уксусную кислоту.3. Process according to claim 1 or 2, characterized in that the effluent from step (a) and the water-containing stream from step (b) additionally contain acetic acid. 4. Способ по пп.1, 2 или 3, отличающийся тем, что этап (г) включает:4. Method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that step (d) includes: (г1) контактирование, по меньшей мере, части потока, содержащего этилен, непрореагировавший этан и диоксид углерода, полученного на этапе (в), с жидким растворителем, содержащим комплексообразующий агент, в результате чего образуется поток, содержащий непрореагировавший этан и диоксид углерода, по меньшей мере, часть которого возвращают с этапа (д) на этап (а), и жидкий поток, содержащий растворитель, комплексообразующий агент и комплексное соединение этилена; и (г2) десорбцию комплексного соединения этилена из, по меньшей мере, части жидкого потока, содержащего растворитель, комплексообразующий агент и комплексное соединение этилена, полученного на этапе (г1), в результате чего образуется поток, содержащий десорбированный этилен, и жидкий поток, содержащий растворитель и комплексообразующий агент; и (г3) рециркуляцию, по меньшей мере, части потока жидкости, содержащего растворитель и комплексообразующий агент, полученного на этапе (г2), на этап (г1).(d1) contacting at least a portion of the stream containing ethylene, unreacted ethane and carbon dioxide obtained in step (c) with a liquid solvent containing a complexing agent, resulting in a stream containing unreacted ethane and carbon dioxide, at least a portion of which is returned from step (d) to step (a), and a liquid stream containing a solvent, a complexing agent and an ethylene complex; and (d2) desorbing the ethylene complex from at least a portion of the liquid stream containing the solvent, the complexing agent and the ethylene complex compound obtained in step (d1), resulting in a stream containing stripped ethylene and a liquid stream containing solvent and complexing agent; and (d3) recycling at least a portion of the liquid stream containing the solvent and complexing agent obtained in step (d2) to step (d1). 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что жидкий поток, полученный на этапе (г1), содержит растворитель, комплексообразующий агент, комплексное соединение этилена и абсорбированный непрореагировавший этан и диоксид углерода, в котором абсорбированный непрореагировавший этан и диоксид углерода отгоняются из, по меньшей мере, части указанного жидкого потока путем контактирования с потоком, содержащим этилен, в результате чего образуется поток, содержащий этилен, непрореагировавший этан и диоксид углерода, по меньшей мере, часть которого подают на этап (г1), и жидкий поток, содержащий растворитель, комплексообразующий агент и комплексное соединение этилена, по меньшей мере, часть которого подают на этап (г2).5. The method according to claim 4, characterized in that the liquid stream obtained in step (d1) contains a solvent, a complexing agent, an ethylene complex compound and absorbed unreacted ethane and carbon dioxide, in which the absorbed unreacted ethane and carbon dioxide are distilled from, at least part of said liquid stream by contacting with a stream containing ethylene, resulting in a stream containing ethylene, unreacted ethane and carbon dioxide, at least part of which is fed to step (d1), and a liquid stream containing solvent , a complexing agent and a complex compound of ethylene, at least part of which is fed to step (d2). 6. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что исходный материал, подаваемый на этап (г), содержит количество диоксида углерода от общего количества этилена, непрореагировавшего этана и диоксида углерода, которое составляет от 1 до 99 об.%, предпочтительно от 5 до 95 об.%, более предпочтительно от 10 до 90 об.%, более предпочтительно от 20 до 85 об.%, более предпочтительно от 30 до 80 об.%, более предпочтительно от 40 до 75 об.%, наиболее предпочтительно от 50 до 70 об.%.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the starting material supplied to step (d) contains an amount of carbon dioxide based on the total amount of ethylene, unreacted ethane and carbon dioxide, which is from 1 to 99 vol.%, preferably from 5 to 95% by volume, more preferably 10 to 90% by volume, more preferably 20 to 85% by volume, more preferably 30 to 80% by volume, more preferably 40 to 75% by volume, most preferably from 50 to 70 vol.%. 7. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что комплексообразующий агент на этапе (г) представляет собой соль металла.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the complexing agent in step (d) is a metal salt. 8. Способ по п.7, отличающийся тем, что соль металла содержит ион серебра (I) или ион меди (I) предпочтительно ион серебра (I).8. The method according to claim 7, characterized in that the metal salt contains a silver (I) ion or a copper (I) ion, preferably a silver (I) ion. 9. Способ по п.8, отличающийся тем, что соль металла представляет собой нитрат серебра.9. The method according to claim 8, characterized in that the metal salt is silver nitrate. 10. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что жидкий растворитель на этапе (г) представляют собой воду, органический растворитель, ионную жидкость или их смесь, предпочтительно воду.10. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the liquid solvent in step (d) is water, an organic solvent, an ionic liquid or a mixture thereof, preferably water. 11. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что перед этапом (д) поток, содержащий непрореагировавший этан и диоксид углерода, полученный на этапе (г), разделяют на по меньшей мере два подпотока, причем по меньшей мере один отделенный подпоток возвращают на этап (а), и по меньшей мере один отделенный подпоток не возвращают на этап (а).11. The method according to any of the preceding claims, characterized in that before step (e) the stream containing unreacted ethane and carbon dioxide obtained in step (d) is divided into at least two substreams, and at least one separated substream is returned to step (a), and at least one separated substream is not returned to step (a). 12. Способ по п.11, отличающийся тем, что доля (i) отделенного(ых) подпотока(ов), возвращенного на этап (а), к (ii) общему потоку перед разделением составляет от 80 до 99,9 об.%, более предпочтительно от 85 до 99 об.%, более предпочтительно от 90 до 98 об.%, наиболее предпочтительно от 90 до 95 об.%.12. The method according to claim 11, characterized in that the proportion of (i) the separated(s) substream(s) returned to stage (a) to (ii) the total stream before separation is from 80 to 99.9 vol.% , more preferably 85 to 99% by volume, more preferably 90 to 98% by volume, most preferably 90 to 95% by volume. --
EA202090300 2017-08-16 2018-08-02 OXIDATIVE DEHYDROGENATION OF ETHANE EA040398B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17386028.9 2017-08-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA040398B1 true EA040398B1 (en) 2022-05-27

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20040111524A (en) Oxidation treatment of a recycle stream in production of acetic acid by methanol carbonylation
IL272434A (en) Ethane oxidative dehydrogenation
EP3668826B1 (en) Ethane oxidative dehydrogenation
EP0322215B2 (en) Purification of acetic acid with ozone
EP0070638B1 (en) Copper or silver complexes with fluorinated diketonates and unsaturated hydrocarbons
EA040398B1 (en) OXIDATIVE DEHYDROGENATION OF ETHANE
JPH0437058B2 (en)
OA19410A (en) Ethane oxidative dehydrogenation.
EP3178805B1 (en) Method and apparatus for continuous manufacturing of acrylic acid through propane partial oxidation
OA19409A (en) Ethane oxidative dehydrogenation.
KR20130004600A (en) Process for preparing dicarboxylic acids
US4885399A (en) Process for obtaining substantially aldehyde-free ketone products
JPS6092234A (en) Production of cyclopentanone
JPS5822453B2 (en) Butyraldehyde manufacturing method
JP4014288B2 (en) Method for producing 3-acyloxycyclohexene
KR830002448B1 (en) Process for preparation of benzene-morocorboxylic acid
JPS6362500B2 (en)
JPH11322671A (en) Production of 3-acetoxycyclohexene
JPH04312549A (en) Production of cyclopentanone
WO1990000536A1 (en) Process for obtaining substantially aldehyde-free ketone products
JPH03261735A (en) Production of phenol
JPH04290848A (en) Production of carbonic acid diester