TWI493146B - 提供化學轉化用熱的方法及應用此方法製備烯烴類的製程與系統 - Google Patents

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Description

提供化學轉化用熱的方法及應用此方法製備烯烴類的製程與系統 發明領域
此處所述本發明係關於一種用以供應可感測熱予化學轉化製程之方法，及特別係關於用於製造烯烴之製程及系統，更特別係關於利用乙苯之脫氫而製造苯乙烯之製程及系統。
 發明背景
經由乙苯之催化脫氫製造苯乙烯為技藝界眾所周知。典型地含水蒸汽及乙苯之進料於反應器於自約600℃至約650℃之進氣口溫度接觸催化劑來執行轉化。水蒸汽係於水蒸汽過熱器內加熱至預定溫度。水蒸汽供給反應所需之至少部分熱量，以及作為稀釋物，降低苯乙烯及氫氣之分壓，藉此將反應平衡朝向苯乙烯的製造偏移。
核發給Sardina之美國專利案第4,628,136號揭示一種用以於水蒸汽存在下自乙苯製造苯乙烯之脫氫方法。乙苯與水形成共沸混合物，該混合物於比乙苯或水更低溫沸騰。大部分乙苯/水進料係經由冷凝來自於乙苯/苯乙烯分離器系統之塔頂蒸汽而被氣化。此項特性節省能量，原因在於用來氣化進料流之水蒸汽需求量減少，以及冷凝乙苯/苯乙烯分離器之塔頂蒸汽所需冷卻水減少。
水蒸汽對油之質量比，亦即以重量為基準水蒸汽對進料流中所含之乙苯(「油」)之比例，於乙苯之脫氫中乃一項重要因素。過去，苯乙烯製造場係於1.3至1.7之總水蒸汽/油之重量比操作。改良催化劑已經允許該製程於約1.0之水蒸汽/油之重量比操作而造成之產率或乙苯轉化率的減低為可接受。
為了以1.0或更低之總水蒸汽/油之重量比供應適量熱量予系統，於水蒸汽過熱器出氣口之溫度須提高至950℃或甚至更高。但高於927℃之過熱器溫度需要使用特殊用途及昂貴的冶金學。較佳係有一種系統可於低水蒸汽/油之比例及較低溫操作。
 發明概要
於本發明之實施例中，此處提供一種用以提供熱予含有至少一種化學反應物之化學轉化製程流之方法。該方法包含下列步驟：
(a)過熱一傳熱流體；(b)自該已過熱之傳熱流體傳熱至該製程流；(c)將該傳熱流體之至少一部分劃分成一第一部分及一第二部分；(d)加壓該傳熱流體之第一部分；(e)循環該已加壓之傳熱流體之第一部分至過熱步驟(a)；及(f)將該傳熱流體之第二部分導入該製程流。
於另一個實施例中，此處提供一種經由進料流之催化脫氫用以製造烯烴之製程，該進料流含有烴其具有可進行脫氫之至少部分分子諸如烷基化合物(例如乙烷、丙烷、丁烷等)及烷基芳香族化合物(例如乙苯、正丙苯、索爾明(異丙苯，cermene)等)。該製程包含將來自於可能已經藉間接熱交換而加熱之過熱水蒸汽之熱傳熱至含稀釋物水蒸汽及可被脫氫之烴之一製程流，來自於該已過熱水蒸汽之額外熱量係足夠執行於反應區段內可被脫氫之至少部分烴之催化脫氫，其中於傳熱後，該已過熱之水蒸汽變成已用過的水蒸汽。已用過的水蒸汽分成二流：一循環水蒸汽及一製程水蒸汽。循環水蒸汽經由使用熱壓器加壓。然後循環水蒸汽組合機動水蒸汽及於水蒸汽過熱器內加熱至預定溫度。製程水蒸汽被再度加熱來產生已過熱的水蒸汽且組合含有可被脫氫之烴之進料流隨後進入該脫氫反應器。淨結果為比較滿足反應器中之水蒸汽/油之比例所需的水蒸汽，有更大量已過熱之水蒸汽可供用於傳熱。
也提供一種經由乙苯之催化脫氫用於苯乙烯之製造之系統。
此處所述製程及系統可優異地於1.0或以下之水蒸汽/油之比例操作，同時需要已過熱之水蒸汽溫度夠低來免除需要特殊冶金學來用於水蒸汽過熱器爐及傳輸管線(亦即將已過熱之水蒸汽自該水蒸汽過熱器爐傳送至熱交換器及反應器，以及傳送返回水蒸汽過熱器之管路連結)。本方案也可用於較高的水蒸汽/油之質量比。
圖式簡單說明
後文將參考附圖說明各個實施例，附圖中：第1圖為用以供給可感測熱予化學轉化製程之製程流之方法之示意流程圖；第2圖為用以自乙苯製造苯乙烯之系統及製程之示意流程圖；及第2A圖為用以自乙苯製造苯乙烯之系統及方法之另一個實施例之示意流程圖。
第3圖為顯示經由使用EB/SM分離器之冷凝器系統氣化進料之示意流程圖。
 較佳實施例之詳細說明
參考第1圖，示例說明一種用以提供可感測熱予化學轉化製程之製程流之方法。該方法採用傳熱流體。用於此處所述化學轉化製程之較佳傳熱流體為水蒸汽。
傳熱流體流11於過熱步驟12加熱而製造已過熱之傳熱流體13。然後於傳熱步驟14，熱自該已過熱之傳熱流體傳送至含有一種或多種反應物化學品之化學轉化製程之製程流。來自於該傳熱步驟14之流出流為已用過之傳熱流體流15。
選擇性地，已用過之傳熱流體流15之一部分16可被引出而送至其它製程。也選擇性地，已用過之傳熱流體流15之一部分17可被引出而透過習知之增壓步驟(圖中未顯示)循環至過熱步驟12。如第1圖概述之方法10包括一個框出區段N包括過熱步驟12及傳熱步驟14。但於其它實施例中，本發明方法可包括多於一個框出區段N以技藝界已知之任一種方式結合。簡言之，方法10包括多個過熱步驟12及傳熱步驟14。步驟12及14可於相同的或不同的設備單元重複。另外，可未使用框出區段N而執行方法10。
已用過之傳熱流體流15之至少一部分於劃分步驟18劃分成第一部分19及第二部分22。第一部分19送至其中傳熱流體流被加壓之步驟20。加壓步驟可藉機械壓縮機或技藝界已知之任何其它裝置執行。較佳壓縮機為使用壓縮流體的熱壓器。舉例言之，高壓壓縮水蒸汽被導入熱壓器來加壓於相對較低壓的已用過之傳熱流體15之第一部分19。已壓縮之水蒸汽21(包括導入用作為已用過之水蒸汽之水蒸汽及導入用作為壓縮水蒸汽之水蒸汽)然後循環及於過熱步驟12過熱。壓縮水蒸汽數量經調整來彌補自該系統中被引出的水蒸汽數量。
已用過之傳熱流體流15之第二部分22被導入化學轉化製程之製程流C。選擇性地，傳熱流體流之第二部分22可於第二過熱步驟23中過熱。此處所述方法可優異地採用於脫氫製程，容後詳述。
本脫氫製程係有關利用相對應烴之脫氫而製造烯烴系烴。使用水蒸汽作為稀釋物及提供屬於吸熱反應之脫氫反應之部分熱量來源。較佳使用兩個反應器。另外反應器可為軸向流反應器或徑向流反應器或平行流反應器。此等反應器為技藝界所已知。
雖然此處所述製程及系統可用於採用水蒸汽作為稀釋物及傳熱介質之任一種脫氫製程，但此處所述技術可特別優異地用於自乙苯製造苯乙烯，且於此處舉例說明用於苯乙烯之製造。其它可採用本發明之製程包括自乙苯製造乙烯基甲苯；丙烷脫氫成丙烯；及丁烷脫氫成C4 化合物諸如1-丁烯、2-丁烯、或丁二烯。
須了解某些設備諸如閥門、管路、指示器及控制器等已經自圖式中刪除來協助其說明，以及此等設備之適當配置被視為落入於熟諳技藝人士之範圍。
現在參考第2圖，脫氫系統100之進料F包括乙苯及一次水蒸汽。進料之水蒸汽對油(「S/O」)之比例為不超過約1.0，較佳自約0.45至0.55，更佳自約0.49至約0.51用於共沸組成進料。
進料具有共沸組成之優點在於乙苯-水非均質共沸物於693毫米汞柱絕對壓力之典型操作壓力於約92℃沸騰，該沸點係低於水或乙苯於該溫度之沸點。如此有助於進料之氣化。經由來自於乙苯/苯乙烯單體分離器(「EB/SM分離器」)之冷凝系統之傳熱可達成進料之氣化。
現在參考第3圖，EB/SM分離器D-1為習知蒸餾管柱，其中來自於脫氫系統100之苯乙烯粗產物P被分離成富含苯乙烯單體之一流SM，及乙苯EB、較輕質組分及低濃度SM之一塔頂餾出物。經由使用乙苯/水進料混合物作為冷媒，藉此傳熱至該冷媒及氣化進料F，該塔頂餾出物於冷凝器C-1被部分冷凝。進料之水組分可來自於任何適當來源，諸如製程水。底流被分離成通過再沸器H-5之一循環流及富含苯乙烯單體之一產物流SM。可有額外冷凝器來剔除部分熱量。舉例言之，熱量可被剔除至該冷卻水。
再度參考第2圖，由冷凝器C-1送出之於約92℃之進料F流經管線101至進料放流水交換器E-1，此處進料被加熱至約500℃至約560℃及流經管線103，於此處接合已過熱水蒸汽流130。流130係於自約800℃至約860℃之溫度且以此種比例與進料F混合，因此當催化劑係於該回合起點時提供具有自約600℃至約620℃之反應物製程流102予反應器R-1。反應器R-1包括相關聯之熱交換器H-3，其中熱係自於約800℃至約920℃溫度之已過熱水蒸汽流126傳熱至反應物流102。熱交換器H-3較佳為逆流熱交換器，可位在反應容器R-1內部或位在反應容器R-1外部(圖中未顯示)。提供足量熱予製程流102來執行乙苯組分之脫氫。典型地，乙苯之脫氫係於自約610℃至約650℃之進氣口溫度執行，但於此範圍以外之溫度也適合。由於添加水蒸汽至進料，脫氫反應可於自約0.8至約1.7，較佳不超過1.15，更佳於0.90或以下之範圍之S/O比進行。反應器R-1可為單床反應器或多床反應器。較佳反應器R-1為習知徑向流反應器，但另外也可使用平行流反應器或軸向流反應器。催化有效量之習知催化劑諸如以氧化鐵為主之催化劑可用於反應器R-1。適當催化劑為熟諳技藝人士所已知。
由熱交換器H-3送出之已加熱之製程流104較佳係於自約610℃至約650℃之溫度。該進料之乙苯組分中之至少一部分於反應器R-1內接受脫氫而製造苯乙烯及氫。含有若干苯乙烯之反應器R-1之流出流106係於自約550℃至約580℃之溫度送出且被導入與反應器R-1相同類型之第二反應器R-2。製程流106係通過熱交換器H-4，製程流藉已過熱之水蒸汽流118加熱自約610℃至約650℃之溫度。已加熱之製程流108進行進一步反應。第二反應器R-2之放流水流109用來於進料放流水交換器E-1中預熱進料F。來自於進料放流水交換器E-1之產物P含有粗產物苯乙烯及若干未反應之乙苯及若干較輕質組分(例如氫)且經冷卻及部分冷凝，然後該液體送至EB/SM分離器D-1(第3圖)用於進一步純化。
主水蒸汽S經由管線110被導入系統來補償滿足總S/O比所需水蒸汽量與於EB/SM分離器D-1之冷凝器C-1中氣化之水蒸汽量間之差。主水蒸汽S最初係於約170℃至約190℃之溫度及自約150psia至約160psia之壓力。閥50控制水蒸汽的輸入。水蒸汽通過位於水蒸汽過熱器H-1之對流區段H-2之加熱區段諸如對流盤管112，主水蒸汽於自約540℃至560℃之溫度及自約130psia至約140psia之壓力自對流盤管112送入管線114。然後主水蒸汽送至熱壓器T-1及用作為壓縮水蒸汽。熱壓器T-1為水蒸汽噴射壓縮器，其係於自約1.0至約2.5，較佳自約1.6至約1.8之壓縮比操作，及將低壓水蒸汽升壓至較高壓。熱壓器為已知，適合用於本發明系統之熱壓器於商業上可得自多個供應商，例如美國紐澤西州多佛之福斯法芙發展公司(Fox Valve Development Corp.)及美國麻省霍桑之亞提桑工業公司(Artisan Industries Inc.,)。
低壓水蒸汽於約20psia至25psia及於約570℃至約590℃之溫度透過管線122被帶入熱壓器。來自於熱壓器T-1之流出流116係於自約550℃至約570℃之溫度及自約40psia至約50psia之壓力。然後該流經由輻射盤管117被導入水蒸汽過熱器H-1之三個區段中之一者。水蒸汽過熱器H-1可為電爐或燃燒氣體燃料及/或液體燃料之爐用以加熱高壓水蒸汽至足夠提供足量熱量用於脫氫反應之過熱溫度。此處所述系統100之優點為水蒸汽過熱器H-1可操作因而提供具有不大於約927℃及較佳低於900℃，更佳低於890℃之溫度之放流水。水蒸汽過熱器於此種溫度操作，避免使用昂貴的特用合金用以組成水蒸汽過熱器H-1諸如溫度高於927℃時所要求之過熱器的需要。
過熱器H-1較佳劃分為三個區段因而配合於過熱器輻射區之三根管狀盤管。
來自於過熱器之流出流118攜帶於自約850℃至約900℃溫度及自約25psia至約35psia壓力之水蒸汽至反應器R-2中之熱交換器H-4，藉此傳熱予反應物流106，該流為來自於反應器R-1之流出流。來自於熱交換器H-4之水蒸汽流出流之流120係於自約570℃至約600℃溫度及自約24psia至28psia之壓力。流120之第一部分亦即流122係循環返回熱壓器T-1，流120之第二部分，亦即流124係流回至水蒸汽過熱器H-1之輻射盤管125。流經管線124之水蒸汽部分於輻射盤管125中加熱及於自約840℃至約860℃之溫度透過管線126送出。然後水蒸汽被攜帶至與反應器R-1相關聯之熱交換器H-3，於該處傳熱至反應物流102。
於自約620℃至約640℃之溫度之水蒸汽自熱交換器H-3送出及經由管線128攜帶返回水蒸汽過熱器H-1，於該處通過輻射盤管129及經由管線130呈於自約840℃至約860℃之溫度及約12psia至約15psia之壓力之已過熱的水蒸汽送出。流經管線130之水蒸汽此時與來自於管線103之已氣化進料F混合，已組合之水蒸汽102通過熱交換器H-3及導入反應器R-1。
參考第2A圖舉例說明類似於製程100但有下列例外之替代製程100A：排除流124、126及128；並無任何加熱器H-3與反應器R-1相關聯；流130直接導入R-1；流128自流120分離。
更特定言之，含有乙苯與水之已氣化之共沸混合物之進料流F以前文說明之方式於EB/SM分離器D-1氣化。已氣化且已加熱之進料流經由管線103輸送及組合已過熱之水蒸汽流來提供流體流102。此流體流進入反應器R-1之第一反應區段，於該處接觸脫氫催化劑及進行第一階段轉化來製造至少若干苯乙烯。來自於反應器R-1之放流水流106自反應器R-1送出及於逆流熱交換器H-4中加熱及進入反應器R-2中之第二反應區段。流體流接觸脫氫催化劑，進行第二階段轉化來製造含苯乙烯之流108，該流經由出氣口109由反應器送出。放流水流109用來於進料放流水交換器E-1預熱進料流F。第二反應器R-2之放流水流109用來於進料放流水交換器E-1預熱進料F。來自於進料放流水交換器E-1之產物P含有粗產物苯乙烯及若干未反應之乙苯與若干較輕質組分(例如氫)，且經冷卻及部分冷凝，然後液體送至EB/SM分離器D-1(第3圖)用以進一步純化。
已過熱之水蒸汽流經由管線118循環至逆流熱交換器H-4來提供傳熱至放流水流106。自熱交換器H-4經由管線120送出之已用過之水蒸汽劃分成第一部分122及第二部分128。已用過之水蒸汽之第一部分122係送至熱壓器T-1。流114主水蒸汽S係經由熱壓器送至加壓透過過熱器H-1通過對流盤管112之第一部分122。來自於熱壓器T-1之流出流116隨後於水蒸汽過熱器H-1中加熱來提供流118，該流循環返回熱交換器H-4。
已用過之水蒸汽之第二部分128係送至水蒸汽過熱器H-1，於該處經由輻射盤管129再度加熱。自水蒸汽過熱器送出之已過熱之水蒸汽130然後與進料流組合及送至反應器R-1。
實例1
本發明之特徵係於下列預言性實例中舉例說明，其中係參照第2圖所示系統之元件符號。
提供162,648千克/小時進料流F。該進料流含有具有0.493 S/O比之乙苯與水之已氣化之共沸混合物。已氣化且已加熱之進料流103係於549℃之溫度及於11.1psia之壓力。進料流組合44,343千克/小時於849℃及13 psia之已過熱之水蒸汽(130)來提供206,991千克/小時於0.9 S/O比之流體流102。此流於逆流熱交換器H-3中加熱及於650℃及7.77psia進入反應器R-1之第一反應區段，於該處接觸脫氫催化劑且進行第一階段轉化來製造至少若干苯乙烯。放流水流106於560℃及6.95psia之反應器R-1送出，及於逆流熱交換器H-4中加熱且於650℃進入反應器R-2之第二反應區段。流體流接觸脫氫催化劑及進行第二階段轉化來製造含苯乙烯之產物流。
66,511千克/小時於889℃及31psia之已過熱流於管線118循環至逆流熱交換器H-4來提供傳熱至放流水流106。來自於熱交換器H-4之已用過之水蒸汽劃分成22,168千克/小時之第一部分122及44,343千克/小時之第二部分124。於583℃及24.5psia之已用過之水蒸汽之第一部分122係送至熱壓器(T-1)。於管線114之44,343千克/小時於549℃及131psia之主水蒸汽流經由熱壓器送至加壓第一部分122。管線116之來自於熱壓器之66,511千克/小時流出流係於559℃及40.75psia，相當於1.66之壓縮比。然後流出流116於水蒸汽過熱器H-1中加熱來提供流118，該流循環返回熱交換器H-4。
44,343千克/小時已用過之水蒸汽之第二部分124係於水蒸汽過熱器H-1中加熱。來自於過熱器之流出流126於850℃及22.25psia送至熱交換器H-3以供傳熱至流體流102。已用過之水蒸汽128於631℃及18.74psia之熱交換器H-3送出且被送至水蒸汽過熱器H-1，於該處再度加熱至850℃溫度。自水蒸汽過熱器送出之已過熱之水蒸汽130隨後組合進料流及送至反應器R-1。
跨兩個反應器之乙苯的總轉化率約為62.5%，具有約94.1%苯乙烯之莫耳選擇性。
實例2
本發明之特徵係於下列預言性實例中舉例說明，其中係參照第2A圖所示系統之元件符號。
提供193,775千克/小時進料流F。該進料流含有具有0.493 S/O比之乙苯與水之已氣化之共沸混合物。已氣化且已加熱之進料流103係於537℃之溫度及於10.8psia之壓力。進料流組合65,803千克/小時於890℃及10psia之已過熱之水蒸汽130來提供259,576千克/小時於1.0 S/O比之流體流102。此流於620℃及8.2psia進入反應器R-1之第一反應區段，於該處接觸脫氫催化劑且進行第一階段轉化來製造至少若干苯乙烯。放流水流106於534℃及7.3psia之反應器R-1送出，及於逆流熱交換器H-4中加熱且於625℃進入反應器R-2之第二反應區段。流體流接觸脫氫催化劑及進行第二階段轉化來製造含苯乙烯之產物流。
84,438千克/小時於887℃及23psia之已過熱之水蒸汽流118循環至逆流熱交換器H-4來提供傳熱至放流水流106。來自於熱交換器H-4之已用過之水蒸汽劃分成18,636千克/小時之第一部分122及65,802千克/小時之第二部分128。於581℃及17.6 psia之已用過之水蒸汽之第一部分122係送至熱壓器。65,802千克/小時於700℃及133 psia之主水蒸汽流114經由熱壓器送至加壓第一部分122。84,438千克/小時來自於熱壓器之水蒸汽流出流116係於673℃及30.7 psia，相當於1.7之壓縮比。然後流出流116於水蒸汽過熱器H-1中加熱來提供流118，該流循環返回熱交換器H-4。
65,802千克/小時已用過之水蒸汽之第二部分128送至水蒸汽過熱器H-1，於該處再度加熱至890℃溫度。自水蒸汽過熱器送出之已過熱之水蒸汽130隨後組合進料流及送至反應器R-1。
跨兩個反應器之乙苯的總轉化率約為62.5%，具有約94.3%苯乙烯之莫耳選擇性。
實例3
本發明之特徵係於下列預言性實例中舉例說明，其中係參照第2圖所示系統之元件符號。
提供159,226千克/小時進料流F。該進料流含有具有0.493 S/O比之乙苯與水之已氣化之共沸混合物。已氣化且已加熱之進料流103係於531℃之溫度及於10.6psia之壓力。進料流組合70,087千克/小時於852℃及10.2psia之已過熱之水蒸汽130來提供229,312千克/小時於1.15 S/O比之流體流104。此流於621℃及8.0psia進入反應器R-1之第一反應區段，於該處接觸脫氫催化劑且進行第一階段轉化來製造至少若干苯乙烯。放流水流106於540℃及7.1psia之反應器R-1送出，及於逆流熱交換器H-4中加熱且於626℃進入反應器R-2之第二反應區段。流體流接觸脫氫催化劑及進行第二階段轉化來製造含苯乙烯之產物流。
106,646千克/小時於794℃及21psia之已過熱之水蒸汽流118循環至逆流熱交換器H-4來提供傳熱至放流水流106。來自於熱交換器H-4之已用過之水蒸汽劃分成36,560千克/小時之第一部分122及70,087千克/小時之第二部分128。於587℃及17.8psia之已用過之水蒸汽之第一部分122係送至熱壓器。70,086千克/小時於700℃及133psia之主水蒸汽流114經由熱壓器送至加壓第一部分122。106,646千克/小時來自於熱壓器之水蒸汽流出流116係於661℃及30.7psia，相當於1.7之壓縮比。然後流出流116於水蒸汽過熱器H-1中加熱來提供流118，該流循環返回熱交換器H-4。
70,087千克/小時已用過之水蒸汽之第二部分128送至水蒸汽過熱器H-1，於該處再度加熱至852℃溫度。自水蒸汽過熱器送出之已過熱之水蒸汽130隨後組合進料流及送至反應器R-1。
跨兩個反應器之乙苯的總轉化率約為62.6%，具有約94.9%苯乙烯之莫耳選擇性。
實例3具有比實例2更高之水蒸汽消耗量。但對實例3而言，即使當催化劑於回合結束時，流118仍然低於815℃。因此，本管線之組成材料可為304 H不鏽鋼來替代若干更為昂貴的材料，諸如合金800 H。於實例3中，使用合金800 H之管路之目前總成本約為90萬美元。相反地，使用304 H不鏽鋼之目前總成本約為23萬美元。經由利用實例3之新穎流體系，單獨管線材料即可淨節省67萬美元。
雖然前文說明含有多個特定規格，但此等規格不可解譯為限制本發明之範圍，反而單純為其較佳實施例之舉例說明。熟諳技藝人士將了解如隨附之申請專利範圍所界定之落入於本發明之精髓及範圍內之多項其它可能。
10．．．方法，提供可感測熱予化學轉化製程之製程流之方法
11．．．傳熱流體流
12．．．過熱步驟
13．．．已過熱之傳熱流體
14．．．傳熱步驟
15．．．已用過之傳熱流體流
16,17．．．部分已用過之傳熱流體流
18．．．劃分步驟
19．．．第一部分
20．．．加壓步驟
21．．．已壓縮之水蒸汽
22．．．第二部分
23．．．第二過熱步驟
50．．．閥
100．．．脫氫系統、系統、製程
100A．．．替代製程
101．．．管線
102．．．反應物流、製程流、流體流
103．．．管線
104．．．流體流
106．．．放流水流
108．．．已加熱之製程流
109．．．放流水流、出氣口
110．．．管線
112．．．對流盤管
114．．．主水蒸汽S流、管線、流
116．．．流出流、製程流、管線、流
117,125,129．．．輻射盤管
118,126,130．．．來自過熱器之流出流、已過熱之水蒸汽流、管線、流
120,122,124．．．來自熱交換器之水蒸汽流出流、管線、流
122．．．第一部分
124．．．第二部分
128．．．已用過之水蒸汽之第二部分
C．．．製程流
C-1．．．冷凝器
D-1．．．EB/SM分離器
E-1．．．進料放流水交換器
EB．．．乙苯
F．．．進料、進料流
H-1．．．水蒸汽過熱器
H-2．．．對流區段
H-3,H-4．．．逆流熱交換器、熱交換器
H-5．．．再沸器
N．．．框出區段
P．．．苯乙烯粗產物、產物
R-1．．．反應器
R-2．．．第二反應器
S．．．主水蒸汽
SM．．．苯乙烯單體
T-1．．．熱壓器
第1圖為用以供給可感測熱予化學轉化製程之製程流之方法之示意流程圖；
第2圖為用以自乙苯製造苯乙烯之系統及製程之示意流程圖；及
第2A圖為用以自乙苯製造苯乙烯之系統及方法之另一個實施例之示意流程圖。
第3圖為顯示經由使用EB/SM分離器之冷凝器系統氣化進料之示意流程圖。
10．．．方法
11．．．傳熱流體流
12．．．過熱步驟
13．．．已過熱之傳熱流體
14．．．傳熱步驟
15．．．已用過之傳熱流體流
16,17．．．部分已用過之傳熱流體流
18．．．劃分步驟
19．．．第一部分
20．．．加壓步驟
21．．．已壓縮之水蒸汽
22．．．第二部分
23．．．第二過熱步驟
C．．．製程流
N．．．框出區段

Claims (23)

  1. 一種用以提供熱予一化學轉化製程流之方法，該製程流含有至少一種化學反應物，該方法包含下列步驟：a)過熱一傳熱流體；b)自該已過熱之傳熱流體傳熱至一製程流；c)將該傳熱流體之至少一部分劃分成一第一部分及一第二部分；d)加壓該傳熱流體第一部分；e)循環該已加壓之傳熱流體第一部分至該過熱步驟(a)；及f)將該傳熱流體第二部分導入該製程流。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，進一步包含於該步驟(b)之後且於該步驟(c)之前引出該傳熱流體之至少一第三部分之步驟。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該步驟(e)係進行多次。
  4. 如申請專利範圍第1項之方法，進一步包含於步驟(f)之前過熱該傳熱流體之該第二部分之步驟。
  5. 如申請專利範圍第2項之方法，進一步包含於步驟(f)之前過熱該傳熱流體之該第二部分之步驟。
  6. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該加壓該傳熱流體之該第一部分之步驟(d)包含將該傳熱流體之第一部分導入一熱壓器及將一壓縮流體導入該熱壓器，該壓縮流體係處於比該傳熱流體之該第一部分更高的壓力下。
  7. 如申請專利範圍第6項之方法，其中該傳熱流體及壓縮流體為水蒸汽。
  8. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該傳熱流體為水蒸汽。
  9. 如申請專利範圍第8項之方法，其中該化學轉化製程包含脫氫及該化學反應物為選自於由乙苯、乙基甲苯、丙烷及丁烷所組成之組群中之化合物。
  10. 如申請專利範圍第9項之方法，其中該化學轉化製程包含藉由乙苯之脫氫來製造苯乙烯。
  11. 一種藉由烴之催化脫氫以製造烯烴類之製程，包含：a)於包含多個加熱區段之一加熱器中過熱一水蒸汽進料流；b)自已過熱之水蒸汽傳熱至包含稀釋物水蒸汽及該烴之一製程流，該熱係足夠執行於一反應區段之烴之至少一部分的催化脫氫，其中於轉移該熱後，該已過熱之水蒸汽變成已用過之水蒸汽；c)將該已用過之水蒸汽劃分成為一第一部分及一第二部分；d)加壓該已用過之水蒸汽之第一部分；e)循環已加壓之該已用過之水蒸汽之第一部分至加熱器之第一加熱區段；f)於該加熱器中循環該第二部分至加熱器之第二加熱區段之不同區段；g)於第二加熱區段中加熱該已用過之水蒸汽之第 二部分來再生已過熱之水蒸汽；及h)組合該經再生之已過熱之水蒸汽之至少一部分與該製程流。
  12. 如申請專利範圍第11項之製程，其中該傳熱步驟係於與該反應區段相關聯之至少一個熱交換器中進行。
  13. 如申請專利範圍第11項之製程，其中該步驟(d)包含：將該已用過之水蒸汽部分導入一熱壓器，及將壓縮水蒸汽導入該熱壓器，該壓縮水蒸汽係處於比該已用過之水蒸汽之壓力更高之壓力下。
  14. 如申請專利範圍第13項之製程，其中所製造之烯烴為苯乙烯及該烴為乙苯。
  15. 如申請專利範圍第11項之製程，其中所製造之烯烴為苯乙烯及該烴為乙苯。
  16. 一種於一反應區段製造苯乙烯之製程，其係藉由使具有一水蒸汽/油之質量比的水蒸汽與乙苯之一混合物於脫氫反應溫度接觸一脫氫催化劑來進行，該改良部分包含：組合足量稀釋物水蒸汽與乙苯來減低水蒸汽/油之質量比至不大於1.0；其中使用於低於815℃溫度之已過熱之水蒸汽來傳送足量熱而升高乙苯及稀釋物水蒸汽至該反應溫度，及其中組合至少部分該已過熱之水蒸汽與乙苯來提供該稀釋物水蒸汽之至少一部分。
  17. 如申請專利範圍第16項之製程，其中由傳熱乙苯及稀釋 物水蒸汽所得之已用過的水蒸汽係送至一加熱器來再生已過熱之水蒸汽。
  18. 如申請專利範圍第17項之製程，其中該已用過之水蒸汽被劃分為二部分，至少一個部分係於一熱壓器中加壓。
  19. 一種藉由乙苯之催化脫氫以製造苯乙烯之製程，該製程包含：a)提供至少第一及第二反應區段，各個反應區段具有與其相關聯之催化有效量之脫氫催化劑；b)提供具有多個加熱區段之一爐；c)提供含有具有不大於0.5之水蒸汽/油之重量比的一水與乙苯之已氣化混合物之一進料流；d)組合該進料流與已過熱之水蒸汽之一第一流來提供具有不大於1.0之水蒸汽/油之重量比的一流體流；e)於該第一反應區段中，於脫氫反應條件下允許該流體流與脫氫催化劑接觸來提供一第一放流水；f)於與該第二反應區段相關聯之一傳熱區段中自已過熱之水蒸汽之一第二流傳熱至該第一放流水，該已過熱之水蒸汽之第二流於將其熱轉移至該第一放流水後變成一用過的水蒸汽流；g)於第二反應區段於脫氫反應條件下允許該已加熱之第一放流水接觸脫氫催化劑而提供含苯乙烯之一產物流；h)將該已用過之水蒸汽流劃分成第一部分及第二部分； i)加壓已用過之水蒸汽之第一部分；j)於該爐之一第一加熱區段加熱該已加壓之已用過之水蒸汽之第一部分來提供該已過熱之水蒸汽之第二流，該流係向上游循環至與該第二反應區段相關聯之該傳熱區段；k)於該爐內於一第二加熱區段加熱該已用過之水蒸汽之第二部分來提供該已過熱之水蒸汽之第一流。
  20. 如申請專利範圍第19項之製程，進一步包含：於該爐內，於一第二加熱區段加熱該已用過之水蒸汽之第二部分而提供一已過熱之水蒸汽之第三流；於與該第一反應區段相關聯之一加熱區段自該已過熱之水蒸汽之第三流傳熱至該流體流，該已過熱之水蒸汽之第三流當將其熱轉移至該流體流時，變成一已用過之水蒸汽之第二流；於該爐內於一第三加熱區段加熱該已用過之水蒸汽之第二流而提供已過熱之水蒸汽之第一流，其係與該進料組合。
  21. 如申請專利範圍第19項之製程，其中加壓該已用過之水蒸汽之第一部分之步驟包含將該已用過之水蒸汽部分導入一熱壓器及將壓縮水蒸汽導入該熱壓器，該壓縮水蒸汽係處於比該已用過之水蒸汽之壓力更高的壓力下。
  22. 如申請專利範圍第19項之製程，其中該含苯乙烯之產物流係分離成含有已純化之苯乙烯之一第一組分及含有乙苯之一第二組分。
  23. 如申請專利範圍第19項之製程，其中於步驟(d)中之該水蒸汽/油之重量比例係不高於0.90，及該已過熱之水蒸汽係處於不高於815℃之溫度下。
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