用于生产乙烯的装置和方法
【专利说明】用于生产乙稀的装置和方法
[0001] 本发明设及生产己締的装置，特别是通过依据权利要求1之前序部分的甲烧氧化 偶联。本发明另外设及生产己締的方法。
[0002] 该种装置包括反应器，在该反应器中引入氧气和甲烧W产生甲烧的氧化偶联。在 该反应器中，在该反应中在高温下（约600-880°C)在催化剂表面（例如，两组分或多组分 金属氧化物催化剂，其包括碱金属元素、碱±金属元素和/或选自稀±族的元素）上最初形 成甲基自由基，然后所述甲基自由基在气相中再结合形成己烧，所述己烧在反应的进一步 进程中转化为己締，第一料流至少包括己烧和作为得到结果的己締。该装置另外包括与反 应器流动地相连并且配置为将第一料流至少分离为Cl_料流和己締产品流的处理单元，其 中该Cl_料流包含具有一个碳原子的姪并且另外包含CO和&，所述装置另外还包括连接至 该处理单元并且配置为将该Cl_料流分离为富氨氨气产品流和通常被燃烧的低氨气残余气 体流的分离器（例如变压吸附器）。
[0003] 另一种己締或締姪制备的现有方法为蒸汽裂解。其包括混合含氨进料流和蒸汽， 并通常使由此形成的进料气体通过裂解炉的金属管W实施裂解，所述管使用燃烧器在外部 进行加热，W为吸热裂解工艺提供必要的热量。因此获得的含締姪和氨气的粗气流通常被 纯化和分馈为需要的締姪，特别是己締。
[0004] 本发明设及的技术问题是进一步改进上述类型的装置和方法。
[0005] 所述问题通过包含权利要求1的特征的装置来解决。
[0006] 因此本发明提供用于生产含締姪和氨气的粗气流并与处理单元相连的蒸汽裂解 器，其中所述处理单元被配置为将粗气流与第一料流一起至少分离为Cl_料流和己締产品 流，其中所述装置被配置为将至少部分的所述残余气体流作为进料循环至OCM反应器中。 所述第一料流和所述粗气流优选在处理单元中混合，并且该些单独料流在结合之前可W进 行预纯化。然后该Cl_料流和己締产品流优选从该混合的料流中被脱除。
[0007] 依据本发明，OCM反应器与蒸汽裂解器的模形接合是有利的，该是因为在蒸汽裂解 中产生的并且再循环至OCM反应器中的氨气在OCM反应器中通过氨气燃烧提供能量，并且 激活反应器中的催化剂和降低反应器中的焦化。
[000引包含一个或多个用于蒸汽裂解的裂解炉的蒸汽裂解器，优选被配置为在蒸汽的存 在下裂解姪原料，例如己烧，丙烷，天然气冷凝物和/或相对重的原料，例如石脑油，W形成 包含特别是氨气和己締的粗气流。
[0009] 此外，优选建立并提供所述处理单元，W便从在甲烧氧化偶联期间产生的第一料 流W及在蒸汽裂解期间产生的粗气流中除去作为原料被注射进蒸汽裂解器中的富含己烧 和丙烷的料流，所述蒸汽裂解器同样地与处理单元流动地连接。
[0010] 此外，当分离单元与蒸汽裂解器也是流动地连接时，所述装置优选被配置为将至 少部分的残余气体流注射进蒸汽裂解器，所述蒸汽裂解器被配置为将所述部分的残余气体 流共燃烧W提供上述原料（例如，己烧和/或相对重的原料，例如石脑油）蒸汽裂解所需的 热量或有助于所述加热。
[0011] 依据本发明的装置可W另外被配置为将氨气产品流的子流再循环至处理单元中 并且在此特别地使用所述子流来氨化姪。
[0012] 此外，本发明设及的问题通过包含权利要求7的特征的生产己締的方法来解决。
[0013] 依据本发明的方法包括将氧气和甲烧引入至反应器中，使反应器中的甲烧产生氧 化偶联W形成第一料流，在蒸汽裂解器中蒸汽裂解含姪原料W生产含締姪和氨气的粗气 流，在处理单元中将所述第一料流与粗气流一起分离为己締产品流和Cl_料流，在分离单元 中将该Cl_料流分离为氨气产品流和低氨残余气体流，并且将至少一种所述残余气体流的 子流作为原料再循环至反应器中。
[0014] 优选从所述第一料流和/或粗气流中额外除去富含己烧和丙烷料流，所述富含己 烧和丙烷料流作为原料通入蒸汽裂解。
[0015] 另外优选将至少一种所述残余气体的子流进行共燃烧W为所述蒸汽裂解产生热 量。
[0016] 此外还优选所述氨气产品流的子流再循环至处理单元，W在此用于例如氨化姪。
[0017] 本发明的示例性实施方案将参考附图来更特别地进行说明，并且设及的说明书说 明本发明的其他细节和优点。
[001引图1是依据本发明用于生产己締的装置和方法的示意图。
[0019] 图1显示了用于制备己締的装置1，其包括用于进行甲烧氧化偶联的反应器2(已 知为OCM反应器）、处理单元3、分离单元4 (例如变压吸附器）和包含至少一个裂解炉的蒸 汽裂解器5。
[0020] C&和0 2被注射进反应器2中W在升高的温度下在反应器2中的催化剂表面产生 甲烧的氧化偶联。该形成第一料流S，尤其包括己締和己烧。
[0021] 装置1另外包含蒸汽裂解器5,将例如由己烧和/或石脑油和蒸汽组成的原料E注 射进裂解器5中，所述原料在裂解器5中被裂解W生产粗气流R，该粗气流R特别包含締姪， 特别是己締，和氨气。
[0022] 在反应器2下游的处理装置3中，第一任选纯化的料流S和任选纯化的粗气流R 相结合，并且被分离为C3+料流（包含=个或更多碳原子的姪）、己締产品流P、富含己烧和 丙烷的料流S"W及Cl_料流，所述Cl_料流被注射进分离单元4中W生产氨气产品流W。
[0023] 在处理装置3中被除去的富含己烧和丙烷的料流S"作为附加的原料通入蒸汽裂 解器5。
[0024] 在分离单元3中，该料流被分离为氨气产品流W和低氨残余气体流S'。该可 W通过使用例如变压吸附来进行，其中所述Cl_料流在升高的压力下通过至少一个吸附器， 由此氨气通过所述至少一个吸附器并形成所述氨气产品流W，而诸如CH4和CO的相对重的 组分则通过至少一个吸附器被吸附并且在相对低的压力下解吸附，W提供低氨残余气体流 S'(特别地，其也包含来自氨气产品流W的子流的氨气，其用于净化至少一个吸附器）。
[0025] 然后，该残余气体流S'作为原料再返回至反应器2中。进而部分所述残余气体流 S'可W通入蒸汽裂解器5,用于共燃烧W产生蒸汽裂解所需要的热量或有助于所述加热。优 选另外使用C&进行共燃烧，所述CH4可W在反应器2的上游导入。
[0026] 最后，部分所述氨气产品流W可W用于氨化第一料流S和/或粗料流R的组分（例 如，在处理单元3中）。
[0027] 附图标记列表
[002引
【主权项】
1. 一种用于生产乙烯的装置，其包含 -反应器（2)，其被配置为用于实施甲烷的氧化偶联， -与反应器（2)相连的处理单元（3)，其被配置为将在甲烷氧化偶联期间产生的第一料 流（S)分离为至少一种C1 _料流和乙烯产品流（P)，和 -与处理单元（3)相连的分离单元（4)，其被配置为将C1 _料流至少分离为富含氢气产 品流（W)和低氢残余气体流（S'）， 其特征在于： 所述装置还具有用于生产含烯烃和氢气的粗气流（R)并连接至处理单元（3)上的蒸汽 裂解器（5)，其中该处理单元（3)被配置为将粗气流（R)与第一料流（S) -起至少分离为 C1 _料流和乙烯产品流（P)，其中所述装置（1)被配置为将至少部分的残余气体流（S'）作 为原料再循环至反应器（2)中。
2. 如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述蒸汽裂解器（5)被配置为在蒸汽的存 在下裂解由一种或更多种选自烃、乙烷、丙烷、天然气冷凝物和石脑油的物质组成的原料 (E)，以形成所述粗气流（R)。
3. 如权利要求1或2任一项所述的装置，其特征在于：所述处理单元（3)被配置为额 外地从产生自甲烷氧化偶联期间的第一料流（S)和/或从粗气流（R)中除去富含乙烷和丙 烷的料流（S"）。
4. 如权利要求3所述的装置，其特征在于：所述处理单元（3)与蒸汽裂解器（5)相连， 以使所述富含乙烷和丙烷的料流（S"）从处理单元（3)作为原料进料至蒸汽裂解器（5)中。
5. 如前述权利要求任一项所述的装置，其特征在于：所述分离单元（4)与蒸汽裂解器 (5)相连，以使至少部分的残余气体流（S'）进料至蒸汽裂解器（5)中，其中该蒸汽裂解器 (5)被配置为在蒸汽裂解器（5)中燃烧所述部分的残余气体流（S'）以提供热量。
6. 如前述权利要求任一项所述的装置，其特征在于：所述分离单元（4)为变压吸附器 单元，其被配置为通过变压吸附将C1 _料流分离为富含氢气的产品流（W)和低氢残余气体 流（S' ）。
7. -种生产乙烯的方法，特别地使用如前述权利要求任一项所述的装置，其包含： -将氧气和甲烷进料至反应器（2)中， -在反应器（2)中实施甲烷产生氧化偶联以形成第一料流（S)， _在蒸汽裂解器（5)中蒸汽裂解含烃原料（E)以生产含烯烃和氢气的粗气流（R)， -在处理单元（3)中将所述第一料流（S)与粗气流（R) -起分离为乙烯产品流（P)和C1JlSf流， -在分离单元（4)中将该料流分离为氢气产品流（W)和低氢残余气体流（S'），并 且 -将该残余气体流（S'）的至少一个子流作为原料再循环至反应器（2)中。
8. 如权利要求7所述的方法，其特征在于：其另外包含在处理单元（3)中由第一料流 (S)和/或粗气流（R)中除去富含乙烷和丙烷的料流（S"），该料流（S"）作为原料被再循 环至蒸汽裂解器（5)中。
9. 如权利要求7或8任一项所述的方法，其特征在于：所述残余气体流（S'）的至少一 个子流在蒸汽裂解器（5)中被燃烧以产生用于蒸汽裂解的热量。
10. 如权利要求7至9任一项所述的方法，其特征在于：在分离单元（4)中通过变压吸 附将所述C1 _料流分离为氢气产品流（W)和低氢残余气体流（S'）。
11. 如权利要求7至10任一项所述的方法，其特征在于：所述用于蒸汽裂解的原料（E) 由一种或几种选自乙烷、丙烷、天然气冷凝物和/或石脑油的物质组成。
【专利摘要】本发明涉及一种用于生产乙烯的装置，所述装置包括：反应器(2)，其被配置为用于产生甲烷的氧化偶联；与所述反应器(2)相连的处理单元(3)，其被配置为将在甲烷氧化偶联期间产生的第一料流(S)分离为至少一种C1－料流和乙烯产品流(P)；和与处理单元(3)相连的分离单元(4)，其被配置为将C1－料流至少分离为富含氢气产品流(W)和低氢残余气体流(S’)。本发明提供一种蒸汽裂解装置(5)，其用于生产含烯烃和氢气的粗气流(R)，并与处理单元(3)相连，其中处理单元(3)被配置为将粗气流(R)与第一料流(S)一起至少分离为C1－料流和乙烯产品流(P)，其中所述装置(1)被配置为将至少部分的所述残余气体流(S’)作为原料再循环至反应器(2)中。本发明另外涉及相应的生产乙烯的方法。
【IPC分类】C07C4-04, C07C11-04, C07C2-84, C07C5-327
【公开号】CN104781217
【申请号】CN201380048918
【发明人】H·施米加勒, V·格克, C·塔勒尔
【申请人】林德股份公司
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2013年9月18日
【公告号】CA2881751A1, DE102012018602A1, EP2711348A1, EP2711348B1, US20150246856, WO2014044387A1