用于产生烯烃的方法和装置制造方法

用于产生烯烃的方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种生产烯烃的方法，其中使含烃的供给物料(1)经历脱氢作用，并产生包含至少一种烯烃的产品物料(2)，其步骤为：在第一冷却阶段中，通过包含供给物料的气流(5)冷却来自吸附器(40)的气流(11)，通过来自吸附器(40)的气流的冷凝组分(12)冷却来自吸附器(40)的气流(11)；和在第二冷却阶段中，通过来自吸附器(40)的气流的冷凝组分(12)冷却供给物料(1)。根据本发明提供来自吸附器(40)的气流的冷凝组分(12)的体积流随着离开第一冷却阶段、包含供给物料并被供给脱氢作用的气流(5)的温度而变化，所述冷凝组分被供给第一和/或第二冷却阶段。本发明还涉及一种用于实施该方法的装置。
【专利说明】用于产生烯烃的方法和装置

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于产生烯烃的方法，以及用于实施该方法的装置。

【背景技术】
[0002] 烯烃（alkenes，其也被称为烯烃（olefins))是一种脂肪族烃类的化学化合物，其 在分子中任意位置上包含至少一个碳碳双键。
[0003] 已知的烯烃例如有丙烯，其可由丙烷经过脱氢作用制备。所述脱氢作用可在所谓 的Olef Iex过程中实现。在该脱氢过程中，在低温分离来自脱氢反应器的气流的过程中，产 生氢气体积流或富氢体积流、以及富烃液体终产物。在相同体系中，供给物料流也与所谓的 循环气流混合，该循环气流例如同样主要包含氢气，以得到所谓的混合气流。
[0004] 经过在吸附器中干燥，水分从离开脱氢反应器的气体中移除。
[0005] 经常使用的吸附器需要再生，以确保足够的干燥能力。然而，这样的再生会导致温 度、量和/或氢气含量的波动，并因此也导致脱氢气体分子量的波动。
[0006] 经脱氢的气体在隔热环境（即所谓的"冷箱"）中冷却，且烃被冷凝出并随后可从 富氢馏分中分离。由于在冷却或冷凝期间释放热量，两阶段的混合气流可被蒸发并作为气 流进入脱氢反应器。
[0007] 在该情况下，混合气流的物理性质必须尽可能地保持恒定。由于通过离开吸附器 的流体加热混合气流或供给物料，由于吸附器操作的波动，无法确保混合气流具有恒定的 物理参数。然而，吸附器操作波动仅在吸附器再生的相对短时间之内发生。


【发明内容】

[0008] 因此本发明的目的是提供一种方法和一种装置，通过该方法和装置，能够以简单、 廉价和可靠的方式确保供给物料或包含供给物料的体积流的温控，以致到达脱氢反应器的 供给物料、或到达脱氢反应器且包含供给物料的体积流在其重要物理参数方面恒定。
[0009] 所述目的通过根据权利要求1的产生烯烃的方法以及通过根据权利要求10的用 于产生烯烃的装置实现。在从属权利要求2至9中详述了根据本发明方法的有利实施方案。 在从属权利要求11至14中详述了根据本发明装置的有利实施方案。
[0010] 根据本发明所述的用于产生烯烃的方法包含根据本发明的以下步骤，其中含烃的 供给物料经历脱氢作用，且产生包含至少一种烯烃的产品物料：
[0011]-在第一冷却阶段中，通过包含供给物料的气流冷却来自吸附器的气流，并通过来 自吸附器的气流的冷凝组分冷却来自吸附器的气流和
[0012] -在第二冷却阶段中通过来自吸附器的气流的冷凝组分冷却供给物料。
[0013] 根据本发明，提供来自吸附器的气流的冷凝组分的体积流随着离开第一冷却阶 段、包含供给物料并供给脱氢作用的气流的温度而变化，所述冷凝组分被供给第一冷却阶 段和/或第二冷却阶段。
[0014] 特别地，该方法可用于产生烯烃，例如丙烯、或丙烷-丙烯混合物。在所述制备之 后，该烯烃或该混合物随后被供给所谓的C3分离器。
[0015] 来自吸附器的气流被称为冷箱蒸汽物料，即包含供给物料的气体体积流，所述体 积流之前流经用于氢气分离的脱氢反应器、以及用于移除水分或用于干燥来自脱氢反应器 的流体的吸附器。
[0016] 另外，所述方法有利地提供了将供给物料流与循环气流混合以形成混合气流。循 环气流优选是氢气、或是主要含有氢气的气体混合物，所述氢气、或所述气体混合物作为产 品物料的副产物形成。
[0017] 根据本发明的方法在以下情况下是特别有利的：在第二冷却阶段中，将来自吸附 器的气流的冷凝组分的寒冷量转移至供给物料流，由此冷却所述供给物料。
[0018] 为了进行冷却，此处对于构造简单的方法而言，在第一热交换器中使来自吸附器 的气流的冷凝组分的寒冷量转移至来自吸附器的气流。在此情况下，在第二热交换器中，使 来自吸附器的气流的冷凝组分的寒冷量转移至供给物料流。
[0019] 寒冷量从来自吸附器的气流的冷凝组分向来自吸附器的气流的转移和/或从包 含供给物料的气流向来自吸附器的气流的转移，皆取决于离开第一冷却阶段的气流的温 度，该离开第一冷却阶段的气流包含供给物料并被供给脱氢作用。产生烯烃的方法可以以 第一冷却阶段和第二冷却阶段至少同时运行一段时间的方式构造。
[0020] 为了控制冷却，优选在吸附器的下游测定物料的至少一种参数或来自吸附器的气 流的体积流的至少一种参数，该参数与允许的限值范围相比较，在测定参数偏离限值范围 的情况下，改变物料的至少一种参数和/或来自吸附器的气流的冷凝组分的体积流的至少 一种参数。优选在第一热交换器中测定物料参数或来自吸附器的气流的体积流参数。待测 参数可特别为物理参数，例如温度或体积流速。与参数比较的限值范围是根据制冷性能要 求限定的参数，并优选以可补偿的方式储存。结果是，由吸附器引起的有关来自吸附器的气 流的温度、质量、体积流和/或氢气含量以及由此导致的其制冷性能的任何波动都可以简 单的方式被补偿。
[0021] 有利地，来自吸附器的气流的冷凝组分被储存于储存设备中，并根据制冷性能要 求由此供给第一和/或第二冷却阶段。也就是说，来自储存设备的供料取决于离开第一冷 却阶段、包含供给物料并被供给脱氢作用的气流的温度。在根据本发明方法的优选实施方 案中，第二冷却阶段在第一冷却阶段的上游进行。所述位置涉及供给物料的体积流。在根 据本发明方法的进一步有利的实施方案中，氢气作为进一步产品物料被获得，并将至少部 分所得氢气导入消除氢气的反应器以稳定氢气消除过程。
[0022] 氢气优选通过分离物料混合物获得。
[0023] 为了实现该目的，另外，根据本发明提供一种用于产生烯烃的装置，其用于对包含 烃的供给物料进行脱氢作用，和用于产生包含至少一种烯烃的产品物料。该装置包含用于 从混合气流吸附水分的吸附器，所述混合气流混合供给物料与包含供给物料的气流；第一 冷却设备，其在第一冷却阶段通过包含供给物料的气流冷却来自吸附器的气流、并用于通 过来自吸附器的气流的冷凝组分冷却来自吸附器的气流；用于储存来自吸附器的气流的冷 凝组分的储存设备；和第二冷却设备，其在第二冷却阶段中通过来自吸附器的气流冷凝组 分冷却供给物料。根据本发明的装置具有开环和/或闭环控制设备，通过所述控制设备，来 自吸附器的气流的冷凝组分的体积流可随着离开第一冷却阶段、包含供给物料并被供给脱 氢作用的气流的温度以自动方式变化，所述冷凝组分自储存设备被供给第一和/或第二冷 却阶段。
[0024] 根据本发明的装置用于烃的脱氢作用和/或用于实施根据本发明的方法。
[0025] 所述吸附器用于干燥流经吸附器的介质。
[0026] 另外，根据本发明的装置优选进一步包含至少一个、优选多个用于分离来自吸附 器的气流的冷凝组分的冷凝设备或分离器。
[0027] 为了取出冷凝物，各分离器应具有容器。
[0028] 储存设备的储存体积的尺寸要使储存设备在第一冷却设备中可提供足够用于均 衡寒冷量转移波动的冷凝物。冷却设备优选为热交换器，其中热量转移对散热介质具有冷 却作用。
[0029] 也就是说，开环和/或闭环控制设备以体积流可由其自动可控的方式设计，其中 取决于离开第一冷却阶段、包含供给物料并被供给脱氢作用的气流的温度，该体积流在第 一和第二冷却阶段中是需要的，以均衡吸附器操作的波动和相应的来自吸附器的气流的波 动，其反过来影响第一冷却阶段中温度控制的波动。
[0030] 储存设备可包含容器和/或用于取出来自吸附器的气流的冷凝组分的分离器。
[0031] 在根据本发明装置的热效率实施方案中，提供的装置包含隔热空间，在该隔热空 间中设置冷却设备，其中储存设备的容器设置于该隔热空间的外部。所述隔热空间是所谓 的冷箱，用于使流经的流体的温度最小化。由于储存设备的容器中的适合温度，没必要将其 也设置于隔热空间中。将容器设置于隔热空间外部的其他益处是，即隔热空间不需要构造 成具有用于取出相对大容器的相应体积。然而，出于能量效率的原因，不应排除同样在隔热 空间中设置储存设备的容器。
[0032] 为了影响进入第一和/或第二冷却阶段的体积流，本发明的装置在来自吸附器的 气流的冷凝组分的流路中包含用于将冷凝物运输至至少一个冷却设备的泵。优选地，所述 泵设置在储存设备容器的下游，并因此也设置在隔热空间的外部。
[0033] 另外，在吸附器的的下游、或者作为吸附器的组件，应设置用于压缩来自吸附器的 气流的压缩机。
[0034] 在根据本发明所述装置的进一步有利实施方案中，冷却设备中的至少一种具有混 合设备，用于混合循环气流与供给物料以形成混合气流。所述循环气流为氢气或主要含氢 气的气体的体积流，该体积流是作为产品物料的副产物而形成的。
[0035] 根据本发明所述方法和根据本发明所述装置的益处特别在于，吸附器的操作波动 可通过将来自吸附器的气体的冷凝物以适当量或适当尺寸（suitablydimensioned)的体 积流从连接吸附器下游的储存容器中供给第一和/或第二冷却阶段来补偿。这确保了供给 脱氢作用的气流的物理参数可维持恒定。也就是说，即使在离开吸附器的流体温度波动的 情况下，由于设定体积流供给第一和/或第二冷却阶段，常规使用和尺寸的热交换器仍为 可用的。由于热交换器中可建立的温度差异较低，所以不需要设置相当于生产和/或操作 成本昂贵的更大的热交换器。
[0036] 本发明进一步的细节和益处将通过以下附图中所示示例性实施方案的附图描述 来阐明。

【专利附图】

【附图说明】
[0037] 图1示例性显示了根据本发明的装置。

【具体实施方式】
[0038] 由图1可见，供给物料1，可为例如丙烧，被供料给所示体系或装置。该供给物料1 流经第二冷却设备15,其优选构造为热交换器。在所示分支的下游，供给物料1 一方面流经 第一冷却设备14、且另一方面在第二混合设备17中与循环气流4混合，所述循环气流4例 如可主要包含氢气，所述第二混合设备17优选构造为热交换器。在这种情况下，该混合物 在第二混合设备17中蒸发并进一步作为包含供给物料的气流5导入第一冷却设备14。在 进入第一冷却设备14之前，供给物料1和包含供给物料的气流5在第一混合设备16中混 合，以形成混合气流13。该混合物在这个过程中再次蒸发。所产生的混合气流13流经反 应器30,并在该反应器中被脱氢。脱氢气体随后由吸附器40中通过，于其中干燥并随后于 压缩机41中压缩。来自吸附器的气流11再次经过第一冷却设备14,其对混合气流13释 放热量并由此加热该流体。来自吸附器的气流11随后到达分离器21和其容器22,自此来 自吸附器的气流12的冷凝组分进入容器23。分离器21中分离出的气体作为进一步物料3 流出，其主要包含氢气。在来自吸附器的气流12的冷凝组分的流路中，在容器23的下游设 置泵50,其可通过开环和/或闭环控制设备60操作。该泵50将来自吸附器的气流12的冷 凝组分运输经过第一冷却设备14以及经过第二冷却设备15,其中该介质的寒冷量于第一 冷却设备中释放至来自吸附器40的气流以及传至流经第二冷却设备15的供给物料1。随 后，该流体作为产品物料2离开该系统。
[0039] 另外，设置两个流量阀70、80,在各情况下，可用这些阀设定来自吸附器的气流12 的冷凝组分到达第一冷却设备14和第二冷却设备15的体积流，其中开环和/或闭环控制 设备60可控地连接于泵50和/或流量阀70、80。特别是，流量阀70、80可为可调的节流 阀。
[0040] 离开分离器21的气体在第三冷却设备18中被冷却并伴随着热量的释放，其目的 是将热转移至流经该冷却设备的供给物料1。
[0041] 在根据本发明装置所示的不同实施方案中，全部三个冷却设备14、15和18以及分 离器21和混合设备16、17被设置于隔热空间中。
[0042] 将分离器21或其设置于其较低侧的容器22以及容器23形成储存设备20,该储存 设备用于构造来自吸附器的气流12的冷凝组分的中间储存。
[0043] 在吸附器40的操作期间，或在其再生期间，其性能会发生波动，使得来自吸附器 的气流11的体积流的温度和/或体积和/或流速发生变化，并由此使得被称为"冷箱"的 隔热空间不再能够产生足够的来自吸附器气流40的冷凝物；因此存在混合气流13不具有 所需纯度以及由此反应器30中的脱氢作用无法获得所希望的结果的风险。
[0044] 为了避免所述风险，通过开环和/或闭环控制设备60以下述方式操作或控制泵50 和/或流量阀70、80 :当来自吸附器的气流11的参数，特别是物理参数从之前定义的限值 范围发生偏离时，与吸附器40标准操作期间所需的相比，更多的来自吸附器的气流12的冷 凝组分被从容器23中和/或从分离器21的容器22中移除，并供给第一冷却设备14和/ 或第二冷却设备15。这意味着虽然吸附器40性能波动，但在第一冷却设备14以及第二冷 却设备15中实现了足够的冷却作用，并从而无需对混合气流13的足够冷却采取任何进一 步的措施，例如使用更大的热交换器和/或提供外部寒冷量。
[0045] 参考标记列表
[0046]

【权利要求】
1. 生产烯烃的方法，其中使含烃的供给物料（1)经历脱氢作用并产生包含至少一种烯 烃的产品物料（2)，其包含以下步骤： -在第一冷却阶段中，通过包含供给物料的气流（5)冷却来自吸附器（40)的气流 (11)，和通过来自吸附器（40)的气流的冷凝组分（12)冷却来自吸附器（40)的气流（11) 和 -在第二冷却阶段中，通过来自吸附器（40)的气流的冷凝组分（12)冷却供给物料 (1)，其特征在于： 来自吸附器（40)的气流的冷凝组分（12)的体积流随着离开第一冷却阶段、包含所述 供给物料并被供给脱氢作用的气流（5)的温度而变化，所述冷凝组分被供给第一冷却阶段 和/或第二冷却阶段。
2. 根据权利要求1所述的生产烯烃的方法，其特征在于所述供给物料（1)作为供给物 料流存在，且与循环气流（4)混合以形成混合气流（13)。
3. 根据权利要求2所述的生产烯烃的方法，其特征在于在第二冷却阶段中，将寒冷量 从来自吸附器（40)的气流的冷凝组分（12)中转移至供给物料流，由此冷却所述供给物料 ⑴。
4. 根据权利要求3所述的生产烯烃的方法，其特征在于，在第一热交换器中将寒冷量 从包含供给物料的气流（5)转移至来自吸附器的气流（11)以及将寒冷量从来自吸附器 (40)的气流的冷凝组分（12)转移至来自吸附器（40)的气流（11)，和在第二热交换器中进 行将寒冷量从来自吸附器（40)的气流的冷凝组分（12)转移至供给物料流。
5. 根据前述权利要求任一项所述的生产烯烃的方法，其特征在于第一冷却阶段和第二 冷却阶段至少同时运行一段时间。
6. 根据前述权利要求任一项所述的生产烯烃的方法，其特征在于在吸附器（40)的下 游，测定物料的至少一种参数，或来自吸附器（40)的气流（11)的体积流的至少一种参数， 该参数与允许的限值范围相比较，并在所测定的参数偏离限值范围的情况下，改变物料的 至少一种参数，和/或来自吸附器的气流的冷凝组分（12)的体积流的至少一种参数。
7. 根据前述权利要求任一项所述的生产烯烃的方法，其特征在于，将来自吸附器（40) 的气流的冷凝组分（12)储存于储存设备（20)中，并根据制冷性能要求将所述冷凝组分从 所述设备中供给第一和/或第二冷却阶段。
8. 根据前述权利要求任一项所述的生产烯烃的方法，其特征在于，第二冷却阶段在第 一冷却阶段的上游实施。
9. 根据前述权利要求任一项所述的生产烯烃的方法，其特征在于，氢气作为进一步产 品物料（3)被获得，并将至少部分所产生的氢气导入消除氢气的反应器（30)，以稳定氢气 消除过程。
10. 用于生产烯烃的装置，在该装置中含烃的供给物料（1)经历脱氢作用，并产生包含 至少一种烯烃的产品物料（2)，所述装置包括： -用于吸附来自混合气流（13)的水分的吸附器（40)，该混合气流混合有供给物料（1) 以及包含该供给物料（1)的气流（5)， -第一冷却设备（14)，其用于在第一冷却阶段中通过包含供给物料的气流（5)冷却来 自吸附器（40)的气流（11)，以及用于通过来自吸附器（40)的气流的冷凝组分（12)冷却来 自吸附器（40)的气流（11)， _用于储存来自吸附器（40)的气流的冷凝组分（12)的储存设备（20)， -用于在第二冷却阶段中通过来自吸附器（40)的气流的冷凝组分（12)冷却供给物料 (1)的第二冷却设备（15)，其特征在于： 该装置具有开环和/或闭环控制设备（60)，通过所述该控制设备，来自吸附器（40)的 气流的冷凝组分（12)的体积流可随着离开第一冷却阶段、包含供给物料并被供给脱氢作 用的气流（5)的温度以自动方式变化，所述冷凝组分从储存设备（20)被供给第一和/或第 二冷却阶段。
11. 根据权利要求10所述的用于生产烯烃的装置，其特征在于，所述储存设备（20)包 含容器（23)和/或至少一个用于分离来自吸附器（40)的气流的冷凝组分（12)的分离器。
12. 根据权利要求11所述的用于生产烯烃的装置，其特征在于，所述装置包含隔热空 间（10)，在该隔热空间中设置冷却设备（14,15,18)，其中容器（23)设置于隔热空间（10) 的外部。
13. 根据权利要求10至12任一项所述的用于生产烯烃的装置，其特征在于，在来自 吸附器（40)的气流（12)的冷凝组分的流路中设置有泵（50)，所述泵将来自吸附器的气流 (12) 的冷凝组分运输至至少一个冷却设备（14,15,18)中。
14. 根据权利要求10至13任一项所述的用于生产烯烃的装置，其特征在于，所述至 少一个冷却设备（14,15,18)具有用于混合循环气流（4)与供给物料（1)以形成混合气流 (13) 的混合设备（16,17)。
【文档编号】C07C5/327GK104326857SQ201410418180
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年7月17日 优先权日:2013年7月18日
【发明者】B·克莱因, T·特罗特 申请人:林德股份公司