專利名稱：蒸汽脫烷基化的溫度控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有至少6個(gè)碳原子的烴類餾份(Q+餾份)和/或具有至 少7個(gè)碳原子的烴類餾份(C7+餾份)在用于由含烴進(jìn)料產(chǎn)生烴類的設(shè)備 內(nèi)的裝填有催化劑材料并從外部加熱的裝置內(nèi)進(jìn)行蒸汽脫烷基化的溫度 控制方法。
背景技術(shù)：
在用于由含烴進(jìn)料產(chǎn)生烴類的設(shè)備內(nèi)產(chǎn)生由具有不同數(shù)量的碳原子 及不同分子結(jié)構(gòu)的烴類組成的混合物。將該混合物在用于由含烴進(jìn)料產(chǎn) 生烴類的設(shè)備內(nèi)分離成單獨(dú)的烴類產(chǎn)物。取決于各種分離順序及用于由含烴進(jìn)料產(chǎn)生烴類的設(shè)備的類型，產(chǎn) 生具有至少6個(gè)碳原子的烴類餾份(C6+餾份)和/或具有至少7個(gè)碳原子 的烴類餾份(C7+餾份)。這些餾份含有芳烴作為可經(jīng)濟(jì)使用的產(chǎn)物，其 用作合成許多塑料的起始物質(zhì)，并用于提高汽油的抗爆值。為了獲得C6+餾份的可經(jīng)濟(jì)使用的產(chǎn)物，特別是苯，并實(shí)現(xiàn)盡可能最 大的產(chǎn)率，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)采用以下方法。將C6+餾份分離成主要由具有6個(gè)碳原子的烴類組成的餾份(C6餾份)及C7+餾份。由C6餾份可以直接 分離出可經(jīng)濟(jì)使用的產(chǎn)物苯。利用液-液萃取由C7+餾份分離出直鏈烴， 并作為所謂的萃余液進(jìn)一步加工。由直鏈烴釋放的C7+餾份現(xiàn)在主要含有具有7至8個(gè)碳原子的芳烴，并分離成主要由具有7個(gè)碳原子的烴類組 成的餾份(主要是甲苯)以及主要由具有8個(gè)碳原子的烴類組成的餾份 (主要是二甲苯)。該主要由具有8個(gè)碳原子的烴類組成的餾份作為進(jìn)料 物質(zhì)輸送至用于獲得對(duì)二甲苯的過(guò)程。該主要由具有7個(gè)碳原子的烴類 組成的餾份作為進(jìn)料輸送至用于氫脫烷基化的過(guò)程。例如WO 2005/071045描述了此類用于氫脫烷基化的方法。在存在 催化劑的情況下于40(rC至65(TC的溫度及20巴至40巴的壓力下使烴類 與氫氣接觸，其中氫氣以烴類的3至6倍摩爾過(guò)量存在。在這些條件下， 從各種經(jīng)烷基化的芳烴(例如甲苯)分解掉烷基，從而形成苯及各種烷 烴(例如甲烷)。在烴類的氫脫垸基化期間氫氣的消耗對(duì)于這些根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)用于獲 得苯的方法的經(jīng)濟(jì)性具有負(fù)面影響。在一個(gè)選擇性的方法中，對(duì)C6+餾份和/或C7+餾份實(shí)施蒸汽脫垸基化(例如參見已提交的德國(guó)專利申請(qǐng)DE 10 2006 058 528.3或DE 10 2006 058 529.1)。在對(duì)C6+餾份和/或C7+餾份實(shí)施蒸汽脫烷基化時(shí)，除了諸如 一氧化碳和二氧化碳的反應(yīng)產(chǎn)物以外，主要產(chǎn)生兩種可利用的產(chǎn)物苯和 氫氣。因此在生產(chǎn)所期望的有價(jià)值的產(chǎn)物苯和有價(jià)值的副產(chǎn)物氫氣的同 時(shí)僅需要廉價(jià)的水蒸汽作為蒸汽脫垸基化的進(jìn)料物質(zhì)。在該根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的方法中，來(lái)自各種烴類餾份的烴類與水蒸汽在 氣相中于固體催化劑上反應(yīng)。在此，將烴類和水蒸汽轉(zhuǎn)化為氣相，混合， 隨后通入一個(gè)諸如管的裝置內(nèi)。該裝置的內(nèi)部，例如管內(nèi)部，裝填有固 體催化劑材料，氣態(tài)反應(yīng)物在此流過(guò)。該裝置從外部輸入蒸汽脫烷基化 所需的反應(yīng)熱，例如通過(guò)使氣態(tài)反應(yīng)副產(chǎn)物一氧化碳和甲垸與空氣燃燒。 根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，進(jìn)料物質(zhì)的溫度對(duì)應(yīng)于反應(yīng)產(chǎn)物的排出溫度，因而對(duì)應(yīng) 于該裝置內(nèi)的反應(yīng)溫度。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，進(jìn)入溫度或排出溫度在400°C 至60(TC的范圍內(nèi)。在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的所述用于蒸汽脫烷基化的方法中，從外部加熱的 裝置的入口區(qū)域出現(xiàn)溫度下降的現(xiàn)象(下文中將該裝置內(nèi)首先通入氣態(tài) 反應(yīng)產(chǎn)物的裝填有催化劑材料的部分稱為該裝置的入口區(qū)域)。在該裝置 的入口區(qū)域內(nèi)開始烴類與水蒸汽在消耗熱量的情況下的脫烷基化反應(yīng)。由此使此處催化劑材料內(nèi)的溫度下降至明顯低于進(jìn)料物質(zhì)的進(jìn)入溫度的 無(wú)法有效實(shí)施脫烷基化反應(yīng)的溫度水平上。為了使溫度重新上升至反應(yīng)溫度或排出溫度的水平上或者保持在該水平上，從而有效地實(shí)施脫烷基 化反應(yīng)，必須以不利的方式于局部輸入過(guò)量的熱量。此類于局部更大量 供熱的措施需要更高的裝置方面的費(fèi)用，并且對(duì)待輸入該裝置的總熱量 產(chǎn)生不利影響?，F(xiàn)有技術(shù)中的一個(gè)可選擇的方案無(wú)需于局部更大量地供 熱。其結(jié)果是，進(jìn)料物質(zhì)以更長(zhǎng)的時(shí)間停留在低于最佳反應(yīng)溫度的溫度 水平上，因此在更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)降低了脫垸基化反應(yīng)的效率。在根據(jù)現(xiàn)有 技術(shù)的該方法中，為了達(dá)到進(jìn)料物質(zhì)的相同的轉(zhuǎn)化率，必須增大該裝置 的尺寸，例如管長(zhǎng)度。此類增大裝置尺寸的措施導(dǎo)致待用昂貴的催化劑 材料裝填的體積增大，因此對(duì)該設(shè)備的成本產(chǎn)生不利影響。發(fā)明內(nèi)容因此本發(fā)明的目的在于提供前述類型的方法，從而可以避免在局部 更大量供熱至該裝置內(nèi)，并且在此無(wú)需增大該裝置的尺寸。該目的是根據(jù)本發(fā)明以如下方式解決的使蒸汽脫垸基化的進(jìn)料物 質(zhì)的進(jìn)入溫度高于蒸汽脫烷基化的產(chǎn)品混合物的排出溫度。通過(guò)升高蒸汽脫烷基化的進(jìn)料物質(zhì)的進(jìn)入溫度至高于產(chǎn)品混合物的 排出溫度，在整個(gè)裝置內(nèi)實(shí)現(xiàn)均勻的溫度分布，從而使待輸入的總熱量 最小化。若將根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)入溫度高于排出溫度的進(jìn)料物質(zhì)通入該裝 置內(nèi)，即進(jìn)入溫度高于反應(yīng)溫度，則氣態(tài)進(jìn)料物質(zhì)的溫度和在該裝置的 入口區(qū)域內(nèi)已形成的反應(yīng)產(chǎn)物的溫度僅降低至所期望的反應(yīng)溫度。在隨 后的過(guò)程中必須僅輸入保持反應(yīng)溫度所需的熱量至該裝置。通過(guò)采用根 據(jù)本發(fā)明的方法，可使該裝置內(nèi)為此所需的熱需求明顯更均勻地分布， 同時(shí)還使待輸入至該裝置的總熱量最小化。此外，該裝置內(nèi)不存在溫度 下降至低于最佳反應(yīng)溫度的位點(diǎn)，從而在該裝置內(nèi)不存在脫烷基化的轉(zhuǎn) 化率由于溫度水平不足而受到不利影響的位點(diǎn)。由此可以避免增大裝置 尺寸，并實(shí)現(xiàn)緊湊的結(jié)構(gòu)類型。蒸汽脫烷基化的進(jìn)料物質(zhì)的進(jìn)入溫度有利地高于催化劑材料內(nèi)的平 均溫度。通過(guò)采用根據(jù)本發(fā)明的方法，使該裝置垂直于反應(yīng)物流動(dòng)方向的橫截面上的平均溫度在整個(gè)裝置內(nèi)除入口區(qū)域外都幾乎是恒定的，并 且等于蒸汽脫烷基化的產(chǎn)品混合物的排出溫度。針對(duì)性地，蒸汽脫烷基化的進(jìn)料物質(zhì)的進(jìn)入溫度低于650°C，優(yōu)選 低于60(TC，特別優(yōu)選低于55(TC，而產(chǎn)品混合物的排出溫度在40(TC至 500。C的范圍內(nèi)，優(yōu)選在42(TC至48(TC的范圍內(nèi)，特別優(yōu)選在43(TC至 47(TC的范圍內(nèi)。利用由催化劑材料裝填及加熱的裝置的加熱設(shè)備的余熱將蒸汽脫烷 基化的進(jìn)料物質(zhì)加熱至進(jìn)入溫度，被證明是有利的。在本發(fā)明的一個(gè)特 別優(yōu)選的實(shí)施方案中，通過(guò)燃燒產(chǎn)生蒸汽脫垸基化所需的熱量，并通過(guò) 與燃燒的廢氣進(jìn)行熱交換而加熱蒸汽脫烷基化的進(jìn)料物質(zhì)。由此適當(dāng)?shù)?利用加熱設(shè)備的余熱，并且蒸汽脫垸基化的進(jìn)料物質(zhì)的預(yù)熱無(wú)需額外的 熱量，從而進(jìn)一步使待輸入至該過(guò)程的總熱量最小化。在本發(fā)明的一個(gè)更優(yōu)選的實(shí)施方案中，將各種烴類餾份和水蒸汽作 為氣相中的混合物在進(jìn)入該裝置內(nèi)之前直接加熱至進(jìn)入溫度。通過(guò)本發(fā)明尤其是能夠避免復(fù)雜地于局部更大量供熱至該裝置，同 時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)緊湊的結(jié)構(gòu)類型。
權(quán)利要求
1、具有至少6個(gè)碳原子的烴類餾份(C6+餾份)和/或具有至少7個(gè)碳原子的烴類餾份(C7+餾份)在用于由含烴進(jìn)料產(chǎn)生烴類的設(shè)備內(nèi)的裝填有催化劑材料并從外部加熱的裝置內(nèi)進(jìn)行蒸汽脫烷基化的溫度控制方法，其特征在于，使蒸汽脫烷基化的進(jìn)料物質(zhì)的進(jìn)入溫度高于蒸汽脫烷基化的產(chǎn)品混合物的排出溫度。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述蒸汽脫烷基化的 進(jìn)料物質(zhì)的進(jìn)入溫度高于所述催化劑材料內(nèi)作為平均溫度獲得的溫度。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述蒸汽脫烷基 化的進(jìn)料物質(zhì)的進(jìn)入溫度低于650°C，優(yōu)選低于600°C，特別優(yōu)選低于 550 °C。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，所述產(chǎn)品混 合物的排出溫度在40(TC至50(TC的范圍內(nèi)，優(yōu)選在420'C至480'C的范 圍內(nèi)，特別優(yōu)選在43(TC至47(TC的范圍內(nèi)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，利用由催化 劑材料裝填及加熱的裝置的加熱設(shè)備的余熱將所述蒸汽脫烷基化的進(jìn)料 物質(zhì)加熱至所述進(jìn)入溫度。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，通過(guò)燃燒產(chǎn) 生所述蒸汽脫垸基化所需的熱量，并通過(guò)與燃燒的廢氣進(jìn)行熱交換而加 熱所述蒸汽脫烷基化的進(jìn)料物質(zhì)。7、根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，將各種烴類餾份和水蒸汽作為氣相中的混合物在進(jìn)入所述裝置內(nèi)之前直接加熱至所 述進(jìn)入溫度。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有至少6個(gè)碳原子的烴類餾份(C₆₊餾份)和/或具有至少7個(gè)碳原子的烴類餾份(C₇₊餾份)在用于由含烴進(jìn)料產(chǎn)生烴類的設(shè)備內(nèi)的裝填有催化劑材料并從外部加熱的裝置內(nèi)進(jìn)行蒸汽脫烷基化的溫度控制方法。各種烴類餾份與水蒸汽在氣相中混合，并在該裝置內(nèi)的固體催化劑上流過(guò)。進(jìn)料物質(zhì)的進(jìn)入溫度高于反應(yīng)產(chǎn)物的排出溫度。
文檔編號(hào)C10G11/00GK101235317SQ200710180088
公開日2008年8月6日 申請(qǐng)日期2007年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月26日
發(fā)明者H·弗里茨, V·格克 申請(qǐng)人:林德股份公司