專利名稱：蒸汽脫烷基化的溫度控制方法
技術領域：
本發明涉及具有至少6個碳原子的烴類餾份(Q+餾份)和/或具有至 少7個碳原子的烴類餾份(C7+餾份)在用于由含烴進料產生烴類的設備 內的裝填有催化劑材料并從外部加熱的裝置內進行蒸汽脫烷基化的溫度 控制方法。
背景技術：
在用于由含烴進料產生烴類的設備內產生由具有不同數量的碳原子 及不同分子結構的烴類組成的混合物。將該混合物在用于由含烴進料產 生烴類的設備內分離成單獨的烴類產物。取決于各種分離順序及用于由含烴進料產生烴類的設備的類型，產 生具有至少6個碳原子的烴類餾份(C6+餾份)和/或具有至少7個碳原子 的烴類餾份(C7+餾份)。這些餾份含有芳烴作為可經濟使用的產物，其 用作合成許多塑料的起始物質，并用于提高汽油的抗爆值。為了獲得C6+餾份的可經濟使用的產物，特別是苯，并實現盡可能最 大的產率，根據現有技術采用以下方法。將C6+餾份分離成主要由具有6個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 分離出可經濟使用的產物苯。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一步加工。由直鏈烴釋放的C7+餾份現在主要含有具有7至8個碳原子的芳烴，并分離成主要由具有7個碳原子的烴類組 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個碳原子的烴類組成的餾份作為進料 物質輸送至用于獲得對二甲苯的過程。該主要由具有7個碳原子的烴類 組成的餾份作為進料輸送至用于氫脫烷基化的過程。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倍摩爾過量存在。在這些條件下， 從各種經烷基化的芳烴(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于這些根據現有技術用于獲 得苯的方法的經濟性具有負面影響。在一個選擇性的方法中，對C6+餾份和/或C7+餾份實施蒸汽脫垸基化(例如參見已提交的德國專利申請DE 10 2006 058 528.3或DE 10 2006 058 529.1)。在對C6+餾份和/或C7+餾份實施蒸汽脫烷基化時，除了諸如 一氧化碳和二氧化碳的反應產物以外，主要產生兩種可利用的產物苯和 氫氣。因此在生產所期望的有價值的產物苯和有價值的副產物氫氣的同 時僅需要廉價的水蒸汽作為蒸汽脫垸基化的進料物質。在該根據現有技術的方法中，來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。在此，將烴類和水蒸汽轉化為氣相，混合， 隨后通入一個諸如管的裝置內。該裝置的內部，例如管內部，裝填有固 體催化劑材料，氣態反應物在此流過。該裝置從外部輸入蒸汽脫烷基化 所需的反應熱，例如通過使氣態反應副產物一氧化碳和甲垸與空氣燃燒。 根據現有技術，進料物質的溫度對應于反應產物的排出溫度，因而對應 于該裝置內的反應溫度。根據現有技術，進入溫度或排出溫度在400°C 至60(TC的范圍內。在根據現有技術的所述用于蒸汽脫烷基化的方法中，從外部加熱的 裝置的入口區域出現溫度下降的現象(下文中將該裝置內首先通入氣態 反應產物的裝填有催化劑材料的部分稱為該裝置的入口區域)。在該裝置 的入口區域內開始烴類與水蒸汽在消耗熱量的情況下的脫烷基化反應。由此使此處催化劑材料內的溫度下降至明顯低于進料物質的進入溫度的 無法有效實施脫烷基化反應的溫度水平上。為了使溫度重新上升至反應溫度或排出溫度的水平上或者保持在該水平上，從而有效地實施脫烷基 化反應，必須以不利的方式于局部輸入過量的熱量。此類于局部更大量 供熱的措施需要更高的裝置方面的費用，并且對待輸入該裝置的總熱量 產生不利影響。現有技術中的一個可選擇的方案無需于局部更大量地供 熱。其結果是，進料物質以更長的時間停留在低于最佳反應溫度的溫度 水平上，因此在更長的時間內降低了脫垸基化反應的效率。在根據現有 技術的該方法中，為了達到進料物質的相同的轉化率，必須增大該裝置 的尺寸，例如管長度。此類增大裝置尺寸的措施導致待用昂貴的催化劑 材料裝填的體積增大，因此對該設備的成本產生不利影響。發明內容因此本發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，并且在此無需增大該裝置的尺寸。該目的是根據本發明以如下方式解決的使蒸汽脫垸基化的進料物 質的進入溫度高于蒸汽脫烷基化的產品混合物的排出溫度。通過升高蒸汽脫烷基化的進料物質的進入溫度至高于產品混合物的 排出溫度，在整個裝置內實現均勻的溫度分布，從而使待輸入的總熱量 最小化。若將根據本發明的進入溫度高于排出溫度的進料物質通入該裝 置內，即進入溫度高于反應溫度，則氣態進料物質的溫度和在該裝置的 入口區域內已形成的反應產物的溫度僅降低至所期望的反應溫度。在隨 后的過程中必須僅輸入保持反應溫度所需的熱量至該裝置。通過采用根 據本發明的方法，可使該裝置內為此所需的熱需求明顯更均勻地分布， 同時還使待輸入至該裝置的總熱量最小化。此外，該裝置內不存在溫度 下降至低于最佳反應溫度的位點，從而在該裝置內不存在脫烷基化的轉 化率由于溫度水平不足而受到不利影響的位點。由此可以避免增大裝置 尺寸，并實現緊湊的結構類型。蒸汽脫烷基化的進料物質的進入溫度有利地高于催化劑材料內的平 均溫度。通過采用根據本發明的方法，使該裝置垂直于反應物流動方向的橫截面上的平均溫度在整個裝置內除入口區域外都幾乎是恒定的，并 且等于蒸汽脫烷基化的產品混合物的排出溫度。針對性地，蒸汽脫烷基化的進料物質的進入溫度低于650°C，優選 低于60(TC，特別優選低于55(TC，而產品混合物的排出溫度在40(TC至 500。C的范圍內，優選在42(TC至48(TC的范圍內，特別優選在43(TC至 47(TC的范圍內。利用由催化劑材料裝填及加熱的裝置的加熱設備的余熱將蒸汽脫烷 基化的進料物質加熱至進入溫度，被證明是有利的。在本發明的一個特 別優選的實施方案中，通過燃燒產生蒸汽脫垸基化所需的熱量，并通過 與燃燒的廢氣進行熱交換而加熱蒸汽脫烷基化的進料物質。由此適當地 利用加熱設備的余熱，并且蒸汽脫垸基化的進料物質的預熱無需額外的 熱量，從而進一步使待輸入至該過程的總熱量最小化。在本發明的一個更優選的實施方案中，將各種烴類餾份和水蒸汽作 為氣相中的混合物在進入該裝置內之前直接加熱至進入溫度。通過本發明尤其是能夠避免復雜地于局部更大量供熱至該裝置，同 時能夠實現緊湊的結構類型。
權利要求
1、具有至少6個碳原子的烴類餾份(C6+餾份)和/或具有至少7個碳原子的烴類餾份(C7+餾份)在用于由含烴進料產生烴類的設備內的裝填有催化劑材料并從外部加熱的裝置內進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料物質的進入溫度高于蒸汽脫烷基化的產品混合物的排出溫度。
2、 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述蒸汽脫烷基化的 進料物質的進入溫度高于所述催化劑材料內作為平均溫度獲得的溫度。
3、 根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述蒸汽脫烷基 化的進料物質的進入溫度低于650°C，優選低于600°C，特別優選低于 550 °C。
4、 根據權利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，所述產品混 合物的排出溫度在40(TC至50(TC的范圍內，優選在420'C至480'C的范 圍內，特別優選在43(TC至47(TC的范圍內。
5、 根據權利要求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備的余熱將所述蒸汽脫烷基化的進料 物質加熱至所述進入溫度。
6、 根據權利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，通過燃燒產 生所述蒸汽脫垸基化所需的熱量，并通過與燃燒的廢氣進行熱交換而加 熱所述蒸汽脫烷基化的進料物質。7、根據權利要求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入所述裝置內之前直接加熱至所 述進入溫度。
全文摘要
本發明涉及具有至少6個碳原子的烴類餾份(C₆₊餾份)和/或具有至少7個碳原子的烴類餾份(C₇₊餾份)在用于由含烴進料產生烴類的設備內的裝填有催化劑材料并從外部加熱的裝置內進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，并在該裝置內的固體催化劑上流過。進料物質的進入溫度高于反應產物的排出溫度。
文檔編號C10G11/00GK101235317SQ200710180088
公開日2008年8月6日 申請日期2007年12月26日 優先權日2007年1月26日
發明者H·弗里茨, V·格克 申請人:林德股份公司