[发明专利]结合水煤气变换反应的蒸汽脱烷基化的方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有至少6个碳原子的烃类馏份(C₆₊馏份)和/或具有至少7个碳原子的烃类馏份(C₇₊馏份)在用于由含烃进料产生烃类的设备内进行蒸汽脱烷基化的气态反应产物的处理方法，其中主要产生氢气、一氧化碳、二氧化碳和甲烷作为蒸汽脱烷基化的气态反应产物。

背景技术

在用于由含烃进料产生烃类的设备内产生由具有不同数量的碳原子及不同分子结构的烃类组成的混合物。将该混合物在用于由含烃进料产生烃类的设备内分离成单独的烃类产物。

取决于各种分离顺序及用于由含烃进料产生烃类的设备的类型，产生具有至少6个碳原子的烃类馏份(C₆₊馏份)和/或具有至少7个碳原子的烃类馏份(C₇₊馏份)。这些馏份含有芳烃作为可经济使用的产物，其用作合成许多塑料的起始物质，并用于提高汽油的抗爆值。

为了获得C₆₊馏份的可经济使用的产物，特别是苯，并实现尽可能最大的产率，根据现有技术采用以下方法。将C₆₊馏份分离成主要由具有6个碳原子的烃类组成的馏份(C₆馏份)及C₇₊馏份。由C₆馏份可以直接分离出可经济使用的产物苯。利用液-液萃取由C₇₊馏份分离出直链烃，并作为所谓的萃余液进一步加工。由直链烃释放的C₇₊馏份现在主要含有具有7至8个碳原子的芳烃，并分离成主要由具有7个碳原子的烃类组成的馏份(主要是甲苯)以及主要由具有8个碳原子的烃类组成的馏份(主要是二甲苯)。该主要由具有8个碳原子的烃类组成的馏份作为进料物质输送至用于获得对二甲苯的过程。该主要由具有7个碳原子的烃类组成的馏份作为进料输送至用于氢脱烷基化的过程。

例如WO 2005/071045描述了此类用于氢脱烷基化的方法。在存在催化剂的情况下于400℃至650℃的温度及20巴至40巴的压力下使烃类与氢气接触，其中氢气以烃类的3至6倍摩尔过量存在。在这些条件下，从各种经烷基化的芳烃(例如甲苯)分解掉烷基，从而形成苯及各种烷烃(例如甲烷)。

在烃类的氢脱烷基化期间氢气的消耗对于这些根据现有技术用于获得苯的方法的经济性具有负面影响。

在一个选择性的方法中，对C₆₊馏份和/或C₇₊馏份实施蒸汽脱烷基化(例如参见已提交的德国专利申请DE 10 2006 058 528.3或DE 10 2006058 529.1)。在对C₆₊馏份和/或C₇₊馏份实施蒸汽脱烷基化时，除了诸如一氧化碳和二氧化碳的反应产物以外，主要产生两种可利用的产物苯和氢气。因此在生产所期望的有价值的产物苯和有价值的副产物氢气的同时仅需要廉价的水蒸汽作为蒸汽脱烷基化的进料物质。

在该根据现有技术的方法中，来自各种烃类馏份的烃类与水蒸汽在气相中于固体催化剂上反应。在此，烃类和水蒸汽在诸如管的装置内于固体催化剂上经过，其中催化剂位于该装置的内部，例如管内部。该装置从外部输入蒸汽脱烷基化所需的反应热，例如通过使气态反应副产物一氧化碳和甲烷与空气燃烧。根据现有技术，进料物质的温度对应于反应产物的温度，并且在400℃至600℃的范围内。该装置内部的催化剂材料主要由以下物质组成：多孔载体材料，如γ-Al₂O₃、镁铝尖晶石和/或Cr₂O₃，以及位于载体材料表面上的活性组份，如负载量(Beladung)为0.1至1.0重量％的Rh和/或负载量为0.2至2.0重量％的Pd。由蒸汽脱烷基化的气态反应产物在预先压缩之后经过压力交换吸附而将可经济地利用的氢气与诸如一氧化碳、二氧化碳及甲烷的反应副产物分离。

根据现有技术，从气态反应产物仅分离出有价值的产物氢气，而剩余的气态反应产物用作燃料气体。

发明内容

因此，本发明的目的是优化蒸汽脱烷基化的气态反应产物的处理方法，从而提高有价值的产物氢气的含量。

该目的是通过如下方式解决的：全部或至少部分地将气态反应产物作为进料送入用于实施水煤气变换反应的方法中，其中在水煤气变换反应中由一氧化碳和水反应形成反应产物二氧化碳和氢气。通过根据本发明的方法不仅在蒸汽脱烷基化期间而且额外地在水煤气变换反应中形成有价值的产物氢气。与现有技术相比，由此显著提高有价值的产物氢气的总量。