[发明专利]用于将乙烷氧化脱氢为乙烯的方法

说明书

本发明涉及用于将乙烷氧化脱氢为乙烯的方法。用于将乙烷氧化 脱氢(ODH)为乙烯的方法在本领域中是已知的，被视为目前乙烯生产方 法如蒸汽裂化和自热裂化(ATC)方法的潜在替代方案。蒸汽裂化和ATC 方法产生除乙烯以外的多种其它产物(因此要求随后的分离)和要求高 能量输入。

在用于将乙烷氧化脱氢的方法中，乙烯是主要产物，通常伴有少 量一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO₂)作为副产物。已知ODH方法的例子公 开于US2010/O256432中，其中的教导在此作为参考引入。

用于将乙烷氧化脱氢的已知方法的问题在于形成大量乙酸，导致 降低的乙烯选择性。通常，如果乙酸不是预期产物之一和如果乙烯选 择性有待改善，则乙酸需要在发生加氢之前使用例如氢氧化钠中和。

本发明的一个目标是克服或最小化上述问题。

本发明的另一个目标是提供用于将乙烷氧化脱氢为乙烯的替代方 法。

一个或多个上述或其它目标可以通过提供用于将乙烷氧化脱氢为 乙烯的方法来实现，所述方法至少包括以下步骤：

(a)提供包含乙烷的物流；

(b)使步骤(a)中提供的包含乙烷的物流经历氧化脱氢，由此获得 至少包含乙烯、水和乙酸的物流；

(c)从步骤(b)中获得的物流分离乙酸，由此获得浓缩的乙酸物流 和第一富含乙烯的物流；

(d)使步骤(c)中获得的浓缩的乙酸物流经历加氢，由此获得包含 乙醇的物流；和

(e)使步骤(d)中获得的包含乙醇的物流经历脱水，由此获得第二 富含乙烯的物流。

已经令人惊奇地发现，由于在本发明方法过程中所形成的所有乙 酸均可转化为乙烯，使得本发明方法导致提高的乙烯产量。

在步骤(a)中，提供包含乙烷的物流。优选地，步骤(a)中提供的 包含乙烷的物流包含5-95vol％的乙烷，优选至少50vol％，更优选至少 60vol％。包含乙烷的物流中的乙烷量通常取决于例如包含乙烷的物流 的来源以及在步骤(b)的氧化脱氢步骤中是否使用空气或更纯的O₂-物 流。

尽管本领域技术人员容易理解也可以单独添加O₂，优选O₂(以空气 或更浓的O₂-物流的形式)已经加入步骤(a)中提供的包含乙烷的物流 中，之后使所述物流经历步骤(b)中的氧化脱氢步骤。在后一情况中， 步骤(a)中提供的包含乙烷的物流包含1-40vol％的O₂，优选最多 30vol％，更优选最多25vol％。进一步优选步骤(a)中提供的包含乙烷 的物流包含最多10vol％的N₂，优选最多5.0vol％，更优选最多1.0vol％。 最优选地，步骤(a)中提供的包含乙烷的物流完全不包含N₂。

在步骤(b)中，使步骤(a)中提供的包含乙烷的物流经历氧化脱氢 (ODH)，由此获得至少包含乙烯、水和乙酸的物流。由于本领域技术人 员熟悉乙烷的氧化脱氢(包括选择恰当的催化剂和条件)，在这里不作 详细讨论。仅作为例子，乙烷的氧化脱氢描述在M.M.Bhasin等的 "DehydrogenationandOxydehydrogenationofParaffinsto Olefins",AppliedCatalysisA:General221(2001),397-419， 其中的教导在此作为参考引入。在步骤(b)中氧化脱氢期间的温度通常 为300-450℃和压力通常为0.1-40bara。

优选地，步骤(b)中获得的物流包含的乙酸量为步骤(a)中提供的 包含乙烷的物流中存在的乙烷量的0.5-10％，优选最多5.0％

在步骤(c)中，乙酸从步骤(b)获得的物流中分离，由此获得浓缩 的乙酸物流和第一富含乙烯的物流。通常，从步骤(b)获得的物流中分 离乙酸通过水/乙酸分离(例如通过冷凝水和乙酸)和随后蒸馏来进行。 由于本领域技术人员容易理解如何实现这一点，因此不作进一步详细 讨论。

优选地，步骤(c)中获得的浓缩的乙酸物流包含至少5vol％的乙 酸，优选至少10vol％，更优选至少50vol％，或甚至至少80vol％或至 少95vol％。