[发明专利]由丁烷制丙烯的生产

说明书

本申请是申请日为2010年3月23日、申请号为201080003614.5且发明名称为“由丁烷制丙烯的生产”的中国发明专利申请的分案申请。

本发明涉及一种工业化学工艺中用于制备烯烃的改进方法，更具体地涉及一种用于由包含丁烷的C4流制备丙烯和丁二烯的改进方法。

背景

高纯度烯烃，如丙烯和丁二烯，传统上通过蒸气裂解和/或催化裂解的方法制备。例如，丙烯通常以乙烯工厂的主要副产物之一的形式或者以采用流化催化裂解器的炼油厂的次要副产物的形式被制备。因为现有工业系统有限的效率和石油资源的高成本，制备高纯度烯烃的成本正在不断地增长。

在聚丙烯的制备中需要聚合级丙烯，聚合级丙烯可用于其他丙烯衍生物的制备。聚合级丙烯的特征在于具有非常低的杂质浓度，所述杂质包括少量的链烷烃(饱和烃)如丙烷、乙烷和丁烷。不同于聚合级丙烯，商业化学级丙烯的特征在于饱和烃较高的浓度。典型的化学级丙烯的纯度范围为95％至99.0％丙烯，而对聚合级丙烯，纯度典型地高于99.5％。

在商业化学工厂中经常制备的另一种烯烃是丁二烯。丁二烯是一种通用原材料，其用于非常多种合成橡胶、聚合物树脂和化学中间体的制备。丁二烯的最大用途是制备丁苯橡胶和聚丁二烯橡胶，它们主要被用于轮胎产品。丁二烯也是下列产品的制备中使用的组分之一：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-丁二烯共聚物胶乳，苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物和丁腈橡胶。

丙烯的直接制备工艺包括具体地针对C₄烃至丙烯的转化的技术，如鲁姆斯科技公司(Lummus Technology，Inc.)的烯烃转化技术(Olefins Conversion Technology，OCT)和CATOFINB脱氢工艺。在OCT工艺中，来自C₄原料的正丁烯与乙烯在固定床催化复分解反应器中反应生成聚合级丙烯。在OCT工艺中催化剂促进两个主要的化学反应：(1)乙烯和2-丁烯复分解形成丙烯；以及(2)随着2-丁烯在复分解反应中被消耗，1-丁烯被异构化为2-丁烯。CATOFINB脱氢工艺使用带有催化剂的固定床反应器，所述催化剂被选择为使丙烷至丙烯的转化最优化。

其他制备丙烯的方法也已经被描述过。例如，美国专利号6,420,619描述了使用C₃-C₆烃馏分的按序蒸馏、加氢和异构化来制备丙烯，C₃-C₆烃馏分来自形成2-丁烯的裂化方法。之后，2-丁烯与乙烯催化复分解形成丙烯。美国专利号7,074,976描述了从烯烃制备丙烯的方法，所述方法使用加氢、异构化和歧化的组合以形成直链内烯烃。之后，直链内烯烃被转化为丙烯。

丁二烯可以使用CATADIENEB工艺制备。这个技术是用于轻质烃催化脱氢制备相同碳数的二烯烃的单步方法。使用CATADIENEB工艺，可以将C₄原料转化为丁二烯。其他的丁二烯制备工艺也已经被描述。例如，美国专利号7,417,173描述了用正丁烷制备丁二烯的方法，所述方法使用脱氢、冷凝和相分离以制备基本上由丁二烯组成的产物流。

在上面讨论的丙烯或丁二烯的制备工艺中，没有一个描述了将包含丁烷的低价值原料转化同时制备丙烯和丁二烯。在工业上，对工业化学工艺中用于制备如丙烯和丁二烯的烯烃的改进、经济而有效的方法，存在正在发展而尚未被满足的需求。本发明通过在组合工艺中同时制备丙烯和丁二烯克服了现有技术的缺陷。

发明概述

本发明涉及一种工业化学工艺中用于制备烯烃的改进方法，更具体地涉及一种从主要包含丁烷的C₄流制备丙烯和丁二烯的改进方法。

一方面，本发明涉及一种用于制备烯烃的方法，所述方法包括以下步骤：提供包含丁烷的原料。丁烷原料被引入能够将丁烷转化为丁烯和丁二烯的脱氢单元，例如CATADIENEB脱氢单元，以制备脱氢单元产物流。来自脱氢单元的产物流包含丁二烯和丁烯。在例如丁二烯提取单元中，将丁二烯与丁烯分离，制备包含丁烯和残留丁二烯的提余液流。将提余液流中的丁烯进料至烯烃转化单元，例如OCT单元，在那里该流中的2-丁烯与乙烯合并并转化为丙烯。可以在脱丁烷塔中将丙烯产物与未反应的丁烯和丁烷分离，并且可以将所分离的丁烯和丁烷再循环回到脱氢单元以提高方法的总产率。