[其他]应用氧化再加热的烃脱氢方法

说明书

本发明是关于烃的转化方法，特别是关于烷基芳香烃的催化脱氢方法。本发明的方法的较佳应用是乙基苯脱氢转化为苯乙烯，本发明具体地是关于在吸热反应过程中将反应物在串联起来使用的几个催化剂床层之间重新加热至所需的温度的方法，本发明也是关于通过氢气的氧化而加热反应物的选择性氢氧化催化剂的使用。

在现有技术中已较好地描述了将无环烃或芳香烃转化为相应较低饱和产物的烃类脱氢方法。例如，工业上应用脱氢方法从乙基苯生产苯乙烯，以满足对这个聚合物母体的相当大的需要，产物苯乙烯能自身聚合或与丁二烯、异戊二烯、丙烯腈等等共聚。烷基芳香烃的脱氢过程常常结合着一个产生烷基芳香烃的烷基化过程。

W.N.Root等人发表的第3515766号美国专利和D.J.Ward发表的第3409689号美国专利是有关包括乙基苯在内的烷基芳香烃催化蒸汽脱氢方法的典型现有技术。这些参考文献阐述了往原料烃中混合过热蒸汽和在脱氢催化剂的连续床层之间使附加量的过热蒸汽与反应物混合。这些参考文献还说明了全过程流程图，本发明的方法可以并入此流程图。正如第3223743号美国专利所描述的那样，在不同的催化剂床层中可以使用不同的脱氢催化剂。

在现有技术中，众所周知，把氧气通入脱氢区域，使氧气与脱氢反应过程中释放的氢气反应，从而释放热量并消耗氢气。在应用这些技术的现有工艺中，试图利用一种氢氧化催化剂选择性地氧化氢气，而不氧化同时存在于脱氢区域中的原料烃和产物烃。例如，R.E.Reitmeier等人发表的第3437703号美国专利公开了一种脱氢方法，它利用氧化催化剂和脱氢催化剂的混合物均相催化系统，或利用被称之为“多级床层体系”的各自独立的催化剂床层的层状系统。同样，J.C.Mendelsohn等人发表的第3855330号美国专利公开了一种使用脱氢催化剂和氧化催化剂的连续床层的脱氢工艺。根据这些参考文献的说明，只能在原料烃基本上转化后通入氧气较好。在这些参考文献中说明，氧气最好不与脱氢催化剂接触，所加入的氧气大部分或全部在氧化催化剂床层内消耗。

J.R.Ghublikian发表的第3502737号美国专利介绍了一种乙基苯脱氢的方法，它简要说明通过仔细地控制所存在的氧气量和减少用于反应区域中的蒸汽来保持催化剂的活性和稳定性。在仔细控制的方法中，含氧气体，如空气，在最初点或中间点供给。可以确信，这份参考文献所说明的方法限于使用由氢氧化催化剂和脱氢催化剂机械混合物组成的催化剂体系，相信氧的存在能有利于防止脱氢催化剂催化活性点表面上碳的沉积。

B.V.Vora发表的第4376225号美国专利描述了一种催化脱氢方法，在这个方法中用选择性氢氧化作为部分中间再加热的方法。选择性氧化在传统的间接热交换后进行。为了将反应物处于高温下的时间减至最少并从而使热降解反应降至最低程度，选择性氧化通常在脱氢催化剂床层的进口附近进行。

C.LO等人发表的第3904703号美国专利描述了一种用脱氢催化剂和氧化催化剂交替床层的脱氢方法。此参考文献说明，通过在每个氧化层后插入吸附剂层以除去氧化剂层中产生的水份，从而改善了操作。吸附剂能在催化剂周期性再生时再生。由于把在脱氢过程中经周期性再生催化剂释放的氧气用作氧气源，所以无需在过程中加入空气作为氧气源。

本发明提出了一种方法，将传统的脱氢方法改成一个先进的氧化再加热中间再加热法。而在以前，传统的脱氢方法使用间接热交换或添加蒸汽以提供必需的中间加热。本发明的方法无论产率或转化率均优于现有技术的间接热交换的中间加热法。使用本发明将得到有益的效果，在新的工艺装置中通过选择性地使用不同的脱氢催化剂，改善了催化剂活性。在本发明中，将一个较小的脱氢催化剂床层安置在用于再加热步骤的选择性氢氧化催化剂床层附近。在此方法中，反应物与脱氢催化剂接触，并在离开氧化催化剂床层时立即冷却。只有在冷却步骤后，反应物才通过管道输送到主脱氢催化剂床层。因此，用减少在最初冷却之前反应物的停留时间和降低在主脱氢作用步骤之前反应物所经受的温度的方法，使产生杂质的热促进反应下降到最低限度。