Получение легких олефинов и изопрена из бутана
Формула / Реферат
1. Способ селективного получения этилена, пропилена и изопрена из легких углеводородов, включающий:
а) фракционирование бутановой фракции в колонне для отгонки изобутана с получением обогащенной изобутановой фракции и обогащенной фракции нормального бутана;
б) осуществление крекинга указанной фракции нормального бутана и, возможно, этановой фракции, возможно, пропановой фракции по меньшей мере в одной зоне некаталитического крекинга с получением богатого олефинами потока;
в) обработку указанного богатого олефинами потока в секции разделения для извлечения потока этилена, потока пропилена, потока 2-бутена;
г) преобразование извлеченного на стадии (а) изобутана в изобутен;
д) осуществление реакции изобутена стадии (г) с формальдегидом с получением изопрена, или
д') осуществление диспропорционирования изобутена стадии (г) и пропилена, извлеченного на стадии (в), или 2-бутена, извлеченного на стадии (в), отделение потока изоамилена и конверсии изоамилена в изопрен путем дегидрирования.
2. Способ селективного получения этилена, пропилена и изопрена из легких углеводородов, включающий:
а) фракционирование бутановой фракции в колонне для отгонки изобутана с получением обогащенной изобутановой фракции и обогащенной фракции нормального бутана;
б) осуществление крекинга указанной фракции нормального бутана и, возможно, этановой фракции, возможно, пропановой фракции по меньшей мере в одной зоне некаталитического крекинга с получением богатого олефинами потока;
в) обработку указанного богатого олефинами потока в секции разделения для извлечения потока этилена, потока пропилена, потока 2-бутена;
г) преобразование извлеченного на стадии (а) изобутана в трет-бутилгидропероксид;
д) осуществление реакции трет-бутилгидропероксида стадии (г) с олефином с получением эпоксида и трет-бутанола и последующее отделение трет-бутанола;
е) осуществление дегидратации трет-бутанола, извлеченного на стадии (д), до изобутена и осуществление реакции указанного изобутена с формальдегидом с получением изопрена, или
осуществление реакции непосредственно трет-бутанола, извлеченного на стадии (д), с формальдегидом с получением изопрена, или
осуществление дегидратации трет-бутанола, извлеченного на стадии (д), до изобутена, затем диспропорционирования указанного изобутена и пропилена, извлеченного на стадии (в), или 2-бутена, извлеченного на стадии (в), отделения потока изоамилена и конверсии изоамилена в изопрен путем дегидрирования, или
осуществление любого сочетания вышеупомянутых операций указанной стадии (е).
3. Способ селективного получения этилена, пропилена и изопрена из легких углеводородов, включающий:
а) фракционирование бутановой фракции в колонне для отгонки изобутана с получением обогащенной изобутановой фракции и обогащенной фракции нормального бутана;
б) осуществление крекинга указанной фракции нормального бутана и, возможно, этановой фракции, возможно, пропановой фракции по меньшей мере в одной зоне некаталитического крекинга с получением богатого олефинами потока;
в) обработку указанного богатого олефинами потока в секции разделения для извлечения потока этилена, потока пропилена;
г) преобразование извлеченного на стадии (а) изобутана в трет-бутилгидропероксид;
д) осуществление разложения трет-бутилгидропероксида стадии (г) до трет-бутанола и осуществление реакции с формальдегидом с получением изопрена.
4. Способ селективного получения этилена, пропилена и изопрена из легких углеводородов, включающий:
а) фракционирование бутановой фракции в колонне для отгонки изобутана с получением обогащенной изобутановой фракции и обогащенной фракции нормального бутана;
б) осуществление крекинга указанной фракции нормального бутана и, возможно, этановой фракции, возможно, пропановой фракции по меньшей мере в одной зоне некаталитического крекинга с получением богатого олефинами потока;
в) обработку указанного богатого олефинами потока в секции разделения для извлечения потока этилена, потока пропилена, потока 2-бутена;
г) преобразование извлеченного на стадии (а) изобутана частично в изобутен и частично в трет-бутилгидропероксид;
д) осуществление реакции изобутена стадии (г) с формальдегидом с получением изопрена, или
д') осуществление диспропорционирования изобутена стадии (г) и пропилена, извлеченного на стадии (в), или 2-бутена, извлеченного на стадии (в), отделения потока изоамилена и конверсии изоамилена в изопрен путем дегидрирования, или
д") осуществление реакции трет-бутилгидропероксида стадии (г) с олефином с получением эпоксида и трет-бутанола и последующее отделение трет-бутанола;
е) осуществление дегидратации трет-бутанола, извлеченного на стадии (д"), до изобутена и осуществление реакции указанного изобутена с формальдегидом с получением изопрена, или
осуществление реакции непосредственно трет-бутанола, извлеченного на стадии (д"), с формальдегидом с получением изопрена, или
осуществление дегидратации трет-бутанола, извлеченного на стадии (д"), до изобутена, затем диспропорционирования указанного изобутена и пропилена, извлеченного на стадии (в), или 2-бутена, извлеченного на стадии (в), отделения потока изоамилена и конверсии изоамилена в изопрен путем дегидрирования, или
осуществление любого сочетания вышеупомянутых операций указанной стадии (е).
5. Способ селективного получения этилена, пропилена и изопрена из легких углеводородов, включающий:
а) фракционирование бутановой фракции в колонне для отгонки изобутана с получением обогащенной изобутановой фракции и обогащенной фракции нормального бутана;
б) осуществление крекинга указанной фракции нормального бутана и, возможно, этановой фракции, возможно, пропановой фракции по меньшей мере в одной зоне некаталитического крекинга с получением богатого олефинами потока;
в) обработку указанного богатого олефинами потока в секции разделения для извлечения потока этилена, потока пропилена, потока 2-бутена;
г) преобразование извлеченного на стадии (а) изобутана частично в изобутен и частично в трет-бутилгидропероксид;
д) осуществление реакции изобутена стадии (г) с формальдегидом с получением изопрена, или
д') осуществление разложения трет-бутилгидропероксида стадии (г) до трет-бутанола и осуществление реакции с формальдегидом с получением изопрена, или
д") осуществление диспропорционирования изобутена стадии (г) и пропилена, извлеченного на стадии (в), или 2-бутена, извлеченного на стадии (в), отделения потока изоамилена и конверсии изоамилена в изопрен путем дегидрирования.
6. Способ по любому из пп.1-5, в котором на стадии (б) в зоне некаталитического крекинга подвергают крекингу фракцию нормального бутана и этановую фракцию.
7. Способ по п.6, в котором фракцию нормального бутана и этановую фракцию подвергают крекингу в двух отдельных зонах некаталитического крекинга.
8. Способ по любому из пп.1-5, в котором на стадии (б) в зоне некаталитического крекинга подвергают крекингу фракцию нормального бутана и пропановую фракцию.
9. Способ по п.8, в котором фракцию нормального бутана и пропановую фракцию подвергают крекингу в двух отдельных зонах некаталитического крекинга.
10. Способ по п.6, в котором на стадии (б) в зоне некаталитического крекинга подвергают крекингу фракцию нормального бутана, этановую фракцию и пропановую фракцию.
11. Способ по п.10, в котором фракцию нормального бутана, этановую фракцию и пропановую фракцию подвергают крекингу в трех отдельных зонах некаталитического крекинга.
12. Способ по п.6 или 7, в котором
сырье легких углеводородов, включающее, по существу, этан, пропан и бутан, фракционируют с получением фракции С3, применяемой в качестве сжиженного нефтяного газа, этановой фракции и бутановой фракции;
этановую фракцию направляют в зону крекинга стадии (б);
бутановую фракцию направляют в колонну для отгонки изобутана стадии (а) для получения обогащенной изобутановой фракции и обогащенной фракции нормального бутана;
указанную фракцию нормального бутана направляют в зону крекинга стадии (б).
Текст
ПОЛУЧЕНИЕ ЛЕГКИХ ОЛЕФИНОВ И ИЗОПРЕНА ИЗ БУТАНА Предложен способ селективного получения этилена, пропилена и изопрена из легких углеводородов, включающий а) фракционирование бутановой фракции в колонне для отгонки изобутана с получением обогащенной изобутановой фракции и обогащенной фракции нормального бутана; б) осуществление крекинга указанной фракции нормального бутана и,возможно, этановой фракции, возможно, пропановой фракции по меньшей мере в одной зоне некаталитического крекинга с получением богатого олефинами потока; в) обработку указанного богатого олефинами потока в секции разделения для извлечения потока этилена, потока пропилена, потока 2-бутена; г) преобразование извлеченного на стадии (а) изобутана в изобутен и д) осуществление реакции изобутена стадии (г) с формальдегидом с получением изопрена или д') осуществление диспропорционирования изобутена стадии (г) и пропилена, извлеченного на стадии (в), или 2-бутена, извлеченного на стадии (в), отделения потока изоамилена и конверсии изоамилена в изопрен путем дегидрирования. Также предложены способы получения этилена,пропилена и изопрена из легких углеводородов, в которых стадии (г)-(д') заменены альтернативными стадиями.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: ТОТАЛ ПЕТРОКЕМИКАЛС РИСЕРЧ ФЕЛЮЙ (BE) Область техники Настоящее изобретение относится к способу получения легких олефинов и изопрена из бутана. Под легкими олефинами понимают этилен и пропилен. Олефины долгое время являются желательными в качестве источника сырья для нефтехимической промышленности. Олефины, такие как этилен, пропилен и бутены, используют при получении широкого разнообразия нефтехимических продуктов, включая, но не ограничиваясь перечисленным, полимеры и изопрен. Изопрен используют в качестве основного химического исходного материала для различных химических продуктов и эластомеров. Уровень техники Метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ) запрещен для смешивания с бензином из-за его отрицательного влияния на окружающую среду при действующем техническом уровне нефтеперерабатывающих заводов. МТБЭ обычно получают путем реакции изобутена и метанола на кислотных катализаторах на основе смол. Изобутен можно получать из существующих потоков нефтеперерабатывающих заводов, подобных фракции С 4, получаемой в установке крекинга с псевдоожиженным слоем катализатора, или из С 4 сырья парового крекинга. Помимо этого изобутена, который получают из побочных продуктов, его можно получать целенаправленно из жидкости (бутанов), получаемой из природного газа на промысле, которую с этой целью дегидрируют с получением изобутена и водорода. Обычно более 30% мирового производства МТБЭ получают из жидкости, получаемой из природного газа на промысле. Многие из этих установок признаны негодными и предназначены к закрытию, тогда как не существует никакой альтернативы для этих установок дегидрирования, связанных с производством МТБЭ. Обычно изопрен получают путем экстракции из пиробензина, который является побочным продуктом парового крекинга лигроина. Выход обычно является очень низким, порядка 1-3% от получаемого этилена. Следовательно, трудно оправдать эту дорогостоящую технологию лишь небольшим объемом выпуска изопрена. Способ отделения изопрена от пиробензина состоит, во-первых, в удалении циклопентадиена путем димеризации и разгонки. Затем отделяют пиперилены путем сверхчеткой ректификации. Последние стадии заключаются в экстрактивной перегонке с использованием растворителя. Кроме того, качество получаемого из пиробензина изопрена трудно гарантировать, так как технические характеристики по отношению к циклопентадиену и пипериленам очень строгие, и эти соединения в изобилии присутствуют в том же пиробензине. Так как пиробензин содержит только небольшое количество изопрена (10-20%), множество побочных продуктов (дициклопентадиен и пиперилен) получают этим же трудоемким способом, тогда как их рыночная ценность не обязательно соответствует изменению рыночной ценности изопрена. Другие пути получения изопрена состоят в отделении изоамиленов из фракций нефтеперерабатывающих заводов и нефтехимических фракций и выполнение дегидрирования до изопрена. Этот способ обычно выполняют на катализаторе из оксида железа, промотированном соединениями калия, при температуре выше 600C в присутствии водяного пара и при пониженном давлении. Так как эта реакция ограничена термодинамическим равновесием, можно получить только частичную конверсию. Изопрен также можно получить из изопентана путем двойного дегидрирования. В еще одном способе изопрен получают в две стадии. На первой стадии изобутен, третичный бутанол, ди-трет-бутиловый эфир, изобутанол, диизобутиловый эфир, метил-трет-бутиловый эфир или этилтрет-бутиловый эфир конденсируют с двумя молекулами формальдегида с образованием диметилоксирана. Диметилоксиран отделяют и очищают. На второй стадии диметилоксиран разлагают при подходящих условиях с образованием изопрена и одной молекулы формальдегида. Усовершенствованием этого двухстадийного способа является одностадийный способ, в котором непосредственно осуществляют реакцию изобутена, трет-бутанола, ди-трет-бутилового эфира, изобутанола, диизобутилового эфира, метилтрет-бутилового эфира или этил-трет-бутилового эфира с формальдегидом с образованием изопрена. Был обнаружен гибкий способ получения этилена, пропилена и изопрена из бутана и, возможно,этана. В указанном способе бутановую фракцию обрабатывают в колонне для отгонки изобутана с получением обогащенной изобутаном фракции и обогащенной нормальным бутаном фракции. Затем обогащенную фракцию нормального бутана, возможно с этановой фракцией, подвергают крекингу в зоне некаталитического крекинга (паровой крекинг) с получением богатого олефинами потока, включающего этилен и пропилен. Возможно осуществлять реакцию н-бутена, содержащегося в указанной богатой олефинами фракции, с этиленом для увеличения выработки пропилена. Обогащенную фракцию изобутана можно дегидрировать до изобутена, затем изобутен реагирует с формальдегидом с получением 4,4-диметил-м-диоксана, который можно далее разложить до изопрена. Обогащенную фракцию изобутана также можно окислить до трет-бутилгидропероксида, указанный третбутилгидропероксид реагирует с олефином (например, пропиленом) с получением эпоксида (например,оксида пропилена) и трет-бутанола. Затем трет-бутанол можно дегидратировать до изобутена или можно осуществлять его реакцию с формальдегидом с получением изопрена. Альтернативно, третбутилгидропероксид можно разложить до трет-бутанола и осуществлять его реакцию с формальдегидом с получением изопрена. Во многих странах имеется углеводородное сырье, включающее этан, пропан и бутан. Пропан имеет высокую ценность в качестве сжиженного нефтяного газа (СНГ), поэтому его отделяют и продают в качестве СНГ, а оставшиеся этан и бутан можно преобразовать в этилен, пропилен и высшие олефины. При паровом крекинге н-бутана получают этилен и пропилен, что является преимуществом настоящего изобретения над обычным паровым крекингом этана, при котором получают только этилен. При паровом крекинге этана количества пропилена часто недостаточно для установки требуемого оборудования для извлечения пропилена. Паровой крекинг изобутана приводит к низким выходам этилена, высоким выходам пропилена и более высокому выходу топливного газа. Паровой крекинг изобутана приводит к значительному выходу жидких (С 5+) продуктов, которые ускоряют закоксовывание змеевиков печи и требуют сложного оборудования масляного охлаждения для минимизации засорения ниже по потоку от печи парового крекинга. Преимущество настоящего изобретения состоит в том, что изобутан отделяют от бутанов перед паровым крекингом. При паровом крекинге н-бутана получают бутены, и реакция метатезиса (или диспропорционирования) между этиленом и бутеном-2 позволяет увеличить выработку пропилена в установке парового крекинга. Паровой крекинг изобутана приводит к высокому выходу изобутена, который разбавлен в других углеводородах, имеющих 4 атома углерода. Присутствие изобутена в реакции метатезиса необходимо минимизировать, так как изобутен приводит к более тяжелым углеводородам и, следовательно, потере возможного бутена-2, благодаря которому можно получать больше пропилена. Это является еще одним преимуществом извлечения изобутана перед паровым крекингом бутана. Описанный выше способ не был описан и не был предложен в уровне техники. В US 5523502 описан объединенный способ селективного получения олефинов из углеводородов,включающий: а) крекинг первого углеводородного сырья в способе глубокого каталитического крекинга, включающий приведение в контакт указанного тяжелого углеводородного сырья с твердым кислотным катализатором в псевдоожижженном или подвижном слое или в линейном реакторе переноса плотной фазы в присутствии пара с получением первого выходящего олефинсодержащего потока; б) крекинг второго углеводородного сырья в способе некаталитического парового крекинга, включающий термический крекинг указанного второго углеводородного сырья в присутствии пара в излучательной зоне печи термического крекинга с получением второго выходящего олефинсодержащего потока; в) объединение указанного первого выходящего олефинсодержащего потока с указанным вторым выходящим олефинсодержащим потоком с получением смешанного выходящего олефинсодержащего потока для обработки ниже по потоку; г) направление рециклом части указанного смешанного выходящего олефинсодержащего потока на стадию (б) парового крекинга в качестве по меньшей мере части указанного второго углеводородного сырья и д) извлечение выходящего потока селективно полученных олефинов из смешанного олефинсодержащего потока, выходящего со стадии обработки ниже по потоку. В указанном способе первое углеводородное сырье выбирают из группы, состоящей из сырой нефти, лигроина, продуктов перегонки нефти, вакуумного газойля, остаточного масла и их смесей, а второе углеводородное сырье включает легкое углеводородное сырье, выбираемое из группы, состоящей из газойлей, лигроинов, бутанов, пропана, этана и их смесей.US 2005/0107650 А 1 относится к способу получения пропилена из углеводородного питающего потока, включающему паровой крекинг углеводорода и последующую обработку этилена, получаемого для производства пропилена. Данное изобретение особенно применимо к питающему потоку, который представляет собой, полностью или главным образом, этан. Более точно, он относится к способу получения пропилена из этана, включающему стадии: а) парового крекинга этана или в основном этанового сырья, в результате которого получают продукт крекинга, содержащий этилен, водород, этан, метан, ацетилен и С 3 и более тяжелые углеводороды; б) обработки указанного продукта крекинга в секции извлечения установки для этилена, включающей удаление указанных водорода, метана и С 3 и более тяжелых углеводородов из этого продукта и превращение указанного ацетилена в этом продукте сначала в этилен, с получением, таким образом, обработанного продукта крекинга, содержащего в основном этилен и этан, а также включающей фракционирование указанного обработанного продукта крекинга в фракционирующем устройстве для С 2 и получение этиленовой фракции и нижней этановой фракции; в) направления рециклом указанной нижней этановой фракции в указанный паровой крекинг; г) проведения реакции димеризации первой части указанной этиленовой фракции в секции димеризации с получением, таким образом, богатого бутеном потока; д) проведения в секции метатезиса реакции метатезиса бутена в указанном богатом бутеном потоке со второй частью указанной этиленовой фракции с получением, таким образом, богатого пропиленом потока и е) отделения пропиленового продукта от указанного богатого пропиленом потока. В US 5026936 описан способ получения пропилена, который включает: а) крекинг олефина С 4 или выше и/или парафинового углеводорода на цеолитовом катализаторе при условиях, благоприятствующих получению этилена и пропилена, с образованием смеси, включающей этилен, пропилен и бутен; б) отделение этилена и бутена от реакционной смеси стадии (а); в) проведение реакции метатезиса указанных этилена и бутена, отделенных из реакционной смеси стадии (а), с образованием дополнительного количества пропилена и г) извлечение пропилена, образованного на стадии (а) и стадии (в). В примере вышеупомянутого патента фракция С 4, подвергаемая крекингу на стадии (а), представляет собой очищенный нефтепродукт 2, включающий в основном н-бутены и 14% парафинов. Очищенный нефтепродукт 1 в основном представляет собой смесь изобутенов, н-бутенов и парафинов. Путем селективной реакции изобутена с метанолом с получением метил-трет-бутилового эфира (МТБЭ) очищенный нефтепродукт 1 преобразуют в очищенный нефтепродукт 2. Сейчас из экологических соображений производство МТБЭ резко уменьшается, таким образом, очищенный нефтепродукт 2 все менее и менее доступен. В US 4091046 описан способ, в котором изоамилен получают из изобутана путем крекинга изобутана, отделения от крекированного продукта потока пропилена и потока изобутена, проведения реакции диспропорционирования между пропиленом и изобутеном и отделения потока изоамилена из диспропорционированного потока. Изоамилен можно преобразовать в изопрен путем дегидрирования. Изобутан можно получить из нормального бутана путем скелетной изомеризации. Этилен, полученный в ходе диспропорционирования, можно димеризовать, а полученные бутилены можно либо ввести обратно в реакцию диспропорционирования, либо дегидрировать до бутадиена. Изобутан, извлеченный из крекированного продукта, так же как и изобутан, извлеченный из диспропорционированного потока, направляют рециклом в реакцию крекинга. Водород, полученный в ходе реакции крекинга, можно использовать либо на стадии изомеризации для преобразования нормального бутана в изобутан, либо его можно использовать для гидрирования ацетиленов, получаемых в ходе конверсии нормального бутена в бутадиен. В этом способе требуется изомеризация бутана. Сущность изобретения Настоящее изобретение относится к способу селективного получения этилена, пропилена и изопрена из легких углеводородов, включающему: а) фракционирование бутановой фракции в колонне для отгонки изобутана с получением обогащенной изобутановой фракции и обогащенной фракции нормального бутана; б) осуществление крекинга указанной фракции нормального бутана и, возможно, этановой фракции, возможно, пропановой фракции в зоне некаталитического крекинга с получением богатого олефинами потока; в) обработку указанного богатого олефинами потока в секции разделения для извлечения потока этилена, потока пропилена; г) преобразование извлеченного на стадии (а) изобутана в изобутен или трет-бутилгидропероксид или частично в изобутен и частично в трет-бутилгидропероксид; д) возможно, осуществление реакции изобутена стадии (г), если он присутствует, с формальдегидом с получением изопрена; е) возможно, осуществление реакции трет-бутилгидропероксида стадии (г), если он присутствует, с олефином с получением эпоксида и трет-бутанола и последующее отделение трет-бутанола, или возможно, осуществление разложения трет-бутилгидропероксида стадии (г), если он присутствует,до трет-бутанола и осуществление реакции с формальдегидом с получением изопрена, или осуществление реакции части трет-бутилгидропероксида стадии (г) с олефином и осуществление разложения оставшейся части до трет-бутанола и реакции с формальдегидом с получением изопрена; ж) осуществление дегидратации трет-бутанола, извлеченного на стадии (е), если он присутствует,до изобутена и осуществление реакции указанного изобутена с формальдегидом с получением изопрена,или осуществление реакции непосредственно трет-бутанола, извлеченного на стадии (е), если он присутствует, с формальдегидом с получением изопрена, или осуществление дегидратации трет-бутанола, извлеченного на стадии (е), если он присутствует, до изобутена, гидрирования указанного изобутена до изобутана и окисления указанного изобутана до третбутилгидропероксида, и осуществление рецикла указанного трет-бутилгидропероксида, или осуществление дегидратации трет-бутанола, извлеченного на стадии (е), если он присутствует, до изобутена, затем диспропорционирования указанного изобутена и пропилена, извлеченного на стадии (в)(или 2-бутена, извлеченного на стадии (в, отделения потока изоамилена и конверсии изоамилена в изопрен путем дегидрирования, или осуществление любого сочетания вышеупомянутых операций указанной стадии (ж); з) возможно, осуществление диспропорционирования изобутена стадии (г), если он присутствует, и пропилена, извлеченного на стадии (в) (или 2-бутена, извлеченного на стадии (в, отделения потока изо-3 019388 амилена и конверсии изоамилена в изопрен путем дегидрирования,при этом по меньшей мере одна из стадий (д), (е) и (з) не является необязательной. Не является выходом за рамки объема защиты данного изобретения обеспечение гибкого способа получения этилена, пропилена и изопрена из н-бутана и пропана или из н-бутана, этана и пропана. Это может происходить в случае перепроизводства пропана на рынке сжиженного нефтяного газа (СНГ). При паровом крекинге пропана получают большие количества этилена, но довольно небольшие количества пропилена, следовательно, выход топливного газа (в основном метана) является высоким. Выход топливного газа можно рассматривать как потерю потенциальной химической ценности. В одном воплощении изобретения в зоне некаталитического крекинга подвергают крекингу фракцию нормального бутана и этановую фракцию. Возможно, фракцию нормального бутана и этановую фракцию подвергают крекингу в двух отдельных зонах некаталитического крекинга. В другом воплощении изобретения в зоне некаталитического крекинга подвергают крекингу фракцию нормального бутана и пропановую фракцию. Возможно, фракцию нормального бутана и пропановую фракцию подвергают крекингу в двух отдельных зонах некаталитического крекинга. В еще одном воплощении изобретения в зоне некаталитического крекинга подвергают крекингу фракцию нормального бутана, этановую фракцию и пропановую фракцию. Возможно, фракцию нормального бутана, этановую фракцию и пропановую фракцию подвергают крекингу в двух отдельных зонах некаталитического крекинга. Например, фракцию нормального бутана и часть пропановой фракции подвергают крекингу в зоне некаталитического крекинга, а этановую фракцию и оставшуюся часть пропановой фракции подвергают крекингу в отдельной зоне некаталитического крекинга. Возможно,фракцию нормального бутана, этановую фракцию и пропановую фракцию подвергают крекингу в трех отдельных зонах некаталитического крекинга. Это означает, что фракцию нормального бутана подвергают крекингу в зоне некаталитического крекинга, этановую фракцию подвергают крекингу в отдельной зоне некаталитического крекинга и пропановую фракцию подвергают крекингу в отдельной зоне некаталитического крекинга. В другом воплощении изобретения сырье из легких углеводородов, включающее, по существу,этан, пропан и бутан, фракционируют с получением фракции С 3, применяемой в качестве СНГ, этановой фракции и бутановой фракции. Бутановую фракцию направляют в зону крекинга через колонну для отгонки изобутана, этановую фракцию направляют в зону крекинга. Хотя это и не является сущностью изобретения, можно заменить бутан пропаном в случае, если бутан временно в дефиците. Это позволило бы нефтехимическим комплексам продолжить работу. Подробное описание изобретения Что касается стадий (а), (б) и (в), они известны сами по себе. Конечно, этилен и пропилен являются основными олефинами, однако присутствуют С 4 олефины, такие как 1-бутен и 2-бутен. Что касается стадии (в) в конкретном воплощении, она включает обработку указанного богатого олефинами потока стадии (б) в секции разделения, содержащую удаление водорода и метана,извлечение потока этилена,извлечение потока этана и направление рециклом указанного потока в зону крекинга,извлечение потока пропилена,извлечение потока пропана, возможно, направление рециклом указанного потока в зону крекинга,извлечение потока С 4,удаление более тяжелых углеводородов. В другом конкретном воплощении за вышеописанной стадией (в) следует стадия (в 1), включающая селективное гидрирование диенов и алкинов в потоке С 4, полученном на стадии (в), до соответствующих им олефинов. В другом конкретном воплощении за вышеупомянутыми стадией (в) и стадией (в 1) следует стадия(в 2), включающая реакцию метатезиса в секции метатезиса потока С 4, полученного на стадии (г), и части потока этилена, полученного на стадии (в), с получением пропилена. В другом конкретном воплощении за вышеописанными стадией (в), стадией (в 1) и стадией (в 2) следует стадия (в 3), включающая обработку выходящего потока стадии (в 2) для извлечения потока этилена, возможно направляемого рециклом в секцию метатезиса,потока пропилена,потока С 4 и более тяжелых углеводородов. В другом конкретном воплощении за вышеописанными стадией (в), стадией (в 1), стадией (в 2) и стадией (в 3) следует стадия (в 4), включающая обработку потока С 4 и более тяжелых углеводородов, полученного в стадии (в 3), который либо гидрируют, либо не гидрируют и направляют рециклом в зону крекинга, возможно, через колонну для отгонки изобутана или направляют рециклом непосредственно в зону крекинга. Что касается стадии (г), дегидрирование изобутана до изобутена известно само по себе. Конверсия изобутана в трет-бутилгидропероксид известна сама по себе и описана, например, в US 4128587,US 5399777 и US 5475147, содержание которых включено в настоящее описание путем ссылки. Что касается стадии (д), реакция изобутена с формальдегидом для получения изопрена известна сама по себе. Изобутен реагирует с формальдегидом с получением 4,4-диметил-м-диоксана, который разлагается в изопрен. Указанный путь описан, например, в GB 1370899 и US 3972955, содержание которых включено в настоящее описание путем ссылки. Например, в ЕР 106323 и ЕР 1614671, содержание которых включено в настоящее описание путем ссылки, описан путь, в котором изобутен или трет-бутанол реагируют с формальдегидом в кислой водной среде с получением изопрена. Рабочие условия и катализатор оптимизируют так, чтобы получать непосредственно изопрен. Способ катализируют кислотными катализаторами. Рабочие условия выбирают так, что изопрен удаляют из реакционной смеси после его образования настолько быстро, насколько это возможно. Обычно это осуществляют путем испарения образовавшегося изопрена совместно с непревращенным изобутиленом и водяным паром. Эти пары конденсируют и отделяют изопрен от оставшегося изобутилена и воды. Изобутилен можно направлять рециклом в реактор конверсии. Наиболее подходящим веществом с изобутиловым фрагментом является изобутилен, так как для него требуется вводить наименьшее количество теплоты для поддержания температуры реактора. Спирты или эфиры, по меньшей мере частично, разлагаются в присутствии кислотного катализатора, что требует значительного количества теплоты реакции. Отделенный изопрен обычно очень чистый после отгонки, поскольку никакой другой углеводород с пятью атомами углерода нельзя получить из изобутилена и формальдегида. Типичные побочные продукты представляют собой олигомеры изопрена и формальдегида, которые легко отделить от изопрена. Катализатор может представлять собой любую кислоту, быть гомогенным или гетерогенным. Предпочтительно катализатор представляет собой кислоту с высокой температурой кипения, которая остается в водной фазе реактора и не испаряется с изопреном из реакционного сосуда. Примерами жидких гомогенных катализаторов являются серная кислота, сероводородная кислота, фосфорная кислота, моногидрофосфорная кислота, дигидрофосфорная кислота, борная кислота, азотная кислота, метансульфоновая кислота,паратолуолсульфоновая кислота, гетерополикислоты и т.д. Также можно применять гетерогенные кислоты, такие как сульфированный сшитый дивинилстирол, сульфированные полифторуглеводороды, сульфированные аморфные диоксиды кремния, сульфированные мезопористые диоксиды кремния, сульфированные диоксиды циркония, нанесенные гетерополикислоты, цеолиты и т.д. Что касается стадии (е), реакция трет-бутилгидропероксида с пропиленом с получением пропиленоксида и трет-бутанола известна сама по себе и описана, например, в US 4036905, US 5274138,US 5539131 и US 7223875, содержание которых включено в настоящее описание путем ссылки. Реакция второго абзаца стадии (е) описана, например, в US 5399794 и US 4922035, содержание которых включено в настоящее описание путем ссылки. Что касается стадии (ж), дегидратация трет-бутанола до изобутена известна сама по себе и описана,например, в US 2005-0014985, содержание которого включено в настоящую заявку путем ссылки. Гидрирование изобутена до изобутана известно само по себе. Что касается стадии (ж) и стадии (з) и диспропропорционирования изобутена и пропилена с получением изоамилена, последующего отделения потока изоамилена и конверсии изоамилена в изопрен путем дегидрирования, эти операции известны сами по себе и описаны, например, в US 4091146, содержание которого включено в настоящее описание путем ссылки. Различные технологические схемы изобретения описаны здесь ниже. На фиг. 1 проиллюстрировано одно из воплощений изобретения, КОИБ представляет собой колонну отгонки изобутана стадии (а), в которую подают бутаны (углеводороды С 4); н-бутан (н-С 4) направляют в зону крекинга для получения этилена (С 2-), пропилена (С 3-), С 4 (углеводородов С 4) и С 5 (углеводородов С 5). "Паровой крекинг" относится к стадиям (б) и (в). Изобутан (и-С 4) направляют на дегидрирование (ДГ) для получения изобутена (И-С 4-), затем изобутен направляют в "Конденсацию", где он реагирует с формальдегидом (НСНО) с получением изопрена. На фиг. 2 проиллюстрировано другое воплощение, в котором изобутен, извлеченный в КОИБ, направляют в блок воздушного окисления для получения трет-бутилгидропероксида (ТБГП). Указанный ТБГП реагирует с пропиленом (С 3-) с получением трет-бутанола (ТБС) и пропиленоксида (ПО). Затем ТБС реагирует с формальдегидом с получением изопрена. На фиг. 3 проиллюстрировано другое воплощение, в котором изобутан, извлеченный в КОИБ, направляют на дегидрирование (ДГ) для получения изобутена (и-С 4-), затем изобутен направляют в блок метатезиса, и он реагирует с пропиленом (С 3-) или 2-бутеном (2-С 4) с получением изоамилена, который,в свою очередь, превращают в изопрен путем дегидрирования в блоке ДГ. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ селективного получения этилена, пропилена и изопрена из легких углеводородов, включающий: а) фракционирование бутановой фракции в колонне для отгонки изобутана с получением обогащенной изобутановой фракции и обогащенной фракции нормального бутана; б) осуществление крекинга указанной фракции нормального бутана и, возможно, этановой фракции, возможно, пропановой фракции по меньшей мере в одной зоне некаталитического крекинга с получением богатого олефинами потока; в) обработку указанного богатого олефинами потока в секции разделения для извлечения потока этилена, потока пропилена, потока 2-бутена; г) преобразование извлеченного на стадии (а) изобутана в изобутен; д) осуществление реакции изобутена стадии (г) с формальдегидом с получением изопрена, или д') осуществление диспропорционирования изобутена стадии (г) и пропилена, извлеченного на стадии (в), или 2-бутена, извлеченного на стадии (в), отделение потока изоамилена и конверсии изоамилена в изопрен путем дегидрирования. 2. Способ селективного получения этилена, пропилена и изопрена из легких углеводородов, включающий: а) фракционирование бутановой фракции в колонне для отгонки изобутана с получением обогащенной изобутановой фракции и обогащенной фракции нормального бутана; б) осуществление крекинга указанной фракции нормального бутана и, возможно, этановой фракции, возможно, пропановой фракции по меньшей мере в одной зоне некаталитического крекинга с получением богатого олефинами потока; в) обработку указанного богатого олефинами потока в секции разделения для извлечения потока этилена, потока пропилена, потока 2-бутена; г) преобразование извлеченного на стадии (а) изобутана в трет-бутилгидропероксид; д) осуществление реакции трет-бутилгидропероксида стадии (г) с олефином с получением эпоксида и трет-бутанола и последующее отделение трет-бутанола; е) осуществление дегидратации трет-бутанола, извлеченного на стадии (д), до изобутена и осуществление реакции указанного изобутена с формальдегидом с получением изопрена, или осуществление реакции непосредственно трет-бутанола, извлеченного на стадии (д), с формальдегидом с получением изопрена, или осуществление дегидратации трет-бутанола, извлеченного на стадии (д), до изобутена, затем диспропорционирования указанного изобутена и пропилена, извлеченного на стадии (в), или 2-бутена, извлеченного на стадии (в), отделения потока изоамилена и конверсии изоамилена в изопрен путем дегидрирования, или осуществление любого сочетания вышеупомянутых операций указанной стадии (е). 3. Способ селективного получения этилена, пропилена и изопрена из легких углеводородов, включающий: а) фракционирование бутановой фракции в колонне для отгонки изобутана с получением обогащенной изобутановой фракции и обогащенной фракции нормального бутана; б) осуществление крекинга указанной фракции нормального бутана и, возможно, этановой фракции, возможно, пропановой фракции по меньшей мере в одной зоне некаталитического крекинга с получением богатого олефинами потока; в) обработку указанногобогатого олефинами потока в секции разделения для извлечения потока этилена, потока пропилена; г) преобразование извлеченного на стадии (а) изобутана в трет-бутилгидропероксид; д) осуществление разложения трет-бутилгидропероксида стадии (г) до трет-бутанола и осуществление реакции с формальдегидом с получением изопрена. 4. Способ селективного получения этилена, пропилена и изопрена из легких углеводородов, включающий: а) фракционирование бутановой фракции в колонне для отгонки изобутана с получением обогащенной изобутановой фракции и обогащенной фракции нормального бутана; б) осуществление крекинга указанной фракции нормального бутана и, возможно, этановой фракции, возможно, пропановой фракции по меньшей мере в одной зоне некаталитического крекинга с получением богатого олефинами потока; в) обработку указанного богатого олефинами потока в секции разделения для извлечения потока этилена, потока пропилена, потока 2-бутена; г) преобразование извлеченного на стадии (а) изобутана частично в изобутен и частично в третбутилгидропероксид; д) осуществление реакции изобутена стадии (г) с формальдегидом с получением изопрена, или д') осуществление диспропорционирования изобутена стадии (г) и пропилена, извлеченного на стадии (в), или 2-бутена, извлеченного на стадии (в), отделения потока изоамилена и конверсии изоамилена в изопрен путем дегидрирования, или д") осуществление реакции трет-бутилгидропероксида стадии (г) с олефином с получением эпоксида и трет-бутанола и последующее отделение трет-бутанола; е) осуществление дегидратации трет-бутанола, извлеченного на стадии (д"), до изобутена и осуществление реакции указанного изобутена с формальдегидом с получением изопрена, или осуществление реакции непосредственно трет-бутанола, извлеченного на стадии (д"), с формальдегидом с получением изопрена, или осуществление дегидратации трет-бутанола, извлеченного на стадии (д"), до изобутена, затем диспропорционирования указанного изобутена и пропилена, извлеченного на стадии (в), или 2-бутена, извлеченного на стадии (в), отделения потока изоамилена и конверсии изоамилена в изопрен путем дегидрирования, или осуществление любого сочетания вышеупомянутых операций указанной стадии (е). 5. Способ селективного получения этилена, пропилена и изопрена из легких углеводородов, включающий: а) фракционирование бутановой фракции в колонне для отгонки изобутана с получением обогащенной изобутановой фракции и обогащенной фракции нормального бутана; б) осуществление крекинга указанной фракции нормального бутана и, возможно, этановой фракции, возможно, пропановой фракции по меньшей мере в одной зоне некаталитического крекинга с получением богатого олефинами потока; в) обработку указанного богатого олефинами потока в секции разделения для извлечения потока этилена, потока пропилена, потока 2-бутена; г) преобразование извлеченного на стадии (а) изобутана частично в изобутен и частично в третбутилгидропероксид; д) осуществление реакции изобутена стадии (г) с формальдегидом с получением изопрена, или д') осуществление разложения трет-бутилгидропероксида стадии (г) до трет-бутанола и осуществление реакции с формальдегидом с получением изопрена, или д") осуществление диспропорционирования изобутена стадии (г) и пропилена, извлеченного на стадии (в), или 2-бутена, извлеченного на стадии (в), отделения потока изоамилена и конверсии изоамилена в изопрен путем дегидрирования. 6. Способ по любому из пп.1-5, в котором на стадии (б) в зоне некаталитического крекинга подвергают крекингу фракцию нормального бутана и этановую фракцию. 7. Способ по п.6, в котором фракцию нормального бутана и этановую фракцию подвергают крекингу в двух отдельных зонах некаталитического крекинга. 8. Способ по любому из пп.1-5, в котором на стадии (б) в зоне некаталитического крекинга подвергают крекингу фракцию нормального бутана и пропановую фракцию. 9. Способ по п.8, в котором фракцию нормального бутана и пропановую фракцию подвергают крекингу в двух отдельных зонах некаталитического крекинга. 10. Способ по п.6, в котором на стадии (б) в зоне некаталитического крекинга подвергают крекингу фракцию нормального бутана, этановую фракцию и пропановую фракцию. 11. Способ по п.10, в котором фракцию нормального бутана, этановую фракцию и пропановую фракцию подвергают крекингу в трех отдельных зонах некаталитического крекинга. 12. Способ по п.6 или 7, в котором сырье легких углеводородов, включающее, по существу, этан, пропан и бутан, фракционируют с получением фракции С 3, применяемой в качестве сжиженного нефтяного газа, этановой фракции и бутановой фракции; этановую фракцию направляют в зону крекинга стадии (б); бутановую фракцию направляют в колонну для отгонки изобутана стадии (а) для получения обогащенной изобутановой фракции и обогащенной фракции нормального бутана; указанную фракцию нормального бутана направляют в зону крекинга стадии (б).
МПК / Метки
МПК: C07C 11/18
Метки: бутана, легких, получение, олефинов, изопрена
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/9-19388-poluchenie-legkih-olefinov-i-izoprena-iz-butana.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Получение легких олефинов и изопрена из бутана</a>
Предыдущий патент: Способ получения биологического масла и его использование в способе получения биодизеля
Следующий патент: Модифицирующая композиция для асфальтобетонных смесей и способ получения модифицированной асфальтобетонной смеси
Случайный патент: Раствор для бурения или эксплуатации скважины, способ бурения или эксплуатации скважины в подземной формации