用于制备链烯烃衍生物的方法和设备.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201080047783.9

申请日:

20101027

公开号:

CN102712551A

公开日:

20121003

当前法律状态:

有效性:

失效

法律详情:

IPC分类号:

C07B41/00,C07C45/33,C07C51/215,C07C47/22,C07C57/04,B01J12/00,C07C5/32

主分类号:

C07B41/00,C07C45/33,C07C51/215,C07C47/22,C07C57/04,B01J12/00,C07C5/32

申请人:

乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司

发明人:

C·克莱斯,A·加西亚,S·格拉尔德,N·杜邦,J-L·迪布瓦,S·特雷蒂亚,N·特利利

地址:

法国巴黎

优先权:

0957731

专利代理机构:

北京市中咨律师事务所

代理人:

徐国栋;林柏楠

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内容摘要

本发明涉及一种制备含有至少一种链烯烃衍生物的流的方法,所述方法包括如下步骤:步骤a):包含一种或多种链烯烃和一种或多种链烷烃的流—所述链烷烃与所述链烯烃之比为至少等于1体积计—与主要包含氧气的流反应,以得到至少一种包含至少所述链烯烃衍生物的转化流;步骤b):将步骤a)中产生的转化流分离成包含至少所述链烯烃衍生物的至少所述流和主要包含一种或多种烃和一种或多种惰性化合物的残余流;和步骤c):将所述或部分所述残余流渗透分离成至少一种主要包含一种或多种惰性化合物的第一流和主要包含一种或多种烃的第二流。

权利要求书

1.一种制备包含至少一种链烯烃衍生物的料流(5)的方法,其包括如下阶段:-阶段a):包含一种或多种链烯烃和一种或多种链烷烃的料流(1)与主要包含氧气的料流(13)反应(2),以得到至少一种包含至少所述链烯烃衍生物的转化料流(3),所述链烷烃与所述链烯烃之比以体积计至少等于1;-阶段b):将来自阶段a)的转化料流(3)分离(4)成包含至少所述链烯烃衍生物的至少所述料流(5)和主要包含一种或多种烃和一种或多种惰性化合物的残余料流(6);和-阶段c):将所有或部分所述残余料流(6)通过渗透分离(7)成至少一种主要包含一种或多种惰性化合物的第一料流(8)和主要包含一种或多种烃的第二料流(9)。 2.根据权利要求1的方法,其特征在于主要包含一种或多种烃的所述第二料流(9)的非零部分(10)用于阶段a)中。 3.根据权利要求1或2的方法,其特征在于阶段a)中所用包含一种或多种链烯烃和一种或多种链烷烃的所述料流(1)包含2-20体积%的链烯烃。 4.根据权利要求1-3中任一项的方法,其特征在于它还包括在阶段a)以前的阶段d):主要包含一种或多种链烷烃的料流(14)与主要包含氧气的料流(17)反应以得到阶段a)中所用包含一种或多种链烯烃和一种或多种链烷烃的至少所述料流(1)。 5.根据权利要求4的方法,其特征在于阶段c)中所得的主要包含一种或多种烃的第二料流(9)的非零部分(18)在阶段d)中反应。 6.根据权利要求1-5中任一项的方法,其特征在于它还包括:-邻近且在阶段c)以前的阶段f):将任选存在于主要包含一种或多种烃和一种或多种惰性化合物的所述残余料流(6)中的一氧化碳催化氧化(21)以得到二氧化碳;和/或-邻近且在阶段c)以后的阶段g):将任选存在于主要包含一种或多种烃的所述第二料流(9)中的一氧化碳催化氧化(22)以得到二氧化碳。 7.根据权利要求1-6中任一项的方法,其特征在于所述链烯烃主要包含丙烯且优选为丙烯,所述链烷烃主要包含丙烷且优选为丙烷,且所述链烯烃衍生物为丙烯醛和/或丙烯酸。 8.一种用于制备包含至少一种链烯烃衍生物的料流(5)的设备,所述设备包含:-用于将链烯烃转化成链烯烃衍生物的单元(2);-包含2-20体积%一种或多种链烯烃的料流的来源(12),其流体连接(1)在所述转化单元(2)上;-主要包含氧气的料流的来源(19),其流体连接(13)在所述转化单元(2)上;-流体连接在所述转化单元(2)的出口(3)上的分离器(4);和-用于通过渗透分离的单元(7),其流体连接在所述分离器(4)的出口(6)上。 9.根据权利要求8的设备,其特征在于它包含在所述用于通过渗透分离的单元(7)的出口(9)与所述转化单元(2)或主要包含一种或多种链烯烃的料流的所述来源(12)之间的流体连接(10)。 10.根据权利要求8或9的设备,其特征在于它包含在所述分离器(4)的出口与所述用于通过渗透分离的单元(7)的出口(9)之间的流体连接(24)。 11.根据权利要求8-10中任一项的设备,其特征在于包含2-20体积%一种或多种链烯烃的料流的所述来源(12)包含:-氧化脱氢反应器(15),其流体连接(14)在主要包含一种或多种链烷烃的料流的来源(16)上和流体连接(17)在主要包含氧气的料流的来源(20)上;或-脱氢反应器(15),其流体连接(14)在主要包含一种或多种链烷烃的料流的来源(16)上。 12.根据权利要求11的设备,其特征在于它包含再循环装置(18),所述再循环装置置于所述用于通过渗透分离的单元(7)的出口(9)与所述氧化脱氢或脱氢反应器(15),或主要包含一种或多种链烷烃的料流的所述来源(16)之间。 13.根据权利要求8-12中任一项的设备,其特征在于它包含:-用于将一氧化碳催化转化成二氧化碳的单元(21),其流体连接在所述分离器(4)和所述用于通过渗透分离的单元(7)上;和/或-用于将一氧化碳催化转化成二氧化碳的单元(22),其流体连接在所述用于通过渗透分离的单元(7)的出口(9)上。

说明书

本发明涉及用于制备链烯烃衍生物的方法和设备。

制备链烯烃衍生物的方法一般性地以具有非常好的纯度,通常大于95 重量%的链烯烃原料为进料,以使转化方法下游的产物分离操作最小化。 该纯度一般通过提纯具有较低纯度的链烷烃和链烯烃的混合物得到,一般 通过蒸馏或液-液萃取得到。相应的提纯单元显示出显著的资本和操作成 本,特别是由于待分离烃的物理性能(在通过蒸馏分离的情况下,例如挥发 度)的小差别。

文献US-B 6 667 409描述了将由链烷烃制备链烯烃的方法结合到制备 链烯烃衍生物的方法中。它公开了链烷烃/链烯烃分离以得到富含链烯烃的 原料,将该原料送入用于制备链烯烃衍生物的单元中。该预先分离在能量 方面是昂贵的。

文献US-4 532 365和FR-A-2 525 212描述了将链烷烃脱氢以形成包含 相应链烯烃、氢气、碳的氧化物和未反应链烷烃的混合物。将向其中加入 氧气的该混合物送至氧化催化剂下以产生链烯烃衍生物如丙烯醛。在通过 吸收回收该衍生物以后,离开吸收器的气流再循环至脱氢阶段。事实上, 这需要从料流中除去氧气,这可通过氧气和氢气在催化剂下反应而得到。 碳的氧化物被洗涤液(如胺或碳酸酯)吸收。通过物理化学洗涤分离碳的氧 化物在再生阶段期间消耗大量能并产生待处理和抛弃的废物(分解的胺、碳 酸酯)。另外,文献US 4 532 635中所用分离方法不可回收不可冷凝的化合 物如氧气。后者可不再循环,因此损失,这对方法的总费用具有影响。

文献US 2006/004226 A1公开了一种由丙烷制备丙烯醛或丙烯酸的方 法。将丙烷通过非均相催化脱氢,分离次级组分,并将包含丙烷和丙烯的 气体混合物通过非均相催化部分氧化以形成包含产物的料流。将后者分离 成产物流和包含未转化丙烷和过量氧气的另一料流。该料流再循环至脱氢 阶段而不另外分离。

文献US-B-6 423 875还公开了一种借助用空气将丙烷氧化脱氢以形成 包含丙烯的混合物而由包含丙烷的原料和空气制备丙烯醛或丙烯酸衍生物 的方法。随后将该混合物送入气相氧化方法以形成包含产物的料流。将后 者分离成产物流和包含未转化丙烷和惰性化合物的另一料流。该料流再循 环至氧化脱氢阶段中。它预先通过低温蒸馏而不含氮气和沸点在丙烯的沸 点以下的所有组分。所用蒸馏是昂贵的并由于待蒸馏的混合物包含烃和氧 气而产生安全问题。此外,空气用作氧化剂限制了总方法的生产力。

文献US-5 646 304描述了通过纯氧气将链烯烃氧化,其中未转化的化 合物,即烃在通过PSA型、TSA型吸收方法或二者组合分离以后再循环。 这些方法是半分批的,这是它们的控制复杂性的来源。它们需要大量阀和 磨损设备,从而需要昂贵的维护。吸附器的再生需要外部气体并产生必须 处理的流出物料流。由于PSA/TSA方法的清除具有低NCV(净热值),它 通过加入具有高NCV的燃料如天然气而焚化。还存在特别是在再压缩阶 段中吸附器中在烃的存在下氧气过度浓缩的风险。如果吸附产物为活性炭, 则风险变成在安全性和可燃性方面总体上不可接受。另外,氩气倾向于聚 集在总方法中。

本发明的一个目的是克服所有或一部分上述缺点,即特别是提供用于 无大资本成本且在良好安全条件下以在能量消耗和生产力方面有效的方式 制备链烯烃衍生物的方法和设备,其可以以具有低纯度的链烯烃原料为进 料。

为此,本发明涉及一种制备包含至少一种链烯烃衍生物的料流的方法, 所述方法包括如下阶段:

-阶段a):包含一种或多种链烯烃和一种或多种链烷烃的料流与主要包含 氧气的料流反应,以得到至少一种包含至少所述链烯烃衍生物的转化料 流,所述链烷烃与所述链烯烃之比以体积计至少等于1;

-阶段b):将来自阶段a)的转化料流分离成包含至少所述链烯烃衍生物的 至少所述料流和主要包含一种或多种烃和一种或多种惰性化合物的残余 料流;和

-阶段c):将所有或部分所述残余料流通过渗透分离成至少一种主要包含 一种或多种惰性化合物的第一料流和主要包含一种或多种烃的第二料 流。

“主要”在此处如整个本文献中应当理解意指至少50体积%。料流应当 理解意指每单位时间的特定量的流体,流体可以为液体、气体或两相的。 本发明特别涉及气相料流。烃应当理解意指链烷烃、链烯烃或包含至少一 种链烷烃和至少一种链烯烃的混合物。

在阶段a)中,反应的一种料流包含一种或多种链烯烃和以体积计至少 同样多的链烷烃,即链烷烃与链烯烃的体积比至少等于1。所述链烯烃可 特别为乙烯、丙烯或异丁烯。链烷烃为在转化期间涉及的化学反应中不反 应或较少反应的化合物,且可例如为甲烷、乙烷、丙烷或丁烷。该链烯烃 料流的其它组分可以为在这些相同反应中为惰性的化合物如氮气或氩气。 其它化合物还可包括水、CO或CO2。反应不用空气,而是用主要包含氧 气的料流进行。优选该料流为气体且包含至少90体积%氧气。因此,如果 使用空气,则将少得多的氮气引入转化单元中。

料流的不反应部分由术语“气体镇流器”(“gas ballast”)表示。气体镇 流器的组分不参与化学反应。另一方面,它们的意义在于它们的热容(Cp), 即它们俘获化学反应释放的热,同时限制温度提高的能力。

优选,气体镇流器包含小于10%,事实上甚至小于5体积%的选自氮 气、氩气及其混合物的气体。所述链烷烃形成的大气体镇流器与氮气镇流 器相比显示出几个优点。首先,它产生更好的热镇流,因为它的比热容(Cp) 随着温度强力提高,用氮气的情况不是这样。另外,它在阶段a)中进行的 反应条件下具有特定化学惰性;此外,如果它在阶段a)中反应,则反应产 物在性质上非常类似于由缺乏链烷烃的链烯烃原料得到的那些。最后,它 通过除去爆炸上限以上的反应混合物而使得可更容易地满足涉及可燃性问 题的混合物组成的约束条件。借助与主要包含氮气的镇流器的那些相比该 镇流器的新性能,供入阶段a)的原料可包含更多体积份的链烯烃,这提高 转化的生产力。具体而言,对于反应器中相同的温度,更大部分的反应热 可被气体镇流器俘获。最后,该镇流器的热性能使得可发挥对催化剂床中 的加热部位的更好控制并因此促进反应的选择性。

转化产生至少一种包含至少想要制备的所述链烯烃衍生物的转化料 流。链烯烃衍生物特别可以为氧化乙烯、丙烯醛、丙烯酸、甲基丙烯醛或 甲基丙烯酸。本申请可一般性地涵盖包含2-4个碳的链烯烃的所有气相氧 化。转化料流的其它组分一般性地包含其它化合物如CO、CO2、水、氮气 和/或氩气,和在转化单元中未反应或未完全反应的烃。转化料流的链烷烃 和其它化合物的混合物构成显示出上述优点的热气体镇流器。

阶段a)可用于多管固定床反应器或流化床反应器或循环流化床反应器 或板式反应器中。

在阶段b)中,将转化料流分离成至少一种包含一种或多种想要制备的 链烯烃衍生物的料流和包含所述气体镇流器和惰性化合物的残余料流。该 分离可通过链烯烃衍生物在一种或多种溶剂如水中吸收而进行。对于该阶 段,可例如使用吸收塔,其中由阶段a)产生的料流逆流方式遭遇在塔顶引 入或通过存在于气相中的轻质化合物(如水)部分冷凝而得到的溶剂。

在阶段c)中,该残余料流全部或部分在选择性渗透单元中分离成至少 一种主要包含上述惰性化合物的第一料流和主要包含烃的第二料流。后者 一般再循环以用于阶段a)中和/或用于另一单元(链烷烃的脱氢、烃裂化器 等)中和/或简单地用作燃料(锅炉)。渗透单元使用一个或多个半透膜,所述 半透膜具有保留某些化合物以及相反容许它们的其它那些经过的性能。取 决于所需纯度,可证明需要使用几个提纯阶段。通过渗透分离一般在大约 10巴(1巴=0.1MPa)的压力和约50℃的温度下进行。这类膜分离可借助基 于由选自如下的聚合物组成的中空纤维的产品进行:聚酰亚胺、纤维素衍 生物类聚合物、聚砜、聚酰胺、聚酯、聚醚、聚醚酮、聚醚酰亚胺、聚乙 烯、聚乙炔、聚醚砜、聚硅氧烷、聚偏二氟乙烯、聚苯并咪唑、聚苯并唑、聚丙烯腈、聚偶氮芳烃和这些聚合物的共聚物。

本发明方法的一个优点是它可以以其中链烷烃与链烯烃的体积比为至 少等于1的原料为进料。不是链烯烃的化合物形成主要由链烷烃组成的气 体镇流器。一般而言,气体镇流器包含至少30体积%链烷烃,优选至少 50体积%链烷烃。该进料一般源自用于链烷烃/链烯烃分馏的塔、蒸汽裂化 器或催化裂化器(任选其后是二烯烃的氢化)、用于链烷烃脱氢的单元或气 体镇流器的再循环。将链烯烃/链烷烃原料直接送入用于转化成链烯烃衍生 物的单元中。在用于制备链烯烃衍生物的单元以后通过渗透分离链烷烃和 惰性化合物(例如CO2)显示出这一优点:比旨在得到具有高纯度的链烯烃 原料和链烷烃料流的转化单元上游的常规链烯烃和链烷烃分离在能量方面 更有效。换言之,使用具有低纯度的链烯烃原料和渗透单元的本发明方法 使得可以以比使用具有高纯度的链烯烃原料且不使用渗透阶段的常规方法 更低的能量成本制备链烯烃衍生物和富含链烷烃的料流。

不同于如文献US 4 532 635所述的方法,本发明方法包含通过渗透分 离的阶段,使得可回收大多数氧气和除去氧化碳和氩气,同时避免对额外 耗能单元操作的依赖。

本发明通过渗透分离使得可以以比如文献US-B-6423875所述的低温 蒸馏更低的操作成本将惰性化合物与烃选择性地分离。这是由于通过渗透 分离所需的压力和温度通常为10巴(1巴=0.1MPa)和50℃,而如 US-B-6 423 875所述低温蒸馏需要大于50巴的压力和根据定义的低温温 度。此外,通过渗透分离显示出这样的优点:为连续的,不需要再生阶段(外 部气体的消耗和待处理流出物的产生),不呈现出涉及吸附过程的氧气过度 富集的风险,以及最后使得可清除氩气,所述氩气由于其低比热而被认为 是热毒物且如果它聚集在方法中,则会损害气体镇流器的热性能。

另外,这使得可降低位于上游的链烯烃/链烷烃分离方法(如分馏塔)的 尺寸和因此的成本,以及如果制备链烯烃衍生物的方法为使用该原料的唯 一方法,则甚至取消它。分馏塔的操作成本(用于将链烷烃与链烯烃分离的 能)也相当地降低。另一优点在于这一事实:在富含链烷烃的气流中进行氧 化反应,所述气流构成热镇流器。该氧化理想地借助主要包含氧气(至少50 体积%),优选至少90%的料流进行,以使氮气(或其它惰性化合物)的存在 最小化以及受益于上述热镇流器的优点。

根据具体实施方案,本发明可包括一个或多个以下特征:

-主要包含一种或多种烃的所述第二料流的非零部分用于阶段a)中。 这使得可提高在阶段a)中转化的链烯烃原料中镇流器的体积份。这是由于 该原料一般源自用于链烷烃/链烯烃分馏的塔、蒸汽裂化器或催化裂化器 (任选其后是二烯烃的氢化)或用于链烷烃脱氢的单元。链烷烃与链烯烃的 体积比则一般为1/20至20。该原料中所述主要包含一种或多种烃的第二料 流的再循环使得可向上调整链烷烃与链烯烃的体积比。在阶段a)中,在转 化以前,链烷烃与链烯烃的体积比必须为至少等于1。

-用于阶段a)中的包含一种或多种链烯烃和一种或多种链烷烃的所述 料流包含2-20体积%的链烯烃。优选用于阶段a)中的包含一种或多种链烯 烃和一种或多种链烷烃的所述料流包含至少20%的链烷烃。

-该方法还包括在阶段a)以前的阶段d):主要包含一种或多种链烷烃 的料流与主要包含氧气的料流反应以得到阶段a)中所用包含一种或多种链 烯烃和一种或多种链烷烃的至少所述料流。

-阶段c)中所得的主要包含一种或多种烃的第二料流的非零部分在阶 段d)中反应。

-该方法还包括邻近且在阶段c)以前的阶段f):将任选存在于主要包 含一种或多种烃和一种或多种惰性化合物的所述残余料流中的一氧化碳催 化氧化以得到二氧化碳。阶段f)可涉及所有或一部分所述残余料流。

-该方法还包括邻近且在阶段c)以后的阶段g):将任选存在于主要包 含一种或多种烃的所述第二料流中的一氧化碳催化氧化以得到二氧化碳。 阶段g)可涉及所有或一部分主要包含一种或多种烃的所述第二料流。

-所述链烯烃主要包含丙烯,且优选为丙烯,所述链烷烃主要包含丙 烷,且优选为丙烷,且所述链烯烃衍生物为丙烯醛和/或丙烯酸。

在本发明具体实施方案中,由膜分离产生且主要包含烃,通常链烷烃 的第二料流的非零部分可用于阶段a)中。“非零部分”应当理解意指大于0% 且可至100%的任何分数。“使用”意指所述料流部分作为反应物或作为钝 态化合物(热或化学镇流器的可能角色)参与反应。

待转化的具有低纯度的链烯烃可源自相应链烷烃的氧化脱氢或氧化脱 氢或脱氢方法。这使得链烷烃可部分转化成相应的链烯烃并使得可提供具 有富含链烷烃的原料的链烯烃转化方法。由通过渗透分离产生的未转化烃 可用于链烷烃氧化或非氧化脱氢的单元中。然而,会代替地将富含链烷烃 的主要包含烃的第二料流直接送入阶段a)中用于链烯烃转化的反应或其它 方法(裂化、炉等)中,以省去在通过渗透分离以后的旨在防止链烷烃氧化 或非氧化脱氢方法中的任何污染或副反应的任何其它随后提纯。

CO氧化为阶段f)和g)的目的,并且还可与膜分离并行地进行,所述 分离在下一周期中进行。这使得可在这种情况下使CO转化器的尺寸最小 化。

本发明还涉及一种用于制备包含至少一种链烯烃衍生物的料流的设 备,所述设备包含:

-用于将链烯烃转化成链烯烃衍生物的单元;

-包含2-20体积%一种或多种链烯烃的料流的来源,其流体连接在所述转 化单元上;

-主要包含氧气的料流的来源,其流体连接在所述转化单元上;

-流体连接在所述转化单元的出口上的分离器;和

-用于通过渗透分离的单元,其流体连接在所述分离器的出口上。

“流体连接”意指存在经由能输送材料料流的管系统的连接。该连接系 统可包含阀、中间储罐、侧向出口、换热器和压缩机,但不包含化学反应 器。

根据具体实施方案,本发明可包括一个或多个如下特征:

-它包含在所述用于通过渗透分离的单元的出口与所述转化单元或主要包 含一种或多种链烯烃的料流的所述来源之间的流体连接。

-它包含在所述分离器的出口与所述用于通过渗透分离的单元的出口之间 的流体连接。

-包含2-20体积%一种或多种链烯烃的料流的所述来源,其包含:

-氧化脱氢反应器,其流体连接在主要包含一种或多种链烷烃的料流的 来源和流体连接在主要包含氧气的料流的来源上;或

-脱氢反应器,其流体连接在主要包含一种或多种链烷烃的料流的来源 上。

-设备包含再循环装置,所述再循环装置置于所述用于通过渗透分离的单 元的出口与所述氧化脱氢或脱氢反应器,或主要包含一种或多种链烷烃 的料流的所述来源之间。

-设备包含用于将一氧化碳催化转化成二氧化碳的单元,所述单元流体连 接在所述分离器和所述用于通过渗透分离的单元上。

-设备包含用于将一氧化碳催化转化成二氧化碳的单元,所述单元流体连 接在所述用于通过渗透分离的单元的出口上。

在氧化脱氢或脱氢反应器上游的任选再循环可在链烷烃的来源中或在 由其产生的料流(在来源与氧化脱氢反应器之间)中或直接在氧化脱氢反应 器中进行。

其它独特特征和优点经参考图1阅读以下描述变得清晰,所述图代表 阐述本发明设备实例的图示和局部图。

图1显示制备具有低纯度(2-98%)链烯烃如丙烯和丙烷镇流器的反应 器15。它提供原料23,将该原料与再循环料流10混合以形成料流1,将 该料流1注入用于通过丙烯被99体积%纯度的氧气氧化而制备丙烯酸的单 元2中。包含丙烯酸的料流3从那里离开。该料流3在分离器4中分离成 丙烯酸的料流5和主要包含丙烷和CO2的料流。将该料流部分(至分离单元 7中的料流6和绕过分离单元的料流24)或完全(料流6)送入用于通过渗透 分离的单元7中。预先冷凝使得可将水(主要)与其它组分(料流27)分离。分 离单元7包含基于中空聚醚酰亚胺纤维的膜,所述膜的数足以在料流8中 清除单元2和单元21和22中产生的CO2。料流6在高压(例如10巴)下供 入包含半透膜的单元7中。存在于料流6中的化合物溶解并以不同的速率 扩散通过单元7的聚合物纤维,使得快速的化合物优先通过纤维并在膜的 低压侧再相遇,称为渗透物料流并构成清除。缓慢的化合物(对于它们来说) 保留在高压侧并构成料流9。料流8包含CO2(必须从料流6中清除的主要 惰性化合物),料流9包含丙烷。将非零部分10与料流23混合以形成料流 1,将所述料流1送入转化单元2中。将料流9的非零部分11送入一个或 多个用户单元中和/或简单地用作燃料。

反应器15进行源自来源16的主要包含丙烷的料流14的氧化脱氢。该 氧化脱氢需要来自来源20的主要包含氧气的料流17。将料流9的非零部 分18注入料流14或直接注入氧化脱氢反应器15中。料流23包含丙烯和 丙烷。组合15、16、20形成提供料流1的来源12的一部分。

将料流6在进入用于通过渗透分离的单元7中以前在用于将一氧化碳 催化转化成二氧化碳的单元21中处理。该方法的选择方案考虑通过单元 22在料流9中,而不是通过单元21在料流6中将一氧化碳催化转化成二 氧化碳。对关于整个料流6和9进行该催化转化(单元21和22)的需要不是 不可避免的。旁路因此是可能的,其由料流25和26图示。也可具有平行 于料流24的料流的形式并装配有CO转化器的旁路。

实施例1:置于分离单元(7)上游的一氧化碳转化器(21)

在所述摩尔流率、压力和温度条件下产生的主要料流的摩尔组成显示 于表1中。

表1

实施例2:置于分离单元(7)下游的一氧化碳转化器(21)

在所述摩尔流率、压力和温度条件下产生的主要料流的摩尔组成显示 于表2中。

表2

在表中,压力以绝对巴表示。

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1、(10)申请公布号 CN 102712551 A (43)申请公布日 2012.10.03 CN 102712551 A *CN102712551A* (21)申请号 201080047783.9 (22)申请日 2010.10.27 0957731 2009.11.02 FR C07B 41/00(2006.01) C07C 45/33(2006.01) C07C 51/215(2006.01) C07C 47/22(2006.01) C07C 57/04(2006.01) B01J 12/00(2006.01) C07C 5/32(2006.01) (71)申请人 乔治洛德方法研究和开发液。

2、化空气 有限公司 地址 法国巴黎 (72)发明人 C克莱斯 A加西亚 S格拉尔德 N杜邦 J-L迪布瓦 S特雷蒂亚 N特利利 (74)专利代理机构 北京市中咨律师事务所 11247 代理人 徐国栋 林柏楠 (54) 发明名称 用于制备链烯烃衍生物的方法和设备 (57) 摘要 本发明涉及一种制备含有至少一种链烯烃衍 生物的流的方法, 所述方法包括如下步骤 : 步骤 a) : 包含一种或多种链烯烃和一种或多种链烷烃 的流所述链烷烃与所述链烯烃之比为至少等于 1 体积计与主要包含氧气的流反应, 以得到至 少一种包含至少所述链烯烃衍生物的转化流 ; 步 骤b) : 将步骤a)中产生的转化流分离成包含至。

3、少 所述链烯烃衍生物的至少所述流和主要包含一种 或多种烃和一种或多种惰性化合物的残余流 ; 和 步骤 c) : 将所述或部分所述残余流渗透分离成至 少一种主要包含一种或多种惰性化合物的第一流 和主要包含一种或多种烃的第二流。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2012.04.23 (86)PCT申请的申请数据 PCT/FR2010/052302 2010.10.27 (87)PCT申请的公布数据 WO2011/051621 FR 2011.05.05 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 7 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明。

4、专利申请 权利要求书 2 页 说明书 7 页 附图 1 页 1/2 页 2 1. 一种制备包含至少一种链烯烃衍生物的料流 (5) 的方法, 其包括如下阶段 : - 阶段 a) : 包含一种或多种链烯烃和一种或多种链烷烃的料流 (1) 与主要包含氧气的 料流(13)反应(2), 以得到至少一种包含至少所述链烯烃衍生物的转化料流(3), 所述链烷 烃与所述链烯烃之比以体积计至少等于 1 ; - 阶段 b) : 将来自阶段 a) 的转化料流 (3) 分离 (4) 成包含至少所述链烯烃衍生物的至 少所述料流 (5) 和主要包含一种或多种烃和一种或多种惰性化合物的残余料流 (6) ; 和 - 阶段 c)。

5、 : 将所有或部分所述残余料流 (6) 通过渗透分离 (7) 成至少一种主要包含一 种或多种惰性化合物的第一料流 (8) 和主要包含一种或多种烃的第二料流 (9)。 2. 根据权利要求 1 的方法, 其特征在于主要包含一种或多种烃的所述第二料流 (9) 的 非零部分 (10) 用于阶段 a) 中。 3.根据权利要求1或2的方法, 其特征在于阶段a)中所用包含一种或多种链烯烃和一 种或多种链烷烃的所述料流 (1) 包含 2-20 体积的链烯烃。 4. 根据权利要求 1-3 中任一项的方法, 其特征在于它还包括在阶段 a) 以前的阶段 d) : 主要包含一种或多种链烷烃的料流 (14) 与主要包含。

6、氧气的料流 (17) 反应以得到阶段 a) 中所用包含一种或多种链烯烃和一种或多种链烷烃的至少所述料流 (1)。 5.根据权利要求4的方法, 其特征在于阶段c)中所得的主要包含一种或多种烃的第二 料流 (9) 的非零部分 (18) 在阶段 d) 中反应。 6. 根据权利要求 1-5 中任一项的方法, 其特征在于它还包括 : -邻近且在阶段c)以前的阶段f) : 将任选存在于主要包含一种或多种烃和一种或多种 惰性化合物的所述残余料流 (6) 中的一氧化碳催化氧化 (21) 以得到二氧化碳 ; 和 / 或 -邻近且在阶段c)以后的阶段g) : 将任选存在于主要包含一种或多种烃的所述第二料 流 (9。

7、) 中的一氧化碳催化氧化 (22) 以得到二氧化碳。 7. 根据权利要求 1-6 中任一项的方法, 其特征在于所述链烯烃主要包含丙烯且优选为 丙烯, 所述链烷烃主要包含丙烷且优选为丙烷, 且所述链烯烃衍生物为丙烯醛和 / 或丙烯 酸。 8. 一种用于制备包含至少一种链烯烃衍生物的料流 (5) 的设备, 所述设备包含 : - 用于将链烯烃转化成链烯烃衍生物的单元 (2) ; - 包含 2-20 体积一种或多种链烯烃的料流的来源 (12), 其流体连接 (1) 在所述转化 单元 (2) 上 ; - 主要包含氧气的料流的来源 (19), 其流体连接 (13) 在所述转化单元 (2) 上 ; - 流体。

8、连接在所述转化单元 (2) 的出口 (3) 上的分离器 (4) ; 和 - 用于通过渗透分离的单元 (7), 其流体连接在所述分离器 (4) 的出口 (6) 上。 9. 根据权利要求 8 的设备, 其特征在于它包含在所述用于通过渗透分离的单元 (7) 的 出口 (9) 与所述转化单元 (2) 或主要包含一种或多种链烯烃的料流的所述来源 (12) 之间 的流体连接 (10)。 10.根据权利要求8或9的设备, 其特征在于它包含在所述分离器(4)的出口与所述用 于通过渗透分离的单元 (7) 的出口 (9) 之间的流体连接 (24)。 11.根据权利要求8-10中任一项的设备, 其特征在于包含2-2。

9、0体积一种或多种链烯 烃的料流的所述来源 (12) 包含 : 权 利 要 求 书 CN 102712551 A 2 2/2 页 3 -氧化脱氢反应器(15), 其流体连接(14)在主要包含一种或多种链烷烃的料流的来源 (16) 上和流体连接 (17) 在主要包含氧气的料流的来源 (20) 上 ; 或 -脱氢反应器(15), 其流体连接(14)在主要包含一种或多种链烷烃的料流的来源(16) 上。 12. 根据权利要求 11 的设备, 其特征在于它包含再循环装置 (18), 所述再循环装置置 于所述用于通过渗透分离的单元 (7) 的出口 (9) 与所述氧化脱氢或脱氢反应器 (15), 或主 要包含。

10、一种或多种链烷烃的料流的所述来源 (16) 之间。 13. 根据权利要求 8-12 中任一项的设备, 其特征在于它包含 : - 用于将一氧化碳催化转化成二氧化碳的单元 (21), 其流体连接在所述分离器 (4) 和 所述用于通过渗透分离的单元 (7) 上 ; 和 / 或 - 用于将一氧化碳催化转化成二氧化碳的单元 (22), 其流体连接在所述用于通过渗透 分离的单元 (7) 的出口 (9) 上。 权 利 要 求 书 CN 102712551 A 3 1/7 页 4 用于制备链烯烃衍生物的方法和设备 0001 本发明涉及用于制备链烯烃衍生物的方法和设备。 0002 制备链烯烃衍生物的方法一般性地。

11、以具有非常好的纯度, 通常大于 95 重量的 链烯烃原料为进料, 以使转化方法下游的产物分离操作最小化。该纯度一般通过提纯具有 较低纯度的链烷烃和链烯烃的混合物得到, 一般通过蒸馏或液 - 液萃取得到。相应的提纯 单元显示出显著的资本和操作成本, 特别是由于待分离烃的物理性能 ( 在通过蒸馏分离的 情况下, 例如挥发度 ) 的小差别。 0003 文献 US-B 6 667 409 描述了将由链烷烃制备链烯烃的方法结合到制备链烯烃衍 生物的方法中。它公开了链烷烃 / 链烯烃分离以得到富含链烯烃的原料, 将该原料送入用 于制备链烯烃衍生物的单元中。该预先分离在能量方面是昂贵的。 0004 文献US。

12、-4 532 365和FR-A-2 525 212描述了将链烷烃脱氢以形成包含相应链烯 烃、 氢气、 碳的氧化物和未反应链烷烃的混合物。 将向其中加入氧气的该混合物送至氧化催 化剂下以产生链烯烃衍生物如丙烯醛。在通过吸收回收该衍生物以后, 离开吸收器的气流 再循环至脱氢阶段。 事实上, 这需要从料流中除去氧气, 这可通过氧气和氢气在催化剂下反 应而得到。碳的氧化物被洗涤液 ( 如胺或碳酸酯 ) 吸收。通过物理化学洗涤分离碳的氧化 物在再生阶段期间消耗大量能并产生待处理和抛弃的废物 ( 分解的胺、 碳酸酯 )。另外, 文 献 US 4 532 635 中所用分离方法不可回收不可冷凝的化合物如氧气。

13、。后者可不再循环, 因 此损失, 这对方法的总费用具有影响。 0005 文献 US 2006/004226 A1 公开了一种由丙烷制备丙烯醛或丙烯酸的方法。将丙烷 通过非均相催化脱氢, 分离次级组分, 并将包含丙烷和丙烯的气体混合物通过非均相催化 部分氧化以形成包含产物的料流。 将后者分离成产物流和包含未转化丙烷和过量氧气的另 一料流。该料流再循环至脱氢阶段而不另外分离。 0006 文献 US-B-6 423 875 还公开了一种借助用空气将丙烷氧化脱氢以形成包含丙烯 的混合物而由包含丙烷的原料和空气制备丙烯醛或丙烯酸衍生物的方法。 随后将该混合物 送入气相氧化方法以形成包含产物的料流。 将后。

14、者分离成产物流和包含未转化丙烷和惰性 化合物的另一料流。该料流再循环至氧化脱氢阶段中。它预先通过低温蒸馏而不含氮气和 沸点在丙烯的沸点以下的所有组分。 所用蒸馏是昂贵的并由于待蒸馏的混合物包含烃和氧 气而产生安全问题。此外, 空气用作氧化剂限制了总方法的生产力。 0007 文献 US-5 646 304 描述了通过纯氧气将链烯烃氧化, 其中未转化的化合物, 即烃 在通过 PSA 型、 TSA 型吸收方法或二者组合分离以后再循环。这些方法是半分批的, 这是它 们的控制复杂性的来源。它们需要大量阀和磨损设备, 从而需要昂贵的维护。吸附器的再 生需要外部气体并产生必须处理的流出物料流。由于 PSA/。

15、TSA 方法的清除具有低 NCV( 净 热值), 它通过加入具有高NCV的燃料如天然气而焚化。 还存在特别是在再压缩阶段中吸附 器中在烃的存在下氧气过度浓缩的风险。如果吸附产物为活性炭, 则风险变成在安全性和 可燃性方面总体上不可接受。另外, 氩气倾向于聚集在总方法中。 0008 本发明的一个目的是克服所有或一部分上述缺点, 即特别是提供用于无大资本成 本且在良好安全条件下以在能量消耗和生产力方面有效的方式制备链烯烃衍生物的方法 说 明 书 CN 102712551 A 4 2/7 页 5 和设备, 其可以以具有低纯度的链烯烃原料为进料。 0009 为此, 本发明涉及一种制备包含至少一种链烯烃。

16、衍生物的料流的方法, 所述方法 包括如下阶段 : 0010 - 阶段 a) : 包含一种或多种链烯烃和一种或多种链烷烃的料流与主要包含氧气的 料流反应, 以得到至少一种包含至少所述链烯烃衍生物的转化料流, 所述链烷烃与所述链 烯烃之比以体积计至少等于 1 ; 0011 -阶段b) : 将来自阶段a)的转化料流分离成包含至少所述链烯烃衍生物的至少所 述料流和主要包含一种或多种烃和一种或多种惰性化合物的残余料流 ; 和 0012 - 阶段 c) : 将所有或部分所述残余料流通过渗透分离成至少一种主要包含一种或 多种惰性化合物的第一料流和主要包含一种或多种烃的第二料流。 0013 “主要” 在此处如。

17、整个本文献中应当理解意指至少 50 体积。料流应当理解意指 每单位时间的特定量的流体, 流体可以为液体、 气体或两相的。本发明特别涉及气相料流。 烃应当理解意指链烷烃、 链烯烃或包含至少一种链烷烃和至少一种链烯烃的混合物。 0014 在阶段 a) 中, 反应的一种料流包含一种或多种链烯烃和以体积计至少同样多的 链烷烃, 即链烷烃与链烯烃的体积比至少等于1。 所述链烯烃可特别为乙烯、 丙烯或异丁烯。 链烷烃为在转化期间涉及的化学反应中不反应或较少反应的化合物, 且可例如为甲烷、 乙 烷、 丙烷或丁烷。该链烯烃料流的其它组分可以为在这些相同反应中为惰性的化合物如氮 气或氩气。其它化合物还可包括水、。

18、 CO 或 CO2。反应不用空气, 而是用主要包含氧气的料流 进行。优选该料流为气体且包含至少 90 体积氧气。因此, 如果使用空气, 则将少得多的 氮气引入转化单元中。 0015 料流的不反应部分由术语 “气体镇流器” (“gas ballast” ) 表示。气体镇流器的 组分不参与化学反应。 另一方面, 它们的意义在于它们的热容(Cp), 即它们俘获化学反应释 放的热, 同时限制温度提高的能力。 0016 优选, 气体镇流器包含小于 10, 事实上甚至小于 5 体积的选自氮气、 氩气及其 混合物的气体。 所述链烷烃形成的大气体镇流器与氮气镇流器相比显示出几个优点。 首先, 它产生更好的热镇。

19、流, 因为它的比热容 (Cp) 随着温度强力提高, 用氮气的情况不是这样。 另外, 它在阶段a)中进行的反应条件下具有特定化学惰性 ; 此外, 如果它在阶段a)中反应, 则反应产物在性质上非常类似于由缺乏链烷烃的链烯烃原料得到的那些。最后, 它通过除 去爆炸上限以上的反应混合物而使得可更容易地满足涉及可燃性问题的混合物组成的约 束条件。借助与主要包含氮气的镇流器的那些相比该镇流器的新性能, 供入阶段 a) 的原料 可包含更多体积份的链烯烃, 这提高转化的生产力。具体而言, 对于反应器中相同的温度, 更大部分的反应热可被气体镇流器俘获。最后, 该镇流器的热性能使得可发挥对催化剂床 中的加热部位的。

20、更好控制并因此促进反应的选择性。 0017 转化产生至少一种包含至少想要制备的所述链烯烃衍生物的转化料流。 链烯烃衍 生物特别可以为氧化乙烯、 丙烯醛、 丙烯酸、 甲基丙烯醛或甲基丙烯酸。本申请可一般性地 涵盖包含 2-4 个碳的链烯烃的所有气相氧化。转化料流的其它组分一般性地包含其它化合 物如 CO、 CO2、 水、 氮气和 / 或氩气, 和在转化单元中未反应或未完全反应的烃。转化料流的 链烷烃和其它化合物的混合物构成显示出上述优点的热气体镇流器。 0018 阶段 a) 可用于多管固定床反应器或流化床反应器或循环流化床反应器或板式反 说 明 书 CN 102712551 A 5 3/7 页 。

21、6 应器中。 0019 在阶段 b) 中, 将转化料流分离成至少一种包含一种或多种想要制备的链烯烃衍 生物的料流和包含所述气体镇流器和惰性化合物的残余料流。 该分离可通过链烯烃衍生物 在一种或多种溶剂如水中吸收而进行。对于该阶段, 可例如使用吸收塔, 其中由阶段 a) 产 生的料流逆流方式遭遇在塔顶引入或通过存在于气相中的轻质化合物(如水)部分冷凝而 得到的溶剂。 0020 在阶段 c) 中, 该残余料流全部或部分在选择性渗透单元中分离成至少一种主要 包含上述惰性化合物的第一料流和主要包含烃的第二料流。 后者一般再循环以用于阶段a) 中和 / 或用于另一单元 ( 链烷烃的脱氢、 烃裂化器等 )。

22、 中和 / 或简单地用作燃料 ( 锅炉 )。 渗透单元使用一个或多个半透膜, 所述半透膜具有保留某些化合物以及相反容许它们的其 它那些经过的性能。取决于所需纯度, 可证明需要使用几个提纯阶段。通过渗透分离一般 在大约 10 巴 (1 巴 0.1MPa) 的压力和约 50的温度下进行。这类膜分离可借助基于由选 自如下的聚合物组成的中空纤维的产品进行 : 聚酰亚胺、 纤维素衍生物类聚合物、 聚砜、 聚 酰胺、 聚酯、 聚醚、 聚醚酮、 聚醚酰亚胺、 聚乙烯、 聚乙炔、 聚醚砜、 聚硅氧烷、 聚偏二氟乙烯、 聚苯并咪唑、 聚苯并唑、 聚丙烯腈、 聚偶氮芳烃和这些聚合物的共聚物。 0021 本发明方法。

23、的一个优点是它可以以其中链烷烃与链烯烃的体积比为至少等于 1 的原料为进料。不是链烯烃的化合物形成主要由链烷烃组成的气体镇流器。一般而言, 气 体镇流器包含至少 30 体积链烷烃, 优选至少 50 体积链烷烃。该进料一般源自用于链 烷烃 / 链烯烃分馏的塔、 蒸汽裂化器或催化裂化器 ( 任选其后是二烯烃的氢化 )、 用于链烷 烃脱氢的单元或气体镇流器的再循环。将链烯烃 / 链烷烃原料直接送入用于转化成链烯烃 衍生物的单元中。 在用于制备链烯烃衍生物的单元以后通过渗透分离链烷烃和惰性化合物 ( 例如 CO2) 显示出这一优点 : 比旨在得到具有高纯度的链烯烃原料和链烷烃料流的转化单 元上游的常规。

24、链烯烃和链烷烃分离在能量方面更有效。换言之, 使用具有低纯度的链烯烃 原料和渗透单元的本发明方法使得可以以比使用具有高纯度的链烯烃原料且不使用渗透 阶段的常规方法更低的能量成本制备链烯烃衍生物和富含链烷烃的料流。 0022 不同于如文献 US 4 532 635 所述的方法, 本发明方法包含通过渗透分离的阶段, 使得可回收大多数氧气和除去氧化碳和氩气, 同时避免对额外耗能单元操作的依赖。 0023 本发明通过渗透分离使得可以以比如文献 US-B-6423875 所述的低温蒸馏更低的 操作成本将惰性化合物与烃选择性地分离。 这是由于通过渗透分离所需的压力和温度通常 为 10 巴 (1 巴 0.1。

25、MPa) 和 50, 而如 US-B-6 423 875 所述低温蒸馏需要大于 50 巴的压 力和根据定义的低温温度。此外, 通过渗透分离显示出这样的优点 : 为连续的, 不需要再生 阶段 ( 外部气体的消耗和待处理流出物的产生 ), 不呈现出涉及吸附过程的氧气过度富集 的风险, 以及最后使得可清除氩气, 所述氩气由于其低比热而被认为是热毒物且如果它聚 集在方法中, 则会损害气体镇流器的热性能。 0024 另外, 这使得可降低位于上游的链烯烃 / 链烷烃分离方法 ( 如分馏塔 ) 的尺寸和 因此的成本, 以及如果制备链烯烃衍生物的方法为使用该原料的唯一方法, 则甚至取消它。 分馏塔的操作成本 。

26、( 用于将链烷烃与链烯烃分离的能 ) 也相当地降低。另一优点在于这一 事实 : 在富含链烷烃的气流中进行氧化反应, 所述气流构成热镇流器。 该氧化理想地借助主 要包含氧气(至少50体积), 优选至少90的料流进行, 以使氮气(或其它惰性化合物) 说 明 书 CN 102712551 A 6 4/7 页 7 的存在最小化以及受益于上述热镇流器的优点。 0025 根据具体实施方案, 本发明可包括一个或多个以下特征 : 0026 -主要包含一种或多种烃的所述第二料流的非零部分用于阶段a)中。 这使得可提 高在阶段 a) 中转化的链烯烃原料中镇流器的体积份。这是由于该原料一般源自用于链烷 烃 / 链烯。

27、烃分馏的塔、 蒸汽裂化器或催化裂化器 ( 任选其后是二烯烃的氢化 ) 或用于链烷 烃脱氢的单元。链烷烃与链烯烃的体积比则一般为 1/20 至 20。该原料中所述主要包含一 种或多种烃的第二料流的再循环使得可向上调整链烷烃与链烯烃的体积比。在阶段 a) 中, 在转化以前, 链烷烃与链烯烃的体积比必须为至少等于 1。 0027 - 用于阶段 a) 中的包含一种或多种链烯烃和一种或多种链烷烃的所述料流包含 2-20 体积的链烯烃。优选用于阶段 a) 中的包含一种或多种链烯烃和一种或多种链烷烃 的所述料流包含至少 20的链烷烃。 0028 -该方法还包括在阶段a)以前的阶段d) : 主要包含一种或多种。

28、链烷烃的料流与主 要包含氧气的料流反应以得到阶段 a) 中所用包含一种或多种链烯烃和一种或多种链烷烃 的至少所述料流。 0029 - 阶段 c) 中所得的主要包含一种或多种烃的第二料流的非零部分在阶段 d) 中反 应。 0030 -该方法还包括邻近且在阶段c)以前的阶段f) : 将任选存在于主要包含一种或多 种烃和一种或多种惰性化合物的所述残余料流中的一氧化碳催化氧化以得到二氧化碳。 阶 段 f) 可涉及所有或一部分所述残余料流。 0031 -该方法还包括邻近且在阶段c)以后的阶段g) : 将任选存在于主要包含一种或多 种烃的所述第二料流中的一氧化碳催化氧化以得到二氧化碳。阶段 g) 可涉及所。

29、有或一部 分主要包含一种或多种烃的所述第二料流。 0032 - 所述链烯烃主要包含丙烯, 且优选为丙烯, 所述链烷烃主要包含丙烷, 且优选为 丙烷, 且所述链烯烃衍生物为丙烯醛和 / 或丙烯酸。 0033 在本发明具体实施方案中, 由膜分离产生且主要包含烃, 通常链烷烃的第二料流 的非零部分可用于阶段a)中。“非零部分” 应当理解意指大于0且可至100的任何分数。 “使用” 意指所述料流部分作为反应物或作为钝态化合物 ( 热或化学镇流器的可能角色 ) 参 与反应。 0034 待转化的具有低纯度的链烯烃可源自相应链烷烃的氧化脱氢或氧化脱氢或脱氢 方法。 这使得链烷烃可部分转化成相应的链烯烃并使得。

30、可提供具有富含链烷烃的原料的链 烯烃转化方法。由通过渗透分离产生的未转化烃可用于链烷烃氧化或非氧化脱氢的单元 中。然而, 会代替地将富含链烷烃的主要包含烃的第二料流直接送入阶段 a) 中用于链烯烃 转化的反应或其它方法(裂化、 炉等)中, 以省去在通过渗透分离以后的旨在防止链烷烃氧 化或非氧化脱氢方法中的任何污染或副反应的任何其它随后提纯。 0035 CO氧化为阶段f)和g)的目的, 并且还可与膜分离并行地进行, 所述分离在下一周 期中进行。这使得可在这种情况下使 CO 转化器的尺寸最小化。 0036 本发明还涉及一种用于制备包含至少一种链烯烃衍生物的料流的设备, 所述设备 包含 : 0037。

31、 - 用于将链烯烃转化成链烯烃衍生物的单元 ; 说 明 书 CN 102712551 A 7 5/7 页 8 0038 - 包含 2-20 体积一种或多种链烯烃的料流的来源, 其流体连接在所述转化单元 上 ; 0039 - 主要包含氧气的料流的来源, 其流体连接在所述转化单元上 ; 0040 - 流体连接在所述转化单元的出口上的分离器 ; 和 0041 - 用于通过渗透分离的单元, 其流体连接在所述分离器的出口上。 0042 “流体连接” 意指存在经由能输送材料料流的管系统的连接。该连接系统可包含 阀、 中间储罐、 侧向出口、 换热器和压缩机, 但不包含化学反应器。 0043 根据具体实施方案。

32、, 本发明可包括一个或多个如下特征 : 0044 - 它包含在所述用于通过渗透分离的单元的出口与所述转化单元或主要包含一种 或多种链烯烃的料流的所述来源之间的流体连接。 0045 - 它包含在所述分离器的出口与所述用于通过渗透分离的单元的出口之间的流体 连接。 0046 - 包含 2-20 体积一种或多种链烯烃的料流的所述来源, 其包含 : 0047 - 氧化脱氢反应器, 其流体连接在主要包含一种或多种链烷烃的料流的来源和流 体连接在主要包含氧气的料流的来源上 ; 或 0048 - 脱氢反应器, 其流体连接在主要包含一种或多种链烷烃的料流的来源上。 0049 - 设备包含再循环装置, 所述再循。

33、环装置置于所述用于通过渗透分离的单元的出 口与所述氧化脱氢或脱氢反应器, 或主要包含一种或多种链烷烃的料流的所述来源之间。 0050 - 设备包含用于将一氧化碳催化转化成二氧化碳的单元, 所述单元流体连接在所 述分离器和所述用于通过渗透分离的单元上。 0051 - 设备包含用于将一氧化碳催化转化成二氧化碳的单元, 所述单元流体连接在所 述用于通过渗透分离的单元的出口上。 0052 在氧化脱氢或脱氢反应器上游的任选再循环可在链烷烃的来源中或在由其产生 的料流 ( 在来源与氧化脱氢反应器之间 ) 中或直接在氧化脱氢反应器中进行。 0053 其它独特特征和优点经参考图 1 阅读以下描述变得清晰, 所。

34、述图代表阐述本发明 设备实例的图示和局部图。 0054 图 1 显示制备具有低纯度 (2-98 ) 链烯烃如丙烯和丙烷镇流器的反应器 15。它 提供原料 23, 将该原料与再循环料流 10 混合以形成料流 1, 将该料流 1 注入用于通过丙烯 被 99 体积纯度的氧气氧化而制备丙烯酸的单元 2 中。包含丙烯酸的料流 3 从那里离开。 该料流 3 在分离器 4 中分离成丙烯酸的料流 5 和主要包含丙烷和 CO2的料流。将该料流部 分 ( 至分离单元 7 中的料流 6 和绕过分离单元的料流 24) 或完全 ( 料流 6) 送入用于通过 渗透分离的单元 7 中。预先冷凝使得可将水 ( 主要 ) 与其。

35、它组分 ( 料流 27) 分离。分离单 元 7 包含基于中空聚醚酰亚胺纤维的膜, 所述膜的数足以在料流 8 中清除单元 2 和单元 21 和 22 中产生的 CO2。料流 6 在高压 ( 例如 10 巴 ) 下供入包含半透膜的单元 7 中。存在于 料流 6 中的化合物溶解并以不同的速率扩散通过单元 7 的聚合物纤维, 使得快速的化合物 优先通过纤维并在膜的低压侧再相遇, 称为渗透物料流并构成清除。缓慢的化合物 ( 对于 它们来说 ) 保留在高压侧并构成料流 9。料流 8 包含 CO2( 必须从料流 6 中清除的主要惰性 化合物 ), 料流 9 包含丙烷。将非零部分 10 与料流 23 混合以形。

36、成料流 1, 将所述料流 1 送 入转化单元 2 中。将料流 9 的非零部分 11 送入一个或多个用户单元中和 / 或简单地用作 说 明 书 CN 102712551 A 8 6/7 页 9 燃料。 0055 反应器 15 进行源自来源 16 的主要包含丙烷的料流 14 的氧化脱氢。该氧化脱氢 需要来自来源 20 的主要包含氧气的料流 17。将料流 9 的非零部分 18 注入料流 14 或直接 注入氧化脱氢反应器 15 中。料流 23 包含丙烯和丙烷。组合 15、 16、 20 形成提供料流 1 的 来源 12 的一部分。 0056 将料流6在进入用于通过渗透分离的单元7中以前在用于将一氧化碳。

37、催化转化成 二氧化碳的单元21中处理。 该方法的选择方案考虑通过单元22在料流9中, 而不是通过单 元 21 在料流 6 中将一氧化碳催化转化成二氧化碳。对关于整个料流 6 和 9 进行该催化转 化 ( 单元 21 和 22) 的需要不是不可避免的。旁路因此是可能的, 其由料流 25 和 26 图示。 也可具有平行于料流 24 的料流的形式并装配有 CO 转化器的旁路。 0057 实施例 1 : 置于分离单元 (7) 上游的一氧化碳转化器 (21) 0058 在所述摩尔流率、 压力和温度条件下产生的主要料流的摩尔组成显示于表 1 中。 0059 表 1 0060 0061 实施例 2 : 置于分离单元 (7) 下游的一氧化碳转化器 (21) 0062 在所述摩尔流率、 压力和温度条件下产生的主要料流的摩尔组成显示于表 2 中。 0063 表 2 0064 说 明 书 CN 102712551 A 9 7/7 页 10 0065 0066 在表中, 压力以绝对巴表示。 说 明 书 CN 102712551 A 10 1/1 页 11 图 1 说 明 书 附 图 CN 102712551 A 11 。

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