本發(fā)明涉及烷烴脫氫領域，具體涉及一種烷烴催化脫氫制烯烴和正構烷烴的方法。

背景技術：

1、低碳烯烴是重要的基本有機合成原料，尤其是c2-c4烯烴。受烯烴下游衍生物需求的增長，全球c2-c4烯烴的市場需求量不斷增加，市場前景依然樂觀。但隨著頁巖氣的快速發(fā)展，蒸汽裂解制烯烴的原料趨于輕質化，使得通過蒸汽裂解生產的c3-c4烯烴產量開始不斷下滑，直接導致了以蒸汽裂解為代表的傳統(tǒng)工藝，無法滿足不斷增長的c3-c4烯烴市場需要。在此背景下，低碳烷烴脫氫技術憑借高選擇性和高收率的優(yōu)勢脫穎而出，成為當前c3-c4烯烴生產的重要手段。其中，異丁烯是合成多種石油化工產品的重要中間體，是用以生產甲基丙烯酸酯(mma)、丁基橡膠、聚異丁烯、mtbe和烷基化汽油等高附加值產品的重要原料。

2、此外，低碳正構烷烴在近些年來得到廣泛關注，一方面是因為正構烷烴是重要的蒸汽裂解原料之一，可有效提高乙烯和丙烯收率；另一方面得益于下游產品需求不斷上升，尤其是順丁烯二酸酐(以下簡稱順酐)，作為一種十分常用的化工原料，順酐可用于生產碳酸鈣改性助劑、無泡皂洗劑、水基潤滑油防銹劑、高分子樹脂等一系列化工產品。在國內市場，有超過80％的順酐是由正丁烷氧化法制備而來。

3、由于低碳烷烴脫氫是受熱力學平衡約束的可逆吸熱反應，在催化脫氫工藝過程中，烷烴單程轉化率較低，大量未得到轉化的低碳烷烴需循環(huán)至脫氫反應器，大大增加了裝置能耗。因此，將此部分未轉化的低碳烷烴送入正構化反應器中，既得到了重要化工原料正構烷烴，又降低了裝置循環(huán)量，大大降低了裝置能耗。

4、cn201410124540.0公開了一種用混合碳四烷烴制備mtbe或異丁烯的方法，包括以下步驟：(1)第一段加氫：以除去所述混合碳四烷烴中的不飽和烴；(2)第二段加氫：以除去混合碳四原料中的雜質硫和/或氮；(3)脫氫：將混合碳四脫氫轉化為正丁烯和異丁烯；(4)異構化：將脫氫產物通入異構化裝置，使其中的正丁烯異構為異丁烯；(5)醚化：將異構化產物通入醚化裝置，其中的異丁烯與甲醇反應生成所述mtbe，該方法可提高碳四烷烴綜合利用率和mtbe收率。

5、cn201210189762.1涉及一種由正構烷烴制備丁二烯的方法，該方法包括以下步驟：(1)在脫氫催化劑的存在下，將正構烷烴進行脫氫反應，得到含有烯烴的烴混合物；(2)在環(huán)化催化劑的存在下，將所述含有烯烴的烴混合物進行環(huán)化反應，得到含有六元環(huán)烴的烴混合物；(3)在加氫催化劑的存在下，將所述含有六元環(huán)烴的烴混合物進行加氫反應，得到含有環(huán)己烷和/或烷基環(huán)己烷的烴混合物；(4)將所述含有環(huán)己烷和/或烷基環(huán)己烷的烴混合物作為至少部分裂解原料進行蒸汽裂解反應。該方法所述由正構烷烴制備丁二烯的方法可以獲得較高的丁二烯收率，并且甲烷的收率較低，使得裂解氣分離過程中的冷箱能耗降低。

6、us14/278040公開了一種通過正丁烷脫氫生產丁二烯的方法，包括以下步驟：(1)將包含正丁烷的物流傳送至脫氫反應器以產生包含正丁烷和丁烯的脫氫產物物流；(2)將脫氫產物物流中的烯烴和烷烴進行分離；(3)將烯烴物流送至氧化脫氫反應器以產生包含丁二烯的產物流；(4)將烷烴物流返回至脫氫反應器。

7、cn201210118253.x提供了一種由鏈烷烴制備丙烯的方法的實施方案，該方法包括如下步驟：(1)使來自鏈烷烴脫氫反應器的包含丙烯和丙烷的流出物與包含丙烷的廢氣流結合以形成結合流出物料流；(2)將結合流出物料流分離成丙烯產物流和富丙烷再循環(huán)料流；(3)將富丙烷再循環(huán)料流引入在脫氫條件下操作的鏈烷烴脫氫反應器中以將富丙烷再循環(huán)料流中的丙烷轉化成丙烯。

8、cn201910833923.8公開了一種正構化技術，由異丁烯制備丁烯-2的方法，包括(1)將異丁烯送入正構化單元與正構化催化劑接觸，得到富含正丁烯的反應產物，(2)將(1)步所述正構化反應產物送入丁烯雙鍵異構化單元，與雙鍵異構化催化劑接觸，使得丁烯-1雙鍵異構化反應，使丁烯-1轉化為丁烯-2；(3)將丁烯雙鍵異構化反應產物送入分餾塔，塔側線排出丁烯-2產品，塔底排出c5+重組分，塔頂排出的異丁烯和丁烯1的混合物返回正構化單元。該法可由異丁烯制備丁烯-2，用于制備高辛烷值的烷基化油，為異丁烯及mtbe的增值提供了一條有效途徑。

9、因此，需要一種將低碳烷烴脫氫和正構化技術組合的新型工藝方法，提高現有工藝流程制烯烴和正構烷烴的效率，優(yōu)化產品結構。

技術實現思路

1、本發(fā)明的目的是為了克服現有技術存在的催化脫氫制烯烴過程中，烷烴單程轉化率低，增加裝置能耗的問題，提供一種烷烴催化脫氫制烯烴和正構烷烴的方法，該方法可在不改變脫氫反應負荷的前提下，減少低碳烷烴循環(huán)量，降低裝置能耗；另外，還獲得了新的產物—正構烷烴，優(yōu)化了產品結構。

2、為了實現上述目的，本發(fā)明一方面提供一種烷烴催化脫氫制烯烴和正構烷烴的方法，其中，包括以下步驟：

3、(1)將烷烴原料物流進行正異構分離，得到第一異構烷烴物流，將第一異構烷烴物流進行催化脫氫反應，得到脫氫反應物流；

4、(2)將脫氫反應物流進行分離，得到異構烯烴產物物流、第二異構烷烴物流以及輕組分物流；

5、(3)將所述第二異構烷烴物流進行正構化反應，得到正構化反應產物物流；

6、(4)將所述正構化反應產物物流進行正異構分離。

7、優(yōu)選地，正構化反應進料物流中烯烴的含量低于1000wppm，優(yōu)選為0-600wppm。

8、優(yōu)選地，所述正構化反應進料物流中重組分含量低于2質量％，優(yōu)選為0-1質量％。

9、優(yōu)選地，所述正構化反應進料物流中水含量≤5ppm。

10、通過上述技術方案，獲得的有益效果如下：本發(fā)明提供的方法，將低碳烷烴脫氫和正構化技術組合，利用正構化技術，將未反應的低碳烷烴轉化成高價值的正構烷烴產品，優(yōu)化產品結構的同時，降低裝置能耗，大大增加裝置效益，有利于提高裝置競爭力。

技術特征：

1.一種烷烴催化脫氫制烯烴和正構烷烴的方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據權利要求1所述的方法，其中，步驟(2)所述分離包括以下步驟：

3.根據權利要求1或2所述的方法，其中，所述方法還包括，將所述第二異構烷烴物流進行加氫處理，得到正構化反應進料物流，將正構化反應進料物流進行步驟(3)所述正構化反應；

4.根據權利1-3中任意一項所述的方法，其中，

5.根據權利要求4所述的方法，其中，所述正構化反應進料物流中重組分含量低于2質量％，優(yōu)選為0-1質量％；

6.根據權利要求1-5中任意一項所述的方法，其中，所述正構化反應的反應條件包括：

7.根據權利要求1-6中任意一項所述的方法，其中，所述烷烴原料物流選自c原子數為4-6的低碳烷烴中的至少一種。

8.根據權利要求1-7中任意一項所述的方法，其中，所述催化脫氫反應的反應條件包括：

9.根據權利要求1-8中任意一項所述的方法，其中，所述正構化反應在正構化催化劑的存在下進行；

10.根據權利要求9所述的方法，其中，所述復合載體含有鋯元素、硅元素、鋁元素和硫元素，以氧化鋯、氧化硅、氧化鋁和so3計算，所述復合載體包括30-60質量％的氧化鋯，0.01-5質量％的氧化硅、35-60質量％的氧化鋁和1-5質量％的so3；

技術總結
本發(fā)明涉及烷烴脫氫領域，公開了一種烷烴催化脫氫制烯烴和正構烷烴的方法，(1)將烷烴原料物流進行正異構分離，得到第一異構烷烴物流，將第一異構烷烴物流進行催化脫氫反應，得到脫氫反應物流；(2)將脫氫反應物流進行分離，得到異構烯烴產物物流、第二異構烷烴物流以及輕組分物流；(3)將所述第二異構烷烴物流進行正構化反應，得到正構化反應產物物流；(4)將所述正構化反應產物物流進行正異構分離。該方法可在不改變脫氫反應負荷的前提下，減少低碳烷烴循環(huán)量，降低裝置能耗；另外，還獲得了新的產物—正構烷烴，優(yōu)化了產品結構。

技術研發(fā)人員：黃宇愷,劉洪全,馬云超,董晨,劉彤,張金行
受保護的技術使用者：中國石油化工股份有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/2