烷烴磺酸酯的生產(chǎn)的制作方法
【專利摘要】提出一種用于生產(chǎn)烯烴磺酸酯的方法。該方法包括由正烷烴通過脫氫單元產(chǎn)生烯烴以生產(chǎn)烷烴與烯烴的混合物。使所述混合物磺化以使烯烴反應(yīng)并產(chǎn)生烯烴磺酸酯。使烯烴磺酸酯與正烷烴分離以生產(chǎn)產(chǎn)物料流，其中使正烷烴再循環(huán)至脫氫單元。
【專利說明】烷烴磺酸酯的生產(chǎn)
[0001]優(yōu)先權(quán)聲明
[0002]本申請(qǐng)要求2012年3月22日提交的美國(guó)申請(qǐng)N0.13/427，204的優(yōu)先權(quán)。
發(fā)明領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及生產(chǎn)磺酸烷基酯的方法?；撬嵬榛サ纳a(chǎn)用于表面活性劑的生產(chǎn)。
[0004]發(fā)明背景
[0005]清凈劑系列的線性鏈烷烴和線性烯烴通常使用煤油作為原料而生產(chǎn)。雖然希望的碳數(shù)鏈不同，通常產(chǎn)物的碳數(shù)范圍為C10-C14，但是有時(shí)希望生產(chǎn)高達(dá)C18-C20碳數(shù)的較重產(chǎn)物。表面活性劑具有其他用途，且可能需要更重的烴組分。通常表面活性劑同時(shí)需要水溶性特性和油溶性特性。這些混合的性質(zhì)使表面活性劑能夠有利于界面張力降低并使粘性液體混合且流動(dòng)。
[0006]表面活性劑在用于提高油回收的方法的化學(xué)注采體系中使用。對(duì)于提高油回收，希望較高分子量的表面活性劑或更長(zhǎng)鏈的分子。然而，表面活性劑的生產(chǎn)是昂貴的方法。隨著油價(jià)的提高，這種生產(chǎn)已變得更加有利，但通過較廉價(jià)方法生產(chǎn)表面活性劑甚至可在較低的油價(jià)下改善表面活性劑在提高油回收中的使用。因此，有利的是尋找改善且較廉價(jià)的生產(chǎn)表面活性劑的方法。
[0007]發(fā)明概述
[0008]本發(fā)明提供一種生產(chǎn)重烯烴磺酸酯的較廉價(jià)方法。重烯烴磺酸酯可用于提高油回收的方法中的表面活性劑。該方法包括提供一種C14-C30范圍內(nèi)的重正烷烴料流。使重正烷烴料流通入脫氫反應(yīng)器以產(chǎn)生中間烯烴料流。使該中間烯烴料流在輕氣體分離單元中脫氣，并通入選擇性氫化單元以除去二烯烴，并產(chǎn)生第二中間烯烴料流。該中間烯烴料流不分離出未反應(yīng)的鏈烷烴，而是使該料流通入磺化單元，其中使烯烴轉(zhuǎn)化為烯烴磺酸酯，并產(chǎn)生中間產(chǎn)物料流。使烯烴磺酸酯通入萃取單元，其中使烯烴磺酸酯在產(chǎn)物料流中回收，并使正烷烴分離至再循環(huán)料流。使正烷烴回到脫氫單元以進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為烯烴。
[0009]在優(yōu)選實(shí)施方案中，使原料料流通入分餾單元而產(chǎn)生具有較小范圍的碳數(shù)的多種原料料流。使由分餾單元產(chǎn)生的各原料料流通入平行加工體系，如上所述，用于使正烷烴轉(zhuǎn)化為烯烴磺酸酯。
[0010]本發(fā)明的其他目的、優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用將從隨后的詳述和附圖中對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員變得明顯。
[0011]附圖簡(jiǎn)述
[0012]圖1為磺化重烯烴的方法的設(shè)計(jì)；以及
[0013]圖2為磺化重烯烴的方法的替換設(shè)計(jì)。
[0014]發(fā)明詳述
[0015]由鏈烷烴生產(chǎn)烯烴的方法通常包括使具有鏈烷烴的工藝過程料流通入脫氫單元以產(chǎn)生具有烯烴的工藝過程料流，隨后使烯烴與鏈烷烴通過分離方法如蒸餾而分離。蒸餾要求使具有烯烴的工藝過程料流加熱至足以使在工藝過程料流中的組分沸騰的溫度。當(dāng)工藝過程料流包含重?zé)N時(shí)，使烴汽化的溫度較高并在方法中引起很多問題。在這些問題中，包括烴的熱裂解，其可明顯降低產(chǎn)率且使該方法不經(jīng)濟(jì)。
[0016]烷基磺酸酯或烯烴磺酸酯可用作清凈劑，且越來越多用作提高油回收的方法中的表面活性劑。用于提高油回收的方法的烯烴磺酸酯優(yōu)選具有長(zhǎng)鏈正烷基。然而，當(dāng)將材料泵入地層并要求顯著量時(shí)，成本是重要的。
[0017]本發(fā)明通過新方法產(chǎn)生烯烴磺酸酯，可提高產(chǎn)率并節(jié)約在產(chǎn)物料流中的產(chǎn)物回收的能量和成本。該方法是由低成本鏈烷烴制造烯烴磺酸酯的低成本方法。特別地，C14-C30范圍內(nèi)的低成本費(fèi)-托鏈烷烴對(duì)于這種方法是有利的。該方法包括使正烷烴的原料料流通入鏈烷烴脫氫單元，由此產(chǎn)生包含烯烴和輕氣體以及鏈烷烴的第一流出物料流。使第一流出物料流通入分離裝置以產(chǎn)生輕氣體料流以及包含烯烴和鏈烷烴的第二流出物料流。第二流出物料流是液體，并使其通入選擇性氫化單元以使二烯烴氫化并產(chǎn)生烯烴工藝過程料流。使烯烴工藝過程料流通入磺化單元以使在烯烴工藝過程料流中的烯烴磺化，由此產(chǎn)生磺酸酯工藝過程料流。使磺酸酯工藝過程料流通入萃取單元以產(chǎn)生包含烯烴磺酸酯的第一萃取物工藝過程料流和包含鏈烷烴的第二萃取物料流。
[0018]使包含烯烴和正烷烴的料流磺化并隨后分離的方法比在磺化前使烯烴與正烷烴分離的通常方法更加經(jīng)濟(jì)。這在使烯烴與正烷烴分離的更昂貴的方法方面更節(jié)約，這是由于正烷烴在磺化方法中是相對(duì)惰性的，幾乎不影響磺化方法。
[0019]可使第二萃取物工藝過程料流回到脫氫單元而進(jìn)一步使未反應(yīng)的鏈烷烴轉(zhuǎn)化。第二萃取物料流可包含少量來自萃取工藝過程的工藝過程料流中的硫酸酯。由于硫化合物對(duì)脫氫催化劑的有毒影響的可能性，可使第二萃取物工藝過程料流通入脫硫單元以產(chǎn)生基本不含硫的第二萃取物工藝過程料流，隨后使其通入脫氫單元。
[0020]脫氫工藝過程可產(chǎn)生少量芳族化合物?？墒狗甲寤衔锿ㄟ^使烯烴工藝過程料流通入芳族化合物萃取單元而除去，以產(chǎn)生不含芳族化合物的烯烴工藝過程料流?？墒巩a(chǎn)生的芳族化合物工藝過程料流通入其他加工單元。隨后使除去芳族化合物的烯烴工藝過程料流通入磺化單元而使烯烴轉(zhuǎn)化為烯烴磺酸酯。
[0021]萃取方法可為液相分離方法?？墒够撬狨スに囘^程料流與水料流合并以形成水相和非水相。水相將包含烯烴磺酸酯，其可隨后與水通過已知方法分離。非水相將主要包含鏈烷烴。可使非水相通入干燥單元以除去殘留的水并產(chǎn)生干燥的鏈烷烴料流。隨后使干燥的鏈烷烴料流通入脫氫單元。干燥單元可包含在其上使非水相通過的分子篩。分子篩除去水并留下干燥的鏈烷烴料流。
[0022]可由幾種來源生產(chǎn)烴原料，其中經(jīng)濟(jì)性是驅(qū)動(dòng)因素。在一個(gè)實(shí)施方案中，包含正鏈烷烴的原料料流由包含C14-C30范圍內(nèi)的重鏈烷烴的重鏈烷烴原料產(chǎn)生。使鏈烷烴原料通入吸附分離單元以產(chǎn)生包含C14-C30范圍內(nèi)的正鏈烷烴的原料，以及包含非正鏈烷烴和其他烴的萃余液料流。隨后使原料料流通入脫氫單元。
[0023]在優(yōu)選實(shí)施方案中，鏈烷烴在C14-C28范圍內(nèi)。當(dāng)鏈烷烴具有更窄的分布時(shí)脫氫單元更有效地運(yùn)行。該方法可進(jìn)一步包括使正鏈烷烴原料料流分餾以產(chǎn)生兩個(gè)或多個(gè)流出物料流。使來自分餾單元的流出物料流通入脫氫單元。對(duì)于C14-C28范圍的分子量，通常使分餾單元作為真空分餾單元操作，并在提供希望的分離的溫度和壓力下操作。
[0024]在一個(gè)實(shí)施方案中，分餾單元可包括多個(gè)分餾塔，且該單元可產(chǎn)生多個(gè)料流，或更窄范圍的正鏈烷烴可選自利用分餾單元使所需碳數(shù)范圍由原料料流分離的原料。
[0025]在一個(gè)實(shí)施方案中，操作方法以選擇更窄范圍的正烷烴。該方法包括使C15-C28范圍內(nèi)的正烷烴原料料流通入分餾單元。設(shè)計(jì)并操作分餾單元以產(chǎn)生兩個(gè)或更多個(gè)正烷烴料流?？稍O(shè)計(jì)分餾而用于包含C15-C18正烷烴的第一料流、包含C19-C22正烷烴的第二料流、包含C20-C24正烷烴的第三料流和C24-C28正烷烴的第四料流。
[0026]該方法可使單個(gè)料流通入分開的脫氫反應(yīng)器，或第一料流通入第一脫氫反應(yīng)器、第二料流通入第二脫氫反應(yīng)器，使第三料流通入第三脫氫反應(yīng)器，且使第四料流通入第四脫氫反應(yīng)器，其中操作各脫氫反應(yīng)器以優(yōu)化用于不同原料料流的脫氫工藝過程，其中使各脫氫反應(yīng)器流出物隨后合并并通過輕氣體分離單元、除去二烯烴的選擇性氫化單元以及磺化單元加工。脫氫反應(yīng)器在不同條件，特別是不同入口溫度下操作，這是因?yàn)檎溚闊N在不同入口溫度下具有不同的轉(zhuǎn)化速率。
[0027]隨后使合并的料流通入輕氣體分離單元以使輕氣體與烯烴和正鏈烷烴工藝過程料流分離。使烯烴和正鏈烷烴工藝過程料流通入選擇性氫化單元以使二烯烴和乙炔選擇性地氫化而產(chǎn)生中間烯烴料流。使該中間烯烴料流通入磺化單元以形成烯烴磺酸酯工藝過程料流。使烯烴磺酸酯工藝過程料流通入萃取單元以使烯烴磺酸酯與未反應(yīng)的正烷烴分離，并使正烷烴回到分餾單元。
[0028]該方法可包括使由各萃取單元回收的各正烷烴料流通入脫硫單元以產(chǎn)生基本不含硫的正烷烴料流。使基本不含硫的正烷烴料流回到分餾單元以使未反應(yīng)的正烷烴轉(zhuǎn)化為烯烴磺酸酯。
[0029]替換方法包括以輪流順序加工各料流，其中第一料流在脫氫單元(其中使脫氫單元流出物料流通入輕氣體分離單元)、選擇性氫化單元以及磺化單元中加工。隨后在脫氫單元中加工第二料流，其中使流出物料流通入整個(gè)工藝過程中的隨后單元。隨后可以是第三料流和第四料流。
[0030]另一替換方法取決于最終用途，并取決于工藝過程料流或用于產(chǎn)生烯烴磺酸酯的料流的選擇。作為一個(gè)實(shí)例，如果設(shè)備僅希望更大的烯烴如C24-C28烯烴，則可設(shè)置分餾單元以再循環(huán)較輕正烷烴或使其再導(dǎo)至其他加工單元(其中使C24-C28正烷烴通入脫氫單元)以及隨后的加工單元以形成烯烴磺酸酯。
[0031]脫氫單元數(shù)的選擇和設(shè)計(jì)可取決于工藝過程料流的大小和用于中間儲(chǔ)存未加工的正烷烴料流的儲(chǔ)存裝置的尺寸。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述工藝過程可包括用于加工由分餾單元產(chǎn)生的各料流的多個(gè)裝置。在各料流中回收的正烷烴因此將僅需要回到脫氫單元，而不是回到分餾單元。當(dāng)轉(zhuǎn)化速率低時(shí)，該工藝過程由于通過分開的工藝過程料流加工各自具有窄碳范圍的正烷烴料流而更具經(jīng)濟(jì)性，其中各工藝過程料流包括脫氫單元、輕氣體分離單元、選擇性氫化單元、磺化單元以及烯烴磺酸酯萃取單元。
[0032]所述方法在圖1中顯示，其中使包含C15-C28正烷烴的正烷烴原料8通入分餾單元10。操作分餾單元10以產(chǎn)生多個(gè)工藝過程料流，即第一料流12、第二料流14、第三料流16和第四料流18。各料流按照分開，但平行的路徑通過設(shè)備和工藝過程單元的平行裝置。使第一料流12通入第一脫氫反應(yīng)器20以產(chǎn)生脫氫反應(yīng)器流出物料流22。使脫氫反應(yīng)器流出物22通入輕氣體分離單元30以以頂部料流32分離氫氣與其他輕氣體并產(chǎn)生第二流出物料流34。使第二流出物料流34通入選擇性氫化單元40并產(chǎn)生中間烯烴工藝過程料流42。使該中間烯烴工藝過程料流42通入磺化單元50以產(chǎn)生磺酸酯工藝過程料流52。使該磺酸酯工藝過程料流52通入萃取單元60以產(chǎn)生包含烯烴磺酸酯的第一工藝過程料流62和包含正烷烴的第二萃取物料流64。使第二萃取物料流64通入脫氫單元20以進(jìn)一步加工未反應(yīng)的鏈烷烴。該方法可包括在使第二萃取物料流64通入脫氫單元20之前使第二萃取物料流64通過脫硫單元。
[0033]該方法的另一實(shí)施方案在圖2中顯示，其中將正烷烴進(jìn)料分為三個(gè)部分。該方法包括使C15-C28正烷烴通入分餾單元10。操作分餾單元10以產(chǎn)生三個(gè)工藝過程料流，即第一料流12、第二料流14和第三料流16。使第一料流12通入第一脫氫反應(yīng)器20a以產(chǎn)生第一脫氫反應(yīng)器流出物料流22。使第二料流通入第二脫氫反應(yīng)器20b以產(chǎn)生第二脫氫反應(yīng)器流出物料流24。使第三料流通入第三脫氫反應(yīng)器20c以產(chǎn)生第三脫氫反應(yīng)器流出物料流26。使脫氫反應(yīng)器流出物22、24和26通入輕氣體分離單元30以以頂部料流32分離氫氣與其他輕氣體，并產(chǎn)生第二流出物料流34。使第二流出物料流34通入選擇性氫化單元40并產(chǎn)生中間烯烴工藝過程料流42。使該中間烯烴工藝過程料流42通入磺化單元50以產(chǎn)生磺酸酯工藝過程料流52。使該磺酸酯工藝過程料流52通入萃取單元60以產(chǎn)生包含烯烴磺酸酯的第一工藝過程料流62和包含正烷烴的第二萃取物料流64。使第二萃取物料流64通入分懼單元10以進(jìn)一步加工未反應(yīng)的鏈燒烴。
[0034]脫氫方法對(duì)于不同的鏈烷烴具有不同的操作條件。轉(zhuǎn)化率通常為10-15%的正烷烴轉(zhuǎn)化為烯烴。脫氫方法包括在150-400kPa的壓力，優(yōu)選200_300kPa的壓力下操作，通常操作壓力約為240kPa。LHSV為10-40hr-l，優(yōu)選20-30hr-l。該方法在富含氫氣的氣氛下操作，其中氫氣與烴的摩爾比(H2/HC)為2-10，優(yōu)選5-7。該方法的操作溫度為平均分子量的函數(shù)，溫度降低以提高平均分子量。操作溫度為原料入口溫度。對(duì)于C10-C13范圍內(nèi)的原料料流，范圍是450-470°C，優(yōu)選460°C的操作入口溫度。對(duì)于C15-C18范圍內(nèi)的原料料流，范圍是440-460°C，優(yōu)選450°C的操作入口溫度。對(duì)于C19-C22范圍內(nèi)的原料料流，范圍是425-445°C，優(yōu)選435°C的操作入口溫度。對(duì)于C20-C24范圍內(nèi)的原料料流，范圍是420-440°C，優(yōu)選430 V的操作入口溫度。對(duì)于C24-C28范圍內(nèi)的原料料流，范圍是400-4250C，優(yōu)選414°C的操作入口溫度。
[0035]對(duì)于該方法可設(shè)想其他構(gòu)造，且本發(fā)明意欲覆蓋加工正烷烴原料料流的其他變化。盡管本發(fā)明已通過目前認(rèn)為優(yōu)選的實(shí)施方案描述，應(yīng)理解本發(fā)明不限于已公開的實(shí)施方案，而是意欲覆蓋包括于所附權(quán)利要求書范圍的各種變化及等價(jià)設(shè)置。
【權(quán)利要求】
1.一種用于生產(chǎn)烯烴磺酸酯的方法，包括: 使其中烷烴具有14-30個(gè)碳原子的包含正烷烴的原料料流通入鏈烷烴脫氫單元，由此產(chǎn)生包含烯烴和輕氣體的第一流出物料流； 使第一流出物料流通入分離裝置以產(chǎn)生輕氣體料流和，包含具有14-30個(gè)碳原子的烯烴的液體料流，由此生成第二流出物料流； 使第二流出物料流通入選擇性氫化單元以使二烯烴氫化，并產(chǎn)生烯烴工藝過程料流；使烯烴工藝過程料流通入磺化單元以使烯烴工藝過程料流中的烯烴磺化，并產(chǎn)生磺酸酯工藝過程料流；以及 使磺酸酯工藝過程料流通入萃取單元以產(chǎn)生包含烯烴磺酸酯的第一萃取物工藝過程料流和包含鏈烷烴的第二萃取物工藝過程料流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括: 使烯烴工藝過程料流通入芳族化合物萃取單元以產(chǎn)生不具有芳族化合物的烯烴工藝過程料流和芳族化合物工藝過程料流；以及 使不具有芳族化合物的烯烴工藝過程料流通入磺化單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其進(jìn)一步包括使第二萃取物工藝過程料流通入脫氫單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中烷烴具有14-28個(gè)碳原子。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其進(jìn)一步包括: 使第二萃取物工藝過程料流通入脫硫單元以產(chǎn)生基本不含硫的工藝過程料流；以及 使基本不含硫的工藝過程料流通入脫氫單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中萃取工藝過程包括: 使磺酸酯工藝過程料流與水接觸以產(chǎn)生包含烯烴磺酸酯的水流出物料流和包含鏈烷烴的流出物料流。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其進(jìn)一步包括: 使包含鏈烷烴的流出物料流通入干燥單元以除去殘留的水，由此產(chǎn)生干燥的鏈烷烴料流；以及 使干燥的鏈烷烴料流通入脫氫單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其進(jìn)一步包括: 使包含C14-C30范圍內(nèi)的重鏈烷烴的烴原料通入吸附分離單元以產(chǎn)生包含C14-C30范圍內(nèi)的正鏈烷烴的原料料流及萃余液料流；以及使原料料流通入脫氫單元。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其進(jìn)一步包括: 使其中烷烴具有15-28個(gè)碳原子的包含正烷烴的原料料流通入分餾單元，以產(chǎn)生兩個(gè)或多個(gè)流出物料流；以及 使流出物料流通入脫氫單元。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中分餾單元產(chǎn)生包含C15-C18正烷烴的第一料流、包含C19-C22正烷烴的第二料流、包含C20-C24正烷烴的第三料流和包含C24-C28正烷烴的第四料流，且其中使第一料流通入第一脫氫反應(yīng)器，使第二料流通入第二脫氫反應(yīng)器，使第三料流通入第三脫氫反應(yīng)器，且使第四料流通入第四脫氫反應(yīng)器，且其中使第一、第二、第三和第四脫氫反應(yīng)器在不同操作條件下操作。
【文檔編號(hào)】C07C303/06GK104245667SQ201380015647
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年3月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月22日
【發(fā)明者】M·G·賴?yán)? S·W·索恩 申請(qǐng)人:環(huán)球油品公司