專利名稱：：制備烴的方法和裝置的制作方法制備烴的方法和裝置本發(fā)明涉及一種通過使用具有蒸汽裂化器和至少一個(gè)反應(yīng)器的組合裝置制備烴，特別是C2-C4烯烴的方法，所述組合裝置用于轉(zhuǎn)化包括蒸汽和至少一種含氧物的離析物混合物，其中蒸汽裂化器和反應(yīng)器的相應(yīng)中間產(chǎn)物料流至少部分結(jié)合。此外，本發(fā)明涉及適于進(jìn)行該方法的裝置。世界范圍內(nèi)對(duì)于低分子C2-C4烯烴如乙烯和丙烯的需求增加。在蒸汽裂解中，主要是飽和長(zhǎng)鏈烴在蒸汽的存在下轉(zhuǎn)化成短鏈烴。在此方法中，首先得到烯烴、甲烷和裂解汽油。雖然乙烯可通過蒸汽裂化器，特別是通過乙烷裂化器而以低成本制備，丙烯的類似可回收量極有限。除通過蒸汽裂化器回收低分子C2-C4烯烴外，將含氧物轉(zhuǎn)化成烯烴的方法(0T0方法)也是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。甲醇轉(zhuǎn)化成丙烯(MTP方法)同樣屬于此類。例如DE10027159A1描述了MTP方法，其中在將甲醇蒸氣與蒸汽在具有形狀選擇性沸石的催化劑床的至少兩個(gè)串聯(lián)連接的固定床反應(yīng)器中混合并轉(zhuǎn)化成含丙烯的產(chǎn)物混合物以前，通過第一種催化劑由甲醇蒸氣制備含二甲醚的蒸汽混合物。隨后將產(chǎn)物混合物在包含多個(gè)蒸餾塔的分離設(shè)備中加工，其中得到丙烯含量為至少95體積％的富含丙烯的級(jí)分，再循環(huán)至催化劑床的含低分子烴的級(jí)分，和從過程中除去的富含汽油烴的級(jí)分。然而，此方法的缺點(diǎn)是基于離析物混合物中的總碳含量，丙烯收率低。當(dāng)含氧物的轉(zhuǎn)化和蒸汽裂解方法通常在分開的裝置中進(jìn)行時(shí)，US2005/0038304A1描述了將蒸汽裂化器與裝置整合使用以將含氧物轉(zhuǎn)化成烯烴(0T0反應(yīng)器)，如將甲醇轉(zhuǎn)化成烯烴(ΜΤ0轉(zhuǎn)化)。條件是離開蒸汽裂化器和OTO反應(yīng)器的產(chǎn)物料流完全結(jié)合或在前述分離的情況下至少部分結(jié)合。OTO反應(yīng)器與蒸汽裂化器作為組合裝置的這種整合提供了總投資費(fèi)用的降低，這是由于兩部分的加工段幾乎相同。在OTO反應(yīng)器中以分子篩形式提供硅鋁磷酸鹽(SAPO)催化劑，這是由于它們具有形成乙烯和丙烯的高選擇性。裝有SAPO床的流化床反應(yīng)器構(gòu)成等溫反應(yīng)器，使得組合裝置中整合的兩個(gè)過程的反應(yīng)熱僅可有限程度地使用。根據(jù)此背景，本發(fā)明的目的是提高有價(jià)值產(chǎn)物如丙烯的收率。另外應(yīng)節(jié)約能源。本發(fā)明使用如下途徑如權(quán)利要求1的特征所述實(shí)現(xiàn)此目的-對(duì)于含氧物的轉(zhuǎn)化，形狀選擇性沸石材料用于反應(yīng)器中，和-使至少一部分組合裝置下游得到的產(chǎn)物料流再循環(huán)至蒸汽裂化器和/或反應(yīng)作為澄清，應(yīng)注意，根據(jù)本發(fā)明，術(shù)語“中間產(chǎn)物料流”指離開蒸汽裂化器或用于含氧物轉(zhuǎn)化的反應(yīng)器的液體或氣體料流。所謂中間產(chǎn)物料流可立即結(jié)合，即在驟冷以前結(jié)合，或其后結(jié)合。另一方面，術(shù)語“產(chǎn)物料流”指離開組合裝置且表示最終產(chǎn)物如乙烯或丙烯，或用于再循環(huán)的產(chǎn)物料流如甲烷的那些液體或氣體料流。在“形狀選擇性”沸石催化劑中，所用沸石的孔通道體系通過限定的孔開口表征。本發(fā)明可行性的先決條件為使用形狀選擇性沸石催化劑，其可將重質(zhì)烴轉(zhuǎn)化成乙烯和丙烯。在來自蒸汽裂化器方法的特別是長(zhǎng)鏈C4產(chǎn)物再循環(huán)的情況下，用于US2005/0038304A1中的SAPO催化劑另一方面導(dǎo)致提高的不想要的碳質(zhì)沉積物(所謂焦炭沉積物)的形成。在本發(fā)明的情況下，使用不同于SAPO催化劑，形狀選擇性沸石催化劑和使用絕熱固定床反應(yīng)器代替等溫流化床反應(yīng)器另外展開強(qiáng)吸熱蒸汽裂解與放熱MTP反應(yīng)之間的熱整合可能性。根據(jù)本發(fā)明，“廢料流”的轉(zhuǎn)化特別對(duì)于MTP反應(yīng)器具有其他優(yōu)點(diǎn)由于C4烯烴放熱轉(zhuǎn)化至丙烯和鏈烷的附加熱容量，MTP反應(yīng)器中的溫度曲線可上升且丙烯選擇性因此可提高。丙烯收率另外通過使用再循環(huán)的C4烯烴作為附加丙烯來源而提高。與兩個(gè)分開的裝置相比，在組合裝置中，這導(dǎo)致收率和產(chǎn)物價(jià)值的提高。通常，這導(dǎo)致組合裝置產(chǎn)物譜的有利改變，這基本上僅制備三種主要產(chǎn)物乙烯、丙烯和汽油。此外，得到的吹掃料流包含“輕餾分”(比丙烷輕的揮發(fā)性烴)、LPG和非指定的重質(zhì)烴(“重餾分”)。然而，副產(chǎn)物料流如C4混合物和裂解汽油的總量降低。通常由此得到改善的經(jīng)濟(jì)效率。通過本發(fā)明方法，C2=/C3=比可在25-100%之間選擇性地改變。通過事實(shí)上傾向于制備較少汽油的乙烷裂化器與MTP反應(yīng)器組合，也可實(shí)現(xiàn)總產(chǎn)物中的汽油級(jí)分增加。優(yōu)選制備丙烯的含氧物由甲醇和/或二甲醚組成。除MTP轉(zhuǎn)化外，根據(jù)本發(fā)明原則上可使用不同于甲醇的其他含氧物。原則上進(jìn)料也可由幾種含氧物的混合物組成。應(yīng)用本發(fā)明方法，原則上可使用適于將甲醇和/或二甲醚轉(zhuǎn)化成(2_(；烯烴的所有沸石催化劑，其中特別優(yōu)選五硅環(huán)沸石類型(pentasiltype)的鋁硅酸鹽沸石。優(yōu)選五硅環(huán)沸石類型ZSM-5的催化劑。在分離以后將組合裝置的各個(gè)產(chǎn)物料流供入蒸汽裂化器和/或反應(yīng)器(0T0反應(yīng)器或MTP反應(yīng)器)中在本發(fā)明范圍內(nèi)。為此，提供各種產(chǎn)物料流的再循環(huán)。產(chǎn)物料流基本上由甲烷組成和/或“輕餾分”優(yōu)選再循環(huán)至反應(yīng)器用于含氧物轉(zhuǎn)化。另一方面，可將基本上由乙烷和/或丙烷組成的產(chǎn)物料流供入蒸汽裂化器中。同樣可再次將基本上由C4餾分和/或C4=餾分組成的產(chǎn)物料流供入反應(yīng)器中用于含氧物轉(zhuǎn)化。根據(jù)本發(fā)明，對(duì)于基本上由C5餾分和/或C6餾分組成的產(chǎn)物料流同樣如此。明顯特征是再循環(huán)在組合裝置正常運(yùn)行期間進(jìn)行，且可獨(dú)立地控制所有不同的循環(huán)料流。另外，再循環(huán)可各自以連續(xù)和/或不連續(xù)方式進(jìn)行。本發(fā)明還涉及適于進(jìn)行本發(fā)明方法且包括蒸汽裂化器和至少一個(gè)催化反應(yīng)器的裝置，所述反應(yīng)器用于將包括蒸汽和至少一種含氧物的離析物混合物轉(zhuǎn)化成包含低分子烯烴和汽油烴的反應(yīng)混合物，其中相應(yīng)中間產(chǎn)物料流至少部分結(jié)合。提供至少一個(gè)分離工具用于在中間產(chǎn)物料流結(jié)合以后將得到的產(chǎn)物混合物分離。根據(jù)本發(fā)明，反應(yīng)器包括形狀選擇性沸石材料作為催化劑，且分離工具通過循環(huán)導(dǎo)管與蒸汽裂化器和/或反應(yīng)器相連，使得至少一部分在組合裝置下游得到的產(chǎn)物料流可再循環(huán)。在此組合裝置中，用于含氧物轉(zhuǎn)化的反應(yīng)器優(yōu)選整合在蒸汽裂化器中。用于含氧物轉(zhuǎn)化的反應(yīng)器優(yōu)選固定床反應(yīng)器或管式反應(yīng)器。不完全排除象流化床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)，但由于上述原因它不是優(yōu)選的。如果反應(yīng)器為管式反應(yīng)器，則優(yōu)選提供多個(gè)軸向排列的管，所述管長(zhǎng)度例如為l-5m，內(nèi)徑為20-50mm。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，也可使用兩個(gè)或更多個(gè)串聯(lián)連接的反應(yīng)器，以實(shí)現(xiàn)離析物混合物的高轉(zhuǎn)化率。對(duì)于此實(shí)施方案，發(fā)發(fā)現(xiàn)特別是超過兩個(gè)串聯(lián)連接的各自裝有形狀選擇性沸石催化劑的固定床反應(yīng)器特別有用。此時(shí)，一部分來自預(yù)反應(yīng)器的離析物混合物被送至第一個(gè)固定床反應(yīng)器。上游固定床反應(yīng)器的產(chǎn)物混合物與來自預(yù)反應(yīng)器的離析物混合物部分料流一起被送至每個(gè)其他固定床反應(yīng)器中。通過此實(shí)施方案，得到特別好的轉(zhuǎn)化度。當(dāng)作為上述實(shí)施方案的替換方案，使離析物混合物僅通過一個(gè)其中具有至少兩個(gè)串聯(lián)連接的催化劑段的反應(yīng)器時(shí)得到同樣良好的轉(zhuǎn)化度。此時(shí)，各個(gè)催化劑段優(yōu)選一個(gè)排列在另一個(gè)以下，且離析物混合物從頂部流向底部。這里，來自預(yù)反應(yīng)器的離析物混合物也分布在各個(gè)催化劑段中。本發(fā)明的開發(fā)、優(yōu)點(diǎn)和可能應(yīng)用也可由如下實(shí)施方案和附圖的描述中取得。所有所述和/或說明的特征本身或以任何組合，獨(dú)立于它們?cè)跈?quán)利要求中的包含物或其反向參考形成本發(fā)明的主題。附圖描述圖1具有蒸汽裂化器的MTP反應(yīng)器的示意圖，和圖2在結(jié)合中間產(chǎn)物料流以后由乙烷裂化器和MTP反應(yīng)器組成的組合裝置的分離段簡(jiǎn)圖在如圖1示意性所示的組合裝置1中，用于轉(zhuǎn)化乙烷的蒸汽裂化器(乙烷裂化器)2與用于含氧物轉(zhuǎn)化的反應(yīng)器3組合，特別是MTP反應(yīng)器組合。由于兩種方法(蒸汽裂解和MTP轉(zhuǎn)化)具有非常類似的產(chǎn)物譜，大量離開裝置兩部分的產(chǎn)物料流4、5各自需要的加工相同。這意指在組合裝置1的情況下，進(jìn)一步加工產(chǎn)物料流所需的裝置和分離段可組合。在圖1所示實(shí)施例中，將離開蒸汽裂化器2和MTP反應(yīng)器3的中間產(chǎn)物料流4、5供入常見水驟冷段16。一旦在冷凝器17中冷凝，就使氣體料流經(jīng)受酸洗18，并然后供入分離段19中，氣體混合物在其中分成各種產(chǎn)物料流。分離段將在下面參考圖2詳細(xì)地說明。在圖1所示實(shí)施例中，由甲烷組成的產(chǎn)物料流6借助回流管12再循環(huán)至MTP反應(yīng)器3。另一方面，由丙烷和/或乙烷組成的產(chǎn)物料流8借助回流管13再循環(huán)至蒸汽裂化器2。圖2為來自組合裝置1的乙烷裂化器2和MTP反應(yīng)器3的結(jié)合的中間產(chǎn)物料流4、5的分離簡(jiǎn)圖。一旦干燥，就將由裂化器2和MTP反應(yīng)器3提供的中間產(chǎn)物料流4、5送至各個(gè)串聯(lián)連接的(series-connected)分離段，例如蒸餾塔，以得到產(chǎn)物料流7-11，可能的話通過氫化或萃取進(jìn)一步加工。另外，主要由水組成的料流20作為產(chǎn)物從水驟冷段16排出。一旦分離，就使產(chǎn)物料流7-11借助回流管12-15再循環(huán)至MTP反應(yīng)器3或裂化器2。也可將C4產(chǎn)物料流作為最終產(chǎn)物(料流9)通過導(dǎo)管15取出以及作為料流10通過回流管12部分再循環(huán)至MTP反應(yīng)器3。對(duì)于由甲烷和/輕餾分組成的產(chǎn)物料流這同樣可行。實(shí)施例使用裂化器或本發(fā)明裝置時(shí)的產(chǎn)物分布可基于關(guān)于裂化器的產(chǎn)物譜和MTP方法的工藝數(shù)據(jù)的公布結(jié)果計(jì)算。對(duì)于此計(jì)算，還考慮各個(gè)料流類似于圖2的再循環(huán)和對(duì)于產(chǎn)物收率產(chǎn)生的效果。這包括轉(zhuǎn)化度和各個(gè)組分(裂化器中的乙烷和丙烷，MTP反應(yīng)器中的C4-C6烯烴)的選擇性。單個(gè)裂化器具有約800.OOOt/a乙烯的通常世界規(guī)模生產(chǎn)量。對(duì)于MTP反應(yīng)器，有生產(chǎn)量為5000t/d的上百萬甲醇裝置(參考EP0790226B1)。調(diào)整再循環(huán)料流的吹掃速率，使得得到進(jìn)料與再循環(huán)量之間的實(shí)際比(C2吹掃5%、C4吹掃5%、C5吹掃20%)。綜合結(jié)果列于下表中，所述表將純乙烷裂化器的相應(yīng)制備數(shù)字與這里所述組合裝置相比。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>這些數(shù)據(jù)包括來自一部分裝置的各種產(chǎn)物料流在相應(yīng)另一部分中的轉(zhuǎn)化和使用，特別是無丁二烯C4餾分和C5/C6餾分由蒸汽裂化器再循環(huán)至MTP反應(yīng)器，或MTP反應(yīng)器中得到的丙烷在蒸汽裂化器中的轉(zhuǎn)化。在相應(yīng)反應(yīng)器中，兩種反應(yīng)主要提供乙烯和丙烯。通過比較相應(yīng)產(chǎn)物數(shù)字，組合裝置的優(yōu)點(diǎn)明顯-乙烯產(chǎn)量輕微提高(+6%)-丙烯產(chǎn)量顯著提高(+2360%)，部分由于本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)的上述協(xié)同增效-C2=/C3=產(chǎn)量比由43(僅蒸汽裂化器)至1.86(組合裝置)相當(dāng)大地改善-汽油產(chǎn)量顯著提高(+1240%)，其還具有高質(zhì)量(R0N>93，*<1%)-氫餾分幾乎沒有任何改變(+3%)-更多重餾分(+1217%)，由于高芳族化合物含量，不應(yīng)稱其為廢品，而是可用于外部加工的混合物-通常，有價(jià)值產(chǎn)物在總產(chǎn)物中比例由85%適度提高至約89%。這里不考慮重餾分料流也可為“有價(jià)值的”這一事實(shí)。隨著蒸汽裂化器和MTP反應(yīng)器各個(gè)裝置的相同容量，本發(fā)明因此提供具有令人驚訝地改善產(chǎn)物譜的組合裝置。參考數(shù)字明細(xì)1組合裝置2蒸汽裂化器3用于含氧物轉(zhuǎn)化的反應(yīng)器(例如MTP反應(yīng)器)4來自蒸汽裂化器的中間產(chǎn)物料流5來自含氧物轉(zhuǎn)化的反應(yīng)器的中間產(chǎn)物料流6甲烷產(chǎn)物料流7甲烷和/或輕餾分產(chǎn)物料流8乙烷和/或丙烷產(chǎn)物料流9C4餾分和/或C4=餾分產(chǎn)物料流1IOC4餾分和/或C4=餾分產(chǎn)物料流21IC5餾分和/或C6餾分產(chǎn)物料流12甲烷產(chǎn)物料流7至MTP反應(yīng)器的回流管13乙烷和/或丙烷產(chǎn)物料流8至蒸汽裂化器的回流管HC4餾分和/或C4=餾分產(chǎn)物料流9至MTP反應(yīng)器的回流管15C5餾分和/或C6餾分產(chǎn)物料流11至MTP反應(yīng)器的回流管16水驟冷段17冷凝器18酸洗滌19分離段20產(chǎn)物料流權(quán)利要求一種制備烴的方法，特別是制備C2-C4烯烴的方法，該方法通過使用具有蒸汽裂化器(2)和至少一個(gè)反應(yīng)器(3)的組合裝置(1)轉(zhuǎn)化包括蒸汽和至少一種含氧物的離析物混合物，其中蒸汽裂化器(2)和反應(yīng)器(3)的相應(yīng)中間產(chǎn)物料流(4、5)至少部分結(jié)合，所述方法的特征在于-在反應(yīng)器(3)中，形狀選擇性沸石材料用作催化劑，和-至少一部分在組合裝置(1)下游得到的產(chǎn)物料流(6、7、8、9、11)再循環(huán)至蒸汽裂化器(2)和/或反應(yīng)器(3)。2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述含氧物由甲醇和/或二甲醚組成。3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述沸石材料由五硅環(huán)沸石類型的鋁硅酸鹽沸石組成。4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于所述沸石材料為五硅環(huán)沸石類型ZSM-5。5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其特征在于基本上由甲烷和/或輕餾分組成的組合裝置(1)的產(chǎn)物料流再循環(huán)至反應(yīng)器(3)。6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其特征在于基本上由乙烷和/或丙烷組成的組合裝置(1)的產(chǎn)物料流(8)再循環(huán)至蒸汽裂化器(2)。7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其特征在于基本上由C4餾分和/或C4=餾分組成的組合裝置(1)的產(chǎn)物料流(9)再循環(huán)至反應(yīng)器(3)。8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其特征在于基本上由C5餾分和/或C6餾分組成的組合裝置(1)的產(chǎn)物料流(11)再循環(huán)至反應(yīng)器(3)。9.一種制備烴的裝置，特別是制備C2-C4烯烴的裝置，其具有蒸汽裂化器(2)和至少一個(gè)催化反應(yīng)器(3)用于將包含蒸汽和至少一種含氧物的離析物混合物轉(zhuǎn)化成包含低分子烯烴和汽油烴的反應(yīng)混合物，其中相應(yīng)中間產(chǎn)物料流(4、5)至少部分結(jié)合，該裝置還具有至少一個(gè)分離段(19)用于在結(jié)合中間產(chǎn)物料流(4、5)以后分離得到的產(chǎn)物混合物，所述裝置的特征在于-反應(yīng)器(3)包括形狀選擇性沸石材料作為催化劑，和-該至少一個(gè)分離段(19)借助至少一個(gè)回流管(12、13、14)與蒸汽裂化器(2)和/或反應(yīng)器(3)相連，至少一部分在組合裝置(1)下游得到的產(chǎn)物料流(6、7、8、9、11)可通過所述回流管再循環(huán)。10.根據(jù)權(quán)利要求9的裝置，其特征在于用于含氧物轉(zhuǎn)化的反應(yīng)器(3)整合在蒸汽裂化器⑵中。11.根據(jù)權(quán)利要求9-10中任一項(xiàng)的裝置，其特征在于至少一個(gè)反應(yīng)器(3)構(gòu)成固定床反應(yīng)器或管式反應(yīng)器。12.根據(jù)權(quán)利要求11的裝置，其特征在于兩個(gè)或更多個(gè)反應(yīng)器(3)串聯(lián)連接或一個(gè)反應(yīng)器(3)包括至少兩個(gè)串聯(lián)連接的催化劑段。13.根據(jù)權(quán)利要求9-12中任一項(xiàng)的裝置，其特征在于反應(yīng)器(3)中的催化劑為五硅環(huán)沸石類型的鋁硅酸鹽沸石，優(yōu)選ZSM-5。14.根據(jù)權(quán)利要求9-13中任一項(xiàng)的裝置，其特征在于用于基本由甲烷和/或輕餾分組成的組合裝置(1)的產(chǎn)物料流(7)的回流管(12)與反應(yīng)器(3)相連。15.根據(jù)權(quán)利要求9-14中任一項(xiàng)的裝置，其特征在于用于基本由乙烷和/或丙烷組成的組合裝置(1)的產(chǎn)物料流(8)的回流管(13)與蒸汽裂化器(2)相連。16.根據(jù)權(quán)利要求9-15中任一項(xiàng)的裝置，其特征在于用于基本由C4餾分和/或C4=餾分組成的組合裝置(1)的產(chǎn)物料流(9)的回流管(14)與反應(yīng)器(3)相連。17.根據(jù)權(quán)利要求9-16中任一項(xiàng)的裝置，其特征在于用于基本由C5餾分和/或C6餾分組成的組合裝置⑴的產(chǎn)物料流(11)的回流管(15)與反應(yīng)器(3)相連。全文摘要在烴生產(chǎn)，特別是C2-C4烯烴的生產(chǎn)中，使用包括蒸汽裂化器和至少一個(gè)反應(yīng)器用于轉(zhuǎn)化包括蒸汽和至少一種含氧物的進(jìn)料混合物的組合裝置，蒸汽裂化器和反應(yīng)器的相應(yīng)中間產(chǎn)物料流至少部分結(jié)合。為提高有價(jià)值產(chǎn)物的收率，形狀選擇性沸石材料用作含氧物在反應(yīng)器中轉(zhuǎn)化的催化劑，且至少一部分在穿透組合裝置后得到的產(chǎn)物料流再循環(huán)至蒸汽裂化器和/或反應(yīng)器。文檔編號(hào)C07C11/02GK101802138SQ200880107619公開日2010年8月11日申請(qǐng)日期2008年9月6日優(yōu)先權(quán)日2007年9月21日發(fā)明者H·巴赫,H·肯佩爾,M·羅特霍伊梅爾,W·利布納申請(qǐng)人:盧爾吉有限公司