將含氧化合物轉(zhuǎn)化為烯烴的方法
【專利說明】將含氧化合物轉(zhuǎn)化為烯烴的方法
[0001 ] 本申請要求2013年10月31號(hào)提交的歐洲專利申請序列N0.13191188.5的權(quán)益。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及用于將含氧化合物轉(zhuǎn)化為烯烴的方法，和用于從含氧化合物至烯烴轉(zhuǎn)化方法中產(chǎn)生的包含烯烴的物流中移除二甲醚的方法。
【背景技術(shù)】
[0003]含氧化合物至烯烴方法在本領(lǐng)域中是公知的。通常，含氧化合物至烯烴方法用于主要產(chǎn)生乙烯和丙烯。這樣的含氧化合物至烯烴方法的例子描述于US專利申請公開N0.2011/112344，其通過參考引入本文。該公開描述了用于制備包含乙烯和/或丙烯的烯烴產(chǎn)物的方法，所述方法包括在含氧化合物至烯烴轉(zhuǎn)化系統(tǒng)中轉(zhuǎn)化含氧化合物原料的步驟，所述轉(zhuǎn)化系統(tǒng)包括反應(yīng)區(qū)，其中在含氧化合物轉(zhuǎn)化條件下含氧化合物原料與含氧化合物轉(zhuǎn)化催化劑接觸，以獲得包含乙烯和/或丙烯的轉(zhuǎn)化流出物。
[0004]美國專利US7238848描述了在甲醇制烯烴裝置中產(chǎn)生的包含烯烴及二甲醚的產(chǎn)物物流的處理方法。所述專利描述了在第一分離步驟中使Cl和C2烴與C3+烴分離、隨后使C3烴和二甲醚一起與C4+烴分離的方法。將包含二甲醚的C3烴送至C3分流器，由C3分流器移除包含丙烯和至多痕量二甲醚的物流及包含丙烷和大部分二甲醚的物流。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種用于將含氧化合物轉(zhuǎn)化為烯烴的方法，所述方法包括:a)在反應(yīng)器中在含氧化合物至烯烴轉(zhuǎn)化條件下使包含含氧化合物的物流與分子篩催化劑接觸以形成包含烯烴的流出物;b)使所述流出物中的C3-烴與C4+烴分離;c)使Cl烴和其它輕氣體與C2+烴分離;d)使C2烴與C3烴分離;e)將C3烴送至C3分流器以使丙烯與丙烷分離;f)從C3分流器中移除丙烯;和g)從C3分流器中移除丙烷。
[0006]本發(fā)明還提供一種用于從由甲醇合成的包含烯烴的物流中一起移除二甲醚與丙烷的方法，所述方法包括:a)使包含烯烴的物流中的C3-烴和二甲醚一起與C4+烴分離;b)使Cl烴和其它輕氣體與C2+烴分離;c)使C2烴與C3烴和二甲醚分離;d)將包含二甲醚的C3烴送至C3分流器，所述C3分流器包括上半部的第一部分和下半部的第二部分;e)從C3分流器的第一部分移除丙烯，從而獲得包含至多僅痕量二甲醚的丙烯產(chǎn)物;和f)從C3分流器的第二部分移除丙烷，其中二甲醚與丙烷一起作為一個(gè)物流從C3分流器的第二部分移除。
【附圖說明】
[0007]圖1描述了本發(fā)明分離流程的一個(gè)實(shí)施方案。
【具體實(shí)施方式】
[0008]本發(fā)明提供用于分離含氧化合物至烯烴轉(zhuǎn)化方法中形成的產(chǎn)物和任選分離丙烷餾分中的任何二甲醚從而使它不存在于丙烯餾分中的方法。本發(fā)明提供一個(gè)分離區(qū)，該分離區(qū)在其它烴分離塔之前存在脫丙烷塔。這導(dǎo)致在第一步中使碳數(shù)3以下的烴與碳數(shù)4以上的烴分離。該分離不需要致冷。通過首先實(shí)施這一分離，在需要致冷分離較輕組分之前，已移除了較重組分。因此，較重組分不需要冷卻，和可以實(shí)現(xiàn)冷區(qū)較小和致冷壓縮機(jī)負(fù)荷較低。
[0009]含氧化合物至烯烴方法接收包含一種或多種含氧化合物的物流作為原料。含氧化合物為包含至少一個(gè)氧原子的有機(jī)化合物。含氧化合物優(yōu)選為一種或多種醇，優(yōu)選脂族醇，其中脂族結(jié)構(gòu)部分具有1-20個(gè)碳原子，優(yōu)選1-10個(gè)碳原子，更優(yōu)選1-5個(gè)碳原子和最優(yōu)選Ι-α 個(gè)碳原子。可以用作該方法的進(jìn)料的醇包括低級(jí)直鏈和支鏈脂族醇。此外 ，可以使用醚和其它含氧有機(jī)分子。含氧化合物的適合例子包括甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、甲基乙基醚、二甲醚、二乙醚、二異丙醚、甲醛、二甲基碳酸酯、二甲基酮、乙酸及它們的混合物。在優(yōu)選實(shí)施方案中，原料包含甲醇、乙醇、二甲醚、二乙醚的一種或多種或它們的組合，更優(yōu)選甲醇或二甲醚和最優(yōu)選甲醇。
[0010]在一個(gè)實(shí)施方案中，含氧化合物作為合成氣的反應(yīng)產(chǎn)物獲得。合成氣可以例如由化石燃料如由天然氣或油或由煤氣化產(chǎn)生。在另一個(gè)實(shí)施方案中，含氧化合物獲自生物材料，例如通過發(fā)酵。
[0011]含氧化合物原料可以獲自預(yù)反應(yīng)器，所述預(yù)反應(yīng)器至少部分轉(zhuǎn)化甲醇至二甲醚和水。水可以通過例如蒸餾除去。以此方式，較少的水存在于將含氧化合物轉(zhuǎn)化為烯烴的方法中，這對于方法設(shè)計(jì)有利并且降低催化劑所暴露的水熱條件的苛刻性。
[0012]在某些實(shí)施方案中，含氧化合物至烯烴方法還可接收烯烴共進(jìn)料。該共進(jìn)料可包含碳數(shù)為1-8、優(yōu)選3-6和更優(yōu)選4或5的烯烴。適合的烯烴共進(jìn)料的例子包括丁烯、戊烯和己稀。
[0013]優(yōu)選地，含氧化合物進(jìn)料包含一種或多種含氧化合物和烯烴，更優(yōu)選以含氧化合物:烯烴摩爾比為1000:1-1:1、優(yōu)選100:1-1:1包含含氧化合物和烯烴。更優(yōu)選地，含氧化合物:烯烴摩爾比為20:1-1:1，更優(yōu)選為18:1-1:1，仍更優(yōu)選為15:1-1:1，甚至仍更優(yōu)選為14:
1-1: I。優(yōu)選的是一起轉(zhuǎn)化C4烯烴(循環(huán)自含氧化合物至烯烴轉(zhuǎn)化反應(yīng))與含氧化合物，以獲得高的乙烯和丙烯收率，因此優(yōu)選針對每摩爾C4烯烴提供至少I摩爾含氧化合物。
[0014]烯烴共進(jìn)料還可以包含鏈烷烴。這些鏈烷烴可充當(dāng)稀釋劑或在一些情況下它們可參與在催化劑存在下發(fā)生的一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)。鏈烷烴可以包括碳數(shù)為1-10、優(yōu)選3-6和更優(yōu)選4或5的烷烴。鏈烷烴可循環(huán)自發(fā)生在含氧化合物至烯烴轉(zhuǎn)化步驟下游的分離步驟。
[0015]在某些實(shí)施方案中，含氧化合物至烯烴方法還可接收稀釋劑共進(jìn)料以降低含氧化合物在進(jìn)料中的濃度和抑制主要產(chǎn)生高分子量產(chǎn)物的副反應(yīng)。稀釋劑通常應(yīng)該對含氧化合物原料或?qū)Υ呋瘎┎痪哂蟹磻?yīng)性?？赡艿南♂寗┌ê?、氬、氮、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、水及它們的混合物。更優(yōu)選稀釋劑為水和氮，最優(yōu)選為水。
[0016]稀釋劑可以以液體或蒸氣形式使用。稀釋劑可在進(jìn)入反應(yīng)器時(shí)或之前加入原料或單獨(dú)加入反應(yīng)器或與催化劑一起加入。在一個(gè)實(shí)施方案中，稀釋劑的添加量為1-90摩爾％，更優(yōu)選1-80摩爾％，更優(yōu)選5-50摩爾％，最優(yōu)選5-40摩爾％.
[0017]在含氧化合物至烯烴轉(zhuǎn)化反應(yīng)器中在含氧化合物轉(zhuǎn)化過程中，蒸汽作為副產(chǎn)物產(chǎn)生，它充當(dāng)原位產(chǎn)生的稀釋劑。通常，作為稀釋劑添加附加蒸汽。需要添加的附加稀釋劑量取決于原位水產(chǎn)量，而原位水產(chǎn)量又取決于含氧化合物進(jìn)料組成。當(dāng)提供至反應(yīng)器的稀釋劑為水或蒸汽時(shí)，含氧化合物與稀釋劑的摩爾比在10:1和1:20之間。
[0018]含氧化合物進(jìn)料與催化劑在200-1000 °C、優(yōu)選300-800°C、更優(yōu)選350-700 °C、甚至更優(yōu)選450-650°C的溫度下接觸。所述進(jìn)料可與催化劑在530-620°C或優(yōu)選580-610°C的溫度下接觸。所述進(jìn)料可與催化劑在0.lkPa( lmbar )-5MPa(50bar)、優(yōu)選10kPa(Ibar)-
1.5MPa(15bar)、更優(yōu)選100kPa(lbar)-300kPa(3bar)的壓力下接觸。本文提到的壓力是絕對壓力。
[0019]針對原料可使用寬范圍的WHSVJHSV定義為每小時(shí)單位質(zhì)量催化劑的進(jìn)料(不包括稀釋劑)質(zhì)量。WHSV應(yīng)該優(yōu)選為1-5000^1。
[0020]該方法發(fā)生在反應(yīng)器中和催化劑可以以固定床、移動(dòng)床、流化床、密相流化床、快速或湍動(dòng)流化床、循環(huán)流化床的形式存在。此外，可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的提升管反應(yīng)器、混合反應(yīng)器或其它反應(yīng)器類型。在另一個(gè)實(shí)施方案中，可以串聯(lián)使用多個(gè)這些反應(yīng)器類型。在一個(gè)實(shí)施方案中，反應(yīng)器為提升管反應(yīng)器。提升管反應(yīng)器的優(yōu)勢在于它允許非常精準(zhǔn)地控制進(jìn)料與催化劑的接觸時(shí)間，因?yàn)樘嵘芊磻?yīng)器顯示出通過反應(yīng)器的催化劑和反應(yīng)物流接近活塞流。
[0021 ]上述原料