專利名稱：從多種烴化合物的混合物中除去含氧有機(jī)化合物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從多種烴化合物的混合物中除去含氧有機(jī)化合物(含氧化物，oxygenate)的方法，同時(shí)將烴化合物分離為單個級分。
烴化合物是化學(xué)工業(yè)的基本元素和用于大量產(chǎn)品的原料。工業(yè)上可使用的烴化合物可通過轉(zhuǎn)化固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)化石燃料而制得。這方面的實(shí)例是增強(qiáng)使用天然氣用于生產(chǎn)液體燃料和化學(xué)品。例如天然氣可以轉(zhuǎn)化為合成氣，合成氣可以用于生產(chǎn)氫氣，例如用于精煉廠和燃料電池中，用于生產(chǎn)費(fèi)-托產(chǎn)品，例如不含硫的燃料，潤滑劑，蠟和α-烯烴，用于生產(chǎn)DME，例如用于氣輪機(jī)和燃料電池中，尤其是用于生產(chǎn)甲醇，作為原料，用于回收甲醛、溶劑、甲基叔丁基醚、合成燃料、乙酸、烯烴等。
在初級生產(chǎn)工藝中，烴化合物通常以混合物形式產(chǎn)生，必須通過分離方法(尤其是分級蒸餾)將混合物分離為單個級分或純物質(zhì)。在常規(guī)方法中使用的分離設(shè)備的連接方式導(dǎo)致單個設(shè)備部件的尺寸較大，并且運(yùn)行物料的比消耗較高。因此，優(yōu)化設(shè)計(jì)分離方法非常重要。烴化合物應(yīng)以不存在含氧有機(jī)化合物(含氧化物)的盡可能純的形式制得。含氧化物是指含有至少一個烴骨架和低氧含量的化合物。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，含氧化物通過傳統(tǒng)連接的蒸餾或物理洗滌而與烴化合物分離。但是尤其是對于大工業(yè)設(shè)備而言這是很復(fù)雜且昂貴的。在文本W(wǎng)O 03/020671、WO 03/020672和WO 03/020678中描述了用于萃取蒸餾烯烴的方法。
本發(fā)明的目的是提供一種從碳數(shù)(C數(shù))為C-1～C-9的多種烴化合物的混合物中除去含氧有機(jī)化合物(含氧化物)的方法，其中，在主價(jià)值產(chǎn)物流例如烯烴流中保留的含氧化物量減少到1ppm以下，以及分離成為分級分，同時(shí)使設(shè)備尺寸和運(yùn)行物料的比消耗最小化。
通過在一個兩步驟分離工藝中處理烴和含氧有機(jī)化合物的混合物來實(shí)現(xiàn)該目的。通常，這種烴物流例如在壓縮后以兩相形式存在，其中，較重的烴位于液相中。在本發(fā)明中，這兩相沒有象常規(guī)那樣一起裝入一個蒸餾塔中，而是分別單獨(dú)裝入兩個蒸餾塔中。在第一個塔中，從液相中分離出輕的級分，其中存在主價(jià)值產(chǎn)物和含氧化物。
氣相與第一個塔中的輕級分一起被供入第二個塔中。該第二個塔是萃取蒸餾塔。混合物被分離成輕烴餾分和重?zé)N餾分。一種溶解含氧化物的溶劑供入塔的上部。因此，含氧化物含量與現(xiàn)有技術(shù)相比明顯下降。
由于溶劑的作用，烴流中含有的含氧化物通過萃取除去，并到達(dá)塔底中。
不含含氧化物的產(chǎn)物離開塔頂。在塔底排出含氧化物、溶劑和不屬于產(chǎn)物的烴。不含含氧化物的產(chǎn)物是指含氧有機(jī)化合物含量＜1ppm的產(chǎn)物。塔的運(yùn)行壓力為5～35bar。
作為溶劑，一般完全可以使用一元醇或二元醇。尤其是甲醇、二甘醇、乙醇或丙醇適合于此。或者還可以使用N-甲基吡咯烷酮(NMP)，添加或不添加水。
作為烴，可以使用烯烴(單烯烴或二烯烴)、鏈烷屬烴、環(huán)烷烴或芳香物或者這些物質(zhì)的混合物。這些烴例如可以來自催化反應(yīng)工藝。
含氧有機(jī)化合物可以作為醚例如二甲醚(DME)，酯例如甲酸甲酯，酮例如甲基乙基酮，或者醛例如甲醛存在。簡單情況下，溶劑，例如甲醇(MeOH)，在工藝中作為產(chǎn)物合成的原料，因此可以將溶劑與溶解的含氧化物和烴一起直接循環(huán)返回工藝中。如果由于技術(shù)或經(jīng)濟(jì)原因使得這是不可行的或者不利的，或者如果不用醇而使用溶劑NMP，則溶劑可以通過分離工藝，例如萃取或蒸餾而與含氧化物和烴分離，并部分或完全循環(huán)返回萃取蒸餾塔中。
本發(fā)明在圖(

圖1、圖2)中通過方法實(shí)施例來說明，從C1-C8烴和含氧化物，特別是DME的混合物來制備不含含氧化物的C3烴流，如下進(jìn)行解釋。
由烴和含氧化物組成的液體級分(1)裝入第一個塔(3)。使易沸的成分C4-烴和DME(5)與C4+烴(4)分開。含有C4+烴(4)的級分供入未畫出的蒸餾塔中，其中，輕的輕油產(chǎn)物(C4-C6)與C7+汽油產(chǎn)物(鏈烷屬烴、烯烴、環(huán)烷烴和芳香物)分開。
氣態(tài)級分(2)，主要由C3烴，但也含有余量的C4烴以及含氧化物組成，和第一個塔(5)的C4-塔頂產(chǎn)物供入第二個塔(7)的萃取蒸餾中。第二個塔(7)在壓力21～25bar下將該混合物分離為輕烴和重?zé)N餾分。為了防止含氧化物作為雜質(zhì)進(jìn)入塔頂產(chǎn)物，使用液體溶劑。該溶劑經(jīng)管線(6)供入塔(7)中。在該實(shí)施例中，使用甲醇作為溶劑。通過溶劑，在烴流中含有的含氧化物被萃取除去，進(jìn)入塔(7)的底部，并經(jīng)管線(9)排出。不含含氧化物的產(chǎn)物經(jīng)管線(8)離開塔頂(7)，該產(chǎn)物可以在別的未畫出的蒸餾塔中被處理，從而例如獲得純的可聚合的丙烯。
簡單情況下(圖1，實(shí)施例1)，認(rèn)為，經(jīng)管線(9)排出的烴/含氧化物/甲醇的混合物可以用作基礎(chǔ)工藝的原料。因此，不需要對溶劑進(jìn)行再生。
在實(shí)施例2(圖2)中表示帶有對溶劑進(jìn)行再生的工藝設(shè)計(jì)。當(dāng)溶劑甲醇不能用于基礎(chǔ)工藝或者僅能有條件使用時(shí)需要這樣。在該流程中，將經(jīng)管線(9)排出的混合物供入塔(10)中。塔頂產(chǎn)物(12)含有由烴以及含氧化物，尤其是DMB組成的輕級分。該混合物(12)可以作為原料直接循環(huán)返回未畫出的基礎(chǔ)工藝的產(chǎn)物合成中。塔底產(chǎn)物經(jīng)管線(11)排出，并含有再生的溶劑以及水，其作為副產(chǎn)物經(jīng)流(1)和(2)引入。該流的大部分經(jīng)管線(14)供入萃取蒸餾塔(7)中。該流的小部分經(jīng)管線(13)供入另一處理中，例如供入蒸餾塔中，以便使甲醇和其它含氧化物與廢水分離開。這樣調(diào)節(jié)物流(13)，使得萃取蒸餾塔(7)的液相中的水含量為0.5～2重量％，優(yōu)選1重量％，從而防止在塔中存在兩種液相。
在實(shí)施例3(圖2)中，使用NMP(87.5重量％)和水(12.5重量％)的混合物作為溶劑。在此情況下，由于塔(10)底部中溶劑的沸點(diǎn)高，因此12.5重量％的水含量直接通過塔底溫度來調(diào)節(jié)，溶劑被完全再生，并經(jīng)管線(14)供入萃取蒸餾塔(7)中。在溶劑污染(例如由于聚合)情況下，少量的(11)經(jīng)管線(13)不連續(xù)地從循環(huán)中除去。在此情況下，經(jīng)管線(6)供入少量新鮮NMP作為補(bǔ)充。
實(shí)施例1沒有溶劑再生的設(shè)計(jì)，用甲醇作為溶劑
實(shí)施例2帶有溶劑再生和循環(huán)的設(shè)計(jì)，用甲醇作為溶劑
實(shí)施例3帶有溶劑再生和循環(huán)的設(shè)計(jì)，用NMP/H2O作為溶劑
權(quán)利要求
1.從多種烴化合物的混合物中除去含氧有機(jī)化合物(含氧化物)的方法，其特征在于，將含有烴和含氧化物的液相(1)裝入第一個塔(3)中，在該第一個塔(3)中輕級分作為塔頂產(chǎn)物(5)被蒸餾分離出去，較重的C4+級分從塔(3)的底部除去，輕級分(5)和由烴和含氧化物(2)組成的氣態(tài)混合物進(jìn)入第二個塔(7)中，其中實(shí)現(xiàn)蒸餾分離為輕烴和重?zé)N級分，其中將額外的溶劑(6)供入塔(7)的上部，該溶劑溶解含氧化物，并在塔的底部產(chǎn)物(9)中排放，因此不含含氧化物的烴產(chǎn)物(8)從塔頂(7)離開，并從塔(7)的底部排出含氧化物、溶劑和殘余烴的混合物(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，使用一元醇或二元醇作為溶劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，使用甲醇、二甘醇、乙醇或丙醇作為溶劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，使用NMP(N-甲基吡咯烷酮)作為溶劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4的方法，其特征在于，第二個塔(7)在壓力5～35bar下運(yùn)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5的方法，其特征在于，氣相和液相(2)和(1)來自催化反應(yīng)工藝。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～6的方法，其特征在于，含氧化物、溶劑和殘余烴的混合物(9)從第二個塔(7)中引出，并供入第三個塔(10)中，從塔(10)的頂部引出烴、含氧化物和DME的輕級分(12)，從塔(10)的底部將再生的溶劑和水(11)除去，并經(jīng)管線(6)部分循環(huán)返回第二個塔(7)中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于，使用NMP和水的混合物作為溶劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于，水含量為5-20重量％。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其特征在于，在塔(7)的液相中的水含量為0.5-2重量％，優(yōu)選1重量％。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種從多種烴化合物的混合物中除去含氧有機(jī)化合物的方法，將含有烴和含氧化物的液相(1)裝入第一個塔(3)中，在該第一個塔(3)中輕級分作為塔頂產(chǎn)物(5)被蒸餾分離出去，較重的C
文檔編號B01D3/40GK101076507SQ200580042432
公開日2007年11月21日 申請日期2005年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月29日
發(fā)明者S·詹森, M·羅塞梅爾, H·科爾姆拜爾, H·巴赫, G·伯克 申請人:盧吉股份公司