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號提交的歐洲專利申請序列N0.13191185.1的權(quán)益。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明提供用于將含氧化合物轉(zhuǎn)化為烯烴的方法。所述方法包括在反應(yīng)器出口處應(yīng)用一個(gè)或多個(gè)第一氣/固分離設(shè)備和在再生器出口處應(yīng)用一個(gè)或多個(gè)第二氣/固分離設(shè)備，其中第一氣/固分離設(shè)備的分離效率高于第二氣/固分離設(shè)備的分離效率。
【背景技術(shù)】
[0003]含氧化合物至烯烴(“0T0”)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。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]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)將包含含氧化合物的物流進(jìn)料至反應(yīng)器;b)使所述包含含氧化合物的物流與分子篩催化劑接觸以形成產(chǎn)物和在催化劑上形成的焦炭;c)使所述產(chǎn)物和夾帶的催化劑通入第一氣/固分離設(shè)備以使所述產(chǎn)物與催化劑分離;d)從第一氣/固分離設(shè)備中移除所述產(chǎn)物;e)使來自反應(yīng)器的至少一部分催化劑通入催化劑再生器;f)在催化劑再生器中通過使催化劑與再生介質(zhì)接觸使催化劑上的焦炭燃燒和形成燃燒產(chǎn)物而再生催化劑;和g)使燃燒產(chǎn)物和夾帶的催化劑通入第二氣/固分離設(shè)備以使燃燒產(chǎn)物與催化劑分離，其中第一氣/固分離設(shè)備的分離效率高于第二氣/固分離設(shè)備的分離效率。
【具體實(shí)施方式】
[0005]本發(fā)明提供用于將含氧化合物轉(zhuǎn)化為烯烴的改進(jìn)方法，和具體提供將反應(yīng)器流出物和再生器流出物中的固體與氣體分離從而使催化劑細(xì)顆粒主要終結(jié)于再生器的廢氣中的改進(jìn)方法。因?yàn)榇呋瘎┘?xì)顆粒優(yōu)選在再生器的廢氣中離開系統(tǒng)，從而較少的催化劑細(xì)顆粒和催化劑進(jìn)入急冷塔。這種改進(jìn)方法的一些好處是在急冷塔中結(jié)垢降低且固體更少。
[0006]另外，急冷塔中的細(xì)顆粒有可能被分散的烴污染，這會造成在設(shè)備中形成油水中間層和/或使工藝設(shè)備結(jié)垢。這將特別成問題，因?yàn)榇呋瘎┘?xì)顆粒的疏水性質(zhì)增加了所述細(xì)顆粒被分散烴覆蓋的可能性。另外，固體在收集后更難處理并且可能被認(rèn)為是危險(xiǎn)廢物，在處置時(shí)會遇到相應(yīng)的困難。
[0007]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?？梢杂米髟摲椒ǖ倪M(jìn)料的醇包括低級直鏈和支鏈脂族醇。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。
[0008]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。
[0009]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。
[0010]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。
[0011]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。
[0012]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。
[0013]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ぁ?、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。
[0014]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％.
[0015]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。
[0016]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。
[0017]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。
[0018]該方法發(fā)生在反應(yīng)器中和催化劑可以以固定床、移動床、流化床、密相流化床、快速或湍動流化床、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。
[0019]上述原料主要轉(zhuǎn)化為烯烴。由原料產(chǎn)生的烯烴通常具有2-30個(gè)碳原子，優(yōu)選2-8個(gè)碳原子，更優(yōu)選2-6個(gè)碳原子，最優(yōu)選乙烯和/或丙烯。除了這些烯烴之外，在反應(yīng)中可能產(chǎn)生具有4-18個(gè)碳原子的二烯烴、共軛二烯或非共軛二烯、聚烯、乙烯基單體和環(huán)烯烴。
[0020]在優(yōu)選實(shí)施方案中，在分子篩催化劑存在下原料(優(yōu)選一種或多種含氧化合物)轉(zhuǎn)化為2-6個(gè)碳原子的烯烴。優(yōu)選地，含氧化合物為甲醇，和烯烴為乙烯