專利名稱：一體化的含氧化合物轉(zhuǎn)化和產(chǎn)物裂化的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明總的來(lái)說(shuō)涉及將含氧化合物轉(zhuǎn)化成烯烴并且更特別是轉(zhuǎn)化成輕質(zhì)烯烴。
輕質(zhì)烯烴用作制備許多化學(xué)物質(zhì)的原料。傳統(tǒng)上通過蒸汽或催化裂化的方法制備輕質(zhì)烯烴。然而，石油資源有限的可得性和高成本導(dǎo)致了由這些石油資源制備輕質(zhì)烯烴的成本顯著增加。
對(duì)用于輕質(zhì)烯烴生產(chǎn)的替代性材料的研究引導(dǎo)了使用含氧化合物例如醇，且更特別是使用甲醇、乙醇和高級(jí)醇或它們的衍生物。公知的是分子篩例如微孔晶體沸石催化劑和非沸石催化劑，特別是硅鋁磷酸鹽(SAPO)促進(jìn)含氧化合物向烴混合物，特別是主要包括輕質(zhì)烯烴的烴混合物的轉(zhuǎn)化。
可以通過將較重的烴產(chǎn)物特別是較重的烯烴例如C4和C5烯烴反應(yīng)，即裂化成輕質(zhì)烯烴而進(jìn)一步提高由這類加工方法得到的輕質(zhì)烯烴的量。例如，發(fā)明人為Marker并且受讓人與本申請(qǐng)相同的美國(guó)專利US5,914,433披露了一種由含氧化合物原料制備包括每分子具有2-4個(gè)碳原子的烯烴的輕質(zhì)烯烴的方法，其全部披露內(nèi)容在此參考引入。該方法包括將含氧化合物原料通入含有金屬鋁磷酸鹽催化劑的含氧化合物轉(zhuǎn)化區(qū)以制得輕質(zhì)烯烴流。將丙烯和/或混合的丁烯流從所述輕質(zhì)烯烴流中分餾并裂化以提高乙烯和丙烯產(chǎn)物的產(chǎn)率。輕質(zhì)烯烴產(chǎn)物與在提升管裂化區(qū)或者單獨(dú)的裂化區(qū)中裂化的丙烯和丁烯的結(jié)合給該方法提供了靈活性，其克服了鋁磷酸鹽催化劑的平衡限制。另外，該發(fā)明提供了含氧化合物轉(zhuǎn)化區(qū)中延長(zhǎng)的催化劑壽命和更大的催化劑穩(wěn)定性的優(yōu)點(diǎn)。
機(jī)械裝置用于在所希望的壓力下將流體傳送到合適的位置。泵是用于迫使液相材料從一個(gè)壓力到更高壓力下的機(jī)械裝置或機(jī)器。泵所做的機(jī)械功與被泵送的液體體積乘以壓差(出口壓力減去入口壓力)成正比。一些機(jī)械功在液體從一個(gè)位置到另一個(gè)位置的轉(zhuǎn)移中被消耗。泵通常并不足夠有力改變被泵送液體的體積。壓縮機(jī)是被用于迫使氣相材料從一個(gè)壓力到更高壓力下的機(jī)械裝置或機(jī)器。壓縮機(jī)所做的機(jī)械功與被泵送的蒸氣體積乘以壓差成正比。壓縮機(jī)通常降低了被泵送蒸氣的體積。液相的材料總是比氣相的材料緊密得多。對(duì)于相同質(zhì)量的材料來(lái)說(shuō)，泵送液體所需的功總是比通過壓縮機(jī)泵送蒸氣所需的功少得多。
然而，進(jìn)一步的改進(jìn)例如與使系統(tǒng)加工成本和復(fù)雜性降低或最小化相關(guān)的改進(jìn)是所希望的并正在尋求。
鑒于此，需要并要求用于將含氧化合物轉(zhuǎn)化成烯烴的改進(jìn)的加工方法和系統(tǒng)，更特別是例如使輕質(zhì)烯烴的相對(duì)量增加的這類加工方法和系統(tǒng)。
發(fā)明概述本發(fā)明總的目的是提供或得到改進(jìn)的含有含氧化合物的原料轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)烯烴的加工方法。
本發(fā)明更具體的目的是克服一個(gè)或多個(gè)上述問題。
本發(fā)明總的目的至少部分地可以通過一種由含有含氧化合物的原料制備輕質(zhì)烯烴的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，該方法包括在含氧化合物轉(zhuǎn)化反應(yīng)器中并且在有效地將含有含氧化合物的原料轉(zhuǎn)化成包含燃料氣體烴、輕質(zhì)烯烴和C4+烴的含氧化合物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物流的反應(yīng)條件下，使含有含氧化合物的原料與含氧化合物轉(zhuǎn)化催化劑接觸。隨后通過第一壓縮機(jī)將至少部分含氧化合物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物流壓縮。將壓縮的含氧化合物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物流在氣體濃縮系統(tǒng)中進(jìn)行處理以回收輕質(zhì)烯烴并且形成C4+烴流。在烯烴裂化反應(yīng)器中并且在有效地將其中含有的C4和C5烯烴轉(zhuǎn)化成包含輕質(zhì)烯烴的裂化烯烴流出氣流的反應(yīng)條件下，使至少部分C4+烴流與烯烴裂化催化劑接觸。使至少部分裂化烯烴流出氣流返回到第一壓縮機(jī)中以與含氧化合物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物流結(jié)合，并隨后在氣體濃縮系統(tǒng)中處理。
現(xiàn)有技術(shù)通常不能提供如所希望那樣的簡(jiǎn)單、有效、經(jīng)濟(jì)的一種或多種加工方法將含氧化合物加工成烯烴，特別是例如不能使輕質(zhì)烯烴的相對(duì)量增加。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，提供了一種由含有甲醇的原料制備輕質(zhì)烯烴的方法。該方法包括在甲醇轉(zhuǎn)化反應(yīng)器流化反應(yīng)區(qū)中并且在有效地將含有甲醇的原料轉(zhuǎn)化成包含燃料氣體烴、輕質(zhì)烯烴和C4+烴的甲醇轉(zhuǎn)化產(chǎn)物流的反應(yīng)條件下，使含有甲醇的原料與甲醇轉(zhuǎn)化催化劑接觸。隨后通過第一壓縮機(jī)將至少部分甲醇轉(zhuǎn)化產(chǎn)物流壓縮。將壓縮的甲醇轉(zhuǎn)化產(chǎn)物流在氣體濃縮系統(tǒng)中進(jìn)行處理以回收輕質(zhì)烯烴并且形成燃料氣體烴流和C4+烴流。將C4+烴流分餾以形成包含C4+至C6-烴的工藝流和包含C7+烴的清洗流。在烯烴裂化反應(yīng)器中并且在有效地將其中含有的C4和C5烯烴轉(zhuǎn)化成包含輕質(zhì)烯烴的裂化烯烴流出氣流的反應(yīng)條件下，使該工藝流與烯烴裂化催化劑接觸。將裂化烯烴流出氣流分離成包含C1和C2烴的第一氣流和包含烯烴裂化產(chǎn)物流的剩余物的第二氣流。使第一氣流返回到第一壓縮機(jī)中以與含氧化合物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物流結(jié)合并隨后在氣體濃縮系統(tǒng)中處理，并且將第二氣流在沒有壓縮的情況下引入氣體濃縮系統(tǒng)。
本發(fā)明還提供了一種用于將含氧化合物轉(zhuǎn)化成輕質(zhì)烯烴的系統(tǒng)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，提供了一種反應(yīng)器，用于使含有含氧化合物的原料流與催化劑接觸并且將含有含氧化合物的原料流轉(zhuǎn)化成包含燃料氣體烴、輕質(zhì)烯烴和C4+烴的含氧化合物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物流。該方案提供了第一壓縮機(jī)，將至少部分含氧化合物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物流壓縮以形成壓縮的含氧化合物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物流。該方案提供了氣體濃縮系統(tǒng)，將壓縮的含氧化合物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物流進(jìn)行處理以回收輕質(zhì)烯烴并形成C4+烴流。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括用于將至少部分C4+烴流與催化劑接觸并將其中含有的C4和C5烯烴轉(zhuǎn)化成包含輕質(zhì)烯烴的裂化烯烴流出氣流的反應(yīng)器。該方案提供了第一回流管，在該回流管中將至少部分裂化烯烴流出氣流引入第一壓縮機(jī)并隨后通過氣體濃縮系統(tǒng)進(jìn)行加工。
如本文中所用，所提到的“輕質(zhì)烯烴”要理解為通常是指C2和C3烯烴，即乙烯和丙烯。
從與附屬的權(quán)利要求書和附圖結(jié)合的以下詳述，其他目的和優(yōu)點(diǎn)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的。
附圖簡(jiǎn)述

圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案將含有含氧化合物的原料轉(zhuǎn)化成烯烴的方法的簡(jiǎn)化示意圖。
圖2是根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案將含有含氧化合物的原料轉(zhuǎn)化成烯烴的方法的簡(jiǎn)化示意圖。
圖3是根據(jù)又一個(gè)實(shí)施方案將含有含氧化合物的原料轉(zhuǎn)化成烯烴的方法的簡(jiǎn)化示意圖。
發(fā)明詳述含有含氧化合物的原料可以在催化反應(yīng)中轉(zhuǎn)化成輕質(zhì)烯烴，并且在該加工過程中形成的較重的烴(例如C4+烴)可以隨后裂化以增加由其制得或得到的輕質(zhì)烯烴(例如C2和C3烯烴)。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，在使其通過合適的氣體濃縮系統(tǒng)之前，可以用同一個(gè)壓縮機(jī)將至少部分含氧化合物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物流和至少部分烯烴裂化產(chǎn)物流一起或分別升高壓力。
圖1示意性說(shuō)明了一個(gè)總體由參考數(shù)字10表示的、根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案用于將含有含氧化合物的原料轉(zhuǎn)化成烯烴的系統(tǒng)。
更特別地，將例如通常由輕質(zhì)含氧化合物例如甲醇、乙醇、二甲醚、二乙醚或其混合物的一種或多種組成的含有含氧化合物的原料12引入含氧化合物轉(zhuǎn)化反應(yīng)區(qū)14，在該反應(yīng)區(qū)中在有效地將含有含氧化合物的原料轉(zhuǎn)化成包含燃料氣體烴、輕質(zhì)烯烴和C4+烴的含氧化合物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物流的反應(yīng)條件下，以本領(lǐng)域公知的方式例如使用流化床反應(yīng)器將含有含氧化合物的原料與含氧化合物轉(zhuǎn)化催化劑接觸。
正如在本文提供的教導(dǎo)內(nèi)容指導(dǎo)下的本領(lǐng)域那些技術(shù)人員理解的那樣，這類原料可以是商品級(jí)的甲醇、粗制甲醇或其任意結(jié)合。粗制甲醇可以是得自于甲醇合成裝置的未精制產(chǎn)物。在本文提供的教導(dǎo)內(nèi)容指導(dǎo)下的本領(lǐng)域那些技術(shù)人員將理解和意識(shí)到為了一些因素例如提高的催化劑穩(wěn)定性，可優(yōu)選采用較高純度的甲醇原料的實(shí)施方案。因此，合適的原料可以包含甲醇或者甲醇與水的共混物，可能的是這類原料具有的甲醇含量為65-100wt％，優(yōu)選甲醇含量為80-100wt％，并且根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，甲醇含量為95-100wt％。
設(shè)計(jì)為每年加工2,500,000公噸95wt％甲醇的甲醇轉(zhuǎn)化為烯烴的裝置可以具有的進(jìn)料速率優(yōu)選為1500-4000kMTA且更優(yōu)選為2000-3500kMTA。該原料流可以包含0-35wt％且更優(yōu)選5-30wt％的水。該原料流中甲醇可以占原料流的70-100wt％且更優(yōu)選75-95wt％。該原料流中乙醇可以占原料流的0.01-0.5wt％且更通常為0.1-0.2wt％，盡管更高的濃度也是可以的。當(dāng)甲醇是原料流中的主要組分時(shí)，原料流中的高級(jí)醇可以為200-2000wppm且更通常為500-1500wppm。另外，當(dāng)甲醇是原料流中的主要組分時(shí)，原料流中的二甲醚可以為100-20,000wppm且更通常為200-10,000wppm。
用于將含氧化合物轉(zhuǎn)化成輕質(zhì)烯烴的反應(yīng)條件是本領(lǐng)域那些技術(shù)人員所公知的。優(yōu)選地，根據(jù)特定的實(shí)施方案，反應(yīng)條件包括200-700℃，更優(yōu)選300-600℃且最優(yōu)選400-550℃的溫度。正如在本文提供的教導(dǎo)內(nèi)容指導(dǎo)下的本領(lǐng)域那些技術(shù)人員理解的那樣，反應(yīng)條件通常例如依據(jù)所需的產(chǎn)物變化。例如，如果需要增加的乙烯產(chǎn)量，則可以優(yōu)選在475-550℃且更優(yōu)選500-520℃的反應(yīng)器溫度下工作。如果需要增加的丙烯產(chǎn)量，則可以優(yōu)選在350-475℃且更優(yōu)選400-430℃的反應(yīng)器溫度下工作。制得的輕質(zhì)烯烴可以具有0.5-2.0，優(yōu)選0.75-1.25的乙烯∶丙烯比。如果需要更高的乙烯∶丙烯比，則與需要更低的乙烯∶丙烯比的情況相比，反應(yīng)溫度更高。優(yōu)選的進(jìn)料溫度為120-210℃。更優(yōu)選地，進(jìn)料溫度為180-210℃。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，希望將溫度保持在210℃以下以避免熱分解或使熱分解最小化。
含氧化合物轉(zhuǎn)化反應(yīng)器區(qū)14制得或得到了通常包含燃料氣體烴、輕質(zhì)烯烴和C4+烴的含氧化合物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物流或流出氣流16。如所示的那樣，含氧化合物轉(zhuǎn)化反應(yīng)器區(qū)14還可以制得或得到廢水流20，該廢水流例如可以含有少量未反應(yīng)的醇以及少量氧化副產(chǎn)物例如低分子量的醛和有機(jī)酸，并且例如可以被適宜地處理以及丟棄或者回收。
通過壓縮機(jī)24將含氧化合物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物流16和例如在下面進(jìn)行更詳細(xì)描述的再循環(huán)氣流22(例如共同形成由參考數(shù)字23表示的工藝流)適宜地進(jìn)行加工。將所得壓縮含氧化合物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物流26和如果需要還有在下面進(jìn)行更詳細(xì)描述的再循環(huán)氣流30(例如共同形成由參考數(shù)字31表示的工藝流)引入合適的氣體濃縮系統(tǒng)32。
例如用于將得自于這類含氧化合物轉(zhuǎn)化加工的產(chǎn)物進(jìn)行加工的氣體濃縮系統(tǒng)是本領(lǐng)域那些技術(shù)人員非常熟知的，并且正如在本文提供的教導(dǎo)內(nèi)容指導(dǎo)下的本領(lǐng)域那些技術(shù)人員將理解的那樣通常不對(duì)本發(fā)明更寬的實(shí)踐形成限制。
在氣體濃縮系統(tǒng)32中，將例如包括壓縮的含氧化合物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物流26和如果使用的話還有再循環(huán)氣流30的工藝流31進(jìn)行加工，以提供燃?xì)饬?4、乙烯流36、丙烯流40和例如通常由丁烯和更重的烴組成的混合C4+烴流42。
使混合的C4+烴流42經(jīng)歷分餾區(qū)44以形成例如通常包含C7+烴的清洗流46和例如通常包含C4、C5和C6烴的工藝流50。將至少部分工藝流50例如工藝流部分52引入例如固定床反應(yīng)器形式的如本領(lǐng)域公知的烯烴裂化反應(yīng)器區(qū)54，并且其中在有效地將其中含有的C4和C5烯烴轉(zhuǎn)化成包含輕質(zhì)烯烴的裂化烯烴流出氣流56的反應(yīng)條件下以本領(lǐng)域公知的方式使工藝流部分52與烯烴裂化催化劑接觸。
圖中示出了清洗流60，由此可以例如本領(lǐng)域公知的方式如所希望的那樣將C4-C6烷烴化合物等從在系統(tǒng)10中加工的料流中清走。正如在本文提供的教導(dǎo)內(nèi)容指導(dǎo)下的本領(lǐng)域那些技術(shù)人員將理解的那樣，在烯烴裂化反應(yīng)器中這類化合物通常不能非常好地轉(zhuǎn)化。因此，該清洗可以避免這類化合物在工藝系統(tǒng)10中不希望的堆積。
通過冷卻器62將裂化的烯烴流出氣流56進(jìn)行加工以形成工藝流64。然后通過氣-液分離器66將工藝流64進(jìn)行加工，以形成例如由上述再循環(huán)氣流22組成并且例如通常包含C1和C2烴的氣態(tài)材料的再循環(huán)氣流。如所示的那樣，再循環(huán)氣流22可以與含氧化合物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物流16結(jié)合并且返回到壓縮機(jī)24中。該氣-液分離器66還形成了工藝流70，該工藝流例如包括例如通常包含液態(tài)材料的裂化烯烴流出物的剩余物并且例如可以經(jīng)由泵72傳送以組成上述再循環(huán)氣流30以及例如用于與壓縮的含氧化合物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物流26結(jié)合并且隨后通過氣體濃縮系統(tǒng)32進(jìn)行加工。根據(jù)所示的實(shí)施方案，可以在不首先進(jìn)行壓縮的情況下將再循環(huán)氣流30如所希望的那樣引入氣體濃縮系統(tǒng)32。
系統(tǒng)10如所希望的那樣起到了使含氧化合物原料向輕質(zhì)烯烴的轉(zhuǎn)化率提高或最大化同時(shí)使C4+液體的產(chǎn)量降低或最小化的作用。另外，該實(shí)施方案通過將單個(gè)或共用的壓縮機(jī)用于處理來(lái)自兩個(gè)反應(yīng)器區(qū)，即含氧化合物轉(zhuǎn)化反應(yīng)器和烯烴裂化反應(yīng)器的流出物而如所希望的那樣使資金成本降低或最小化。通過將例如由合適的產(chǎn)物分餾和回收區(qū)組成的單個(gè)或共用的氣體濃縮系統(tǒng)用于處理來(lái)自兩個(gè)反應(yīng)器區(qū)的流出物，該實(shí)施方案更進(jìn)一步使資金成本降低或最小化。
圖2示例性說(shuō)明了總體由參考數(shù)字210表示的、用于根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案將含有含氧化合物的原料轉(zhuǎn)化成烯烴的系統(tǒng)。總的來(lái)說(shuō)，該系統(tǒng)210與圖1所示并在上面描述的系統(tǒng)10類似。
更特別地，將含有含氧化合物的原料212引入含氧化合物轉(zhuǎn)化反應(yīng)器區(qū)214，其中在有效地將含有含氧化合物的原料轉(zhuǎn)化成包含燃料氣體烴、輕質(zhì)烯烴和C4+烴的含氧化合物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物流的反應(yīng)條件下，以本領(lǐng)域公知的方式使含有含氧化合物的原料與含氧化合物轉(zhuǎn)化催化劑接觸。
含氧化合物轉(zhuǎn)化反應(yīng)器區(qū)214制得或得到了通常包含燃料氣體烴、輕質(zhì)烯烴和C4+烴的含氧化合物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物流216。如所示的那樣，含氧化合物轉(zhuǎn)化反應(yīng)器區(qū)214還可以制得或得到廢水流220，該廢水流例如可以被適宜地處理以及丟棄或者回收。
通過壓縮機(jī)224將含氧化合物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物流216和例如在下面進(jìn)行更詳細(xì)描述的再循環(huán)氣流222(例如共同形成由參考數(shù)字223表示的工藝流)適宜地進(jìn)行加工。將所得壓縮含氧化合物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物流226和如果需要還有在下面更詳細(xì)描述的再循環(huán)氣流230(例如共同形成由參考數(shù)字231表示的工藝流)引入合適的氣體濃縮系統(tǒng)232。
在氣體濃縮系統(tǒng)232中，將例如包括壓縮的含氧化合物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物流226和如果使用的話還有再循環(huán)氣流230的工藝流231進(jìn)行加工，以提供燃?xì)饬?34、乙烯流236、丙烯流240和例如通常由丁烯和更重的烴組成的混合C4+烴流242。
使混合的C4+烴流242經(jīng)歷分餾區(qū)244，以形成例如通常包含C7+烴的清洗流246和例如通常包含C4、C5和C6烴的工藝流250。將至少部分工藝流250例如工藝流部分252引入例如固定床反應(yīng)器形式的如本領(lǐng)域公知的烯烴裂化反應(yīng)器區(qū)254，并且其中在有效地將其中含有的C4和C5烯烴轉(zhuǎn)化成包含輕質(zhì)烯烴的裂化烯烴流出氣流256的反應(yīng)條件下，以本領(lǐng)域公知的方式使工藝流部分252與烯烴裂化催化劑接觸。
與上述系統(tǒng)10類似，圖中示出了清洗流260，由此可以如所希望的那樣例如以本領(lǐng)域公知的方式將C4-C6烷烴化合物等從在系統(tǒng)210中加工的材料流中清走。
通過冷卻器262將裂化的烯烴流出氣流256進(jìn)行加工以形成工藝流264。然后通過氣-液分離器266將工藝流264進(jìn)行加工以形成氣態(tài)材料流268和氣流270，該氣流例如由例如通常包含液態(tài)材料的裂化烯烴流出物的剩余物組成、并且例如可以經(jīng)由泵272傳送以組成上述再循環(huán)氣流230。如所示的那樣，可以在不首先進(jìn)行壓縮的情況下如所希望的那樣將再循環(huán)氣流230引入氣體濃縮系統(tǒng)232。
系統(tǒng)210與上述系統(tǒng)10的主要不同在于包括酸性氣體分離區(qū)276。該酸性氣體分離區(qū)276將氣態(tài)材料流268進(jìn)行處理，以從其中除去例如通常可能以相對(duì)少量或微量存在的酸性氣體。伴隨著該酸性氣體的除去，形成了例如由上述再循環(huán)氣流222組成并且例如通常包含C1和C2烴的氣態(tài)材料的再循環(huán)氣流。該酸性氣體的除去可以通過本領(lǐng)域公知的多種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，并且可如所希望的那樣在材料返回到壓縮機(jī)224之前進(jìn)行。該酸性氣體的除去可以顯著地促進(jìn)下游材料的處理并且使得能夠使用較便宜的加工硬件。例如，通過該酸性氣體的除去，可以如所希望的那樣防止H2S進(jìn)入各種工藝流和產(chǎn)物流，并且可以最小化或者優(yōu)選避免需要在產(chǎn)物壓縮機(jī)和各種下游裝置中采用更昂貴的金屬。
盡管在上面已經(jīng)描述了采用固定床烯烴裂化反應(yīng)器裝置的實(shí)施方案，但在本文提供的教導(dǎo)內(nèi)容指導(dǎo)下的本領(lǐng)域那些技術(shù)人員將會(huì)理解本發(fā)明更寬的實(shí)踐不需要如此限制。為此，現(xiàn)在參照?qǐng)D3，其示例性說(shuō)明了總體由參考數(shù)字310表示的、用于根據(jù)又一個(gè)實(shí)施方案將含有含氧化合物的原料轉(zhuǎn)化成烯烴并且其中采用移動(dòng)床反應(yīng)器形式的烯烴裂化反應(yīng)器裝置的系統(tǒng)?？偟膩?lái)說(shuō)，該系統(tǒng)310與圖1所示的并且在上面描述的系統(tǒng)10類似。
更特別地，將含有含氧化合物的原料312引入含氧化合物轉(zhuǎn)化反應(yīng)器區(qū)314，其中在有效地將含有含氧化合物的原料轉(zhuǎn)化成包含燃料氣體烴、輕質(zhì)烯烴和C4+烴的含氧化合物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物流的反應(yīng)條件下，以本領(lǐng)域公知的方式使含有含氧化合物的原料與含氧化合物轉(zhuǎn)化催化劑接觸。
含氧化合物轉(zhuǎn)化反應(yīng)器區(qū)314制得或得到了通常包含燃料氣體烴、輕質(zhì)烯烴和C4+烴的含氧化合物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物流316。如所示的那樣，含氧化合物轉(zhuǎn)化反應(yīng)器區(qū)314還可以制得或得到廢水流320，該廢水流例如可以被適宜地處理以及丟棄或者回收。
通過壓縮機(jī)324將含氧化合物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物流316和例如在下面進(jìn)行更詳細(xì)描述的再循環(huán)氣流322(例如共同形成由參考數(shù)字323表示的工藝流)適宜地進(jìn)行加工。將所得壓縮含氧化合物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物流326和如果需要還有在下面進(jìn)行更詳細(xì)描述的再循環(huán)氣流330(例如共同形成由參考數(shù)字331表示的工藝流)引入合適的氣體濃縮系統(tǒng)332。
在氣體濃縮系統(tǒng)332中，將例如包括壓縮的含氧化合物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物流326和如果使用的話還有再循環(huán)氣流330的工藝流331進(jìn)行加工，以提供燃?xì)饬?34、乙烯流336、丙烯流340和例如通常由丁烯和更重的烴組成的混合C4+烴流342。
使混合的C4+烴流342經(jīng)歷分餾區(qū)344，以形成例如通常包含C7+烴的清洗流346和例如通常包含C4、C5和C6烴的工藝流350。將至少部分工藝流350例如工藝流部分352引入烯烴裂化反應(yīng)器區(qū)354，其中在有效地將其中含有的C4和C5烯烴轉(zhuǎn)化成包含輕質(zhì)烯烴的裂化烯烴流出氣流356的反應(yīng)條件下，以本領(lǐng)域公知的方式將工藝流部分352與烯烴裂化催化劑接觸。
與上述系統(tǒng)10類似，圖中示出了清洗流360，由此可以例如以本領(lǐng)域公知的方式如所希望的那樣將C4-C6烷烴化合物等從在系統(tǒng)310中加工的材料流中清走以避免所不希望的這類化合物在工藝系統(tǒng)310中堆積。
通過冷卻器362將裂化的烯烴流出氣流356進(jìn)行加工以形成工藝流364。然后通過氣-液分離器366將工藝流364進(jìn)行加工，以形成例如由上述再循環(huán)氣流322組成并且例如通常包含C1和C2烴的氣態(tài)材料的再循環(huán)氣流。該氣-液分離器366還形成了工藝流370，該工藝流例如由例如通常包含液態(tài)材料的裂化烯烴流出物的剩余物組成，并且例如可以經(jīng)由泵372傳送以例如組成上述再循環(huán)氣流330以及例如用于與壓縮的含氧化合物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物流326結(jié)合并且隨后通過氣體濃縮系統(tǒng)332進(jìn)行加工。如所示的那樣，可以在不首先進(jìn)行壓縮的情況下如所希望的那樣將再循環(huán)氣流330引入氣體濃縮系統(tǒng)332。
系統(tǒng)310與上述系統(tǒng)10的主要不同在于需要烯烴裂化反應(yīng)器區(qū)354，該反應(yīng)器區(qū)包括移動(dòng)床反應(yīng)器390，其使得至少部分來(lái)自移動(dòng)床反應(yīng)器390的催化劑能夠在連續(xù)或半連續(xù)的基礎(chǔ)上在單獨(dú)但是一體化的再生區(qū)392中再生。
伴隨著連續(xù)或半連續(xù)的催化劑再生而用于裂化重質(zhì)再循環(huán)烯烴的移動(dòng)床(徑流)反應(yīng)器的引入和使用可以如所希望的那樣起到將加工設(shè)備的資金成本最小化的作用。例如，與典型的搖擺床反應(yīng)器系統(tǒng)相比，使用帶有連續(xù)的催化劑再生器的該移動(dòng)床反應(yīng)器可以如所希望的那樣使得結(jié)合的烯烴裂化反應(yīng)器在更高的平均轉(zhuǎn)化率下工作。另外，來(lái)自該移動(dòng)床反應(yīng)器的反應(yīng)器區(qū)流出物如所希望的那樣提供或得到了更穩(wěn)定的組合物，該組合物例如可以如所希望的那樣簡(jiǎn)化下游分餾器的設(shè)計(jì)和操作。
如果需要，系統(tǒng)310可以適宜地進(jìn)行改變以例如在上面對(duì)于圖2中示出的系統(tǒng)210的確定和描述的那樣引入酸性氣體分離區(qū)(未示出)。
盡管具體參考包含輕質(zhì)含氧化合物(例如甲醇、乙醇、二甲醚、二乙醚或其混合物的一種或多種)的含有含氧化合物的原料的加工已經(jīng)在上面對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但在本文提供的教導(dǎo)內(nèi)容指導(dǎo)下的本領(lǐng)域那些技術(shù)人員將會(huì)理解本發(fā)明更寬的實(shí)踐不需要如此限制。更特別地，在本發(fā)明的實(shí)踐中使用的合適的“含有含氧化合物的”原料要理解為包括醇、醚和羰基化合物(醛、酮、羧酸等)。此外，這類合適的含有含氧化合物的原料優(yōu)選含有1-10個(gè)碳原子并更優(yōu)選含有1-4個(gè)碳原子。合適的反應(yīng)物包括低級(jí)的直鏈或支鏈的醇，它們的不飽和對(duì)應(yīng)物。合適的含氧化合物的代表包括甲醇；二甲醚；乙醇；二乙醚；甲基乙基醚；甲醛；二甲酮；乙酸；及它們的混合物。
如上所述的實(shí)施方案如所希望的那樣提供或得到了含氧化合物轉(zhuǎn)化為烯烴的改進(jìn)的加工方法，特別是使輕質(zhì)烯烴的相對(duì)量增加，并且該加工方法與迄今可能合理的相比如所希望的那樣更簡(jiǎn)單、有效和/或經(jīng)濟(jì)。根據(jù)這些特別的實(shí)施方案，含有含氧化合物的原料可以在催化反應(yīng)中轉(zhuǎn)化成輕質(zhì)烯烴，并且在該加工過程中形成的較重的烴(例如C4+烴)可以隨后裂化以增加由其中制得或得到的輕質(zhì)烯烴(例如C2和C3烯烴)，同時(shí)在通過合適的氣體濃縮系統(tǒng)之前，通過同一個(gè)壓縮機(jī)將至少部分含氧化合物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物流和至少部分含氧化合物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物流一起或分別升高壓力。
這里示例性公開的本發(fā)明可以在本文中沒有具體公開的任何元件、部件、步驟、組分或成分不存在的情況下適宜地進(jìn)行。
盡管在前面的詳細(xì)描述中已經(jīng)參考其某些優(yōu)選實(shí)施方案描述了本發(fā)明，并且為了進(jìn)行示例性說(shuō)明的目的而闡述了許多細(xì)節(jié)，但對(duì)于本領(lǐng)域那些技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見的是，在不偏離本發(fā)明的基本原則的情況下，本發(fā)明容許有另外的實(shí)施方案并且可以將本文中描述的某些細(xì)節(jié)顯著改變。
權(quán)利要求
1.一種由含有含氧化合物的原料制備輕質(zhì)烯烴的方法，該方法包括在含氧化合物轉(zhuǎn)化反應(yīng)器(14，214，314)中并且在有效地使含有含氧化合物的原料轉(zhuǎn)化成包含燃料氣體烴、輕質(zhì)烯烴和C4+烴的含氧化合物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物流的反應(yīng)條件下，使含有含氧化合物的原料與含氧化合物轉(zhuǎn)化催化劑接觸；通過第一壓縮機(jī)(24，224，324)將至少部分含氧化合物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物流壓縮；在氣體濃縮系統(tǒng)(32，232，332)中對(duì)壓縮的含氧化合物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物流進(jìn)行處理，以回收輕質(zhì)烯烴并且形成C4+烴流；在烯烴裂化反應(yīng)器(54，254，354)中并且在有效地將其中含有的C4和C5烯烴轉(zhuǎn)化成包含輕質(zhì)烯烴的裂化烯烴流出氣流的反應(yīng)條件下，使至少部分C4+烴流與烯烴裂化催化劑接觸；和使至少部分裂化烯烴流出氣流返回到至少一個(gè)第一壓縮機(jī)(24，224，324)的上游。
2.權(quán)利要求1的方法，其中使至少部分裂化烯烴流出氣流返回到第一壓縮機(jī)(24，224，324)的上游以與含氧化合物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物流結(jié)合并隨后在氣體濃縮系統(tǒng)(32，232，332)中處理。
3.權(quán)利要求2的方法，其中將裂化烯烴流出氣流分離成第一氣流和第二氣流，其中使第一氣流返回到第一壓縮機(jī)(24，224，324)中以與含氧化合物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物流結(jié)合并隨后在氣體濃縮系統(tǒng)(32，232，332)中處理。
4.權(quán)利要求3的方法，其中在沒有壓縮的情況下將第二氣流引入氣體濃縮系統(tǒng)(32，232，332)。
5.權(quán)利要求3的方法，其另外包括在返回到第一壓縮機(jī)(24，224，324)之前將第一氣流進(jìn)行處理以從其中除去酸性氣體。
6.權(quán)利要求1的方法，其中烯烴裂化反應(yīng)器是移動(dòng)床反應(yīng)器(390)。
7.權(quán)利要求6的方法，其中將烯烴裂化催化劑連續(xù)再生。
8.權(quán)利要求1的方法，其中含有含氧化合物的原料主要包括甲醇。
9.權(quán)利要求1的方法，其中在將壓縮的含氧化合物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物流處理之后，該方法另外包括將C4+烴流分餾以形成包含C4+至C6-烴的工藝流，并且其中與烯烴裂化催化劑接觸的至少部分C4+烴流包括包含C4+至C6-烴的至少部分工藝流。
10.一種用于將含氧化合物轉(zhuǎn)化成輕質(zhì)烯烴的系統(tǒng)(10，210，310)，所述系統(tǒng)包括用于將含有含氧化合物的原料與催化劑接觸并且將含有含氧化合物的原料轉(zhuǎn)化成包含燃料氣體烴、輕質(zhì)烯烴和C4+烴的含氧化合物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物流的反應(yīng)器(14，214，314)；將至少部分含氧化合物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物流壓縮以形成壓縮的含氧化合物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物流的第一壓縮機(jī)(24，224，324)；將壓縮的含氧化合物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物流進(jìn)行處理以回收輕質(zhì)烯烴并形成C4+烴流的氣體濃縮系統(tǒng)(32，232，332)；用于將至少部分C4+烴流與催化劑接觸并且將其中含有的C4和C5烯烴轉(zhuǎn)化成包含輕質(zhì)烯烴的裂化烯烴流出氣流的反應(yīng)器(54，254，354)；和其中將至少部分裂化烯烴流出氣流引入第一壓縮機(jī)(24，224，324)的上游的第一回流管(22，222，322)。
全文摘要
公開了用于提高輕質(zhì)烯烴的產(chǎn)量或產(chǎn)率的、含有含氧化合物的原料的改進(jìn)加工方法。該加工方法包括將含氧化合物轉(zhuǎn)化(14，214，314)成烯烴并隨后將較重的烯烴裂化(54，254，354)，其中在通到共用的產(chǎn)物分餾和回收區(qū)(32，232，332)之前采用共用的壓縮機(jī)(24，224，324)將來(lái)自每一反應(yīng)器的至少部分產(chǎn)物升高壓力。在一個(gè)特別的實(shí)施方案中，可以將裂化的產(chǎn)物氣體進(jìn)行處理以從其中除去酸性氣體。在另一個(gè)實(shí)施方案中，烯烴裂化反應(yīng)器是移動(dòng)床反應(yīng)器。
文檔編號(hào)C07C11/02GK1978408SQ200610164550
公開日2007年6月13日 申請(qǐng)日期2006年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月5日
發(fā)明者T·N·卡爾奈斯, R·B·詹姆斯, D·H·魏, B·K·戈羅維 申請(qǐng)人:環(huán)球油品公司