用于生產低分子量烯烴的方法和裝置制造方法
【專利摘要】在低分子量烯烴，特別是乙烯和丙烯的生產中，含有至少一種氧合物的離析物流(O)和含有至少一種C4+烯烴的離析物流(C)在至少一個相同反應器中在相同催化劑下同時轉化以得到包含低分子量烯烴和汽油烴的產物混合物(P)。離析物流(O)中的氧合物與離析物流(C)中的C4+烯烴的比(V)在此處根據下式計算：式(I)，其中：koxygenate-j：氧合物j的碳數；noxygenate-j：氧合物j的摩爾流率；kolefin-i：烯烴i的碳數；nolefin-i：烯烴i的摩爾流率。
【專利說明】用于生產低分子量烯烴的方法和裝置
[0001]本發明涉及生產短鏈或低分子量烯烴，特別是乙烯和丙烯的方法，其中含有至少一種氧合物的離析物流和含有至少一種C4+烯烴的離析物流在至少一個相同反應器中在相同催化劑下同時轉化以得到包含低分子量烯烴和汽油烴的產物混合物。本發明還涉及適于進行該方法的裝置。
[0002]丙烯(C3H6)是化學工業的最重要原料之一。對基礎材料丙烯的需求在世界范圍內遞增，其中丙烯恰如乙烯一樣主要在蒸汽裂化器中以取決于方法和原料的比而由石油產生。
[0003]為得到另外的丙烯，存在大量方法，例如由丙烷作為離析物進行的PDH方法。然而，由于最大部分的丙烯仍通過蒸汽裂化生產(約70%)，傾向于將裂化器或其它石油化學裝置中得到的C4-C8烯烴轉化成另外的丙烯，部分還轉化成乙烯。
[0004]一方面，這可借助復分解方法進行，所述方法基于乙烯和丁烯的共歧化。此處缺點是為此必須提高乙烯產量且僅轉化C4烯烴。
[0005]此外，烯烴轉化是可能的，其中將C4+烯烴轉化成丙烯。這類裂化通過Propylur或OCP方法進行并首先使用以利用裂化器裝置中產生的C4+烯烴一其估價相對低一以生產丙烯。然而，由于反應的吸熱性，反應器中的溫度隨著轉化率提高而降低并因此限制可實現的
丙烯產率。
[0006]最后，甲醇-轉-丙烯方法(也稱為MTP V法)是可推薦的，其中甲醇/ 二甲醚或者還有其它氧合物在主要沸石催化劑下轉化成丙烯。
[0007]DElO 2005 048 931描述了用于由含有蒸汽和氧合物如甲醇和/或二甲醚的離析
物混合物生產C2-C4烯烴的這種MTP?方法，其中離析物混合物在至少一個反應器中通過
非均相催化反應而轉化以得到包含低分子量烯烴和汽油烴的反應混合物。在第一分離設施中，然后將該反應混合物分離成富含c5_烯烴的混合物、富含C5+汽油烴的餾分和水相。其后將富含C5+汽油烴的餾分供入第二分離設施中，其中將芳烴從混合物中除去。基本不含芳烴的其余殘余料流作為再循環料流至少部分地再循環至反應器中。這具有這一優點:烯烴餾分可大部分轉化成丙烯，由此提高整體的丙烯產率。
[0008]W02008/039552A1教導了其中將MTP?:和裂化方法串聯連接的方法。為此，將
氧合物根據MTP?:方法在反應器中轉化成烯烴。從因此得到的產物流中分離出乙烯和丙
烯。在該分離中，還將其余氧合物和水從料流中除去，由此得到純C4+餾分，將其轉移至烯烴裂化反應器中。通過使烯烴裂化，然后可得到其它乙烯和丙烯。
[0009]US2004/008 7824A1描述了用于將氧合物轉化和用于將產生于費托合成的產物混合物的烯烴裂化的兩種方法的組合。為此，使含有氧合物和C6+烯烴的產物流與酸烯烴裂化催化劑接觸。然后將氧合物和高分子量烯烴轉化成輕質烯烴如丙烯、丁烯和戊烯。轉化在260-454?的溫度和69巴以下的壓力下進行。然而，由于這些反應條件，仍得到相當的C4+烯烴餾分，而C4/C5烯烴不會明顯轉化成較輕烯烴并且幾乎不得到有價值的產物乙烯。[0010]MTP?裝置與裂化器裝置的組合描述于DE10 2007 045 238A1中，其中MTP?
反應器和裂化器并聯連接。蒸汽裂化器和反應器的各自中間產物流至少部分地結合。這具有這一優點:可聯合地使用隨后的分離裝置。這些料流中的一部分還再循環至蒸汽裂化器
和/或MTP?反應器中，由此特別是在MTP?反應器中，將較長鏈鏈烯烴裂化成較輕烯
烴，特別是乙烯和丙烯。
[0011]借助根據DElO2007 045 238A1 的互連，由 1，660，OOOt.p.a 甲醇，在 MTP?:和裂
化器裝置的組合中，可生產比純裂化器裝置多50，899t.p.a.乙烯和440，331t.p.a.丙烯，因此C2-C3的比可有利于丙烯有效地從43.06轉變成1.86。然而，基于甲醇，有價值產物丙烯和乙烯之和的選擇性僅為約0.68，因此明顯〈1，由此斷定選擇性僅輕微大于自給自足的
MTP?裝置中。這意指提高的丙烯產率主要與MTP?和裂化器裝置的醇純并聯連接有
關，且不能進行MTP? /裂化器綜合設備中存在的具有較高C數的烯烴的充分降低。
[0012]從DElO 2007 045 238A1中，還已知由于較長鏈烯烴的存在以及由于吸熱反應的發生，反應器中的溫度可降低。然而，現有技術中沒有公開氧合物與C4+烯烴料流必須為何種比，以將反應器中的溫度保持在幾乎恒定的水平。然而，相當均勻的溫度分布是重要的，因為迄今，烯烴的裂化受這一事實限制:吸熱反應使反應器中的溫度降低，使得最后不存在
足夠的能量以跨越活化能，因此反應不完全地進行。同時，傳統MTP?:方法是高度放熱的，
使得盡管有昂貴的冷卻構造，反應器中提高的溫度降低關于丙烯的選擇性。
[0013]因此，本發明的目的是提供一種方法，其中丙烯和乙烯產率的最大化可通過相當均勻的溫度分布實現。
[0014]該目的基本上通過具有權利要求1的特征的本發明解決，即含有至少一種氧合物的離析物流和含有至少一種C4+烯烴的離析物流在至少一個相同反應器中在相同催化劑下同時轉化以得到含有低分子量烯烴和汽油烴的產物混合物。根據本發明，將氧合物:C4+烯烴的比調整至0.05-0.5，優選0.15-0.3的比。該比根據下式計算:
【權利要求】
1.生產低分子量烯烴，特別是乙烯和丙烯的方法，其中含有至少一種氧合物的離析物流(O)和含有至少一種C4+烯烴的離析物流(C)在至少一個相同反應器中在相同催化劑下同時轉化以得到包含低分子量烯烴和汽油烴的產物混合物(P)，其特征在于離析物流(O)中的氧合物與離析物流(C)中的C4+烯烴的比(V)為0.05-0.5，其中比(V)根據下式計算:
2.根據權利要求1的方法，其特征在于在第一分離設施中將產物混合物(P)分離成富含C3_烯烴的混合物(H)和含有C4+烯烴的料流(B)，在第二分離設施中，將含有C4+烯烴的料流(B)分離成基本含有C4餾分的料流(F)、富含C5+汽油烴的料流(A)和優選含有以上所有(；-(:6烯烴的再循環料流(R)，且再循環料流(R)至少部分地再循環至至少一個反應器中，其中再循環料流(R)與含有C4+烯烴的離析物流(C)之間的摩爾比為0.1-1.5。
3.根據權利要求2的方法，其特征在于第二分離設施在4-15巴的壓力下操作，并將再循環料流(R)作為側餾分，優選以氣體形式取出并直接再循環至通向反應器的導管中。
4.根據前述權利要求中任一項的方法，其特征在于將含有氧合物的離析物流(O)分成幾個分流，且各個分流進入反應器中至少2個，優選4個催化劑床中的一個上。
5.根據前述權利要求中任一項的方法，其特征在于使用形式選擇性沸石材料，優選五元環型ZSM-5的鋁硅酸鹽作為催化劑。
6.根據前述權利要求中任一項的方法，其特征在于含有氧合物的離析物流(O)含有至少一種醇，優選甲醇。
7.根據前述權利要求中任一項的方法，其特征在于反應器入口處的壓力為1.5-10巴，優選1.8-5巴。
8.根據前述權利要求中任一項的方法，其特征在于反應器出口處的溫度為460-560 0C，優選 480-510 °C。
9.根據前述權利要求中任一項的方法，其特征在于含有氧合物的離析物流(O)含有至少一種氧合物，所述氧合物在費托合成中和/或在通過發酵生產乙醇中作為副產物得到，和/或含有C4+烯烴的離析物流(C)含有至少一種C4-Cltl烯烴，所述C4-Cltl烯烴在費托合成中作為主要產物得到。
10.用于生產低分子量烯烴，特別是乙烯和丙烯，特別是用于進行根據前述權利要求中任一項的方法的裝置，其包含至少一個用于含有至少一種氧合物的離析物流(O)和含有至少一種C4+烯烴的離析物流(C)的同時轉化的催化反應器(20)，至少一個離析物流(O)的供應導管(14)和離析物流(C)的供應導管(16)通向其中，其特征在于至少一個計量設施(6，7，8，9，8’)，借助所述計量設施可將氧合物:C4+烯烴比調整至0.05-0.5的值。
11.根據權利要求10的裝置，其特征在于用于將反應器(20)中所得反應混合物分離成富含C3_烯烴的混合物和含有C4+烯烴的混合物的第一分離設施(30)，用于將含有C4+烯烴的混合物分離成基本含有C4餾分的料流、富含C5+汽油烴的料流和優選含有以上所有C4-C6烯烴的再循環料流的第二分離設施(40)，從第二分離設施(40)引向反應器(20)的返回導管(43)，和計量設施(44)，借助所述計量設施可將再循環料流(R)與離析物流(C)之間的比調整至0.1-1.5的值。
12.根據權利要求10或11的裝置，其特征在于第二分離設施(40)以整合塔的形式設計，其中在上半部，C4餾分作為頂部產物經由導管(42)分離，在下半部，底部產物作為回流或進料經由導管(46)裝入，且在下半部，將C4_6餾分作為頂部產物經由導管(43)取出，并將C5+餾分作為底部產物經由導管(31)取出。
13.根據權利要求10-12中任一項的裝置，其特征在于設計成具有至少2個，優選4個固定催化劑床(20a, 20b, 20c, 20d)的固定床反應器的反應器(20)，和在導管(18，16，16，)上的用于分開含有氧合物的離析物流(O)的至少一個計量設施(7，8，8’)，所述導管各自在一個固定催化劑床(20b，20c， 20d)的前面開口。
【文檔編號】C07C1/20GK103649020SQ201280014663
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2012年2月7日 優先權日:2011年3月23日
【發明者】G·比爾科, H·巴赫 申請人:盧爾吉有限公司