[發明專利]含氧物到烯烴反應器內的靜止區的清洗氣流

有效

• 申請號: 200580014603.6
• 申請日: 2005-10-12
• 公開（公告）號: CN101065341A
• 公開（公告）日: 2007-10-31
• 發明（設計）人: P·帕爾馬斯;D·N·麥爾斯
• 申請（專利權）人: 環球油品公司
• 主分類號: C07C1/00
• 分類號: C07C1/00;B01J8/18
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所
• 代理人: 林柏楠;張耀宏

發明背景?

本發明一般涉及防止在含氧物到烯烴(OTO)工藝中形成焦炭的方法。更具體地，本發明涉及在反應器內的靜止區使用惰性氣體清洗氣流來防止形成不希望的副產物，包括焦炭。?

世界范圍的石化工業一大部分都與輕烯烴原料的生產以及它們隨后經聚合、低聚、烷基化和類似的公知化學反應生成許多重要化學品的用途有關。輕烯烴包括乙烯、丙烯及其混合物。這些輕烯烴是現代石化和化學工業的必要構成單元。在當今精煉中這些原料的主要來源是蒸汽裂化石油原料。本領域長期以來就在尋求一種非石油源，用作滿足對這些輕烯烴物質的需求所必需的豐富原料。現有技術關注的一大焦點集中在使用烴含氧物，更具體是甲醇作為必要可替代原料的最佳來源的可能性。含氧物特別受人關注，因為它們可以由可廣泛獲得的原料，例如煤、天然氣、循環塑料、工業的各種碳廢料流和農業的各種產品和副產品制成。由這些類型的原料制備甲醇和其它含氧物的技術相當成熟。?

本領域關注將含氧物，例如甲醇催化轉化為期望輕烯烴產物的不同過程。這些輕烯烴產物在量上、純度上必須可利用，以使在下游處理中它們可以與目前利用石油源生成的物質相交換。雖然現有技術已討論了許多含氧物，但主要焦點還是集中在甲醇轉化技術上。存在兩種主要的將甲醇轉化為輕烯烴的技術。第一種MTO工藝是基于早期德國和美國在含有沸石型催化劑體系的催化轉化區方面的工作。US?4,387,263報道了一系列關于使用ZSM-5型催化劑體系的甲醇轉化技術的實驗，其中DME循環問題是此公開技術的主要焦點。雖然該’263專利報道了乙烯和丙烯的高產率，但令人遺憾地這伴隨著高級脂族和芳族烴的大量形成；專利權人指出這些烴可以適用作發動機燃料，更具體是汽油型原料。?

這種使用沸石催化劑體系的早期MTO工藝隨后被Mobil?Oil?Company采用，他們也研究了沸石催化劑體系，如ZSM-5對于制備輕烯烴的用途。?

主要由于這種沸石MTO路線不能控制通過ZSM-5型催化劑體系生成的不期望的C₄⁺烴產物的量，本領域很快開發了基于使用非沸石分子篩催化物質的第二種MTO轉化技術。部分這種MTO技術最好可以參照UOP在該領域所作的廣泛工作，如在許多專利中報道的，代表性的有US?5,095,163、US?5,126,308和US?5,191,141。第二種MTO轉化技術方案主要基于使用包含非沸石分子篩，一般是金屬鋁磷酸鹽(ELAPO)，更具體是硅鋁磷酸鹽分子篩(SAPO)，并且SAPO類中強烈優選SAPO-34的催化劑體系。已發現該SAPO-34物質對甲醇原料到輕烯烴的轉化具有非常高的選擇性，因此對生成不期望的相應輕鏈烷烴和更重物質的選擇性非常低。該ELAPO催化MTO方法相對于生成輕烯烴的沸石催化劑路線具有至少如下的優點：(1)相同量甲醇的轉化下，輕烯烴的產率更高；(2)能夠直接回收聚合物級的乙烯和丙烯，無需使用特別的物理分離步驟來從它們相應的鏈烷烴類似物中分離出乙烯和丙烯；(3)明顯限制了副產物，例如穩定化汽油的生成；(4)在最小調節MTO轉化條件下，可以靈活地在1.5∶1-0.75∶1的范圍中調節產物乙烯與丙烯的重量比；和(5)相對于使用沸石催化劑體系，明顯減少了MTO轉化區中焦炭的生成。?

對于在UOP專利US?6,403,854、US?6,166,282和US?5,744,680(通過引用將其中的所有教導都具體結合于此)中清楚闡述的各種理由，OTO或MTO領域的技術人員一致指出流化反應區和流化再生區的一起使用是解決有效、高效地利用ELAPO或SAPO型催化劑體系問題的優選商用方案。如流化領域的技術人員理解的，這種技術的應用帶來了固氣分離，以將流化催化劑顆粒從OTO或MTO反應的氣相產物中，以及從離開OTO或MTO轉化區的任何未反應含氧物原料中分離出的大問題。完成這種困難分離步驟的標準工業實施包括：使用一個或多個US?6,166,282中舉例說明的氣固旋風分離裝置，其中一組3個旋風分離裝置用來從產物排出流中分離出用過的OTO或MTO催化劑。?

盡管與ELAPO或SAPO催化生成輕烯烴的路線有關的開發前景尚好，但仍存在大量要克服的障礙。反應器內的表面焦炭化可以降低這些工藝的產率和生產量。此次討論兩個特定的潛在焦炭化問題。本發明主題的焦炭化問題是由于反應性物質殘留在反應器內的靜止區而造成的表面焦炭化。第二個焦炭化問題是未反?應含氧物循環與各種反應副產物和含氧物原料循環一起造成的結果。?

發明內容