[發明專利]制備烴的方法和裝置

無效

• 申請號: 200880107619.5
• 申請日: 2008-09-06
• 公開（公告）號: CN101802138A
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發明（設計）人: M·羅特霍伊梅爾;H·肯佩爾;H·巴赫;W·利布納
• 申請（專利權）人: 盧爾吉有限公司
• 主分類號: C10G11/04
• 分類號: C10G11/04;C07C11/02
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 林柏楠;張蓉珺

本發明涉及一種通過使用具有蒸汽裂化器和至少一個反應器的組合裝置制備烴，特別是C₂-C₄烯烴的方法，所述組合裝置用于轉化包括蒸汽和至少一種含氧物的離析物混合物，其中蒸汽裂化器和反應器的相應中間產物料流至少部分結合。此外，本發明涉及適于進行該方法的裝置。

世界范圍內對于低分子C₂-C₄烯烴如乙烯和丙烯的需求增加。在蒸汽裂解中，主要是飽和長鏈烴在蒸汽的存在下轉化成短鏈烴。在此方法中，首先得到烯烴、甲烷和裂解汽油。雖然乙烯可通過蒸汽裂化器，特別是通過乙烷裂化器而以低成本制備，丙烯的類似可回收量極有限。

除通過蒸汽裂化器回收低分子C₂-C₄烯烴外，將含氧物轉化成烯烴的方法(OTO方法)也是本領域技術人員已知的。甲醇轉化成丙烯(MTP方法)同樣屬于此類。例如DE?10027159A1描述了MTP方法，其中在將甲醇蒸氣與蒸汽在具有形狀選擇性沸石的催化劑床的至少兩個串聯連接的固定床反應器中混合并轉化成含丙烯的產物混合物以前，通過第一種催化劑由甲醇蒸氣制備含二甲醚的蒸汽混合物。隨后將產物混合物在包含多個蒸餾塔的分離設備中加工，其中得到丙烯含量為至少95體積％的富含丙烯的級分，再循環至催化劑床的含低分子烴的級分，和從過程中除去的富含汽油烴的級分。然而，此方法的缺點是基于離析物混合物中的總碳含量，丙烯收率低。

當含氧物的轉化和蒸汽裂解方法通常在分開的裝置中進行時，US2005/0038304A1描述了將蒸汽裂化器與裝置整合使用以將含氧物轉化成烯烴(OTO反應器)，如將甲醇轉化成烯烴(MTO轉化)。條件是離開蒸汽裂化器和OTO反應器的產物料流完全結合或在前述分離的情況下至少部分結合。OTO反應器與蒸汽裂化器作為組合裝置的這種整合提供了總投資費用的降低，這是由于兩部分的加工段幾乎相同。在OTO反應器中以分子篩形式提供硅鋁磷酸鹽(SAPO)催化劑，這是由于它們具有形成乙烯和丙烯的高選擇性。裝有SAPO床的流化床反應器構成等溫反應器，使得組合裝置中整合的兩個過程的反應熱僅可有限程度地使用。

根據此背景，本發明的目的是提高有價值產物如丙烯的收率。另外應節約能源。

本發明使用如下途徑如權利要求1的特征所述實現此目的：

-對于含氧物的轉化，形狀選擇性沸石材料用于反應器中，和

-使至少一部分組合裝置下游得到的產物料流再循環至蒸汽裂化器和/或反應器。

作為澄清，應注意，根據本發明，術語“中間產物料流”指離開蒸汽裂化器或用于含氧物轉化的反應器的液體或氣體料流。所謂中間產物料流可立即結合，即在驟冷以前結合，或其后結合。另一方面，術語“產物料流”指離開組合裝置且表示最終產物如乙烯或丙烯，或用于再循環的產物料流如甲烷的那些液體或氣體料流。在“形狀選擇性”沸石催化劑中，所用沸石的孔通道體系通過限定的孔開口表征。

本發明可行性的先決條件為使用形狀選擇性沸石催化劑，其可將重質烴轉化成乙烯和丙烯。在來自蒸汽裂化器方法的特別是長鏈C₄產物再循環的情況下，用于US?2005/0038304A1中的SAPO催化劑另一方面導致提高的不想要的碳質沉積物(所謂焦炭沉積物)的形成。

在本發明的情況下，使用不同于SAPO催化劑，形狀選擇性沸石催化劑和使用絕熱固定床反應器代替等溫流化床反應器另外展開強吸熱蒸汽裂解與放熱MTP反應之間的熱整合可能性。

根據本發明，“廢料流”的轉化特別對于MTP反應器具有其他優點：由于C₄烯烴放熱轉化至丙烯和鏈烷的附加熱容量，MTP反應器中的溫度曲線可上升且丙烯選擇性因此可提高。丙烯收率另外通過使用再循環的C₄烯烴作為附加丙烯來源而提高。與兩個分開的裝置相比，在組合裝置中，這導致收率和產物價值的提高。通常，這導致組合裝置產物譜的有利改變，這基本上僅制備三種主要產物乙烯、丙烯和汽油。此外，得到的吹掃料流包含“輕餾分”(比丙烷輕的揮發性烴)、LPG和非指定的重質烴(“重餾分”)。然而，副產物料流如C₄混合物和裂解汽油的總量降低。通常由此得到改善的經濟效率。通過本發明方法，C_2＝/C_3＝比可在25-100％之間選擇性地改變。

通過事實上傾向于制備較少汽油的乙烷裂化器與MTP反應器組合，也可實現總產物中的汽油級分增加。