[發明專利]用于甲醇轉化為烯烴方法的吸收脫甲烷塔

有效

• 申請號: 200980125615.4
• 申請日: 2009-06-09
• 公開（公告）號: CN102083774A
• 公開（公告）日: 2011-06-01
• 發明（設計）人: 斯蒂芬·德哈恩;彼得·丹尼爾·小庫茨馬
• 申請（專利權）人: 魯姆斯科技公司
• 主分類號: C07C5/03
• 分類號: C07C5/03;C07C7/08;C07C11/04
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 陳平

發明背景

發明領域

在本文中公開的實施方案一般地涉及用于將含氧化合物(oxygenates)轉化為烯烴的方法。一方面，在本文中公開的實施方案涉及用于將甲醇轉化為烯烴(MTO)的方法。另一方面，在本文中公開的實施方案涉及包括從MTO反應器流出物中分離和回收乙烯的MTO方法。又另一方面，在本文中公開的實施方案涉及包括使用烴吸收劑從MTO反應器流出物中分離和回收乙烯的MTO方法。還另一方面，在本文中公開的實施方案涉及在避免N₂O₃顯著形成的條件下乙烯從MTO反應器流出物中的分離和回收。

背景技術

石油資源的有限可獲量和高成本已經引起從這樣石油資源制備基本通用化學品及其衍生物的成本提高。作為結果，已經開發并在商業上實施了多種備選的競爭技術，以便以有競爭力的成本從非石油資源制備這些化學品。

一種這樣的技術包括將甲醇催化轉化為烯烴(MTO)。甲醇是可容易獲得的原料，其可以從石油以及非石油資源這兩者制備，例如通過生物質的發酵或者從合成氣制備。

如在通過全文引用結合在此的美國專利4,499,327中所公開的，一種典型的MTO方法包括在用于制備輕質烯烴如乙烯的溫度和壓力條件下，使甲醇與沸石催化劑如鋁硅酸鹽(aluminosilicate)接觸。乙烯是對于制備在許多商業以及消費產品和應用中使用的多種衍生物如聚乙烯極有價值的通用化學品。

在可以銷售和使用通過MTO方法制備的乙烯之前，有必要采用通過將乙烯與其它組分和雜質分離而將乙烯回收在適宜的富乙烯流中的方法。例如，取決于原料組成、反應條件和副反應的程度，MTO流出物可以含有其它輕質烯烴和二烯烴，以及輕質鏈烷烴如甲烷。此外，在MTO工藝過程中可能發生的一個具體副反應是，從任何夾帶進MTO反應器系統中的空氣或進料到MTO反應器系統中的氮氣中的氮氣和氧氣形成氮氧化物，即NO和NO₂，通常被稱為NOx。

一種用于從MTO工藝流出物中分離和回收乙烯的方法包括：在深冷溫度使用閃蒸級(flash?stages)和蒸餾，如美國專利7,166,757和4,499,327中所述。如其中所述，在行業中占優勢的本領域乙烯回收和分離方法的技術現狀包括：在可能低于-90℃的溫度，深冷沸點分離乙烯和甲烷。由于專用的容器冶金和制冷設備的資本成本、以及包括用于能源密集型激冷系統(chill?train)的壓縮冷卻在內的操作成本，深冷分離可能是非常昂貴的。

在處理MTO工藝流出物的工藝過程中深冷溫度的使用可能導致不穩定和潛在危險的操作條件。例如，存在于MTO工藝流出物中的NOx可能反應形成N₂O₃。此外，已經發現N₂O₃形成速率隨溫度降低而顯著地增加，從而使得深冷工藝特別易受影響。N₂O₃是高度氧化性的化合物，其通過與多不飽和化合物如丁二烯接觸而能夠形成高度不穩定和高度反應性的膠。即使在深冷溫度并且在處于ppb水平的濃度，這樣不穩定的膠也能夠聚集并導致危險的失控反應，乃至爆炸。

因此，對于降低資本和操作成本并且提高操作安全和穩定性的處理MTO工藝流出物以分離和回收乙烯和其它有價值的產物的改進方法存在需要。

發明概述

一方面，在本文中公開的實施方案涉及一種用于甲醇轉化為烯烴(MTO)的方法，所述方法包括：使空氣和氮氣中的至少一種與甲醇在甲醇轉化為烯烴反應器系統中接觸；從所述甲醇轉化為烯烴反應器系統中回收流出物，所述流出物包含甲醇、二甲醚、甲烷、乙烯和氮氧化物，所述氮氧化物包括NO和NO₂；將所述流出物經由一個或多個反應蒸餾和/或蒸餾級分離，以回收包含乙烯的第一餾分和包含甲烷的第二餾分；其中所述分離包括在足以防止氮氧化物到N₂O₃的任何顯著轉化的溫度和壓力操作所述一個或多個萃取蒸餾和/或蒸餾級。

另一方面，在本文中公開的實施方案涉及一種用于甲醇轉化為烯烴的方法，所述方法包括：將包含甲烷和乙烯的甲醇轉化為烯烴反應器流出物的至少一部分進料到萃取蒸餾塔；和使所述反應器流出物與至少一種C₂-C₄烴在萃取蒸餾塔中逆流地接觸，以制備含有甲烷的塔頂餾分和含有所述至少一種C₂-C₄烴和乙烯的塔底餾分。