[發明專利]用于由含氧化合物制備乙烯、丙烯和異戊二烯的方法

無效

• 申請號: 201380063952.1
• 申請日: 2013-10-29
• 公開（公告）號: CN104854061A
• 公開（公告）日: 2015-08-19
• 發明（設計）人: J·范韋斯特倫南
• 申請（專利權）人: 國際殼牌研究有限公司
• 主分類號: C07C1/20
• 分類號: C07C1/20;C07C2/86;C07C11/04;C07C11/06;C07C11/09;C07C11/18
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 汪宇偉

技術領域

本發明涉及一種用于由含氧化合物制備乙烯、丙烯和異戊二烯的方法。

背景技術

異戊二烯為可用于制備聚異戊二烯(其為天然橡膠的合成形式)的一種有價值的化合物。工業上，可通過從熱解汽油的C5餾分(其為石腦油的蒸汽裂解的副產物)中提取異戊二烯，從而獲得異戊二烯。然而，來自蒸汽裂解過程的異戊二烯的產率極低，通常在由所述過程制得的乙烯的1至3％的范圍內。此外，從熱解汽油中分離異戊二烯是復雜的，因為其需要去除其他化合物，如環戊二烯、戊間二烯和1,3-戊二烯。

作為一種選擇，已提出甲醛和異丁烯的縮合(普林斯反應)用于制備異戊二烯。在該反應中，甲醛和異丁烯在包含酸催化劑的水相中縮合，以形成諸如4,4-二甲基-間二噁烷和3-甲基-1,3-丁二醇的中間體。這些化合物可隨后分解成異戊二烯。在該過程中，一氧化碳、二氧化碳、甲醛、乙醛和正丁烯作為副產物形成。

在WO?2009/065898中提出了一種方法，其中組合了由丁烷制備乙烯、丙烯和異戊二烯。將丁烷進料至脫異丁烷塔，以分離成正丁烷和異丁烷。將正丁烷與乙烷和丙烷一起進料至蒸汽裂解器，以形成乙烯和丙烯。使來自脫異丁烷塔的異丁烷脫氫以形成異丁烯，然后與甲醛縮合而形成異戊二烯。

如WO?2009/065898中所述的方法的一個缺點在于，在過程中形成的副產物，特別是正丁烯，不轉化為另外的乙烯和丙烯。

發明內容

現在已發現由含氧化合物(例如甲醇、二甲基醚或其他醇或二烷基醚)制備低級烯烴(如乙烯和丙烯)可有利地與異戊二烯的制備組合。在根據本發明的方法中，在含氧化合物轉化為低級烯烴中作為副產物產生的異丁烯用于通過縮合異丁烯與甲醛而制造異戊二烯。

因此，本發明涉及一種用于由含氧化合物制備乙烯、丙烯和異戊二烯的方法，所述方法包括如下步驟：

a)在350至1000℃范圍內的溫度下使含氧化合物與包含分子篩的催化劑接觸，以產生包含乙烯、丙烯和C4+烴類的含氧化合物轉化流出物，所述C4+烴類包括C4+鏈烷烴和C4+烯烴，所述C4+烯烴包括異丁烯；

b)使所述含氧化合物轉化流出物經歷一個或多個分離步驟，從而至少獲得包含乙烯和/或丙烯的烯烴產物流和包含C4烴類的物流，所述C4烴類包括丁烷、正丁烯和異丁烯；

c)使所述異丁烯的至少一部分與甲醛反應，以產生異戊二烯。

根據本發明的方法的一個重要優點在于，在甲醛與異丁烯的反應中形成的副產物(特別是正丁烯)可有利地再循環至含氧化合物轉化步驟a)，以增加低級烯烴的產率。

根據本發明的方法的另一優點在于，用于與異丁烯縮合的甲醛可由甲醇制得，即如優選用作用于含氧化合物轉化步驟a)的原料的相同含氧化合物。此外，由甲醇制備甲醛可以以存在氫的凈生產的方式進行。這可通過使用亞化學計量量的氧，并在具有脫氫功能的催化劑(例如銀催化劑)的存在下進行該步驟而完成。由此產生的氫可有利地用于在含氧化合物轉化步驟a)中作為副產物形成的乙炔或二烯的部分氫化。

附圖說明

圖1和2各自示意性地顯示了根據本發明的方法。

具體實施方式

在根據本發明的方法中，乙烯、丙烯和異戊二烯在包括數個步驟的方法中由含氧化合物制得。在第一步驟中，通過在350至1000℃范圍內的溫度下使含氧化合物與包含分子篩的催化劑接觸，從而將含氧化合物轉化為低級烯烴，即乙烯和丙烯(含氧化合物轉化步驟a))。

本文指代含氧化合物指包含共價連接至氧原子的至少一個烷基基團的化合物。優選地，所述至少一個烷基基團具有至多5個碳原子，更優選至多4個，甚至更優選1或2個碳原子，最優選為甲基。一元醇和二烷基醚為特別合適的含氧化合物。甲醇、二甲基醚和它們的混合物為特別優選的含氧化合物的例子。最優選地，含氧化合物為甲醇。

通過在350至1000℃，優選350至750℃，更優選450至700℃，甚至更優選500至650℃范圍內的溫度下，使含氧化合物與包含分子篩的催化劑接觸而進行含氧化合物轉化步驟a)。轉化可在任何合適的壓力下，優選在1巴至50巴(絕對)，更優選1巴至15巴(絕對)的范圍內的壓力下進行。在1.5至4.0巴(絕對)范圍內的壓力為特別優選的。