[发明专利]将含氧化合物原料转化成轻质烯烃的方法

说明书

技术领域

本发明涉及将包括含氧化合物(oxygenate)的原料转化成包括轻质烯烃的产物的方法。

背景技术

乙烯和丙烯(在此称为″轻质烯烃″)的生产通常以超大规模进行以达到操作的有效经济性。含氧化合物至烯烃(OTO)，更具体地说，甲醇至烯烃(MTO)的转化已经是烯烃生产的新兴领域中具有重大利益的主题。OTO和MTO方法通常使用分子筛催化剂，特别是硅铝磷酸盐(SAPO)分子筛。

在含氧化合物至烯烃的转化期间的一个目标是使轻质烯烃优选乙烯和丙烯的产生最大化，和使甲烷、乙烷、丙烷和C5+材料的产生减到最小。使用分子筛催化剂组合物提高含氧化合物转化中的优选烃产物例如乙烯和/或丙烯的选择性在美国专利号6,137,022和2000年12月14日公开的PCT WO 00/74848中进行了描述，它们都在此引入供参考。

当在催化剂上维持某种水平的焦炭时，乙烯和丙烯的产生达到最大。美国专利号6,023,005(在此引入作为参考)揭示了为含氧化合物至烯烃转化方法提供2wt％-大约30wt％碳质沉积物或焦炭水平的愿望，基于焦化催化剂的总反应体积，以促进对轻质烯烃的选择性。

美国专利申请公开号2003/0125598公开了由包含含氧化合物的原料制造烯烃产物的方法。该申请公开了将再生催化剂颗粒引入反应区以按足以在催化剂混合物上提供平均焦炭加载的量提供催化剂混合物。

发明内容

发明概述

本发明通过提供将包括含氧化合物的原料转化成包括轻质烯烃的产物的改进方法，尤其是通过按其中催化剂焦炭含量被更精密优化的方式操作解决本领域中的当前需求。

本发明的一个方面涉及将含氧化合物转化成烯烃的方法，其包括以下步骤：a)使包含含氧化合物的原料与催化有效量的分子筛催化剂在有效将所述含氧化合物的至少一些选择性转化成包含基本烯烃(prime olefin)的产物的条件下接触并将一定量焦炭沉积在所述催化剂上，所述催化剂具有Si/Al₂值、最大POS和包含许多酸性位点的活性部分；和b)通过相对于包含在所述催化剂活性部分中的酸性位点的数目调节存在的焦炭的量来优化POS。

本发明的另一个方面涉及优化具有不同酸度水平的催化剂的焦炭水平的方法，其包括以下步骤：a)使包含含氧化合物的原料与催化有效量的分子筛催化剂在有效将至少一些含氧化合物选择性转化成包含基本烯烃的产物的条件下接触并将一定量焦炭沉积在所述催化剂上，所述催化剂在最大产物选择性下具有包含许多酸性位点的活性部分；b)测定在最大产物选择性下每个酸性位点的碳原子数目；c)使用以下方程式测定达到对所述产物的最佳选择性所必要的比例：在最大产物选择性下每个酸性位点的碳原子＝-51.226×[筛中的Si/Al₂]+25.777；和d)相对于步骤(c)中计算的在最大产物选择性下每个酸性位点的碳原子调节焦化催化剂上存在的焦炭的量。在一个实施方案中，所述方法可以进一步包括以下步骤：以使得基于催化剂的酸性位点密度将最佳量的焦炭加载在催化剂上的方式操作含氧化合物至烯烃转化反应器，以达到至少在最佳基本烯烃选择性的3％以内的基本烯烃选择性。

本发明的另一个方面涉及由包含一种或多种基本烯烃单体的烯烃产物形成聚合物产物的方法，该方法包括：a)提供根据本文描述的工艺/方法的任一种形成的烯烃产物，该产物包含一种或多种基本烯烃单体；和b)使所述基本烯烃单体中的至少一种、和任选的一种或多种共聚单体与催化有效量的聚合催化剂在足以使所述烯烃产物和任选的共聚单体(一种或多种)聚合的条件下接触。

本发明的另一个方面涉及由包含一种或多种基本烯烃单体的烯烃产物形成低聚物产物的方法，该方法包括：a)提供根据本文描述的工艺/方法的任一种形成的烯烃产物，该产物包含一种或多种基本烯烃单体；和b)使所述基本烯烃单体中的至少一种、和任选的一种或多种共聚单体与催化有效量的低聚催化剂在足以使所述烯烃产物和任选的共聚单体(一种或多种)低聚的条件下接触。

附图简述

图1提供了反应器设备的示意图，该设备包括具有催化剂循环的高速流化床，和适合于根据本发明的一个优选实施方案使用的再生器。

图2示出了在大约475℃、大约100WHSV(筛)和大约25psig下对于各种催化剂的基本烯烃选择性(POS)相对催化剂上的焦炭。

图3a示出了通过筛上Wt％焦炭测量的最佳焦炭加载值。