[发明专利]甲醇制烯烃的原料的净化

说明书

技术领域

本发明领域为将甲醇转化为烯烃的方法。尤其是使用易受原料中的杂质影响而去活化的催化剂的将甲醇转化为烯烃的方法。

背景技术

传统的制备烯烃的方法是裂化石油原料得到烯烃。这种裂化石油原料是经由催化裂化、蒸汽裂化方法或这两种方法的某些结合进行。制备的烯烃通常是轻质烯烃，如乙烯和丙烯。乙烯和丙烯的轻质烯烃具有广阔的市场。由于来自原油的石油原料面临价格上涨，为乙烯和丙烯提供其它来源是有利的。众所周知，烯烃可由含氧物制备。最常见的含氧物至烯烃的转化是由甲醇制轻质烯烃，其中甲醇可由其它来源制备，包括生物质(biomass)和天然气。

将含氧物转化为烯烃的方法是一种重要的方法，它用于利用含氧物如甲醇，并将其转化为较高价值的产品如用于塑料的单体，如乙烯和丙烯。这种使含氧物转化为烯烃的方法是催化过程，并且催化剂通常是分子筛催化剂。在众多分子筛当中，ZSM-型分子筛可用于该催化过程，但更具体而言，已经发现硅-磷酸铝(SAPO)分子筛在此过程中效果好。

SAPO的合成是通过形成含有硅、铝、磷的来源与有机模版混合的混合物，然后在反应条件下使分子筛结晶。很多因素影响该分子筛的形态，包括不同组分的相对量、混合顺序、反应条件，例如温度和压力以及有机模板的选择。

但是，甲醇制烯烃(MTO)催化剂昂贵而易于去活化。在MTO过程中保护MTO催化剂对于实现可行的工业化生产过程很重要。一种对于MTO催化剂特别有力的毒物是NaOH。

发明内容

在甲醇制烯烃的过程中，制备含氢氧化钠(NaOH)的含氧物原料流。此原料流通过闪蒸槽以除去原料流中的一部分水。此方法使得太多的NaOH得以通入烯烃转化反应器，并且可以钝化烯烃转化反应器中的催化剂。本发明包括将含氧物通入原料分馏塔，从而产生塔顶含氧物原料流通入烯烃转化反应器。此含氧物原料流中NaOH含量降低，从而使得烯烃转化催化剂有较长寿命。此原料分馏塔在精馏段有至少三块塔板来除去NaOH。在一个实施方案中，此原料分馏塔在汽提段包括至少六块塔板来减少塔底料流中的甲醇。

本发明的其他目标、优势和应用对于本领域的技术人员来说从如下的详述和附图中显而易见。

附图简述

图1为本发明的简图。

具体实施方式

甲醇制烯烃的方法(MTO)是一种重要的方法，其应用昂贵的催化剂来将含氧物转化为更有价值的烯烃。此催化剂易于被污染物如原料中的金属钝化。原料中含有的金属包括氢氧化钠(NaOH)形式的钠。在不损失甲醇的情况下除去污染物很重要。现有的除去污染物的方法使用原料汽化槽。原料被汽化剩下金属，但是此系统仍然允许NaOH进入反应器并钝化催化剂。

现有的将原料流通入MTO反应器的甲醇制烯烃方法是将原料流通入原料汽化槽，并且可以包括含氧物汽提塔。然后塔顶料流被通入到MTO反应器。此方法使得氢氧化钠(NaOH)通入MTO反应器。钠钝化该MTO催化剂，导致循环时间较短并且需要较频繁地再生和置换该MTO催化剂。

本发明提供了新的从含氧物转化反应器的原料中除去催化剂污染物的方法。该含氧物原料流的主要组分是甲醇，并且该含氧物转化反应器通常被称为MTO反应器。此方法，如图所示，包括将含氧物原料流10通入原料分馏塔20，从而产生塔顶含氧物反应器原料流30和原料分馏塔底料流40。将该含氧物反应器原料流30通入MTO反应器来将含氧物转化为烯烃。然后将该塔底料流40通入包含任何碱污染物和特别是氢氧化钠的骤冷塔。然后此苛性物可被用于中和来自反应器的乙酸。

在一个实施方案中，此方法进一步包括将原料流通入含氧物汽提塔，从而产生中间含氧物原料流。该含氧物汽提塔是为了降低含氧物原料流中的水含量，从而减少下游单元的能量需要。然后将该中间含氧物原料流通入原料分馏塔20。

此方法可进一步包括将原料分馏塔底料流送入侧汽提塔。此侧汽提塔产生侧汽提塔塔顶料流和侧汽提塔塔底料流。此方法可进一步包括将该侧汽提塔塔顶馏出物作为蒸汽原料流在含氧物原料流进入原料分馏塔的入口下方的进料位置送回到原料分馏塔。侧汽提塔塔底料流被送入骤冷塔。侧汽提塔塔底料流可被用于中和含氧物转化反应器产生的乙酸。

原料分馏塔和侧汽提塔有三个目的。第一是为了除去钠离子，尤其是氢氧化钠形式的钠离子，第二个目的是为了限制塔底料流中的含氧物，和第三个目的是最小化能量使用。

主要含氧物是甲醇，并且在分馏塔中的分离被由水、甲醇和二甲基-醚(DME)原料流形成的共沸物复杂化。