[发明专利]用于制备低级烯烃产物的方法和集成系统

说明书

本发明涉及用于制备特别是包括低级烯烃例如乙烯和/或丙烯的低级烯烃产物的方法和集成系统。更具体来说，本发明涉及集成的方法和系统，其包括将轻质链烷烃例如乙烷裂化成低级烯烃，以及将含氧化合物(oxygenate)例如甲醇和/或二甲基醚转化成低级烯烃。

在US6049017和US5914433中，描述了用于生产低级烯烃的方法，例如蒸汽裂化方法。在US6049017和US5914433的方法中，对蒸汽裂化过程的流出物进行分馏。首先对C4烯烃和二烯烃馏分进行选择性加氢以氢化二烯烃，然后使用甲醇对馏分中的异烯烃进行醚化过程，以产生MTBE醚。将剩余的烯烃裂化成低级烯烃并与蒸汽裂化过程的流出物合并。在US6049017和US5914433的方法中，部分C4烯烃馏分被转变成MTBE醚。

C.N.Eng等在1998年的乙烯生产商第10届年会(1998，New Orleans，Louisiana)中的文章“Integration of the UOP/HYDRO MTO Process into Ethylene plants”，公开了甲醇到烯烃(MTO)装置与裂化器之间的协同作用。来自蒸汽裂化器的过量低水平的热，可以为UOP/HYDRO MTO装置中甲醇的气化提供一部分热量。此外，后一种方法产生的少量乙烷和丙烷可以再循环到裂解炉，以提高总体产率。通过向裂化器添加UOP/HYDRO MTO装置对现有的乙烯工厂进行改良的工艺流程图，公开在C.N.Eng等在1997年的亚洲烯烃及衍生物大会(Asian Chemical News/Dewitt，Singapore June 18-19，1997)的论文“UOP/Hydro MTO Applications”以及标记为UOP的幻灯片演示中，并引用在US2005/0038304 A1公布的美国专利申请的立案文件中。

乙烯工厂与MTO反应器的集成方案也公开在H.Zimmermann在1999年11月在弗罗里达的奥兰多召开的ABL乙烯研讨会上的文章“MTO-An Alternative for Ethylene Production？”中。此外，US2005/0038304 A1公开了用于从含氧化合物-至-烯烃(OTO)反应系统和蒸汽裂化系统、特别是石脑油裂化系统生产乙烯和丙烯的集成系统，其中来自于裂化炉和MTO反应器的流出物被至少部分合并。

WO2009/039948A2公开了通过使用甲醇到丙烯(MTP)反应器和蒸汽裂化器的集成系统来生产C2-C4烯烃的方法，从而提高丙烯产量。在MTP反应器中使用了形状选择性沸石，特别是ZSM-5。此外，乙烷和丙烷被再循环到裂化器。甲烷/轻馏分以及丁二烯萃取后的C4/C4＝料流，被至少部分再循环到MTP反应器。作为产物获得丁二烯。C5/C6产物料流也被再循环到MTP反应器。

在某些地点运行现有的工厂例如蒸汽裂化器，获得烃类进料可能是一种挑战，或者可能不足以建立足够规模的新工厂以实现规模经济。具体问题可能是例如向乙烷裂化器供应的乙烷的减少，该乙烷源自于不断枯竭的天然气田。

在包括蒸汽裂化和含氧化合物-至-烯烃转化的集成过程中最大化乙烯和/或丙烯的生产，是合乎需要的。

本发明提供了用于制备包含乙烯和/或丙烯的烯烃产物的方法，所述方法包括下列步骤：

a)在裂化区中，在裂化条件下对包含C2-C5链烷烃的链烷烃进料进行裂化，以获得包含烯烃的裂化器流出物；

b)在包括将含氧化合物进料与含氧化合物转化催化剂在含氧化合物转化条件下相接触的反应区的含氧化合物-至-烯烃转化系统中，转化含氧化合物进料，以获得包含乙烯和/或丙烯的转化流出物；

c)将至少一部分裂化器流出物与至少一部分转化流出物合并以获得合并流出物，并从合并流出物中分离包含乙烯和/或丙烯的烯烃产物料流，

其中裂化器流出物和/或转化流出物包含含有不饱和化合物的C4部分，并且其中方法还包括对至少一部分C4部分进行至少部分加氢，以获得至少部分加氢的C4进料；以及至少将至少部分加氢的C4进料的一部分作为再循环进料再循环到步骤a)和/或步骤b)。