[发明专利]用于将低级脂肪族醚转化成芳族化合物和低级烯烃的方法

说明书

本发明涉及用于在沸石催化剂的存在下将包含低级脂肪族醚的进料物流转化成包含芳族烃和低级烯烃的产物物流的方法。

US4724270公开了用于通过使进料，特别是甲醇或二甲醚与酸性沸石催化剂接触将包含经氧化的低级脂肪族烃化合物的进料物流转化成包含芳族烃的产物物流的方法，所述酸性沸石催化剂已经在高于725℃的温度下处理；具有1-12的约束指数和至少12的二氧化硅/氧化铝比例。实施例显示在转化甲醇时芳族烃收率为约28.9wt％并且在转化DME时芳族烃收率为8wt％。

苯(B)，甲苯(T)，和二甲苯(X)作为石油化学工业中汽油/馏出物的制备中的中间体或作为有价值的化学原料是有用的。BTX也用作增进剂用于提高汽油中的辛烷值。因为它们通常在相同工艺中制备，可以将它们认为是一个组，即，BTX。

脂肪族含氧化合物一般可以在各种如文献中描述的沸石-类型催化剂的存在下转化成包含芳族化合物(例如BTX)的混合物。例如，US4590321公开了用于在具有ZSM-5或ZSM-11结构并且用五氧化二磷改性的沸石催化剂的存在下，在包括200-700℃的温度、0.1-60atm的压力、0.1-400的重时空速(WHSV)和0-20的氢/烃摩尔比例的芳构化条件下，将C₂-C₁₂烃，例如丙烷和丙烯；和含氧化合物例如C₁-C₅醇，例如甲醇；或C₂-C₆醚，例如二甲醚，转化成芳族烃的方法。实施例显示了通过转化甲醇获得最多31.7wt％的BTX收率。

在US 4822939中描述了用于将含氧化合物转化成芳族化合物的方法，其包括在500-650℃的温度下、高至3.5MPa的压力下和1-10的重时空速下使进料与沸石催化剂组合物接触的步骤，所述沸石催化剂组合物包含硅铝酸盐，所述硅铝酸盐含有至少0.2质量％的镓。更具体地，US 4822939教导使用含Ga的ZSM-5类型沸石(其在Ga交换之前具有5000-35000的Si/Al比例)用于将C₁-C₄脂肪族含氧化合物催化转化成C₂-C₅烯烃，具有改进的收率和减少的C₁-C₅链烷烃形成。

US 4621161还公开了用于在具有至少100/1的二氧化硅/氧化铝摩尔比例的蒸汽-处理的沸石催化剂的存在下将含氧化合物转化成芳族烃的方法。在将醇或醚进料用于该方法时，生产C₂-C₅烃和芳族化合物，例如杜烯。

在US 4724270中，获得了低级烯烃以及BTX。获得的低级烯烃不是以选择性方式获得的。

本发明的目标是提供用于以高选择性将包含低级脂肪族醚的进料物流转化成包含芳族烃和低级烯烃的产物物流的方法。

该目标是根据本发明通过以下实现的：采用用于将包含脂肪族醚的进料物流转化成包含芳族烃和C₂-C₃烯烃的产物物流的方法，所述脂肪族醚选自甲基叔丁醚和乙基叔丁醚，所述方法包括使进料物流与包含沸石催化剂的催化剂组合物接触的步骤，其中沸石催化剂是由Ga和选自Zn、Cd和Cu的元素M1改性的沸石。

进料物流由反应性组分和任选稀释剂组成。优选地，至少90vol％的反应性组分是甲基叔丁醚和/或乙基叔丁醚。

根据本发明的方法，不仅生产BTX而且显示出朝向C₂-C₃烯烃的高选择性。因此，获得的产物物流包含较高量的有价值的烯烃和较低量的非希望的烯烃。此外，这样的方法的总性能历经时间是稳定的，并且通过采用本发明的方法观察到非常少的焦炭形成。此外，在根据本发明的方法中芳族化合物的收率高。

含氧化合物和尤其是甲基叔丁醚(MTBE)和乙基叔丁醚(ETBE)是用于汽油以改进燃烧并且减少废气排放的通常添加剂。一般将MTBE和ETBE添加至汽油以降低一氧化碳排放。然而，响应于环境和健康的关注，对MTBE和ETBE作为汽油添加剂的需求近些年来已经大大降低。因此，根据本发明的方法的优点是MTBE和ETBE可以有效地用于以高选择性生产芳族烃和C₂-C₃烯烃。