[发明专利]氧化烃转化的分区方法

说明书

提供了将氧化烃(比如甲醇和/或甲醚)转化为芳族物质(比如对二甲苯)和烯烃(比如乙烯和丙烯)的方法。该方法包括利用具有多个反应区的反应器，其中每个区被准备以促进期望反应。

优先权

本申请要求于2015年3月31日提交的USSN 62/140,566的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。

发明领域

本发明涉及用于将氧化烃，比如甲醇，转化成芳族烃和烯烃的方法。

发明背景

氧化烃，比如甲醇，转化烯烃和其它不饱和的化合物是用于化学品生产的常用反应方案。常规方法可以包括将氧化烃进料暴露于分子筛，比如ZSM-5。除了形成烯烃，还可以形成一些期望的芳族化合物，比如对二甲苯。

美国专利No.4,049,573和4,088,706披露了通过以下方式将甲醇转化成富含C₂-C₃烯烃和单核芳族物质、尤其是对二甲苯的烃混合物：使甲醇在温度250-700℃和压力0.2-30个大气压与结晶硅铝酸盐沸石催化剂接触，该催化剂的约束指数为1-12并且已通过单独或组合地添加硼或镁的氧化物或再组合地添加磷的氧化物来改性。上述公开内容通过引用并入本申请。

采用甲醇变汽油(“MTG”)工艺，甲醇可以转化成汽油。MTG工艺披露于专利现有技术，包括，例如，美国专利No.3,894,103；3,894,104；3,894,107；4,035,430和4,058,576。美国专利No.3,894,102披露了合成气转化成汽油。MTG工艺提供了将合成气转化成优质汽油的简单手段。所使用的ZSM-5催化剂在甲醇转化条件下对汽油有高度的选择性，并已知不产生馏分范围的燃料，因为期望馏分的C₁₀+烯烃前体经在甲醇转化条件下由氢转移快速地转化成重质多甲基芳族物质和C₄-C₈异构链烷烃。上述公开内容通过引用并入本申请。

中国公布CN 101602648，CN 101602643，CN 101607864和CN 101780417描述了使用选择脱活化催化剂用于将甲醇转化成对二甲苯。在这些公布中，沸石催化剂用硅酸盐化合物，比如四乙基偏硅酸盐处理，以提供对由甲醇进料形成烯烃和对二甲苯的改进的选择性。然而，硅处理引入若干不期望的效果，其减少了每轮的芳族收率，并且促进焦炭沉积，这限制了催化剂循环长度。特别是对于金属促进的沸石，硅处理可以促进金属迁移和烧结，导致较短的催化剂寿命。

甲醇到对二甲苯和烯烃工艺(“M2PXO”)是一种新技术，其以高收率从氧化烃进料比如甲醇产生烯烃和芳族物质。临时美国专利公布No.2015/0175498，通过引用全文并入本申请，描述了方法采用包含至少一种分子筛和至少一种选自元素周期表第2-12族的元素的催化剂。美国专利公布No.2015/0175499,通过引用全文并入本申请，描述了通过制备分子筛(沸石)催化剂并结合有效的转化条件得到改进的芳族物质和烯烃收率。制备包括用过渡金属改性催化剂，汽蒸催化剂，和/或用磷改性催化剂。

尽管有这些优点，由具有竞争性动力学的多种反应的M2PXO工艺包括不期望的反应，比如甲醇分解成水和一氧化碳，芳族物质被甲醇烷基化从而产生具有9或更多个碳原子的不期望的芳族物质，以及产生焦炭、甲烷、一氧化碳和二氧化碳的其它不期望的反应。当由氧化烃进料产生时，这些竞争性动力学和不期望的反应为进一步最大化芳族物质选择性带来了障碍。仍然存在对提供改进的由含氧化的进料生产芳族物质的方法的需求。

发明概述