[发明专利]在从含氧化合物合成烯烃中用于高碳烯烃的回收和利用的方法和设备

说明书

本发明提出了用于从含氧化合物例如甲醇和/或二甲醚生产烯烃的方法和设备，其中首先将所述含氧化合物在烯烃合成反应器中转化成含有丙烯、其他烯烃、链烷烃和芳香族化合物的原始产物。将所述原始产物分离成具有不同碳链长度的烃级分，在其中获得短链烯烃例如丙烯，并且除了其他级分之外还获得含有C₅/C₆烯烃的C_7‑级分以及含有芳香族化合物的C₇₊级分。从后者分离所述芳香族化合物并将其用所述C₅/C₆烯烃烷基化，以获得烷基芳香族化合物。将其完全加氢并再循环到所述烯烃合成反应器，在那里它们同样被转化成短链烯烃。

技术领域

本发明涉及石油化工领域，更具体而言，本发明提供了一种用于从含氧化合物生产烯烃的方法以及用于执行所述方法的设备。

背景技术

丙烯(C₃H₆)是化学工业最重要的起始物质之一。在世界范围内，对基本材料丙烯的需求日益增加，其中就像乙烯一样，丙烯主要在蒸汽裂化器中从石油生产，其比率取决于过程条件和原材料。

为了获得更多丙烯存在许多方法，例如从作为离析物的丙烷出发的丙烷脱氢法。然而，已知的最重要的是所谓的MTP(甲醇制丙烯)方法，在其中在沸石催化剂上通过催化转化将所谓的含氧化合物例如甲醇(MeOH)或二甲醚(DME)转化成烯烃。通过改变催化剂和过程条件，可以影响获得的产物的选择性，因此可以使产物分布情况移向短链烯烃(通常也使用方法名称甲醇制烯烃(MTO))、移向较长链产物(通常也使用方法名称甲醇制汽油(MTG))或移向丙烯。

MTP方法的基本原理描述在例如文献DE 10 2005 048 931 A1中。从含有水蒸汽和含氧化合物例如甲醇和/或二甲醚的离析混合物，首先生产得到C₂至C₄烯烃。通过在至少一个反应器中的非均相催化反应，将离析混合物转化成包含低分子量烯烃和汽油烃类的反应混合物。通过适合的分离理念，可以将高碳烯烃(higher olefin)、尤其是C₅₊级分作为再循环料流至少部分再循环到所述反应器中，并且在所述反应器中将其大部分转化成丙烯，由此提高丙烯得率。

MTP方法通常具有约65％(以C的摩尔数计)的丙烯得率。提高的丙烯得率显著提高方法的经济性。作为MTP方法中的主要副产物获得汽油样混合物(MTP汽油)，其基本上由烯烃、链烷烃、环烃和芳香族化合物构成。这种MTP汽油同样可以被纳入到后续价值链中，但是与丙烯相比具有更低的市场价格。

因此，正如在文献WO 2006/136433 A1中所描述的，尝试例如对MTP汽油或其级分进行烯烃复分解反应形式的后处理，其中在沸石催化剂上，在约400至500℃的温度和1至5巴的压力下转化MTP汽油或从其获得的级分。由于这个下游反应，可以实现整个过程的丙烯得率的适度提高，但是总得率仍然低于70mol-％。

将MTP汽油直接再循环到MTP反应器中不提供丙烯得率的提高。由于在MTP反应器内部发生芳香族化合物的不想要的烷基化反应，其消耗甲醇使得甲醇不再可用于丙烯的选择性形成，因此在将MTP汽油直接再循环到MTP反应器中的情况下，整个过程的丙烯得率甚至将会降低。

因此，一些方法旨在转化获得的较重烯烃，以便至少获得具有均匀组成和较高市场价格的产物。例如，专利说明书US 4,543,435教示了至少一部分获得的烯烃应被转化成重烃，以便可以提高MTP方法中液化气和汽油的得率。

WO 2011/131647描述了一种生产芳香族烃类的方法，其中将轻质烷烃进料在适合的催化剂上至少部分转化成芳香族化合物。MTO过程与其并行地发生。MTO过程的一部分含氧化合物进料被产生，因为在烷烃向芳香族化合物的转化期间获得的氢与一氧化碳和/或二氧化碳一起被转换成含氧化合物。由此获得的产物料流可以容易地与MTP过程的其他副产物、尤其是甲烷、碳氧化物、氢和类似于液化气的产物合并。