[发明专利]一种含氧化合物制取低碳烯烃的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及从一种或者几种非烃化合物制备烃技术领域，特别涉及一种以含氧化合物生成低碳烯烃的方法。

背景技术：

以乙烯、丙烯、丁二烯为主的轻质烯烃和以苯、甲苯、二甲苯为主的轻质芳烃是石油化工的基本原料。目前乙烯生产主要依靠轻石脑油原料的管式炉水蒸气裂解工艺。由于原油资源的短缺和价格的日益提高，石脑油资源已经越来越显得不足，低碳烯烃的生产成本越来越高。国内外正积极开发原料来源更丰富的乙烯生产路线，有机含氧化合物原料经金属改性的SAPO类型小孔磷硅酸铝氧化物分子筛的催化作用，可生成以乙烯、丙烯为主的反应产物，正受到国内外的广泛的重视。

以甲醇或二甲醚为代表的含氧有机化合物是典型的含氧有机化合物，主要由煤基或天然气基的合成气生产。用以甲醇为代表的含氧有机化合物为原料生产以乙烯和丙烯为主的低碳烯烃工艺目前主要有美国UOP/Hyro公司的MTO技术、德国Lurgi公司的MTP技术和中国科学院大连化物所的甲醇制烯烃DMTO技术。

以甲醇为代表含氧化合物制取低碳烯烃工艺简称MTO的反应特点是快速反应、强放热、且剂醇比较低，在连续的反应-再生的密相流化床反应器中进行反应和再生。反应生成的富含乙烯和丙烯等低碳烯烃的高温油气，需要进行急冷和水洗，除去其中催化剂和降温后，送往下部烯烃分离系统进行分离。MTO工艺装置的目的产品是乙烯和丙烯，副产品液化气、C₅⁺以上组分和燃料气，其中C₄⁺的碳基收率为10％左右。如何将这部分低值产品转化为高附加值的乙烯和丙烯，一直是摆在广大科研和工程设计人员面前的课题。

近年来，MTO已成为业内人士研究的热点和重点。人们从加工流程、催化剂、工艺条件以及设备结构等方面进行了广泛的研究和探索，取得令人满意的成果，但有关如何将MTO工艺产物中的副产品C₄⁺转化为高附加值的乙烯和丙烯文献报道不多。

US20040102667涉及OTO工艺提高乙烯和丙烯产率的技术。采用硅铝磷酸盐催化剂。产物经分离得到的C₄～C₇中质烯烃馏分在一个单独的烯烃裂化反应器中进行裂化。主要步骤是：(1)将富含烯烃的进料C₂～C₈送入一级分离装置，分出C₂～C₃轻烯烃和C₄⁺重烯烃馏分；(2)将重烯烃馏分送入二级分离区，分出第二轻烯烃馏分、C₄～C₇中质烯烃馏分和C₇⁺重烯烃馏分；(3)将中质烯烃馏分送入烯烃裂化反应器，使至少一部分原料裂化为C₂～C₃烯烃；(4)裂化形成的C₂～C₃烯烃有一部分回到二级分离区。另一部分被抽出；(5)二级分离区分出的第二轻烯烃馏分有一部分返回到一级分离区。

US5914433专利涉及OTO生产聚合级烯烃的工艺。其特点是对产物中的混合丁烯和重组分进行裂化，从而提高乙烯和丙烯的产量。裂化反应在提升管裂化区或单独的裂化区进行，给工艺提供了灵活性。该工艺克服了硅铝磷酸盐催化剂的平衡限制，也提高了催化剂的寿命，提高了催化剂在转化区的稳定性。

主要的工艺步骤是：(1)含氧化合物(C₁～C₄的一种醇或一种醚)原料用稀释剂稀释，采用硅铝磷酸盐催化剂(SAPO-34、SAPO-17或其混合物)和流化床反应器，在反应条件下得到轻烯烃产品物流；(2)将轻烯烃物流分离后得到乙烯、丙烯和混合丁烯重组分；(3)取出至少一部分待生催化剂去进行再生；(4)再生后的催化剂一部分返回到流化床反应区，另一部分与一定量的混合丁烯及重组分混合，进入裂化反应器得到第二产品物流，生成额外的乙烯和丙烯；(5)将部分第二产品物流返回到流化床反应区。