从含氧有机物生产汽油的系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了用于将含氧有机物原料转化成烃产物的方法和系统、用于减少启动期间的不合格汽油生产的选择性活化催化剂和方法。

The system and method of producing gasoline from oxygen containing organic compounds

The present invention provides a method and a system for converting oxygen - containing organic material into hydrocarbon products, and a selective activation catalyst and method for reducing the production of unqualified gasoline during start-up.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】从含氧有机物生产汽油的系统和方法
本专利技术涉及在含有催化剂如选择性活化沸石的反应器中将含氧有机物原料如甲醇和二甲醚转化为烃如汽油沸点组分。
技术介绍
将低级含氧有机物如甲醇和二甲醚(DME)转化为烃的方法是已知的并且已经变得备受关注，因为它们提供了一种有吸引力的方式来从非石化原料来源生产液态烃燃料，特别是汽油。特别地，它们提供了可以将甲醇和DME以良好的收率转化为汽油沸点组分、烯烃和芳烃的方法。烯烃和芳烃是有价值的化学产品，并且可以用作生产许多重要化学品和聚合物的原料。由于竞争性石油原料的有限供应，从石油原料生产低成本烯烃的机会是有限的。然而，通过成熟的工业方法将煤气化为合成气并将所述合成气转化成甲醇，可容易地获得甲醇。作为替代方法，可以通过其它常规方法从天然气或生物质获得甲醇。将甲醇和其它低级含氧有机物转化为烃产物如汽油的可用技术也会导致杜烯作为副产物的不期望的产物。当汽油含有高于约12重量％的量的杜烯时，可发生诸如汽油固化等问题。此外，车辆的性能可受到所用的具有较高水平的杜烯的汽油的影响。因此，甲醇制汽油转化工艺可能需要额外的处理单元来将杜烯含量降低到可接受的水平(例如低于约12重量％)。已知的用于降低杜烯含量的方法可包括重质汽油处理(HGT)。HGT要求分离成重质和轻质汽油馏分，其中重质汽油被氢化处理以降低杜烯含量。经过处理的重质汽油和轻质汽油然后需要共混以生产最终产品。HGT所需的系统对于从含氧有机物生产汽油中所需的额外机械和能源而言是显著的附加成本。因此，如果可以减少转化过程中产生的杜烯量的话，则将会消除进一步处理(例如HGT)的需要。然而，在含氧有机物转化工艺中实现较低的杜烯含量仍然很困难。因此，需要提供能够将含氧有机物转化成具有较低杜烯含量的烃的系统和方法，以消除对进一步处理如HGT的需要。
技术实现思路
已经发现，在转化反应中通过利用催化剂材料将含氧有机物(例如甲醇)转化为烃(例如C5+汽油产物)的系统和方法中可以实现较低的杜烯含量，其中所述催化剂材料可以被选择性活化(例如选择性活化沸石)。因此，在一个方面，本专利技术的实施方式提供了一种用于将含氧有机物原料转化为烃产物的方法，所述方法包括以下步骤和/或基本上由以下步骤组成：将所述含氧有机物原料在如下条件下进料到反应器中，在所述条件下将所述含氧有机物原料的至少一部分转化为反应器流出物中的所述烃产物，其中所述反应器包含选自选择性活化沸石、SAPO、选择性活化SAPO、ALPO和选择性活化ALPO的催化剂，并且其中所述反应器流出物的烃部分包含小于约8重量％杜烯的和小于约0.5重量％的C12+芳烃；以及从所述反应器流出物中分离C5+汽油产物。在另一方面，本专利技术的实施方式提供了一种用于将含氧有机物原料转化为烃产物的方法，所述方法包括：将所述含氧有机物原料在如下条件下进料到反应器中，在所述条件下将所述含氧有机物原料的至少一部分转化为反应器流出物中的所述烃产物，其中所述反应器包含硅选择性活化沸石催化剂，并且其中所述反应器流出物的烃部分包含小于约2.5重量％的杜烯和小于约0.5重量％的C12+芳烃，然后：(i)从所述反应器流出物中分离C5+汽油产物；和/或(ii)所述反应器流出物的重质汽油处理。在另一方面，本专利技术的实施方式提供了一种用于减少MTG转化工艺启动期间的不合格汽油生产的方法，所述方法包括：在启动时，将包含甲醇和/或二甲醚的原料在如下条件下进料到反应器，在所述条件下将所述原料的至少一部分转化为反应器流出物中的C5+汽油产物，其中所述反应器包含硅选择性活化沸石催化剂，并且其中所述反应器流出物的烃部分包含小于约2.5重量％的杜烯和小于约0.5重量％的C12+芳烃。在另一方面，本专利技术的实施方式提供了一种用于将含氧有机物原料转化为C5+汽油产物的系统，所述系统包括以下和/或基本上由以下组成：反应器，所述反应器包括：含氧有机物原料流和用于所述含氧有机物原料流的入口；催化剂，所述催化剂选自选择性活化沸石、SAPO、选择性活化SAPO、ALPO和选择性活化ALPO；反应器流出物流和用于所述反应器流出物流的出口，其中所述反应器流出物流的烃部分包含小于约8.0重量％的杜烯和小于约0.5重量％的C12+芳烃；以及与所述反应器流体连通的分离系统，所述分离系统用于从所述反应器流出物流分离所述C5+汽油产物，所述分离系统包括：用于所述反应器流出物流的入口；C5+汽油产物流和用于所述C5+汽油产物流的出口。在又一方面，本专利技术的实施方式提供了一种用于将含氧有机物转化为烃产物的硅选择性活化沸石催化剂，其中在所述含氧有机物转化期间产生的烃产物具有小于约2.5重量％的杜烯含量，至少约4.0重量％的苯含量和任选地小于0.5重量％的C12+芳烃含量。在又一方面，本专利技术的实施方式提供了一种甲醇制汽油(MTG)的烃产物，所述烃产物在以下阶段中的一个或多个时包含小于约2.5重量％的杜烯含量和至少约4.0重量％的苯含量：a.在从所述MTG烃产物中分离C5+汽油产物之前；b.在所述MTG烃产物的重质汽油处理之前；和/或c.直接在MTG反应器中生产。在又一方面，本专利技术的实施方式提供了一种MTG烃产物，所述烃产物包含小于约2.5重量％的杜烯含量和至少约4.0重量％的苯含量，其中所述MTG烃产物存在于MTG反应器中。在又一方面，本专利技术的实施方式提供了一种MTG反应器，所述反应器包含硅选择性活化沸石催化剂；和包含小于约2.5重量％的杜烯含量和至少约4.0重量％的苯含量的MTG烃产物。将从下面的详细描述中清楚其它实施方式，包括上文概述的实施方式的特定方面。附图说明图1示例了使用经由中度硅浸渍处理的选择性活化的硅选择性活化沸石催化剂，将甲醇转化成烃的转化率和/或选择性。图2示例了使用经由重度硅浸渍处理的选择性活化的硅选择性活化沸石催化剂，将甲醇转化成烃的转化率和/或选择性。具体实施方式在本专利技术的多个方面，提供了用于将含氧有机物原料转化成烃产物的方法和系统、用于减少启动期间的不合格汽油生产的选择性活化催化剂和方法。I.定义为了便于理解本专利技术，下面对许多术语和短语进行定义。如在本公开内容和权利要求书中所用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式“一个”、“一种”、“该”和“所述”包括复数形式。本文用术语“包含”来描述实施方式，还提供以“由……组成”和/或“基本上由……组成”描述的其它类似实施方式。在本文中，如用于诸如“A和/或B”的短语中的术语“和/或”旨在包括“A和B”、“A或B”、“A”和“B”。如本文所用的，术语“约”是指指定值的±10％的值范围。例如，短语“约200”包括200的±10％，或者180至220。如本文所用的，术语“杜烯”是指1,2,4,5-四甲基苯(C6H2(CH3)4)。如本文所用的，术语“反应器”是指发生化学反应的任何容器。反应器包括不同的反应器以及在单个反应器装置内的反应区和适用的横跨多个反应器的反应区。换句话说并且通常的，单个反应器可具有多个反应区。在本说明书提及第一反应器和第二反应器的情况下，本领域的普通技术人员将容易地认识到这种提及包括具有第一反应区和第二反应区的单个反应器。同样，第一反应器流出物和第二反应器流出物将被认为分别包括来自单个反应器的第一反应区和第二反应区的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于将含氧有机物原料转化为烃产物的方法，所述方法包括以下步骤或基本上由以下步骤组成：将包含例如甲醇和/或二甲醚并任选含有水的含氧有机物原料在如下条件下进料到反应器，在所述条件下将所述含氧有机物原料的至少一部分转化为反应器流出物中的所述烃产物，其中所述反应器包含选自选择性活化沸石、SAPO、选择性活化SAPO、ALPO和选择性活化ALPO的催化剂，并且其中所述反应器流出物的烃部分包含小于约8.0重量％的杜烯、特别是小于约2.5重量％的杜烯，小于约0.5重量％的C12+芳烃，和/或苯、特别是至少约4.0重量％的苯；从所述反应器流出物中分离C5+汽油产物；任选地，其中不存在处理所述反应器流出物以降低杜烯含量的另外的步骤；并且任选地，其中不存在预处理所述含氧有机物原料以降低水含量的另外的步骤。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.18 US 62/256,8101.一种用于将含氧有机物原料转化为烃产物的方法，所述方法包括以下步骤或基本上由以下步骤组成：将包含例如甲醇和/或二甲醚并任选含有水的含氧有机物原料在如下条件下进料到反应器，在所述条件下将所述含氧有机物原料的至少一部分转化为反应器流出物中的所述烃产物，其中所述反应器包含选自选择性活化沸石、SAPO、选择性活化SAPO、ALPO和选择性活化ALPO的催化剂，并且其中所述反应器流出物的烃部分包含小于约8.0重量％的杜烯、特别是小于约2.5重量％的杜烯，小于约0.5重量％的C12+芳烃，和/或苯、特别是至少约4.0重量％的苯；从所述反应器流出物中分离C5+汽油产物；任选地，其中不存在处理所述反应器流出物以降低杜烯含量的另外的步骤；并且任选地，其中不存在预处理所述含氧有机物原料以降低水含量的另外的步骤。2.一种用于将含氧有机物原料转化为烃产物的方法，所述方法包括将所述含氧有机物原料在如下条件下进料到反应器，在所述条件下以将所述含氧有机物原料的至少一部分转化为反应器流出物中的所述烃产物，其中所述含氧有机物原料包含例如甲醇和/或二甲醚并任选含有水，其中所述反应器包含催化剂(例如，选择性活化沸石、SAPO、选择性活化SAPO、ALPO、选择性活化ALPO)，特别是选择性活化沸石，并且其中所述反应器流出物的烃部分包含小于约8.0重量％的杜烯、特别是小于约2.5重量％的杜烯，小于约0.5重量％的C12+芳烃，和/或苯、特别是至少约4.0重量％的苯，然后：(i)从所述反应器流出物中分离C5+汽油产物；和/或(ii)所述反应器流出物的重质汽油处理。3.一种用于降低MTG转化工艺的启动期间的不合格汽油生产的方法，所述方法包括在启动时将包含甲醇和/或二甲醚并任选含有水的原料在如下条件下进料到反应器，在所述条件下将所述原料的至少一部分转化为反应器流出物中的C5+汽油产物，其中所述反应器包含催化剂(例如，选择性活化沸石、SAPO、选择性活化SAPO、ALPO、选择性活化ALPO)，特别是选择性活化沸石，并且其中所述反应器流出物的烃部分包含：小于约2.5重量％的杜烯；和小于约0.5重量％的C12+芳烃。4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其中所述反应器是移动床反应器、固定床反应器或流化床反应器，特别是流化床反应器。5.根据权利要求1、2、3或4所述的方法，其中所述反应器中的温度是约550℉至约1000℉和/或所述反应器中的压力是约10psig至约500psig。6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的方法，其中所述选择性活化沸石、所述选择性活化SAPO和所述选择性活化ALPO各自独立地被蒸汽选择性活化、硅选择性活化和/或磷选择性活化。7.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的方法，其中所述选择性活化沸石选自选择性活化ZSM-5、选择性活化ZSM-11、选择性活化ZSM-12、选择性活化ZSM-22、选择性活化ZSM-23、选择性活化ZSM-35、选择性活化ZSM-48、选择性活化ZSM-50、选择性活化ZSM-57及其选择性活化共生物和组合，特别是硅选择性活化沸石，例如硅选择性活化ZSM-5。8.根据权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的方法，其中所述SAPO选自SAPO-11、SAPO-41和SAPO-31，和/或所述ALPO选自...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆赫辛·N·哈伦迪，斯蒂芬·约翰·麦卡锡，
申请(专利权)人：埃克森美孚研究工程公司，
类型：发明
国别省市：美国,US