含氧化合物制低碳烯烃的方法技术

本发明专利技术涉及一种含氧化合物制低碳烯烃的方法，主要解决现有技术中从反应产物的水相中回收甲醇时能耗高的问题。本发明专利技术通过采用包括以下步骤：a)含有含氧化合物的进料物流(11)在第一反应器(1)中经催化反应Ⅰ生成富含二甲醚和水的混合物料(12)；b)富含二甲醚和水的混合物料(12)进入第二反应器(2)中，经催化反应Ⅱ生成富含低碳烯烃的反应产物物料(13)；富含低碳烯烃的反应产物物料(13)在第一分离装置(3)中，经过冷却，分离为包含低碳烯烃的烃类物流(14)和含未反应的含氧化合物的液相(15)等步骤的技术方案，较好的解决了该问题，可用于含氧化合物制低碳烯烃的工业生产中。

【技术实现步骤摘要】
含氧化合物制低碳烯烃的方法
本专利技术涉及一种由含氧化合物制备低碳烯烃的方法，特别是一种由包含甲醇和/或二甲醚的物料制备丙烯的方法。
技术介绍
丙烯是一种需求量很大的基本有机化工原料，主要来自于石油加工过程。随着石油资源的日益匾乏，发展由煤或天然气等非石油资源制备丙烯的技术越来越引起国内外的重视。由甲醇为原料制取丙烯(MTP)是最有希望取代石油路线的新型工艺。煤或天然气制合成气，再由合成气制取甲醇和二甲醚是成熟的工艺技术。因此，从甲醇制备丙烯是煤制烯烃路线的关键技术。近年德国鲁奇MTP工艺技术在神华宁煤煤基烯烃项目的应用标志着甲醇制丙烯技术的工业化已经取得了突破。在专利CN101142156A中公开的由含氧化合物和水蒸气的进料流制备C2至C4烯烃的的方法，将包含含氧化合物和水蒸气的进料流流经至少一个由择形沸石催化剂构成的固定床区，其中含氧化合物以对低级烯烃高选择性地催化转化为烯烃并且将离开固定床区的反应混合物分离为包含C2至C3烯烃和惰性气体成分的第一股产物流、包含至少一种其它的C4+烯烃的第二股产物流和由水相组成的第三股产物流。为了提高低级烯烃的产率，通过向进料流中引入的由烯烃和惰性气体成分组成的补充流来调节催化反应的温度，从而使离开固定床区的反应混合物的温度控制在440至520℃的范围内。惰性气体可以选用如水蒸气、氮气、一氧化碳等。在实际应用中，由于水蒸气比较廉价和容易获得，通常采用水蒸气做为惰性气体。另外，根据专利CN101208281A公开的方法，水蒸汽和进料中甲醇当量的重量比为0.25:1～6:1。为了达到降低反应物分压和反应温升，提高丙烯选择性的目的，在综合考虑能耗的前提下，优选尽可能高的水和甲醇重量比。同时，为了满足反应工艺要求，使反应在最适宜的温度进行，甲醇、二甲醚和水的蒸汽混合物需加热至300～600℃后进入反应器。由此可知，做为惰性气体的水蒸气不但用量大，而且为了达到工艺要求的进料温度，能耗也非常巨大。根据专利CN1431982A公开的甲醇制丙烯的方法，甲醇蒸气在第一种催化剂上反应而获得含有10～40vol％二甲醚的第一种混和蒸气，该混合蒸汽在一种择形的沸石催化剂上进一步反应生成含有丙烯的混和产物。所述择形沸石催化剂以催化剂床方式设置在至少两个串联联接的立式反应器中。含有二甲醚的第一种混和蒸气分为和串联联接的立式反应器数量相等的多股物流。第一股物流和水蒸气一起引入第一个立式反应器，将从所述第一个立式反应器中抽取的第一种混和中间产物供入第二个立式反应器，在此将包含二甲醚的第一混和蒸气的第二股物流也供入第二个立式反应器，抽取最后一个串联联接的立式反应器的混和产物并分离出丙烯组分，同时获取部分呈气态的剩余物质。至少一部分所述剩余物质返回到至少一个所述的立式反应器中做为循环物流。值得注意的是，在该方法中最后一个串联联接的立式反应器的混和产物中还含有大量的水蒸汽，其中的大部分水蒸气经过冷凝压缩后成为水相。该水相在除去其中的易挥发的低沸点烃类之后，加热汽化，做为惰性气体和第一股物流混合，一起供入第一个立式反应器中。被除去的易挥发的低沸点烃类主要为在前述的多个反应器中未反应的甲醇，可以返回反应器中进行进一步的转化，以提高甲醇的转化率。由于这部分返回的低沸点烃类和做为惰性气体的水蒸气在进入反应器前仍然需要混合，如果直接从水相中回收气相的粗甲醇做为惰性气体，则流程更加简洁，且避免了水相的加热汽化，降低了能耗。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是现有技术中存在的从反应产物的水相中回收甲醇时能耗高的问题，提供了一种含氧化合物制丙烯的工艺，通过合理地利用粗甲醇，提高甲醇制备丙烯工艺的能效，同时使流程更加简洁。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种含氧化合物制低碳烯烃的方法，包括以下步骤：a)含有含氧化合物的进料物流11在第一反应器1中经催化反应Ⅰ生成含二甲醚和水的混合物料12；b)含二甲醚和水的混合物料12进入第二反应器2中，经催化反应Ⅱ生成含低碳烯烃的反应产物物料13；c)含低碳烯烃的反应产物物料13在第一分离装置3中，经过冷却，分离为含低碳烯烃的烃类物流14和含未反应的含氧化合物的液相15；d)含未反应的含氧化合物的液相15在第二分离装置4中，分离为含有烃类和含氧化合物的物流31和水相16，其中含有烃类和含氧化合物的物流31至少部分的作为循环物料返回第二反应器2；e)包含低碳烯烃的烃类物流14在第三分离装置5中分离为含丙烯产品的C3及其以下烃类物流17和C4及其以上烃类物流18；f)C3及其以下烃类物流17在第四分离装置6中分离为C3物流19和C2以下的烃类物流32，其中C3物流19经过丙烯精制，获得纯度在99.6％以上的聚合级丙烯，C2以下的物流32至少部分的作为循环物料34返回第二反应器2；g)C4及其以上烃类物流18在第五分离装置7中分离为C6以上汽油烃类物流20和C4～C5烃类物流33，其中C4～C5烃类物流33至少部分的作为循环物料34返回第二反应器2。上述技术方案中，优选方案为：所述第二分离装置4中分离的含有烃类和含氧化合物的物流31优选为气相；所述含氧化合物优选为甲醇和/或二甲醚；所述第二分离装置4中分离的含有烃类和含氧化合物的物流31优选由水、甲醇、二甲醚、烷烃、烯烃、芳烃中的一种或几种组成，其中水的质量含量优选大于95wt％，甲醇质量含量优选不大于5wt％，更优选不大于0.5wt％；所述第二分离装置4中分离的水相16做为废水外排，其中的甲醇含量优选不大于500PPM，更优选不大于50PPM；所述第二分离装置4中分离的含有烃类和含氧化合物的物流31和含有含氧化合物的进料物流1的质量流量比优选为0.3～10；更优选为优选0.5～2；所述第二分离装置4中分离的含有烃类和含氧化合物的物流31的绝对压力优选为0.2～2.0MPa，更优选0.3～0.5MPa；所述低碳烯烃优选为丙烯；所述催化反应Ⅰ的反应条件优选为：采用ZMS-5或SAPO-34分子筛催化剂，反应温度200～400℃，反应压力-0.04～0.5MPa，含有含氧化合物的进料物流11的重量空速0.1～50hr-1；所述催化反应Ⅱ的反应条件优选为：采用ZMS-5或SAPO-34分子筛催化剂，反应温度400～500℃，反应压力-0.04～0.5MPa，含二甲醚和水的混合物料12的重量空速1～20hr-1。上述技术方案中，甲醇在催化剂的作用下经脱水反应转化为二甲醚，二甲醚在催化剂的作用下经进一步脱水转化为目的产物丙烯和其他副产。在甲醇或二甲醚完全转化的情况下，每一摩尔甲醇或二甲醚脱去一摩尔水。在系统开车阶段，用于稀释进入第二反应器的含甲醇和二甲醚的混合进料的蒸汽由系统外补充。但系统达到平稳运行时，用于稀释第二反应器混合进料的稀释蒸汽全部由系统的循环物料提供。同时，由于甲醇和二甲醚脱水在系统中累积的工艺水则持续排放到系统外，从而达到系统的水平衡。本专利技术提供的技术方案中，富含低碳烯烃的反应产物物料13在第一分离装置3中通过急冷分离出包含低碳烯烃的烃类物流14和含未反应的含氧化合物的液相15，其中烃类物流为气相；含未反应的含氧化合物的液相主要是来自反应系统的水分(包括循环水和反应生产的水)、未反应的含氧化合物(即少量未反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
含氧化合物制低碳烯烃的方法，包括以下步骤：a)含有含氧化合物的进料物流(11)在第一反应器(1)中经催化反应Ⅰ生成富含二甲醚和水的混合物料(12)；b)含二甲醚和水的混合物料(12)进入第二反应器(2)中，经催化反应Ⅱ生成含低碳烯烃的反应产物物料(13)；c)含低碳烯烃的反应产物物料(13)在第一分离装置(3)中，经过冷却，分离为含低碳烯烃的烃类物流(14)和含未反应的含氧化合物的液相(15)；d)含未反应的含氧化合物的液相(15)在第二分离装置(4)中，分离为含有烃类和含氧化合物的物流(31)和水相(16)，其中含有烃类和含氧化合物的物流(31)至少部分的作为循环物料返回第二反应器(2)；e)包含低碳烯烃的烃类物流(14)在第三分离装置(5)中分离为含丙烯产品的C3及其以下烃类物流(17)和C4及其以上烃类物流(18)；f)C3及其以下烃类物流(17)在第四分离装置(6)中分离为C3物流(19)和C2以下的烃类物流(32)，其中C3物流(19)经过丙烯精制，获得纯度在99.6％以上的聚合级丙烯，C2以下的烃类物流(32)至少部分的作为循环物料(34)返回第二反应器(2)；g)C4及其以上烃类物流(18)在第五分离装置(7)中分离为C6以上汽油烃类物流(20)和C4～C5烃类物流(33)，其中C4～C5烃类物流(33)至少部分的作为循环物料(34)返回第二反应器(2)。...

【技术特征摘要】
1.含氧化合物制低碳烯烃的方法，包括以下步骤：a)含有含氧化合物的进料物流(11)在第一反应器(1)中经催化反应Ⅰ生成富含二甲醚和水的混合物料(12)；b)含二甲醚和水的混合物料(12)进入第二反应器(2)中，经催化反应Ⅱ生成含低碳烯烃的反应产物物料(13)；c)含低碳烯烃的反应产物物料(13)在第一分离装置(3)中，经过冷却，分离为含低碳烯烃的烃类物流(14)和含未反应的含氧化合物的液相(15)；d)含未反应的含氧化合物的液相(15)在第二分离装置(4)中，分离为含有烃类和含氧化合物的物流(31)和水相(16)，其中含有烃类和含氧化合物的物流(31)至少部分的作为循环物料返回第二反应器(2)；e)包含低碳烯烃的烃类物流(14)在第三分离装置(5)中分离为含丙烯产品的C3及其以下烃类物流(17)和C4及其以上烃类物流(18)；f)C3及其以下烃类物流(17)在第四分离装置(6)中分离为C3物流(19)和C2以下的烃类物流(32)，其中C3物流(19)经过丙烯精制，获得纯度在99.6％以上的聚合级丙烯，C2以下的烃类物流(32)至少部分的作为循环物料(34)返回第二反应器(2)；g)C4及其以上烃类物流(18)在第五分离装置(7)中分离为C6以上汽油烃类物流(20)和C4～C5烃类物流(33)，其中C4～C5烃类物流(33)至少部分的作为循环物料(34)返回第二反应器(2)；第二分离装置(4)中分离的含有烃类和含氧化合物的物流(31)为气相；所述含氧化合物为甲醇和/或二甲醚；水相(16)与含有含氧化合物的进料物流(11)的摩尔流量之比...

【专利技术属性】
技术研发人员：金鑫，胡帅，杨卫胜，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11