用于从含氧化合物生产烯烃的设备制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于从含氧化合物生产烯烃的设备，所述设备包含至少一个用于将至少一种含氧化合物非均相催化转化为含有C2烯烃、C3烯烃、C4烯烃、C5/6烃化合物和C7+烃化合物的产物料流的反应器(10、20)，以及用于分离由至少95重量％的C3烯烃组成的丙烯料流的分离装置(67)，其特征在于至少一个回流管(69、45、17)，通过所述回流管(69、45、17)将至少50重量％的所述丙烯料流再循环到所述至少一个反应器(10、20)中。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于从含氧化合物生产烯烃的设备。所述设备用于实施从含氧化合物生产烯烃的方法，所述方法包括以下步骤：(i)将至少一种含氧化合物非均相催化转化为含有C2烯烃、C3烯烃、C4烯烃、C5/6烃化合物和C7+烃化合物的产物料流，和(ii)分离由至少95重量％的丙烯组成的C3料流。此外，本技术还包括所述从含氧化合物生产烯烃的方法。
技术介绍
丁烯是一组具有共同经验式C4H8的四种同分异构体的烃，其具有C-C双键且因此属于烯烃。由于C-C双键，它们是用于化学合成的重要起始物质，且是生产例如丁醇、丁酮、1,3-丁二烯以及塑料如丁基橡胶所需要的。丁烯还是甲基叔丁基醚(MTBE)合成中的离析物，所述甲基叔丁基醚是最重要的工业用醚中的一种。到目前为止，大多数C4烯烃是通过石油裂解来生产的，其中长链烃被裂解为短链烃。在裂解期间，除C4烯烃外，还获得丙烯、乙烯和芳族烃。然而在裂解过程中，不能独立于其它产物增加C4烯烃的产率。另外，C2或C3烯烃因其较高的市场价格而在裂解过程中通常是优选的。然而，当例如通过改变典型裂解过程中的工艺条件而使乙烯产率最大化时，C4烯烃产率相应地降低。因此为了满足丁烯的世界范围的需求，有必要采取其它生产方法。这种生产方法是所谓的MTP方法，其中通过在沸石催化剂上的催化转化从甲醇(MeOH)生产烯烃。如已经由名称甲醇-至-丙烯(MTP)方法所表明的，这一生产过程的中心在于丙烯的回收，但通过改变工艺条件，可以影响获得的产物的选择性，且因此也可很好地将产物谱系(productspectrum)移向丁烯。MTP方法的基本原理例如在DE102005048931A1中进行了描述，其中从含有蒸汽和含氧化合物如甲醇和/或二甲醚的离析物混合物生产烯烃。通过在至少一个反应器中的非均相催化反应，将离析物混合物转化为包含低分子烯烃和汽油烃的反应混合物。通过合适的分离理念，高级烯烃，尤其是C5+馏分，能够作为循环料流被至少部分地再循环至反应器中或大部分被转化为丙烯，由此增加丙烯的产率。MTP方法通常具有约65％(摩尔C)的丙烯产率。先前的MTP方法具有的共同之处在于，通过增加丙烯产率，所述方法的经济性应会提高。例如DE10027159A1公开了具有两个轴向反应器(shaftreactor)的MTP方法。为此，在首先的非均相催化工艺步骤中将甲醇蒸气转化为二甲醚。随后将该二甲醚分为两部分料流并供应至第一和第二轴向反应器，其中在沸石催化剂上生产含丙烯的产物混合物。也将第一轴向反应器的产物料流引入第二轴向反应器中。由此实现高达50体积％的相当高的丙烯量。同时，所述方法在经济方面是非常有利的，是因为由相当便宜的轴向反应器替代了昂贵的管式反应器。DE102006026103A1描述了用于实现MTP方法的另一种类型的反应器。将气态的含氧化合物与蒸汽一起在包含若干塔板的密闭反应器中于400℃～470℃下转化为烯烃。单个的塔板填充有固定催化剂床。各个塔板单独地配备有水和二甲醚和/或通过若干喷嘴管喷洒的含有甲醇的液相。因此，对于具有这一转化程度的料流，可以在各个塔板中设定最佳运行条件。DE102009031636最终描述了用于生产需要的含氧化合物、特别是甲醇和二甲醚的方法，其被设计为使得可以在甲醇纯化和二甲醚生产之间灵活切换。所有先前已知的MTP方法的共同之处在于，它们在丙烯的产率方面进行了优化。另一方面，C4烯烃仅作为副产物获得且迄今尚未是工序的中心。
技术实现思路
因此，本技术的目的为提供用于生产C4烯烃的设备以及方法。根据本技术，通过一种用于从含氧化合物生产烯烃的设备实现了该目的，所述设备包含至少一个用于将至少一种含氧化合物非均相催化转化为含有C2烯烃、C3烯烃、C4烯烃、C5/6烃化合物和C7+烃化合物的产物料流的反应器，以及用于分离由至少95重量％的C3烯烃组成的丙烯料流的分离装置，其特征在于至少一个回流管，通过所述回流管将至少50重量％的所述丙烯料流再循环到所述至少一个反应器中。用于从含氧化合物生产烯烃的方法大体上包括以下步骤：(i)将至少一种含氧化合物非均相催化转化为含有C2烯烃、C3烯烃、C4烯烃、C2～C4链烷烃、C5/6烃化合物和C5+烃化合物的产物料流，和(ii)分离由至少95重量％的丙烯组成的C3料流。根据本技术，通过以至少10重量％，优选至少25重量％，特别优选至少50重量％将该C3料流再循环到非均相催化转化中，可增加C4烯烃的产率。尽管预先已经彻底提取了丙烯并且将进入非均相催化转化的所有再循环设计为使丙烯产率最大化的效果，但现在可以谨慎地接受丙烯产率的降低。出人意料地，这一再循环实际导致了高级烯烃特别是C4烯烃的更高比率，这仅可由链加长反应来解释。目前，仅将C4+馏分再循环到反应器中，以便通过再次经过一种裂解工艺中的非均相催化转化来缩短它们的链长度。特别是在将丙烯料流全部即100重量％再循环到非均相催化转化中的情况下，可以增加C4烯烃的产率。没有丙烯可作为有价值的产物从设备中提取在此是可满意地接受的。虽然如此，所述方法由于C4烯烃的产率增加仍是经济的。然而，C3料流部分地或完全地再循环和C4料流较低地或不进行再循环的不利之处在于，因为在反应条件下丙烯的转化是放热的，而丁烯的转化是吸热进行的，所以反应器中的放热增加。此外，在C4料流中含有的链烷烃(丁烷)用作吸热材料(heatsink)且帮助限制反应器中温度的升高。然而，对于最佳的反应条件，由于在太低的温度下形成较少的烯烃且在太高的温度下催化剂将会太快失活，所以获得窄的温度窗口。为此，为了最大的烯烃产率，也应使MTP反应器中温度的升高最小化。相应地，在新的反应条件下也必须确保反应器中绝热温度的增加仍是小的。发现至少还将C5/6烃化合物和/或C7烃化合物的一部分(目前其为MTP汽油产物的一部分)再循环到非均相催化转化中是有利的，是因为它们在其中被转化为具有较短碳链的化合物，优选具有二至四个碳原子的化合物。因为这些反应是强烈吸热的，所以这一额外的再循环导致绝热温度增加的有利降低。通过在从产物混合物的剩余高分子馏分中分离C7烃的合适条件，可在该新再循环中使有益的C7烯烃和环状饱和烃(也称为C7环烷)的量最大化。同时，可以使甲苯(C7芳族烃)的量最小化，这在再循环到MTP过程中时将会导致更快的焦化且因此导致催化活性降低，并且由于与甲醇的不期望的反应(甲苯+甲醇→二甲苯)而将会导致甲醇的消耗，这将会降低设备的可能的烯烃产率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从含氧化合物生产烯烃的设备，所述设备包含至少一个用于将至少一种含氧化合物非均相催化转化为含有C2烯烃、C3烯烃、C4烯烃、C5/6烃化合物和C7+烃化合物的产物料流的反应器(10、20)，以及用于分离由至少95重量％的C3烯烃组成的丙烯料流的分离装置(67)，其特征在于至少一个回流管(69、45、17)，通过所述回流管(69、45、17)将至少50重量％的所述丙烯料流再循环到所述至少一个反应器(10、20)中。

【技术特征摘要】
2014.09.05 DE 102014112792.71.一种用于从含氧化合物生产烯烃的设备，所述设备包含至少一个用于将至少一种含
氧化合物非均相催化转化为含有C2烯烃、C3烯烃、C4烯烃、C5/6烃化合物和C7+烃化合物的产物
料流的反应器(10、20)，以及用于分离由至少95重量％的C3烯烃组成的丙烯料流的分离装
置(67)，其特征在于至少一个回流管(69、45、17)，通过所述回流管(69、45、17)将至少50重
量％的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯特凡·哈格，马丁·罗泰梅尔，弗兰克·卡斯提罗维尔他，彼得·特拉博尔德，马丁·格尔尼，斯文·波尔，
申请(专利权)人：乔治·克劳德方法的研究开发空气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：法国;FR