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设备制造技术

本实用新型专利技术提出了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设备，其包含：烯烃合成反应器，用于将含氧化合物转化成含有丙烯、其他烯烃、链烷烃和芳香族化合物的原始产物；分离装置，用于将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C7‑级分以及含有芳香族化合物的C7+级分；烷基化反应器，用于将分离的芳香族化合物与C5/C6烯烃烷基化以获得烷基芳香族化合物；以及加氢反应器，用于将烷基芳香族化合物完全加氢并再循环到烯烃合成反应器，在那里它们同样被转化成短链烯烃。本实用新型专利技术通过改进从含氧化合物合成烯烃的反应的副产物的利用和再循环，可以显著提高丙烯得率。

Apparatus for the recovery and utilization of high olefins in the synthesis of olefins from oxygen-containing compounds

The utility model is put forward in the recovery and utilization of high carbon olefin equipment used for synthesis of olefins from an oxygenate which comprises: olefin synthesis reactor for converting oxygenates into original products containing propylene and other olefins, alkanes and aromatic compounds; separation device for separating the product into the original hydrocarbon with different carbon chain length, short chain olefins such as propylene in them, and in addition to other fractions also received C7+ grade C7 grade containing C5/C6 olefins and containing aromatic compounds; alkylation reactor for separation of aromatic compounds and olefins in C5/C6 alkylation to obtain alkyl aromatic compounds; and a hydrogenation reactor for hydrogenation of alkyl aromatic compounds and olefins completely recycled to the reactor, where they were transferred Short chain olefin. The utility model can obviously improve the yield of propylene by improving the utilization and recycling of the by-products of the reaction of the synthesis of olefins from the oxygen-containing compounds.

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及石油化工领域，更具体而言，本申请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。
技术介绍
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DE102005048931A1中。从含有水蒸气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(higherolefin)、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WO2006/136433A1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US4,543,435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。WO2011/131647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。对于提高来自于MTP过程的有价值产物的得率来说，获得的芳香族烃类的加氢反应也是已知的。例如，US2004/0039239教示了将高碳烯烃在适合的加氢催化剂上加氢。特别是由于芳香族化合物也被加氢成链烷烃这一事实，因此可以提高汽油样有价值产物的得率。从专利说明书US4,482,772了解到MTP过程中的一种加氢方法，其中首先发生含氧化合物向烯烃的转化，随后将由此获得的烯烃低聚化。在低聚化之后，将至少部分产物料流加氢，由此将产物料流中包含的芳香族化合物转化成环烷烃。由此同样可以提高汽油样有价值产物的得率。为了进行这样的加氢反应，各种不同类型的催化剂以及它们可能的应用可以从例如专利申请US2007/0284284A1了解到。最后，国际专利申请WO2014/124844A1提出了一种改良的MTP方法，在其中获得芳香族化合物级分并将其通过加氢反应转化成含有环烷烃的级分。将后者作为再循环料流再循环到烯烃合成反应器并在所述反应器中被部分转化成烯烃，其中包括丙烯。通过这种方式已经实现了丙烯得率的提高，但是仍然剩余有反应性组分特别是C5+烯烃未用于丙烯的形成，并且例如混合到MTP汽油。通过自净化料流(purgestream)从过程中抽取出另一部分C5+烯烃，所述自净化料流的真正任务是防止C5+链烷烃富集在MTP过程中。
技术实现思路
针对这一背景，本申请的目的是提供一种方法，其中通过改进从含氧化合物合成烯烃的反应的副产物、特别是C5+烯烃和芳香族化合物的利用和再循环，可以显著提高丙烯得率。这一目的通过具有以下特点的方法和设备得以解决。根据本申请的方法：一种用于从含氧化合物生产烯烃特别是丙烯的方法，所述方法包括下列步骤：(a)在烯烃合成反应器中，在含氧化合物转化条件下，将包含水蒸气和含氧化合物例如甲醇和/或二甲醚的离析混合物非均相催化转化成含有丙烯、其他烯烃、链烷烃和芳香族化合物的原始产物，(b)利用物理分离过程将所述原始产物分离成C5-级分、C5+级分和含有未转化的含氧化合物的水性相，(c)通过多级蒸馏分离所述C5-级分，在其中获得丙烯产物料流和几种含烯烃的烃级分，其中后者被至少部分再循环到所述烯烃合成反应器，(d)利用热分离过程从所述水性相分离所述未转化的含氧化合物，将分离的未转化的含氧化合物和至少一部分水再循环到所述烯烃合成反应器，(e)通过多级蒸馏分离所述C5+级分，在其中获得包含C5/C6烯烃的C7-级分，并且在其中获得包含芳香族化合物的C7+级分，(f)通过热分离过程、优选地通过萃取蒸馏将所述C7+级分分离成芳香族化合物级分和包含C7+链烷烃的级分，(g)将至少一部分所述包含C5/C6烯烃的C7-级分和至少一部分所述芳香族化合物级分供应到烷基化反应器，在其中通过所述芳香族化合物与所述C5/C6烯烃在烷基化条件下、在烷基化催化剂上的非均相催化转化，获得包含烷基芳香族化合物的烷基化产物，(h)通过热分离过程将所述烷基化产物分离成含有C5/C6链烷烃的料流、烷基芳香族化合物料流和含有未转化的芳香族化合物的料流，后者被至少部分再循环到所述烷基化反应器，(i)将所述烷基芳香族化合物料流供应到加氢反应器，在那里通过所述烷基芳香族化合物在加氢条件下、在加氢催化剂上的非均相催化转化，获得包含环烷烃的加氢产物，(j)将至少一部分所述加氢产物再循环到烯烃合成反应器。根据本申请的设备：一种用于从含氧化合物生产烯烃、特别是用于执行根据本申请的方法的设备，所述设备包括下列彼此流体连通的设备区段：-用于将至少一种含氧化合物非均相催化转化成含有丙烯、其他烯烃、链烷烃和芳香族化合物的原始产物的至少一个烯烃合成反应器，-用于将所述原始产物分离成C5-级分、C5+级分和含有未转化的含氧化合物的水性相的分离装置，-用于将所述C5-级分分离成丙烯产物料流和几个含烯烃的烃级分的分离装置，以及用于将至少一部分所述含烯烃的烃级分再循环到所述烯烃合成反应器的返回导管，-用于从所述水性相分离所述未转化的含氧化合物的分离装置，以及用于将至少一部分所述未转化的含氧化合物和至少一部分水再循环到所述烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种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设备，所述设备包括下列彼此流体连通的设备区段：‑用于将至少一种含氧化合物非均相催化转化成含有丙烯、其他烯烃、链烷烃和芳香族化合物的原始产物的至少一个烯烃合成反应器，‑用于将所述原始产物分离成C5‑级分、C5+级分和含有未转化的含氧化合物的水性相的分离装置，‑用于将所述C5‑级分分离成丙烯产物料流和几个含烯烃的烃级分的分离装置，以及用于将至少一部分所述含烯烃的烃级分再循环到所述烯烃合成反应器的返回导管，‑用于从所述水性相分离所述未转化的含氧化合物的分离装置，以及用于将至少一部分所述未转化的含氧化合物和至少一部分水再循环到所述烯烃合成反应器的返回导管，‑用于将所述C5+级分分离成包含C5/C6烯烃的C7‑级分和包含芳香族化合物的C7+级分的分离装置，‑用于将所述C7+级分分离成芳香族化合物级分和包含C7+链烷烃的级分的分离装置，‑用于将芳香族化合物与C5/C6烯烃非均相催化转化成包含烷基芳香族化合物的烷基化产物的烷基化反应器，以及用于将至少一部分所述包含C5/C6烯烃的C7‑级分和至少一部分所述芳香族化合物级分供应到所述烷基化反应器的导管，‑用于将所述烷基化产物分离成含有C5/C6链烷烃的料流、烷基芳香族化合物料流和含有未转化的芳香族化合物的料流的分离装置，以及用于将至少一部分所述含有未转化的芳香族化合物的料流再循环到所述烷基化反应器的返回导管，‑用于将所述烷基芳香族化合物加氢成包含环烷烃的加氢产物的加氢反应器，‑用于将至少一部分所述加氢产物再循环到所述烯烃合成反应器的返回导管。...

【技术特征摘要】
2015.06.19 EP 15400024.41.一种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设备，所述设备包括下列彼此流体连通的设备区段：-用于将至少一种含氧化合物非均相催化转化成含有丙烯、其他烯烃、链烷烃和芳香族化合物的原始产物的至少一个烯烃合成反应器，-用于将所述原始产物分离成C5-级分、C5+级分和含有未转化的含氧化合物的水性相的分离装置，-用于将所述C5-级分分离成丙烯产物料流和几个含烯烃的烃级分的分离装置，以及用于将至少一部分所述含烯烃的烃级分再循环到所述烯烃合成反应器的返回导管，-用于从所述水性相分离所述未转化的含氧化合物的分离装置，以及用于将至少一部分所述未转化的含氧化合物和至少一部分水再循环到所述烯烃合成反应器的返回导管，-用于将所述C5+级分分离成包含C5/C6烯烃的C7-级分和包含芳香族化合物的C7+级分的分离装置，-用于将所述C7+级分分离成芳香族化合物级分...

【专利技术属性】
技术研发人员：英戈·鲍尔，马丁·罗泰梅尔，
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