甲醇至烃的工艺中的氢排除制造技术

本申请涉及一种用于生产烃的方法，其包括以下步骤：‑在转化步骤中使包含醇、醚或其混合物的进料流经由基于含金属的沸石且在烃的脱氢中为活性的催化剂转化，从而获得转化流出物；‑分离所述流出物以获得水性工艺冷凝物流、液态烃流和气态流；‑去除在转化步骤中形成的一部分氢，以及将至少部分气态和/或液态烃流再循环至转化步骤。

Hydrogen removal in the process of methanol to hydrocarbon

The invention relates to a method for producing hydrocarbon, which comprises the following steps: in the step of the conversion of the feed containing alcohol, ether or mixtures thereof through the transformation from metal containing zeolite catalyst and based on the activity of hydrocarbon dehydrogenation, to obtain conversion effluent from the effluent; to obtain water condensation process of liquid hydrocarbon and gaseous flow, logistics flow; removal formed in the step of the conversion of a portion of the hydrogen, and at least a portion of the gaseous and / or liquid hydrocarbons is recycled to the conversion step.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】甲醇至烃的工艺中的氢排除甲醇(MeOH)和/或二甲醚(DME)至烃燃料和化学品的转化具有显著的工业重要性。突出的实例包括甲醇至汽油(MTG)和甲醇至烯烃(MTO)工艺。通常，任何醇和醚都可以通过这些方法转化为烃，但甲醇是优选的原料，因为它可以从任何含碳资源如煤、生物质、废物和天然气以大规模和高效率来生产。在转化成烃之前，甲醇或醇进料可以至少部分转化为其醚类似物例如甲醇转化为DME。已经公开了将醇转化为烃(靶向不同产物如芳族化合物)的类似方法。MTG方法通常以优异产率，接近所生产的烃的总量的90重量％，并提供一般接近90的辛烷值(其以(R+M)/2表示(研究辛烷值(RON)+马达辛烷值(MON)/2))。合成汽油通常含有大量的显著有助于辛烷值的芳族化合物。可以通过升高汽油合成反应器中的压力或温度或通过降低空速来增加芳族化合物含量以获得甚至更高的辛烷值。然而，改进合成条件以改善芳族化合物选择性以及辛烷值以降低汽油产量为代价，因为芳族化合物的形成固有地伴随着对链烷烃，特别是丙烷和丁烷(其由于蒸汽压力相对较高，仅以有限的量添加至汽油产物构成中)的选择性增加。换句话说，现有的选择是以高产率制备低芳族化合物含量的产品或以低产率制备高芳族化合物含量的产品。在本专利技术的第一方面，提供了用于生产具有提高的芳族化合物选择性其不同时增加对轻质链烷烃如丙烷和丁烷的选择性的烃产物的方法和设备。本专利技术的第二方面提供一种用于制备高的芳族化合物产物含量的方法。这些和其它优点由用于生产烃的方法提供，该方法包括以下步骤：-在转化步骤中使包含醇、醚或其混合物的进料流经由基于含金属的沸石且在烃的脱氢中为活性的催化剂转化，从而获得转化流出物，-分离所述流出物以获得水性工艺冷凝物流、液态烃流和气态流，-去除在转化步骤中形成的一部分氢，和-将至少部分的气态和/或液态烃流再循环至转化步骤。即根据本专利技术，本文提供了一种制备烃产物的方法，其中通过吹扫部分气态再循环流(以下称为被动的H2排除)，或通过从一个或多个再循环流中部分或完全地除去H2(以下称为积极的H2排除)而从合成回路中除去或部分除去在转化步骤中产生的氢气，以提供至少部分H2贫化的再循环流。在该方法中，例如甲醇经由优选基于酸性沸石的催化剂(其与在烃的脱氢中为活性的金属或金属氧化物组分组合)转化为包含芳族化合物的转化流出物。在获得至少部分H2贫化的再循环流的情况下，本专利技术是一种用于生产烃的方法，其包括以下步骤：-在转化步骤中使包含醇、醚或其混合物的进料流经由基于含金属的沸石且在烃的脱氢中为活性的催化剂转化，从而获得转化流出物，-分离所述流出物以获得水性工艺冷凝物流、液态烃流和气态流，-去除在转化步骤中形成的一部分氢，-获得至少部分H2贫化的再循环流，-将至少部分的所述至少部分H2贫化的再循环流、气态和/或液态烃流再循环至所述转化步骤。将转化流出物分离成气态流、水性工艺冷凝物和包含烃产物的液态烃流。因此，通过本专利技术的其中除去氢的方法和设备，可以提高芳族化合物的选择性，同时降低对轻质链烷烃如丙烷和丁烷的选择性。甲醇至芳族化合物所获得的烃流可富含芳族化合物，在这种情况下，该方法在后文中称为甲醇至芳族化合物(MTA)方法。在MTA转化过程中，甲醇被转化为芳族化合物，同时使包括一种或多种类型的烃(包括环烷烃、链烷烃和异链烷烃)的烃脱氢成烯烃和/或芳族化合物。MTA转化过程可以优选在5-60巴，优选10-40巴的压力下和300-500℃，优选330-480℃的温度和/或0.1至10且优选0.3-3的重时空速(kg醇和/或醚进料/kg催化剂/小时)下进行。MTA方法可以提供特别适合作为下游芳族化合物加工，例如用于制备对二甲苯的原料的产品。甲醇至汽油从本方法获得的烃流可包含粗汽油，在这种情况下，该方法在后文中称为甲醇至汽油(MTG)方法。在MTG转化过程中，甲醇被转化成包含芳族化合物、环烷烃、链烷烃和异链烷烃和烯烃的粗汽油，同时使包含一种或多种类型的烃(包括环烷烃、链烷烃和异链烷烃)的烃脱氢为烯烃和/或芳族化合物。MTG转化过程可以优选在5-60巴，优选10-40巴的压力下和300-500℃，优选300-430℃的温度和/或0.1至10且优选0.5-3的重时空速(kg醇和/或醚进料/kg催化剂/小时)下进行。换句话说，传统的甲醇至烃反应(MTG和MTO)可以总体上被制定成仅仅是甲醇的脱水，其形成烃和水：CH3OH→CH2+H2O，其中CH2表示整个烃产物的平均总式。因此，整个烃产物的总的氢与碳的摩尔比率为2：H/C＝2。一些产物烃，芳族化合物的H/C比率低于2，链烷烃和异链烷烃的H/C比率高于2，而烯烃和环烷烃都具有等于2的H/C比率。与这种传统的甲醇至烃反应(MTG和MTO)相反，本专利技术提供了一种这样的烃产物，其根据下式具有小于2的总的H/C比率：CH3OH→CH(2-2x)+xH2+H2O，从而以正链烷烃和异链烷烃特别是轻质正链烷烃和异链烷烃如乙烷、丙烷和丁烷为代价形成更多的芳族化合物，并提供高的芳族化合物含量的烃产品。本专利技术所得到的烃产物可以富含芳族化合物，并且可用作进料或作为共混物料用作芳族化合物加工，例如与炼油厂中类似的重整物；或者产品或产品的一部分可以通过常规方式升级，以提供成品汽油产品。氢排除促进芳族化合物形成的脱氢反应是平衡限制的，并且在合成回路中，氢可能积聚直到脱氢反应变得基本消亡。因此，从回路中除去氢气确保脱氢反应得以维持。氢去除可以是连续的，例如在贫化或部分贫化的再循环流中以间隔进行和/或通过预先选择或调适的所期望的H2浓度来确定进行。根据本专利技术，可以通过一种或多种方法在一个或多个阶段中从一个或多个流至少部分地去除H2。如上所述，从合成回路中去除H2可以是被动的，即通过吹扫部分气态再循环流；或是积极的，其被理解为一种或多种再循环流被选择性地贫化H2或部分贫化H2的方法。取决于所使用的H2去除方法，可去除或多或少的H2。此外，朝向H2去除的选择性可以变化。例如，如果使用选择性渗透膜进行去除，该膜可允许除H2之外的其它物质如甲烷和一氧化碳通过，在这种情况下，去除的就不仅是H2。类似地，例如氧化步骤可导致除H2以外的其他物质例如一氧化碳的氧化。根据一些实施方案，通过使气态流通过氢选择性渗透膜而从气态流获得至少部分H2贫化的再循环流。即气态流被提供到这样的阶段，其中气体通过去除H2的膜。可以调节H2在选择性膜中的渗透，以在再循环至转化步骤的渗余物中留下预定量的氢作为至少部分H2贫化的再循环流。或者，通过使所述气相与预定量的氧气混合之后通过催化优选氧化(通常称为PrOx)的步骤而从气态流中获得至少部分H2贫化的再循环流，其中氢与所述预定量的氧反应以形成水，并且将所述至少部分氢气贫化的反应流再循环至转化步骤。催化氧化优选在与转化步骤基本相同的压力下在50℃至300℃，优选100-200℃的温度下进行。对选择性氧化有效的催化剂通常包含负载在无机金属氧化物上的贵金属。任选地，通过使所述气相与预定量的非氧气的氢清除剂混合之后通过催化氧化步骤而从气态流中获得至少部分H2贫化的再循环流，其中氢与所述预定量的氧化剂反应，并且将所述至少部分氢气贫化的反应流再循环至转化步骤。氢清除剂可以是醛或酮，在这种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生产烃的方法，其包括以下步骤：‑在转化步骤中使包含醇、醚或其混合物的进料流经由基于含金属的沸石且在烃的脱氢中为活性的催化剂转化，从而获得转化流出物，‑分离所述流出物以获得水性工艺冷凝物流、液态烃流和气态流，‑去除在所述转化步骤中形成的一部分氢，‑获得至少部分H2贫化的再循环流，‑将至少部分的所述至少部分H2贫化的再循环流、气态和/或液态烃流再循环至所述转化步骤。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.22 DK PA2015700421.一种用于生产烃的方法，其包括以下步骤：-在转化步骤中使包含醇、醚或其混合物的进料流经由基于含金属的沸石且在烃的脱氢中为活性的催化剂转化，从而获得转化流出物，-分离所述流出物以获得水性工艺冷凝物流、液态烃流和气态流，-去除在所述转化步骤中形成的一部分氢，-获得至少部分H2贫化的再循环流，-将至少部分的所述至少部分H2贫化的再循环流、气态和/或液态烃流再循环至所述转化步骤。2.根据权利要求1所述的方法，其中通过吹扫至少部分气态再循环流来除去氢。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中通过使气态流通过氢选择性渗透膜而从气态流中获得所述至少部分H2贫化的再循环流。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中通过使所述气相与预定量的氧气混合之后通过催化氧化步骤而从气态流中获得所述至少部分H2贫化的再循环流，其中氢与所述预定量的氧反应以形成水，并且将所述至少部分氢气贫化的反应流再循环至转化步骤。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中通过使所述气相与预定量的非氧气的氢清除剂混合之后通过催化氧化步骤而从气态流中获得所述至少部分H2贫化的再循环流，其中氢与所述预定量的氧化剂反应，并且将所述至少部分氢气贫化的反应流再循环至转化步骤。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述液态烃相被分离成产物相和一个或多个低沸点和/或高沸点相，其中至少一个低沸点和/或高沸点相作为至少部分H2贫化的再循环流被至少部分地再循环至转化步骤。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中使至少部分气相再循环至转化步骤。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述转化步骤在两个或更多个优选骤冷添加进料和再循环流的连续反应器中进行。9.根据权利要求3-8所述的方法，其中调节H2在选择性膜中的渗透，以在渗余物中留下1-10mol％的H2，其作为至少部分H2贫化的再循环流被再循环至转化步骤。10.根据权利要求5-9所述的方法，其中所述氢清除剂是醛，其中所述醛和氢经由氢化催化剂转化为醇。11.根据权利要求5-10中任一项所述的方法，其中所述氢清除剂是甲醛，并且其中甲醛和氢经由氢化催化剂转化为甲醇。12.根据权利要求5-10中任一项所述的方法，其中所述氢清除剂是过氧化氢，并且其中过氧化氢和氢气经由氢化催化剂转化为水。12A.根据权利要求5-10中任一项所述的方法，其中所述氢清除剂是在一氧化碳和/或二氧化碳，其经由甲烷化催化剂而氢化。13.根据前述权利要求中任...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·约恩森，U·V·门采尔，I·梅勇，
申请(专利权)人：托普索公司，
类型：发明
国别省市：丹麦,DK