用于产生丙烯的方法和多级催化剂系统的实施例包括：将包括2‑丁烯的烃流引入到异构化催化剂区域以使所述2‑丁烯异构化为1‑丁烯；将所述2‑丁烯和所述1‑丁烯传递到复分解催化剂区域以使所述2‑丁烯和所述1‑丁烯交叉复分解成包括丙烯和C4‑C6烯烃的复分解产物流；以及在催化剂裂化区域中使所述复分解产物流裂化以产生丙烯。所述异构化催化剂区域包括氧化铝与二氧化硅的重量比为1:99到20:80的二氧化硅‑氧化铝催化剂。所述复分解催化剂包括浸渍有金属氧化物的介孔二氧化硅催化剂载体。所述催化剂裂化区域包括丝光沸石骨架反转(MFI)结构化二氧化硅催化剂。
A multistage catalyst system for auto-complex decomposition with controlled isomerization and cracking
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于自复分解连同受控异构化和裂化的多级催化剂系统相关申请的交叉引用本申请要求于2017年1月20日提交的美国临时申请序列号62/448,478的权益，所述申请通过引用并入本文。
本公开的实施例总体上涉及丙烯生产，并且更具体地说，涉及使用包括异构化、复分解和裂化催化剂的多级催化剂系统将丁烯转化为丙烯。
技术介绍
近年来，对丙烯的需求急剧增加，以满足聚丙烯、环氧丙烷和丙烯酸不断增长的市场需求。目前，全球生产的丙烯(7400万吨/年)中大多数是主要生产乙烯的蒸汽裂化装置的副产物(57％)，或是主要生产汽油的流化催化裂化(FCC)装置的副产物(30％)。这些方法无法充分应对丙烯需求的快速增长。其它丙烯生产方法对总丙烯产量的贡献为约12％。在这些方法中，有丙烷脱氢(PDH)、需要乙烯和丁烯两者的复分解反应、高苛刻度FCC、烯烃裂化和甲醇制烯烃(MTO)。然而，丙烯需求已超过乙烯和汽油/蒸馏油需求，而丙烯供应尚未跟上丙烯需求的增长步伐。
技术实现思路
因此，持续需要改进的用于使用多级催化剂系统选择性产生丙烯的方法。本公开的实施例涉及通过多级催化剂系统由丁烯产生丙烯。在一个实施例中，提供了一种产生丙烯的方法。所述方法包括将包括2-丁烯的烃流引入到异构化催化剂区域以使所述2-丁烯异构化为1-丁烯，其中所述异构化催化剂区域包括氧化铝与二氧化硅的重量比为1:99到20:80的二氧化硅-氧化铝催化剂。所述方法还包含将所述2-丁烯和所述1-丁烯传递到复分解催化剂区域以使所述2-丁烯和所述1-丁烯交叉复分解成包括丙烯、未转化的C4烯烃以及高级复分解产物C5烯烃和C6烯烃的复分解产物流，其中所述复分解催化剂包括浸渍有金属氧化物的介孔二氧化硅催化剂载体。所述方法进一步包含在催化剂裂化区域中使所述复分解产物流裂化以产生丙烯，其中所述催化剂裂化区域包括丝光沸石骨架反转(MFI)结构化二氧化硅催化剂。在另一个实施例中，提供了一种用于由包括2-丁烯的烃流产生丙烯的多级催化剂系统。所述多级催化剂系统包括异构化催化剂区域、处于所述异构化区域下游的复分解催化剂区域和处于所述复分解催化剂区域下游的裂化催化剂区域。所述异构化催化剂区域包括氧化铝与二氧化硅的重量比为1:99到20:80的二氧化硅-氧化铝催化剂，其中所述二氧化硅-氧化铝催化剂区域使所述2-丁烯异构化为1-丁烯。所述复分解催化剂区域包括浸渍有金属氧化物以形成介孔二氧化硅催化剂的介孔二氧化硅催化剂载体，其中所述介孔二氧化硅催化剂区域使所述2-丁烯和所述1-丁烯交叉复分解成包括丙烯、未转化的C4烯烃以及高级复分解产物C5和C6的复分解产物流。所述裂化催化剂区域包括丝光沸石骨架反转(MFI)结构化二氧化硅催化剂，其中所述裂化催化剂区域使所述复分解产物流裂化以产生丙烯。所描述实施例的另外的特征和优点将在下面的详细描述中予以阐述，并且对本领域技术人员而言，所述特征和优点将部分地根据该描述而变得显而易见，或者通过实践所描述实施例，包含下面的详细描述、权利要求以及附图，而被认识。附图说明图1是展示了根据本公开的一个或多个实施例的具有不同二氧化硅与氧化铝比率的二氧化硅-氧化铝催化剂的X射线粉末衍射(XRD)曲线的XRD图。图2是根据本公开的一个或多个实施例的钨和包括浸渍有钨的二氧化硅载体的介孔二氧化硅催化剂的XRD图。图3是展示了根据本公开的一个或多个实施例的多级催化剂系统随时间和反应温度变化的性能的曲线图。具体实施方式本公开的实施例涉及用于通过催化丁烯异构化、催化复分解和催化裂化将包括2-丁烯的烃流转化为包括丙烯的料流的系统和方法。具体地说，本公开的实施例涉及含有用于由丁烯流生产更多丙烯(C3＝)的异构化、复分解和裂化催化剂的多级(例如，三级)催化剂系统。尽管为了简单和清楚起见在整个本公开中使用具有3种催化剂的三级催化剂系统，但可以理解的是，所述多级催化剂系统可以包含多于3种催化剂，包含4种催化剂、5种催化剂或6种或更多种催化剂。在一个或多个实施例中，异构化催化剂之后是复分解催化剂，并且复分解催化剂之后是裂化催化剂，以便提供更高的丙烯产率并且任选地提供更高的丙烯与乙烯组合产率。烃流可以是包括2-丁烯的任何料流。例如，烃流可以是由石脑油裂化过程或FCC料流产生的萃余液流。此类料流可以是萃余液1流、萃余液2流或萃余液3流。萃余液1是当来自石脑油裂化过程或来自气体裂化过程的C4流例如经历从其中去除1,3-丁二烯时获得的残余料流。C4流通常含有正丁烯、1-丁烯、2-丁烯、异丁烯和1,3-丁二烯作为其主要组分，并且任选地含有一些与主要组分一起形成C4流的多达99％或更多的异丁烷。通常可以通过用如乙腈、N-甲基吡咯烷酮或N,N-二甲基甲酰胺等非质子溶剂进行萃取蒸馏来进行去除。任选地，可以通过如选择性加氢等另外的处理来去除萃取蒸馏后的任何剩余的丁二烯。所得到的和剩余的残余料流是萃余液1流并且含有1-丁烯、2-丁烯和异丁烯。萃余液2流进而是1-丁烯和2-丁烯的混合物，当从萃余液1流中分离出异丁烯时，剩下的就是所述混合物。所述分离可以通过例如以下进行：在硫酸存在的情况下对叔丁醇进行加氢、通过萃余液1流与甲醇反应来合成甲基叔丁基醚或通过异丁烯的低聚或聚合。进一步地，萃余液3流是当从萃余液2流中分离出其中的1-丁烯时获得的料流。可以通过例如分馏、萃取蒸馏或分子筛吸附来进行分离。由顺2-丁烯和反2-丁烯构成的残余料流是萃余液3流。在一个或多个实施例中，烃流是来自流化催化裂化器或乙烯裂化器的萃余液2流。萃余液2流可以包括各种组合物。萃余液2流组合物的非限制性实例包含：45重量百分比到55重量百分比(wt％)的1-丁烯、20wt％到30wt％的2-丁烯、10wt％到20wt％的正丁烷、5wt％到15wt％的异丁烷和0wt％到5wt％的其它组分；10wt％到20wt％的1-丁烯、20wt％到30wt％的2-丁烯、8wt％到18wt％的正丁烷、37wt％到47wt％的异丁烷和0wt％到8wt％的其它组分；48重量百分比到50重量百分比(wt％)的1-丁烯、25wt％到37wt％的2-丁烯、14wt％到16wt％的正丁烷、9wt％到10wt％的异丁烷和0wt％到1wt％的其它组分；15wt％到17wt％的1-丁烯、25wt％到27wt％的2-丁烯、11wt％到13wt％的正丁烷、41wt％到44wt％的异丁烷和2wt％到6wt％的其它组分；约49.6wt％的1-丁烯、约26.0wt％的2-丁烯、约14.7wt％的正丁烷、约9.4wt％的异丁烷和约0.3wt％的其它组分；或约15.6wt％的1-丁烯、约26.2wt％的2-丁烯、约12.0wt％的正丁烷、约42.1wt％的异丁烷和约4.1wt％的其它组分。如在本公开中所使用的，“反应器”是指任选地在一种或多种催化剂存在的情况下在一种或多种反应物之间可能发生一种或多种化学反应的容器。例如，反应器可以包含被配置成作为间歇式反应器、连续搅拌釜反应器(CSTR)或塞流式反应器操作的罐式或管式反应器。示例反应器包含如固定床反应器等填充床反应器和流化床反应器。可以在反应器中安置一个或多个“反应区域”。如在本公开中所使用的，“反应区域”是指反应器中发生特定反应的区域。例如，具有多个催化剂床的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于产生丙烯的方法，所述方法包括：将包括2‑丁烯的烃流引入到异构化催化剂区域以使所述2‑丁烯异构化为1‑丁烯，其中所述异构化催化剂区域包括氧化铝与二氧化硅的重量比为1:99到20:80的二氧化硅‑氧化铝催化剂；将所述2‑丁烯和所述1‑丁烯传递到复分解催化剂区域以使所述2‑丁烯和所述1‑丁烯交叉复分解成包括丙烯和C4‑C6烯烃的复分解产物流，其中所述复分解催化剂包括浸渍有金属氧化物的介孔二氧化硅催化剂载体；以及在催化剂裂化区域中使所述复分解产物流裂化以产生丙烯，其中所述催化剂裂化区域包括丝光沸石骨架反转(MFI)结构化二氧化硅催化剂。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.20 US 62/448,4781.一种用于产生丙烯的方法，所述方法包括：将包括2-丁烯的烃流引入到异构化催化剂区域以使所述2-丁烯异构化为1-丁烯，其中所述异构化催化剂区域包括氧化铝与二氧化硅的重量比为1:99到20:80的二氧化硅-氧化铝催化剂；将所述2-丁烯和所述1-丁烯传递到复分解催化剂区域以使所述2-丁烯和所述1-丁烯交叉复分解成包括丙烯和C4-C6烯烃的复分解产物流，其中所述复分解催化剂包括浸渍有金属氧化物的介孔二氧化硅催化剂载体；以及在催化剂裂化区域中使所述复分解产物流裂化以产生丙烯，其中所述催化剂裂化区域包括丝光沸石骨架反转(MFI)结构化二氧化硅催化剂。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述二氧化硅-氧化铝催化剂的表面积为200m2/g到600m2/g。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述二氧化硅-氧化铝催化剂的孔体积为至少0.60cm3/g。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述二氧化硅-氧化铝催化剂的氧化铝与二氧化硅的重量比介于1:99与10:90之间。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述介孔二氧化硅催化剂的所述金属氧化物包括钼、铼、钨或其组合的一种或多种氧化物。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述介孔二氧化硅催化剂的所述金属氧化物是氧化钨(WO3)。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述介孔二氧化硅的孔体积为至少0.60cm3/g。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述MFI结构化二氧化硅催化剂的总酸度为0.001mmol/g到0.3mmol/g。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述烃进料是来自流化催化裂化器或乙烯裂化器的萃余液2流。10.一种用于由包括2-丁烯的烃流产生丙烯的多级催化剂系统，所述多级催化剂系统包括异构化催化剂区域、处于所述异构化区域下游的复分解催化剂区域和处于所述复分解催化剂区域下游的裂化催化剂区域，其中：所述异构化催化剂区域包括氧化铝与二氧化硅的重量比为1:99到20:80的二氧化硅-氧化铝催化剂，其中所述二氧化硅-氧化铝催化剂区域使所述2-丁烯异构...
【专利技术属性】
技术研发人员：费萨尔·H·阿尔莎菲，穆尼尔·D·霍哈尔，努尔·A·苏莱斯，穆罕默德·R·阿拉鲁尼，索赫尔·K·谢赫，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，
类型：发明
国别省市：沙特阿拉伯,SA
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。