制备烯烃的方法技术

一种由烷基醇制备烯烃的方法，该方法包括如下步骤：ａ）在第一催化剂的作用下将烷基醇转化成二烷基醚，从而产生包含烷基醇、二烷基醚和水的热的二烷基醚产物物流；ｂ）通过在当时条件下与冷的二烷基醚产物物流间接换热而将热的二烷基醚产物物流至少部分冷却至低于水的露点，从而得到气液混合物；ｃ）将所得到的混合物分离成含水液态物流和富含二烷基醚的气态物流；ｄ）使至少部分富含二烷基醚的气态物流作为步骤ｂ）的冷的二烷基醚产物物流与热的二烷基醚产物物流换热，以产生加热后的富含二烷基醚的原料；和ｅ）在第二催化剂的作用下，将加热后的富含二烷基醚的原料转化成烯烃。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及由烷基醇。具体地，涉及将烷基醇转化成二烷基醚和 随后将反应产物转化成烯烃如丙烯或乙烯的方法。
技术介绍
由例如WO-A 2006/020083可知这种方法。该文献描述了其中在第一催化剂的存在下将甲醇转化成二甲醚的方法。随后二甲醚在第二催化剂的存在下转化成轻烯烃和水。 在一个实施方案中，甲醇与第一催化剂接触，从而将甲醇转化成二甲醚和水。然后未反应的 甲醇、二甲醚和水与循环物流组合形成一股组合物流。然后将这股组合物流分离成包含二 甲醚和甲醇的第一顶部物流和包含大部分重量水的第一底部物流。含有二甲醚和甲醇的第 一顶部物流随后与第二催化剂接触，以实现向轻烯烃和水的转化。最终，脱除由转化成烯烃 产生的一部分水，并用作循环物流，且与包含二甲醚、未反应的甲醇和水的物流组合。虽然 该已知方法试图整合二甲醚的制备的烯烃的生产，但是该方法没有有效利用反应的放热本 性。在EP-B 88494中，描述了将甲醇转化成二甲醚和水和随后将二甲醚转化成烯烃 的方法。该文献指出二甲醚的制备和烯烃的生产均是放热的。因此，其提出分几个反应级 实施烯烃的生产，在其中应用级间冷却。另外，建议使来自二甲醚制备的产物与例如水或甲 醇反应物间接换热。在EP-B 88494的方法中，在二甲醚制备过程中形成的水仅进行部分分 离，并且在二甲醚转化成烯烃后与二甲醚转化过程中产生的水一起脱除。这意味着在二甲 醚制备过程中形成的水会在由二甲醚和甲醇制备烯烃的过程中存在。因此，通过烯烃制备 的反应的物流会不必要地较大。US2006/0020155、US2007/0155999 和 US2007/0203380 均公开了通过二甲醚将合成气转化成轻烯烃的方法。这些文献均没有考虑在通过二烷基醚将烷基醇物流转化成烯烃 产物的方法中热整合的优化，特别是所述方法不是从不含未反应合成气的相对纯的烷基醇 物流开始时。
技术实现思路
本专利技术的目的是减少二甲醚转化成烯烃的过程中工艺物流的量，同时改进二甲醚 制备和烯烃生产之间的热整合。因此，本专利技术提供一种由烷基醇，该方法包括如下步骤a)在第一催化剂的作用下将烷基醇转化成二烷基醚，从而产生包含烷基醇、二烷 基醚和水的热的二烷基醚产物物流；b)通过在当时条件下与冷的二烷基醚产物物流间接换热而将热的二烷基醚产物 物流至少部分冷却至低于水的露点，从而得到气液混合物；c)将所得到的气液混合物分离成含水液态物流和富含二烷基醚的气态物流；d)使至少部分富含二烷基醚的气态物流作为步骤b)的冷的二烷基醚产物物流与热的二烷基醚产物物流换热，以产生加热后的富含二烷基醚的原料；和e)在第二催化剂的作用下，将加热后的富含二烷基醚的原料转化成烯烃。在本专利技术的方法中，在烷基醇转化时形成且在热的二烷基醚产物物流中存在的过 量水被从该物流中脱除，从而在烯烃生产的工艺物流中含有降低的水含量。另外，剩余的富 含二烷基醚的气态物流通过应用热的二烷基醚产物物流的热量而被有效加热。在本专利技术的方法中，应用了烷基醇。通常，烷基醇含有1-4个碳原子。优选地，烷 基醇为甲醇。任选地，其可以含有少量C2-C4g基醇，例如乙醇或异丙醇。后两种化合物的 存在会造成形成一定量的乙基甲基醚和异丙基甲基醚。更优选地，以在第一催化剂作用下 转化的反应物的总重量为基准，烷基醇为纯度至少99wt%的甲醇，优选至少99. 5wt%，从 而二烷 基醚基本上为纯的二甲醚。在一个实施方案中，由外部来源得到气态烷基醇，特别是甲醇，即所述方法没有与 上游合成气至氧化物的转化整合。因此气态烷基醇通常已经进行纯化脱除了未反应的合成 气组分，或者由于其按不同的方法制备而不含合成气。烷基醇转化成二烷基醚在本领域中是已知的。该转化是平衡反应。在转化中，醇在 高温下与催化剂接触。在EP-A 340576中，描述了可能催化剂的列表。这些催化剂包括铁、 铜、锡、锰和铝的氯化物，和铜、铬和铝的硫酸盐。钛、铝或钡的氧化物也可以应用。优选的 催化剂包括氧化铝和硅酸铝。氧化铝作为催化剂是特别优选的，特别是Y-氧化铝。虽然 烷基醇可以处于液相，但优选实施本方法使得烷基醇处于气相。在本文中，反应适当地在如 下条件下实施温度为140-500°C，优选为200-400°C，和压力为l_50bar，优选为8_12bar。 从烷基醇转化成二烷基醚的放热本性来看，步骤a)的转化合适地在包含第一催化剂的反 应混合物被冷却的同时实施。类似于EP-A 88494中描述的甲醇转化成烯烃的冷却，有可能 采用级间冷却。优选地，步骤a)的转化以等温的模式进行实施，从而通过冷却使反应区的 温度保持在一定范围内。冷却优选通过间接换热来实施。间接换热可以在反应器本身中发 生，例如通过反应器壁上的冷却管或通过应用其中管子被间接冷却的多管式反应器进行。 也可以应用外部换热器。在这种情况下，工艺物流至少部分通过外部换热器和反应区循环。冷却剂可以选自任何适宜的冷却剂。合适的冷却剂包括水和/或蒸汽。但应用将 会被转化成二烷基醚的烷基醇作冷却剂是特别有用的。这样做的优点在于反应温度保持在 理想的范围内，和同时该反应的原料被加热至理想的初始温度。冷却剂可以以逆流、错流或 并流方式与工艺物流间接接触。已经发现该间接接触优选以并流方式实施。通过这种方 式，烷基醇的初始温度可以保持足够地高，从而平稳地发生反应，但温升将保持足够低以在 平衡反应中获得满意的二烷基醚收率。二烷基醚产物物流中二烷基醚与烷基醇的比可以在宽范围内变化。合适的范围包 括二烷基醚与烷基醇的重量比为0.5 1至100 1，优选为2 1至20 1。合适地，反 应进行至平衡。这包括二烷基醚与烷基醇的重量比可以在2 1至6 1间变化。显然， 熟练技术人员可以决定通过采用不同的反应条件和/或通过加入或抽出任何反应物来影 响平衡。在热的二烷基醚的产物物流中，特别是在二烷基醚产物物流的含水液态馏分中， PH有利地保持为至少7。为此目的该物流富含碱。为了使二烷基醚产物物流富含碱，使碱 适当地与二烷基醚产物物流(或其一部分)接触或加入到其中，从而使二烷基醚产物物流的含水液态馏分达到7-12的pH。这种碱可以为氢氧化钠或氢氧化钾或者任何其它碱金属 或碱土金属的碱或它们的混合物。可以将碱加入到热的二烷基醚产物物流中或任何上游物 流中。 在本专利技术的方法中，热的二烷基醚产物物流的温度适宜地为200-400°C。该产物物 流的热量可以合适地用于提高随后烯烃生产中应用的二烷基醚的温度。因此，在本专利技术方 法的步骤b)中，使热的二烷基醚产物物流与冷的二烷基醚产物物流间接换热。在换热时， 冷的二烷基醚产物物流被加热从而变成用于烯烃生产的富含二烷基醚的原料。该步骤b) 可以在一个或多个步骤中实施。有利的是在至少两个步骤中实施冷却。在第一步中，热的 二烷基醚产物物流适当地与冷的二烷基醚产物物流换热，从而产生换热后的产物物流。适 当地，换热后的产物物流的温度被降低50-150°C。这可能意味着换热后的产物物流的温度 为150-350°C。该值有利地保持换热后的产物物流为气相，这使得进一步处理相对容易，并 使用于烯烃生产的富含二烷基醚的原料具有足够高的温度。在随后的一个或多个步骤中， 换热后的产物物流在当时条件下进一步冷却至低于水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由烷基醇制备烯烃的方法，该方法包括如下步骤：ａ）在第一催化剂的作用下将烷基醇转化成二烷基醚，从而产生包含烷基醇、二烷基醚和水的热的二烷基醚产物物流；ｂ）通过在当时条件下与冷的二烷基醚产物物流间接换热而将热的二烷基醚产物物流至少部分冷却至低于水的露点，从而得到气液混合物；ｃ）将所得到的混合物分离成含水液态物流和富含二烷基醚的气态物流；ｄ）使至少部分富含二烷基醚的气态物流作为步骤ｂ）的冷的二烷基醚产物物流与热的二烷基醚产物物流换热，以产生加热后的富含二烷基醚的原料；和ｅ）在第二催化剂的作用下，将加热后的富含二烷基醚的原料转化成烯烃。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2007-11-19 07120962.1;EP 2007-11-19 07120963.9一种由烷基醇制备烯烃的方法，该方法包括如下步骤a)在第一催化剂的作用下将烷基醇转化成二烷基醚，从而产生包含烷基醇、二烷基醚和水的热的二烷基醚产物物流；b)通过在当时条件下与冷的二烷基醚产物物流间接换热而将热的二烷基醚产物物流至少部分冷却至低于水的露点，从而得到气液混合物；c)将所得到的混合物分离成含水液态物流和富含二烷基醚的气态物流；d)使至少部分富含二烷基醚的气态物流作为步骤b)的冷的二烷基醚产物物流与热的二烷基醚产物物流换热，以产生加热后的富含二烷基醚的原料；和e)在第二催化剂的作用下，将加热后的富含二烷基醚的原料转化成烯烃。2.权利要求1的方法，其中所述烷基醇为甲醇。3.权利要求1或2的方法，其中在包含第一催化剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：J梵韦斯特尼恩，LA丘特，F文特，
申请(专利权)人：国际壳牌研究有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]