含氧物到烯烃反应器内的静止区的清洗气流制造技术

本发明专利技术包括一种将含氧物转化为烯烃的方法，包括：将含氧物与催化剂在反应器（２）中接触，生成轻烯烃，其中反应器包括至少两个区，第一区中的气体循环速率比第二区中的气体循环速率要快；将一定量的惰性气体送入第二区，以促进所述第二区中的任何物质的循环。本发明专利技术防止了不期望副产物在反应器的静止区内堆积，并减少了沉积到催化剂或这些区内的表面上的焦炭量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
本专利技术一般涉及防止在含氧物到烯烃(OTO)工艺中形成焦炭的方法。更具体地，本专利技术涉及在反应器内的静止区使用惰性气体清洗气流来防止形成不希望的副产物，包括焦炭。世界范围的石化工业一大部分都与轻烯烃原料的生产以及它们随后经聚合、低聚、烷基化和类似的公知化学反应生成许多重要化学品的用途有关。轻烯烃包括乙烯、丙烯及其混合物。这些轻烯烃是现代石化和化学工业的必要构成单元。在当今精炼中这些原料的主要来源是蒸汽裂化石油原料。本领域长期以来就在寻求一种非石油源，用作满足对这些轻烯烃物质的需求所必需的丰富原料。现有技术关注的一大焦点集中在使用烃含氧物，更具体是甲醇作为必要可替代原料的最佳来源的可能性。含氧物特别受人关注，因为它们可以由可广泛获得的原料，例如煤、天然气、循环塑料、工业的各种碳废料流和农业的各种产品和副产品制成。由这些类型的原料制备甲醇和其它含氧物的技术相当成熟。本领域关注将含氧物，例如甲醇催化转化为期望轻烯烃产物的不同过程。这些轻烯烃产物在量上、纯度上必须可利用，以使在下游处理中它们可以与目前利用石油源生成的物质相交换。虽然现有技术已讨论了许多含氧物，但主要焦点还是集中在甲醇转化技术上。存在两种主要的将甲醇转化为轻烯烃的技术。第一种MTO工艺是基于早期德国和美国在含有沸石型催化剂体系的催化转化区方面的工作。US 4,387,263报道了一系列关于使用ZSM-5型催化剂体系的甲醇转化技术的实验，其中DME循环问题是此公开技术的主要焦点。虽然该’263专利报道了乙烯和丙烯的高产率，但令人遗憾地这伴随着高级脂族和芳族烃的大量形成；专利权人指出这些烃可以适用作发动机燃料，更具体是汽油型原料。这种使用沸石催化剂体系的早期MTO工艺随后被Mobil Oil Company采用，他们也研究了沸石催化剂体系，如ZSM-5对于制备轻烯烃的用途。主要由于这种沸石MTO路线不能控制通过ZSM-5型催化剂体系生成的不期望的C4+烃产物的量，本领域很快开发了基于使用非沸石分子筛催化物质的第二种MTO转化技术。部分这种MTO技术最好可以参照UOP在该领域所作的广泛工作，如在许多专利中报道的，代表性的有US 5,095,163、US 5,126,308和US 5,191,141。第二种MTO转化技术方案主要基于使用包含非沸石分子筛，一般是金属铝磷酸盐(ELAPO)，更具体是硅铝磷酸盐分子筛(SAPO)，并且SAPO类中强烈优选SAPO-34的催化剂体系。已发现该SAPO-34物质对甲醇原料到轻烯烃的转化具有非常高的选择性，因此对生成不期望的相应轻链烷烃和更重物质的选择性非常低。该ELAPO催化MTO方法相对于生成轻烯烃的沸石催化剂路线具有至少如下的优点(1)相同量甲醇的转化下，轻烯烃的产率更高；(2)能够直接回收聚合物级的乙烯和丙烯，无需使用特别的物理分离步骤来从它们相应的链烷烃类似物中分离出乙烯和丙烯；(3)明显限制了副产物，例如稳定化汽油的生成；(4)在最小调节MTO转化条件下，可以灵活地在1.5∶1-0.75∶1的范围中调节产物乙烯与丙烯的重量比；和(5)相对于使用沸石催化剂体系，明显减少了MTO转化区中焦炭的生成。对于在UOP专利US 6,403,854、US 6,166,282和US 5,744,680(通过引用将其中的所有教导都具体结合于此)中清楚阐述的各种理由，OTO或MTO领域的技术人员一致指出流化反应区和流化再生区的一起使用是解决有效、高效地利用ELAPO或SAPO型催化剂体系问题的优选商用方案。如流化领域的技术人员理解的，这种技术的应用带来了固气分离，以将流化催化剂颗粒从OTO或MTO反应的气相产物中，以及从离开OTO或MTO转化区的任何未反应含氧物原料中分离出的大问题。完成这种困难分离步骤的标准工业实施包括使用一个或多个US 6,166,282中举例说明的气固旋风分离装置，其中一组3个旋风分离装置用来从产物排出流中分离出用过的OTO或MTO催化剂。尽管与ELAPO或SAPO催化生成轻烯烃的路线有关的开发前景尚好，但仍存在大量要克服的障碍。反应器内的表面焦炭化可以降低这些工艺的产率和生产量。此次讨论两个特定的潜在焦炭化问题。本专利技术主题的焦炭化问题是由于反应性物质残留在反应器内的静止区而造成的表面焦炭化。第二个焦炭化问题是未反应含氧物循环与各种反应副产物和含氧物原料循环一起造成的结果。
技术实现思路
本专利技术包括一种含氧物转化为烯烃的方法，包括将含氧物与催化剂在反应器内接触，生成轻烯烃，其中反应器包括至少两个区，第一区中气体运行的速率比第二区中的要快，并且第二区具有某些潜在的静止区；将一定量的惰性气体引入第二区，以促进所述第二区中任何物质的循环。本专利技术防止了不期望副产物在反应器内的静止区中的堆积，并减少了沉积到静止区内的催化剂上或这些区内的表面上的焦炭量。从对下面本专利技术详述以及附图的详细审阅中，化工领域的技术人员将明了本专利技术的其它目的、实施方案、优点和特征。附图简述附图说明图1是表示来自主进料流的循环含氧物单独注入的反应器的工艺流程图。图2是表示独立级的旋风分离器用于脱除产物排出流中的催化剂细粒和清洗反应器内静止区的工艺流程图。术语和条件定义本说明书中使用的下列术语和条件的意思如下(1)“部分”料流表示具有与整体料流相同组成的整分部分(aliquot part)或从整体料流中除去易分离组分得到的部分(例如，如果料流包含烃和蒸汽的混合物，则在大部分蒸汽冷凝后，它包含水部分和烃部分)。(2)“顶部”料流表示在将任何部分循环到特定区用于回流或任何其它目的之后，从该区回收的最终顶部料流。(3)“底部”料流表示在将任何部分循环进行再加热和/或再沸和/或任何分相之后，从特定区得到的最终底部料流。(4)指当管线中具有设置在防止流过该管线的位置处的阀时，该管线被“隔开(blocked-off)”。(5)当流动从较低压区向较高压区进行时，理解成有必要存在压缩机和/或泵。(6)当流动在不同温度下运行的区之间进行时，暗示着有必要存在加热和/或冷却装置。(7)当成分浓缩于从特定区排出的顶部料流中时，该成分被“提升(lifted)”或“汽提”。(8)“蒸汽”流表示含有一种或多种组分的气态料流。(9)术语“轻烯烃”表示乙烯、丙烯及其混合物。(10)“ELAPO”分子筛表示具有ALO2、PO2和ELO2四面体单元的三维多孔结构的材料，其经验式如下(ELxAlyPz)O2其中EL是选自硅、镁、锌、铁、钴、镍、锰、铬及其混合物的金属；x是EL的摩尔分率，至少为0.005；y是Al的摩尔分率，至少为0.01；z是P的摩尔分率，至少为0.01；并且x+y+z＝1。当EL是金属混合物时，x表示所存在金属混合物的总量。优选金属(EL)是硅、镁和钴，特别优选硅。(11)“SAPO分子筛”表示如US 4,440,871中所述的其中EL元素是硅的ELAPO分子筛。(12)“OTO”工艺表示将含氧物转化为轻烯烃的工艺；在优选的实施方案中，当含氧物是甲醇时，OTO工艺在本文中称为MTO工艺。(13)术语“含氧物”表示氧取代的脂族烃，优选具有1-10个碳原子。(14)当催化剂的物理、化学和催化性质没有随与试剂相互作用而发生永久性改变时，该试剂与催化剂体系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将含氧物转化为烯烃的方法，所述方法包括：　　　　（ａ）将所述含氧物与催化剂在反应器中接触，其中所述反应器包括至少两个区，第一区中的气体运行速率比第二区中的气体运行速率要快；和　　　　（ｂ）将包含一定量惰性气体的清洗气送入所述第二区，以促进所述第二区中的任何物质的循环。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：P帕尔马斯，DN麦尔斯，
申请(专利权)人：环球油品公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]