用于含氧化合物转化工艺的两级骤冷塔制造技术

本发明专利技术涉及一种从反应器流出物流中回收热并除去杂质的方法，该反应流出物流是从用于从含氧化合物进料流将含氧化合物转化为轻烯烃的流化的放热反应区排出的。本方法含有新颖的两级骤冷塔系统，以从第一塔中的反应器流出物流除去水，并从反应器流出物回收热，通过含氧化合物进料流和第一级塔顶流或者第一级循环回流之间的间接热交换，至少部分气化进料流。从第一塔排出的曳流含有大部分杂质和任何较高沸点的含氧化合物。第二级塔从轻烯烃产物流进一步除去水并提供提纯水流，其只需少量水气提以产生高纯水流。本发明专利技术将杂质浓缩为较小的流，在向流化的放热反应区提供气化的进料流方面节省了大量能量和成本。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
本专利技术涉及一种从含氧化合物(oxygenate)转化到轻烯烃的放热工艺中除去杂质并回收热的方法。传统上通过蒸气法或催化裂解法生产轻烯烃。由于石油来源有限的可利用性和高成本，从这样的石油来源生产轻烯烃的成本正逐步提高。轻烯烃被用作生产很多化学品的原料。随着第三世界新生经济的增长和扩张，对于轻烯烃的需要将显著增加。对用于轻烯烃产品的替代材料的研究导致了含氧化合物(例如醇，更具体的说，使用甲醇、乙醇和更高级的醇，或它们的衍生物)的使用。这些醇可由发酵或者由合成气制备。合成气可由天然气、石油液体和包括煤炭、循环塑料、城市废水或者任何有机材料的含碳材料制备。因此，醇和醇衍生物可以提供基于非石油的生产烯烃和其他相关的烃类的路线。已知分子筛，例如多微孔的结晶沸石和非沸石催化剂，特别是硅铝磷酸盐(SAPO)能够促进含氧化合物转化为烃类混合物。该方法通常可在一种或多种稀释剂存在下进行，该稀释剂可存在于含氧化合物给料中，基于供应到反应区的所有给料和稀释剂成分(或催化剂)的总摩尔数，其量为1-99摩尔％。US 4861938A和US 4677242A特别强调稀释剂与反应区的给料结合使用，以保持足够的催化剂选择性，来生产轻烯烃产物，特别是乙烯。在较高的温度，一般高于250℃，优选高于300℃下，发生含氧化合物到烯烃的转化。在含氧化合物到烯烃的转化中，在高放热反应中释放出大量的热。由于反应器流出物的温度通常高于原料的温度，因此提出很多方法和方案来处理该过程产生的反应热，以避免工艺操作出现的问题。寻求有效利用传递到反应器流出物中的反应热的方法以避免操作问题，同时在含氧化合物原料转化以产生轻烯烃的生产过程中使总的公用设施消耗量降低，并同时最小化该过程中产生的废液。与用于生产轻烯烃产品的常规石脑油裂解方法相反，在本专利技术中，通过催化转化含氧化合物生产轻烯烃，每转化一摩尔的含氧化合物还产生一摩尔水。当含氧化合物在非沸石分子筛例如SAPO-34或SAPO-17的存在下进行转化时，基本上不形成重烃相。此外，本专利技术在流化床反应器中进行，这导致流化床反应器的催化剂粉末转移到反应器流出物流中。因此，寻求一种骤冷方案，其能够从反应器流出物中回收反应热，同时最小化产生的含水废液流。专利技术概述本专利技术提供了一种将含氧化合物转化为轻烯烃的方法，该方法改善了从反应器流出物流的热回收并改善了废物回收，使总的公用设施需求最小化。在本方法中，在两级工艺中用含水料流骤冷反应器流出物，以促进烃类气体从任何夹带的催化剂粉末中分离，除去水和任何重的副产物，例如C6+烃类。此外，本专利技术方法避免了以前未知的问题，即在常规的单塔骤冷系统操作中，会形成腐蚀性物质，特别是有机酸(例如乙酸、甲酸和丙酸)的积累。已经发现，反应器流出物可含有少量乙酸，该乙酸会在常规骤冷方法流程中积累。根据本专利技术，将反应器流出物首先通入第一级骤冷塔，其中，反应器流出物与在骤冷塔顶部导入的较纯的含水料流和中和剂接触，从而提供烃蒸气流和第一级塔底流和废水流。从骤冷塔底部排出的一部分废水流在高于反应器流出物引入骤冷塔的点的位置循环到骤冷塔。在本专利技术方法中，第一级骤冷塔产生的废水流是比单骤冷塔所产生的小得多的曳流(drag stream)，且本专利技术的废水流除了残留的催化剂粉末外，还含有有机含氧化合物和副产物，例如高分子量的醇和酮，以及被中和的有机酸组分。与工艺中特定点的反应器进料流与从骤冷塔排出的烃蒸气流以及来自水气提器底部的产物水的热整合，使从反应器的总热量回收提高，并提高了整个工艺的操作稳定性。在一个实施方案中，本专利技术方法使用两级骤冷来从流化放热反应区中排出的反应器流出物流中回收热并除去杂质。本方法包括以下步骤将含有含氧化合物的预热进料流通入中间冷凝器，通过间接热交换至少部分气化预热的进料流，以提供部分气化的进料流。将部分气化的进料流通入进料气化器，完全气化该部分气化的进料流，以提供气化的进料流。将气化的进料流通入具有进料侧和流出物侧的进料过热器的进料侧，通过与反应器流出物流的间接热交换提高气化的进料流的有效转化条件，以提供过热的进料流。将过热的进料流通入流化的放热反应区中，其中将过热的进料流在转换条件下与颗粒催化剂接触，以至少部分转化该含氧化合物，从而产生含有轻烯烃、杂质、水和催化剂颗粒的反应器流出物流。将反应器流出物流通入进料过热器的流出物侧，以冷却反应器流出物流，从而提供去过热的蒸气流出物流。将去过热的蒸气流出物流通入包括第一级塔和第二级塔的两级骤冷区的第一级塔中。从第一级塔中回收含有轻烯烃的塔顶流和含有杂质、催化剂颗粒和水的第一级塔底流。第一级塔底流的第一部分和中和流返回到第一级塔的上部。至少第一级塔底流的第二部分作为曳流从工艺中排出。塔顶流或至少部分第一级塔底流通入中间冷凝器，以通过与预热的进料流间接热交换来冷却塔顶流或塔底流，从而提供冷却的塔顶流或冷却的塔底流。塔顶流通入第二级塔中，以分离轻烯烃和水，从而提供含有轻烯烃的蒸气产物流和提纯水流。提纯水流的第一部分返回到第一级塔的上部，提纯水流的第二部分在产物热交换器中冷却，从而提供冷却的提纯水流，并将该冷却的提纯水流返回到第二级塔的上部。将提纯水流的第三部分通入水气提塔中，以提供水气提塔顶流和高度提纯水流。进料流在进料预热器中通过与高度提纯水流的间接热交换进行预热，从而产生预热的进料流。在另一个实施方案中，本方法是一种两级骤冷塔方法，用于除去含氧化合物转化装置排出的过热反应器流出物流中的杂质。本方法包括以下步骤将含有轻烯烃、水和有机酸的过热反应器流出物流通入进料/流出物交换器中，以通过与气化的进料流的间接交换使过热反应器流出物流去过热，从而提供去过热的流。将去过热的流通入包括第一塔和第二塔的两级骤冷区的第一塔中。去过热的流在第一塔的上部与中和的水流接触以凝结至少部分水，从而提供含有水和中和的有机酸的第一级塔底流和含有轻烯烃和水的第一级塔顶流。将第一级塔顶流通入第二塔中，并在其中与冷却的提纯水流接触，以提供轻烯烃产物流和提纯水流。将提纯水流的第一部分冷却以提供冷却的提纯水流。将提纯水流的第二部分通入水气提塔中，从而提供高纯度水流和气提塔顶流。气提塔顶流与第一级塔顶流混合，在将第一级塔顶流通入第二级塔之前冷却第一级塔顶流，或者将提纯水流的第二部分通入水气提塔中以提供高纯度水流和气提塔顶流，冷却部分第一级塔底流，并将其与中和流和提纯水流的第三部分混合，以提供中和的水流。提纯水流的第四部分返回到第一塔中。附图简述附图说明图1是说明现有技术的示意性工艺流程方案。图2说明本专利技术的示意性工艺流程方案。图3是说明本专利技术另一实施方案的示意性工艺流程方案。图4是说明优选实施方案和一体化的含氧化合物转化工艺的示意性工艺流程方案。专利技术详述本专利技术包括一种将含有一种或多种脂肪族杂化合物，包括醇、卤化物、硫醇、硫化物、胺、醚和羰基化合物或其混合物的原料催化转化为含有轻烯烃产物，即C2、C3和/或C4烯烃的烃类产物的方法。在有效处理条件下原料与硅铝磷酸盐分子筛接触，以生产轻烯烃。生产轻烯烃的硅铝磷酸盐分子筛通常可用于本方法中。优选的硅铝磷酸盐是US 4440871A中描述的那些。下面将更完整地描述可用于本方法的硅铝磷酸盐分子筛。本方法中的进料流含有含氧化合物。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用两级骤冷来从流化的放热反应区排出的反应器流出物流中回收热并除去杂质的方法，所述方法包括：ａ）将含有一种含氧化合物的预热的进料流通入中间冷凝器，通过间接热交换至少部分气化预热的进料流以提供部分气化的进料流；ｂ）将部分气 化的进料流通入进料气化器以完全气化该部分气化的进料流，从而提供气化的进料流；ｃ）将气化的进料流通入具有进料侧和流出物侧的进料过热器的进料侧，通过与反应器流出物流的间接热交换将气化的进料流提高至转换条件以提供过热的进料流；ｄ） 将过热的进料流通入在转化条件下的流化的放热反应区，其中过热的进料流与颗粒的催化剂接触，至少部分转化该含氧化合物，制得含有轻烯烃、杂质、水和催化剂颗粒的反应器流出物流；ｅ）将反应器流出物流通入进料过热器的流出物侧以冷却反应器流出物流， 从而提供去过热的蒸气流出物流；ｆ）将去过热的蒸气流出物流通入两级骤冷区的第一级段中并回收含有轻烯烃的塔顶流和含有杂质、催化剂颗粒和水的第一级塔底流，第一级塔底流的第一部分作为曳流从过程中排出，第一级塔底流的第二部分返回第一级段的上部 ，并向第一级塔底流的第二部分中加入中和流；ｇ）在中间冷却器中，通过与预热的进料流间接交换热冷却至少部分塔顶流或者塔底流的第二部分；ｈ）将塔顶流通入两级骤冷区的第二级段以分离轻烯烃和水，从而提供含有轻烯烃和提纯水流的蒸气产物流 ；和ｉ）将至少部分提纯水流返回至第一级段的上部。...

【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：LW米勒，JJ塞内塔，
申请(专利权)人：环球油品公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]