本发明专利技术提供一种制取丙烯的方法，其中含有乙烯的气态物料与含有甲醇和/或二甲醚的气态物料在同一个反应区进行反应转化，且该反应区由采用同一种固体酸性催化剂的n个(n为不小于2的整数)串联的次级反应区组成，其中各个次级反应区的次级重时空速符合以下关系：0.8≤WHSVm/WHSVm-1≤1.2，其中m为2至n的整数，WHSVm和WHSVm-1分别为第m个次级反应区和第m-1个次级反应区的次级重时空速；从最后一个次级反应区中得到的流出物中含有乙烯、丙烯、碳数不小于4的烯烃和其它烃类，该流出物经分离得到丙烯产品、含有乙烯的气态物料和含有碳数不小于4的烯烃的物料。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及。
技术介绍
包括乙烯和丙烯在内的低碳烯烃是化学工业中重要的基本有机石油化工原料，主要用途是作为塑料、合成树脂、纤维、橡胶等重要化学品的原材料。丙烯是产量仅次于乙烯的一种重要有机化工基本原料。近几年，受下游衍生物快速增长的驱动，例如聚丙烯产量已经超过聚乙烯和聚氯乙烯，全球丙烯需求量大幅攀升。1991-2007年，全球丙烯年均增长率达到5%以上，打破了传统的以乙烯为中心的烯烃供需格局。丙烯是一种重要的石油化工基础原材料，其主要的下游产品包括聚丙烯、苯酚、丙酮、丁醇、辛醇、丙烯腈、环氧丙烷、丙烯酸以及异丙醇等。目前，丙烯的主要生产原料为石油烃类。丙烯的生产工艺主要有两种一是来自蒸汽裂解制乙烯的联产；二是来自炼厂催化裂化装置的排放气。蒸汽裂解仍然是丙烯供应的主要来源。烃类蒸汽热裂解技术经过几十年的发展，尽管开发了各种革新技术，使之不断完善，但仍是烯烃工业的第一大耗能装置。另外，不同裂解原料的丙烯的收率差别很大。一般来说，采用石脑油类液体原料的乙烯裂解所得丙烯/乙烯收率比为0. 5-0. 65。近年新增烯烃装置所用原料以乙烷类的气体原料为多，这就意味着丙烯/乙烯的收率比减少。由于近年来丙烯增长率持续高于乙烯增长率，人们因此通过不断改进传统的丙烯生产工艺来进一步提高丙烯产率。然而，在现有装置上增产丙烯的技术受到原料组成、装置处理能力、装置改造和操作费用的限制。因此，只有开发新的丙烯生产工艺并进一步拓宽丙烯生产原料的范围，才能满足日益增长的丙烯需求。近年来，人们开发了多种采用不同原料制取丙烯的新工艺。这些工艺包括丙烷脱氢制丙烯、乙烯和丁烯反歧化制丙烯、高碳数烃类裂解制低碳烯烃、甲醇制烯烃(MTO)、甲醇制丙烯(MTP)、乙烯与烷基化试剂共进料制丙烯等。所用的原料包括丙烷、裂解干气、丁烯、 含烯烃高碳混合物料(如含混合丁烯的液化气或C4-C5混合物、高烯烃汽油等)、以及来自非石油资源的甲醇和二甲醚等。乙烯与烷基化试剂(如甲醇和/或二甲醚等)共进料，在催化剂上发生烷基化反应，可以生成包括丙烯在内的烃类产品。这一方法可将一部分乙烯产品转化为丙烯，可用于调整低碳烯烃生产装置产品的丙烯/乙烯比例。特别值得注意的是，它提供了一条将含有乙烯的廉价原料(如裂解干气等)和来自非石油资源的甲醇(和/或二甲醚)同时转化生成丙烯的有效途径。这一方法的基本原理是烯烃可与甲醇在固体酸催化剂上发生烷基化反应，使得烯烃的碳数增加。参见Svelle等，J. Catal. 224(2004)，115-123， J. Catal. 234(2005)，385-400 CH30H+CnH2n = Cn+1H2n+2+H20以上类型的烷基化反应，也可以在烯烃和二甲醚等其它烷基化试剂之间发生。特别地，一分子乙烯通过与甲醇、二甲醚等的烷基化反应可生成一分子丙烯。该反应为丙烯的生产提供了一条新的途径。这一途径的优点在于生成丙烯的一个碳原子来自于相对便宜的甲醇和/或二甲醚，降低了丙烯生产的成本，并可以这种方法调整传统烯烃生产工艺的产品丙烯/乙烯比例。如果采用催化裂解干气等低价值乙烯原料，则该方法的经济性可进一步提尚。美国专利US39060M公开了一种烯烃烷基化的工艺，将烯烃在烷基化试剂存在下与催化剂接触，催化剂为硅铝比至少为12的沸石，采用P改性，P含量最低为0.78%。可进行烷基化的烯烃包括乙烯、丙烯、丁烯-2和异丁烯，可用的烷基化试剂为甲醇、二甲醚和氯甲烷。国际专利申请W02005/056504A1和中国专利申请200480037104. 4公开了一种从乙烯和甲醇和/或二甲醚出发，高效制备丙烯的方法，其中将乙烯和甲醇和/或二甲醚在催化剂存在下进行反应而生成丙烯。其中，由反应体系中流出的乙烯量少于向反应体系中加入的乙烯量。同时，以进入反应体系的甲醇的摩尔数或2倍的二甲醚摩尔数计算，丙烯收率可达40mol%以上。中国专利申请200610112555. 0公开了，该方法的特征在于 含有乙烯的原料在甲基化试剂存在下，在特定的反应条件下与含有微孔孔径为0. 3-0. 5nm 的分子筛的催化剂接触，生成含有丙烯的产物。产物中丙烯选择性可达65%以上。中国专利申请200710064232. 3公开了一种甲醇和/或二甲醚转化为低碳烯烃的方法，S卩采用至少三个独立的反应区和至少一个分离区，全部甲醇和/或二甲醚原料在上述三个独立的反应区分别进料，改变各反应区进料比例可以调节最终产品中各种烯烃的比例，包括(a)甲醇和/或二甲醚在第一个反应区中的酸性催化剂上转化为包含乙烯、丙烯和C4以上烯烃的混合烃物流，该物流进入上述分离区；(b)上述三个反应区流出的全部物流在上述分离区进行分离，其中C3组分流出该分离区后经进一步分离形成丙烯产品；其中至少一部分碳数不大于2的组分进入第二个反应区，其中至少一部分碳数不小于4的组分进入第三个反应区，未进入第二反应区的碳数不大于2的组分可以经进一步分离得到乙烯产品，未进入第三反应区的碳数不小于4的组分可以经进一步分离得到丁烯产品；(c)甲醇和/或二甲醚在第二个反应区中与来自上述分离区的至少一部分碳数不大于2的组分共同与酸性催化剂接触，得到含有丙烯的混合物料，该混合物料进入上述分离区；(d)甲醇和 /或二甲醚在第三个反应区中与来自上述分离区的至少一部分碳数不小于4的组分与酸性催化剂接触，得到含有一定浓度乙烯和丙烯的混合物料，该混合物料进入上述分离区。中国专利申请200780035608. 6公开了一种丙烯的制备方法，将甲醇和二甲醚中的至少一种与乙烯为原料制取丙烯。当在特定条件下将甲醇和二甲醚中的至少一种与乙烯反应而获得碳原子数4以上的烯烃的流体以后，在特定条件下使碳原子数4以上的烯烃中的至少一部分与甲醇和二甲醚中的至少一种反应，从而获得丙烯。中国专利申请200780030317. 8公开了一种制备丙烯的方法及装置，其中将甲醇和二甲醚中的至少1种送至反应器，使其在催化剂存在下反应；将得到的产物送至分离器， 在上述分离器中从上述产物中分离出在大气压下的沸点为-50°C以下的低沸点化合物，将分离出的上述低沸点化合物中占其总量的70%以上的量的上述低沸点化合物回流至上述反应器中。当回流的大气压下的沸点为-50°C以下的低沸点化合物与二甲醚的进料量的体积比接近1或大于1时，由二甲醚生成的丙烯全流程总收率可在70%以上。中国专利申请200710037230. 5公开了一种提高丙烯收率的方法，将甲醇和二甲醚中的至少一种和乙烯为原料，原料从流化床反应器的底部分布器或沿反应区轴向隔开的至少一个进料位置进入反应区与催化剂接触，反应生成含有乙烯、丙烯的流出物，经分离得到乙烯、丙烯，其中乙烯原料来源于新鲜的乙烯或分离得到的乙烯或其混合物。在甲醇转化率大于98%时，丙烯收率可达18%。在甲醇和/或二甲醚与乙烯共进料体系中，还存在甲醇/ 二甲醚在酸性催化剂上直接转化为烯烃的反应，这就是人们熟知的MTO转化过程，由于固体酸性催化剂上甲醇和/ 或二甲醚的MTO过程的反应速度很快，因此对乙烯与甲醇和/或二甲醚的烷基化反应形成强烈的竞争。MTO转化过程生成了较多的乙烯，很大程度抵消了烷基化反应对乙烯的消耗。 同时，由于MTO转化过程中消耗了较多的甲醇和/或二本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种制取丙烯的方法，其中含有乙烯的气态物料与含有甲醇和／或二甲醚的气态物料在同一个反应区进行反应转化，且该反应区由采用同一种固体酸性催化剂的ｎ个串联的次级反应区组成，即由第一个次级反应区至第ｎ个次级反应区组成，其中ｎ为２或更大的整数，所述方法包括以下步骤：１）使含有乙烯的气态物料与含有甲醇和／或二甲醚的气态物料混合后进入第一个次级反应区，与固体酸催化剂接触发生反应而得到第一次级反应区流出物，所述第一次级反应区流出物含有乙烯、丙烯、碳数不小于４的烯烃和其它烃类；和２）使第ｍ－１个次级反应区流出物与含有甲醇和／或二甲醚的气态物料混合后进入第ｍ个次级反应区，与固体酸催化剂接触发生反应而得到第ｍ个次级反应区流出物，所述第ｍ个次级反应区流出物含有乙烯、丙烯、碳数不小于４的烯烃和其它烃类，其中ｍ为２至ｎ的整数；其中上述各个次级反应区的次级重时空速符合以下关系：０．８≤ＷＨＳＶｍ／ＷＨＳＶｍ－１≤１．２其中，ＷＨＳＶｍ和ＷＨＳＶｍ－１分别为第ｍ个次级反应区和第ｍ－１个次级反应区的次级重时空速，定义为每小时流入该次级反应区的全部有机物的重量除以该次级反应区内的催化剂重量。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：齐越，刘中民，田鹏，李冰，王贤高，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：91
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。