甲醇制烯烃反应系统与烃类热解系统的整合的制作方法

专利名称：甲醇制烯烃反应系统与烃类热解系统的整合的制作方法
甲醇制烯烃反应系统与烃类热解系统的整合较早国家申请的优先权本申请要求2010年8月10日提交的美国申请号61/372，236的优先权。 发明领域本发明广泛地涉及来源于含氧物制烯烃转化系统与烃类热解系统整合的方法。该方法计划用于有效生产轻质烯烃，也就是，乙烯和丙烯，以及由不同料源得到的其他商业上重要的产品。
背景技术：
乙烯和丙烯(轻质烯烃)为商业上重要的化学品。乙烯和丙烯用于制备塑料和其他化学化合物的多种方法中。现有技术始终在寻找更有效的方法以由烃类原料制备更高收率轻质烯烃，尤其是丙烯。轻质烯烃的一个重要来源是基于所选石油原料的热解，例如，蒸汽和催化裂化。这些步骤也生成相当数量的其他烃类产物。另外，轻质烯烃更近期的来源是含氧物制烯烃的转化过程，尤其是甲醇制烯烃 (MTO)过程。在制备轻质烯烃中，该MTO过程较传统的烃类热解系统更为有效。代替使用烃类来源，该过程以转化含氧物，例如甲醇、乙醇、η-丙醇、异丙醇、甲乙醚、二甲醚、二乙醚、二-异丙基醚、甲醛、碳酸二甲酯、二甲基酮、乙酸、及其混合物为基础， 且优选在分子筛催化剂的存在下由甲醇制烯烃。推测起来，用于轻质烯烃这两种来源的原料的不同性质、以及由这些单独过程流出的各自反应产物的组分差异阻碍了现有技术考虑整合这些单独合成方法的优势。本发明关注于改进的轻质烯烃合成方法，其通过明智地整合含氧物制烯烃转化系统(MTO)和烃类热解系统而实现。发明概述在一种实施方式中，本发明提供一种轻质烯烃合成方法，包括(a)使含氧物进料通入含氧物制烯烃反应器，以使该含氧物进料与分子筛催化剂接触、并使含氧物进料转化为轻质烯烃，所述轻质烯烃以流出物流从含氧物制烯烃反应器中排出；(b)将该流出物流分离为与包含C4和更高烃类的第一料流分离的第一轻质烯烃料流；(c)选择性氢化并随后裂化该包含C4和更高烃类的第一料流，以形成包含轻质烯烃的第一裂化气流出物流；(d) 单独裂化烃料流，以形成包含轻质烯烃的第二裂化气流出物流，其中该包含轻质烯烃的第二裂化气流出物流包含作为水骤冷顶部料流产生的包含C8和更轻烃类的料流；(e)通过压缩从该C8和更轻烃类料流中脱除C6和更重烃类；(f)共分馏该第一裂化气流出物流和该已脱除C6和更重烃类的第二裂化气流出物流，以制备与包含C4和更高烃类的第二料流分离的第二包含轻质烯烃料流；(g)共调节该第一和第二包含轻质烯烃料流，以脱除酸性气体并制备调节的料流；和(h)将该调节的料流分离为乙烯产物流、丙烯产物流和包含C4烃类料流。在另一种实施方式中，本发明提供一种轻质烯烃的合成方法，其中步骤(d)中烃类料流的单独裂化是通过蒸汽热解萘、液化石油气(LPG)、丙烷、乙烷、萃余液、凝析油、常压汽油和加氢裂化塔底产物中的一种或多种而实现的。在另一种实施方式中，将至少一部分由步骤(h)调节的料流分离出的包含C4烃类的料流循环，以使其与包含C4和更高烃类的第一料流裂化。在另一种实施方式中，将一部分该包含C4和更高烃类的第二料流与该包含C4和更高烃类的第一料流一同任选地选择性氢化，并随后裂化，以及任选地将另一部分该包含 C4和更高烃类的第二料流与烃类料流裂化。仍然在另一种实施方式中，步骤(f)的共分馏包括将包含轻质烯烃的第一和第二裂化气流出物流分离为包含C5和更轻烃类的第一料流和包含C5和更高烃类的热解气料流。仍然在另一种实施方式中，处理至少一部分包含C5和更轻烃类的第一料流，以将该第二包含轻质烯烃料流与该包含C4和更高烃类的第二料流分离。在另一种实施方式中，将至少一部分该包含C5和更高烃类的热解气料流氢化，并随后分离为包含C6和更高烃类的料流和包含C5和更轻烃类的料流。仍然在另一种实施方式中，将至少一部分该与热解气料流分离的包含C5和更轻烃类的料流与该包含C4和更高烃类的第一料流一同任选地选择性氢化，并随后裂化。在另一种实施方式中，使至少一部分产自步骤(f)共分馏的该包含C5和更高烃类的热解气料流经受单独氢化处理步骤，而不进行任何相关的脱戊烷。这些以及其他实施方式将在以下描述中进行阐明。考虑到本说明书之后，对于本领域技术人员而言，其他的实施方式将是显而易见的。附图简要描述

图1阐明了用于制备轻质烯烃的、整合的MTO与烃类热解过程的简化工艺流程示意图。图2显示了一种用于本发明整合的MTO和烃类热解过程的C2/C3分离系统的实施方式的简化工艺流程示意图。图3阐明了一种典型的(传统的)烃类热解反应器(裂化器)流程图的简化工艺流程示意图。依据本说明书的教导，本领域技术人员将认识并理解图示系统或工艺流程图已经通过除去多种常规或惯用过程设备元件而被简化，包括热交换器、过程控制系统、缓冲罐、 泵、某些分馏系统细节例如塔基础结构、塔再沸器、塔顶冷凝器等。也可以理解，附图所描述的简化工艺流程图的许多方面可以被修改，例如使用一个附图的特征作为另一附图的替代，这不背离本发明的基本总体概念，本发明仅通过权利要求书进行限定。发明详述本发明提供一种整合的MTO合成与烃类热解系统。MTO系统，包括其补充的烯烃裂化反应器，与烃类热解反应器的整合利于烯烃和其他石化产品，例如丁烯-1和MTBE的灵活生产。这些反应器与流出物分离及调节、烯烃纯化及回收、烃类循环至不同反应区、和C4烃类处理方法例如甲基叔丁基醚合成、以及可能的异构化相整合，以提供如以下更加详细描述的各种烯烃和烯烃产品。总体MTO系统的烯烃裂化子系统(OCR)令人惊讶地有利于MTO系统与烃类热解系统的整合。虽然可预计许多困难会使烃类热解流出物与含氧物制烯烃(MTO)反应器流出物的直接处理复杂化，已经发现通过使用OCR联合处理含氧物制烯烃(MTO)反应器流出物的重组分和烃类热解系统流出物的轻组分，能够成功地整合MTO系统与烃类热解系统，并使轻质烯烃的生产最大化。MTO系统与烃类热解系统整合的一个具体优点是在无需扩张烃类热解系统压缩机部分的情况下，该整合提高了扩张烃类热解系统运行的能力，也就是该整合省略了压缩部分。该结果是通过利用OCR压缩机部分处理烃类热解系统的至少一部分包含轻质烯烃裂化气流出物，或完全除去烃类热解系统的压缩部分而实现的。通常，该OCR部分具有比MTO系统更小的容量。通过整合MTO系统和烃类热解系统，该OCR部分具有了相似的容量，且实现了显著的经济规模。如图1至3所示，回收自烃类热解反应器流出物的裂化产物，具体为得自萘蒸汽裂化器的产物，在烯烃裂化反应器及其相关分离子系统中转化为有价值的乙烯和丙烯，并被最终送入MTO分馏系统以便回收。参见图1，描述了整合的MTO-烃类热解系统的一种实施方式。如图1所示，将含氧物进料(100)，通常为甲醇，送入含氧物转化(MTO)反应器 (200)。虽然含氧物转化反应器的进料可含有一种或多种含脂肪族化合物，包括醇、胺、羰基化合物例如醛、酮和羧酸、醚、商化物、硫醇、硫化物、及其混合物，通常该进料由轻质含氧物的纯化料流组成，例如甲醇、乙醇、二甲醚、二乙醚中的一种或多种、或其混合物。到目前为止，最广泛使用的含氧物原料为甲醇。在含氧物转化(MTO)反应器000)中，在设定的使含氧物进料转化为主要轻质烯烃的条件下，使含氧物进料例如甲醇与分子筛催化剂，通常为硅铝磷酸盐(SAPO)分子筛催化剂接触。本文所用的“轻质烯烃”应理解为一般指C2和C3烯烃，也就是乙烯和丙烯，单独的或混合物。特别地，含氧物转化反应器部分制备或导致含氧物转化反应器流出物流的形成，其通常包含燃料气体烃类例如甲烷、乙烷和丙烷、轻质烯烃、以及C4+烃。合适的SAPO 分子筛催化剂的非限制性名单包括SAP0-17、SAP0-18、SAP0-34、SAP0-35、SAP0-44、及其混合物。该转化反应进行的设备和条件为本领域技术人员所公知，在此无需详细说明。大量专利描述了使用不同种类该催化剂的方法，包括US3，928，483 ；US4, 025, 575 ；US4, 252，479 ； US4, 496，786 ；US4, 547，616 ；US4, 677，242 ；US4, 843，183 ；US4, 499，314 ；US4, 447，669 ； US5, 095, 163 ；US5, 191，141 ；US5, 126，308 ；US4, 973, 792 ；以及 US4, 861，938，其公开内容在此引入作为参考。通常，该在分子筛催化剂存在下转化含氧物进料的过程可在多种反应器中进行， 包括作为典型例子的固定床过程、流化床过程(包括湍流床过程)、连续流化床过程、以及连续高速流化床过程。正如所指出的，除了轻质烯烃，含氧物转化反应的流出物流还典型地包括甲烷、乙烷、丙烷、DME、C4烯烃和饱和物、C5+烃类、水和其他微量烃类成分。该包含轻质烯烃产物的流出物流通常被直接送入骤冷单元(未显示)，其中该流出物流被冷却，水和其他可凝成分被冷凝。包含大量水的冷凝成分典型地通过再循环管线(未显示)循环回骤冷单元的顶部。该冷凝成分包括处理水207和汽提水208。包含轻质烯烃的流出物流(201)最终从骤冷单元的顶部回收，然后在压缩区 (210)中进行一级或多级压缩(例如，在一个或多个压缩机中)以形成压缩流出物流 (202)。典型地，在每级压缩之后，冷却压缩料流，使得较重成分冷凝，其可收集于压缩级之间的一个或多个缓冲罐中。与含氧物处理或回收区O20和230)相连，可使用一个或多个部分或单元操作处理各气态(220)和液态(230)馏分，例如本领域技术人员所熟知的隔离、 分离、脱除和/或循环不同物料，例如，过量和副产物含氧物料和水。作为与可循环至含氧物转化反应器的含氧物(22 和其他较重成分O04)(也就是包含C4和更高烃类(C4+烃类)的第一物流，且其典型地包括大量的丁烯，如1-丁烯、2-丁烯和异丁烯)分离的第一轻质烯烃料流(20 ，回收该轻质烯烃，如以下更加详细描述的，该轻质烯烃的至少一部分被送入烯烃裂化反应器(400)。然后，调节第一轻质烯烃料流Q03)以脱除酸性气体(O)2和H2Q，并在分馏前干燥该料流。通常使用碱洗器(250)来实现酸性气体的脱除052)，该操作是本领域技术人员所熟知的，无需进一步描述。将调节后的产物料流(调节的料流)(206)导入C2/C3分离系统(300)-其他细节参见图2，以将该调节的料流(206)分离为乙烯和丙烯产物，分别为(314)和(317)。如图 2所示，该C2/C3分离系统包括用于完全干燥调节的料流Q06)的干燥单元(302)，并典型地包括一个或多个低温分馏塔。从包含烃料流中提纯烯烃是本领域技术人员所熟知的。典型地，压缩气态流出物随后冷凝并通过一系列高压分馏器，以将该流出物分离为富含其组分，例如氢气、甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、丙烯、和混合C4烃类料流的料流，这是本领域技术人员所熟知的。二者择一地，也可方便地使用其他本领域技术人员所熟知的分离操作，包括， 但不限于，萃取蒸馏、选择性膜分离和/或分子筛分离。本发明不限于任何特定的分离过程或安排。虽然分馏顺序可变，图2展示了一种分馏调节和干燥后的产物料流(30 所适用的实施方式。特别地，可将该调节和干燥后的产物料流(303)，或其选定的部分通入脱乙烷塔(304)。在脱乙烷塔中，分馏该调节和干燥后的产物料流，如通过传统蒸馏，以提供包含 C2和更轻烃类(也就是C2-烃类，包括甲烷、乙炔、乙烷、乙烯、及也可能的一些惰性成分 (N2、C0等)的脱乙烷塔顶料流(305)，和包括富含比乙烷重的化合物，例如丙烯、丙烷、混合丁烯和/或丁烷的成分的脱乙烷C3+塔底料流(306)。可对脱乙烷塔顶料流(30 进行处理以脱除乙炔(未显示)并最终将其通入脱甲烷塔(310)。在脱甲烷塔中，分馏C2-烃类产物，例如通过传统蒸馏，以提供主要包含 Cl-烃类包括甲烷的脱甲烷塔顶料流(311)，但也包括一些乙烷、以及乙烯(可通过例如已知的吸附过程从料流中单独回收-未显示)，和主要包含乙烯和乙烷的脱甲烷C2+塔底料流 (312)。将该脱甲烷C2+塔底料流(31 、或其至少一部分，通入C2-分离器。在C2-分离器中，处理该脱甲烷塔底料流，例如，分馏，如通过传统蒸馏，以提供塔顶乙烯产物流(314) 和塔底料流(315)，主要由乙烷组成。可有利地将该包含乙烷的塔底料流、或其一部分循环回至烃类热解反应器，或作为选择地也可将其用作燃料。将该脱乙烷C3+底部料流(306)或其至少一部分，通入脱丙烷塔(307)。在脱丙烷塔中，可对该脱乙烷C3+底部料流进行处理或分馏，例如通过传统蒸馏，以制备包含C3物料的脱丙烷塔顶料流(309)和通常包含C4+成分的脱丙烷料流(308)(包含C4烃类的料流)。 如下文所述，可将至少一部分该C4+料流(也就是包含C4烃类的料流)通过烯烃裂化反应器G00)，以提高轻质烯烃，特别是丙烯的产量。将该脱丙烷塔顶料流(309)、或其至少一部分，通入C3-分离器(316)。在某些实施方式中，在C3-分离器(316)中分离之前，可使该脱丙烷塔顶料流(309)再次进行含氧物脱除(未显示)以从包含C3的顶部料流中脱除任何的二甲醚(DME)和其他痕量含氧物。在 C3-分离器中，对该脱丙烷塔顶料流进行处理，例如分馏，如使用传统蒸馏，以提供塔顶丙烯产物流(317)和塔底料流(318)，通常由丙烷组成。可有利地将该包含丙烷的底部料流、或其一部分循环回至烃类热解反应器，或作为选择地也可将其用作燃料。因此，该C2/C3分离系统一般制备燃料气体料流(311)、乙烷料流(315)、丙烷料流 (318)、乙烯产物流(314)、丙烯产物流(317)和包含C4烃类的料流(308)。该燃料气体料流通常包括大部分存在于干燥产物流中的甲烷和氢气。该乙烯和/或丙烯适于用作形成聚乙烯和/或聚丙烯和/或其他共聚物的进料。该燃料气体料流任选地在整合方法的一个或多个步骤中作为燃料燃烧。在图示的实施方式中，为了由包含C4烃类的料流(308)最大化地生产轻质烯烃， 首先使该料流在选择性氢化反应器(500)中进行选择性氢化步骤，以将包含C4烃类料流中的二烯烃(如丁二烯)和乙炔催化转化为丁烯。使该包含C4烃类的料流通入选择性氢化反应器以使二烯烃，尤其是丁二烯转化为烯烃，并生成二烯烃减少的料流(502)，将其通入烯烃裂化反应器G00)。选择性氢化反应器(500)所采用的条件和催化剂为本领域技术人员所认识。该烯烃裂化反应器(OCR) (400)组成MTO过程的一个不可缺的部分，并提供了一种提高由含氧物进料(和下文描述的热解进料)制轻质烯烃总体收率的途径。烯烃裂化反应器的结构和操作条件，包括合适催化剂的选择，是本领域技术人员所熟知的。美国专利 6，646，176，其描述在此引入作为参考，例证了合适的催化剂和操作条件。其他催化剂和操作参数为本领域技术人员所认识，且本发明不限于任何特定方法。该烯烃裂化反应器(400) 将较大的烯烃，包括C4烯烃和更高的烃类，包括更高的烯烃和石蜡，转化为轻质烯烃，主要为丙烯。由烯烃裂化反应器生产轻质烯烃不消耗乙烯。当OCR的进料含有大量的C5+烯烃时，该烯烃裂化反应器也产生额外的丁烯。根据本发明，所述MTO过程与烃类热解(裂化)反应系统整合。非催化裂化和催化裂化烃类进料的方法为人们所熟知。加热炉中蒸汽裂化和与热非催化粒状固体接触裂化是两种众所周知的非催化热裂化方法。流化催化裂化和深度催化裂化是两种众所周知的催化裂化方法。因此，如本文所用，烃类热解取其广意，包含各种热裂化技术，包括蒸汽裂化以及催化裂化(如流化催化裂化(FCC))过程。如本文所用，烃类热解因此包括通常在蒸汽存在下或在催化剂存在下，充分加热进料，以使较大烃类分子热分解。蒸汽裂化过程通常在辐射炉反应器中、高温、短保留时间、 同时维持低反应物分压、相对高质量速度，和整个反应区实现低压降下进行。同样地，裂化过程为本领域技术人员所熟知，其他细节无需本发明完全说明。本发明尤其适用于整合萘进料(611)的蒸汽热解反应器操作与MTO系统。用于烃类热解系统的常用进料包括气态或液态烃类物料如萘、液化石油气(LPG)、 丙烷、乙烷、萃余液、凝析油、常压汽油和加氢裂化塔底产物。如本领域技术人员所认识的，热解反应器所制备的产物取决于进料组成、裂化温度、反应器(加热炉)保留时间和在蒸汽裂化的情况下，烃与蒸汽的比例，同时，热解反应器流出物将包含裂化气，其典型地包含有轻质烯烃(包含轻质烯烃的第二裂化气流出物流)、 和C4类，且热解反应器流出物也经常含有较高的石蜡和芳香烃类。常规骤冷操作和初始分馏，一般包括油骤冷和水骤冷之后，该热解流出物典型地分离为包含轻质烯烃的裂化气流出物流(601)，也就是第二裂化气流出物流；通常热解汽油馏分(602)(热解气料流)；和水及燃料油副产物。现有技术中，裂化气流出物通常被压缩、调节，例如对其进行处理以脱除酸性气体(CO2和H2Q并干燥，然后对其进行不同分馏以制备乙烯和丙烯产物、以及其他产物如丁二烯。也处理该热解汽油或热解气，例如通过氢化过程，以提高其用于生产汽油的价值、或用于生成额外的轻质烯烃。根据本发明，当可由热解反应器得到时，对裂化气流出物流(包含轻质烯烃的第二裂化气流出物流)(601)和热解气料流(60 的处理整合入MTO系统，并在其中进行。该整合允许共同使用与MTO系统相连的压缩机和分馏设备。通过各种进料的输送和将料流循环至合适的裂化区，例如乙烷/丙烷至热解反应器和C4+烯烃至烯烃裂化反应器(400)这一明智的安排，MTO与烃类热解系统的整合也利于使乙烯和/或丙烯的生产最大化。例如， 利用MTO系统烯烃裂化反应器000)的可用性，额外的丙烯可产自热解气体(热解气)料流，其通常可由烃类热解反应器，尤其是萘蒸汽裂化器得到。发现与本发明相关的一个令人吃惊的方面是与获自烃类热解系统的流出物流，也就是第二裂化气流出物流和热解汽油料流一同引入的大部分硫污染物，倾向于在较重的烃类馏分，尤其是包含大量C6和更重烃类的馏分中累积、通过不同分馏阶段并最终被排出而未在各种催化操作中引起严重问题。可通过用于脱除酸性气体(CO2和H2Q的再生预洗涤器，如在单乙醇胺(MEA)吸收/解析塔中，或通过MTO系统的常规碱洗塔容易地将任何残留的硫污染物脱除。特别地，在图1所示的实施方式中，将产自热解反应器的包含轻质烯烃的裂化气流出物流(601)加入到来自烯烃裂化反应器(包含轻质烯烃的第一裂化气流出物流)的流出物G01)中。这样，然后在烯烃裂化压缩区(410)中处理该混合料流以为循环塔(420)的产物馏分准备料流。该烯烃裂化压缩区(410)可为一个或多个压缩阶段。在循环塔(420) 中，处理该OCR流出物和热解反应器裂化气流出物的压缩混合物，例如分馏，如通过传统蒸馏，以提供塔顶C5-料流(包含C5和更轻烃类的第一料流)(421)和塔底C5+料流(包含 C5和更高(更重)烃类的第一料流)(422)。在脱戊烷塔050)中处理塔底料流022)，例如分馏，如通过传统蒸馏，以提供可循环至热解反应器的塔顶料流G52)(也就是包含C4烃类的第二料流)和具有用作汽油价值的C6+塔底料流(C6和更高(更重)烃类)(451)，或替代地可进行进一步处理以回收芳香化合物。将产自循环塔020)的该塔顶C5-料流(421)(包含C5和更轻烃类的第一物流) 送入包含一个或多个压缩阶段的压缩区G30)中的第二级压缩阶段，然后使其通入脱丙烷塔040)。在脱丙烷塔中，可对该压缩的C5-塔顶料流进行处理或分馏，如通过传统蒸馏， 以制备含富轻质烯烃的C3-烃类的脱丙烷塔顶料流G41)(第二轻质烯烃料流)和通常包含C4和C5烃类成分的脱丙烷料流(44 (包含C4和更高烃类的第二料流)。然后在选择性氢化反应器(700)中选择性氢化该脱丙烷物流(442)，以将该脱丙烷料流(442)中的二烯 (例如丁二烯)和乙炔催化转化为丁烯。可将该氢化料流的一部分(45 作为额外进料循环至热解反应器(600)，同时，根据氢化程度，可将另一部分(454)循环以与包含C4和更高烃类的第一料流(204)和通常包含C4+成分的脱丙烷料流(308)(包含C4烃类的料流)混合，其共同形成选择性氢化反应器(500)的进料流。根据反应器(700)中的氢化程度，可绕过反应器(500)，直接将该料流 (454)送入 OCR (400)。使该混合的C4和更高烃类料流(501)通入选择性氢化反应器(500)以将二烯烃，尤其是丁二烯转化为烯烃，并生成二烯烃减少的料流(502)，将其通入烯烃裂化反应器 (400)。如上所述，选择性氢化反应器所采用的条件和催化剂为本领域技术人员所认识。在与第一轻质烯烃料流(20 混合以在碱洗塔O50)中进行额外处理之前，任选地在再生预洗涤器(800)中处理包含C3-烃类并富含轻质烯烃的该脱丙烷塔顶料流(441) (第二轻质烯烃料流)，以脱除酸性气体(CO2和H2Q，如在单乙醇胺(MEA)吸收/解析塔中。 根据酸性气体，尤其是脱丙烷塔顶料流G41)中吐5的量，一些情况下可免除使用再生预洗涤器(800)，而直接使脱丙烷塔顶料流041)与第一轻质烯烃料流(20 混合以直接在碱洗塔Q50)中处理。二者择一地，一些情况下在预洗涤器(800)中的处理可足以使处理后的第二轻质烯烃料流绕过碱洗塔(250)并直接与调节的料流(206)混合送入C2/C3分离系统。在也由热解反应器(600)的流出物单独回收热解气流出物流(602)的情况下，本发明还提供了整合热解气料流的处理(改良)与MTO系统的方法。如图1实施方式所示， 可首先在热解气氢化处理器(900)中处理该热解气流出物流(602)，并且根据处理的充分性，该氢化处理的流出物可以料流(603-实线)通入选择性氢化反应器(500)并随后通入烯烃裂化反应器G00)，或以料流(606-虚线)直接通入烯烃裂化反应器000)。在烯烃裂化反应器(OCR)中，将热解气(以及其他送入OCR的包含C4料流)中的 C4烯烃和更大烃类，包括更高的烯烃和石蜡，转化为轻质烯烃，主要为丙烯。因为热解气中趋向含有大量的C5+烯烃，该烯烃裂化反应器也生成额外的丁烯。也如图1所示，当从热解反应器(600)的流出物中单独得到热解气流出物流(602) 时，一种替代的实施方式用于处理该料流。除处理该热解气料流和循环塔底部料流(422) 的方式外，该实施方式的其他方面与图1第一实施方式基本相似。结果，只有一些料流和单元操作不同。如该第二实施方式所示，当热解气流出物流(609)作为液体进料时，可将其泵至高压、蒸发并直接送入来自烯烃裂化反应器G00)的高压流出物中。该操作减少了烯烃裂化压缩机的负担。由于氢化处理之前先将料流中的C6+烃类脱除最优化了氢化处理器中氢气的消耗，并允许氢化处理料流(452)绕过选择性氢化反应器(500)，该操作也利于热解气氢化处理器(900)和选择性氢化反应器(500)。另外，对于热解气料流中重污染物的浓度， 该操作利于从循环塔G20)的塔底料流022)中和最终从料流G51)中C6+产物中脱除该重污染物。当烃类热解反应器不制备单独的热解气流出物时，使用一种替代的实施方式。这种情况下，来自热解反应器部分(600)并进入MTO-OCR部分的主料流为来自热解反应器 (604)的水骤冷的塔顶料流。图3阐明了一种典型的(常规的)烃类热解反应器(裂化器) 流程的简化工艺流程示意图。一个典型的热解反应器系统(600)将烃类进料通入热解加热炉(610)产生热解流出物流。将该流出物流通入分馏单元(620)产生塔顶处理料流和燃料 /油塔底料流。将该塔顶处理料流通入水骤冷单元(630)，其中冷却该料流并除去液体。将该骤冷塔底料流通入稳定器(640)，其中回收并循环骤冷水。在一系列压缩阶段(650)中压缩该骤冷塔顶料流。将该压缩料流通过胺处理器(660)、碱洗器(670)、干燥器(675)，并然后将其通入脱丙烷塔(680)以得到C3-塔顶料流和C4+塔底料流。在该实施方式中，将至少一部分来自水骤冷单元操作的塔顶料流直接送入整合方法的MTO-OCR部分，而不是在裂化压缩区中进行典型的压缩。该塔顶料流典型地包含C8-烃类，也就是C8和更轻的烃类。如该实施方式所示，将来自热解反应器部分(600)的水骤冷塔顶料流通入OCR之后的压缩机部分Gio)的第一阶段。作为该步压缩的结果，较重烃类，主要为C6+，被压缩、 回收于第一阶段缓冲罐，并通过料流(60 返回至热解部分以作进一步的处理。应将来源于热解反应器水骤冷塔顶料流的硫污染物主要馏分与该料流一同除去。共同处理热解反应器水骤冷塔顶料流中的C5-部分和OCR流出物的剩余物。然后，在循环塔(420)中处理该混合料流以分离产物。在循环塔中，处理该OCR流出物与剩余热解反应器水骤冷流出物的压缩混合物，例如分馏，如通过传统蒸馏，以提供塔顶C5-料流(421)和塔底热解气、C5+料流022)。由于相当高水平的硫污染物可能仍然存在于循环塔的进料中，该实施方式考虑操作循环塔以使大部分该污染物与料流G22)中的循环塔底料流(热解气)一同排出，以进行如下文所描述的第一阶段热解气氢化处理。根据该实施方式，首先在热解气氢化处理器(900)的阶段1中处理该塔底热解气料流G22a)。典型地在第VIII族金属催化剂(例如铁、钴、镍、钌、铑、钯、锇、铱、和/或钼) 上进行该塔底C5+料流G22a)的氢化处理，以氢化通常被视为粘性前驱物的成分如二烯烃、炔类、苯乙烯类、双茂等。众所周知，氢化具有选择性，因此没有大量的单烯烃类、芳香物类、和其他汽油辛烷值增强剂被氢化。典型地，石蜡无变化或进行有助于汽油价值的轻度异构化。硫污染物也趋向于转化为H2S。根据该实施方式，随后在脱戊烷塔G50)中使来自氢化处理第一阶段的氢化处理的热解气流出物流(901)脱戊烷，表面上在C5-烃类与C6+烃类之间完全分离。特别地， 在脱戊烷塔G50)中，分馏来自热解气氢化处理第一阶段的流出物，如通过传统蒸馏，以提供塔顶料流052)，包含C5+烃类。可用多种方法处理该C5+烃料流(未显示)。根据料流 (452)中二烯的含量，可将其泵入选择性氢化反应器(700)或(500)，或绕过这两者而直接泵入烯烃裂化反应器G00)。来自脱戊烷塔的塔底料流G51)，主要包含C6+烃类，被典型地送入氢化处理的第二阶段(910a)以使烯烃饱和及使热解气脱硫。氢化处理的热解气通过料流(45 排出，可对其进行典型地处理以提取芳香物和/或车用汽油池添加。在一个替代的实施方式中，热解气氢化处理第一阶段和脱戊烷塔均不被采用。该布置可使基本资本成本降低。当由热解反应器水骤冷塔顶料流引入OCR部分的额外硫负荷不太严重时，可使用该布置。
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此情况下，操作循环塔020)，使循环塔020)的塔底料流022)中的大量硫污染物从OCR部分脱除。由于硫不再涉及，选择性氢化反应器(700)和(500)应足以稳定从脱丙烷塔G40)回收的C4-C5烃类，将至少其一部分循环至OCR部分000)。在该实施方式中，将主要包含C6+烃类的循环塔(420)塔底料流(42 送入氢化处理第二阶段(910b)。该氢化处理的热解气在料流055)中排出，对其进行典型地处理以提取芳香物和/或车用汽油池添加。应当理解虽然本发明通过其特定的实施方式进行描述，但之前的描述仅意欲阐明，而不限制本发明的范围。在进一步的实施方式中，本发明包括1. 一种轻质烯烃合成方法，包括(a)使含氧物进料通入含氧物制烯烃反应器，以使该含氧物进料与分子筛催化剂接触、并使含氧物进料转化为轻质烯烃，所述轻质烯烃以流出物流从含氧物制烯烃反应器中排出；(b)将该流出物流分离为与包含C4和更高烃类的第一料流分离的第一轻质烯烃料流；(c)选择性氢化并随后裂化该包含C4和更高烃类的第一料流，以形成包含轻质烯烃的第一裂化气流出物流；(d)单独裂化烃料流，以形成包含轻质烯烃的第二裂化气流出物流，其中该包含轻质烯烃的第二裂化气流出物流包含作为水骤冷顶部料流产生的包含C8和更轻烃类的料流；(e)通过压缩从该C8和更轻烃类料流中脱除C6和更重烃类；(f)共分馏该第一裂化气流出物流和该已脱除C6和更重烃类的第二裂化气流出物流，以制备与包含C4和更高烃类的第二料流分离的第二包含轻质烯烃料流； (g)共调节该第一和第二包含轻质烯烃料流，以脱除酸性气体并制备调节的料流；和(h)将该调节的料流分离为乙烯产物流、丙烯产物流和包含C4烃类料流。2.前述和随后各实施方式(单独的和联合的)的该轻质烯烃合成方法，其中步骤 (d)的单独裂化包括萘、液化石油气(LPG)、丙烷、乙烷、萃余液、凝析油、常压汽油和加氢裂化塔底产物中的一种或多种的蒸汽热解。3.前述和随后各实施方式(单独的和联合的)的该轻质烯烃合成方法，其中使至少一部分该包含C4和更高烃类的第二料流与该包含C4和更高烃类的第一料流一同裂化。4.前述和随后各实施方式(单独的和联合的)的该轻质烯烃合成方法，其中将至少一部分该包含C4和更高烃类的第二料流与该包含C4和更高烃类的第一料流一同选择性氢化，并随后裂化。5.前述和随后各实施方式(单独的和联合的)的该轻质烯烃合成方法，其中将至少一部分该步骤(h)分离的、包含C4烃类料流循环，以使其与该包含C4和更高烃类的第一料流一同裂化。6.前述和随后各实施方式(单独的和联合的)的该轻质烯烃合成方法，其中使至少一部分该包含C4和更高烃类的第二料流与该烃料流一同裂化。7.前述和随后各实施方式(单独的和联合的)的该轻质烯烃合成方法，其中步骤 (f)的共分馏包括将包含轻质烯烃的第一和第二裂化气流出物流分离为包含C5和更轻烃类的第一料流和包含C5和更高烃类的热解气料流。8.前述和随后各实施方式(单独的和联合的)的该轻质烯烃合成方法，其中处理该包含C5和更轻烃类的第一料流，以将该第二包含轻质烯烃料流与该包含C4和更高烃类的第二料流分离。
9.前述和随后各实施方式(单独的和联合的)的该轻质烯烃合成方法，其中将该包含C5和更高烃类的热解气料流氢化，并随后分离为包含C6和更高烃类的料流和包含C5 和更轻烃类的料流。10.前述和随后各实施方式(单独的和联合的)的该轻质烯烃合成方法，其中将该包含C5和更轻烃类的料流与该包含C4和更高烃类的第一料流一同任选地选择性氢化，并随后裂化。11.前述和随后各实施方式(单独的和联合的)的该轻质烯烃合成方法，其中使产自步骤(f)共分馏的该包含C5和更高烃类的热解气料流经受单独氢化处理步骤，而不进行任何相关的脱戊烷。本发明通过引用具体实施方式
而进行描述。然而，本申请意欲涵盖那些在不偏离本发明主旨和范围的情况下本领域技术人员可做出的修改和替换。除非另外特别声明，所有百分比均以重量计。
权利要求
1.一种轻质烯烃合成方法，包括(a)将含氧物进料通入含氧物制烯烃反应器，以使该含氧物进料与分子筛催化剂接触、 并使含氧物进料转化为轻质烯烃，所述轻质烯烃以流出物流从含氧物制烯烃反应器中排出；(b)将该流出物流分离为与包含C4和更高烃类的第一料流分离的第一轻质烯烃料流；(c)选择性氢化并随后裂化该包含C4和更高烃类的第一料流，以形成包含轻质烯烃的第一裂化气流出物流；(d)单独裂化烃料流，以形成包含轻质烯烃的第二裂化气流出物流，其中该包含轻质烯烃的第二裂化气流出物流包括作为水骤冷顶部料流产生的包含C8和更轻烃类的料流；(e)通过压缩从该C8和更轻烃类料流中脱除C6和更重烃类；(f)共分馏该第一裂化气流出物流和该已脱除C6和更重烃类的第二裂化气流出物流， 以制备与包含C4和更高烃类的第二料流分离的第二包含轻质烯烃料流；(g)共调节该第一和第二包含轻质烯烃料流，以脱除酸性气体并制备调节的料流；和(h)将该调节的料流分离为乙烯产物流、丙烯产物流和包含C4烃类料流。
2.根据权利要求1的轻质烯烃合成方法，其中步骤(d)的单独裂化包括萘、液化石油气(LPG)、丙烷、乙烷、萃余液、凝析油、常压汽油和加氢裂化塔底产物中的一种或多种的蒸汽热解。
3.根据权利要求1或2的轻质烯烃合成方法，其中将至少一部分该包含C4和更高烃类的第二料流与该包含C4和更高烃类的第一料流一同选择性氢化，并随后裂化。
4.根据权利要求1、2或3的轻质烯烃合成方法，其中将至少一部分该步骤(h)分离的、 包含C4烃类料流循环，以使其与该包含C4和更高烃类的第一料流一同裂化。
5.根据权利要求1、2、3或4的轻质烯烃合成方法，其中使至少一部分该包含C4和更高烃类的第二料流与该烃料流一同裂化。
6.根据权利要求1、2、3、4或5的轻质烯烃合成方法，其中步骤(f)的共分馏包括首先将包含轻质烯烃的第一和第二裂化气流出物流分离为包含C5和更轻烃类的第一料流和包含C5和更高烃类的热解气料流。
7.根据权利要求6的轻质烯烃合成方法，其中处理至少一部分该包含C5和更轻烃类的第一料流，以将该第二包含轻质烯烃料流与该包含C4和更高烃类的第二料流分离。
8.根据权利要求6或7的轻质烯烃合成方法，其中将至少一部分该包含C5和更高烃类的热解气料流氢化，并随后分离为包含C6和更高烃类的料流和包含C5和更轻烃类的料流。
9.根据权利要求8的轻质烯烃合成方法，其中将至少一部分该包含C5和更轻烃类的料流与该包含C4和更高烃类的第一料流一同任选地选择性氢化，并随后裂化。
10.根据权利要求6、7、8、或9的轻质烯烃合成方法，其中使至少一部分产自步骤(f) 共分馏的该包含C5和更高烃类的热解气料流经受单独氢化处理步骤，而不进行任何相关的脱戊烷。
全文摘要
描述了一种整合的MTO合成和烃类热解系统，其中以一种利于灵活生产烯烃和其他石化产品，例如丁烯-1和MTBE的方式，MTO系统和其附加的烯烃裂化反应器与烃类热解反应器联合。
文档编号C07C4/04GK102408295SQ20111028750
公开日2012年4月11日 申请日期2011年8月10日 优先权日2010年8月10日
发明者A·G·博萨诺, J·J·赛内塔, J·格雷格尔 申请人:环球油品公司