用于制备烯属产物的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于由含氧化合物原料制备烯属产物例如乙烯和/或丙烯的方法。
【背景技术】
[0002] 通常，通过蒸汽裂化包含乙烷或乙烷/丙烷混合物（称为气态裂化）或丙烷、丁 烷、石脑油、NGL(液化天然气）、冷凝物、煤油、粗柴油和蜡油（称为石脑油裂化）的链烷烃 原料生产乙烯和丙烯。得到乙烯和丙烯的替代路径为含氧化合物至烯烃（OTO)过程。由于 不断提高的天然气可得性，对用于生产乙烯和丙烯的OTO过程的兴趣在增加。可以将天然 气中的甲烷转化为如甲醇或二甲醚（DME)，这两者均为用于OTO过程的适合原料。
[0003] 在OTO过程中将含氧化合物如甲醇或二甲醚提供至包括适合转化催化剂的反应 器反应区域和转化为乙烯和丙烯。除所希望的乙烯和丙烯，大部分含氧化合物如甲醇被转 化为包括C4+烯烃、链烷烃和催化剂上的碳质沉积物的高级烃。催化剂通过本领域已知方 法如用含氧气体如空气或氧加热催化剂被连续再生以脱除部分碳质沉积物。
[0004] 通常通过一个或多个旋风分离装置将来自反应器的流出物（包含烯烃、任何未反 应的含氧化合物如甲醇和二甲醚和其它反应产物如水）与大量催化剂分离。然后在多个步 骤中处理剩余的流出物以提供分离的组分物流，包括希望的烯烃物流和副产物物流。即使 在分离大量催化剂后，一些固体例如催化剂细颗粒仍留在反应流出物物流中。
[0005] 为了增加过程的乙烯和丙烯产量，可将分离的包含C4+烯烃的物流循环至反应区 或者替代地在专用的烯烃裂化区中进一步裂化以产生更多的乙烯和丙烯。
[0006] 在OTO反应器中的反应之后，反应流出物物流在被处理以提供分离的组分物流之 前必须被冷却。通常，与冷却的含水物流在急冷塔中接触前，反应流出物物流使用一个或多 个换热器（通常为一个或多个急冷换热器（TLEs))冷却至约140-350°C。急冷塔包括至少 一组内构件例如填料和/或塔板。由于可以使用更紧凑的塔的优点，通常优选填料。在通 常的操作中，将待急冷的气态物流在低于内构件之处进料至急冷塔和将一个或多个冷却的 含水物流在高于内构件之处进料至急冷塔。因此，气态物流上行通过急冷塔和与一个或多 个下行通过塔（与气态物流逆流）的冷却的含水物流接触。冷却的气态物流从急冷塔的顶 部脱除。含冷凝物质的含水物流在塔的底部脱除，被冷却和循环以用作用于进料至急冷塔 的冷却的含水物流。
[0007] US6870072描述了用于在OTO过程中从反应流出物物流回收热和脱除固体的这类 方法。在US6870072中使反应流出物物流通过与急冷介质（通常为急冷装置如急冷塔）接 触而急冷。水冷却反应器流出物物流和脱除固体。冷却含固体的水和再用作急冷塔中的急 冷介质。
[0008]US7329790涉及用于在OTO过程中湿法洗涤和循环催化剂颗粒污染的流出物的方 法。在US7329790中，使用两个洗涤区以在塔板和/或填料的存在下使反应流出物物流与 液体以逆流方式接触。也就是说，串联使用两个急冷塔类型设备。从急冷塔的底部脱除的 水循环再用于急冷塔。
[0009] 这种连续循环含水物流和其中包含的催化剂细颗粒将导致固体在急冷塔的内构 件上累积，引起堵塞。
[0010] 为了克服这点，现有技术中的过程使用了更多的旋风分离装置，从而增加固体从 反应器流出物的分离。替代的方法在急冷塔中使用了更多的塔板而不是优选的填料，导致 每单位长度的塔的效率降低。在W003/104170中描述了两级急冷塔系统，其中固体在第一 级脱除。这种设计将显著增加OTO过程的CAPEX。
[0011] 希望提供用于从OTO过程的反应流出物物流中分离固体物质（具体为催化剂细颗 粒）的简单方法，以避免急冷塔中的堵塞。
【发明内容】
[0012] 因此，本发明提供制备烯属产物的方法，该方法包括以下步骤：
[0013] (a)在350-1000°C的温度下，在含分子筛的催化剂的存在下，在含氧化合物反应 区中使包含含氧化合物的含氧化合物原料反应，以产生至少包含含氧化合物、烯烃、水和酸 性副产物的反应流出物物流；
[0014] (b)通过间接换热来冷却反应流出物物流至大于反应流出物物流的露点温度的温 度；
[0015] (c)通过将第一含水液体直接注入反应流出物物流来进一步快速冷却反应流出物 物流至反应流出物物流的露点温度或低于反应流出物物流的露点温度的温度，以形成急冷 流出物物流；
[0016] (d)将第一急冷流出物物流分为液态急冷物流和气态急冷物流；和
[0017] (e)使气态急冷物流通入急冷塔和在至少一组急冷塔内构件的存在下使气态急冷 物流与第二含水液体接触，以产生包含烯属产物的急冷塔气态物流。
【附图说明】
[0018] 图1-4为如本文描述的用于制备烯属产物的方法的示例性而非限制性实施方案 的示意图。
[0019] 图5提供了急冷配件的实施方案的2个视图（5A和5B)。
【具体实施方式】
[0020] 本发明通过在一个或多个换热器中初始冷却之后用含水液体使反应流出物物流 经受直接急冷来解决问题。直接急冷快速冷却反应流出物物流和同时沉淀固体。然后含固 体的液体相可以从过程中分离和脱除。剩余的气态物质在急冷塔中急冷段的下游经受进一 步冷却和分离。
[0021] 由于含固体的液体相从过程中脱除，可以更自由地设计下游管线和设备，这是因 为没有固体问题要处理。例如，在直接急冷步骤和任何另外的设备之间的管线可以具有较 低的速率或如果希望可以指向向上方向而不必考虑固体或污垢。
[0022] 此外，因为在直接急冷步骤中进行大部分冷却，在下游设备中要求较少的冷却。此 外，因为温度较低，气态体积减少和下游设备可以较小。另一好处是可以设计直接急冷系统 用于很高的调节比，该调节比比换热器或急冷塔的高得多。
[0023] 在步骤（b)中反应流出物物流通过间接换热冷却以回收包含在反应器流出物中 的热。通常，反应流出物物流在换热器中与温度更低的液态物流间接接触。液态物流为合 适的过程物流，例如反应器进料或水物流。换热器可以为本领域已知的任何类型，例如急冷 换热器（TLE)和/或进料/流出物换热器。优选地，使用管壳式换热器。
[0024] 在步骤（b)中冷却反应流出物物流至大于反应流出物物流的露点的温度。优选 冷却反应流出物物流至不小于110°c、优选不小于140 °C、更优选不小于150 °C和最优选不 小于160°C的温度。优选地，在步骤（b)中冷却反应流出物物流至最多370°C、更优选最 多320°C、更优选最多270°C、更优选最多250°C、甚至更优选最多240°C、甚至更优选最多 220°C、甚至更优选最多200°C、甚至更优选最多190°C、最优选最多180°C的温度。
[0025] 在步骤（c)中通过将含水液体直接注入反应流出物物流来进一步冷却反应流出 物物流。含水液体优选水。它可以适合地为淡水，但优选为来自用于制备烯属产物的方法 的后面阶段的循环物流。
[0026] 适合地，含水液体的温度为至少10°C，优选至少20°C，最优选至少25°C。适合的含 水液体的温度为最多65°C，优选最多50°C，更优选最多40°C，最优选最多35°C。
[0027] 如本文所用的术语"直接注入"表示将含水液体通过急冷配件直接提供进入反应 流出物物流，所述急冷配件适合于将水分散为细液滴，有效迫使液体作为细液滴进入气态 物流。含水物流的注入使得含水物流与反应流出物物流的流动方向并流通过系统。注入本 身可以发生在反应流出物物流流动的切角处。
[0028] 将含水液体通过急冷配件注入反应流出物物流。急冷配件可以为本领域已知的能 够将大量水快速直接引入气态物流的任何装置，但适合地包括喷嘴。
[0029] 将含水物流注入反应流出物物流使得待注入含水物流与反应流出物物流总量的 质量比为优选至少〇. 3:1，更优选至少1:1，最优选至少3:1。优选地，待注入含水物流与反 应流出物物流总量的质量比为最多20:1，更优选最多15:1，甚至更优选最多10:1，最优选 最多8:1。在步骤（c)中冷却之后，急冷流出物物流的温度必须等于或低于反应流出物物流 的露点温度。
[0030] 优选地，急冷流出物物流的温度不大于100°C，更优选小于100°C，更优选不大 于95°C，最优选不大于90°C，最优选不大于85°C。优选地，急冷流出物物流的温度为至少 30°C，更优选至少40°C，更优选至少50°C，甚至更优选至少60°C，甚至更优选至少65°C，甚 至更优选至少70°C，甚至更优选至少80°C，最优选最多85°C。
[0031] 然后，将急冷流出物物流分为液态急冷物流（包含至少部分第一含水液体以及任 何冷凝物质和存在的固体）和气态