用于制备烯属产物的方法_3

文档序号:8515573阅读:来源:国知局
少40wt%、优选至少50wt%的这种沸石,基于催化剂中的总沸石计。在一 个实施方案中,除了一种或多种具有10元环通道的一维沸石如MTT和/或TON型以外,催 化剂还包括多维沸石,特别是MFI型、更特别是ZSM-5或MEL型如沸石ZSM-11。
[0059] 催化剂还可包括磷本身或化合物中的磷,即除了分子筛骨架所包括的任何磷以外 的磷。优选的是包含MEL或MFI型沸石的催化剂还包含磷。通过在配制催化剂之前预处理 MEL或MFI型沸石和/或通过后处理配制的包含MEL或MFI型沸石的催化剂可引入磷。优 选地,包含MEL或MFI型沸石的催化剂以0. 05-lOwt%的元素量包含磷本身或化合物中的 磷,基于配制的催化剂重量计。特别优选的催化剂包含磷和具有60-150、更优选80-100的 SAR的MEL或MFI型沸石。甚至更特别优选的催化剂包含磷和具有60-150、更优选80-100 的SAR的ZSM-5。
[0060] 优选的是氢型分子筛用于含氧化合物转化催化剂,如HZSM-22、HZSM-23和 HZSM-48、HZSM-5。优选地,所使用的分子筛总量的至少50%w/w、更优选至少90%w/w、仍 更优选至少95%w/w和最优选100%为氢型。如何生产这种氢型分子筛在本领域中是公知 的。
[0061 ] 含氧化合物转化反应条件包括:反应温度为350-1000 °C,优选350-750 °C,更 优选 450-700 °C,甚至更优选 500-650°C;和压力为 0?lkPa(lmbar) -5MPa(50bar)、优选 100kPa(lbar)-l. 5MPa(15bar) 〇
[0062] 优选地,在与含分子筛的催化剂接触前,将含氧化合物原料预热至200-550°C、更 优选250-500 °C的温度。
[0063] 用于该方法的催化剂颗粒可以具有本领域技术人员已知适合于本目的的任何形 状,和可以以喷雾干燥催化剂颗粒、球、片、环、挤出物等形式存在。可以以不同形状如圆柱 状和三叶形应用挤出的催化剂。允许用于流化床或提升管反应器系统的喷雾干燥颗粒是优 选的。球形颗粒通常通过喷雾干燥获得。优选的平均粒度为1-200ym、优选50-100ym。
[0064] 尽管如上讨论可以循环反应流出物中的C4+烃馏分作为烯属共同进料,但在替代 的实施方案中,通过在单独的装置中使C4+烃馏分与含分子筛的催化剂、特别是含沸石的 催化剂接触而将C4+烃馏分中的至少部分烯烃转化为乙烯和/或丙烯。当0T0过程中的含 分子筛的催化剂包含至少一种SAPO、A1P0或MeAlPO型分子筛、优选SAP0-34时,这是特别 优选的。这些催化剂不太适合于转化C4+烯烃。
[0065] 优选地,在350-1000 °C、优选375-750 °C、更优选450-700 °C、甚至更优选 500-650°C的反应温度和 0?lkPa(lmbar)-5MPa(50bar)、优选lOOkPa(lbar)-1. 5MPa(15bar) 的压力下使C4+烃馏分与含沸石的催化剂接触。
[0066] 任选地,含C4+烯烃的物流还包含稀释剂。适合的稀释剂的实例包括但不限于液 态水或蒸汽、氮、氩、链烷烃和甲烷。在这些条件下,将C4+烃馏分中的至少部分烯烃转化为 更多的乙烯和/或丙烯。更多的乙烯和/或丙烯可以与从含氧化合物反应区直接获得的更 多的乙烯和/或丙烯组合。这种将C4+烯烃转化为乙烯和丙烯的单独方法步骤还称为烯烃 裂化过程(0CP)。
[0067] 含分子筛的催化剂、特别是含硅铝酸盐的催化剂和更特别是含沸石的催化剂具有 另外的好处,除了转化甲醇或乙醇,这些催化剂还引发将烯烃转化为乙烯和/或丙烯。因 此,含硅铝酸盐的催化剂和特别是含沸石的催化剂特别适合用作0CP中的催化剂。用于0CP 反应(即转化部分烯属产物和优选烯属产物的部分C4+烃馏分(包含C4+烯烃))的特别优 选的催化剂为包含至少一种选自MFI、MEL、T0N和MTT型沸石的沸石、更优选ZSM-5、ZSM-11、 ZSM-22和ZSM-23沸石中至少一种的催化剂。
[0068] 0T0和0CP过程均可在流化床或移动床如快速流化床或提升管反应器系统中以及 固定床反应器或管式反应器中操作。优选流化床或移动床如快速流化床或提升管反应器系 统。
[0069] 在0CP和0T0过程中催化剂可能失活。失活主要是由于通过副反应碳质沉积物如 焦炭沉积在催化剂上而发生的。失活催化剂可以通过本领域已知的方法再生以脱除部分碳 质沉积物。不必和可能实际不希望从催化剂脱除所有的碳质沉积物,因为据信少量的残余 碳质沉积物例如焦炭可以加强催化剂性能。此外,据信完全脱除碳质沉积物还可能导致分 子筛降解。
[0070] 相同催化剂可以用于0T0和0CP过程两者。在这种情况下,含分子筛、特别是含硅 铝酸盐分子筛和更特别是含沸石的催化剂可以首先用于转化C4+烃馏分的C4+烯烃的0CP 反应区。然后,来自0CP的催化剂可以通常不经再生而用在0T0过程中用于转化含氧化合 物原料和烯属共同进料。然后,如在本文描述的,可以再生来自0T0过程的失活催化剂,和 然后再生的催化剂再用于0CP中。
[0071] 这种流程可能是有益的,因为它在OCP、0T0和再生过程之间提供了良好的热集 成。0CP是吸热的和反应的至少部分热量可以通过将催化剂从再生区传到0CP反应区来提 供,因为氧化来自负载催化剂的碳质沉积物的再生反应是放热的。
[0072] 现在仅通过实例和参考非限制性附图来描述本发明实施方案。
[0073] 图1举例说明本发明实施方案。将含氧化合物原料101进料至含氧化合物反应区 105。还可以通过含氧化合物回收物流供应含氧化合物共同进料102。还可以将稀释剂103 提供至反应区。优选地,可将烯属共同进料104提供至反应区。可以将含氧化合物共同进 料、稀释剂和烯属共同进料单独供应至反应区,或在进料至反应区之前,可以将这些物流的 一个或多个与含氧化合物原料组合或可以将这些物流的一个或多个组合在一起。
[0074] 在含氧化合物反应区(或0T0) 105中,反应在350-1000°C的温度下在催化剂存在 下进行。反应之后,例如通过旋风分离装置将气态产物与大量催化剂分离,以产生反应流出 物物流106。反应流出物物流在串联放置的一个或多个换热器107中冷却,以在大于反应流 出物物流的露点温度和优选150-250°C的温度下提供冷却的反应流出物物流108。第一含 水液体110通过急冷配件(例如喷嘴)109直接注入冷却的反应流出物物流,通过使其与大 量的水混合而快速冷却所述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。
[0075] 然后将所得急冷流出物物流111进料至分离装置112和分为液态急冷物流 113 (包含液体和固体)和气态急冷物流114。然后该物流114进料至包括内构件和/或填 料116和117的急冷塔115。
[0076] 将至少一个第二含水液态物流126、128在高于内构件和/或填料之处进料至急冷 塔。
[0077] 含水物流123从急冷塔115的底部脱除和在空气或水冷却器125和127中冷却以 提供第二含水液态物流126、128。
[0078] 在图1举例说明的本发明实施方案中,液态物流119从急冷塔的底部脱除和任选 地通至分离容器120。气态物流121任选地返回急冷塔115。将含水物质122加入含水物 流用于循环。液态烃物流124可被分离作为废物流或用作燃料。
[0079] 将包含含氧化合物的液态物流129分离和通至含氧化合物分离区130以产生含氧 化合物回收物流131 (可以用作含氧化合物共同进料102)和含水物流132,该物流132在空 气或水冷却器134中冷却后可以再用作第一含水液体110。
[0080] 含烯属产物的急冷塔气态物流118从急冷塔的顶部脱除。
[0081] 可以将碱性物质例如苛性溶液133加入过程中以防止由于循环物流中酸的积累 而降低pH。
[0082] 图2给出了本发明一个可能的实施方案,因为它被合并到用于生产烯属产物例如 乙烯和丙烯的整个过程中。将含氧化合物原料201、含氧化合物共同进料202、稀释剂203和 烯属共同进料204提供至含氧化合物反应区205。反应在升温下在催化剂存在下进行。将 反应产物与催化剂分离以提供反应流出物物流206。本发明的步骤(b)、(c)、(d)和(e)的 冷却和初始分离串联或并联进行一次或多次以提供急冷塔气态物流218。还产生包含含氧 化合物的液态物流229和在作为含氧化合物共同进料202循环之前可以在含氧化合物分离 区230中经受分离和纯化。还产生固体物流213。
[0083] 急冷塔气态物流218在一个或多个气体压缩级236中压缩和然后通至羰基化合物 吸收区237,其中所述物流利用苛性溶液处理以脱除二氧
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