基于金属磷酸铝分子筛的甲醇转化为烯烃工艺与烯烃裂化工艺组合以制造烯烃的制作方法_4

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有约120的娃/侣原子比。市售的 MFI晶态娃酸盐可通过汽蒸法改性,所述汽蒸法使晶态娃酸盐骨架中的四面体侣减少并且 将侣原子转化为无定形氧化侣形式的八面体侣。虽然在汽蒸步骤中将侣原子从晶态娃酸盐 骨架结构中W化学方式除去W形成氧化侣颗粒,但是运些颗粒导致骨架中孔或通道的部分 堵塞。运抑制了本发明的締控裂化过程。因此,在汽蒸步骤之后,使所述晶态娃酸盐经历 提取(extraction)步骤,其中从孔中除去无定形的氧化侣并且至少部分地恢复微孔体积。 通过浸提(leaching)步骤通过形成水溶性侣络合物而从孔中物理除去无定形氧化侣产生 MFI晶态娃酸盐的总体脱侣效果。运样,通过从MFI晶态娃酸盐骨架除去侣然后将由其形成 的氧化侣从所述孔除去,所述方法目的在于遍及催化剂的整个孔表面实现基本上均匀的脱 侣。运使催化剂的酸性降低,从而减少了裂化过程中氨转移反应的发生。理想的是,酸性降 低基本上均匀地遍及晶态娃酸盐骨架中限定的孔而发生。运是因为在締控裂化过程中,控 物质可深入到所述孔中。因此,遍及骨架中的整个孔结构追求酸性的降低和由此的可使MFI 催化剂稳定性降低的氨转移反应的减少。骨架娃/侣比可通过该方法提高至至少约180、优 选约180~1000、更优选至少200、还更优选至少300且最优选约480的值。
[0187] 可将MEL或MFI晶态娃酸盐催化剂与粘合剂(优选无机粘合剂)混合,并成形为 期望的形状,例如挤出颗粒。对所述粘合剂进行选择W使其对催化剂制造工艺中和后续的 締控催化裂化过程中采用的溫度和其它条件具有耐受性。所述粘合剂为选自如下的无机 材料:粘±、氧化娃、金属氧化物(例如Zr〇2)和/或金属、或者包括氧化娃和金属氧化物的 混合物的凝胶。尽管可使用某些化合物(例如aip〇4)形式的侣,因为所述某些化合物(例 如aip〇4)是非常惰性的并且本质上不是酸性的,然而所述粘合剂优选不含氧化侣。如果与 晶态娃酸盐一起使用的粘合剂自身是催化活性的,则运可能改变转化和/或催化剂的选择 性。用于粘合剂的惰性材料可适当地起到稀释剂的作用W控制转化的量,使得可经济且有 序地获得产物而无需采用其它用于控制反应速率的手段。理想的是提供具有良好抗碎强度 的催化剂。运是因为在商业应用中,希望避免催化剂破碎成粉末状的材料。通常只是为了 改善催化剂的抗碎强度的目的而采用运样的粘±或氧化物粘合剂。用于本发明催化剂的特 别优选的粘合剂包括氧化娃或aip〇4。
[0188] 细粒晶态娃酸盐材料和粘合剂的无机氧化物基质的相对比例可广泛地变化。通 常,基于复合催化剂的重量,所述粘合剂的含量为5~95重量%,更典型地为20~50重 量%。晶态娃酸盐和无机氧化物粘合剂的运种混合物称作配方型晶态娃酸盐。
[0189] 在将所述催化剂与粘合剂混合时,所述催化剂可配制成颗粒、球,挤出为其它形 状,或者成形为喷雾干燥的粉末。在所述第二反应器的催化裂化工艺中,选择工艺条件W提 供期望的对丙締或乙締的高选择性、稳定的随时间推移的締控转化、W及流出物中稳定的 締控产物分布。使用催化剂中低的酸密度(即高的Si/Al原子比)W及低压、高的入口溫 度和短的接触时间有利于运些目的,所有运些参数是相互关联的并提供整体累积效应。选 择工艺条件W抑制导致链烧控、芳控和焦炭前体形成的氨转移反应。因此,工艺操作条件采 用高的空间速度、低压和高的反应溫度。LHSV为5~30hi,优选为10~30hi。締控分压 为0. 1~2己,优选为0. 5~1. 5己(本文是指绝对压力)。特别优选的締控分压是大气 压(即1己)。重质控级分原料优选地在足W将所述原料输送穿过反应器的总入口压力下 进料。所述原料可在未经稀释或者在惰性气体(例如氮气或蒸汽)稀释情况下进料。优选 地,第二反应器中总的绝对压力为0.5~10己。使用低的締控分压(例如大气压)趋向 于降低裂化过程中氨转移反应的发生率,其又会降低趋向于使催化剂稳定性降低的焦炭形 成的可能性。締控的裂化优选在400°C~650°C、更优选450°C~600°C、还更优选540°C~ 590°C、通常约560°C~585°C的原料入口溫度下进行。
[0190] 为了使乙締和丙締的量最大化并使甲烧、芳控和焦炭的产生最小化,希望使原料 中二締控的存在最小化。二締控向单締控型控的转化可利用常规的选择性加氨方法例如美 国专利No. 4, 695, 560中公开的方法完成,将该美国专利引入本文作为参考。
[0191] 所述第二反应器可为固定床反应器、移动床反应器或流化床反应器。典型的流化 床反应器是炼油厂中用于流化床催化裂化的FCC型流化床反应器。典型的移动床反应器是 连续催化重整型的。如上所述,所述方法可W使用一对并联的"轮换(swing)"反应器连续 地进行。重质控级分的裂化过程是吸热的,因此,所述反应器应该适合根据需要供应热量W 维持合适的反应溫度。可通过本领域中已知的任意合适方法提供催化剂的在线的或周期性 的再生。
[0192] 已发现所述第二反应器的各种优选催化剂显示出高的稳定性,特别是能够连续几 天(例如最高达10天)得到稳定的丙締得率。运使得所述締控裂化过程能够在两个并联 "轮换"反应器中连续地进行,其中当一个反应器运行时,另一反应器在进行催化剂再生。所 述催化剂可W再生若干次。
[0193] 所述第二反应器流出物包含甲烧、轻质締控和具有4个或更多个碳原子的控。有 利地,将所述第二反应器流出物送至分馈器并回收轻质締控。有利地,将具有4个或更多个 碳原子的控在任选地与从所述第一反应器的流出物回收的重质控混合的情况下再循环至 所述第二反应器的入口处。有利地,将所述具有4个或更多个碳原子的控再循环至所述第 二反应器的入口之前,将所述具有4个或更多个碳原子的控送至第二分馈器W清除重质组 分。在优选的实施方式中,将从所述第一反应器的流出物回收的轻质締控和从所述第二反 应器之后的分馈器回收的轻质締控在共用回收段中处理。
[0194] 任选地,为了调节整个复合体(complex)中丙締与乙締的比率,可将乙締全部或 部分地再循环至第二反应器并有利地转化为更多的丙締。该乙締可来自第一反应器的分馈 段或者来自第二反应器。
[0195] 任选地,可将来自第一或第二反应器的乙締全部或部分地再循环至第一反应器, 并且在第一反应器中其与甲醇合并W形成更多的丙締。运些操作方式容许W相同的设备 和催化剂来回应丙締相对于乙締的比率的市场需求。
[0196] 关于本发明的另一实施方式,所述实施方式设及由含氧、含面化物或含硫有机原 料制造轻质締控的方法,包括:
[0197] 将所述含氧、含面化物或含硫有机原料在第一反应器中与由金属憐酸侣(MeAPO) 分子筛制得的催化剂在有效地转化所述原料的至少一部分的条件下接触W形成包含轻质 締控和重质控级分的第一反应器流出物;
[019引将所述轻质締控与所述重质控级分分离;
[0199]使所述重质控级分在第二反应器中在有效地使所述重质控级分的至少一部分转 化为轻质締控的条件下接触;
[0200] 其中所述MeAPO通过包括如下步骤的方法制备:
[0201]a)形成含有结构影响剂0?Α)、有机模板剂灯EMP)、至少一种基本上不溶于TIA的 反应性无机Me〇2源、反应性A12〇 3源和反应性P2〇5源的反应混合物,
[0202] b)使由此形成的W上反应混合物结晶直至形成金属憐酸侣的晶体;
[0203]C)回收固体反应产物;
[0204]d)将其用水洗涂W除去所述TIA,和
[0205]e)将其般烧W除去所述有机模板。
[0206] 在通常实施方式中,所述反应混合物具有W氧化物摩尔比率表示的组成:
[0207]TEMP/Al2〇3= 0. 3 ~5,更理想的为 0. 5 ~2,
[020引 Me02/Al203= 0. 005 ~2. 0,更理想的为 0. 022 ~0. 8,
[0209]P2〇s/Al2〇3= 0. 5 ~2,更理想的为 0. 8 ~1. 2,
[0210] TIA/Al2〇3= 3 ~30,更理想的为 6 ~20。
[0211] 在有利的实施方式中,TEMP/A!203= 0. 5 ~2 ;Me〇2/Al2〇3= 0. 022 ~0.8;P205/ Al2〇3= 0.8~1. 2 且TIA/A1 203=6~20。
[021引 在第一优选实施方式中,TEMP/AI2O3= 0. 5 ~2;MeO2/AI2O3= 0. 022 ~0. 7;P205/ Al203= 0.8~1. 2 和TIA/A1203=6~20。
[021引 在第二优选实施方式中,TEMP/Al203= 0. 7 ~2;MeO2/Al203= 0. 05 ~0. 7;P205/ Al203= 0.8~1. 2 和TIA/A1203=6~20。
[0引4]在第Ξ优选实施方式中,TEMP/Al2〇3= 0. 7 ~2;MeO2/Al2〇3= 0. 05 ~0.6;P2〇5/Al2〇3= 0.8~1. 2 和TIA/A12〇3=6~20。
[0215] 使用W上方法制得的金属憐酸侣(MeAPO)分子筛具有层状晶体形态。
[0216] 在通常实施方式中,使用W上方法制得的金属憐酸侣(MeAPO)分子筛具有层状晶 体形态,其在合成和般烧之后具有由式HyMeyAl,Pk〇2表示的在无水基础上的经验化学组成, 其中,
[0217]y+z+k= 1
[021引 x《y
[0219]y具有0. 0008~0. 4并且更理想的为0. 005~0. 18的值,
[0220] Z具有0. 25~0. 67并且更理想的为0. 38~0. 55的值,
[0221] k具有0. 2~0. 67并且更理想的为0. 36~0. 54的值,
[0222] 所述分子筛主要具有片晶形态。
[0223] 该通常实施方式中的y、z和k值通过上述通常实施方式方法中所描述的各成分比 而获得。
[0224] 在有利的实施方式中,y具有0. 005~0. 18的值,Z具有0. 38~0. 55的值且k具 有0.36~0.54的值。
[0225] 在第一优选实施方式中,y具有0. 005~0. 16的值,Z具有0. 39~0. 55的值,且 k具有0.37~0.54的值。
[0226] 在第二优选实施方式中,y具有0. 011~0. 16的值,Z具有0. 39~0. 55的值,且 k具有0.37~0.54的值。
[0227] 在第Ξ优选实施方式中,y具有0. 011~0. 14的值,Z具有0. 40~0. 55的值,且 k具有0.38~0.54的值。
[022引上述有利的、第一、第二和第Ξ实施方式中的y、z和k值是通过使用在上述方法的 有利的、第一、第二和第Ξ实施方式中分别所述的各成分比而获得的。
[0229] 在有利的实施方式中,通过W上方法制得的MeAPO基本上具有结构CHA或AEI或 者其混合物。优选地,它们基本上具有结构SAP0 18或SAP0 34或者其混合物。
[0230]W上已列举的与MeAPO的合成、第一反应器的细节、所述第一反应器的操作条件、 第二反应器的细节、所述第二反应器的操作条件等有关的所有条件适用于本发明的所述其 它实施方式。
[0231] 图9说明了本发明的【具体实施方式】。将第一反应器的流出物送至分馈器11。将 塔顶馈出物(包括轻质締控的C1~C3馈分)经由管线2输送至共用回收段(未示出)。 将塔底物质(重质控级分)经由管线3输送至所述第二反应器(0CP反应器)。将所述第二 反应器(0CP反应器)的流出物经由管线10输送至分馈器8。将塔顶馈出物(包括轻质締 控的C1~C3馈分)经由管线9输送至共用回收段(未示出)。将塔底物质(具有4个或 更多个碳原子的控)输送至分馈器5。将塔顶馈出物(具有4至基本上5个碳原子的控) 经由管线4再循环至所述第二反应器的入口。将塔底物质(基本上具有6个或更多个碳原 子的控)经由管线6清除。
[0232] 从含氧原料制造締控产物的方法可包括从例如油、煤、焦油砂、页岩、生物质和天 然气的控制造含氧原料的额外步骤。制造含氧原料的方法是本领域中已知的。运些方法包 括:发酵为醇或酸;制造合成气,然后将所述合成气转化为醇或酸。合成气可如下制造:在 气体原料的情况下,通过例如蒸汽重整、自热重整和部分氧化的已知方法制造;或者在固体 (煤、有机废弃物)或液体原料的情况下,通过使用氧气和蒸汽进行重整或气化制造。可通 过借助于相应的含氧、含面化物或含硫有机化合物中的二氧、硫或面化物对甲烧进行氧化 来制造甲醇、甲基硫和甲基面。
[0233] 本领域技术人员还应认识到,可使利用本发明的分子筛通过含氧化合物至締控的 转化反应而制造的締控产物聚合W形成聚締控,尤其是聚乙締和聚丙締。
[0234] 实施例
[0235] 在W下实施例中
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