用于从含氧化合物生产烯烃的设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及一种用于从含氧化合物生产締控的设备。所述设备用于实施从含 氧化合物生产締控的方法，所述方法包括W下步骤：（i)将至少一种含氧化合物非均相催化 转化为含有C2締控、C3締控、C4締控、C5/6控化合物和C7+控化合物的产物料流，和（ii)分离由 至少95重量％的丙締组成的C3料流。此外，本实用新型还包括所述从含氧化合物生产締控 的方法。
【背景技术】
[0002] 下締是一组具有共同经验式C边8的四种同分异构体的控，其具有C-C双键且因此属 于締控。由于C-C双键，它们是用于化学合成的重要起始物质，且是生产例如下醇、下酬、1， 3-下二締W及塑料如下基橡胶所需要的。下締还是甲基叔下基酸(MTBE)合成中的离析物， 所述甲基叔下基酸是最重要的工业用酸中的一种。
[0003] 到目前为止，大多数C4締控是通过石油裂解来生产的，其中长链控被裂解为短链 控。在裂解期间，除C4締控外，还获得丙締、乙締和芳族控。然而在裂解过程中，不能独立于 其它产物增加C4締控的产率。另外，C2或C3締控因其较高的市场价格而在裂解过程中通常是 优选的。然而，当例如通过改变典型裂解过程中的工艺条件而使乙締产率最大化时，C4締控 产率相应地降低。
[0004] 因此为了满足下締的世界范围的需求，有必要采取其它生产方法。运种生产方法 是所谓的MTP方法，其中通过在沸石催化剂上的催化转化从甲醇(MeOH)生产締控。如已经由 名称甲醇-至-丙締(MTP)方法所表明的，运一生产过程的中屯、在于丙締的回收，但通过改变 工艺条件，可W影响获得的产物的选择性，且因此也可很好地将产物谱系（product spectr皿)移向下締。
[000引 MTP方法的基本原理例如在DE 10 2005 048 931 Al中进行了描述，其中从含有蒸 汽和含氧化合物如甲醇和/或二甲酸的离析物混合物生产締控。通过在至少一个反应器中 的非均相催化反应，将离析物混合物转化为包含低分子締控和汽油控的反应混合物。通过 合适的分离理念，高级締控，尤其是Cs+馈分，能够作为循环料流被至少部分地再循环至反应 器中或大部分被转化为丙締，由此增加丙締的产率。
[0006] MTP方法通常具有约65% (摩尔C)的丙締产率。先前的MTP方法具有的共同之处在 于，通过增加丙締产率，所述方法的经济性应会提高。例如DE 10 027 159 Al公开了具有两 个轴向反应器(shaft reactor)的MTP方法。为此，在首先的非均相催化工艺步骤中将甲醇 蒸气转化为二甲酸。随后将该二甲酸分为两部分料流并供应至第一和第二轴向反应器，其 中在沸石催化剂上生产含丙締的产物混合物。也将第一轴向反应器的产物料流引入第二轴 向反应器中。由此实现高达50体积％的相当高的丙締量。同时，所述方法在经济方面是非常 有利的，是因为由相当便宜的轴向反应器替代了昂贵的管式反应器。
[0007] DE 10 2006 026 103 Al描述了用于实现MTP方法的另一种类型的反应器。将气态 的含氧化合物与蒸汽一起在包含若干塔板的密闭反应器中于400°C~470°C下转化为締控。 单个的塔板填充有固定催化剂床。各个塔板单独地配备有水和二甲酸和/或通过若干喷嘴 管喷洒的含有甲醇的液相。因此，对于具有运一转化程度的料流，可W在各个塔板中设定最 佳运行条件。
[000引DE 10 2009 031 636最终描述了用于生产需要的含氧化合物、特别是甲醇和二甲 酸的方法，其被设计为使得可W在甲醇纯化和二甲酸生产之间灵活切换。
[0009] 所有先前已知的MTP方法的共同之处在于，它们在丙締的产率方面进行了优化。另 一方面，C4締控仅作为副产物获得且迄今尚未是工序的中屯、。 【实用新型内容】
[0010] 因此，本实用新型的目的为提供用于生产C4締控的设备W及方法。
[0011] 根据本实用新型，通过一种用于从含氧化合物生产締控的设备实现了该目的，所 述设备包含至少一个用于将至少一种含氧化合物非均相催化转化为含有C2締控、C3締控、C4 締控、C5/6控化合物和C7+控化合物的产物料流的反应器，W及用于分离由至少95重量％的〔3 締控组成的丙締料流的分离装置，其特征在于至少一个回流管，通过所述回流管将至少50 重量％的所述丙締料流再循环到所述至少一个反应器中。
[0012] 用于从含氧化合物生产締控的方法大体上包括W下步骤：
[0013] (i)将至少一种含氧化合物非均相催化转化为含有C2締控、C3締控、C4締控、C2~C4 链烧控、C5/6控化合物和Cs+控化合物的产物料流，和
[0014] (i i)分离由至少95重量％的丙締组成的C3料流。
[0015] 根据本实用新型，通过W至少10重量％，优选至少25重量％，特别优选至少50重 量％将该C3料流再循环到非均相催化转化中，可增加 C4締控的产率。
[0016] 尽管预先已经彻底提取了丙締并且将进入非均相催化转化的所有再循环设计为 使丙締产率最大化的效果，但现在可W谨慎地接受丙締产率的降低。出人意料地，运一再循 环实际导致了高级締控特别是C4締控的更高比率，运仅可由链加长反应来解释。目前，仅将 C4+馈分再循环到反应器中，W便通过再次经过一种裂解工艺中的非均相催化转化来缩短 它们的链长度。
[0017] 特别是在将丙締料流全部即100重量％再循环到非均相催化转化中的情况下，可 W增加 C4締控的产率。没有丙締可作为有价值的产物从设备中提取在此是可满意地接受 的。虽然如此，所述方法由于C4締控的产率增加仍是经济的。
[0018] 然而，C3料流部分地或完全地再循环和C4料流较低地或不进行再循环的不利之处 在于，因为在反应条件下丙締的转化是放热的，而下締的转化是吸热进行的，所W反应器中 的放热增加。此外，在C4料流中含有的链烧控(下烧)用作吸热材料化eat sink)且帮助限制 反应器中溫度的升高。
[0019] 然而，对于最佳的反应条件，由于在太低的溫度下形成较少的締控且在太高的溫 度下催化剂将会太快失活，所W获得窄的溫度窗口。为此，为了最大的締控产率，也应使MTP 反应器中溫度的升高最小化。
[0020] 相应地，在新的反应条件下也必须确保反应器中绝热溫度的增加仍是小的。
[0021] 发现至少还将C5/6控化合物和/或C7控化合物的一部分（目前其为MTP汽油产物的 一部分)再循环到非均相催化转化中是有利的，是因为它们在其中被转化为具有较短碳链 的化合物，优选具有二至四个碳原子的化合物。因为运些反应是强烈吸热的，所W运一额外 的再循环导致绝热溫度增加的有利降低。
[0022] 通过在从产物混合物的剩余高分子馈分中分离C7控的合适条件，可在该新再循环 中使有益的C7締控和环状饱和控(也称为C7环烧)的量最大化。
[0023] 同时，可W使甲苯(C7芳族控)的量最小化，运在再循环到MTP过程中时将会导致更 快的焦化且因此导致催化活性降低，并且由于与甲醇的不期望的反应（甲苯+甲醇^二甲 苯)而将会导致甲醇的消耗，运将会降低设备的可能的締控产率。
[0024] 发现当运些具有五、六和/或屯个碳原子的链的控化合物含有含5重量％，优选< 2 重量％，特别优选^ 1重量％量的芳族化合物时是特别有利的。
[0025] 此处C7締控和环烧从甲苯和更高分子控中的分离可W通过本领域普通技术人员 已知的分离方法进行，其中发现精馈塔是特别合适的。使用精馈塔具有如下特别的优点:在 处理的工艺方案的运一点处，根据现有技术的MTP方法已经具有运种塔，其任务为至少部分 地将在顶部的Cs-控与在底部的Cs+控分离。W相对少的努力可W将运一现有的塔转换至新 的分离任务，运在现有设备中节约了成本和时间。
[0026] 此外，通过选择性地再循环作为吸热材料的成分可进一步降低反应器中的绝热溫 度增加。根据本实用新型，C4料流的部分再循环对于运一目的是有用的。其中含有的下烧在 反应条件下是惰性的，但由于它们的热容量而将会有利地降低反应器中的溫度增加。
[0027] 下烧从C4料流中的分离是特别有利的，由此使有价值的产物下締不进行再循环。 大量的下烧存在于C4料流中，并且无论如何将会必须在合适的点处从C4料流中分离。下烧和 下締的分离可W通过本领域普通技术人员已知的分离方法进行，其中在本情况下通过膜分 离是特别有用的。一方面，在分离段的过程中在10己W上的高压下获得用于分离的C4料流， 使得对膜的性能有利的在渗余物与渗透侧之间的压力差已经存在且将不必首先通过另外 的累或压缩机产生。另一方面，膜通常更容易使用，W便实现物质间的粗分离。尤其是对于 在根据本实用新型的方法中应用的情况，在下烧与下締之间的运一粗分离不表示缺点，是 因为下烧循环中的下締残余物大部分在MTP反应器中的被转化为締控，即没有损失。在下締 产物中的下烧残余物在该点处将不会进行干扰，是因为在分离段的进一步过程中还要对下 締进行处理。
[002引基于总的料流C4,再循环的C4料流的量应为。0重量％，优选。5重量％，特别优 选1.4重量％~10.8重量％