[发明专利]由甲醇和/或甲醚制备C2－C4烯烃的工艺和设备

说明书

技术领域

本发明涉及从包含水蒸汽和例如甲醇和/或甲醚等氧化物的浸提混合物制备C₂-C₄烯烃，尤其是丙烯的工艺，其中所述浸提混合物在至少一个反应器中的催化剂上反应获得包括低分子烯烃和汽油烃的反应混合物，在第一分离装置中将该混合物分离成富含C_5-烯烃的混合物、富含C₅₊汽油烃的混合物和水相。本发明进一步涉及适于进行该工艺的设备。

背景技术

本领域技术人员已知多种用于从甲醇和/或甲醚制备低分子C₂-C₄烯烃，尤其是丙烯的工艺，这些方法一般基于包含水蒸汽以及甲醇蒸汽和/或甲醚蒸汽的浸提混合物在择形沸石催化剂上的反应。

举例来说，DE 100 27 159 A1描述了由甲醇制备丙烯的工艺，其中首先在与水蒸汽混合，且在至少两个串连的(series-connected)轴式反应器(shaft reactor)中与择形沸石催化床进行反应前，在第一催化剂上由甲醇蒸汽制得包含甲醚的蒸汽混合物，以获得包含丙烯的产物混合物。然后，在包含多个蒸馏柱的分离装置中处理该产物混合物，由此获得富含丙烯的馏分(其丙烯含量为至少95vol％)、包含低分子烃的馏分(其循环回催化床)，以及富含汽油烃的馏分(其从工艺中除去)。然而，此工艺的缺点在于基于浸提混合物中碳的总含量，丙烯的产量低，这是由于从工艺中去除了富含汽油烃的馏分。

根据EP 0 882 692 B1，已知一种用于制备C₂-C₃烯烃的工艺，其中水蒸汽和甲醇蒸气和/或甲醚蒸气的混合物在280℃-570℃的温度和0.1巴-0.9巴的压力下，在一个包含沸石催化剂的管式反应器中进行反应，以获得富含烯烃的产物混合物，然后其在分离装置中分离，以获得丙烯含量至少为40wt-％的C₂-C₄烯烃馏分、水性馏分、气体馏分和包含C₅₊汽油烃的馏分。从工艺中出来的上述提及的前三种馏分，含C₅₊汽油烃的产物流在反应产物循环回分离装置之前与水混合，在加热器中加热到380℃-700℃，且在含有沸石催化剂的第二反应器中进行反应以获得C₂-C₄烯烃。尽管由此工艺获得的C₂-C₃烯烃的产率高于DE 10027159A1中公开的工艺所得到的产率，其同样还需要加以改进。另外，此工艺的成本高昂，在一定程度上是由于管式反应器中等温程序(isothermalprocedure)以及所需的真空操作所导致的。

在已知的工艺中，经过浓缩(condensation)后，在反应器出口，除了由烯烃、石蜡烃、环烷烃和芳香族化合物组成的富含丙烯的气体混合物外，还获得液态烃产物。为了提高产率，为了选择性地将得到的烯烃和环烷烃转换为丙烯，原则上可以将该液态产物循环回反应器中。然而，同样地必须被回流的且构成液态产物的主要部分的芳香族化合物，与作为原料供应到反应器的甲醇反应，例如通过苯的烷化作用获得甲苯、甲苯的烷化作用获得二甲苯等。结果，由于减少了可用于选择性转化丙烯的甲醇，可得到的产率也随之而减少。

现有技术中，已经有许多从烃流分离芳香族化合物(苯、甲苯和二甲苯)的工艺。尽管一直以来液-液提取为用于回收芳香族化合物的优选工艺，最近有人提出了萃取蒸馏的工艺，由此可以分离混合物中沸点仅有些微不同的组分。使用特殊的溶剂来增加被分离的组分之间的挥发性的差异。萃取剂和挥发性低的组分流到蒸馏柱的底部，而被萃取的组分则通过进一步的蒸馏而被回收。通过蒸馏在萃取蒸馏柱的上端除去没被萃取的组分。为了减少燃料中的硫，在例如，Lucia Cretoiu，Joseph C.Gentry，Sam Kumar和Randi Wright-Wytcherley于2002年11月18到22日在法国巴黎的ERTC第7次年会上的″Sulfur Reduction With No Octane Loss-GT DeSulf″，或在Joseph C.Gentry，Sam Kumar和RandiWright-Wytcherley于2003年4月1到2日在美国新奥尔良的2003AlChE春季会议上的″Extractive Distillation Applied″已经提出了这个GT DeSulf方法。