[发明专利]制备含烯烃产品或汽油产品的方法

说明书

本发明涉及有关固体含碳原料转化成烯烃的改进。

烷基醇和烷基醚例如甲醇和/或二甲醚是用于在所谓的含氧化合物转化成烯烃的方法中制备烯烃的原料，或者在所谓的含氧化合物转化成汽油的方法中作为制备汽油的原料。含氧化合物转化成烯烃的方法可将例如甲醇和/或二甲醚经催化剂转化成通常富含低级烯烃(包括乙烯、丙烯以及丁烯类、戊烯类、己烯类)和更高级烯烃与其它烃和一些副产品的产品物流。含氧化合物原料可获自合成气体，也称为合成气。合成气是含一氧化碳(CO)、氢气(H₂)和任选的二氧化碳(CO₂)的气体。任选地，合成气也可包含甲烷(CH₄)、乙烷、丙烷、较重烃或其它化合物。特别令人感兴趣的合成气来源是气化固体含碳原料例如煤。

将甲醇和/或二甲醚转化成低级烯烃的方法可由例如WO-A2006/020083已知，其在此通过参考引入。这一文献描述的方法中，在第一步中在第一催化剂存在下，合成气和/或甲醇转化成含二甲醚和水的流出物物流。分离流出物物流中占大多数重量的二甲醚与占大多数重量的水。随后，在第二步中在第二催化剂存在下分离的二甲醚转化成轻质烯烃和水。

由于在已知方法的第一和第二反应步骤中均形成水，因此据说有利的是提供一体化的系统从反应系统中脱除水，同时在由合成气和/或甲醇形成轻质烯烃产品的工艺中，尽可能多地循环残余的二甲醚和残余的甲醇。在一个实施方案中，提供脱水单元，所述脱水单元接收来自第一反应步骤的第一流出物物流和从第二反应步骤的流出物分离的一个或多个含水物流。脱水单元用于将在其内接收的残余含氧化合物组分例如残余二甲醚和残余甲醇与水分离。在已知方法中获得的废水物流优选被导引到水处理设施中。

从反应流出物分离含最小浓度甲醇和二甲醚的水明显增加了工艺的成本和总体复杂度。

已知多种方法用于甲醇和/或二甲醚转化成含烯烃产品。这些方法通常称为含氧化合物转化成烯烃(OTO)工艺。在OTO反应工艺中，在分子筛催化剂组合物存在下，含氧化合物原料转化成含一种或多种烯烃、优选包括轻质烯烃、特别是乙烯和/或丙烯的产品。一种这样的方法公开于WO-A 2006/020083中，其在此通过参考引入，特别是在段落[0116]-[0135]中。另一优选的方法公开于WO 2007/135052中。在US2007/0203380A1和US2007/0155999A1中公开的工艺整合了由合成气生产含氧化合物和将它们转化成轻质烯烃。

来自OTO工艺的反应产品通常包含水，该水与富含烯烃产品的组分分离。通常反应产品仍包含未反应的含氧化合物原料，所述未反应的含氧化合物原料可能形成分离的水物流的一部分。

WO-A-2006/070018公开了其中优选通过部分氧化将煤转化成合成气的方法。一部分合成气经历催化水煤气变换工艺步骤，并与未变换后的合成气组合。使用所得混合物进行费-托合成，获得链烷烃产品。在这一出版物中提到了公知的煤气化工艺。

公知的煤气化工艺的实例公开于US-A-4836146和WO-A-2004/005438中。US-A-4836146公开了固体颗粒的气化系统，它包括气化反应器和合成气冷却容器。在这一出版物中，描述用于控制在单独的冷却容器内存在的换热表面敲击的方法与装置，要求敲击以避免沉积物在换热器表面上累积。

WO-A-2004/005438和US-A-4836146中与合成气冷却器有关的问题是换热表面造成所述装置设计的较大复杂度。此外，要求进一步扩展的措施例如敲击以避免沉积物在换热表面上累积。另一问题是换热表面甚至更易于由于具有例如高碱含量的原料而结垢。因此，期望处理高碱原料以及期望提供更加简单的方法。对于其中本身已经是复杂工艺的OTO工艺中使用合成气时，特别如此。

EP-A-0400740公开了其中通过在配有切向燃烧器的反应器容器内气化固体燃料生产合成气的方法。所得炉渣向下流动，同时合成气向上流动，并在位于反应器上方的单一的骤冷部分内骤冷。

前述气化反应器的共同点在于，相对于在所述反应器内存在的气化燃烧器，所生产的合成气基本上向上流动和炉渣基本上向下流动。因此，所有这些反应器均具有与合成气出口分开的炉渣出口。这些反应器的优点是可实现每个反应器的大容量。

WO 2006/117355公开了在气化反应器内通过部分氧化由含碳物流生产含CO、CO₂和H₂的合成气的方法，其中在骤冷部分内水以喷雾形式注入。