[发明专利]丙烯制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及由C₄烯烃和乙烯制备丙烯的方法。

背景技术

烃的蒸汽裂解是石油化学加工过程，广泛用于生产烯烃，例如乙烯、丙烯、C₄烯烃(1-丁烯、2-丁烯、异丁烯)、丁二烯和芳族烃如苯、甲苯和二甲苯。2-丁烯包括顺式-2-丁烯和/或反式-2-丁烯。在烯烃设备(plant)中，烃类进料如萘、汽油、或全原油的其他馏分与蒸汽混合。所述混合物在预热后，在热解炉中在高温下进行重度热裂解。来自热解炉的裂解流出物包含很多种的气态烃(每分子碳原子数为1-35)。该流出物包括脂肪族、芳香族、饱和及不饱和烃，也可包括大量分子氢。然后热解炉的裂解产物在烯烃设备中进一步加工来制备作为该设备的产品的各种单独的产物流，例如氢气、乙烯、丙烯、每分子具有4或5个碳原子的混合烃、以及裂解汽油。

粗制C₄烃可能含有不同数量的正丁烷、异丁烷、C₄烯烃、乙炔(乙基乙炔和乙烯基乙炔)、以及丁二烯。参见Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology，在线版本(2008)。通常将粗制C₄烃进行丁二烯萃取或丁二烯选择氢化以除去大部分，如果不能基本上全部的话，存在的丁二烯和乙炔。然后C₄残液(称为残液-1)进行化学反应(如醚化、水合、或二聚化)，其中异丁烯转化为其他化合物(如甲基叔丁基醚、叔丁醇、或二异丁烯)(参见，如美国专利6,586,649和4,242,530)。主要包括正丁烷、异丁烷、1-丁烯和2-丁烯的剩余C₄料流称为残液-2。然而，市场有时对甲基叔丁基醚、叔丁醇、或二异丁烯的需要是有限的，需要将异丁烯转化为其他有价值的产品，例如丙烯。

已知通过异丁烯骨架异构化及复分解反应制备丙烯的方法。参见，如美国专利6,743,958、6,872,862、6,977,318、7,074,976。骨架异构化反应在相对较低的压力下进行以限制不需要的副反应。然而，迄今公开的方法要求复分解步骤在相对较高的压力下进行。因此需要将来自骨架异构化反应的异构化料流冷却至更低的温度以对所述料流加压，然后在该料流进料到复分解反应前加热该料流至高温。在美国专利6,743,958的一个实施例中，复分解反应器在3.5Mpa(514psig)下进行。美国专利6,872,862、6,977,318，和7,074,976教导复分解反应在300至800F的温度以及200至600psig压力下进行。

需要开发能够使热交换需要以及能量和设备成本最小化的方法。

发明概述

本发明为丙烯生产方法。所述方法包括(a)在骨架异构化催化剂的存在下包含异丁烯的进料流反应得到包括C₄烯烃的异构化料流；以及(b)在复分解催化剂的存在下所述异构化料流与乙烯反应，以形成包括丙烯、C₄烯烃和C₅以及更高级烯烃的复分解产物流。复分解反应压力等于或低于骨架异构化反应的压力。

附图说明

图1为本发明一种实施方式的示意图。

图1A显示图1的分离区的细节。

图2为制备丙烯的对比方法的示意图。

图2A显示图2的分离区的细节。

发明详述

所述方法的进料流包含异丁烯。优选地，进料包含多于95wt％C₄烯烃。一种合适的进料流可由残液-1得到，该残液-1由来自精制或蒸汽裂解工艺的粗制C₄流获得。残液-1主要包括C₄烯烃、正丁烷和异丁烷。优选地，使用合适的萃取溶剂(例如二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、或N-甲酰基吗啉)通过萃取蒸馏或选择吸附从残液-1中除去链烷烃(正丁烷和异丁烷)。一种合适的进料是由叔丁基醇脱水得到的。

所述方法包括在骨架异构化催化剂的存在下进料流反应得到包含C₄烯烃的异构化料流。骨架异构化催化剂为任何可催化异丁烯至直链C₄烯烃(1-丁烯，2-丁烯)的异构化的固体。另外，它们也可催化1-丁烯和2-丁烯之间的转化反应。这些催化剂在所属领域中已知。合适的骨架异构化催化剂包括沸石、金属氧化物和混合金属氧化物。