[发明专利]以延长的周期时间制备短链烯烃的方法

说明书

发明领域

本发明涉及通过在多级固定床反应器中将包含蒸汽和氧合物如甲醇和/或二甲醚(DME)的离析物混合物转化而制备包含短链低分子烯烃(特别是乙烯和丙烯)的烃产物的方法。固定床反应器的各个阶段或反应区被粒状的形式选择性沸石催化剂床覆盖。本发明方法的目的是与先前已知的相同类型方法相比，提高固定床反应器在具有相同或提高的短链烯烃(特别是丙烯(丙烯))收率的烯烃制备中的可用性，因此，提高关于烯烃，特别是关于丙烯制备的反应器空时收率。

现有技术

通过使用形式选择性分子筛催化剂，特别是具有结构类型ZSM-5的pentasil沸石将氧合物转化而制备烃混合物，以及特别是短链烯烃是现有技术已知的并描述于例如欧洲专利申请EP 0448000 A1和欧洲专利说明书EP 1289912 B1中。也已描述了多级固定床反应器在该目的中的使用。例如，国际专利申请WO 96/15082 A1教导了在多级固定床方法中将包含氧合物化合物如甲醇或二甲醚的进料混合物转化成汽油状烃化合物的方法。在该方法中，将含有氧合物的新鲜进料材料与来自先前反应区的产物气体和另一稀释气体一起供入反应区中。选择稀释气体的温度和组成使得各个随后反应区中氧合物至烃的放热反应中温度的提高限于150℃的最大值，其中蒸汽分压应不超过2.2绝对大气压。这样，应防止所用沸石催化剂的过早减活，因为太高的蒸汽分压在太高的温度下导致沸石结构的不可逆变化，因此失去催化活性中心。另一方面，需要蒸汽作为稀释介质并防止催化剂上过多的碳沉积物。然而，合成操作期间碳在催化剂上的缓慢沉积是不可避免的。当其超过可容忍的最大值时，必须中断生产操作，并且必须例如通过受控燃烧而除去碳沉积物。由此可使催化剂的催化活性恢复，即再生。催化剂的再生可重复几次，直至上述不可逆减活如此多地降低催化活性以致由于经济原因禁止催化剂的进一步使用。两次再生之间催化剂的生产操作的时间间隔称为周期或者也称为反应周期。第一周期为反应器用新制备的催化剂重启动与第一次再生之间的操作阶段。

国际专利申请WO 2007/140844 A1涉及用于由温度为400-470℃的包含气态氧合物，优选二甲醚(DME)和/或甲醇、蒸汽和一种或多种烃的进料混合物制备C₂-C₈烯烃的反应器，和操作该反应器的方法。反应器包含排列在密闭直立容器内的多个反应阶段或反应区，材料流自上而下地通过所述反应阶段或反应区，其各自由具有固定床区位于其上的支撑塔板组成，所述固定床区由粒状分子筛催化剂床形成。在特定结构中，反应器包含六个反应区。各个支撑塔板由彼此牢固连接的单元构成，所述单元毫无间隔地一个排列在另一个旁且自由地悬浮于容器中。单元中填充有分子筛催化剂层。在顶部和底部两个相邻反应区限定的空间中，大量喷管形式的提供各雾化器系统以将包含DME和/或甲醇、主要由蒸汽组成且具有25-150℃的温度的液相借助饱含水、主要包含DME和/或甲醇且具有170-300℃的温度的气相均匀地喷向下游方向上的下一反应阶段。通过将液相喷雾，将以400-500℃的温度离开反应阶段的反应混合物的温度降至380-470℃的值，使得反应在窄温度范围内(半等温地)进行。液相可包含至多30体积％DME和/或甲醇，且气相可包含至多80体积％DME和至多30体积％甲醇。

为操作反应器，将包含气态氧合物(优选DME和/或甲醇)以及蒸汽且具有150-300℃的温度的进料混合物冷却至100-160℃的温度，分离成液相和气相，并将液相和气相分成几个分流，其数目各自相当于存在于反应阶段之间的空间数目。基于该空间，将在加热至170-300℃的温度以后的气相分流和在冷却至25-150℃的温度以后的液相分流供入雾化器中并喷入该空间中。通过将相应温度和量的气体和液体供入各个反应阶段之间，可在进入下一随后反应阶段中以前将离开反应阶段进入空间中的反应混合物的入口温度调整至所需温度。

通过引用将文件WO 2007/140844 A1中根据权利要求1-13所述反应器的特征以及根据权利要求14-15的反应器操作方法的特征以及此外根据图1至图7的典型实施方案描述和第5-8页与其有关的附图描述并入本专利申请的公开内容中。