[发明专利]用于减少MTO转化中的含氧化合物再循环的方法

说明书

本发明公开了用于减少MTO反应区的重质含氧化合物再循环的方法和装置。在从MTO反应流出物中分离产物和水之后，将富含含氧化合物的料流传递至转化区，在转化区中富含含氧化合物的料流中的甲醇转化为DME。富含DME的料流与重质含氧化合物分离并再循环回MTO反应区。转化区可包括反应性蒸馏塔，或者转化区可包括反应容器和单独的分离容器。

技术领域

本发明整体涉及用于将甲醇转化为烯烃的方法，并且更具体地涉及减少再循环至甲醇-烯烃反应器的副产物的方法。

背景技术

塑料和橡胶的使用很广泛。这些塑料和橡胶的制备是由通常由石油制备的单体的聚合而成的。单体通过较大分子分解为可被改性的较小分子而生成。然后使单体反应以生成包含单体链的较大分子。这些单体的一个重要示例是轻质烯烃，包括乙烯和丙烯，它们代表了石油化工行业中全球需求的大部分。轻质烯烃以及其它单体经由聚合、低聚化、烷基化和其它熟知的化学反应用于生产多种化学产物。因此，以经济型方式生产大量的轻质烯烃材料是石化工业的一个重点。这些单体是现代石化和化工行业的必不可少的重要组成部分。在当今精炼中这些材料主要来源是石油进料的蒸汽裂化。

随着需求的增加，单体的其它来源提供了供应的增加，同时变得经济。来源包括天然气和煤炭转化，其中天然气和煤炭被转化为含氧化合物，并且随后含氧化合物被转化为轻质烯烃。来自含氧化合物至烯烃转化过程的产物流需要纯化以回收轻质烯烃。由于石油原料向轻质烯烃的转化具有不同的化学性质，因此从含氧化合物至烯烃转化过程中分离和净化工艺流是不同的。

由含氧化合物，并且具体地甲醇制备轻质烯烃(例如乙烯和丙烯)，也产生各种含氧化合物副产物。虽然这些副产物中的一些可被回收并再循环至转化反应器中，但是副产物中的一些可结垢并且堵塞下游设备，并且还可导致分离问题(例如乳液、发泡、油夹带)。

在商业甲醇至烯烃(MTO)设计中，含氧化合物被再循环至MTO反应器，这导致在反应器再循环中含氧化合物浓度的积聚。如下文所用，通用术语甲醇至烯烃或MTO意在指可由本公开涵盖的任何含氧化合物至烯烃的转化方法。虽然期望再循环二甲醚(DME)和甲醇以保持MTO进料向烃产物的高利用率，但是有问题的含氧化合物(酮、醛)的再循环导致加工问题。

因此，仍然需要用于将不需要的或不期望的含氧化合物从进入MTO反应器的再循环流中除去的有效且高效的方法。

发明内容

本发明提供了一种或多种用于以有效且高效的方式从进入MTO反应器的再循环流中除去不需要的或不期望的含氧化合物的方法。具体地讲，根据本发明的方法，将作为再循环流中所期望组分之一的甲醇转化为DME。转化为DME使得所期望的含氧化合物能够更容易地与再循环流中不是所期望的含氧化合物分离。具体地讲，DME是再循环流中含氧化合物组分的最易挥发物(沸点为-24℃)，并且能够易于经由蒸馏与其它含氧化合物分离。乙醛(沸点为20.2℃)和丙酮(沸点为56℃)比甲醇(沸点为67.4℃)更具挥发性，需要单独的蒸馏步骤以从甲醇中除去丙酮和乙醛。此外，还需要从甲醇中去除较重的含氧化合物副产物(挥发性小于甲醇)，以使甲醇和DME能够再循环，需要另一个蒸馏步骤。然而，通过将甲醇转化为DME，以有效且高效的方式进行所期望的和不期望的含氧化合物之间的分离。在本发明的一些方法中，转化和分离在相同容器中进行；而在本发明的其它方法中，转化和分离在不同的容器中进行。此外，较小的含氧化合物如丙酮和乙醛可转化为较重的含氧化合物，该较重的含氧化合物更易于与DME分离。

因此，在至少一个方面，本发明的特征可在于提供用于减少MTO反应区的重质含氧化合物再循环的方法，该方法通过以下步骤进行：将包含轻质烯烃、含氧化合物和水的流出物从MTO反应区分离成包含轻质烯烃的烃产物流和包含含氧化合物和水的含水料流；将所述含水料流分离成具有减少量的含氧化合物的水料流和富含含氧化合物的料流；增加所述富含含氧化合物的料流中DME的量并且将所述富含含氧化合物的料流分离成富含DME的料流和重质的富含含氧化合物的料流；以及将所述富含DME的料流的至少一部分再循环至所述MTO反应区。