[发明专利]在含氧物到烯烃工艺中污染排出物的催化剂颗粒的湿法洗涤和循环

说明书

本发明一般地涉及利用流化含氧物转化区和含例如ELAPO分子筛的较贵催化剂，在含氧物到烯烃(OTO)工艺中保护催化剂的方法，以及在洗涤液中回收这些污染催化剂颗粒的湿法洗涤步骤的应用。

生产用在众多重要化学品生产中的轻烯烃原料是世界范围内石化工业关注的焦点。轻烯烃包括乙烯、丙烯及其混合物。在当今精炼中这些原料的主要来源是蒸汽裂化石油进料。长期以来，本领域在寻找一种提供轻烯烃原料所需的非石油原料源。现有技术关注将含氧物，例如甲醇催化转化为所期望的轻烯烃产品的不同过程。对于生产这些所期望轻烯烃的路线，甲醇转化技术受到主要关注。1982年5月递交的US-A-4387263报道了一系列使用ZSM-5型催化剂体系的甲醇转化技术实验，其中DME循环问题是该公开技术的焦点。’263专利中所报道的乙烯和丙烯的高产率伴随有高级脂族和芳族烃的大量形成。为限制这种重物质的生成，’263专利的专利权人建议将转化率限定为低于送入MTO转化步骤中甲醇的80％，由此必需要回收和循环未反应的甲醇和大量DME中间产物的装置。’263专利教导了使用水溶剂的DME和甲醇洗涤步骤，以有效地高效率回收未反应的甲醇和中间DME。

US-A-4587373教导了当操作商用设备时需要高压，以维持合理的设备大小和质量流率，而这造成大量DME溶解在从主分离器排出的烃液汽中所回收的重质烃油副产物中。’373专利还公开了将甲醇进料转到DME吸收区，以回收DME，由此减小洗涤区的尺寸。

US-A-5095163、US-A-5126308和US-A-5191141教导将非沸石型分子筛用作催化材料，以减少相对于ZSM-5型催化剂体系生成的不期望C4+烃产物的量。非沸石型分子筛一般包括金属铝磷酸盐(ELAPO)，更具体地是硅铝磷酸盐分子筛(SAPO)。

US-B-6403854、US-A-6166282和US-A-5744680指出在OTO操作中使用流化反应区和流化再生区，作为有效地高效率利用ELAPO或SAPO型催化剂体系的优选商业方案。这种技术的应用带来了将流化催化剂颗粒高效率地从离开OTO转化区的蒸汽组分中分离出的固-气分离的大问题。US-A-6166282示出了一组3个旋风分离装置，以从产物排出流中分离用过的OTO催化剂。这依然存在有关OTO或催化剂污染从流化转化区排出的产物排出流的相当大的问题。

US-A-5744680公开了对冷却的OTO转化区排出流进行湿法洗涤步骤，以从该排出流中移出含ELAPO分子筛的催化剂颗粒，但仅仅教导了从湿法洗涤步骤中排出含催化剂的底部料流，用于进一步处理，但具体处理没有明确。US-A-6121504利用湿法洗涤使OTO转化区的排出流骤冷，并形成再循环到湿法洗涤料流中的底部料流，但浆流(drag stream)进入汽提区，以进行热回收。US-B-6403854举例说明了对从OTO转化区回收的热排出流进行骤冷的过程，其中第一阶段是移出产物排出流中夹带的催化剂碎屑。US-B-6870072公开了催化剂颗粒污染产物排出流的问题，并利用湿法洗涤区移出这些污染颗粒，但没有使用回收和再利用这些催化剂颗粒的装置。

OTO工艺的主要经济问题是当产物排出流含有大量污染催化剂颗粒时，为维持OTO转化系统中的催化剂存量，必须向OTO或流化转化区中添加新鲜催化剂的量。这种催化剂颗粒污染排出物的问题是由于ELAPO或SAPO分子筛的较高花费。目前，含ELAPO催化剂体系的等价成本预期是沸石体系的5-40倍。本发明解决了减少来自流化OTO转化区的催化剂颗粒损失问题，以降低较昂贵催化剂的消耗，由此提高了OTO转化工艺的经济性。

本发明期望并提供的对这种催化剂损失问题的解决方案包括：应用湿法洗涤的步骤，以回收几乎所有污染产物排出流的催化剂颗粒，并将这些催化剂颗粒在洗涤液(例如水)中的浆料随后循环，使所得浆料中含有的至少部分催化剂颗粒循环到OTO转化区或相关的失活OTO催化剂再生区，由此恢复这些污染催化剂颗粒的催化活性，并减少加入新鲜催化剂以补充催化剂损失的需要。已发现这些污染排出物的催化剂颗粒的催化活性不仅在受到与将这些含在产物排出流中的较热颗粒引入较冷湿法洗涤区(其通过将这些颗粒浸在一般含水的洗涤液中而捕获这些颗粒)中有关的热液冲击中仍保持，而且在非必要的浓缩步骤之后将这些颗粒直接返回到较热OTO转化区或较热的用过OTO催化剂再生区中也仍保持，无需任何的附加处理。相当意外地，这些回收催化剂颗粒的催化活性在受到与引入湿法洗涤区中有关的热液冲击以及与返回到OTO转化区或相关催化剂再生区中有关的热冲击仍保持。