[发明专利]减少焦化的甲醇－烯烃方法

说明书

背景技术

本发明涉及通常涉及利用流化床反应区的烃转化方法。更具体地，本 发明涉及用于甲醇至轻烯烃的转化的方法和反应器。

轻烯烃，尤其乙烯和丙烯，是各种化学产品的制造中重要的中间产物。 石油资源的有限来源和高成本导致从这类资源中生产轻烯烃的成本增加。 加之来源的地理差异以及发展中经济的石化产品的快速增长，这些因素促 使去寻找用于轻烯烃生产的可替代材料。含氧物(oxygenate)例如醇类，尤 其是甲醇和乙醇，可以通过发酵或从合成气中生产。合成气能从天然气， 石油液，以及含碳物质包括煤、回收塑料、城市垃圾或其他有机材料中生 产。因此，醇类提供了用于烯烃及其衍生物的生产的可替代途径。

甲醇生产轻烯烃的转化是已知的。由Clarence D.Chang所著的 “Hydrocarbons from Methanol”，Marcel Dekker Inc.N.Y.(1983)介绍了标 题所述技术的详细调查和总结。Chang在第21-26页讨论了在分子筛存在 时甲醇-烯烃的转化率。Chang给出的适合用于甲醇-烯烃转化的分子筛的 例子有菱沸石、毛沸石和合成沸石ZK-5。

US4328384和US4547616教导了使用流化沸石催化剂的含氧物向烯烃 的转化。硅铝磷酸盐分子筛在从脂肪族杂化合物生产轻烯烃中的使用被 US4677243公开。US4973792教导了包括在催化剂再生之前的净化(purge) 的杂化合物向轻烯烃的流化催化转化。US6166282教导了使用快速流化床 反应器的含氧物转化，其特点在于相较于之前的方法减少了催化剂总量。 以上专利的所有教导在这里都作为参考引入。

本领域在几个例子中公开了处理设备的覆层，以防止不期望的副反应。 US6548030还教导了低硫催化的重整系统，带有至少一个具有保护层的表 面部件，以抗渗碳或金属尘化。US5406014公开了一种脱氢方法，其中提 供有具有抗渗碳的保护层的钢反应器系统。US6602483B2教导了使用蒸汽 的烃转化方法，例如热裂解和乙苯脱氢，其中通过在反应器系统上的含金 属的覆层使得蒸汽的需要量减少。US2004/0152935A1公开了一种通过覆层 加热器、进料线和进料喷嘴减少在进料气化和引入系统中上至甲醇进入甲 醇-烯烃反应器的点的、来自不希望的甲醇转化的金属催化的副产物的方 法。在IND.ENG.CHEM.RES.1994，33，1363-1372中，William L Holstein 教导了在涉及甲醇的化学处理中水的存在保持铁表面处于氧化态，这对于 纤丝状碳的形成是无活性的。

1986年4月的Department of Energy报告DOE/ET/14914， CONVERSION OF METHANOL TO GASOLINE Extended Project:: METHANOL TO OLEFINS/Modification and Operations of the Demonstration Plant/MILESTONE REPORT报导了甲醇-烯烃示范项目， 采用之前曾用于甲醇-汽油[MTG]项目的示范的改进的100桶/天的装置。 示范项目中的试运行显示，在375℃下碳钢能催化甲醇分解，迫使不锈钢 制成的过热器换成新的。US4046190牵扯到包括毛细管槽和在板之间的金 属捻的加热管设备，并且公开了“已经发现铜、黄铜、镍和不锈钢与甲醇在 55°F相容”。出版物“Effect of Oxidizing and Reducing Gas Atmospheres on the Iron-Catalyzed Formation of Filamentous Carbon from Methanol，IND. ENG.CHEM.RES.1994，33，1367-1372”讨论了铁表面上的甲醇分解和纤 丝状碳的形成，认识到对于不锈钢的比较久的诱导期。

以上参考内容承认在流化床反应区转化含氧物时金属催化焦化的问 题，但是提出通过在方法中使用水或具有不锈钢的设备避免这一问题。本 发明确认了在这些条件下金属催化焦化的不曾预料的问题，并提供了保护 反应区表面的溶液。

发明内容

在一个广义实施方式中，本发明包括在催化剂存在的转化条件下在流 化床反应区内将含有含氧物的原料流转化以生产含有轻烯烃的产物流的 方法，其中该反应区的一个或多个内表面具有比合金钢更好的抗金属催化 焦化。