[发明专利]用于含氧化合物至烯烃制备的催化剂和一次通过式反应器-再生器工艺

说明书

技术领域

本文的公开内容涉及在一次通过式反应器系统(a once-through reactor system)中在含氧化合物(oxygenate)至烯烃的转化工艺中使用高二氧化硅菱沸石分子筛催化剂，其中将大部分或所有的催化剂在与含氧化合物反应后再生。

背景技术

分子筛是甲醇转化成烯烃，或者更通常地含氧化合物转化成烯烃(或“OTO”)中有用的催化剂。“高菱沸石SAPO”类催化剂表明其中其用于甲醇转化的活性和用于初级烯烃(prime olefin)的选择性随着最初与甲醇接触(和因此在分子筛催化剂的孔隙中产生焦炭)而增加的特征诱导阶段。与该诱导阶段相关的较低选择性用例如公开于US2004-0105787的这种工艺设计减轻，该工艺设计允许一部分焦化催化剂进入再生器同时大部分循环回到提升管，而不再生。该操作方式产生在分子筛催化剂颗粒上具有统计学分布量的焦炭的催化剂混合物。然而，由于催化剂上一定量的焦炭，因此所得的较好的初级烯烃选择性伴随着较大的催化剂存量(inventory)和较低的平均催化剂活性。

相反，流化催化剂裂化(“FCC”)反应器以一次通过模式运行，其中所有的催化剂离开提升管反应器并且汽提物在再生器中再生以燃烧焦炭。返回提升管/反应器的再生的催化剂上的焦炭是少的，通常低于1％。所述操作简单并且由于进入反应区的催化剂上较少的焦炭，因此平均催化剂活性高于分级再生。

尽管一次通过式反应器/再生器系统具有操作和设计优点，但只有催化剂具有极少或没有上述具有诱导阶段的SAPO的选择性缺点，它才是好的选择。本发明人已经发现在高二氧化硅菱沸石OTO催化剂中基本上不存在所述诱导阶段，尤其在较高温度下。本发明人发现高二氧化硅菱沸石良好地适应于用于含氧化合物转化成轻质烯烃的有利的FCC类似的一次通过式工艺，并且可能其它类型的催化。

一些感兴趣的公开物包括US 2003-0176751A1、US 7,008,610B2、US 7,067,108B2、US 2007-0100185A1、US 7,094,389B2、US2007-0287874A1、US 2007-0286798A1、US 2008-0103345A1，和CHEM.COMMUN.1881(1998)中的“Synthesis and structure of pure SiO₂ chabazite，the SiO₂ polymorph with the lowest framework density”。

发明内容

发明概述

本文公开了一种使含氧化合物转化成烯烃的方法，包括：在一个或多个含氧化合物至烯烃反应器中使含氧化合物料流与酸性高二氧化硅菱沸石催化剂接触；使大于80％(基于与含氧化合物接触的催化剂(分子筛、粘合剂等)的总重量)的所述催化剂循环到一个或多个催化剂再生器以形成再生的催化剂；使所述再生的催化剂循环回到所述含氧化合物至烯烃反应器以接触含氧化合物料流；和从所述一个或多个含氧化合物至烯烃反应器分离烯烃料流。

在某些实施方案中，所述含氧化合物料流包含新鲜含氧化合物和循环的含氧化合物的混合物。

在某些其它实施方案中，将基本上所有的所述酸性高二氧化硅菱沸石催化剂循环到所述催化剂再生器。

在某些其它实施方案中，所述酸性高二氧化硅菱沸石催化剂在所述催化剂再生器中的平均停留时间为1-30min。

在某些其它实施方案中，所述催化剂再生器平均温度为200-1500℃。

在某些其它实施方案中，优选在再生之后和在与所述含氧化合物接触之前，在所述反应器/再生器系统中所述酸性高二氧化硅菱沸石催化剂的平均焦炭水平为少于5重量％，基于所述催化剂重量。

在某些其它实施方案中，贯穿所述接触和再生工艺以及它们之间的通路，所述酸性高二氧化硅菱沸石催化剂的温度保持在大于200℃。

在某些其它实施方案中，所述一个或多个含氧化合物至烯烃反应器是提升管反应器。

在某些其它实施方案中，所述酸性高二氧化硅菱沸石催化剂的二氧化硅与铝之比为10-2000。

本文公开的各个描述性要素和数值范围可与其它描述性要素和数值范围结合以描述本文所述的装置和工艺的优选实施方案；另外，一个要素的任何数值上限可与同一要素的任何数值下限结合以描述优选的实施方案。在这方面，措词“在X-Y的范围内”意在将“X”和“Y”值包括在该范围内。

附图简述