[发明专利]用于制备乙烯和丙烯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于制备乙烯和/或丙烯的方法。

发明背景

通常，通过蒸气裂化包括乙烷、丙烷、石脑油和氢蜡的链烷烃给料来产生乙烯和丙烯。产生乙烯和丙烯的一种替代路线是含氧化合物（oxygenate）-至-烯烃（OTO）方法。鉴于渐增的天然气可利用性，对用于生产乙烯和丙烯的OTO方法的兴趣正在增长中。天然气中的甲烷可以转化成例如甲醇或二甲醚（DME），这两者都是OTO方法的合适给料。

在OTO方法中，将含氧化合物（如甲醇）提供给包含合适转化催化剂的反应区并转化成乙烯和丙烯。除了所需的乙烯和丙烯以外，相当部分的甲醇转化成高级烃，包括C4+烯烃和链烷烃。为了提高该方法的乙烯和丙烯收率，可以将C4+烯烃再循环至反应区或作为替代方案进一步在专用的烯烃裂化区裂化，以产生进一步的乙烯和丙烯。在WO2009/156433中，描述了一种方法，其中将含氧化合物给料在OTO区（XTO区）中转化成乙烯和丙烯产物。将在OTO区产生的高级烯烃，即，C4+烯烃，引导至烯烃裂化区（OC区）。在烯烃裂化区中，一部分高级烯烃转化成额外的乙烯和丙烯，然而大量高级烯烃保留在烯烃裂化区的流出物中。从烯烃裂化区的流出物分离出乙烯和丙烯后，将剩余的烯烃裂化区的流出物再循环并与来自OTO区的高级烯烃流一起进料到烯烃裂化区的进口。WO2009/156433中描述的方法遇到的问题是再循环至烯烃裂化区中C4+链烷烃的积聚。链烷烃作为OTO反应中的副产物产生，并在OTO区和烯烃裂化区流出物的整理（work-up）过程中与C4+烯烃级分一起累积在脱丙烷塔的塔底流中。C4+链烷烃在烯烃裂化区中没有转化，并且因此保留在再循环中。由于烯烃和相应链烷烃的沸腾温度的差异小，因此难以将C4+链烷烃从C4+烯烃级分再循环中分离出来。为了维持C4+烯烃级分再循环中可接受水平的链烷烃，因此需要将再循环至烯烃裂化区的部分C4+烯烃级分抽出作为清除流。因此，作为部分清除流损失了部分有价值的C4+烯烃。

在US6049017中，描述了一种相似的方法，其中含氧化合物给料在OTO区中在SAPO-34催化剂上转化成包含乙烯、丙烯、丁烯和链烷烃的流出物。将包含丁烯和链烷烃的流从OTO区流出物中分离出来，并引导至丁烯裂化区，其中丁烯在SAPO-34催化剂上裂化。将丁烯裂化区的裂化流出物与OTO区的流出物合并，由此使裂化流出物中任何剩余的丁烯再循环至丁烯裂化区。在US6049017的方法中，丁烯再循环中的链烷烃含量也在积聚。因此，在将包含丁烯和链烷烃的流进料至丁烯裂化区之前，从所述方法中排出清除流（拖曳流）。为了防止清除流中丁烯的损耗，将清除流提供给低聚反应器，其中正丁烯发生低聚而形成高级烯烃，即，C8、C12、C16和更高级的烯烃。随后将这些高级烯烃从清除流中的链烷烃中分离出来，并且引导至丁烯裂化区。US6049017的方法的缺点在于高级烯烃低聚产物的裂化导致丁烯裂化区中更多链烷烃和芳香族化合物的形成。此外，丁烯裂化区中高级烯烃的裂化更易于形成焦炭，导致更多的催化剂失活。因此，获得了低于最佳的乙烯和丙烯收率。

发明概述

本领域对允许在用于生产乙烯和丙烯的方法中提高C4+烯烃利用率的方法存在需求。

现在发现通过在排出链烷烃清除物之前，使用于生产乙烯和丙烯的方法的流出物中的异烯烃与甲醇反应生成叔烷基醚，可以通过将叔烷基醚转化成进一步的乙烯和丙烯来提高对C4+烯烃的利用。

因此，本发明提供了一种用于制备乙烯和/或丙烯的方法，其包括以下步骤：

a）使包含C4+烯烃的流在350至1000℃范围内的温度下接触包含沸石的催化剂并且回收烯烃产物流，所述烯烃产物流包含：

-乙烯和/或丙烯，和

-C4+烃级分，其包含链烷烃、正烯烃和异烯烃；

b）使至少部分所述C4+烃级分经受使用甲醇和/或乙醇的醚化过程，其中用甲醇和/或乙醇将至少部分所述异烯烃转化成叔烷基醚，并且回收醚化产物流；

c）将至少部分所述醚化产物流分离为至少醚富集流和异烯烃贫化的C4+烃流；

d）从所述方法中取出一部分所述异烯烃贫化的C4+烃流，以清除部分所述链烷烃C4+烃；

e）将另一部分所述异烯烃贫化的C4+烃流再循环至步骤（a）；