[发明专利]用于从含氧物制备烯烃的方法和设备

说明书

本发明涉及一种用于从含氧物制备烯烃的方法，所述方法具有以下步骤：(i)将至少一种含氧物异相催化转化成含丙烯、芳香族化合物和环状烯烃的料流，和(ii)该含丙烯、芳香族化合物和环状烯烃的料流的至少部分料流的烯烃互变。此外，本发明包括一种用于进行本方法的设备。

丙烯(C₃H₆)为化学工业的最重要原料之一。全球范围内对基本原料丙烯的需求日益增长，其中丙烯如乙烯一样大多在蒸汽裂解器中从石油制备得到，其制备得到的比例取决于方法条件和原料。

为了获得额外的丙烯，存在多种方法，例如PDH方法，其从作为离析物的丙烷开始进行。然而，首先已知的是所谓的MTP方法，其中通过在沸石催化剂上的催化转化从甲醇(MeOH)或二甲醚(DME)制备烯烃。通过改变催化剂和方法条件，可影响所得产物的选择性，因此产物谱可移向短链烯烃(因而该方法也常命名为甲醇制烯烃(MTO))、移向较长链产物(因而该方法也常命名为甲醇制汽油(MTG))或移向丙烯。

MTP方法的基本原理被描述于例如DE 10 2005 048 931 A1中。从含有蒸汽和含氧物例如甲醇和/或二甲醚的离析物混合物，首先制备了C₂-C₄烯烃。通过至少一个反应器中的异相催化反应，离析物混合物被转化为包含低分子烯烃和汽油烃的反应混合物。通过适合的分离理念，较高级烯烃(尤其是C₄₊级分)可作为再循环料流而被至少部分再循环至反应器中并在所述反应器中大部分转化为丙烯，由此提高丙烯产率。

MTP方法通常具有约65％(摩尔C)的丙烯产率。增加的产率会明显改进该方法的经济性。作为MTP方法的主要副产物，得到汽油样混合物(MTP汽油)，其基本上由烯烃、链烷烃、环烷烃、环烯烃和芳香族化合物组成。该MTP汽油同样可并入后续价值链中，但具有比丙烯更低的市场价值。

如WO 2006/136433 A1中所述，因而部分尝试将MTP汽油进行烯烃互变形式的后处理，其中MTP汽油在沸石催化剂上在约400-500℃的温度和1-5巴的压力下进行转化。由于该下游反应，可实现整个方法的丙烯产率的适度增加，但总产率仍然低于70％(摩尔C)。

将MTP汽油直接再循环至MTP反应器中未提供丙烯产率的增加。因为在MTP反应器内部发生了不希望的芳香族化合物烷基化反应(其消耗甲醇，因而甲醇不再能用于选择性形成丙烯)，整个方法的丙烯产率甚至会降低。

因而，某些方法致力于转化所获得的较重质烯烃，以致至少获得具有均匀组成和较高市场价值的产物。US 4,543,435例如教导了将至少部分所得烯烃转化为重质烃，以致液化气和汽油的产率可在MTO方法中得以增加。

WO 2011/131647描述了一种用于制备芳香烃的方法，其中轻质烷烃进料在适合的催化剂上被至少部分转化为芳香族化合物。与之平行的是进行MTO方法。MTO方法的部分含氧物进料得以制备，因为在烷烃向芳香族化合物转化期间所得到的氢气被转化为含氧物以及一氧化碳和/或二氧化碳。由此获得的产物料流可容易地与MTO方法的其它副产物(尤其是甲烷、碳氧化物、氢气和类似于液化气的产物)组合。

为了提高来自MTO方法的有价值产物的产率，所得芳香烃的氢化也是已知的。US 2004/0039239例如教导了较高级烯烃在适合的氢化催化剂上的氢化。具体而言，由于芳香族化合物也被氢化成链烷烃的事实，因此可提高汽油样有价值产物的产率。

从US 4,482,772可得知MTO方法中的氢化，其中首先发生含氧物向烯烃的转化，随后将由此获得的烯烃低聚化。低聚化之后，至少部分产物料流被氢化，因此产物料流中含有的芳香族化合物被转化为环烷烃。类似地，可由此进一步提高汽油样有价值产物的产率。

为了进行这样的氢化，多种类型的催化剂和其可能应用为已知的，例如根据US 2007/0284284 A1。

然而，因为由此获得的MTP方法全部副产物具有比实际目标产物丙烯更低的市场价值，使用该方法仅能够部分补偿丙烯产率最大为约65％这一事实。

因此，本发明的目的在于提供一种方法，其中从含氧物开始进行，可以明显提高丙烯产率。

该目的通过具有权利要求1特征的方法解决。