氧化再生失活催化劑的方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及氧化再生含分子篩的失活催化劑以提供再生的含分子篩的再生的催化劑的方法,其中所述失活催化劑來自含氧化合物轉化成烯烴的工藝和烯烴裂解工藝中的一種或二者;其裝置;和引入這種再生工藝制備烯屬產物的方法;所述再生工藝包括至少下述步驟:提供含氧化劑的再生氣體物流(185);在污染物吸收區(200)內,用含乙二醇的液體吸收劑物流(245)處理再生氣體物流(185),以除去在再生氣體物流內存在的任何水、任何堿金屬離子和任何堿土金屬離子中的一種或多種中的至少一部分,以提供含氧化劑的處理過的再生氣體物流(205);用處理過的再生氣體物流(205)再生含分子篩的失活催化劑,以提供含再生的分子篩的再生的催化劑。
【專利說明】氧化再生失活催化劑的方法和裝置
發明領域
[0001]本發明涉及氧化再生含分子篩(例如沸石)的失活催化劑(具體地,來自含氧化合物轉化成烯烴(OTO)的工藝和烯烴裂解工藝(OCP)中的一種或二者的失活催化劑)的方法及其裝置,和引入這種再生工藝制備烯屬產物的方法。
[0002]發明背景
[0003]常規地,借助蒸汽裂解烷屬烴原料(其中包括乙烷,丙烷,石腦油和烴蠟)生產乙烯和丙烯。得到乙烯和丙烯的備選路線是含氧化合物轉化成烯烴(OTO)的方法。鑒于天然氣增加的可獲得性,生產乙烯和丙烯的OTO方法的興趣正在增長。可將天然氣內的甲烷轉化成例如甲醇或二甲醚(DME),這二者是OTO方法的合適原料。
[0004]在OTO方法中,給含合適的轉化催化劑的反應器的反應區提供含氧化合物,例如甲醇,從而含氧化合物轉化成乙烯和丙烯。除了所需的乙烯和丙烯以外,顯著部分的含氧化合物轉化成含C4+烯烴和烷屬烴的高級烴。然后,可處理來自含烯烴、任何未反應的含氧化合物例如醇或醚(尤其是甲醇和二甲醚)和其他反應產物例如水的反應器的流出物,以提供單獨的組分物流。可例如通過在驟冷區內與冷卻的含水物流接觸,從反應流出物中分離未反應的含氧化合物和水。為了增加所述方法中乙烯和丙烯的產率,可循環C4+烯烴到反應區中或者在專用的烯烴裂解區中進一步裂解,以產生進一步的乙烯和丙烯。
[0005]國際專利申請n0.PCT/US2005/025666(W02006/023189)公開了再生分子篩催化劑的方法。將含氧化合物轉化成烯烴所使用的分子篩催化劑要求周期性再生,以便維持催化劑活性。再生可燒掉在含氧化合物轉化過程中在催化劑上形成的含碳沉積物,且可在氧氣存在下進行。
[0006]W02006/023189公開了發現分子篩催化劑對各種污染物敏感。特別地,發現污染物,例如氯化鈉(它可存在于再生中所使用的空氣內)引起分子篩催化劑的嚴重損害。對于更具有價值的催化劑體系(例如在甲醇轉化成烯烴方法中所使用的那些)來說,據說經濟上有利的是除去氣載鹽以及來自再生空氣的濕氣。W02006/023189的方法使用冷卻器和洗滌器,以從空氣中洗滌鹽。可在洗滌器中使用在冷卻器中形成的冷凝水,來洗掉大多數的氣載鹽。在洗滌器中使用水可導致濕度附帶增加,使得可能增加加補充的干燥器或除霧器。
[0007]W02006/023189的方法的一個問題是,它要求在洗滌之前冷卻再生空氣。然后在再生之前必須再加熱洗滌過的再生空氣。另外,通過夾帶的液滴,使用含水洗滌器洗掉鹽會增加通過洗滌器產生的再生空氣的濕度。水分子可能使分子篩催化劑的催化位點永久失活。因此,可要求額外的裝置,例如使用干燥器或除霧器,以降低洗滌過的再生空氣的濕度。
[0008]發明概述
[0009]本發明提供再生含分子篩的失活催化劑(尤其是OTO或烯烴裂解工藝(OCP)催化齊IJ)的改進方法和裝置,它不要求在洗滌之前冷卻再生氣體。因此,通過省去冷卻和再加熱步驟,提供OPEX節約。就不再要求的預洗滌冷卻單元來說,這還提供CAPEX節約。另外,不再需要在洗滌之后干燥再生空氣,這是因為本發明沒有利用含水洗滌系統。
[0010]通過用含乙二醇(例如單乙二醇或乙二醇低聚物)的液體吸收劑物流處理再生氣體,以吸收所存在的一種或多種污染物的至少一部分,從而實現這些益處。特別地,液體吸收劑物流可吸收在再生氣體內存在的任何水、任何堿金屬離子和任何堿土金屬離子中的一種或多種的至少一部分。這提供貧含任何水、任何堿金屬離子和任何堿土金屬離子中的一種或多種的處理過的再生氣體,且不需要冷卻和再加熱再生氣體。根據W02006/023189已知,可在沒有與在含水洗滌之前冷卻再生氣體有關的熱量損失和隨后通過再加熱洗滌過的再生氣體消耗的能量的情況下,實現這一處理。
[0011]本文提到含分子篩的失活催化劑是含分子篩和包括含碳沉積物的催化劑。在含氧化合物轉化成烯烴的工藝和烯烴裂解工藝中,含分子篩的催化劑典型地因在催化劑上(尤其是在催化劑內的分子篩的活性位點上)沉積含碳物質而失活。因此,優選地,失活催化劑進一步包括含碳沉積物。
[0012]另外,與未處理的再生氣體相比,用液體吸收劑物流處理再生氣體物流也可降低處理過的再生氣體內其他污染物的濃度。這種其他的污染物可以是氣載污染物,例如選自固體粒狀物例如煤灰和硫的氧化物SOx中的一種或多種。
[0013]來自夾帶在處理過的再生氣體內的液體吸收劑物流的任何乙二醇或乙二醇低聚物不會負面影響氧化再生工藝,且將與含碳沉積物一起燃燒。此外,返回到反應器中的在再生催化劑上存在的任何殘留的乙二醇或乙二醇低聚物將不干擾轉化反應,例如OTO或OCP反應,且確實可作為這一方法的一部分原料被消耗。
[0014]在第一方面中,本發明提供氧化再生含分子篩的失活催化劑方法,其中由含氧化合物轉化成烯烴的工藝和烯烴裂解工藝中一種或二者中獲得所述失活催化劑,以提供含再生的分子篩的再生催化劑,所述再生工藝包括至少下述步驟:
[0015]-提供含氧化劑的再生氣體物流;
[0016]-在污染物吸收區中,用含乙二醇的液體吸附劑物流處理再生氣體,以除去在再生氣體物流內存在的任何水、任何堿金屬離子和任何堿土金屬離子中的一種或多種的至少一部分,從而提供含氧化劑的處理過的再生氣體物流;
[0017]-用處理過的再生氣體物流再生含分子篩的失活催化劑,以提供含分子篩的再生的催化劑。
[0018]在一個實施方案中,所述乙二醇可包括單乙二醇和乙二醇低聚物中的一種或多種。可由2-10個單乙二醇單體,更優選2-4個單乙二醇單體,形成乙二醇低聚物。乙二醇仍然更優選包括含單乙二醇、二甘醇和三甘醇中的一種或多種,最優選單乙二醇。
[0019]在進一步的實施方案中,堿金屬離子可以是選自含Li+、Na+和K+中的一種或多種,尤其是Na+。在仍然進一步的實施方案中,堿土金屬離子可以是選自Mg2+,Ca2+,Sr2+和Ba2+中的一種或多種,更優選Ca2+。典型地,金屬離子包括Li+,Na+,K+,Mg2+,Ca2+和Sr2+中的一種或多種,更典型地Na+和Ca2+。
[0020]在另一實施方案中,任何堿金屬離子和堿土金屬離子中的一種或二者可以鹽形式存在,即堿金屬鹽或堿土金屬鹽,例如NaCl和/或CaCl2。鹽可以選自氯化鈉,氯化鋰,氯化鉀和氯化鈣中的一種或多種。
[0021]鹽可以是固體鹽和/或鹽的水溶液形式。例如,可通過從鹽水例如海水中蒸發水,形成固體NaCl顆粒,而NaCl的水溶液可包括海水的液滴。鹽的水溶液可以被液體吸收劑物流吸收。固體鹽顆粒可從再生氣體中除去進入液體吸收劑物流內。[0022]在再一實施方案中,再生氣體物流可進一步包括水、堿金屬離子和堿土金屬離子中的一種或多種,處理過的再生氣體物流可貧含水、堿金屬離子和堿土金屬離子中的一種或多種,且處理再生氣體物流的步驟可進一步提供含乙二醇以及水、堿金屬鹽和堿土金屬鹽中的一種或多種的廢液體吸收劑物流。典型地,再生氣體物流可進一步包括水以及堿金屬離子和堿土金屬離子中的一種或二者,處理過的再生氣體物流可以是貧含水以及堿金屬離子和堿土金屬離子中的一種或二者的物流,且處理再生氣體物流的步驟可進一步提供含乙二醇、水以及堿金屬鹽和堿土金屬鹽中的一種或二者的廢液體吸收劑物流。
[0023]在另一實施方案中,通過下述步驟中的一個或二者,提供來自含氧化合物轉化成烯烴的工藝和烯烴裂解工藝中的一種或二者中的失活催化劑:
[0024]-在含氧化合物轉化成烯烴的反應區內,在含分子篩的催化劑存在下,使包括含氧化合物的含氧化合物原料反應,產生含分子篩的失活催化劑以及含未反應的含氧化合物、烯屬產物和水的反應流出物物流;和
[0025]-在烯烴裂解工藝的反應區內,在含分子篩的催化劑存在下,使含烯烴的C4+烴原料反應,產生含分子篩的失活催化劑,和含未反應的C4+烴以及乙烯和丙烯中一種或二者的反應流出物物流。
[0026]在又一實施方案中,通過下述步驟,提供來自含氧化合物轉化成烯烴的工藝和烯烴裂解工藝中的一種或二者的失活催化劑:
[0027](I)在烯烴裂解工藝的反應區內,在含分子篩的催化劑存在下,使含烯烴的C4+烴原料反應,產生含分子篩的失活催化劑,和含未反應的C4+烴以及乙烯和丙烯中的一種或二者的反應流出物物流;和
[0028](2)在含氧化合物轉化成烯烴的反應區內,在步驟(I)的失活催化劑存在下,使包括含氧化合物的含氧化合物原料反應,產生含分子篩的失活催化劑以及含未反應的含氧化合物、烯屬產物和水的反應流出物物流。
[0029]在進一步的實施方案中,所述方法可進一步包括下述步驟:
[0030]-使至少一部分廢液體吸收劑物流作為液體吸收劑物流通到污染物吸收區中。
[0031]在仍然進一步的實施方案中,所述方法可進一步包括下述步驟:
[0032]-除去一部分廢液體吸收劑物流作為廢液體吸收劑排放物流;
[0033]-使乙二醇通到液體吸收劑物流中作為液體吸收劑恢復物流。
[0034]典型地,該乙二醇具有與在液體吸收劑物流中的乙二醇相同的組成。
[0035]在又一實施方案中,所述方法可進一步包括下述步驟:
[0036]-干燥廢液體吸收劑物流,以提供含乙二醇的再生液體吸收劑物流,和含水以及堿金屬鹽和堿土金屬鹽中的一種或二者的丟棄物流(rejection stream);
[0037]-使再生的液體吸收劑物流通到污染物吸收區作為液體吸收劑物流。
[0038]在另一實施方案中,所述方法可進一步包括在處理再生氣體和再生催化劑步驟之間的下述步驟:使處理過的再生氣體除霧,以除去至少一部分任何夾帶的乙二醇。
[0039]在又一實施方案中,使失活催化劑再生的步驟可包括用處理過的再生氣體物流氧化含碳沉積物。
[0040]在另一實施方案中,可在范圍為550-750°C,更優選范圍為600-650 °C的溫度下,
再生失活催化劑的步驟。[0041]在進一步的實施方案中,在再生步驟中,可控制溫度和處理過的再生氣體物流的質量流動中的一種或二者,以控制氧化再生失活催化劑的速度。含碳材料例如焦炭的氧化是放熱的,結果可通過控制處理過的再生氣體的溫度來操縱反應溫度,從而控制反應速度。
[0042]在進一步的實施方案中,所述方法可進一步包括在使再生氣體物流通到污染物吸收區中之前的下述步驟:加熱再生氣體物流,以提供加熱的再生氣體物流;使得處理過的再生氣體物流是加熱的物流。
[0043]在仍然進一步的實施方案中,所述方法可進一步包括在使再生氣體物流通到污染物吸收區的步驟和再生失活催化劑的步驟之間的下述步驟:
[0044]-加熱處理過的再生氣體物流。
[0045]加熱處理過的再生氣體物流的步驟提供處理過的再生氣體物流作為加熱的物流。
[0046]在另一實施方案中,在再生氣體物流內的氧化劑可包括氧氣。在進一步的實施方案中,再生氣體物流可包括空氣。典型地,再生氣體物流是空氣物流。
[0047]在又一實施方案中,分子篩可選自硅鋁磷酸鹽和鋁硅酸鹽。分子篩可以是具有至少10-元環沸石結構的鋁硅酸鹽。分子篩可包括下述中的一種或多種:Τ0Ν-型鋁硅酸鹽例如ZSM-22,MTT-型鋁硅酸鹽例如ZSM-23,和MF1-型鋁硅酸鹽例如ZSM-5。典型地,分子篩是至少部分氫化形式。
[0048]在第二方面中,本發明提供一種制備烯屬產物的方法,所述方法包括至少下述步驟:
[0049](a)在含氧化合物轉化成烯烴的反應區內,在含分子篩的催化劑存在下,使包括含氧化合物的含氧化合物原料反應,產生含分子篩的失活催化劑,和含未反應的含氧化合物、烯屬產物和水的反應流出物物流;
[0050](b)使根據第一方面的方法和以上討論的它的實施方案的失活催化劑再生,以提供再生的催化劑。
[0051]烯屬產物典型地包括的乙烯、丙烯、丁烯和戊烯中的一種或多種。優選地,烯屬產物包括乙烯和任選地丙烯,、丁烯和戊烯中的一種或多種。
[0052]在第三方面中,本發明提供含乙烯和丙烯中的一種或二者的烯屬產物的制備方法,所述方法包括至少下述步驟:
[0053](a)在烯烴裂解工藝的反應區內,在含分子篩的催化劑存在下,使含烯烴的C4+烴原料反應,產生含分子篩的失活催化劑,和含未反應的C4+烴以及乙烯和丙烯中的一種或二者的反應流出物物流;
[0054](b)使根據第一方面的方法和以上討論的它的實施方案的失活催化劑再生,以提供再生的催化劑。
[0055]在第四方面中,本發明提供制備烯屬產物的方法,所述方法包括至少下述步驟:
[0056](a) (I)在烯烴裂解工藝的反應區內,在含分子篩的催化劑存在下,使含烯烴的C4+烴原料反應,產生含分子篩的失活催化劑,和含未反應的C4+烴以及乙烯和丙烯中的一種或二者的反應流出物物流;
[0057](2)在含氧化合物轉化成烯烴的反應區內,在步驟(I)的失活催化劑存在下,使包括含氧化合物的含氧化合物原料反應,產生含分子篩的失活催化劑以及包括未反應的含氧化合物、烯屬產物和水的反應流出物物流;[0058](b)再生根據第一方面的方法和以上討論的它的實施方案的失活催化劑,以提供再生的催化劑。
[0059]在第三或第四方面的一個實施方案中,分子篩是鋁硅酸鹽分子篩,和更特別地沸石分子篩。
[0060]在第二、第三或第四方面的一個實施方案中,所述方法可進一步包括下述步驟:
[0061](c)用再生的催化劑重復步驟(a)至少一次;
[0062](d)用失活的催化劑重復步驟(b)至少一次。
[0063]在第五方面中,本發明提供氧化再生含分子篩的失活催化劑以提供含再生的分子篩的再生的催化劑的裝置,所述裝置至少包括:
[0064]-含液體吸收劑的污染物吸收區,所述液體吸收劑包括乙二醇,所述污染物吸收區具有用于含氧化劑的再生氣體物流的第一入口和用于含氧化劑的處理過的再生氣體物流的第一出口,所述第一出口與再生區的第一入口流體連通,所述污染物吸收區進一步包括用于液體吸收物流的第二入口和用于廢液體吸收物流的第二出口 ;
[0065]-包括含分子篩的失活催化劑的再生區,所述失活催化劑來自含氧化合物轉化成烯烴的工藝和烯烴裂解工藝中的一種或二者,所述再生區具有用于處理過的再生氣體物流的第一入口,和用于再生流出物物流的第一出口。
[0066]在第四方面的一個實施方案中,再生區可以是OTO或OCP反應區,尤其是OTO或OCP反應器。
[0067]在第五方面的另一實施方案中,再生區可進一步包括用于流化的再生催化劑物流的第二出口,所述第二出口與反應區的第一入口流體連通,和用于流化的失活催化劑物流的第二入口與反應區的第一出口流體連通,和
[0068]-具有用于流化的再生催化劑物流的第一入口,用于失活催化劑流體物流的第一出口,用于反應流出物物流的第二出口和用于原料物流的第二入口的OTO或OCP反應區。
[0069]在第五方面的進一步的實施方案中,反應區可以是反應器,例如流化床或提升管反應器。
[0070]發明詳述
[0071]現通過僅僅實例并參考非限制性附圖,描述本發明的實施方案,其中:
[0072]圖1是本文描述的氧化再生失活OTO催化劑的方法的一個實施方案的簡圖。
[0073]圖2是本文描述的氧化再生失活OTO催化劑的方法的另一實施方案的簡圖。
[0074]圖1示出了含分子篩的失活OTO催化劑的氧化再生方法的第一實施方案的簡圖。
[0075]可在含氧化合物轉化成烯烴的工藝中在催化轉化含氧化合物原料成烯屬產物的過程中,或者在烯烴裂解工藝中在含烯烴的C4+烴原料的催化裂化過程中,生產在本文描述的方法和裝置中再生的失活催化劑。
[0076]例如,圖1示出了可在含氧化合物轉化條件下,在OTO反應區50,例如OTO反應器內使含氧化合物原料物流5與含氧化合物轉化用催化劑接觸,獲得含烯烴(尤其是低級烯烴)的反應流出物。本文提到“含氧化合物原料”是指包括含氧化合物的原料。在OTO反應區50中,至少一部分原料轉化成含一種或多種烯烴(優選包括低級烯烴,尤其是乙烯和典型地丙烯)的產物。可從OTO反應區50中作為反應流出物物流55除去反應流出物。反應流出物物流55可包括未反應的含氧化合物、烯屬產物和水,且可按照本領域已知的各種方式加工。以下討論的圖2的實施方案示出了加工反應流出物的一個優選的線路。
[0077]在所述方法中所使用的含氧化合物優選是包括至少一個氧-鍵合的烷基的含氧化合物。烷基優選是C1-C5烷基,更優選C1-C4烷基,即分別包括1-5或1-4個碳原子;更優選烷基包括I或2個碳原子和最優選I個碳原子。可在含氧化合物原料中使用的含氧化合物的實例包括醇和醚。優選的含氧化合物的實例包括醇,例如甲醇,乙醇,丙醇;和二烷基醚,例如二甲醚,二乙醚,甲基乙基醚。優選地,含氧化合物是甲醇或二甲醚,或其混合物。
[0078]優選地,含氧化合物原料包括至少50wt%的含氧化合物,尤其是甲醇和/或二甲醚,基于全部烴,更優選至少70wt%。
[0079]含氧化合物原料可包括一定量的稀釋劑,例如水或蒸汽。在一個實施方案中,含氧化合物與稀釋劑的摩爾比為10:1至1:10,優選4:1至1:2,尤其是當含氧化合物是甲醇和稀釋劑是水(典型地蒸汽)時。
[0080]優選地,除了含氧化合物以外,烯屬共原料與含氧化合物原料一起提供和/或作為一部分含氧化合物原料提供。圖1示出了供應到OTO反應區50中的所述共原料作為烯屬共原料物流15。本文提到烯屬共原料是指含烯烴的共原料。烯屬共原料優選包括C4和高級烯烴,更優選C4和C5烯烴。優選地,烯屬共原料包括至少25wt%,更優選至少50wt%C4烯烴,和至少總計70wt% C4烴物質。
[0081]在正常操作過程中,優選地,至少70wt%的烯屬共原料通過來自OTO反應流出物的C4+烴餾分的循環物流形成。優選地,基于全部烯屬共原料,至少90wt %的烯屬共原料通過這種循環物流形成。為了最大化生產乙烯和丙烯,期望在OTO工藝的流出物內最大化C4烯烴的循環。這可通過在OTO流出物內循環至少一部分C4+烴餾分,優選C4-C5烴餾分,更優選C4烴餾分來進行。然而,它的一定部分,例如I 一 5wt%可作為凈化氣體引出,否則因為飽和烴,尤其是C4 (丁烷),將在該工藝中累積,而它們在OTO反應條件下基本上不發生轉化。
[0082]在提供到OTO轉化區中的含氧化合物原料內的含氧化合物與在烯屬共原料內的烯烴的優選摩爾比取決于所使用的特定含氧化合物和在其內的反應性氧-鍵合的烷基的數量。優選地,在全部原料內含氧化合物與烯烴的摩爾比位于20:1至1:10范圍內,更優選在18:1至1:5范圍內,仍更優選在15:1至1:3范圍內,甚至仍然更優選在12:1至1:3范圍內。
[0083]正如以上已經提到的,對于轉化含氧化合物例如甲醇或二甲醚成含烯烴的產物來說,各種OTO工藝是已知的。一種這樣的方法描述于W0-A2006/020083中。由合成氣生產含氧化合物和它們轉化成輕質烯烴的一體化方法描述于US20070203380A1和US20070155999A1 中。
[0084]適合于轉化含氧化合物原料的催化劑包括分子篩。這種含分子篩的催化劑典型地還包括粘合劑材料,基體材料和任選地填料。
[0085]合適的基體材料包括粘土,例如高嶺土。合適的粘合劑材料包括氧化硅,氧化鋁,氧化硅-氧化鋁,氧化鈦和氧化鋯,其中優選氧化硅,因為它的酸度低。
[0086]分子篩優選具有一個和優選兩個或更多個共享角(corner-sharing)的四面體單元,更優選兩個或更多個[SiO4]、[AlO4]和/或[PO4]四面體單元的分子骨架。這些硅,鋁和/或磷基分子篩和含金屬的硅、鋁和/或磷基分子篩已經詳細地描述于許多出版物中,其中包括例如美國專利N0.4,567,029。在優選的實施方案中,分子篩具有8_、10-或12-環結構,和從約3埃到15埃范圍的平均孔度。
[0087]合適的分子篩是硅鋁磷酸鹽(SAPO),例如SAP0-17,-18,-34,-35,-44,以及SAP0-5,-8,-11,-20,-31,-36,-37,-40,-41,-42,-47 和-56 ;鋁磷酸鹽(AlPO)和金屬取代的(硅)鋁磷酸鹽(MeAlPO),其中在MeAlPO內的Me是指取代的金屬原子,其中包括選自元素周期表的第ΙΑ, IIA, IB, IIIB, IVB,VB,VIB,VIIB,VIIIB族和鑭系之一的金屬。優選地,Me選自 Co, Cr, Cu, Fe, Ga, Ge, Mg, Mn, Ni, Sn, Ti, Zn 和 Zr 中之一。
[0088]或者,含氧化合物原料的轉化可通過使用含鋁硅酸鹽的催化劑(尤其是含沸石的催化劑)來實現。合適的催化劑包括含ZSM組的沸石的那些,所述沸石尤其是MFI型例如ZSM-5, MTT型例如ZSM-23,TON型例如ZSM-22,MEL型例如ZSM-11,和FER型。其他合適的沸石例如是STF-型例如SSZ-35,SFF型例如SSZ-44和EU-2型例如ZSM-48的沸石。
[0089]當烯屬共原料與含氧化合物一起被喂入到含氧化合物轉化區中時,為了增加乙烯和丙烯的生產,優選含鋁硅酸鹽的催化劑,和尤其是含沸石的催化劑。
[0090]優選的催化劑包括更多維的沸石,尤其是MFI型,更尤其是ZSM-5,或MEL型,例如沸石ZSM-11。這些沸石尤其是適合于轉化烯烴(其中包括異烯烴)成乙烯和/或丙烯。具有更多維的通道的沸石在至少兩個方向上具有相交的通道。因此,例如由在第一方向上基本上平行的通道和在第二方向上基本上平行的通道形成通道結構,其中在第一和第二方向上的通道相交。與進一步的通道類型相交也是可能的。優選地,在至少一個方向上的通道是10-元環通道。優選的MF1-型沸石具有至少60和優選至少80的氧化硅與氧化鋁之比SAR0優選的催化劑可包括含一種或多種沸石的催化劑,所述沸石具有一維10元環通道,即不與其他通道相交的一維10元環通道。優選的實例是MTT和/或TON型的沸石。
[0091]在特別的實施方案中,催化劑除了包括具有10元環通道的一種或多種一維沸石例如MTT和/或TON型以外,還包括更多維的沸石,尤其是MFI型,更尤其是ZSM-5,或MEL型,例如沸石ZSM-1I。
[0092]所述催化劑可進一步包括原樣的磷或在化合物內的磷,即在分子篩骨架內包括的任何磷以外的磷。優選含MEL或MF1-型沸石的催化劑另外包括磷。可在配制催化劑之前通過預處理MEL或MF1-型沸石,和/或通過后處理含MEL或MF1-型沸石的配制的催化劑,來弓I入磷。優選地,含MEL或MF1-型沸石的催化劑包括原樣的磷或在化合物內的磷的元素量為0.05-10wt%,基于配制的催化劑的重量。尤其是優選的催化劑包括SAR在60-150,更優選80-100范圍內的磷處理過的MEL或MF1-型沸石。甚至更特別地優選的催化劑包括SAR在60-150,更優選80-100范圍內的磷處理過的ZSM-5。
[0093]優選在含氧化合物轉化催化劑中使用氫形式的分子篩,例如HZSM-22,HZSM-23和HZSM-48,HZSM_5。優選地,至少50% w/w,更優選至少90% w/w,仍然更優選95% w/w和最優選100%所使用的分子篩總量為氫形式。本領域熟知如何生產氫形式的這些分子篩。
[0094]在第二方面的步驟(a)和第四方面的步驟(a) (2)中含氧化合物轉化的反應條件包括350-1000°C,優選350-750°C,更優選450-700°C,甚至更優選500_650°C的反應溫度;和 0.1kPa(Imbar)-5MPa(5Obar),優選 IOOkPa (Ibar) -1.5MPa (15bar)的壓力。
[0095]優選地,在與含分子篩的催化劑接觸之前,預熱含氧化合物原料到范圍為200-550°C,更優選 250-500°C 的溫度。[0096]在所述方法中所使用的催化劑顆粒可具有本領域技術人員已知適合于這一目的的任何形狀,且可以噴霧干燥的催化劑顆粒、球、片劑、環、擠出物等形式存在。擠出的催化劑可以各種形狀例如圓柱體和三葉形采用。優選允許在流化床或提升管反應器系統中使用的噴霧干燥的顆粒。通常通過噴霧干燥獲得球形顆粒。優選地,平均粒度范圍為1-200 μ m,優選50-100 μ m,仍然更優選約70 μ m。
[0097]在圖1中未示出的備選實施方案中,盡管在反應流出物內的C4+烴餾分可作為烯屬共原料(例如物流15)被循環,但通過在單獨的單元內使C4+烴餾分與含分子篩的催化劑(尤其是含沸石的催化劑)接觸,將C4+烴餾分內的至少一部分烯烴轉化成乙烯和/或丙烯。在其中在OTO工藝中含分子篩的催化劑包括至少一種SAPO、AlPO或MeAlPO型分子篩(優選SAP0-34)的情況下,這是尤其是優選的。這些催化劑不那么適合于轉化烯烴。優選地,在350-1000°C,優選375-750°C,更優選450_700°C,甚至更優選500_650°C的反應溫度下,和在 0.1kPa (Imbar) _5MPa (50bar),優選 IOOkPa (Ibar) -1.5MPa (15bar)的壓力下,使C4+烴餾分與含沸石的催化劑接觸。任選地,含C4+烯烴的物流還含有稀釋劑。合適的稀釋劑的實例包括但不限于液體水或蒸汽,氮氣,氬氣,烷屬烴和甲烷。在這些條件下,在C4+烴懼分內的至少一部分烯烴轉化成進一步的乙烯和/或丙烯。進一步的乙烯和/或丙烯可與直接由OTO反應區獲得的進一步的乙烯和/或丙烯結合。旨在將C4+烯烴轉化成乙烯和丙烯進行的這一單獨的工藝步驟也稱為烯烴裂解工藝(OCP)。
[0098]含分子篩的催化劑,尤其是含鋁硅酸鹽的催化劑,和更尤其是含沸石的催化劑具有的進一步的優點是,除了轉化甲醇或乙醇以外,這些催化劑還誘導烯烴轉化成乙烯和/或丙烯。因此,含鋁硅酸鹽的催化劑(和尤其是含沸石的催化劑)尤其是適合于在OCP中用作催化劑。本文以上提供的針對含氧化合物轉化成烯烴的催化劑的優先選擇經必要修正可應用到OCP催化劑上,其中主要的例外是OCP催化劑總是包括至少一種沸石。
[0099]用于OCP反應(即轉化一部分烯屬產物,和優選含烯烴的烯屬產物的C4+烴餾分的一部分)的尤其是優選的催化劑是含選自MFI,MEL,TON和MTT型沸石中的至少一種沸石(更優選ZSM-5,ZSM-1I,ZSM-22和ZSM-23沸石中的至少一種)的催化劑。
[0100]所述催化劑可進一步包括原樣的磷或化合物中的磷,即除了在分子篩骨架內包括的任何磷以外的磷。優選含MEL或MF1-型沸石的催化劑另外包括磷。可通過在配制催化劑之前預處理MEL或MF1-型沸石,和/或通過后處理含MEL或MF1-型沸石的配制的催化齊U,來引入磷。優選地,含MEL或MF1-型沸石的催化劑包括原樣的磷或在化合物內的磷的元素量為0.05-10wt%,基于配制的催化劑的重量。尤其是優選的催化劑包括SAR范圍為60-150,更優選80-100的磷處理過的MEL或MF1-型沸石。甚至更特別地優選的催化劑包括SAR范圍為60-150,更優選80-100的磷處理過的ZSM-5。
[0101]優選地,含氧化合物轉化成烯烴的催化劑和烯烴裂解催化劑是相同的含沸石的催化劑。
[0102]OTO法和OCP 二者均可在流化床或移動床例如快速流化床或提升管反應器系統中,和以及在固定床反應器或管狀反應器中操作。優選流化床或移動床,例如快速流化床或提升管反應器系統。
[0103]在圖1中未示出的進一步的實施方案中,可首先在OCP反應區中使用含分子篩的催化劑以供轉化C4+烴餾分中的C4+烯烴,和隨后轉移到OTO反應區中以供轉化含氧化合物原料物流5和烯屬共原料物流15。
[0104]如上所述,催化劑可在OTO工藝和OCP過程中失活,產生含分子篩的失活催化劑。失活主要因副反應導致含碳沉積物例如焦炭在催化劑上沉積而發生,產生包括含碳沉積物的失活分子篩。含碳的沉積物可阻擋含氧化合物原料接近分子篩的活性位點。
[0105]可再生失活催化劑,以除去一部分含碳沉積物例如焦炭。不必需且實際上可能非所需的是,從催化劑中除去所有含碳沉積物,因為認為少量的殘留含碳沉積物例如焦炭可提高催化劑的性能。另外認為,完全除去含碳沉積物也可導致分子篩劣化。
[0106]針對OTO法和OCP 二者可使用相同的催化劑。在這一情況下,含分子篩(尤其是含鋁硅酸鹽分子篩和更特別地含沸石)的催化劑可首先在OCP中使用。然后典型地在OTO法中,在沒有氧化再生的情況下,可使用來自OCP的失活催化劑。然后可如本文描述的,再生來自OTO法的失活催化劑,和然后在OCP中再次使用再生的催化劑。
[0107]這一線路可能是有益的,因為它在OCP、OTO和氧化再生工藝之間提供良好的熱整合。OCP是吸熱的,和可通過使來自再生區的催化劑通到OCP反應區中,提供至少一部分反應熱,這是因為氧化來自失活催化劑的含碳沉積物的再生反應是放熱的。
[0108]在本文描述的方法中,可采用處理過的再生氣體物流205再生含分子篩的失活催化劑。在圖1所示的實施方案中,失活的催化劑從反應區50轉移到再生區100,例如作為流化的失活催化劑物流35。
[0109]再生區100可以是再生器,例如流化床或移動床,例如快速流化床或提升管反應器系統。氧化再生也可在反應區(尤其是反應器本身內,例如在固定床反應器或管狀反應器內)進行。在圖1中未示出的實施方案中,氧化再生可在反應區50內進行,但這不是優選的。
[0110]采用處理過的再生氣體物流205,氧化再生含分子篩的失活催化劑。處理過的再生氣體物流205可包括氧化劑,例如氧氣。典型地,所述物流可包括處理過的空氣。所述物流可被處理,以便降低所存在的任何水、任何堿金屬離子和任何堿土金屬離子中的一種或多種的濃度。
[0111]優選地,處理所述物流,以降低所存在的任何水以及任何堿金屬離子和任何堿土金屬離子中一種或二者的濃度,因為污染物離子常常在水溶液內例如以水滴形式存在。
[0112]在再生溫度下,在再生氣體內存在的水可能水熱損害分子篩。另外,在氧化再生過程中,堿金屬離子和堿土金屬離子可與分子篩(尤其是氫形式的分子篩,例如用于OTO法和OCP的典型催化劑)離子交換,從而通過除去活性位點,尤其是酸性位點,導致催化活性失活。在分子篩上的活性位點的損失導致含再生的分子篩的再生的催化劑的催化活性降低,即氧化再生不可能通過離子交換逆轉氫形式的活性位點的失活。由于這一原因,含離子交換的分子篩的催化劑在本文中稱為廢催化劑。
[0113]因此,處理過的再生氣體物流205應當是貧含水、堿金屬離子和/或堿土金屬離子的處理過的再生氣體物流。在本發明的上下文中,術語“貧含”是指貧含的組分的濃度小于相應的未處理的物流。因此,與處理之前的物流(即,再生氣體物流185)相比,貧含水、堿金屬離子和堿土金屬離子的處理過的再生氣體物流具有降低濃度的水、堿金屬離子和堿土金屬離子。
[0114]在優選的實施方案中,處理過的再生氣體物流205包括小于500wt ppb的總堿金屬離子和堿土金屬離子,更優選,小于300wt ppb總量,仍然更優選小于IOOwt ppb總量,基于處理過的再生氣體物流205。在另一優選的實施方案中,處理過的再生氣體物流205包括小于250wtppb鈉離子,更優選小于150wt ppb,仍然更優選小于50wt ppb,基于處理過的再生氣體物流205。在又一優選的實施方案中,處理過的再生氣體物流205包括小于4mol%水,更優選小于3mol %,仍然更優選小于2mol %,基于處理過的再生氣體物流205。
[0115]再生工藝可在由處理過的再生氣體物流提供的氧化環境中加熱分子篩。再生步驟可氧化在分子篩上的含碳沉積物,產生氣態的碳氧化物,它可離開再生區100作為再生流出物物流115。再生流出物物流115可包括在處理過的再生氣體物流205內已經存在的含碳材料的一種或多種氧化產物(例如一氧化碳和二氧化碳),以及處理過的再生氣體物流的任何未反應的組分(例如任何未反應的氧化劑),和任何惰性組分(例如氮氣和/或二氧化碳),若使用空氣的話。
[0116]可在范圍為550_750°C,更優選范圍為600-650°C的再生溫度下進行氧化再生步驟。最初可在處理過的再生氣體物流205存在下,通過加熱再生區100到再生溫度,來引發氧化再生步驟。這可例如通過預熱處理過的再生氣體物流205到例如等于或高于550°C的溫度來實現,以便它以加熱的物流形式提供,從而引發在分子篩上的含碳材料的氧化。一旦氧化再生反應正在進行,則再生氣體物流205可被加熱到約250至30(TC,更典型地約250°C的溫度,以維持反應。或者或另外地,再生區100本身可例如通過加熱元件來加熱。
[0117]在再生過程中出現的含碳材料例如焦炭的氧化是放熱的,結果可采用控制溫度和處理過的再生氣體物流205的質量流中的一種或二者,來控制再生溫度和因此再生反應的速度。
[0118]典型地,調節處理過的再生氣體物流205的質量流,以實現在分子篩上的含碳材料例如焦炭的量的所需下降。這被稱為“Λ焦炭的量”。Λ焦炭的量與放熱再生反應生成的熱量成正比。可在“完全燃燒”模式中進行氧化再生步驟,其中通過轉化成二氧化碳,除去基本上所有含碳沉積物。或者,可在“半燃燒”模式中進行氧化再生步驟,其中在再生之后比較多的含碳沉積物保留在分子篩上,和主要產生一氧化碳。這兩種氧化再生模式導致焓的不同變化,和因此溫度的不同變化。對于給定的氧化再生模式來說,溫度的變化因此可用作焦炭除去程度的量度。
[0119]顯然,可通過降低處理過的再生氣體物流205的溫度到例如低于250°C,更優選低于200°C,仍然更優選低于150°C的溫度,來終止氧化再生反應,使得在再生區100內分子篩的溫度下降到低于支持含碳材料燃燒所要求的溫度。
[0120]加熱分子篩充足的時間以除去至少一部分含碳材料后,可終止再生反應,并將再生的含分子篩的催化劑返回到反應區50中例如作為流化的再生的催化劑物流125。按照這一方式,可啟動和停止間歇或連續氧化再生工藝。
[0121]然而,在連續氧化再生工藝,例如在圖1的實施方案中所示的那種中,可借助流化的失活催化劑物流35,給再生區連續供應來自反應區50的失活催化劑。類似地,流化的再生的催化劑物流125可以連續返回到反應區50中。可在預選的Λ焦炭的量,以及借助流化的催化劑物流35和125進入和引出催化劑的平衡的質量流下操作再生區100。可通過調節再生氣體(尤其是以下針對圖2的實施方案討論而提供的處理過的再生氣體物流205和/或加熱的處理過的再生氣體物流205a)的質量流動,來控制再生溫度。[0122]通過處理再生氣體物流185,形成處理過的再生氣體物流205。再生氣體物流185包括氧化劑。氧化劑可以是選自氧氣,臭氧,三氧化硫和NOx(例如Ν20,Ν0,Ν02和/或N2O5)中的一種或多種。優選氧氣,結果再生氣體物流185可包括空氣。可視需要,用稀釋劑例如氮氣或二氧化碳稀釋空氣。
[0123]再生氣體物流185可包括污染物。污染物中的一些,例如水,堿金屬離子和堿土金屬離子可能損害待再生的分子篩。因此,在本發明的上下文中,水、堿金屬離子和堿土金屬離子全部可被視為可對催化劑的活性有害的污染物,即催化劑毒物。這些污染物可出現在再生氣體物流185內,若例如再生區100位于海岸環境的話,結果含空氣的再生氣體可被鹽(NaCl)或鹽水污染。
[0124]在污染物吸收區200內,可通過用含乙二醇的液體吸收劑物流245處理再生氣體物流185,來降低在再生氣體內的任何這種污染物的濃度。乙二醇可以是單乙二醇和乙二醇低聚物中的一種或多種。乙二醇低聚物優選選自二甘醇、三甘醇和四甘醇中的一種或多種。
[0125]污染物吸收區200可有助于液體吸收劑物流245與再生氣體物流185的緊密接觸,從而允許吸收所存在的至少一部分任何污染物,例如堿金屬離子、堿土金屬離子和水中的一種或多種,以提供處理過的再生氣體物流205。污染物吸收區200可以是氣-液接觸器,例如含填料和/或多個塔板的柱子。
[0126]單乙二醇和/或乙二醇低聚物也吸收粒狀形式的堿金屬離子和堿土金屬離子,例如當它們在再生氣體內以夾帶的固體鹽形式存在時,或者它們可吸收這些離子的水溶液,例如,分散在再生氣體內的這些溶液的氣溶膠。單乙二醇是液體吸收劑的優選組分,因為它與水在所有比例下混溶,沸點為193°C,和具有低的蒸汽壓。
[0127]盡管在處理過的再生氣體物流205內存在一定量的液體吸收劑不應當影響氧化再生工藝,但處理過的再生氣體物流可流經除霧器(未示出),以除去任何夾帶的液體吸收劑。
[0128]顯然,用液體吸收劑物流245處理再生氣體物流185也可除去其他污染物,例如粒狀材料,如夾帶在再生氣體物流內的灰塵和/或煤灰。
[0129]從再生氣體物流185中除去污染物進入液體吸收劑內產生廢液體吸收劑物流215,典型地在污染物吸收區200的底部處或其附近。這一廢液體吸收劑物流215除了包括乙二醇以外,還可包括在再生氣體物流185內存在的至少一部分的任何污染物,例如任何水、堿金屬離子和堿土金屬離子中的一種或多種,和任選地其他污染物例如粒狀材料。廢液體吸收劑物流215可被直接返回到污染物吸收區200中,例如通過液體吸收劑泵220,處理進一步的再生氣體,產生泵送的廢液體吸收劑物流215a。
[0130]然而,顯然,被吸收的污染物將在循環的廢液體吸收劑內累積。為了控制返回到污染物吸收區200中的廢液體吸收劑內污染物的量,一部分泵送的廢液體吸收劑物流215a可作為廢液體吸收劑排放物流275引出,從而提供連續的廢液體吸收劑物流215b作為其余部分。連續的廢液體吸收劑物流215b可借助液體吸收劑恢復物流285補充新鮮的液體吸收齊U,以提供被供應到污染物吸收區200中的液體吸收劑物流245。在這一實施方案中,液體吸收劑物流245因此包括廢液體吸收劑和新鮮的液體吸收劑。
[0131]此處所使用的術語“新鮮的液體吸收劑”是指事先沒有用于處理再生氣體物流的液體吸收劑或被處理過以減少在其內污染物濃度的廢液體吸收劑的純化產物。相對于干燥裝置250,在下圖2的實施方案中討論了純化廢液體吸收劑,和尤其是廢液體吸收劑排放物流275以提供液體吸收劑恢復物流285的方式。
[0132]優選液體吸收劑恢復物流285基本上不含有含氮和/或硫的雜質。在本發明的上下文中,術語“基本上不含”是指這些雜質以痕量,例如小于IOOppm全部液體吸收劑物流重量的濃度存在。這是有利的,因為若任何液體吸收劑從污染物吸收區200被攜帶到再生器100內,則它可在再生步驟過程中被氧化。含氮和硫的雜質可分別被氧化成氮的氧化物(NOx)和硫的氧化物(SOx),它們是氣態污染物,將在再生流出物物流115中離開再生區100。含氮的氧化物和硫的氧化物中的一種或二者的再生流出物物流115可能要求進一步處理來除去這些污染物。因此,有利的是基本上不含這些雜質。
[0133]類似地,還優選再生氣體不包括氮的氧化物或硫的氧化物,以便避免它們污染再生流出物物流115。由于這一原因,三氧化硫和NOx不是用于再生氣體的優選氧化劑。
[0134]在污染物吸收區200內處理之前,再生氣體物流185可已被過濾,以除去固體粒狀物。在圖1的實施方案中,加壓的再生氣體物流165流經粒狀物除去機構180,在該機構內除去固體粒狀物,提供再生氣體物流185。典型地,粒狀物除去機構180可除去粒度大于30微米,更典型地大于10微米的顆粒。粒狀物除去機構可以是選自篩子或網格,慣性分離器,粘滯撞擊過濾器和屏障過濾器中的一種或多種。
[0135]這一過濾步驟可從再生氣體中除去固體粒狀物,例如灰塵和含鹽(NaCl)的固體,之后它在污染物吸收區200內用液體吸收劑物流245處理,從而防止它們在廢液體吸收劑物流215內累積。在這一實施方案中,這一再生氣體物流185是貧含固體粒狀物的物流。
[0136]可通過鼓風機160或其他加壓機構,例如在其抽吸時供應有再生氣體原料物流155的壓縮器,提供加壓的再生氣體物流165。加壓機構應當提供充足的壓力,以使再生氣體流過再生區100。典型地,再生區在約Ibar的壓力下操作。
[0137]若加壓機構160在比下游設備或步驟期望的溫度高的溫度下提供加壓的再生氣體物流165,則可通過本領域已知的系統,例如空氣或水冷卻器冷卻它。或者,可通過提供液體吸收劑物流245作為冷卻的物流,例如使之流經液體吸收劑換熱器(未示出),例如空氣或水冷卻器,在污染物吸收區200內冷卻再生氣體物流。
[0138]再生氣體原料物流155可包括引入到鼓風機160內的空氣或其它合適的含氧化劑的物流。
[0139]圖2提供本文描述的方法和裝置的備選實施方案。與圖1的實施方案相同的參考數字對應于相同的物流或設備。
[0140]再生氣體原料物流155可作為加壓的再生氣體物流165被吹送到粒狀物除去機構180中,以提供再生氣體物流185,其方式類似于圖1的實施方案。在污染物吸收區200中,再生氣體物流185與含乙二醇的液體吸收劑物流245b接觸,以提供處理過的再生氣體物流205和廢液體吸收劑物流215。廢液體吸收劑物流可通到液體吸收劑泵220的抽吸裝置中,以在其排放時提供被泵送的廢的液體吸收物流215a。顯然,可在液體吸收劑回路中的別處,例如在液體吸收劑物流245b內放置液體吸收劑泵220,和/或可存在一個或多個進一步的液體吸收劑泵。
[0141]至少一部分和優選所有被泵送的廢液體吸收劑物流215a可通到廢液體吸收劑分離區250中,在此可借助丟棄物流255,從廢液體吸收劑中除去任何水以及任何堿金屬離子和任何堿土金屬離子中的一種或二者,以提供再生的液體吸收劑物流245b,它可流回到污染物吸收區200中。丟棄物流255可包括水、堿金屬離子和堿土金屬離子中的一種或多種。再生的液體吸收劑物流245b可包括乙二醇。與廢液體吸收劑物流215相比,再生的液體吸收劑物流245b可以貧含水、堿金屬離子和/或堿土金屬離子中的一種或多種。
[0142]廢吸收劑分離區250可以是例如蒸餾塔或吸水床。或者,通過使用聚合物薄膜(例如負載的聚乙烯醇薄膜)的全蒸發,或者通過變溫吸收,廢吸收劑分離區250可分離被泵送的廢液體吸收劑物流215a中的各組分。乙二醇是尤其是合適的液體吸收劑,因為在Iatm下它們的沸點大于197°C,從而有助于它們與任何吸收的水分離。
[0143]在圖2的實施方案中,處理過的再生氣體物流205可通到換熱器260例如加熱器中,在此,它的溫度可升高,以提供處理過的再生氣體物流205a作為加熱的物流。按照這一方式,加熱的處理過的再生氣體物流205a可用于在再生區100內引發氧化再生失活催化齊U。另外,換熱器260可控制加熱的處理過的再生氣體物流205a的溫度,以控制催化劑的再生速度。因此,降低加熱的處理過的再生氣體物流205a的溫度到比足以維持氧化再生的溫度低的溫度可終止再生過程。
[0144]在圖2中未示出的備選實施方案中,換熱器260可放置在污染物吸收區200的下游,例如到達再生氣體物流185或加壓的再生氣體物流165。然而,這些構造不那么優選,因為在污染物吸收區200內可能發生,從加熱的再生氣體中損失熱量到液體吸收劑中。另外,通到污染物吸收區200中的再生氣體物流185的溫度不要求被操縱以控制再生反應,從而允許吸收區200在寬范圍的溫度下和尤其是比支持再生所要求的溫度低的溫度下操作。
[0145]回到反應區50,可按照本領域中已知的各種方式,加工含未反應的含氧化合物,烯屬產物和水的反應流出物物流55。
[0146]從OTO工藝中獲得的烯屬產物可包括乙烯和/或丙烯,它們可從反應流出物物流55內的組分的其余部分中分離。例如,反應流出物物流55可通到驟冷區60,在此,它被分離成包括含氧化合物的富含水的物流75和含烯屬產物的貧含水的流出物物流65。可通過使反應流出物物流55與含水驟冷物流(未示出)(例如水物流,尤其是冷卻的水物流)接觸,進行在驟冷區60內的分離。
[0147]貧含水的流出物物流65然后可通到流出物壓縮器70中,在此,所述物流的壓力被增加,以提供含烯屬產物的加壓的流出物物流85。流出物壓縮器70可以被流出物壓縮機驅動器80(例如電動機或渦輪,尤其是蒸汽渦輪)驅動。可在高于5bar,典型地高于25bar,更典型地范圍為30-40bar的壓力下提供壓縮的流出物物流85。
[0148]在圖2中未示出的實施方案中,可例如在壓縮之前或者在各壓縮段之間(若使用多個壓縮段的話),處理貧含水的流出物物流65,以除去所存在的任何二氧化碳。例如,貧含水的流出物物流65可與含水的堿性物流(例如含堿金屬氫氧化物的物流)接觸,以吸收形成酸的氣體。
[0149]可在壓縮之后,或者在每一壓縮段之后(若使用多段壓縮系統的話),存在氣-液分離器(未示出),例如擋板氣液分離罐,用以除去任何冷凝相,例如水和C5+烴。隨后,壓縮的流出物物流85可通到烯烴分離區90,例如蒸餾區,優選低溫蒸餾區中,以提供兩種或更多種烯屬組分物流95,105,135。
[0150]烯屬產物優選包括選自乙烯、丙烯、丁烯、戊烯和己烯中的兩種或更多種。因此,兩種或更多種的烯屬組分物流中的每一個可包括選自乙烯、丙烯、丁烯、戊烯和己烯中的至少一種。在圖2的實施方案中,烯烴分離區90可包括提供含乙烯的第一烯屬組分物流95的脫乙烷塔,提供含丙烯的第二烯屬組分物流105和含C4+烯烴(例如丁烯、戊烯和己烯中的一種或多種)的第三烯屬組分物流135的脫丙烷塔。
[0151]在優選的實施方案中,兩種或更多種烯屬組分物流中的至少一種的至少一部分,例如含C4+烯烴的第三烯屬組分物流135可作為以上討論的烯屬共原料物流15通到OTO反應區50中。
[0152]在烯屬產物包括乙烯的情況下,至少一部分乙烯可被進一步轉化成聚乙烯、單乙二醇、乙苯和苯乙烯單體中的至少一種。在烯屬產物包括丙烯的情況下,至少一部分丙烯可被進一步轉化成聚丙烯和環氧丙烷中的至少一種。
[0153]本領域技術人員要理解,可在沒有脫離所附權利要求的范圍情況下,按照許多的各種方式實施本發明。例如,反應區和再生區可以在相同的容器內,或者可以是一個且相同的區。
【權利要求】
1.一種氧化再生含分子篩的失活催化劑以提供含再生的分子篩的再生的催化劑的方法,其中所述失活催化劑獲自含氧化合物轉化成烯烴的工藝和烯烴裂解工藝中的一個或兩個,所述再生方法包括至少下述步驟: -提供含氧化劑的再生氣體物流(185); -在污染物吸收區(200)中,用含乙二醇的液體吸收劑物流(245)處理再生氣體物流(185),以除去在再生氣體物流內存在的任何水、任何堿金屬離子和任何堿土金屬離子中的一種或多種的至少一部分,從而提供含氧化劑的處理過的再生氣體物流(205); -用處理過的再生氣體物流(205)再生含分子篩的失活催化劑,以提供含再生的分子篩的再生的催化劑。
2.權利要求1的方法,其中乙二醇包括單乙二醇和乙二醇低聚物中的一種或多種,典型地單乙二醇。
3.權利要求1或2的方法,其中再生氣體物流(185)進一步包括水以及堿金屬離子和堿土金屬離子中的一種或二者,處理過的再生氣體物流(205)是貧含水以及堿金屬離子和堿土金屬離子中的一種或二者的物流,和處理再生氣體物流(185)的步驟進一步提供含乙二醇、水以及堿金 屬離子和堿土金屬離子中的一種或二者的廢液體吸收劑物流(215)。
4.權利要求3的方法,進一步包括下述步驟: -使至少一部分廢液體吸收劑物流(215)通到污染物吸收區(200)中作為液體吸收劑物流(245)。
5.權利要求3或4的方法,進一步包括下述步驟: -除去一部分廢液體吸收劑物流作為廢液體吸收劑排放物流(275); -使乙二醇通到液體吸收劑物流中作為液體吸收劑恢復物流(285)。
6.權利要求3的方法,進一步包括下述步驟: -干燥廢液體吸收劑物流(215),以提供含乙二醇的再生的液體吸收劑物流(245b)和含水以及堿金屬離子和堿土金屬離子中的一種或二者的丟棄物流(255); -使再生的液體吸收劑物流(245b)作為液體吸收劑物流通到污染物吸收區(200)中。
7.前述任何一項權利要求的方法,進一步包括在處理再生氣體物流(205)和再生催化劑步驟之間的下述步驟: -使處理過的再生氣體物流(205)除霧,以除去至少一部分任何夾帶的乙二醇。
8.前述任何一項權利要求的方法,進一步包括在使再生氣體物流(185)通到污染物吸收區(200)中之前的下述步驟: -加熱再生氣體物流(185),以提供加熱的再生氣體物流; 使得處理過的再生氣體物流(205)還是加熱的物流。
9.權利要求1-7任何一項的方法,進一步包括在使再生氣體物流(185)通到污染物吸收區(200)的步驟和使失活催化劑再生的步驟之間的下述步驟: -加熱處理過的再生氣體物流(205)。
10.前述任何一項權利要求的方法,其中在再生氣體物流(185)內的氧化劑包括氧氣。
11.前述任何一項權利要求的方法,其中分子篩選自硅鋁磷酸鹽和鋁硅酸鹽。
12.權利要求11的方法,其中分子篩包括含TON-型鋁硅酸鹽例如ZSM-22,MTT-型鋁硅酸鹽例如ZSM-23,和MF1-型鋁硅酸鹽例如ZSM-5中的一種或多種。
13.一種制備烯屬產物的方法,所述方法包括至少下述步驟: (a)在含氧化合物轉化成烯烴的反應區(50)內,在含分子篩的催化劑存在下,使包括含氧化合物的含氧化合物原料反應,產生含分子篩的失活催化劑以及含未反應的含氧化合物、烯烴和水的反應流出物物流(55); (b)根據權利要求1-12任何一項的方法再生失活的催化劑,以提供再生的催化劑。
14.一種制備含乙烯和丙烯中的一種或二者的烯屬產物的方法,所述方法包括至少下述步驟: (a)在烯烴裂解工藝反應區內,在含分子篩的催化劑存在下,使含烯烴的C4+烴原料反應,產生含分子篩的失活催化劑,和含未反應的C4+烴以及乙烯和丙烯中的一種或二者的反應流出物物流; (b)根據權利要求1-12任何一項的方法再生失活催化劑,以提供再生的催化劑。
15.權利要求13或14的方法,進一步包括下述步驟: (c)用再生的催化劑重復步驟(a)至少一次; (d)用失活催化劑重復步驟(b)至少一次。
16.一種用于氧化再生含分子篩的失活催化劑以提供含再生的分子篩的再生的催化劑的裝置(I),所述裝置至少包括: -含液體吸收劑的污染物吸收區(200),所述液體吸收劑包括乙二醇,所述污染物吸收區(200)具有用于含氧化劑的再生氣體物流(185)的第一入口和用于含氧化劑的處理過的再生氣體物流(205)的第一出口,所述第一出口與再生區(100)的第一入口流體連通,所述污染物吸收區(200)進一步包括用于液體吸收物流(245)的第二入口和用于廢液體吸收物流(215)的第二出口 ; -包括含分子篩的失活催化劑的再生區,所述失活催化劑來自含氧化合物轉化成烯烴的工藝和烯烴裂解工藝中的一種或二者,所述再生區(100)具有用于處理過的再生氣體物流(205)的第一入口,和用于再生流出物物流(115)的第一出口。
【文檔編號】B01D53/26GK103958056SQ201280058329
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2012年11月28日 優先權日:2011年11月28日
【發明者】S·薩達斯凡維加亞庫馬里, J·范韋斯特倫南 申請人:國際殼牌研究有限公司