專利名稱：采用直接產(chǎn)物急冷法回收熱量的含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化為烯烴的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化為烯烴過程中采用直接產(chǎn)物急冷法提高熱回收效率和改進(jìn)熱量綜合利用的方法。
生產(chǎn)輕質(zhì)烯烴所用的一類重要替代原料是含氧有機(jī)物，如醇類，特別是甲醇和乙醇、二甲醚、甲乙醚、甲酸甲酯及碳酸二甲酯?？赏ㄟ^發(fā)酵過程或從天然氣衍生的合成氣、石油液體、包括煤在內(nèi)的含碳材料、回收塑料、城市廢物、農(nóng)產(chǎn)品或大多數(shù)有機(jī)材料來生產(chǎn)醇。由于原料來源廣泛，醇及醇衍生物和其他含氧有機(jī)物有希望成為一類用于生產(chǎn)烯烴的很經(jīng)濟(jì)的非石油進(jìn)料源。
含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化為烯烴的反應(yīng)在較高溫度下進(jìn)行，一般要高于約250℃，優(yōu)選高于約300℃。由于轉(zhuǎn)化反應(yīng)為放熱反應(yīng)，流出物的溫度一般要高于反應(yīng)器中的初始溫度。已提出許多方法和/或工藝流程來控制反應(yīng)器內(nèi)由含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化反應(yīng)產(chǎn)生的熱量，避免出現(xiàn)溫度激增和過熱點(diǎn)現(xiàn)象，從而降低催化劑失活活速度并減少不期望產(chǎn)物如甲烷、乙烷、一氧化碳和含碳沉積物或焦碳的生成量。若有一種能夠有效利用從含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化反應(yīng)器排出產(chǎn)物中所含熱量，使熱回收最優(yōu)化，并且能降低含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化為烯烴過程總動(dòng)力能耗的方法將會(huì)非常有益。這樣的方法從環(huán)保、經(jīng)濟(jì)和工業(yè)化角度看都是非常有吸引力的。
發(fā)明概述本發(fā)明提供一種能夠提高熱量回收和熱量綜合利用的含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化為烯烴的方法，所述方法包括將具有第一熱含量的包括所述含氧有機(jī)物在內(nèi)的進(jìn)料經(jīng)過從1到約3級(jí)依次具有更高熱含量的階段從第一溫度加熱到的第二溫度；將處于第二溫度下的所述的進(jìn)料與包括分子篩的催化劑在能有效生成帶有含碳沉積物的減活催化劑和包括所述烯烴在內(nèi)的產(chǎn)物的條件下接觸，其中所述分子篩包括孔徑小于約10埃的微孔，并且產(chǎn)物的溫度為高于所述第二溫度的第三溫度；將所述產(chǎn)物用一種溫度為初始溫度且用量足以用來形成輕質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分和重質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分的介質(zhì)急冷，其中所述的輕質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分包括輕質(zhì)烯烴，重質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分的出口溫度高于所述第一溫度至少約5℃；在所述的一或多級(jí)升溫階段中使用所述的重質(zhì)級(jí)分提供熱量達(dá)到所述的較高熱含量。
發(fā)明詳述本發(fā)明提供一種在含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化為烯烴過程中提高熱量回收和減少能量和動(dòng)力需求的方法。本方法包括從含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化反應(yīng)器中取出包括任何未反應(yīng)的含氧有機(jī)物進(jìn)料在內(nèi)的產(chǎn)物混合物，不對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行分餾，直接將產(chǎn)物混合物用適當(dāng)介質(zhì)優(yōu)選水急冷，這類急冷方法在下文稱作“直接產(chǎn)物急冷法”。直接產(chǎn)物急冷法從反應(yīng)物混合物中撤出熱量，使沸點(diǎn)較高的組分如水和不希望的含氧有機(jī)物進(jìn)料冷凝下來并形成重質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分。重質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分與包括氣態(tài)烴組分如輕質(zhì)烯烴、甲烷、乙烷、丙烷和丁烷在內(nèi)的輕質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分進(jìn)行分離。重質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分可進(jìn)一步分成若干級(jí)分。重質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分或是若干級(jí)分的任何一種或全部可經(jīng)不同技術(shù)或方法處理，將急冷介質(zhì)與其它組分分離。由急冷介質(zhì)分離過程生成的重質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分或是若干級(jí)分或料流的任何一種或全部可用于在含氧有機(jī)物進(jìn)料引入含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化反應(yīng)器與含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化催化劑接觸之前，將含氧有機(jī)物進(jìn)料汽化或以其它方式經(jīng)1到約3級(jí)階段提高熱含量過程提供至少一部分所需的熱量。這些不同階段使含氧有機(jī)物進(jìn)料的熱含量依次升高。
大多數(shù)含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化過程所用催化劑包括沸石型(沸石)和非沸石型的分子篩。本發(fā)明對(duì)實(shí)質(zhì)上使用任何分子篩催化劑而不考慮其結(jié)構(gòu)類型和孔徑的過程都可實(shí)現(xiàn)許多理想的改進(jìn)。也可使用沸石型和非沸石型分子篩混合物。按照本發(fā)明，優(yōu)選使用的分子篩催化劑包括“小”或“中”孔型分子篩催化劑。“小孔”型分子篩催化劑的定義是孔徑小于約5.0埃的催化劑?！爸锌住毙头肿雍Y催化劑的定義是孔徑范圍從約5.0到約10.0埃的催化劑?！按罂住毙头肿雍Y催化劑的定義是孔徑大于約10.0埃的催化劑。一般來說，不推薦使用未經(jīng)另外適當(dāng)改性和/或處理的大孔徑分子篩催化劑作為含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)烯烴反應(yīng)的催化劑。
適用于本發(fā)明的具有不同程度效力的沸石型分子篩催化劑包括但不必限于AEI、AFI、CHA、ERI、LOV、RHO、THO、MFI、FER型以及這些結(jié)構(gòu)類型的替換型實(shí)例，參見引為參考的W.M.Meier和D.H.Olson所著的《沸石結(jié)構(gòu)類型圖》一書(Butterworth Heineman-第三版，1997)中的描述。優(yōu)選的沸石催化劑包括但不必限于3A型沸石、4A型沸石、5A型沸石(下文合并稱作A型沸石)、ZK-5、ZSM-5、ZSM-34、毛沸石、菱沸石、硅鋁鉀沸石、硅質(zhì)巖、硼硅酸鹽及其混合物，參見Meier和Olson的書。這些沸石可從許多公司和市場(chǎng)獲得，如從Mobil公司、AMOCO公司、UCI公司、Engelhard公司、Aldrich化學(xué)公司、Johnson Matthey公司、聯(lián)合碳化物公司及其它公司獲得。
硅鋁磷酸鹽(“SAPO”分子篩)是一類適用于本發(fā)明的非沸石型分子篩。適用的SAPO類分子篩包括但不必限于SAPO-17、SAPO-18、SAPO-34、SAPO-44及其混合物。優(yōu)選小孔型SAPO分子篩用于生產(chǎn)輕質(zhì)烯烴。優(yōu)選的SAPO分子篩是SAPO-34，可按US-A-4,440,871方法(引入作為參考)和Zeolites,17卷212-222頁(yè)(1996)方法(引入作為參考)合成。SAPO-18分子篩可按J.Chen等人在第十屆國(guó)際催化協(xié)會(huì)學(xué)報(bào)第84卷17-31頁(yè)(1994)發(fā)表的“表面科學(xué)和催化研究”的方法合成。
替換型硅鋁磷酸鹽(替換型SAPO分子篩)形成另一類稱作“MeAPSO”的非沸石分子篩，適合在本發(fā)明中用作催化劑。在引為參考的US-A-4,567,029和US-A-5,126,308中描述了MeAPSO分子篩。合成后引入替換金屬的APSO分子篩也適合用于本發(fā)明。適宜的替換金屬“Me”包括但不必限于鎳、鈷、錳、鉻、鐵、鋅、鍶、鎂、鋇和鈣。優(yōu)選的MeAPSO分子篩包括但不必限于NiSAPO-17、NiSAPO-34、CoSAPO-34、Sr改性的SAPO-17(SrSAPO-17)、Sr改性的SAPO-18(SrSAPO-18)、Sr改性的SAPO-34(SrSAPO-34)、SrSAPO-44及其混合物?？稍诠桎X磷酸鹽合成過程中或合成后引入不同的替換金屬。
稱作MeALPO的替換型鋁磷酸鹽(ALPO)也可作為非沸石型分子篩催化劑用于本發(fā)明。MeAPO分子篩包括但不必限于ZnAPO、ZrAPO、TiAPO及其混合物。這些分子篩可按US-A-4,861,743、US-A-4,567,029和US-A-5,126,308的方法合成。
由于催化劑要在不同類型的含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化反應(yīng)器內(nèi)和/或不同反應(yīng)條件下使用，它可包含粘結(jié)劑、填料或其它能夠提供更好催化性能、抗磨性和其它針對(duì)特殊類型反應(yīng)器所需性能的材料。當(dāng)用于流化床反應(yīng)器時(shí)，催化劑應(yīng)在反應(yīng)條件下可流體化?？蛇M(jìn)一步將催化劑進(jìn)行各種處理，以達(dá)到所希望的物理、機(jī)械和催化性能。這類處理方法包括但不必限于焙燒、磨碎、球磨、研磨、噴霧干燥、在高溫-從約400℃到約800℃下用蒸汽進(jìn)行水熱處理、酸處理、堿處理以及數(shù)種處理方法并用。
含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化為烯烴的方法優(yōu)選使用包括“含氧有機(jī)物”的有機(jī)起始物料一進(jìn)料。本文所用術(shù)語“含氧有機(jī)物”的定義包括但不必限于脂族醇、醚、羰基化合物(醛、酮、羧酸、碳酸酯等)，還包括含雜原子的化合物，如鹵化物、硫醇、硫化物、胺、及其混合物。脂族基部分優(yōu)選應(yīng)包含從約1到10個(gè)范圍的碳原子且更優(yōu)選包含從約1到4個(gè)范圍的碳原子。相應(yīng)的含氧有機(jī)物包括但不必限于直鏈或支鏈低碳脂族醇、它們的不飽和對(duì)應(yīng)物和它們的氮、鹵素和硫的類似物。適宜的化合物包括但不必限于甲醇，乙醇，正丙醇，異丙醇，C4-C10醇類，甲乙醚，二甲醚，二乙醚，二異丙基醚，甲硫醇，二甲硫，甲胺，乙硫醇，二乙硫醚，二乙胺，氯乙烷，甲酸甲酯，乙酸甲酯，甲醛，碳酸二甲酯，原甲酸三甲酯，丙酮，正構(gòu)烷基部分包括從約3到10個(gè)范圍碳原子的正構(gòu)烷基胺類、正構(gòu)烷基鹵化物類、正構(gòu)烷基硫化物類，及其混合物。優(yōu)選的含氧有機(jī)物進(jìn)料包括但不必限于甲醇、二甲醚、碳酸二甲酯、甲酸甲酯及其混合物。本文所用術(shù)語“含氧有機(jī)物”僅指用作進(jìn)料的有機(jī)物料。送入反應(yīng)區(qū)的總物料中可包含另外的混合物如稀釋劑。
含氧有機(jī)物優(yōu)選應(yīng)至少部分汽化，并于適宜的反應(yīng)器內(nèi)，在能夠以合理的轉(zhuǎn)化率同時(shí)按所希望的選擇性生成所希望烯烴的有效生產(chǎn)條件下與選定的分子篩催化劑接觸。
轉(zhuǎn)化過程所采用的溫度范圍很寬，至少部分取決于壓力、選定的催化劑、反應(yīng)器構(gòu)造、重時(shí)空速和其它反應(yīng)參數(shù)。盡管并不限定某一特定的溫度，但若反應(yīng)過程在從約200℃到約750℃范圍，優(yōu)選從約250℃到約650℃范圍且更優(yōu)選從約300℃到約600℃范圍的溫度下實(shí)施的話將會(huì)得到最佳結(jié)果。
由于含氧有機(jī)物進(jìn)料在用于轉(zhuǎn)化過程之前一般是在環(huán)境溫度下儲(chǔ)存，因此必須將進(jìn)料加熱到具有較高熱含量的較高溫度，使之適合與含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化催化劑接觸。優(yōu)選進(jìn)料經(jīng)過從1到約3級(jí)中間階段來提高其熱含量和/或溫度，每一階段具有依次升高的熱含量。在含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化過程中有許多料流適合用來提供增加熱含量所需的熱量。這些料流包括由來自急冷塔的重質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分得到的料流和來自將急冷介質(zhì)與其它組分進(jìn)行分離的分餾塔的料流，這些會(huì)在下文有更詳細(xì)的說明。應(yīng)指出的一點(diǎn)是即使料流在熱交換后的溫度降低，它也可能因主要由壓力變化和/或相變化如液體汽化的緣故而具有更高的熱含量。
輕質(zhì)烯烴將在寬范圍的壓力，包括但不必限于低于或高于大氣壓和自發(fā)壓力-在從約1kPa到100MPa范圍的壓力下形成-盡管不必是最佳產(chǎn)量，優(yōu)選的壓力范圍從約5kPa到50MPa，最優(yōu)選的壓力范圍從約50kPa到500kPa。上述壓力不包括可能存在的任何稀釋劑的壓力，是指與含氧有機(jī)物和/或其混合物有關(guān)的進(jìn)料的分壓?？刹捎蒙鲜龇秶酝獾膲毫?，且并不排除在本發(fā)明范圍外。
要想達(dá)到或維持長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)態(tài)或半穩(wěn)態(tài)生產(chǎn)輕質(zhì)烯烴產(chǎn)品的目的，將主要取決于反應(yīng)器類型、反應(yīng)器構(gòu)造、溫度、壓力、所選定的催化劑、再循環(huán)的廢催化劑量(若有的話)、催化劑再生程度、留在再生或部分再生催化劑上的含碳物質(zhì)量、重時(shí)空速(WHSV)、所用急冷介質(zhì)的量和其它相關(guān)過程的設(shè)計(jì)特征。
本發(fā)明中進(jìn)料的WHSV(定義為每單位重量催化劑每小時(shí)可送入的含氧有機(jī)物進(jìn)料總重量)將在寬范圍下操作。根據(jù)反應(yīng)器類型、所希望的轉(zhuǎn)化程度、進(jìn)料組成和其它反應(yīng)參數(shù)，WHSV一般在從約0.01小時(shí)-1到1000小時(shí)-1范圍，優(yōu)選在從約0.1小時(shí)-1到500小時(shí)-1范圍，且更優(yōu)選在從約0.5小時(shí)-1到200小時(shí)-1范圍。由于催化劑可能包含起惰性組分、填料或粘結(jié)劑作用的其它物質(zhì)，WHSV僅以含氧有機(jī)物和催化劑分子篩部分為基準(zhǔn)計(jì)算。
可將一或多種稀釋劑與含氧有機(jī)物一起送入反應(yīng)器，使得總進(jìn)料混合物包括從約1％(摩爾)到約99％(摩爾)范圍的稀釋劑。本方法所采用的稀釋劑包括但不必限于氦氣、氬氣、氮?dú)?、一氧化碳、二氧化碳、氫氣、水、烷屬烴、其它飽和烴(如甲烷、乙烷、丙烷及其混合物)、芳族化合物及其混合物。優(yōu)選的稀釋劑包括但不必限于水和氮?dú)狻?br> 含氧有機(jī)物的轉(zhuǎn)化率應(yīng)高至足以避免所需的再循環(huán)量達(dá)到工業(yè)化不能接受程度。優(yōu)選含氧有機(jī)物的轉(zhuǎn)化率為100％，以達(dá)到完全避免進(jìn)料再循環(huán)的目的。但是，當(dāng)含氧有機(jī)物，特別是甲醇的轉(zhuǎn)化率約為98％或更低時(shí)，常常能觀察到不希望副產(chǎn)物的量會(huì)降低。因此，在產(chǎn)物料流中，與包括烯烴、水和/或其它副產(chǎn)物在內(nèi)的含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物一起的通常還有約從0.05％(摩爾)到50％(摩爾)的未反應(yīng)含氧有機(jī)物。優(yōu)選盡可能回收大部分未反應(yīng)的含氧有機(jī)物用于循環(huán)。在任何情況下，都必須將廢水中的含氧有機(jī)物含量降低到環(huán)保允許范圍后，才可將副產(chǎn)物水排放。
因此，當(dāng)使用分餾塔回收未反應(yīng)的含氧有機(jī)物時(shí)，最好在熱量回收和熱綜合利用整體方案，即熱量回收和綜合利用最優(yōu)化的方案中考慮含氧有機(jī)物不完全轉(zhuǎn)化這一因素。若含氧有機(jī)物的轉(zhuǎn)化率足夠高和/或未反應(yīng)的含氧有機(jī)物的回收不能保證經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效果，那么本發(fā)明提倡直接利用來自重質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分或由重質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分分成的若干級(jí)分中任何一種或全部級(jí)分的熱量。
催化劑與含氧有機(jī)物進(jìn)料接觸后，由于催化劑表面和/或微孔內(nèi)積聚了含碳沉積物，催化劑會(huì)完全或部分失活。帶有含碳沉積物的催化劑與其它含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物分離。優(yōu)選至少將一部分失活催化劑分離出來，并以間歇、半連續(xù)、連續(xù)或分批方式從含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化反應(yīng)器內(nèi)取出。失活催化劑再循環(huán)回含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化反應(yīng)器并再次使用前，要對(duì)至少一部分取出的失活催化劑進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑偕幚?，脫除從約0.1％(重)到99.9％(重)范圍的至少一部分含碳沉積物，優(yōu)選應(yīng)脫除至少約1.0％(重)的含碳沉積物。也可進(jìn)行完全再生處理-100％(重)脫除原來在全部失活催化劑上存在的含碳沉積物，但是發(fā)現(xiàn)完全再生處理往往會(huì)導(dǎo)致生成大量不希望的副產(chǎn)物如甲烷和/或氫氣。
優(yōu)選再生處理在含氧氣或其它氧化劑的氣體存在下進(jìn)行?？諝夂陀玫?dú)?、蒸汽?或CO2稀釋的空氣為優(yōu)選的再生氣體。催化劑再生溫度應(yīng)在從約250℃到約750℃，優(yōu)選從約300℃到約700℃范圍。
幾乎任何類型的反應(yīng)器都能可作為含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化為烯烴過程的一些裝置。反應(yīng)器類型包括但不必限于流化床反應(yīng)器、立管式反應(yīng)器、移動(dòng)床反應(yīng)器、固定床反應(yīng)器、連續(xù)攪拌的釜式反應(yīng)器、混合式反應(yīng)器及數(shù)種并用。在本發(fā)明中，幾乎采用任何類型的反應(yīng)器都能達(dá)到增加熱量回收和改進(jìn)熱量綜合利用的效果。本發(fā)明優(yōu)選的反應(yīng)器系統(tǒng)是包括連續(xù)或半連續(xù)催化劑再生過程的循環(huán)式流化床反應(yīng)器，類似于現(xiàn)代流化床催化裂化裝置?？墒褂霉潭ù卜磻?yīng)器，但不推薦使用。
由于含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化反應(yīng)劇烈放熱，含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化反應(yīng)產(chǎn)物流出物的溫度一般要比進(jìn)料在與催化劑接觸之前時(shí)的溫度要高。在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方案中，來自儲(chǔ)罐的處于第一溫度且具有第一熱含量的進(jìn)料在與含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化催化劑接觸之前要在熱交換器內(nèi)經(jīng)若干階段被加熱到所希望的第二溫度。優(yōu)選包括從1到約3級(jí)階段的熱交換過程，使料流的熱含量依次升高。各種來自含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化過程的溫度不同的料流和外部熱源如來自蒸汽的熱源都可用作熱交換器流體，來提高含氧有機(jī)物進(jìn)料的熱含量或溫度或是二者同時(shí)提高。
含氧有機(jī)物進(jìn)料與含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化催化劑接觸后，包括烯烴在內(nèi)的含氧有機(jī)物反應(yīng)產(chǎn)物流出物不用先進(jìn)行產(chǎn)物分餾步驟，而是直接通過在急冷塔內(nèi)與適當(dāng)?shù)募崩浣橘|(zhì)接觸進(jìn)行急冷。或者，產(chǎn)物流出物可直接用來為含氧有機(jī)物進(jìn)料提供熱量，之后產(chǎn)物流出物的溫度和熱含量降低到中間水平。將處于此較低溫度和較低熱含量的產(chǎn)物流出物送入急冷塔進(jìn)行直接急冷。
流出物料流中，從急冷塔分離出來的急冷條件下為氣態(tài)的化合物作為輕質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分，用于烯烴產(chǎn)品的回收和提純。輕質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分包括輕質(zhì)烯烴、二甲醚、甲烷、CO、CO2、乙烷、丙烷和其它少量組分如水和未反應(yīng)的含氧有機(jī)物進(jìn)料。流出物料流中從急冷塔分離出來的急冷條件下為液態(tài)的化合物作為重質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分，用于熱量回收，且可以分成若干級(jí)分和分離出急冷介質(zhì)。重質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分包括副產(chǎn)物水，一部分未反應(yīng)的含氧有機(jī)物進(jìn)料(急冷條件下為氣態(tài)的含氧有機(jī)物除外)，少部分含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化反應(yīng)副產(chǎn)物，尤其是重質(zhì)烴(C5+)，和通常占大部分的急冷介質(zhì)。
優(yōu)選急冷介質(zhì)選自急冷條件下能基本保持液態(tài)的組合物，這樣就能使必須經(jīng)過費(fèi)用更高的氣態(tài)產(chǎn)物處理步驟來回收商品等級(jí)輕質(zhì)烯烴產(chǎn)品的輕質(zhì)氣態(tài)產(chǎn)物級(jí)分中存在的急冷介質(zhì)量最少。優(yōu)選的急冷介質(zhì)由水和基本為水的料流組成。更優(yōu)選急冷介質(zhì)是基本為水且選自由重質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分分成的若干級(jí)分的料流。
在產(chǎn)物急冷所采用的特定溫度下，急冷塔內(nèi)循環(huán)的急冷介質(zhì)量應(yīng)不大于使急冷塔出口生成的重質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分溫度至少高于來自儲(chǔ)罐的含氧有機(jī)物進(jìn)料溫度5℃所需的量。在另一個(gè)具體實(shí)施方案中，如上所述，含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化反應(yīng)器流出料流直接用作熱交換器流體，在含氧有機(jī)物進(jìn)料進(jìn)入含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化反應(yīng)器與含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化催化劑接觸前為其提供熱量。
急冷塔內(nèi)的壓力和重質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分流出物的溫度優(yōu)選維持在能有效回收最大熱量和最高熱能品位的程度。更優(yōu)選重質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分流出物壓力與進(jìn)料汽化壓力之差在約345kPa之間，更優(yōu)選低于約207kPa。從急冷塔流出的重質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分的溫度優(yōu)選維持在不低于重質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分流出物泡點(diǎn)溫度以下約30℃。重質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分流出物溫度與其泡點(diǎn)溫度之間維持一定的溫差能在急冷塔中提供盡可能最高的塔底溫度，并能最經(jīng)濟(jì)地從重質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分流出物中實(shí)際回收可利用的熱量。
優(yōu)選將從急冷塔流出的重質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分流出物(重質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分)加壓并用來給其它料流提供熱量。在一個(gè)具體實(shí)施方案中，重質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分或是重質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分分成的若干級(jí)分中的任何一種或全部，或者是來自急冷介質(zhì)分離過程的料流直接用作熱交換器流體，在一或多級(jí)熱含量依次升高的階段中將含氧有機(jī)物進(jìn)料的熱含量和/或溫度提高。并且，若干級(jí)分中的任一種或由急冷介質(zhì)分離過程中產(chǎn)生的料流可在整個(gè)含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化反應(yīng)過程和產(chǎn)品回收過程中用來提高其它料流的熱含量。從這些級(jí)分和料流中回收的冷卻的急冷介質(zhì)可再回到急冷塔。
在優(yōu)選的具體實(shí)施方案中，尤其是當(dāng)含氧有機(jī)物的轉(zhuǎn)化反應(yīng)不完全且急冷介質(zhì)基本由水組成時(shí)，重質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分被分成兩個(gè)級(jí)分，第一級(jí)分和第二級(jí)分。第一級(jí)分與第二級(jí)分的相對(duì)量取決于在急冷操作中需要從產(chǎn)物流出物料流中撤出的總熱量和引入急冷塔的急冷介質(zhì)的溫度。此相對(duì)量設(shè)定為使熱量回收所用設(shè)備費(fèi)用和動(dòng)力能耗最優(yōu)化。第一級(jí)分被冷卻到所希望的溫度并送回急冷塔再循環(huán)，即作為急冷水。可通過使用從含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化反應(yīng)器流出的產(chǎn)物料流作為熱交換流體，在進(jìn)料進(jìn)入含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化反應(yīng)器之前和/或產(chǎn)物流出物料流進(jìn)入急冷塔之前加熱含氧有機(jī)物進(jìn)料的方法減少冷卻第一級(jí)分如冷卻水所需的動(dòng)力能耗。
重質(zhì)產(chǎn)物流出物的第二級(jí)分被送入分餾塔，將急冷介質(zhì)與級(jí)分中存在的其它化合物如未反應(yīng)的含氧有機(jī)物和來自含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化反應(yīng)的某些重質(zhì)烴分離，急冷介質(zhì)基本由水組成--當(dāng)含氧有機(jī)物進(jìn)料至少含一個(gè)氧時(shí)，它的一部分可來源于含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化過程中副產(chǎn)物水的再循環(huán)部分。若在含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化反應(yīng)過程及連帶的產(chǎn)品回收過程中存在其它與第二級(jí)分組成類似或相容的料流，這些料流可先與第二級(jí)分合并，然后將合并后的料流送入分餾塔。
一般來說，最好將混合物盡可能精細(xì)地分餾成多種組分。在本發(fā)明中，塔頂?shù)暮跤袡C(jī)物餾分和/或分餾塔中的含重質(zhì)組分的餾分優(yōu)選含有從約15％(摩爾)到約99.5％(摩爾)，優(yōu)選從約25％(摩爾)到約90％(摩爾)的重質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分的第二級(jí)分中所引入的水成分。塔頂餾分中水成分的增加會(huì)提高冷凝溫度，并能從分餾塔的塔頂餾分中更經(jīng)濟(jì)地回收更多的熱量，以改進(jìn)整個(gè)過程的熱量綜合利用。優(yōu)選所回收的塔頂含氧有機(jī)物餾分包含至少90％(摩爾)重質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分的第二級(jí)分中所含的含氧有機(jī)物。更優(yōu)選所回收的塔頂含氧有機(jī)物餾分包含至少99％(摩爾)重質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分的第二級(jí)分中所含的含氧有機(jī)物。
分餾塔的塔頂餾分在熱交換器即冷凝器中被冷凝，與處于某一級(jí)的含氧有機(jī)物進(jìn)料進(jìn)行熱交換，經(jīng)過從1到約3級(jí)熱交換，含氧有機(jī)物進(jìn)料的熱含量依次升高。分餾塔塔頂餾分的壓力優(yōu)選至少要比冷凝器中含氧有機(jī)物進(jìn)料的壓力高出約69kPa。壓差也能提高塔頂餾分的溫度，能更經(jīng)濟(jì)地從塔頂餾分中回收熱量。
優(yōu)選所回收的塔頂含氧有機(jī)物餾分包含至少90％(摩爾)重質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分的第二級(jí)分中所含的含氧有機(jī)物。
分餾塔塔底餾分基本由來自含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化反應(yīng)器的副產(chǎn)物水組成。優(yōu)選將此塔底餾分加壓，并在含氧有機(jī)物進(jìn)料進(jìn)入含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化反應(yīng)器之前，在含氧有機(jī)物經(jīng)從1到3級(jí)熱交換使其熱含量依次升高過程的某一級(jí)中加熱含氧有機(jī)物進(jìn)料。分餾塔的操作條件應(yīng)使塔底餾分溫度比來自儲(chǔ)罐的含氧有機(jī)物進(jìn)料的第一溫度至少高出約5℃，優(yōu)選至少高出25℃。分餾塔內(nèi)的操作溫度由若干參數(shù)決定，包括但不必限于分餾塔塔頂壓力和分鎦塔內(nèi)的總壓降。
附圖
示出一個(gè)按本發(fā)明能提高熱回收和改進(jìn)熱量綜合利用的工藝流程圖的具體方案。具有第一熱含量和第一溫度的液體含氧有機(jī)物進(jìn)料1如甲醇在熱交換器2中被料流35加熱。料流35來自分餾塔24的分餾塔塔底料流33，經(jīng)泵34加壓。得到熱含量高于液體含氧有機(jī)物進(jìn)料料流1的第一級(jí)加熱的含氧有機(jī)物進(jìn)料料流3。然后，將第一級(jí)加熱的含氧有機(jī)物進(jìn)料料流3在另一個(gè)熱交換器4中用分餾塔24的塔頂餾分26加熱，形成熱含量高于料流3的第二級(jí)加熱的含氧有機(jī)物進(jìn)料料流5，熱交換器4是分餾塔24所用的冷凝器或分凝器。第二級(jí)加熱的含氧有機(jī)物進(jìn)料料流5通過蒸汽預(yù)熱器6，形成第三級(jí)加熱的含氧有機(jī)物進(jìn)料料流7，料流7進(jìn)一步在熱交換器8中用含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物流出物11加熱，在含氧有機(jī)物進(jìn)料轉(zhuǎn)化過程所希望的有效條件-溫度、壓力和液汽比-下形成第四級(jí)加熱的含氧有機(jī)物進(jìn)料料流9。含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物流出物11是含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化反應(yīng)器10的流出物，已與帶有含碳沉積物的失活的含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化催化劑分離。或者，熱交換器8可以由含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化反應(yīng)器內(nèi)的數(shù)根盤管構(gòu)成。
第四級(jí)加熱的含氧有機(jī)物進(jìn)料料流9被送入含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化反應(yīng)器10，反應(yīng)器10內(nèi)裝有適合將含氧有機(jī)物進(jìn)料轉(zhuǎn)化為烯烴的催化劑。含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化反應(yīng)器10可采用各類構(gòu)造--固定床、流化床、立管、移動(dòng)床或數(shù)類并用，可包括或不包括連續(xù)催化劑再生過程。由于固定床反應(yīng)器很難將要再生的失活催化劑取出并將再生的催化劑返回到反應(yīng)器中，因而不太合適。含氧有機(jī)物進(jìn)料轉(zhuǎn)化為包括輕質(zhì)烯烴在內(nèi)的產(chǎn)物，催化劑則由于積聚了作為含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化反應(yīng)副產(chǎn)物形成的含碳沉積物而失去活性或部分失活。
含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物流出物11流經(jīng)熱交換器8后，成為冷卻的含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物流出物料流12，送入急冷塔13中。或者，可刪去熱交換器8，含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物流出物11不經(jīng)過中間冷卻步驟而是直接送入急冷塔13。在急冷塔13中，含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物料流12經(jīng)過一系列適宜接觸的設(shè)備直接與初始溫度下的基本由水組成的急冷介質(zhì)接觸。急冷塔13中所需的急冷介質(zhì)量取決于若干因素，包括但不必限于急冷介質(zhì)的組成、引入急冷塔13急冷介質(zhì)循環(huán)的溫度和所希望的各股料流間的溫差和壓差。在適當(dāng)?shù)牡胤綄?duì)此溫差和壓差進(jìn)行討論。將氣態(tài)產(chǎn)物分離，作為輕質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分料流14。以出口溫度從急冷塔塔底排出的重質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分料流15包括大部分的副產(chǎn)物水，一部分未反應(yīng)的含氧有機(jī)物進(jìn)料(急冷條件下為氣態(tài)的含氧有機(jī)物除外)，少部分含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化副產(chǎn)物尤其是重質(zhì)烴(C5+)，以及通常占大部分的急冷介質(zhì)。
優(yōu)選的急冷介質(zhì)是實(shí)際上很難與副產(chǎn)物水區(qū)別開來的水，這樣就可免除需要將急冷介質(zhì)與重質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分中的副產(chǎn)物水分離的步驟。在所用急冷物料不是水且此急冷物料在急冷條件下基本為液態(tài)的情況下，可對(duì)重質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分15或者由重質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分分成的若干級(jí)分的任何一種或全部進(jìn)行處理，將急冷介質(zhì)與副產(chǎn)物水分離。例如，若急冷介質(zhì)是高沸點(diǎn)烴如柴油燃料或類似料流，則它與副產(chǎn)物水不混溶。這類急冷介質(zhì)可通過在急冷塔13塔底中設(shè)計(jì)適當(dāng)堰板的方法，或者在本發(fā)明工藝過程的許多不同點(diǎn)配備的API分離器或其它類似設(shè)備中進(jìn)行分離。而且，若在含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化反應(yīng)過程中形成任何重質(zhì)烴C5+)，它們也可從料流15的副產(chǎn)物水中移出或在工藝過程的其它點(diǎn)按同樣方式移出，或是與急冷介質(zhì)一起移出。若急冷介質(zhì)為急冷條件下基本為氣態(tài)的相對(duì)較輕物料，從而大量存在于輕質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分中，則此類急冷介質(zhì)可在完成整個(gè)含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化過程和烯烴回收及提純過程之后的烯烴回收過程的下游進(jìn)行分離。
不管何種情況，重質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分料流15的出口壓力都應(yīng)不低于液體含氧有機(jī)物進(jìn)料壓力以下約345×103帕(345kPa)。優(yōu)選重質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分料流15的出口溫度維持在不低于料流15中副產(chǎn)物水的泡點(diǎn)溫度以下約25℃。優(yōu)選重質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分料流15(低壓)與液體含氧有機(jī)物進(jìn)料(高壓)間的壓差不少于207kPa。
重質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分料流(急冷塔塔底料流)15可用來在熱交換器2、4和/或6中為含氧有機(jī)物進(jìn)料提供熱量，增加進(jìn)料的熱含量。含氧有機(jī)物進(jìn)料所含的熱含量在此多級(jí)熱交換階段中依次升高。也可省去這些一或多級(jí)熱交換步驟。優(yōu)選將急冷塔塔底料流15分成兩個(gè)級(jí)分，循環(huán)級(jí)分18和分餾塔進(jìn)料級(jí)分21。循環(huán)級(jí)分18，即急冷水循環(huán)料流在熱交換器19中被冷卻，作為急冷料流20循環(huán)回急冷塔13?；蛘撸h(huán)級(jí)分18或20可進(jìn)一步分成若干級(jí)分，并將這些級(jí)分在不同的熱交換器中冷卻到不同溫度。這些不同溫度的級(jí)分或其中的一些級(jí)分可在不同點(diǎn)引入急冷塔13，以使熱量回收更整體化并使動(dòng)力能耗最低。級(jí)分18的熱含量可用來在熱交換器2、4和/或6中為含氧有機(jī)物進(jìn)料提供熱量，或是在整個(gè)含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化和烯烴回收及提純過程的不同位置提供熱量和增加熱回收。
分餾塔進(jìn)料級(jí)分21，可任選與料流22所含的另外水混合后，被送入分餾塔24。至少要由分餾塔進(jìn)料級(jí)分21分餾出兩股料流，分餾塔塔頂料流26和分餾塔塔底料流33。分餾塔塔頂料流26應(yīng)至少含有約15％(摩爾)，優(yōu)選至少約25％(摩爾)來自含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化反應(yīng)的水。與此組成優(yōu)選條件同時(shí)或二者擇一的條件是，分餾塔塔頂料流26的溫度應(yīng)至少高于熱交換器4條件下含氧有機(jī)物進(jìn)料的沸點(diǎn)溫度以上10℃。
借助再沸器25為分餾塔24增加足夠的熱量，再與分餾塔24內(nèi)的足量塔板數(shù)相結(jié)合，使得所生成的分餾塔塔底料流33基本包括全部副產(chǎn)物水和隨料流23引入的急冷介質(zhì)。
優(yōu)選急冷介質(zhì)為水。當(dāng)水用作急冷介質(zhì)時(shí)，塔底料流33基本由來自含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化反應(yīng)的大部分副產(chǎn)物水組成，并且不需要進(jìn)一步進(jìn)行副產(chǎn)物水與急冷介質(zhì)分離的步驟。若急冷介質(zhì)是非水物料且急冷介質(zhì)在引入急冷塔前未預(yù)先與副產(chǎn)物水分離時(shí)，則急冷介質(zhì)可與塔底料流33中的副產(chǎn)物水進(jìn)行分離，或是在如上所述的后續(xù)過程中進(jìn)行分離。而且，若在含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化過程中形成任何重質(zhì)烴(C5+)，它們也可從塔底料流33的副產(chǎn)物水中移出，或是在后續(xù)過程按同樣方式移出，或者與隨急冷介質(zhì)同時(shí)移出。
分餾塔塔底料流33在離開分餾塔24之前，其溫度至少要比進(jìn)入熱交換器2的由儲(chǔ)罐引入的含氧有機(jī)物進(jìn)料1的第一溫度高5℃，優(yōu)選至少高25℃。分餾塔24的塔頂壓力應(yīng)至少比熱交換器4內(nèi)的壓力高69kPa，以增加熱回收。料流35用來在熱交換器2中加熱液體含氧有機(jī)物進(jìn)料1。為更好地進(jìn)行熱回收，從熱交換器2出來的料流36的溫度優(yōu)選等于或低于料流22的溫度。
進(jìn)一步改進(jìn)熱量綜合利用和增加熱回收的一條途徑是將分餾塔塔頂料流26用作熱交換器4的熱源。冷卻的分餾塔塔頂料流27可進(jìn)一步在分離器中分成排放氣體料流29和回流液體30，回流液體30用泵31調(diào)節(jié)壓力后送回分餾塔24。很重要的一點(diǎn)是要維持冷卻的分餾塔塔頂料流27的溫度高于第一級(jí)加熱的含氧有機(jī)物進(jìn)料3的沸點(diǎn)溫度，以便提供良好的熱傳遞。
參考以下的實(shí)施例將會(huì)更好地了解本發(fā)明，這些實(shí)施例僅用來例示說明，不應(yīng)看作對(duì)本發(fā)明的限定。實(shí)施例1壓力為386.1kPa且溫度為38℃的液體甲醇進(jìn)料1在熱交換器2中吸收來自甲醇/水分餾塔24的溫度為158℃且壓力為1276kPa的料流35的熱量，以提高其熱含量，形成溫度約100℃且壓力為351.6kPa的第一級(jí)加熱甲醇進(jìn)料料流3。熱含量為4722kJ/mol的第一級(jí)加熱甲醇進(jìn)料料流3在熱交換器4中吸收來自分餾塔塔頂料流26的熱量，形成熱含量為6521kJ/mol的第二級(jí)加熱甲醇進(jìn)料料流5。料流5在熱交換器6中用蒸汽進(jìn)一步加熱，形成熱含量高于第三級(jí)加熱甲醇進(jìn)料料流7-7390kJ/mol的第三級(jí)加熱甲醇進(jìn)料料流7。第三級(jí)加熱甲醇進(jìn)料料流7在熱交換器8中用來自含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化反應(yīng)器10的甲醇轉(zhuǎn)化產(chǎn)物流出物11進(jìn)行加熱，形成第四級(jí)加熱甲醇進(jìn)料料流9。具有更高熱含量17102kJ/mol的第四級(jí)加熱甲醇進(jìn)料料流9適合用于在含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化反應(yīng)器10中與催化劑接觸，形成帶有含碳沉積物的失活的含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化催化劑和包括烯烴尤其是輕質(zhì)烯烴在內(nèi)的產(chǎn)物11。含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化反應(yīng)器10是一個(gè)帶有連續(xù)催化劑再生和循環(huán)過程(未示出)的流化床反應(yīng)器。含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物11與帶有含碳沉積物的失活的含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化催化劑分離，用來加熱料流9，形成冷卻的甲醇轉(zhuǎn)化產(chǎn)物料流12。取出一部分失活催化劑并轉(zhuǎn)移到再生系統(tǒng)(未示出)。優(yōu)選在再生過程中至少?gòu)氖Щ畲呋瘎┲幸瞥黾s1.0％(重)的含碳沉積物。還優(yōu)選在再生過程中從失活催化劑中移出不超過約98.0％(重)的含碳沉積物。再生催化劑再循環(huán)回含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化反應(yīng)器10中，用于與含氧有機(jī)物進(jìn)料接觸。在反應(yīng)器10中，料流9的甲醇有99.8％(重)轉(zhuǎn)化，與其余未反應(yīng)物料一起以料流11的形式排出。
將從熱交換器8出來的冷卻的甲醇轉(zhuǎn)化產(chǎn)物料流12送入急冷塔13，直接與基本由水組成的急冷介質(zhì)接觸。急冷塔13內(nèi)安裝有適當(dāng)?shù)慕佑|設(shè)備。大部分烴產(chǎn)物作為氣態(tài)產(chǎn)物料流14分離出來，重質(zhì)產(chǎn)物即水和未反應(yīng)的甲醇的作為急冷塔塔底料流15以約116℃的溫度和262kPa的壓力從急冷塔13排出。急冷塔塔底料流15用泵16加壓，形成壓力約689.5kPa的加壓急冷塔塔底料流17。約83％(摩爾)加壓急冷塔塔底料流17形成循環(huán)級(jí)分18，并送經(jīng)冷卻交換器19，形成溫度為塔溫的急冷料流20。急冷料流20再回到急冷塔13。
其余約17％(摩爾)的加壓急冷塔塔底料流17成為分餾塔進(jìn)料級(jí)分21。分餾塔進(jìn)料級(jí)分21與從含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化及產(chǎn)物回收全過程的其它來源回收的另一甲醇/水料流22合并。將合并料流23送入分餾塔24。溫度為152℃且壓力為551.6kPa的含約89％(摩爾)水和約10.5％(摩爾)甲醇的分餾塔塔頂料流26被送至熱交換器4。分餾塔24塔底用熱交換器25中的蒸汽加熱，生成溫度為158℃且壓力約為585.4kPa的主要含水和痕量其它組分的分餾塔塔底料流33。分餾塔塔底料流33加壓至約1274kPa，得到的料流35用于熱交換器2來加熱液體甲醇進(jìn)料1。熱交換后，副產(chǎn)物熱水料流36的溫度為46℃且壓力為861.2kPa。
表1示出用于得到表2和表3結(jié)果的甲醇轉(zhuǎn)化過程中產(chǎn)物料流11的產(chǎn)物選擇性和組成的數(shù)據(jù)。實(shí)施例1所述的各股料流的進(jìn)料速度、組成、壓力和溫度示于表2。關(guān)鍵交換器2、4和25的熱負(fù)荷列于表3。
表1
表2*
表3*
*使用仿真科學(xué)的Inc.Pro/Ⅱ化學(xué)過程模擬程序，利用對(duì)Soave-Redlich-Kwong狀態(tài)方程進(jìn)行改進(jìn)的Panagiotopoulos-Reid改進(jìn)方程匯編而成的結(jié)果這些結(jié)果顯示，在含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化過程中，使含氧有機(jī)物達(dá)到與催化劑接觸的理想條件所需要的外部熱量，即在優(yōu)選的具體方案中用交換器6所代表的熱，可以因熱回收的提高和過程熱量綜合利用的改進(jìn)而減少。
從事本領(lǐng)域工作的人員都能知道，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的前提下可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行許多改進(jìn)。本文所描述的具體實(shí)施方案只是例示性的，而不應(yīng)看作是對(duì)以下權(quán)利要求書所要求的本發(fā)明范圍的限定。
權(quán)利要求
1．一種能夠提高熱量回收和熱量綜合利用的含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化為烯烴的方法，所述方法包括將具有第一熱含量的包括所述含氧有機(jī)物在內(nèi)的進(jìn)料經(jīng)過從1到約3級(jí)依次具有更高熱含量的階段從第一溫度加熱到的第二溫度；將處于第二溫度下的所述的進(jìn)料與包括分子篩的催化劑在能有效生成帶有含碳沉積物的減活催化劑和包括所述烯烴在內(nèi)的產(chǎn)物的條件下接觸，其中所述分子篩包括孔徑小于約10埃的微孔，并且產(chǎn)物的溫度為高于所述第二溫度的第三溫度；將減活催化劑從所述產(chǎn)物中分離出來；將所述產(chǎn)物用一種溫度為初始溫度且用量足以用來形成輕質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分和重質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分的介質(zhì)急冷，其中所述的輕質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分包括輕質(zhì)烯烴，重質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分的出口溫度高于所述第一溫度至少約5℃；和在所述的一或多級(jí)升溫階段中使用所述的重質(zhì)級(jí)分提供熱量達(dá)到所述的較高熱含量。
2．按權(quán)利要求1的方法，其中使用至少一部分所述的重質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分來提供熱量的步驟進(jìn)一步包括以下步驟所述的重質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分被分成第一級(jí)分和第二級(jí)分；將所述的第一級(jí)分冷卻到所述的初始溫度；將所述的處于初始溫度的第一級(jí)分循環(huán)，使其成為所述的用于所述急冷過程的混合物的一部分；將所述的第二級(jí)分分餾成第三級(jí)分和第四級(jí)分，所述的第三級(jí)分基本由水組成，所述的第四級(jí)分至少包括15％(摩爾)水。將所述的第三級(jí)分加熱和加壓到第四溫度和第二壓力，所述的第四溫度比所述的第一溫度至少高5℃且所述的第二壓力高于所述的第一壓力；和使用所述的第三級(jí)分在所述的幾級(jí)加熱階段的一個(gè)階段加熱所述的進(jìn)料，從而形成具有高于所述第一熱含量的第二熱含量的料流。
3．按前面權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，進(jìn)一步包括如下步驟取出一部分與所述產(chǎn)物分離后的所述失活催化劑；從所述的失活催化劑取出部分中除去至少約1.0％(重)的所述含碳沉積物，生成再生催化劑；和將所述的再生催化劑循環(huán)用于所述的與所述進(jìn)料接觸的過程。
4．按前面權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中所述進(jìn)料在所述的加熱步驟之前維持在第一壓力且所述的重質(zhì)產(chǎn)物級(jí)分具有第二壓力，所述第一壓力低于所述第二壓力的值不大于約345kPa。
5．按前面權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中所述的含氧有機(jī)物選自甲醇、二甲醚、乙醇、甲乙醚、正丙醇、碳酸二甲酯、甲酸甲酯、乙酸甲酯、二乙醚及其混合物。
6．按前面權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中所述催化劑選自沸石、硅鋁磷酸鹽(SAPO)、替換型硅鋁磷酸鹽、替換型鋁磷酸鹽及其混合物。
7．按前面權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中所述的進(jìn)料進(jìn)一步包括選自水、一氧化碳、二氧化碳、氮?dú)狻錃?、氬氣、氦氣、甲烷、乙烷及其混合物的稀釋劑?br> 8．按權(quán)利要求6的方法，其中所述催化劑是SAPO，選自SAPO-17、SAPO-18、SAPO-34、SAPO-44及其混合物。
9．按權(quán)利要求2的方法，其中所述的第四級(jí)分包括至少約25％(摩爾)水。
10．按權(quán)利要求2的方法，其中所述的第四溫度比所述第一溫度至少約高25℃。
全文摘要
本發(fā)明涉及采用直接產(chǎn)物急冷法來增加熱量回收和改進(jìn)熱量綜合利用的催化轉(zhuǎn)化包括含氧有機(jī)物的進(jìn)料成為烯烴的方法。
文檔編號(hào)C07C1/20GK1303360SQ99806685
公開日2001年7月11日 申請(qǐng)日期1999年4月16日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月29日
發(fā)明者K·H·庫(kù)切勒, J·R·萊特納 申請(qǐng)人:?？松瘜W(xué)專利公司