專利名稱：在含氧化合物－烯烴轉(zhuǎn)化工藝中回收和再利用水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及含氧化合物-烯烴轉(zhuǎn)化工藝中的水的保持方法。
背景技術(shù)：
烯烴傳統(tǒng)上通過催化或蒸汽裂化方法由石油原料來生產(chǎn)。這些裂化方法，尤其蒸汽裂化，由各種烴原料獲得了輕烯烴，如乙烯和/或丙烯。乙烯和丙烯是可以用于制備塑料和其它化合物的許多工藝的重要石化商品。乙烯用于制備各種聚乙烯塑料，以及用于制備其它化學(xué)品例如氯乙烯，環(huán)氧乙烷，乙基苯和醇。丙烯用于制備各種聚丙烯塑料，以及用于制備其它化學(xué)品，例如丙烯腈和環(huán)氧丙烷。
在石油化學(xué)工業(yè)中，已知含氧化合物，尤其醇可轉(zhuǎn)化為輕烯烴有一段時間了。該工藝被稱為含氧化合物-烯烴轉(zhuǎn)化工藝。優(yōu)選用于輕烯烴生產(chǎn)的含氧化合物是甲醇。將甲醇轉(zhuǎn)化為烯烴的工藝被稱為甲醇-烯烴轉(zhuǎn)化工藝。
有許多技術(shù)可供用于生產(chǎn)含氧化合物(尤其甲醇)，包括由來源于天然氣，石油液體、含碳材料，包括煤、再生塑料、城市廢物或任何其它有機材料的合成氣的發(fā)酵或反應(yīng)。生產(chǎn)甲醇的最通常的工藝是將天然氣轉(zhuǎn)化為合成氣的兩步工藝。然后，將合成氣轉(zhuǎn)化為甲醇。
通常，合成氣的生產(chǎn)包括天然氣(主要是甲烷)和氧源的燃燒反應(yīng)，生成氫、一氧化碳和/或二氧化碳。合成氣生產(chǎn)方法是公知的，包括常規(guī)蒸汽重整、自熱重整或它們的組合。
合成氣然后被加工成甲醇。具體地說，合成氣的組分(即，氫氣，一氧化碳和/或二氧化碳)在甲醇反應(yīng)器中在多相催化劑的存在下進行催化反應(yīng)。例如，在一種工藝中，甲醇使用氧化銅/氧化鋅催化劑在水冷管式甲醇反應(yīng)器中生產(chǎn)。
甲醇然后在甲醇-烯烴轉(zhuǎn)化工藝中被轉(zhuǎn)化為烯烴。甲醇-烯烴轉(zhuǎn)化反應(yīng)是高度放熱的，且產(chǎn)生了大量的水。水通常占流出料流總重量的一半以上。因此，水必須通過在驟冷設(shè)備中冷凝來脫除，以便分離出烯烴產(chǎn)物。
US專利No.6,121,504描述了用于含氧化合物-烯烴轉(zhuǎn)化工藝的驟冷裝置以及使用驟冷裝置的工藝。該工藝除去了流出料流中的水以及一些含氧化合物原料比如甲醇。當(dāng)將水驟冷時，一部分的水被冷卻，并作為驟冷介質(zhì)再循環(huán)到驟冷塔中。另外，驟冷塔底料流作為甲醇進料的熱源通過換熱器。另外，水被輸送到廢水處理。
US專利No.6,403,854描述了用于含氧化合物轉(zhuǎn)化工藝的兩段固體洗滌和驟冷，其中通過第一驟冷階段從流出料流中除去催化劑細粒。在第二驟冷階段從流出料流中脫除水和甲醇。來自第一驟冷階段的驟冷塔底產(chǎn)物作為含水廢料流或帶出料流(dragstream)排出，并被輸送到水處理區(qū)。來自第二階段的驟冷塔底產(chǎn)物的一部分水被冷卻，再用作驟冷介質(zhì)。另外，水被輸送到廢水處理。
如果能夠更好地利用來自甲醇-烯烴轉(zhuǎn)化裝置的副產(chǎn)物水，而不是在廢水處理中處置它，那么將是有利的，尤其在干燥氣候地區(qū)。本發(fā)明滿足了這些和其它需要。
發(fā)明概述本發(fā)明是用于清潔和使用來自含氧化合物-烯烴轉(zhuǎn)化工藝的副產(chǎn)物水以滿足含氧化合物-烯烴轉(zhuǎn)化工藝的水需要的方法。
在一個實施方案中，本發(fā)明是用于將含氧化合物轉(zhuǎn)化為一種或多種烯烴產(chǎn)物料流的方法，該方法具有工藝用水需求，且該方法包括下列步驟(a)將含氧化合物原料流供給含氧化合物-烯烴轉(zhuǎn)化反應(yīng)器；(b)讓該含氧化合物原料流在含氧化合物-烯烴轉(zhuǎn)化反應(yīng)器中與分子篩催化劑在有效形成包含一種或多種烯烴和副產(chǎn)物水的流出料流的條件下接觸；(c)在一個或多個烯烴產(chǎn)物料流中回收所述一種或多種烯烴；(d)以工藝質(zhì)量水的形式從流出料流中回收副產(chǎn)物水；和(e)使用基于副產(chǎn)物水的總重量的≥大約25wt％的副產(chǎn)物水用于工藝用水需求。
任選地，步驟(c)具有工藝用水需求。任選地，流出料流夾帶了催化劑細粒，且進一步包括氧化烴類，其中該方法進一步包括下列步驟(f)從副產(chǎn)物水中除去氧化烴類和催化劑細粒，其中步驟(c)、(d)和(f)獲得了工藝質(zhì)量水。
在任何實施方案中，流出料流任選地包含大約30到大約70wt％水，以流出料流的組成為基準計。另外或作為選擇，流出料流包含大約0.05到大約5wt％的醇，以當(dāng)流出料流離開反應(yīng)器時的流出料流的組成為基準計。另外或作為選擇，流出料流包括大約0.01到大約5wt％有機酸，以當(dāng)流出料流離開反應(yīng)器時的流出料流的組成為基準計。另外或作為選擇，流出料流包括≤大約5wt％的芳族化合物，以當(dāng)流出料流離開反應(yīng)器時的流出料流的組成為基準計。另外或作為選擇，流出料流包括≤大約0.3wt％的含氮化合物，以流出料流的組成為基準計。另外或作為選擇，流出料流包括≤大約0.3wt％的含硫化合物，以流出料流的組成為基準計。另外或作為選擇，流出料流包括≤大約0.3wt％的鹵素，以流出料流的組成為基準計。
優(yōu)選地，步驟(c)包括驟冷流出料流，以形成驟冷流出料流和驟冷塔底料流。任選地，驟冷塔底料流包括大約0.05到大約5wt％的醇，≤大約5wt％的催化劑細粒，大約0.01到大約5wt％的有機酸，≤大約5wt％的芳族化合物，≤大約0.1wt％的含氮化合物，≤大約0.1wt％的含硫化合物，≤大約0.1wt％的含鹵素的化合物，和/或≤大約1wt％的金屬離子鹽，以當(dāng)驟冷塔底料流離開驟冷設(shè)備時驟冷塔底料流的組成為基準計。
在這些實施方案的任何一個中，工藝質(zhì)量水可以包括≤大約0.5wt％的催化劑細粒，以工藝質(zhì)量水的組成為基準計。另外或作為選擇，工藝質(zhì)量水包括≤大約0.1wt％的醇，＜大約0.1wt％的甲醇，＜大約0.1wt％的有機酸，和/或≤大約0.01wt％的芳族化合物，以工藝質(zhì)量水的組成為基準計。
在一個優(yōu)選實施方案中，(e)的步驟的使用采用≥30wt％的副產(chǎn)物水。任選地，(e)的步驟的使用滿足≥30wt％的由副產(chǎn)物水獲得的水需求。
在一個實施方案中，具有一種用于將含氧化合物轉(zhuǎn)化為一種或多種烯烴產(chǎn)物料流的方法。該方法包括將含氧化合物原料流提供給含氧化合物-烯烴轉(zhuǎn)化反應(yīng)器。該含氧化合物原料流在含氧化合物-烯烴轉(zhuǎn)化反應(yīng)器中與分子篩催化劑在有效形成包含一種或多種烯烴和副產(chǎn)物水的流出料流的條件下接觸。副產(chǎn)物水是在將含氧化合物轉(zhuǎn)化為烯烴的反應(yīng)中作為副產(chǎn)物產(chǎn)生的水。一種或多種烯烴在一個或多個烯烴產(chǎn)物料流中回收。含氧化合物-烯烴轉(zhuǎn)化工藝具有水需求。所謂水需求是指在含氧化合物-烯烴轉(zhuǎn)化工藝中由消耗水，而不用在工藝中回收水的步驟或應(yīng)用所耗費的水的量。接下來，副產(chǎn)物水以工藝質(zhì)量水的形式從流出料流中被回收。總之，以用于工藝用水需求的副產(chǎn)物水的總重量為基準計，使用≥大約25wt％的副產(chǎn)物水。
在另一個實施方案中，本發(fā)明是用于將含氧化合物轉(zhuǎn)化為一種或多種烯烴產(chǎn)物料流的方法。該方法包括將含氧化合物原料流提供給含氧化合物-烯烴轉(zhuǎn)化反應(yīng)器的步驟。該含氧化合物原料流在含氧化合物-烯烴轉(zhuǎn)化反應(yīng)器中與分子篩催化劑在有效形成包含一種或多種烯烴和副產(chǎn)物水的流出料流的條件下接觸。該一種或多種烯烴在一個或多個烯烴產(chǎn)物料流中回收?；厥詹襟E具有工藝用水需求。副產(chǎn)物水以工藝質(zhì)量水的形式從流出料流中回收。將≥大約25wt％的副產(chǎn)物水供給用副產(chǎn)物水的工藝用水需求。
在一個實施方案中，本發(fā)明是將含氧化合物轉(zhuǎn)化為一種或多種烯烴產(chǎn)物料流的方法，該方法包括下列步驟(a)將含氧化合物原料流提供給含氧化合物-烯烴轉(zhuǎn)化反應(yīng)器；(b)讓含氧化合物原料流在含氧化合物-烯烴轉(zhuǎn)化反應(yīng)器中與分子篩催化劑在有效形成包括一種或多種烯烴和副產(chǎn)物水的流出料流的條件下接觸；(c)在一個或多個烯烴產(chǎn)物料流中回收所述一種或多種烯烴，回收的步驟具有工藝用水需求；(d)以工藝質(zhì)量水的形式從流出料流回收副產(chǎn)物水；和(e)將≥大約25wt％的副產(chǎn)物水供給用副產(chǎn)物水的工藝用水需求。
在另一個實施方案中，本發(fā)明是用于將含氧化合物轉(zhuǎn)化為一種或多種烯烴產(chǎn)物料流的方法，該方法包括下列步驟(a)將含氧化合物原料流提供給氧化產(chǎn)物-烯烴轉(zhuǎn)化反應(yīng)器；(b)讓含氧化合物原料流在含氧化合物-烯烴轉(zhuǎn)化反應(yīng)器中與分子篩催化劑在有效形成包括一種或多種烯烴、氧化烴類和副產(chǎn)物水的流出料流的條件下接觸，其中該流出料流夾帶催化劑細粒；(c)將一種或多種烯烴回收到一個或多個烯烴產(chǎn)物料流中，其中該方法具有工藝用水需求；(d)從該一種或多種烯烴中分離出所述副產(chǎn)物水；(e)從副產(chǎn)物水中脫除氧化烴類和催化劑細粒，其中(c)回收到(e)脫除的步驟獲得了工藝質(zhì)量水；和(f)使用基于副產(chǎn)物水的總重量的≥大約25wt％的副產(chǎn)物水來供應(yīng)工藝用水需求的≥大約25wt％。
在還一個實施方案中，基于副產(chǎn)物水的總重量的≥大約25wt％的副產(chǎn)物水來供應(yīng)工藝用水需求的≥大約25wt％。
附圖簡要說明

圖1舉例說明了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的含氧化合物-烯烴轉(zhuǎn)化裝置(plant)的總工藝。
圖2舉例說明了制備工藝原料水以便在含氧化合物-烯烴轉(zhuǎn)化裝置中再使用的工藝。
發(fā)明詳述介紹與綜述本發(fā)明涉及從含氧化合物-烯烴轉(zhuǎn)化反應(yīng)系統(tǒng)回收副產(chǎn)物水和使用該副產(chǎn)物水來滿足反應(yīng)系統(tǒng)中的工藝用水需求的方法。在一個實施方案中，本發(fā)明是制備用于工藝原料水的驟冷塔底料流的方法。為了幫助理解本發(fā)明，參考圖1論述生產(chǎn)和使用由含氧化合物原料流獲得的一種或多種烯烴產(chǎn)物的加工步驟的簡要綜述。含氧化合物-烯烴轉(zhuǎn)化反應(yīng)器10將含氧化合物原料流轉(zhuǎn)化為烯烴產(chǎn)物。含氧化合物-烯烴轉(zhuǎn)化反應(yīng)器10的氣體輸出料流被定義為流出料流。該反應(yīng)器流出料流尤其是從它離開反應(yīng)器10的位置到它被驟冷12的位置的氣體輸出料流。驟冷的步驟12冷卻流出料流，并從該流出料流中脫除了水和催化劑細粒。本發(fā)明涉及在驟冷步驟12中的催化劑細粒的處理。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，將水處理，并再用作含氧化合物-烯烴轉(zhuǎn)化裝置的任何水需求的工藝用水，包括煮沸器進料水和冷卻塔補給。任選地，或作為選擇，工藝用水用作合成氣重整器的進料。在驟冷步驟中包括了流出料流的任選壓縮。
任選地，然后對驟冷流出料流進行洗滌和干燥的步驟14，以形成干燥的流出料流。洗滌驟冷的流出料流除去了流出料流中的酸組分，例如二氧化碳。干燥脫除了在驟冷流出料流中飽和的水。任選地，洗滌和干燥階段包括用于脫除額外含氧化合物的加工步驟。
然后對干燥的流出料流進行回收烯烴產(chǎn)物的步驟16。尤其，輕烯烴，即乙烯和丙烯，可以以用于特定應(yīng)用的可接受純度等級回收。此后，該回收的烯烴產(chǎn)物可以用于各種產(chǎn)物應(yīng)用18中。例如，烯烴可以用于聚合工藝以制備聚烯烴產(chǎn)物。本發(fā)明是對由含氧化合物原料流制備烯烴的工藝的改進。因此，以下論述本發(fā)明，包括在由含氧化合物原料流生產(chǎn)和使用烯烴中的各步驟的詳細說明。
含氧化合物-烯烴轉(zhuǎn)化反應(yīng)如圖2所示，含氧化合物原料流沿管道20進給到含氧化合物-烯烴轉(zhuǎn)化反應(yīng)器22中，生成反應(yīng)器流出料流，其沿管道24排出。反應(yīng)器22使用催化劑，例如由分子篩催化劑組合物制備的分子篩催化劑。
分子篩催化劑可用于轉(zhuǎn)化含有一種或多種含脂族結(jié)構(gòu)部分的化合物的原料流。該一種或多種含脂族結(jié)構(gòu)部分的化合物公開在PCT公開Nos.WO 03/000412和WO 03/000413中，它們的內(nèi)容在此引入供參考。
在本發(fā)明方法的一個優(yōu)選實施方案中，原料流是含氧化合物原料流。尤其，含氧化合物原料流是包括一種或多種含有至少一個氧原子的有機化合物的原料流。含氧化合物的非限制性例子包括甲醇，乙醇，正丙醇，異丙醇，甲基乙基醚，二甲醚，二乙醚，二異丙基醚，甲醛，碳酸二甲酯，二甲基酮，乙酸和它們的混合物。在最優(yōu)選的實施方案中，含氧化合物原料流包括選自甲醇、乙醇、二甲醚、二乙醚或它們的結(jié)合物的一種或多種中的含氧化合物，更優(yōu)選甲醇和二甲醚，最優(yōu)選甲醇。
在一個實施方案中，含氧化合物原料流通過由烴原料，優(yōu)選烴氣體原料，更優(yōu)選甲烷和/或乙烷生產(chǎn)含氧化合物，尤其醇的綜合工藝生產(chǎn)。制備醇原料的方法公開在PCT公開Nos.WO 03/000412和WO03/000413中，二者的內(nèi)容在此引入供參考。甲醇生產(chǎn)方法生產(chǎn)出含有含氧化合物的料流，或粗甲醇，通常包含醇產(chǎn)物和各種其它組分比如醚，尤其二甲醚，酮，醛，溶解氣體比如氫氣，甲烷，氧化碳和氮氣，以及雜醇油。
在優(yōu)選的實施方案中，含有含氧化合物的料流，即粗甲醇，通過公知的提純工藝，蒸餾、分離和分餾，獲得含有提純的含有含氧化合物的料流，例如，粗甲醇，其它亞等級(subgrade)甲醇組合物，工業(yè)A級甲醇和工業(yè)AA級甲醇。該提純的含有含氧化合物的料流在一個實施方案中用作含氧化合物原料流。用于由烴生產(chǎn)含氧化合物原料流并使用它來生產(chǎn)烯烴的方法的非限制性例子在BP-B-0 933 345中有述，該專利在此全面引入供參考。
原料流，優(yōu)選含氧化合物原料流，在一個實施方案中，含有一種或多種稀釋劑，該稀釋劑通常用于降低活性成分在原料流中的濃度，并且通常不與原料流中的活性成分或分子篩催化劑組合物起反應(yīng)。稀釋劑的非限制性例子公開在PCT公開Nos.WO 03/000412和WO03/000413中，二者的內(nèi)容在此引入供參考。最優(yōu)選的稀釋劑是水和氮氣，其中水是特別優(yōu)選的。
在一個實施方案中，將其它烴類直接或間接加入到原料流，優(yōu)選含氧化合物原料流中，包括烯烴、鏈烷烴、芳族化合物(例如，參見US專利No.4,677,242，添加芳族化合物)或它們的混合物，優(yōu)選丙烯、丁烯、戊烯和其它具有≥4個碳原子的烴類，或它們的混合物。
如上所述，含氧化合物-烯烴轉(zhuǎn)化工藝一般使用分子篩催化劑或分子篩催化劑組合物。該分子篩催化劑組合物具有分子篩和粘結(jié)劑和/或基質(zhì)材料。該分子篩催化劑根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)來制備。
分子篩公開在PCT公開Nos.WO 03/000412和WO 03/000413中，二者的內(nèi)容在此引入供參考。優(yōu)選地，分子篩是沸石或沸石類分子篩。另外，優(yōu)選的分子篩是鋁磷酸鹽(ALPO)分子篩和/或硅鋁磷酸鹽(SAPO)分子篩以及取代，優(yōu)選金屬取代的ALPO和/或SAPO分子篩，包括屬于在一種分子篩組合物內(nèi)具有兩種或多種不同的結(jié)晶結(jié)構(gòu)相的共生材料的分子篩。
可單獨或結(jié)合使用的粘結(jié)劑材料包括各種類型的水合氧化鋁、硅石和/或其它無機氧化物溶膠。在一個實施方案中，粘結(jié)劑是氧化鋁溶膠，包括購自Nalco Chemical Co.(Naperville，Illinois)的Nalco8676和購自The PQ Corporation(Valley Forge，Pennsylvania)的Nyacol。
基質(zhì)材料包括下列的一種或多種稀土金屬，金屬氧化物，包括二氧化鈦，氧化鋯，氧化鎂，氧化釷，氧化鈹，石英，硅石或溶膠，和它們的混合物，例如硅石-氧化鎂，硅石-氧化鋯，硅石-二氧化鈦，硅石-氧化鋁和硅石-氧化鋁-氧化釷。在一個實施方案中，基質(zhì)材料是天然粘土，比如來自蒙脫石和高嶺土家族的那些。這些天然粘土包括sabbentonite以及例如稱為Dixie、麥克納米(McNamee)、喬治亞州粘土(Georgia clay)和佛羅里達白土(Florida clay)的那些高嶺土。其它基質(zhì)材料的非限制性例子包括埃洛石，高嶺石，地開石，珍珠陶土或蠕陶土。
在分子篩催化劑組合物的存在下轉(zhuǎn)化原料流，尤其含氧化合物原料流的方法在反應(yīng)器中在反應(yīng)過程中進行，其中該方法是固定床方法，流化床方法，優(yōu)選連續(xù)流化床方法，和最優(yōu)選連續(xù)高速流化床方法。
該反應(yīng)過程可以在各種催化反應(yīng)器，例如具有聯(lián)結(jié)在一起的致密床或固定床區(qū)和/或快速流化床反應(yīng)區(qū)的混合反應(yīng)器，循環(huán)流化床反應(yīng)器，提升管反應(yīng)器等中進行。適合的常規(guī)反應(yīng)器類型例如描述在US專利No.4,076,796，US專利No.6,287,522(雙提升管)，和“流化工程”(Fluidization Engineering)，D.Kunii和O.Levenspiel，Robert E.Krieger Publishing Company，New York，New York 1977中，這些文獻全部在此全面引入供參考。
優(yōu)選的含氧化合物-烯烴轉(zhuǎn)化反應(yīng)器是提升管反應(yīng)器。在“提升管反應(yīng)器、流化和流體-顆粒系統(tǒng)”(Riser Reactor，F(xiàn)luidization andFluid-Particle Systems)，第48-59頁，F(xiàn).A.Zenz和D.F.Othmer，Reinhold Publishing Corporation，New York，1960，和US專利No.6,166,282(快速流化床反應(yīng)器)，和2000年5月4日提出的US專利申請序號No.09/564,613(多提升管反應(yīng)器)中概括地描述了提升管反應(yīng)器，這些文獻全部在此全面引入供參考。
上述各種原料流，優(yōu)選含氧化合物原料流，被主要轉(zhuǎn)化為一種或多種烯烴。由原料流生產(chǎn)的該一種或多種烯烴單體一般具有2-30個碳原子，優(yōu)選2-8個碳原子，更優(yōu)選2-6個碳原子，還更優(yōu)選2-4個碳原子，和最優(yōu)選乙烯和/或丙烯。
烯烴單體的非限制性例子包括乙烯，丙烯，1-丁烯，1-戊烯，4-甲基-1-戊烯，1-己烯，1-辛烯和1-癸烯，優(yōu)選乙烯，丙烯，1-丁烯，1-戊烯，4-甲基-1-戊烯，1-己烯，1-辛烯和它們的異構(gòu)體。其它烯烴單體包括不飽和單體，具有4-18個碳原子的二烯烴，共軛或非共軛二烯，多烯，乙烯基單體和環(huán)狀烯烴。關(guān)于所生產(chǎn)的烯烴的更完全的說明，參見PCT公開Nos.WO 03/000412和WO 03/000413。這些公開物的內(nèi)容引入本文供參考。最優(yōu)選地，所生產(chǎn)的烯烴是乙烯，丙烯或丁烯，常常稱為主烯烴或輕烯烴。
在一個實施方案中，反應(yīng)器流出料流包含≤大約5wt％，優(yōu)選≤大約1.0wt％，更優(yōu)選≤大約0.5wt％，通常大約0.001wt％的催化劑細粒。
在一個實施方案中，當(dāng)反應(yīng)器流出料流離開反應(yīng)器時，反應(yīng)器流出料流包括乙烯和丙烯，C4+烯烴，甲烷，C2+鏈烷烴，芳族化合物，水，未反應(yīng)的含氧化合物原料流，和含氧化合物烴類。在另一個實施方案中，反應(yīng)器流出料流包括大約30到大約70wt％的水，優(yōu)選，大約35到大約70wt％的水，更優(yōu)選大約40到大約65wt％的水，按反應(yīng)器流出料流的總重量的百分率表示。在用于轉(zhuǎn)化含氧化合物原料流的方法的一個實施方案中，烯烴的量高于50wt％，優(yōu)選高于60wt％，更優(yōu)選高于70wt％，和最優(yōu)選高于75wt％，以當(dāng)流出料流離開反應(yīng)器時流出料流中的烴的總重量為基準計。
有一個根據(jù)本文公開的任何方法的實施方案，其中流出料流包含大約0.05到大約5wt％，優(yōu)選大約0.1到大約3wt％，更優(yōu)選大約0.2到大約3wt％，還更優(yōu)選大約1到大約2wt％，最優(yōu)選大約1.5wt％的醇(通常甲醇)，以當(dāng)流出料流離開反應(yīng)器時的流出料流的組成為基準計。
有一個根據(jù)本文公開的任何方法的實施方案，其中流出料流包含大約0.01到大約5wt％，優(yōu)選大約0.01到大約3wt％，更優(yōu)選大約0.05到大約2wt％，還更優(yōu)選大約0.05到大約1wt％，最優(yōu)選大約0.05wt％的有機酸，以當(dāng)流出料流離開反應(yīng)器時流出料流的組成為基準計。所謂有機酸是指由有機材料制成的酸，即鍵接于碳原子的氫原子。對于本申請來說，有機酸包括它們的相應(yīng)鹽形式的有機酸。例如，有機酸包括甲酸以及甲酸鹽，乙酸以及乙酸鹽，丙酸以及丙酸鹽，丁酸以及丁酸鹽。
有一個根據(jù)本文公開的任何方法的實施方案，其中流出料流包括≤大約5wt％，優(yōu)選≤大約3wt％，更優(yōu)選≤大約1wt％的芳族化合物，以當(dāng)流出料流離開反應(yīng)器時流出料流的組成為基準計。
有一個根據(jù)本文公開的任何方法的實施方案，其中流出料流包括≤大約0.3wt％，優(yōu)選≤大約0.1wt％，更優(yōu)選≤大約0.05wt％，最優(yōu)選低于可檢測水平的含氮化合物，以當(dāng)流出料流離開反應(yīng)器時的流出料流的組成為基準計。在一個實施方案中，該流出料流包含≤大約10wppm，優(yōu)選≤大約5wppm，更優(yōu)選≤大約1wppm，最優(yōu)選低于可檢測水平的含氮化合物，以當(dāng)流出料流離開反應(yīng)器時的流出料流的組成為基準計。
有一個根據(jù)本文公開的任何方法的實施方案，其中流出料流包括≤大約0.3wt％，優(yōu)選≤大約0.1wt％，更優(yōu)選≤大約0.01wt％，最優(yōu)選低于可檢測水平的含硫化合物，以當(dāng)流出料流離開反應(yīng)器時的流出料流的組成為基準計。在一個實施方案中，該流出料流包含≤大約10wppm，優(yōu)選≤大約5wppm，更優(yōu)選≤大約5wppm，最優(yōu)選低于可檢測水平的含硫化合物，以當(dāng)流出料流離開反應(yīng)器時的流出料流的組成為基準計。
有一個根據(jù)本文公開的任何方法的實施方案，其中流出料流包括≤大約0.3wt％，優(yōu)選≤大約0.05wt％，更優(yōu)選≤大約0.01wt％，最優(yōu)選低于可檢測水平的含鹵素(通常氯)的化合物，以流出料流的組成為基準計。在一個實施方案中，該流出料流包含≤大約10wppm，優(yōu)選≤大約5wppm，更優(yōu)選≤大約1wppm，最優(yōu)選低于可檢測水平的含鹵素的化合物，以當(dāng)流出料流離開反應(yīng)器時的流出料流的組成為基準計。
反應(yīng)器流出料流沿管道24輸送到驟冷設(shè)備30。根據(jù)一個實施方案，反應(yīng)器流出料流具有露點。露點是氣體料流首先冷凝的溫度。反應(yīng)器流出料流保持在露點以上的溫度，同時它從反應(yīng)器流出料流輸送到驟冷設(shè)備30。
在圖2所示的一個實施方案中，反應(yīng)器流出料流的出口與在管道24上的換熱器系統(tǒng)26流通，以冷卻流出料流。根據(jù)一個實施方案，換熱器系統(tǒng)26包括一個或多個換熱器設(shè)備(service)，優(yōu)選二到四個換熱器設(shè)備，最優(yōu)選兩個或三個換熱器設(shè)備。
驟冷，壓縮，以及從驟冷塔底產(chǎn)物中分離催化劑細粒含氧化合物-烯烴轉(zhuǎn)化工藝形成了大量的副產(chǎn)物水。此外，大量的催化劑細粒在流出料流中攜帶。反應(yīng)器的出口，在一個實施方案中，通過用管線24表示的管路與驟冷設(shè)備30流通。尤其，水和催化劑細?？梢酝ㄟ^驟冷設(shè)備30從反應(yīng)器流出料流中脫除?！绑E冷設(shè)備”是通過建立與反應(yīng)器流出料流接觸的足夠量的液相而脫除一部分的反應(yīng)器流出料流的設(shè)備，該液相冷凝反應(yīng)器流出料流中的至少一部分物料。在含氧化合物-烯烴產(chǎn)物料流中的驟冷設(shè)備的一個實例可在US專利No.6,121,504(直接產(chǎn)物驟冷)中找到。接觸反應(yīng)器流出料流并引起冷凝的液體物質(zhì)被稱為“驟冷介質(zhì)”。
在驟冷設(shè)備30中，至少一部分的反應(yīng)器流出料流通過與液態(tài)的驟冷介質(zhì)接觸而快速冷凝。當(dāng)在驟冷設(shè)備30中驟冷時，至少一部分的反應(yīng)器流出料流保持在氣態(tài)，而另一部分被冷凝成液體。
在至少一個驟冷步驟之后保持在氣體狀態(tài)的流出料流的所述部分是驟冷流出料流。驟冷流出料流通過驟冷設(shè)備的塔頂產(chǎn)物，在一個實施方案中，沿著管道33排出。在驟冷條件下為氣體的反應(yīng)器流出料流的所述部分通常包括輕烯烴，二甲醚，甲烷，一氧化碳，二氧化碳，乙烷，丙烷，以及任何水和未反應(yīng)的含氧化合物原料流(其在驟冷設(shè)備30的操作過程中不被冷凝)。
在驟冷條件下被冷凝的反應(yīng)器流出料流的所述部分是液體級分。一個實施方案的液體級分通過驟冷設(shè)備的塔底產(chǎn)物作為驟冷塔底料流排出。在一個實施方案中，驟冷塔底料流在一個或多個料流中排出。根據(jù)圖2的實施方案，驟冷塔底料流沿管道34排出。一個實施方案的液體級分包括水；溶解的二氧化碳；有機酸，例如甲酸，乙酸，丙酸和丁酸(溶解或鹽形式)；芳族化合物；一部分的未反應(yīng)含氧化合物原料流(通常醇，例如甲醇)；和其它重質(zhì)烴類(例如，C5+烴類)。此外，液體級分往往捕集了在反應(yīng)器流出料流中攜帶的大多數(shù)的催化劑細粒。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，使用驟冷塔作為驟冷設(shè)備。在驟冷塔中，反應(yīng)器流出料流與液態(tài)的驟冷介質(zhì)密切接觸(即，在共同的體積內(nèi)直接接觸，而不象以上對于換熱器所述那樣被壁隔開)。驟冷介質(zhì)在低于驟冷介質(zhì)起泡點溫度和流出料流露點溫度的溫度下引入到驟冷塔內(nèi)。驟冷介質(zhì)以足夠的體積引入，以使反應(yīng)器流出料流快速移動到低于其露點的溫度，使得大部分的反應(yīng)器流出料流快速冷凝。
根據(jù)一種使用方法，驟冷介質(zhì)在引入反應(yīng)器流出料流地點以上的一個或多個位置被引入到驟冷設(shè)備中，使得驟冷介質(zhì)在驟冷塔內(nèi)下落，并在包括氣態(tài)烯烴的反應(yīng)器流出料流或其一部分通過塔上升時，與該反應(yīng)器流出料流接觸。
驟冷塔一般包括有利于驟冷介質(zhì)與反應(yīng)器流出料流或其一部分密切接觸的內(nèi)部元件，包括液體分配器和接觸設(shè)備，例如擋板、塔盤或結(jié)構(gòu)化填料。與液體驟冷介質(zhì)的密切接觸有利于從反應(yīng)器流出料流中提取催化劑細粒，進入自由流動稀釋的液相和離開至少一部分的氣態(tài)烯烴。驟冷塔通常還包括其它元件，例如用于冷卻再循環(huán)到驟冷塔中的驟冷介質(zhì)的換熱器。
在一個特定實施方案中，驟冷介質(zhì)是水。在另一個實施方案中，驟冷介質(zhì)是沿管道34從驟冷設(shè)備30的塔底料流中回收的驟冷塔底料流的一部分。它沿管道36改道，在換熱器38中冷卻，并沿管道36再引入到驟冷設(shè)備中。
在一個實施方案中，一些或全部的驟冷介質(zhì)沿管道32供給驟冷設(shè)備30。另外的驟冷介質(zhì)包括不含催化劑細粒和/或驟冷塔底料流的其它組分的水。在一個實施方案中，通過將中和劑和/或堿性試劑加入到驟冷塔底料流和/或驟冷介質(zhì)中來調(diào)節(jié)pH。驟冷介質(zhì)的pH是大約6到大約8，優(yōu)選大約6.5到大約7.5，更優(yōu)選大約7。在另一個實施方案中，將驟冷介質(zhì)調(diào)節(jié)至具有≥7；優(yōu)選≥7.1；更優(yōu)選7.5到大約11；還更優(yōu)選大約8.5到大約10.5；最優(yōu)選大約9的pH。
根據(jù)一個實施方案，驟冷塔底料流具有≤大約5wt％，通常≤大約1wt％，通常≤0.5wt％的催化劑細粒，以驟冷塔底料流的組成為基準計。
有一個根據(jù)本文公開的任何方法的實施方案，其中驟冷塔底料流進一步包括≤大約5wt％，優(yōu)選≤大約4wt％，更優(yōu)選≤大約3.5wt％的醇(通常甲醇)，以當(dāng)驟冷塔底料流離開驟冷設(shè)備時驟冷塔底料流的組成為基準計。
有一個根據(jù)本文公開的任何方法的實施方案，其中驟冷塔底料流進一步包括大約0.001到大約5wt％，優(yōu)選大約0.002到大約3wt％，更優(yōu)選大約0.005到大約2wt％，還更優(yōu)選大約0.005到大約1.0wt％，最優(yōu)選大約0.01wt％的有機酸，以當(dāng)驟冷塔底料流離開驟冷設(shè)備時驟冷塔底料流的組成為基準計。
有一個根據(jù)本文公開的任何方法的實施方案，其中驟冷塔底料流進一步包括≤大約5wt％，優(yōu)選≤大約3wt％，更優(yōu)選≤大約1wt％的芳族化合物，以當(dāng)驟冷塔底料流離開驟冷設(shè)備時驟冷塔底料流的組成為基準計。
有一個根據(jù)本文公開的任何方法的實施方案，其中驟冷塔底料流包括≤大約0.1wt％，優(yōu)選≤大約0.5wt％，更優(yōu)選≤大約0.01wt％，還更優(yōu)選≤大約0.005wt％，最優(yōu)選低于可檢測水平的含氮化合物，以離開驟冷設(shè)備時的驟冷塔底料流的組成為基準計。在一個實施方案中，該驟冷塔底料流包含≤大約10wppm，優(yōu)選≤大約5wppm，最優(yōu)選≤大約1wppm，最優(yōu)選低于可檢測水平的含氮化合物，以當(dāng)驟冷塔底料流離開驟冷設(shè)備時的驟冷塔底料流的組成為基準計。
有一個根據(jù)本文公開的任何方法的實施方案，其中驟冷塔底料流包括≤大約0.1wt％，優(yōu)選≤大約0.05wt％，更優(yōu)選≤大約0.01wt％，最優(yōu)選低于可檢測水平的含硫化合物，以離開驟冷設(shè)備時的驟冷塔底料流的組成為基準計。在一個實施方案中，該驟冷塔底料流包含≤大約10wppm，優(yōu)選≤大約5wppm，更優(yōu)選≤大約1wppm，最優(yōu)選低于可檢測水平的含硫化合物，以當(dāng)驟冷塔底料流離開驟冷設(shè)備時的驟冷塔底料流的組成為基準計。
有一個根據(jù)本文公開的任何方法的實施方案，其中驟冷塔底料流包括≤大約0.1wt％，優(yōu)選≤大約0.05wt％，更優(yōu)選≤大約0.01wt％，最優(yōu)選低于可檢測水平的含鹵素(通常氯)的化合物，以當(dāng)離開驟冷設(shè)備時驟冷塔底料流的組成為基準計。在一個實施方案中，該驟冷塔底料流包含≤大約10wppm，優(yōu)選≤大約5wppm，更優(yōu)選≤大約1wppm，最優(yōu)選低于可檢測水平的含鹵素(通常氯)的化合物，以當(dāng)驟冷塔底料流離開驟冷設(shè)備時的驟冷塔底料流的組成為基準計。
有一個根據(jù)本文公開的任何方法的實施方案，其中驟冷塔底料流包括≤大約1wt％，優(yōu)選≤大約0.5wt％，更優(yōu)選≤大約0.1wt％，最優(yōu)選低于可檢測水平的金屬離子鹽，以當(dāng)離開驟冷設(shè)備時驟冷塔底料流的組成為基準計。另外，該驟冷塔底料流包括如果有的來自醛和酮的醇醛縮合的紅油。
一個實施方案的驟冷塔底料流在液/液分離區(qū)中分離，其中相分離在烴相和水相之間進行。在一個實施方案中，液/液分離區(qū)位于驟冷設(shè)備的底部。尤其，在將烴相與水相分離的驟冷設(shè)備的底部形成了堰(weir)。
在圖2公開的另一個實施方案中，驟冷塔底料流沿管道34輸送到液/液分離容器35，例如罐或桶中。液/液分離容器35分離烴相，并將它沿管道37排出。水相沿管道39排出。
烴相任選地包含紅油(由醛和酮的醇醛縮合形成)和任何芳族化合物，包括烷基化芳族化合物。水相包括水，催化劑細粒，鹽形式的有機酸，金屬鹽，未反應(yīng)的含氧化合物原料流，包括醇(例如甲醇)。
烴相沿管道37輸送，并根據(jù)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域中已知的技術(shù)來加工。液體級分的水相沿管道39從分離罐35運走。任選地，將來自含氧化合物-烯烴轉(zhuǎn)化工藝的其它位置的水加入到分離罐35(或者作為選擇在管道42中的驟冷塔底料流的水相)中。這種位置包括(例如且不帶限制地)在壓縮設(shè)備組中的分離鼓，用過的含氧化合物洗滌介質(zhì)，在苛性堿洗滌之后的用過的水洗介質(zhì)，其它水洗。
對驟冷塔底料流，或驟冷塔底料流的水相進行重質(zhì)級分脫除步驟。所謂重質(zhì)級分是指包含相對揮發(fā)性低于或等于水的組分(包括沒有任何相對揮發(fā)性的固體組分)的級分。在一個實施方案中，重質(zhì)級分脫除步驟在第一分離階段中處理。第一分離階段將驟冷塔底料流的水相分離為第一蒸汽級分(first vapor fraction)和第一殘留級分。一個實施方案的第一蒸汽級分包括水和未反應(yīng)的含氧化合物原料，例如醇和/或二甲醚。另外，任何醛、酮或其它含氧化合物存在于一個實施方案的第一蒸汽級分中。一個實施方案的第一殘留級分或重質(zhì)級分包括水、鹽形式的有機酸(即，甲酸鹽，乙酸鹽，丙酸鹽，丁酸鹽)，無機鹽，包括二氧化碳的溶解鹽形式，金屬鹽，催化劑細粒和其它顆粒。根據(jù)一個實施方案，第一分離階段使用蒸餾塔，汽提塔，或任何汽化系統(tǒng)。
在一個實施方案中，圖2舉例說明了第一分離階段。驟冷流出料流通過換熱器44。換熱器44部分煮沸在管道39內(nèi)的驟冷塔底料流。該部分煮沸的流出料流通過分離容器46。驟冷塔底料流形成了如上所述的殘留級分。該殘留級分沿管道50從分離容器46中排出，并如下所述來處理。第一蒸汽級分沿管道48從分離容器排出，在那里它用輕級分脫除步驟處理。
根據(jù)一個實施方案，對驟冷塔底料流，或驟冷塔底料流的水相進行輕級分脫除步驟。在一個實施方案中，輕級分脫除步驟在重級分脫除步驟之后。在另一個實施方案中，輕級分脫除步驟在重級分脫除步驟之前。所謂“輕烴級分”是指相對揮發(fā)性高于或等于水的烴類，包括氧化烴類。在一個實施方案中，輕烴級分包括、但不限于醇原料(例如甲醇和乙醇)以及醛類，酮類或如果有的其它含氧化合物。輕烴級分的分離通過本領(lǐng)域已知的任何技術(shù)來進行，包括蒸餾、萃取蒸餾、液/液萃取，或汽提塔。在分離以除去如上所述的重質(zhì)殘留級分和輕烴級分之后，來自驟冷塔底料流的水被提純?yōu)楣に囐|(zhì)量水。所謂工藝質(zhì)量水是指在可接受的條件下用作鍋爐給水補充物和/或冷卻塔補給水的水。在一個實施方案中，工藝用水用作合成氣重整器的進料，進而產(chǎn)生用于甲醇生產(chǎn)的合成氣。
根據(jù)一個實施方案，該工藝質(zhì)量水具有≤大約0.5wt％，優(yōu)選≤大約0.1wt％，更優(yōu)選≤大約0.01wt％的催化劑細粒，以工藝質(zhì)量水的組成為基準計。
有一個根據(jù)本文公開的任何方法的實施方案，其中工藝質(zhì)量水包括≤大約0.1wt％，優(yōu)選≤大約0.03wt％，更優(yōu)選≤大約100wppm，還更優(yōu)選≤大約10wppm的醇，以工藝質(zhì)量水的組成為基準計。
有一個根據(jù)本文公開的任何方法的實施方案，其中工藝質(zhì)量水進一步包括低于大約0.1wt％，優(yōu)選低于大約0.03wt％，更優(yōu)選低于100wppm，還更優(yōu)選低于10wppm的甲醇，以工藝質(zhì)量水的組成為基準計。
有一個根據(jù)本文公開的任何方法的實施方案，其中工藝質(zhì)量水包括低于大約0.1wt％，優(yōu)選低于大約0.03wt％，更優(yōu)選低于100wppm，還更優(yōu)選低于10wppm的有機酸，以工藝質(zhì)量水的組成為基準計。
有一個根據(jù)本文公開的任何方法的實施方案，其中工藝質(zhì)量水包括≤大約0.01wt％，優(yōu)選≤大約10wppm，還更優(yōu)選≤大約5wppm的芳族化合物，以工藝質(zhì)量水的組成為基準計。
副產(chǎn)物水在本發(fā)明的一個實施方案中用于滿足水需求。在一個實施方案中，至少25wt％，典型地30wt％，優(yōu)選≥40wt％，更優(yōu)選≥50wt％，最優(yōu)選≥60wt％，通常大約70到大約90wt％或更多的副產(chǎn)物水在該工藝的水需求的工藝中被再使用。所謂水需求是指在含氧化合物-烯烴轉(zhuǎn)化工藝中由消耗水而不用回收工藝中的水的步驟或應(yīng)用所耗費的水的量。例如，水用作鍋爐給水補給或冷卻塔補給。在這些應(yīng)用的每一個中，一部分的水通過排放而開放地蒸發(fā)或排出和/或離開該工藝，不用回收。相反，在驟冷中使用的水作為蒸汽隨水飽和的驟冷流出料流離開驟冷，或者通過驟冷流出料流的塔底料流除去。在任何一種情況下，水通過本文所述的水回收工藝脫除，因此沒有凈損失水。同樣，水在水洗系統(tǒng)或苛性堿洗滌系統(tǒng)中的使用通常沒有水需求。
在另一個實施方案中，至少30wt％，優(yōu)選≥40wt％，更優(yōu)選大約40到大約90wt％，還更優(yōu)選大約40到大約80wt％，最優(yōu)選大約40到大約70wt％的工藝用水需求由副產(chǎn)物水來滿足。這種水需求包括在導(dǎo)致水的凈消耗的裝置中的任何用途。
根據(jù)圖2所示的一個實施方案，驟冷塔底料流在除去殘留級分之后沿管道48離開分離容器46。驟冷塔底料流沿管道48被運送到冷卻器/冷凝器52，在那里，驟冷塔底料流中的水被至少部分冷凝。部分冷凝液化了一部分的水。該冷凝在分離容器54中引起在包含水的液化驟冷塔底料流和包含水和輕烴級分的氣體驟冷塔底料流之間的相分離。該包含水的液化驟冷塔底產(chǎn)物通?？捎糜隗E冷水或作為在如果有的液/液萃取器中的吸收劑的水。在一個實施方案中，該包含水的液化驟冷塔底產(chǎn)物可用作工藝質(zhì)量水。
以蒸汽形式保留的驟冷塔底料流的一部分沿管道56從分離容器54排出到蒸餾塔62。將由含氧化合物洗滌，即，醇洗滌，優(yōu)選甲醇洗滌獲得的其它含氧化合物任選經(jīng)由管道60加入到驟冷塔底料流中。
蒸餾塔62將輕烴級分與水分離。
所謂分離是指將至少大多數(shù)的水冷凝到蒸餾塔塔底料流中，使得驟冷塔塔底料流產(chǎn)生了工藝質(zhì)量水，并沿管道68排出。輕烴級分以蒸汽形式通過用管道64表示的塔頂料流從蒸餾塔62排出。在一個實施方案中，輕烴級分再循環(huán)到含氧化合物-烯烴轉(zhuǎn)化反應(yīng)器22。在另一個實施方案中，輕烴級分進一步分餾為一個或多個其組分，并用于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的這種組分的目的。
以下參考圖2來描述殘留級分的處理，該殘留級分沿管道50排出到沉降罐70，沉降罐是分離設(shè)備。分離設(shè)備是通過固體和液體的相對密度將固體與液體分離的任何設(shè)備。分離設(shè)備的實例包括沉降設(shè)備和離心分離器比如離心機。一種分離設(shè)備是沉降設(shè)備。沉降設(shè)備被定義為使用重力分離固體顆粒與液體的設(shè)備。根據(jù)一個實施方案，沉降設(shè)備從澄清器、沉降罐和沉降池中選擇。
通過將固體顆粒沉淀到沉降罐70的底部，將固體顆粒與第一液體料流分離，形成濃縮的固體顆粒和至少部分澄清的殘留級分。該至少部分澄清的殘留級分由固體顆粒在沉降罐70中的沉降來獲得。濃縮的催化劑細粒沿管道72排出，或通過本領(lǐng)域已知的任何方式另外地除去。
為了有助于從第一液體料流中有效脫除催化劑細粒，在一個實施方案中，沿管道71添加絮凝劑。絮凝劑被定義為加入到液體和固體混合物中的材料，其增強在固體和液體之間的密度差，因此改進了沉降方法。絮凝劑增強了固體顆粒到沉降罐70的底部的沉降。根據(jù)一個實施方案，用絮凝劑有效分離所花費的時間是≤大約2.5小時，優(yōu)選≤大約2.0小時，更優(yōu)選≤1.5小時，最優(yōu)選≤大約1.0小時。如本文所使用的有效分離涉及液/固混合物中的液體部分與固體部分的分離。當(dāng)至少部分澄清的殘留級分含有存在于固/液混合物中的≤大約1wt％的固體時，發(fā)生了有效分離。
在一個實施方案中，絮凝劑是陽離子聚合物。優(yōu)選地，絮凝劑是選自如下的陽離子聚合物聚丙烯酰胺，氯化二烯丙基二甲基銨，表氯醇-胺，和dicandiamide-甲醛。
根據(jù)一個實施方案，催化劑細粒的重量與絮凝劑的重量的比率低于既定絮凝劑導(dǎo)致過大劑量的量。當(dāng)絮凝劑的添加量超過沉降固體顆粒所需的量時，出現(xiàn)了過大劑量。過大劑量常常通過絮凝劑在活性淤泥或水流中的存在來測定。
部分澄清的殘留級分沿管道74從沉降設(shè)備排出。在一個實施方案中，將部分澄清的液體級分輸送到沉降池76。任何剩余的固體顆?？梢栽诔两党?6中沉降出來。絮凝劑的使用任選有助于固體顆粒的沉降。任選地，沿管道78添加絮凝劑。此外，活的生物體存在于沉降池76中，其消耗有機酸(通常鹽形式)以及存在于水中的任何其它有機組分，例如甲醇和乙醇。在沉降池76之后，進一步處理水，以便沿管道80安全釋放到環(huán)境中。
如前所述，將反應(yīng)器流出料流驟冷，以除去反應(yīng)器流出料流中的催化劑細粒和水，形成了驟冷的流出料流。通過壓縮該料流進一步加工驟冷的流出料流。然后，如下所述，將驟冷的流出料流洗滌，以除去酸氣和可供選擇的其它含氧化合物。在洗滌之后，將驟冷的流出料流干燥，以根據(jù)以下的描述除去水。
產(chǎn)物洗滌和干燥根據(jù)一個實施方案，驟冷的流出料流被運輸?shù)饺芜x的含氧化合物洗滌塔，該洗滌塔通過用含氧化合物洗滌介質(zhì)萃取來除去含氧化合物。含氧化合物洗滌介質(zhì)是有效吸附含氧化合物、但相對不吸附烯烴的任何介質(zhì)。含氧化合物洗滌塔引入了洗滌介質(zhì)，優(yōu)選在洗滌塔的頂部。這些含氧化合物通過含氧化合物洗滌塔塔底料流除去。它任選與驟冷塔底料流一起輸送和合并，以便進行含氧化合物加工和輕烴脫除。
保留在驟冷流出料流中的全部或一部分的含氧化合物比如醚、醛和/或酮任選在含氧化合物洗滌步驟過程中脫除。在一個優(yōu)選的實施方案中，二甲醚、乙醛、丙醛和丙酮任選在含氧化合物洗滌塔中脫除。
在本發(fā)明的一個實施方案中，含氧化合物洗滌介質(zhì)以足以基本減少含氧化合物含量的量加入到含氧化合物洗滌塔中。優(yōu)選的是，以大約4∶1到大約1∶5,000的含氧化合物洗滌介質(zhì)與驟冷流出料流的摩爾比將含氧化合物洗滌介質(zhì)加入到容器內(nèi)，以驟冷流出料流的組成為基準計。
更高摩爾比的含氧化合物洗滌介質(zhì)與驟冷流出料流對于減少含氧化合物含量是理想的；優(yōu)選，大約4∶1到大約1∶1，更優(yōu)選大約3∶1到大約1.2∶1，最優(yōu)選大約2.5∶1到大約1.5∶1。
含氧化合物洗滌介質(zhì)的實例包括醇，胺，酰胺，腈，含雜環(huán)氮的化合物，或前述化合物的任何結(jié)合物。一元醇或多元醇可以用作醇吸收劑。吸收劑的具體例子包括甲醇，乙醇，丙醇，乙二醇，二甘醇，三甘醇，乙醇胺，二乙醇胺，三乙醇胺，位阻環(huán)胺類，乙腈，N-甲基吡咯烷酮，二甲基甲酰胺，和它們的結(jié)合物。
任選通過含氧化合物洗滌塔的驟冷流出料流一般用堿洗來處理。
根據(jù)一個實施方案，通過讓第一級分與堿洗介質(zhì)接觸，使用堿洗或吸附劑來從第一級分中的驟冷流出料流脫除二氧化碳。堿洗介質(zhì)是pH大于7的介質(zhì)。這種堿洗介質(zhì)的實例包括胺，碳酸鉀，苛性堿和氧化鋁。一些二氧化碳吸收劑的實例包括分子篩和膜，尤其由聚砜、聚酰亞胺、聚酰胺、玻璃狀聚合物和醋酸纖維素形成的膜。含胺和苛性堿化合物的溶液是優(yōu)選的，其中苛性堿化合物是更優(yōu)選的。
堿洗介質(zhì)從驟冷流出料流中脫除了任何剩余的二氧化碳。在一個實施方案中，堿洗階段用pH大于大約13的堿性料流洗滌該流出物。
根據(jù)一個實施方案，循環(huán)堿性料流具有≥1wt％，優(yōu)選大約1到大約5wt％，更優(yōu)選大約2到大約5wt％，最優(yōu)選大約3wt％的堿濃度(以堿性料流的組成為基準計)，以高于循環(huán)時濃度的濃度將以上列舉或表示的任何一種或多種堿性化合物加入到堿洗中。新鮮苛性堿補充物一般具有大約15到大約50wt％氫氧化鈉的濃度，以苛性堿補充物的總濃度為基準計。
在一個實施方案中，離開堿洗和水洗的洗滌流出料流具有低于大約1000ppb，優(yōu)選低于大約300ppb，更優(yōu)選低于50ppb二氧化碳的二氧化碳濃度，以洗滌的流出料流的組成為基準計。
驟冷流出料流通過稱之為水洗階段的附加洗滌階段。水與驟冷流出料流接觸。水洗脫除了驟冷流出料流或烯烴料流中的任何剩余的堿洗介質(zhì)。洗滌步驟產(chǎn)生了洗滌流出料流，其此后在分餾為特定產(chǎn)物料流之前通常被干燥。
任選包括干燥步驟。在該實施方案中，可以使用固體或液體干燥系統(tǒng)來從驟冷流出料流中脫除水和/或額外的氧化烴。
在固體干燥系統(tǒng)中，被任選堿洗和水洗的驟冷流出料流與固體吸附劑接觸，以便將水和氧化烴類進一步脫除至非常低的水平。通常，吸附過程在一個或多個含有適合的固體吸附劑的固定床中進行。
吸附可用于將水和氧化烴類脫除至非常低的濃度，并且用于脫除正?？赡軟]有通過使用其它處理系統(tǒng)脫除的氧化烴類。優(yōu)選地，用作本發(fā)明的一部分的吸附劑系統(tǒng)具有多個吸附劑床。多個床允許連續(xù)分離，而不需要關(guān)停該工藝來再生固體吸附劑。例如并且不帶限制地，三床系統(tǒng)一般有一個床在線，一個床再生離線，和第三個床待用。
在吸附劑床中使用的該一種或多種特定吸附劑固體取決于所要脫除的污染物的類型。用于脫除水和各種極性有機化合物，例如氧化烴類和吸收劑液體的固體吸附劑的非限制性例子包括氧化鋁、硅石、3A分子篩、4A分子篩和硅鋁酸鹽。在一個實施方案中，含有這些分子篩的混合物的床或具有不同吸附劑固體的多個床用于脫除水以及各種氧化烴類。
在本發(fā)明的一個實施方案中，一個或多個吸附床串聯(lián)或并聯(lián)排列。在串聯(lián)配置的一個實例中，第一個床用于除去最細小和極性最高的分子，它們最容易脫除。接下來串聯(lián)了用于脫除較大的、極性較低的氧化物質(zhì)的后續(xù)床。作為一類配置的具體例子，首先選擇性地使用3A分子篩脫除水。該床之后是一個或多個床，這些床含有一種或多種低選擇性吸附劑，例如大孔分子篩，例如13X和/或高表面積活性氧化鋁，例如Selexorb CD(Alcoa商品名)。
在另一個實施方案中，第一個床是能夠選擇性脫除水和甲醇的3.6A分子篩。該床之后可以是如上所述的一個或多個13X或活性氧化鋁床。
吸附劑床可以在環(huán)境溫度下或視需要在高溫下操作，可以是向上流動或向下流動。吸附劑材料的再生可以通過常規(guī)方法進行，包括用干燥惰性氣體流例如氮氣流在高溫下處理。
在液體干燥系統(tǒng)中，使用水吸收劑從驟冷流出料流中脫除水。水吸附劑可以是有效從烯烴料流中除去水的任何液體。優(yōu)選地，水吸收劑是多元醇或醇，比如乙醇或甲醇。
優(yōu)選地，在洗滌和干燥步驟之后的烯烴料流具有低于大約100wppm的水，更優(yōu)選低于大約10wppm，和最優(yōu)選低于1wppm的水含量。酸洗滌和干燥步驟產(chǎn)生了基本上不含水和二氧化碳的干燥烯烴料流。
產(chǎn)物回收進一步加工干燥烯烴料流或烯烴產(chǎn)物料流，以分離和提純流出料流中的組分，尤其乙烯和丙烯。有許多公知的回收系統(tǒng)、技術(shù)和程序，可用于分離干燥流出料流中的烯烴和提純烯烴?；厥障到y(tǒng)一般包括各種分離、分級和/或蒸餾塔、柱、分流器或設(shè)備組，反應(yīng)系統(tǒng)和其它相關(guān)設(shè)備，例如各種冷凝器，換熱器，冷凍系統(tǒng)或冷卻設(shè)備組，壓縮機，分離鼓或分離罐，泵等的一種或多種或結(jié)合物。
在回收系統(tǒng)中使用的設(shè)備的非限制性例子包括脫甲烷塔，優(yōu)選高溫脫甲烷塔，脫乙烷塔，脫丙烷塔，膜，乙烯(C2)分流器，丙烯(C3)分流器，丁烯(C4)分流器等的一種或多種。
用于主要回收烯烴，優(yōu)選主烯烴或輕烯烴，比如乙烯，丙烯和/或丁烯的各種回收系統(tǒng)描述在US專利No.5,960,643(次級富乙烯料流)，US專利Nos.5,019,143，5,452,581和5,082,481(膜分離)，US專利5,672,197(壓力依賴的吸附劑)，US專利No.6,069,288(氫脫除)，US專利No.5,904,880(回收的甲醇一步轉(zhuǎn)化為氫氣和二氧化碳)，US專利No.5,927,063(回收的甲醇送至燃氣渦輪動力裝置)，US專利No.6,121,504(直接產(chǎn)物驟冷)，US專利No.6,121,503(高純度烯烴，不用超精餾)，和US專利No.6,293,998(壓力回轉(zhuǎn)吸附)中，所有這些專利在此全面引入供參考。
大多數(shù)回收系統(tǒng)通常附帶的是與優(yōu)選的主產(chǎn)物一道的其它產(chǎn)物、副產(chǎn)物和/或污染物的產(chǎn)生、形成或積聚。通常提純優(yōu)選的主產(chǎn)物，輕烯烴，比如乙烯和丙烯，用于派生生產(chǎn)工藝比如聚合工藝。因此，在回收系統(tǒng)的最優(yōu)選實施方案中，回收系統(tǒng)還包括純化系統(tǒng)。例如，將尤其在含氧化合物-烯烴轉(zhuǎn)化工藝中生成的輕烯烴通入純化系統(tǒng)，其除去低水平的副產(chǎn)物或污染物。
污染物和副產(chǎn)物的非限制性例子通常包括極性化合物例如水，醇，羧酸，醚，氧化碳，氨和其它氮化合物，胂，膦和氯化物。其它污染物或副產(chǎn)物包括氫和烴類，例如乙炔，甲基乙炔，丙二烯，丁二烯和丁炔。
包括純化系統(tǒng)，例如用于提純烯烴的純化系統(tǒng)的其它回收系統(tǒng)在“Kirk-Othmer化學(xué)技術(shù)百科全書”(Kirk-Othmer Encyclopedia ofChemical Techno1ogy)，第4版，第9卷，John Wiley & Sons，1996，第249-271頁和第894-899頁中有述，該文獻在此引入供參考。純化系統(tǒng)例如還在US專利No.6,271,428(二烯烴料流的純化)，US專利No.6,293,999(分離丙烯與丙烷)，和2000年10月20日提出的US專利申請No.09/689,363(使用水合催化劑的吹掃料流)中有述，這些專利在此引入供參考。
典型地，在將一種或多種含氧化合物轉(zhuǎn)化為具有2或3個碳原子的烯烴中，形成或產(chǎn)生了一定量的烴類，尤其烯烴，特別是具有≥4個碳原子的烯烴以及其它副產(chǎn)物。在本發(fā)明的回收系統(tǒng)中包括了用于轉(zhuǎn)化在從反應(yīng)器排出的流出料流內(nèi)含有的產(chǎn)物或轉(zhuǎn)化作為所用回收系統(tǒng)的結(jié)果產(chǎn)生的那些產(chǎn)物的反應(yīng)系統(tǒng)。
在一個實施方案中，烯烴產(chǎn)物料流通過回收系統(tǒng)，形成含有一種或多種烴的料流，尤其，含三個或更多碳原子(C3+)烴的料流。在該實施方案中，含C3+烴的料流通過第一分餾區(qū)，形成粗C3烴和含C4+烴的料流，含C4+烴的料流通過第二分餾區(qū)，形成粗C4烴和含C5+烴的料流。四個或更多碳數(shù)的烴包括丁烯類例如1-丁烯和2-丁烯，丁二烯類，飽和丁烷類，和異丁烷類。
從轉(zhuǎn)化工藝，尤其含氧化合物-烯烴轉(zhuǎn)化工藝除去的流出料流一般具有少量的具有≥4個碳原子的烴。具有≥4個碳原子的烴的量通常低于30wt％，優(yōu)選低于25wt％，更優(yōu)選低于20wt％，和最優(yōu)選低于15wt％，以從含氧化合物-烯烴轉(zhuǎn)化工藝排出的流出料流的組成(不包括水)為基準計。尤其，用采用分子篩催化劑組合物的含氧化合物-烯烴轉(zhuǎn)化工藝，所得流出料流通常包括大多數(shù)的乙烯和/或丙烯和少量的四碳和更高碳數(shù)產(chǎn)物以及其它副產(chǎn)物，不包括水。
由上述任何一種工藝，優(yōu)選轉(zhuǎn)化工藝生產(chǎn)的優(yōu)選輕烯烴最含有Cx烯烴的高純度主烯烴產(chǎn)物，其中x是2-4的數(shù)值。以烯烴的組成為基準計，該主烯烴產(chǎn)物的量高于80wt％，優(yōu)選高于90wt％，更優(yōu)選高于95wt％，和最優(yōu)選不低于大約99wt％。烯烴的純度優(yōu)選是使烯烴在下述一種或多種應(yīng)用中的使用可接受的等級。
烯烴產(chǎn)物用途緊跟回收系統(tǒng)的適合的公知反應(yīng)系統(tǒng)主要采用低價值產(chǎn)物并將它們轉(zhuǎn)化為高價值產(chǎn)物。例如，C4烴類、1-丁烯和2-丁烯用于制備具有8-13個碳原子的醇，和其它專用化學(xué)品，使用異丁烯制備汽油添加劑，即甲基-叔丁基醚，丁二烯在選擇性氫化裝置中被轉(zhuǎn)化為1-丁烯和2-丁烯，而丁烷用作燃料。
采用低價值產(chǎn)物并將它們轉(zhuǎn)化為高價值產(chǎn)物的反應(yīng)系統(tǒng)的非限制性實例包括US專利No.5,955,640(將四碳產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為1-丁烯)，US專利No.4,774,375(異丁烷和2-丁烯烷基化成烷基化物汽油)，US專利No.6,049,017(正丁烯的二聚)，US專利Nos.4,287,369和5,763,678(高級烯烴用二氧化碳和氫的羰基化或加氫甲?；?，制備羰基化合物)，US專利No.4,542,252(多階段絕熱工藝)，US專利No.5,634,354(烯烴-氫回收)，以及Cosyns，J.等人，“用于C3、C4和C5烯屬料流改質(zhì)的工藝”(Process for Upgrading C3，C4 and C5Olefinic Streams)，Pet.& Coal，Vol.37，No.4(1995)(丙烯、丁烯和戊烯的二聚或低聚)，所有這些參考文獻在此全面引入供參考。
用于一種或多種烯烴產(chǎn)物的其它用途公開在US專利No.6,121,503(用具有低于或等于0.05的鏈烷烴與烯烴重量比的烯烴產(chǎn)物制備塑料)，US專利No.6,187,983(將電磁能量提供給反應(yīng)系統(tǒng))，1999年4月15日出版的PCT WO 99/18055(將流出料流中的重質(zhì)烴進給到另一反應(yīng)器)，2001年8月23日出版的PCT WO 01/60770和2000年7月28日提出的US專利申請序號No.09/627,634(高壓)，2000年2月22日提出的US專利申請序號No.09/507,838(分段原料注入)，以及2001年2月16日提出的US專利申請序號No.09/785,409(共進給丙酮)中，這些專利全部在此全面引入供參考。
在另一個實施方案中，所生產(chǎn)的烯烴在一個實施方案中涉及用于生產(chǎn)各種聚烯烴的一種或多種聚合工藝。(例如，參見2000年7月13日提出的US專利申請序號No.09/615,376，該專利在此全面引入供參考)。
聚合工藝包括溶液、氣相、淤漿相和高壓工藝，或它們的結(jié)合。尤其優(yōu)選的是一種或多種烯烴(其至少一種是乙烯或丙烯)的氣相或淤漿相聚合。聚合工藝包括在下列專利中所述的那些非限制性實例US專利Nos.4,543,399，4,588,790，5,028,670，5,317,036，5,352,749，5,405,922，5,436,304，5,453,471，5,462,999，5,616,661，5,627,242，5,665,818，5,667,375，5,668,228，5,712,352和5,763,543以及EP-A-0794200，EP-A-0802202，EP-A2-0891990和EP-B-0634421描述了氣相聚合工藝；US專利Nos.3,248,179和4,613,484，6,204,344，6,239,235和6,281,300描述了淤漿相聚合工藝；US專利Nos.4,271,060，5,001,205，5,236,998和5,589,555描述了溶液相聚合工藝；以及US專利Nos.3,917,577，4,175,169，4,935,397和6,127,497描述了高壓聚合工藝；所有這些專利在此全面引入供參考。
這些聚合工藝采用能夠包括上述分子篩催化劑的任何一種或結(jié)合物的聚合催化劑，然而，優(yōu)選的聚合催化劑是那些齊格勒-納塔，菲利普類、金屬茂，金屬茂類和先進(advanced)聚合催化劑以及它們的混合物。聚合催化劑的非限制性例子在US專利Nos.3,258,455，3,305,538，3,364,190，3,645,922，4,076,698，4,115,639，4,077,904，4,482,687，4,564,605，4,659,685，4,721,763，4,879,359，4,960,741，4,302,565，4,302,566，4,124,532，4,302,565，5,763,723，4,871,705，5,120,867，5,324,800，5,347,025，5,384,299，5,391,790，5,408,017，5,491,207，5,455,366，5,534,473，5,539,124，5,554,775，5,621,126，5,684,098，5,693,730，5,698,634，5,710,297，5,714,427，5,728,641，5,728,839，5,753,577，5,767,209，5,770,753和5,770,664，5,527,752，5,747,406，5,851,945和5,852,146中有述，所有這些專利在此全面引入供參考。
在優(yōu)選的實施方案中，本發(fā)明包括一種或多種烯烴在聚合催化劑體系的存在下在聚合反應(yīng)器中生成一種或多種聚合物產(chǎn)物的聚合工藝，其中該一種或多種烯烴通過使用沸石或沸石類分子篩催化劑組合物轉(zhuǎn)化醇，尤其甲醇來制備。優(yōu)選的聚合工藝是氣相聚合工藝，烯烴的至少一種是乙烯或丙烯，優(yōu)選的聚合催化劑體系是擔(dān)載金屬茂催化劑體系。在該實施方案中，擔(dān)載金屬茂催化劑體系包括載體，金屬茂或金屬茂類化合物和活化劑，優(yōu)選，該活化劑是非配位陰離子或鋁氧烷，或它們的結(jié)合物，最優(yōu)選該活化劑是鋁氧烷。
聚合條件根據(jù)聚合工藝、聚合催化劑體系和所生產(chǎn)的聚烯烴而改變。聚合壓力的典型條件在大約100psig(690kPag)到高于大約1000psig(3448kPag)，優(yōu)選在大約200psig(1379kPag)到大約500psig(3448kPag)的范圍內(nèi)，和更優(yōu)選在大約250psig(1724kPag)到大約350psig(2414kPag)的范圍內(nèi)變化。聚合溫度的典型條件在大約0℃到大約500℃，優(yōu)選大約30℃到大約350℃，更優(yōu)選在大約60℃到250℃的范圍內(nèi)，和最優(yōu)選在大約70℃到大約150℃的范圍內(nèi)。在優(yōu)選的聚合工藝中，每小時生產(chǎn)的聚合物的量超過25,000lb(11,300kg/hr)，優(yōu)選超過35,0001b/hr(15,900kg/hr)，更優(yōu)選超過50,0001b/hr(22,700kg/hr)和最優(yōu)選超過75,0001b/hr(29,000kg/hr)。
用上述聚合工藝生產(chǎn)的聚合物包括線性低密度聚乙烯，彈性體，塑性體，高密度聚乙烯，低密度聚乙烯，聚丙烯和聚丙烯共聚物。用該聚合工藝生產(chǎn)的丙烯型聚合物包括無規(guī)立構(gòu)聚丙烯，全同立構(gòu)聚丙烯，間同立構(gòu)聚丙烯，和丙烯無規(guī)、嵌段或抗沖共聚物。
典型乙烯型聚合物具有0.86g/cc到0.97g/cc的密度，大于1.5到大約10的重均分子量比數(shù)均分子量(Mw/Mn)(通過凝膠滲透色譜法測定)，0.01dg/min到1000dg/min的通過ASTM-D-1238-E測定的熔體指數(shù)(I2)，10到小于25的熔體指數(shù)比(I21/I2)(I21通過ASTM-D-1238-F測定)，作為選擇高于25，更優(yōu)選高于40的I21/I2。
用該聚合工藝生產(chǎn)的聚合物可用于諸如薄膜、片材和纖維擠出和共擠出以及吹塑、注塑和旋轉(zhuǎn)模塑之類的成形操作。薄膜包括通過共擠出或通過層壓形成的吹塑或流延薄膜，可用作食品接觸和非食品接觸應(yīng)用中的收縮薄膜，抗滑薄膜，彈性薄膜，密封薄膜，取向薄膜，快餐包裝材料，重載袋子，食品雜貨袋，烘烤和冷凍食品包裝材料，醫(yī)用包裝材料，工業(yè)襯料，膜等；纖維包括以紡織或無紡形式用于制備過濾器、尿布織物、醫(yī)用服裝、土工布等的熔紡，溶液紡絲和熔體噴射纖維操作；擠出制品包括醫(yī)用管料，電線和電纜涂層，地質(zhì)處理用膜和水池襯里；模塑制品包括瓶、罐、大型中空制品、剛性食品容器和玩具等形式的單層和多層結(jié)構(gòu)物。
除了聚烯烴以外，許多其它烯烴衍生的產(chǎn)品由上述任何一種工藝，尤其轉(zhuǎn)化工藝，更尤其GTO工藝或MTO工藝回收的烯烴形成。它們包括、但不限于醛、醇、乙酸、線性α-烯烴、乙酸乙烯酯、二氯乙烯和氯乙烯，乙基苯，環(huán)氧乙烷，枯烯，異丙醇，丙烯醛，烯丙基氯，環(huán)氧丙烷，丙烯酸，乙烯-丙烯橡膠，和丙烯腈，以及乙烯、丙烯或丁烯的三聚體和二聚體。
工藝用水在催化劑制備中的應(yīng)用在另一個實施方案中，工藝用水用于合成分子篩，例如SAPO分子篩，以獲得具有良好的用于將甲醇轉(zhuǎn)化為輕烯烴的催化性能的高度結(jié)晶、純的材料。例如，工藝用水可以用于分子篩合成或洗滌以制備分子篩。
另外或作為選擇，工藝用水用于制備配制催化劑組合物。例如，工藝用水可以用于噴霧干燥過程和/或制備擠出物的催化劑擠出中。
參考以下實施例可以更好地理解本發(fā)明的該實施方案，這些實施例用于說明在作為權(quán)利來要求的本發(fā)明的總范圍內(nèi)的具體實施方案。
實施例1-4實施例1是在EMM-2(SAPO-34(AEI)和SAPO-18(CHA)的共生物)分子篩的合成和最終洗滌中使用軟化水的對照實施例。在實施例2-4的每一個中，從含氧化合物-烯烴轉(zhuǎn)化工藝獲得的工藝用水用作制漿(膠化)劑和/或在EMM-2分子篩的最終洗滌過程中使用。該工藝用水從冷凝塔，例如，圖2所示的分離裝置46的塔底料流中獲得。該工藝用水具有大約600μS/cm的導(dǎo)電率，以工藝用水的總重量為基準計，含有下列痕量元素Fe0.04wppm；K0.03wppm；Na211wppm；Ca0.22wppm；Cr0.02wppm；Mg0.01wppm；和Ni＜0.01wppm。
在以下表I中提供了在實施例1-4中合成的分子篩的特性表I實施例1-4的分子篩合成特性
這樣合成的分子篩用DIFFaX來表征，以確定CHA/AEI比率。DIFFaX是用于確定CHA/AEI比率的X-射線衍射計算技術(shù)。用于將甲醇轉(zhuǎn)化為輕烯烴的這樣合成的分子篩的每一種的催化活性在管式微流反應(yīng)器中通過公知技術(shù)進行分析。在測試之前，將分子篩煅燒以除去有機模板(在650℃下，在N2中煅燒5小時，隨后在空氣中煅燒3小時)。對于各實施例，將20mg的煅燒分子篩與60mg的惰性材料SiC混合。將該混合物加入到管式微反應(yīng)器內(nèi)，并加熱到475℃。讓甲醇以100hr-1的WHSV在25psig(172kPag)的壓力下通過該微反應(yīng)器。分子篩的催化性能通過測定下列值來表征(a)每克分子篩轉(zhuǎn)化的累積甲醇(CMCPS，用所存在的分子篩的量標稱化的轉(zhuǎn)化甲醇的量)；(b)重均主烯烴選擇性(POS)；(c)乙烯(C2-)的重均選擇性；(d)丙烯(C3-)的重均選擇性；(e)所形成的乙烯與丙烯的重均比率；(f)甲烷(C1)的重均選擇性；(g)丙烷(C30)的重均選擇性；(h)C4化合物的重均選擇性；(i)所形成的C5+化合物的重均選擇性；和(j)焦炭的重均選擇性。這些結(jié)果在以下表II中示出。
表II實施例1-4的催化活性的總結(jié)
表II中的數(shù)據(jù)顯示，OTO工藝用水可以成功地用于EMM-2分子篩的合成(i)對催化劑性能沒有負面影響；(ii)對DIFFaX CHA/AEI比率沒有負面影響；和(iii)沒有雜質(zhì)。此外，這些實驗證明，大量的鈉可以在EMM-2分子篩合成過程中存在。
還有，現(xiàn)在預(yù)測，工藝用水不僅能夠用于分子篩合成和洗滌，而且可用于最終催化劑的制備。因此，OTO工藝用水還能夠用于噴霧干燥過程和制備擠出物的催化劑擠出中?，F(xiàn)在還預(yù)測，OTO工藝用水的用途不限于EMM-2合成，而且OTO工藝用水能夠通常用于SAPO以及沸石合成和/或配制/擠出。
工藝用水在其它反應(yīng)方法中的應(yīng)用在另一個實施方案中，工藝用水用于通過不飽和烴類的水合來生產(chǎn)化學(xué)品。任選地，水合反應(yīng)包括乙炔形成乙醛的水合。優(yōu)選地，該反應(yīng)在大約20巴壓力、大約200℃和大約5∶1的水與乙炔的摩爾比下進行。另外，水合反應(yīng)包括乙烯至乙醇的水合。該反應(yīng)優(yōu)選在大約40到大約50巴的壓力、大約200℃和大約2∶1的水與乙烯的摩爾比下進行。另外，水合反應(yīng)包括丙烯形成異丙醇的水合，優(yōu)選在大約70巴下在采用樹脂催化劑的滴流床工藝中進行。另外，水合反應(yīng)包括丁烯至仲丁醇的水合，例如用硫酸或滴流床樹脂催化劑。另外，水合反應(yīng)包括丁二烯至甲基乙基酮(MEK)或丁醛的水合。
在另一個實施方案中，來自O(shè)TO反應(yīng)系統(tǒng)的工藝用水在使用公知的碳化鈣(CaC)工藝的乙炔生產(chǎn)中被利用。關(guān)于該工藝的說明，參見K.Weissermel和H-J.Arpe，“工業(yè)有機化學(xué)”(Industrial OrganicChemistry)，Verlag Chemie，1978，第83-84頁。另外，來源于OTO的工藝用水用作公知的甲烷至乙炔的部分氧化轉(zhuǎn)化中的冷卻水。關(guān)于該工藝的說明，參見K.Weissermel和H-J.Arpe，“工業(yè)有機化學(xué)”(Industrial Organic Chemistry)，Verlag Chemie，1978，第86頁。將這樣生產(chǎn)的乙炔任選水合成乙醛，再次任選使用來源于OTO的工藝用水。
在一個實施方案中，來源于OTO的工藝用水被引入到蒸汽裂化系統(tǒng)中。如果需要，蒸汽裂化中的乙炔生產(chǎn)可以通過增加蒸汽裂化工藝的嚴格性來最大化。因此，在一個實施方案中，本發(fā)明包括增加蒸汽分壓，這應(yīng)導(dǎo)致乙炔的生成增加。也就是說，乙炔生成可以用更高的蒸汽分壓和/或更高的蒸汽裂化爐內(nèi)溫度來改進。在一個實施方案中，蒸汽裂化系統(tǒng)包括深度乙烷蒸汽裂化器或特殊設(shè)計的瓦斯油蒸汽裂化器。在該實施方案中，在蒸汽裂化系統(tǒng)內(nèi)形成的流出料流任選地包括至少大約10wt％的乙炔和大量的乙烯。任選地，使用溶劑，例如N-甲基吡咯烷酮或二甲基甲酰胺，在乙炔回收裝置(ARU)中從乙烯和乙烷中萃取乙炔。作為選擇，乙炔或乙炔/乙烯混合物按原樣使用。
包括、但不限于附圖的以上描述用來舉例說明本發(fā)明的一個或多個實施方案，并且不是限制性的。雖然如上就所公開的優(yōu)點、特征和應(yīng)用舉例說明了本發(fā)明，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員清楚，本發(fā)明可以用于其它情況。在不偏離本發(fā)明范圍的情況下可以做出其它變化和改進。
權(quán)利要求
1.用于將含氧化合物轉(zhuǎn)化為一種或多種烯烴產(chǎn)物料流的方法，該方法具有工藝用水需求，該方法包括下列步驟(a)將含氧化合物原料流供給含氧化合物-烯烴轉(zhuǎn)化反應(yīng)器；(b)讓該含氧化合物原料流在含氧化合物-烯烴轉(zhuǎn)化反應(yīng)器中與分子篩催化劑在有效形成包含一種或多種烯烴和副產(chǎn)物水的流出料流的條件下接觸；(c)在一個或多個烯烴產(chǎn)物料流中回收所述一種或多種烯烴；(d)以工藝質(zhì)量水的形式從流出料流中回收副產(chǎn)物水；和(e)使用基于副產(chǎn)物水的總重量的≥大約25wt％的副產(chǎn)物水用于工藝用水需求。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該流出料流夾帶了催化劑細粒，并進一步包括氧化烴類，其中該方法進一步包括下列步驟(a)從副產(chǎn)物水中除去氧化烴類和催化劑細粒，其中步驟(c)、(d)和(f)獲得了工藝質(zhì)量水。
3.如權(quán)利要求1或2的任一項所述的方法，其中該流出料流包含大約30到大約70wt％的水，以流出料流的組成為基準計。
4.如前述權(quán)利要求的任一項所述的方法，其中該流出料流包含大約0.05到大約5wt％的醇，以當(dāng)流出料流離開反應(yīng)器時的流出料流的組成為基準計。
5.如前述權(quán)利要求的任一項所述的方法，其中該流出料流包括大約0.01到大約5wt％的有機酸，以當(dāng)流出料流離開反應(yīng)器時的流出料流的組成為基準計。
6.如前述權(quán)利要求的任一項所述的方法，其中該流出料流包括≤大約5wt％的芳族化合物，以當(dāng)流出料流離開反應(yīng)器時的流出料流的組成為基準計。
7.如前述權(quán)利要求的任一項所述的方法，其中該流出料流包括≤大約0.3wt％的含氮化合物，以流出料流的組成為基準計。
8.如前述權(quán)利要求的任一項所述的方法，其中該流出料流包括≤大約0.3wt％的含硫化合物，以流出料流的組成為基準計。
9.如前述權(quán)利要求的任一項所述的方法，其中該流出料流包括≤大約0.3wt％的鹵素，以流出料流的組成為基準計。
10.如前述權(quán)利要求的任一項所述的方法，其中步驟(c)包括驟冷流出料流，以形成驟冷流出料流和驟冷塔底料流。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中該驟冷塔底料流進一步包括大約0.05到大約5wt％的醇，以當(dāng)驟冷塔底料流離開驟冷設(shè)備時驟冷塔底料流的組成為基準計。
12.如權(quán)利要求10或11的任一項所述的方法，其中該驟冷塔底料流具有≤大約5wt％的催化劑細粒，以驟冷塔底料流的組成為基準計。
13.如權(quán)利要求10-12的任一項所述的方法，其中該驟冷塔底料流包括大約0.01到大約5wt％的有機酸，以當(dāng)驟冷塔底料流離開驟冷設(shè)備時驟冷塔底料流的組成為基準計。
14.如權(quán)利要求10-13的任一項所述的方法，其中該驟冷塔底料流進一步包括≤大約5wt％的芳族化合物，以當(dāng)驟冷塔底料流離開驟冷設(shè)備時驟冷塔底料流的組成為基準計。
15.如權(quán)利要求10-14的任一項所述的方法，其中該驟冷塔底料流進一步包括≤大約0.1wt％的含氮化合物，以當(dāng)驟冷塔底料流離開驟冷設(shè)備時驟冷塔底料流的組成為基準計。
16.如權(quán)利要求10-15的任一項所述的方法，其中該驟冷塔底料流包括≤大約0.1wt％的含硫化合物，以當(dāng)驟冷塔底料流離開驟冷設(shè)備時驟冷塔底料流的組成為基準計。
17.如權(quán)利要求10-16的任一項所述的方法，其中該驟冷塔底料流包括≤大約0.1wt％的含鹵素的化合物，以當(dāng)驟冷塔底料流離開驟冷設(shè)備時驟冷塔底料流的組成為基準計。
18.如權(quán)利要求10-17的任一項所述的方法，其中該驟冷塔底料流包括≤大約1wt％的金屬離子鹽，以當(dāng)驟冷塔底料流離開驟冷設(shè)備時驟冷塔底料流的組成為基準計。
19.如前述權(quán)利要求的任一項所述的方法，其中該工藝質(zhì)量水包括≤大約0.5wt％的催化劑細粒，以工藝質(zhì)量水的組成為基準計。
20.如前述權(quán)利要求的任一項所述的方法，其中該工藝質(zhì)量水包括≤大約0.1wt％的醇，以工藝質(zhì)量水的組成為基準計。
21.如前述權(quán)利要求的任一項所述的方法，其中該工藝質(zhì)量水包括＜大約0.1wt％的甲醇，以工藝質(zhì)量水的組成為基準計。
22.如前述權(quán)利要求的任一項所述的方法，其中該工藝質(zhì)量水包括＜大約0.1wt％的有機酸，以工藝質(zhì)量水的組成為基準計。
23.如前述權(quán)利要求的任一項所述的方法，其中該工藝質(zhì)量水包括≤大約0.01wt％的芳族化合物，以工藝質(zhì)量水的組成為基準計。
24.如前述權(quán)利要求的任一項所述的工藝，其中(e)的步驟的使用采用≥30wt％的副產(chǎn)物水。
25.如前述權(quán)利要求的任一項所述的方法，其中(e)的步驟的使用滿足≥30wt％的由副產(chǎn)物水獲得的水需求。
26.用于將含氧化合物轉(zhuǎn)化為一種或多種烯烴產(chǎn)物料流的方法，該方法包括下列步驟(a)將含氧化合物原料流提供給含氧化合物-烯烴轉(zhuǎn)化反應(yīng)器；(b)讓含氧化合物原料流在含氧化合物-烯烴轉(zhuǎn)化反應(yīng)器中與分子篩催化劑在有效形成包括一種或多種烯烴和副產(chǎn)物水的流出料流的條件下接觸；(c)在一個或多個烯烴產(chǎn)物料流中回收所述一種或多種烯烴，該回收的步驟具有工藝用水需求；(d)以工藝質(zhì)量水的形式從流出料流回收副產(chǎn)物水；以及(e)將≥大約25wt％的副產(chǎn)物水供給用副產(chǎn)物水的工藝用水需求。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于清潔和使用來自含氧化合物－烯烴轉(zhuǎn)化工藝的副產(chǎn)物水以滿足含氧化合物－烯烴轉(zhuǎn)化工藝的水需求的方法。
文檔編號C07C11/02GK1852876SQ200480026847
公開日2006年10月25日 申請日期2004年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月19日
發(fā)明者C·F·范埃格蒙德, 丁忠義, J·H·小比奇, M·P·尼科萊蒂 申請人:?？松梨诨瘜W(xué)專利公司