用于從烯烴流中去除含氧化合物的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于從烯烴流中去除含氧化合物的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 通常，乙烯和丙烯烴由鏈烷烴原料的蒸汽裂解制得，所述鏈烷烴原料包含乙烷或 乙烷/丙烷混合物（稱為氣相裂解），或包含丙烷、丁烷、石腦油、NGL(液化天然氣）、縮合 物、煤油、瓦斯油和蠟油（稱為石腦油裂解）。制得乙烯和丙烯的一個(gè)可選擇的途徑為含氧 化合物制備烯烴（0T0)過程。鑒于增加的天然氣可得性，對用于制備乙烯和丙烯的0T0過 程的興趣在增加。天然氣中的甲烷可轉(zhuǎn)化為例如甲醇或二甲基醚（DME)，兩者均為用于0T0 過程的合適的原料。
[0003] 在0T0過程中，將諸如甲醇或二甲基醚的含氧化合物提供至包含合適的轉(zhuǎn)化催化 劑的反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)，并轉(zhuǎn)化為乙烯和丙烯。除了所需的乙烯和丙烯之外，諸如甲醇的含氧 化合物的顯著部分被轉(zhuǎn)化為更高級的烴類，包括C4+烯烴、鏈烷烴和催化劑上的碳質(zhì)沉積 物。通過本領(lǐng)域已知的方法（例如加熱催化劑與諸如空氣或氧氣的含氧氣體）連續(xù)再生催 化劑，以去除碳質(zhì)沉積物的一部分。
[0004] 一旦將包含烯烴、任何未反應(yīng)的含氧化合物（如甲醇和二甲基醚）和其他反應(yīng)產(chǎn) 物（如水）的來自反應(yīng)器的流出物從催化劑的本體中分離，則隨后處理以提供分開的組分 流。為了增加所述過程的乙烯和丙烯產(chǎn)率，可將C4+烯烴組分流再循環(huán)至反應(yīng)區(qū)，或者在專 用烯烴裂解區(qū)中進(jìn)一步裂解，以進(jìn)一步制得乙烯和丙烯。
[0005] 在反應(yīng)之后，冷卻反應(yīng)流出物流，且必須將反應(yīng)流出物流分離成其組分，包括所需 的烯烴產(chǎn)物。在例如在熱交換器中最初間接冷卻之后，反應(yīng)流出物流在急冷區(qū)中與經(jīng)冷卻 的水流接觸。水和所存在的含氧化合物的大部分將在急冷區(qū)中分離。
[0006] 然而，所存在的含氧化合物中的一些可從急冷區(qū)的頂部在富烯烴的氣流中攜帶。 隨后需要在分離過程中的之后的階段中去除這些含氧化合物（例如甲醇、DME、諸如甲醛、 乙醛和丙醛的醛類和諸如甲乙酮的酮類），以防止它們作為最終產(chǎn)物中的污染物存在。
[0007] 在用于從含氧化合物制備烯烴的已知過程中，壓縮來自急冷區(qū)的富烯烴的氣流。 通過串聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)在階段中進(jìn)行壓縮。
[0008] 在每個(gè)壓縮機(jī)之后，必須冷卻經(jīng)壓縮的氣流，這通常通過使用空氣熱交換器或水 熱交換器的間接熱交換而進(jìn)行。諸如分離鼓的分離容器位于每個(gè)熱交換器之后，以從經(jīng)壓 縮和冷卻的氣流中分離任何冷凝材料。在壓縮和冷卻過程期間或之后，例如通過使用苛性 堿溶液處理氣流，在羰基化合物去除區(qū)中從氣流中去除作為0T0反應(yīng)區(qū)中的副產(chǎn)物形成的 一氧化碳和二氧化碳。
[0009] 當(dāng)使用苛性堿溶液處理氣流時(shí)，在該階段中某些含氧化合物的存在可導(dǎo)致問題， 因?yàn)榭列詨A溶液的堿性組分（如氫氧根離子）可催化特別是乙醛的醇醛縮合和隨后的脫水 反應(yīng)，以形成諸如丙烯醛的不飽和醛，尤其是在更高pH下，如大于9的pH下。當(dāng)不飽和醛 在苛性堿溶液中積聚時(shí)，不飽和醛將聚合，并且如果醇醛縮合反應(yīng)未加以抑制，則可形成粘 性油狀聚合物和聚合物膜和無用的雜物（lumb)。這些稱為'紅油'，不可溶于苛性堿溶液中， 并且可沉積于設(shè)備內(nèi)部，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的污染和堵塞。
[0010] 在現(xiàn)有技術(shù)過程中，得自急冷區(qū)的保持在富烯烴的氣流中的含氧化合物通常使 用醇（通常為甲醇）洗滌，或通過與醇一起萃取蒸餾而去除。在至少一個(gè)包括壓縮、在熱 交換器中冷卻和經(jīng)冷凝的材料的分離的完整壓縮階段之后進(jìn)行這些過程?，F(xiàn)有技術(shù)中的 醇洗滌過程的例子可見于US2005/0033104、US2005/0222478、US2006/0004239 和US 2005/0283038中。萃取蒸餾過程描述于US2003/0045655中。
[0011] 希望提供一種用于從在急冷區(qū)中制得的富烯烴的氣流中去除含氧化合物，并冷卻 所述氣流的簡單集成方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 因此，本發(fā)明提供了一種用于從富烯烴的氣流中去除含氧化合物的方法，所述方 法包括如下步驟：
[0013] (a)在350至1000°C的范圍內(nèi)的溫度下，在包含分子篩的催化劑的存在下，在含氧 化合物反應(yīng)區(qū)中使包含含氧化合物的含氧化合物原料反應(yīng)，以產(chǎn)生包含至少含氧化合物、 烯烴、水和酸性副產(chǎn)物的反應(yīng)流出物流；
[0014] (b)冷卻所述反應(yīng)流出物流，并使其在急冷區(qū)中與第一水性流接觸，以產(chǎn)生水性流 和富稀徑的氣流；
[0015] (c)在串聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)中壓縮所述富烯烴的氣流，以產(chǎn)生經(jīng)壓縮的氣流，
[0016] (d)在所述一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)中的每一個(gè)之后，冷卻所述經(jīng)壓縮的氣流，并從所述 氣流中分離經(jīng)冷凝的材料，
[0017] 其中在步驟（c)中在所述一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)中的至少一個(gè)之后，通過使經(jīng)壓縮的 氣流直接與第二水性流接觸，并將所得材料分離成貧含氧化合物的氣流和水性洗滌流，從 而進(jìn)行步驟（d)。
【附圖說明】
[0018] 圖1至3為如本文所述的用于從富烯烴的氣流中去除含氧化合物的方法的示例性 但非限制性的實(shí)施方案的示意圖。
[0019] 圖4為現(xiàn)有技術(shù)過程的例子的示意圖。
[0020] 圖5提供了急冷裝置的一個(gè)實(shí)施方案的2個(gè)視圖（5A和5B)。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 本發(fā)明提供了一種用于從得自0T0過程中的急冷區(qū)的富烯烴的氣流中去除含氧 化合物的方法。在壓縮所述富烯烴的氣流的過程期間實(shí)現(xiàn)含氧化合物的去除。在本發(fā)明中， 在用于壓縮過程的一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)中的至少一個(gè)之后，使所得經(jīng)壓縮的氣體直接與水性 流接觸。使經(jīng)壓縮的氣體直接與水性流接觸實(shí)現(xiàn)了冷卻經(jīng)壓縮的氣體和去除存在于經(jīng)壓縮 的氣體中的含氧化合物的雙重效果。這與現(xiàn)有技術(shù)過程形成對照，在現(xiàn)有技術(shù)過程中，在每 個(gè)壓縮機(jī)之后，使用間接熱交換器冷卻所得經(jīng)壓縮的氣體，然后例如在分離鼓中分離經(jīng)冷 凝的材料，其中在分離步驟中去除含氧化合物。本發(fā)明的方法也提供了對富烯烴的氣體的 直接冷卻，這是比現(xiàn)有技術(shù)中提供的間接冷卻更有效的過程。因此，本發(fā)明的方法提供了一 種在冷卻富烯烴的氣流的同時(shí)從所述氣流中去除含氧化合物的簡單集成方法。
[0022]另一益處在于，可設(shè)計(jì)直接急冷體系以獲得比使用熱交換器高得多的極高的操作 彈性（turndown)。
[0023] 來自急冷區(qū)的富烯烴的氣流在串聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)中壓縮。優(yōu)選地，使用串 聯(lián)的兩個(gè)或更多個(gè)壓縮機(jī)，更優(yōu)選串聯(lián)的三個(gè)或更多個(gè)壓縮機(jī)。
[0024] 適當(dāng)?shù)?，使?jīng)壓縮的氣流直接與第二水性流接觸的過程可在串聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)壓 縮機(jī)中的任意者之后進(jìn)行。因此，如果使用一個(gè)壓縮機(jī)，則使經(jīng)壓縮的氣流直接與第二水性 流接觸的過程在該壓縮機(jī)之后進(jìn)行。如果使用串聯(lián)的兩個(gè)壓縮機(jī)，則使經(jīng)壓縮的氣流直接 與第二水性流接觸的過程可在第一壓縮機(jī)之后、在第二壓縮機(jī)之后或在兩個(gè)壓縮機(jī)之后進(jìn) 行，優(yōu)選在第二壓縮機(jī)之后進(jìn)行。如果使用三個(gè)壓縮機(jī)，則使經(jīng)壓縮的氣流直接與第二水性 流接觸的過程可在第一壓縮機(jī)之后、在第二壓縮機(jī)之后、在第三壓縮機(jī)之后，或在超過一個(gè) 壓縮機(jī)之后進(jìn)行，優(yōu)選在第三壓縮機(jī)之后進(jìn)行。如果使用四個(gè)壓縮機(jī)，則使經(jīng)壓縮的氣流直 接與第二水性流接觸的過程可在第一壓縮機(jī)之后、在第二壓縮機(jī)之后、在第三壓縮機(jī)之后、 在第四壓縮機(jī)之后，或在超過一個(gè)壓縮機(jī)之后進(jìn)行，優(yōu)選在第二或第三壓縮機(jī)之后進(jìn)行。如 果使用五個(gè)壓縮機(jī)，則使經(jīng)壓縮的氣流直接與第二水性流接觸的過程可在第一壓縮機(jī)之 后、在第二壓縮機(jī)之后、在第三壓縮機(jī)之后、在第四壓縮機(jī)之后、在第五壓縮機(jī)之后，或在超 過一個(gè)壓縮機(jī)之后進(jìn)行，優(yōu)選在第二或第三壓縮機(jī)之后進(jìn)行。
[0025] 優(yōu)選地，為了過程簡化，使經(jīng)壓縮的氣流直接與第二水性流接觸的過程在僅一個(gè) 壓縮機(jī)之后進(jìn)行。
[0026] 在一個(gè)實(shí)施方案中，將第二水性流直接注入輸送來自壓縮機(jī)的經(jīng)壓縮的氣流的管 道或其他導(dǎo)管中。
[0027] 在一個(gè)實(shí)施方案中，噴嘴位于導(dǎo)管的側(cè)面，從而將第二水性流直接注入輸送經(jīng)壓 縮的氣流的導(dǎo)管中。
[0028] 優(yōu)選地，使經(jīng)壓縮的氣流直接與第二水性流接觸的過程在如下階段中發(fā)生：氣流 已被壓縮至9至15巴（900至1500kPa)范圍內(nèi)的絕對壓力，更優(yōu)選被壓縮至10至12巴 (1000至1200kPa)范圍內(nèi)的絕對壓力。
[0029] 例如通過用苛性堿溶液處理氣流，從而在羰基化合物去除區(qū)中從氣流中去除諸如 一氧化碳和二氧化碳的羰基化合物。盡管可在進(jìn)行任何壓縮之前在羰基化合物去除區(qū)中處 理氣流，但優(yōu)選的是在一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)中的至少一者中壓縮氣流之后在羰基化合物去除 區(qū)中處理氣流。更優(yōu)選地，在由至少兩個(gè)，更優(yōu)選由至少三個(gè)壓縮機(jī)壓縮氣流之后，在羰基