用于從甲醇生產(chǎn)丙烯的設(shè)備和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種用于從甲醇生產(chǎn)丙締的設(shè)備和方法。特別地，本發(fā)明設(shè)及一種用 于從包含至少一種含氧化合物(oxygenate)的反應(yīng)混合物生產(chǎn)丙締的設(shè)備和方法，所述設(shè) 備包含:反應(yīng)器，其用于將所述反應(yīng)混合物轉(zhuǎn)化成包含丙締 W及脂族和芳香族C5+控的產(chǎn)物 混合物;至少一個蒸饋塔，其用于除去C5+料流，所述C5+料流包含所述產(chǎn)物混合物的至少90 重量％的脂族和芳香族C日+控;提取蒸饋塔(extractive distillation column)，其用于將 所述C5+料流分離成芳香族化合物料流和脂族化合物料流，所述脂族化合物料流包含所述 C5+料流的至少90重量％的脂族化合物，并且所述芳香族化合物料流包含所述C5+料流的至 少90重量％的芳香族化合物；W及脂族化合物再循環(huán)管線，其用于將所述脂族化合物料流 至少部分地再循環(huán)到所述反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002] 丙締(propene，C3也)通常也稱為甲基乙締(propylene)，是化學(xué)工業(yè)中最重要的起 始原料之一。它作為起始原料用于化學(xué)品例如丙酬、丙締酸、環(huán)氧丙烷和丙締醒的生產(chǎn)，因 此代表了化學(xué)工業(yè)中最重要的基礎(chǔ)化學(xué)品之一。此外，丙締用于聚丙締(PP)塑料的生產(chǎn)。全 世界對基礎(chǔ)丙締化學(xué)品的需求不斷增加，而丙締正如乙締一樣，通常在蒸汽裂解裝置中從 石油生產(chǎn)，其生產(chǎn)比率取決于方法和原料。
[0003] 為了獲得更多的丙締，已存在一系列方法，例如從作為反應(yīng)物的丙烷開始的PDH方 法。然而，由于最大部分的丙締仍然是通過蒸汽裂解產(chǎn)生的（約70%)，因此趨勢是將在裂解 裝置或其它石油化學(xué)設(shè)備中產(chǎn)生的C4至C8締控轉(zhuǎn)化成另外的丙締并且也部分轉(zhuǎn)化成乙締。
[0004] 運首先可W通過基于乙締與下締的歸中反應(yīng)（sy叩roportionation)的復(fù)分解 (metathesis)方法來進行。其缺點在于它需要建立乙締生產(chǎn)，并且只能轉(zhuǎn)化特定的C4締控 異構(gòu)體。
[000引另一種可能是締控轉(zhuǎn)化，其中C4+締控進行反應(yīng)W給出丙締。運種裂解操作利用 Propylur或0CP方法來實現(xiàn)，并且使用運種方法特別是為了將在裂解設(shè)備中生產(chǎn)的相對低 價值的C4+締控用于丙締生產(chǎn)。然而，由于反應(yīng)的吸熱性質(zhì)，反應(yīng)器中的溫度隨著轉(zhuǎn)化的進行 而下降，并因此限制了可獲得的丙締產(chǎn)率。
[0006] 最后，一種適合的方法是甲醇制丙締方法(也稱為MTP?方法），其中通常在沸石 催化劑上將甲醇/二甲酸或其它含氧化合物轉(zhuǎn)化成丙締。
[0007] MTP方法通常具有約65%(mole-C，摩爾百分比）的丙締產(chǎn)率。例如，DE 10 027 159 A1描述了一種使用兩個軸反應(yīng)器(shaft reactor)的MTP方法。在第一個非均質(zhì)催化處理步 驟中，甲醇蒸氣反應(yīng)W給出二甲酸。然后將該二甲酸分成兩個子料流，將其供應(yīng)到相應(yīng)的第 一和第二個軸反應(yīng)器，在其中在沸石催化劑上產(chǎn)生含有丙締的產(chǎn)物混合物。此外，在第二個 軸反應(yīng)器中還導(dǎo)入第一個軸反應(yīng)器的產(chǎn)物料流。結(jié)果，獲得高達50體積％的相對高的丙締 分?jǐn)?shù)。同時，考慮到用相對成本效率高的軸反應(yīng)器代替昂貴的管式反應(yīng)器，所述方法非常經(jīng) 濟。
[000引 DE 10 2006 026 103 A1描述了另一種類型的用于實施MTP方法的反應(yīng)器。在運種 情形中，在具有多個塔板(tray)的封閉反應(yīng)器中，氣態(tài)含氧化合物與蒸汽一起在400至470 °C下反應(yīng)，W給出締控。各個塔板裝有催化劑的固定床。每個塔板分別用水和二甲酸和/或 用通過多個噴嘴管噴灑的含有甲醇的液體相進料。通過運種方式，可W在每個塔板中設(shè)置 具有運種轉(zhuǎn)化程度的用于料流的最適操作條件。
[0009] 最后，DE 10 2009 031 636描述了一種用于制備所需含氧化合物、更具體為甲醇 和二甲酸的方法，其被設(shè)計成允許甲醇純化和二甲酸生產(chǎn)之間的靈活切換。
[0010] 在DE 10 2005 048 931 A1中也詳盡描述了MTP方法。從包含蒸汽和含氧化合物例 如甲醇和/或二甲酸的反應(yīng)混合物產(chǎn)生締控。運種反應(yīng)混合物在至少一個反應(yīng)器中，通過非 均相催化反應(yīng)轉(zhuǎn)化成包含低分子量締控和汽油控的反應(yīng)混合物。利用適合的分離方法，可 W使較高價值的締控、特別是C5+級分作為再循環(huán)料流至少部分地返回到反應(yīng)器中并非常大 量地轉(zhuǎn)化成丙締，由此提高丙締產(chǎn)率。對于使用蒸饋塔除去芳香族化合物做出了嘗試。運是 必要的，否則反應(yīng)器中的芳香族化合物將在化iedel-化afts燒化反應(yīng)中與短鏈締控（乙締、 丙締和下締)反應(yīng)，并因此降低丙締產(chǎn)率。
[0011] 運種方法的缺點在于分離性能不足W實現(xiàn)芳香族化合物的充分去除。由于待分離 的組分的沸點過于相近，因此蒸饋參數(shù)例如液相溫度或回流速率的改變不引起分離性能的 提高。另一個障礙是在MTP方法中芳香族化合物的產(chǎn)率極大地波動。通往相應(yīng)分離工具的進 料管線中芳香族化合物的分?jǐn)?shù)通常在1至50重量％之間，特別是5至40重量％之間。因此， 控、更具體為脂族控、尤其是具有超過7個碳原子(C7+)的締控，與芳香族化合物一起從過程 中取出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種設(shè)備和方法，其實現(xiàn)芳香族化合物和脂族化 合物的改進的分離，因此允許長鏈脂族控再循環(huán)，并相應(yīng)地實現(xiàn)丙締產(chǎn)率的提高。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明，使用具有權(quán)利要求1所限定技術(shù)特征的設(shè)備實現(xiàn)運一目的。
[0014] 本發(fā)明的運種用于從包含至少一種含氧化合物的反應(yīng)混合物生產(chǎn)丙締的設(shè)備包 含：
[0015] a)反應(yīng)器，其用于將所述反應(yīng)混合物轉(zhuǎn)化成包含丙締 W及脂族和芳香族C5+控的產(chǎn) 物混合物，
[0016] b)至少一個蒸饋塔，其用于除去C日+料流(S化earn)，所述C日+料流包含所述產(chǎn)物混合 物的至少90重量％、優(yōu)選地含95重量％、非常優(yōu)選地>98重量％的脂族和芳香族C5+控，
[0017] C)提取蒸饋塔，其用于將所述C5+料流分離成芳香族化合物料流和脂族化合物料 流，所述脂族化合物料流包含所述C5+料流的至少90重量％、優(yōu)選地^ 95重量％、非常優(yōu)選地 〉98重量％的脂族化合物，所述芳香族化合物料流包含所述C5+料流的至少90重量％、優(yōu)選地 > 95重量％、非常優(yōu)選地>98重量％的芳香族化合物，
[0018] d)脂族化合物再循環(huán)管線，其用于將所述脂族化合物料流至少部分地再循環(huán)到所 述反應(yīng)器，W及
[0019] e)芳香族化合物再循環(huán)管線，其使所述芳香族化合物料流地至少部分作為提取劑 (extractant)返回到所述提取蒸饋塔中。
[0020] 將芳香族化合物通過芳香族化合物再循環(huán)管線部分地再循環(huán)到提取蒸饋塔，在脂 族與芳香族C5+控之間產(chǎn)生提高的分離。運導(dǎo)致脂族化合物料流中芳香族化合物分?jǐn)?shù)的降低 和提取蒸饋塔底部中芳香族化合物分?jǐn)?shù)的提高。更令人預(yù)料不到的是，再循環(huán)的芳香族化 合物包含不同芳香族化合物(特別是苯、甲苯和二甲苯）的復(fù)雜混合物，并且不包含化學(xué)純 提取劑。
[0021] 已證實，設(shè)置有用于將殘留脂族化合物作為另外的脂族化合物料流從芳香族化合 物料流中除去的分離裝置是有利的。運降低了芳香族化合物料流中脂族化合物的比例。由 于芳香族化合物料流作為提取劑被供應(yīng)到提取塔(extraction colu皿），因此芳香族化合 物料流中較低的脂族化合物分?jǐn)?shù)引起提取塔中芳香族化合物的特別良好的提取活性。
[0022] 所述分離裝置可W是吸收塔、蒸饋塔或提取塔。在運種情況下，分離裝置在每種情 形中可W被構(gòu)造成塔的形式。
[0023] 所述另外的脂族化合物料流優(yōu)選被同樣地進料到反應(yīng)器中。在運種情況下，可W 進一步提高丙締的產(chǎn)率。
[0024] 優(yōu)選地存在第二個再循環(huán)管線，用于將所述另外的脂族化合物料流至少部分地再 循環(huán)到反應(yīng)器。然而，原則上也可W設(shè)想將所述另外的脂族化合物料流經(jīng)脂族化合物返回 管線通入到反應(yīng)器中。
[0025] 還已證明，如果芳香族化合物再循環(huán)到提取蒸饋塔內(nèi)進料入口上方，將是有利的。 結(jié)果，通過提取蒸饋塔的頂部取出的脂族化合物不被再循環(huán)的芳香族化合物污染。更具體 來說，運確保了存在明顯的分離并存在恒定的分離條件(特別是壓力、溫度和待分離料流的 組成）。
[0026] 本發(fā)明還包括具有權(quán)利要求6所限定技術(shù)特征的用于生產(chǎn)丙締的方法。
[0027] 本發(fā)明的運種用于從包含至少一種含氧化合物的反應(yīng)混合物生產(chǎn)丙締的方法包 括下列處理步驟：
[0028] a)在至少一個反應(yīng)器