CN107257783A - 与生产甲基叔丁基醚有关的系统和方法 - Google Patents

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CN107257783A CN201680011003.2A CN201680011003A CN107257783A CN 107257783 A CN107257783 A CN 107257783A CN 201680011003 A CN201680011003 A CN 201680011003A CN 107257783 A CN107257783 A CN 107257783A
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萨比特·奥-卡赫塔尼
阿布杜拉·图尔基·奥-贾卢德
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Abstract

本文公开了一种系统，其包括：a)包括第一入口和第一出口的费‑托反应器；b)包括第二入口和第二出口的烯烃分离器；c)包括第三入口和第三出口的脱异丁烷塔；d)包括第四入口和第四出口的异丁烷转为异丁烯的反应器；和e)包括第五入口的MTBE反应器，所叙述的结构是流体连通的。

Description

与生产甲基叔丁基醚有关的系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年2月19日提交的第62/118,152号美国临时申请的权益，该申请以引用的方式整体并入本文。
背景
甲基叔丁基醚(MTBE)被公认为汽油调和组分。MTBE(甲基叔丁基醚)是一种化学化合物，其通常是通过甲醇和异丁烯的化学反应制造的。MTBE的生产量非常大(1999年在美国每天超过200,000桶)，并且几乎全部用作车用汽油中的燃料添加剂。它是通常被称为“含氧化合物(oxygenate)”的一组化学品之一，因为它们提高了汽油的氧含量。在室温下，MTBE是挥发性、易燃且无色的液体，相当容易溶于水。MTBE在汽油的生产中用于保护环境和提高辛烷值，这已使其成为世界上增长最快的大宗化学品。
通过本领域中熟知且在世界各地广泛地商业化实施的方法，由煤或甲烷(天然气)可以很容易地生产合成气(H2和CO的混合物)。许多熟知的工业过程使用合成气来生产各种含氧有机化学品。在上世纪20年代最初发现了由合成气催化生产烃的费-托(Fischer-Tropsch)催化过程并进行了开发，并且在南非应用多年，用于生产作为汽车燃料的汽油系列烃。催化剂通常包含负载在氧化铝或二氧化钛上的铁或钴。有时可与钴催化剂一起使用诸如铼、锆、锰等的助催化剂以改善催化性能的各方面。产物通常是具有六个或更多个碳原子的汽油系列烃液体连同重质烃产物。
当今较低分子量的C1-C5烃(石蜡和/或烯烃)是所期望的，并且可经由费-托催化过程由合成气气体获得。需要将所获得的石蜡和/或烯烃转化成其它有用的化合物。
因此，对由低分子量的C1-C5烃(如由来自非石油原料的C4烃)生产有用的化合物的新的及改进的方法仍然存在着长期的市场需求。
因此，本文描述可用于生产MTBE的系统和方法。
发明概述
本文公开了一种系统，其包括：a)包括第一入口和第一出口的费-托反应器；b)包括第二入口和第二出口的烯烃分离器；c)包括第三入口和第三出口的脱异丁烷塔；d)包括第四入口和第四出口的异丁烷转为异丁烯的反应器；和e)包括第五入口的MTBE反应器，其中费-托反应器经由第一连接器与烯烃分离器流体连通，其中第一连接器连接到费-托反应器的第一出口并连接到烯烃分离器的第二入口，其中烯烃分离器经由第二连接器与脱异丁烷塔流体连通，其中第二连接器连接到烯烃分离器的第二出口并连接到脱异丁烷塔的第三入口，其中脱异丁烷塔经由第三连接器与异丁烷转为异丁烯的反应器流体连通，其中第三连接器连接到脱异丁烷塔的第三出口并连接到异丁烷转为异丁烯的反应器的第四入口，其中异丁烷转为异丁烯的反应器经由第四连接器与MTBE反应器流体连通，其中第四连接器连接到异丁烷转为异丁烯的反应器的第四出口并连接到MTBE反应器的第五入口。
本文还公开了包括以下步骤的方法：a)提供包含至少约1重量％的第一C4烃产物的第一产物气流，其中第一C4烃产物包括包含异丁烯的C4烯烃烃产物和C4石蜡烃产物，其中C4石蜡烃产物包含正丁烷和异丁烷；b)从第一C4烃产物中分离出包含异丁烯的C4烯烃烃产物的至少一部分，从而产生第二C4烃产物；c)从第二C4烃产物中分离出正丁烷的至少一部分，从而产生第三C4烃产物；d)将分离出的正丁烷的至少一部分异构化成异丁烷；e)将步骤d)中产生的异丁烷的至少一部分与第三C4烃产物合并，从而产生第四C4烃产物；f)由第四C4烃产物的至少一部分产生异丁烯；g)将包含异丁烯的分离出的C4烯烃烃产物的至少一部分和步骤f)中产生的异丁烯的至少一部分合并，从而产生第五C4烃产物；和h)由第五C4烃产物的至少一部分产生甲基叔丁基醚(MTBE)。
另外的优点将部分地在随后的说明书中予以阐述，且部分地将由说明书显而易见，或者可通过实施下文描述的各方面而获知。借助于所附权利要求中特别指出的化学组成、方法及其组合将会实现及获得下文描述的优点。要理解的是，前述的一般性描述和以下的详细描述都只是示例性和解释性而不是限制性的。
附图描述
并入本说明书并构成其一部分的附图示出了若干方面，并与说明书一起用来解释本发明的原理。
图1显示本文公开的系统和方法的流程图。
本发明另外的优点将部分地在随后的描述中予以阐述，且部分地将由描述显而易见，或者可通过实施本发明而获知。借助于所附权利要求中特别指出的要素及组合将会实现及获得本发明的优点。要理解的是，前述的一般性描述和以下的详细描述都只是示例性和解释性的，并非限制要求保护的本发明。
详述
本文公开的材料、化合物、组合物和组分可用于所公开的方法和组合物、可与所公开的方法和组合物结合使用、可用在所公开的方法和组合物的制备中或者是所公开的方法和组合物的产物。要理解的是，当公开这些材料的组合、子集、相互作用、基团等时，虽然不能明确地公开这些化合物具体所指的每一种不同的个别和共同组合及排列，但本文具体地设想和描述了每一者。例如，如果公开和讨论了催化剂组分，并且讨论了该组分的若干替代固态形式，则具体设想了催化剂组分和固态形式的可能的每种和每一种组合及排列，除非具体指出相反的情况。这一概念适用于本公开的所有方面，包括但不限于制备和使用所公开的组合物的方法中的步骤。因此，如果有可执行的各种附加步骤，则可理解的是，可以就所公开的方法的任何具体方面或方面的组合来执行这些附加步骤中的每一步，且每一这种组合是具体设想的，并且应视为是公开的。
1.定义
在本说明书和在随后的权利要求中将参考若干术语，这些术语将被定义为具有以下含义：
必须指出的是，如在说明书和所附权利要求中所用，单数形式“一个/种”和“该/所述”包括复数指示项，除非上下文另有明确规定。因此，例如提到“烃”包括烃的混合物。
范围在本文中可表示为从“”一个特定值和/或至“”另一个特定值。当表示这种范围时，另一方面包括从该一个特定值和/或至该另一特定值。类似地，当通过使用先行词“，”将值表示为近似值时，可理解的是，特定的值形成另一方面。可进一步理解的是，每个范围的端点相对于另一端点是显著的并且独立于另一端点。
在说明书和最后的权利要求中提到组合物或制品中的特定元素或组分的重量份数表示该元素或组分与组合物或制品中用重量份表示的任何其它元素或组分之间的重量关系。因此，在含有2重量份组分X和5重量份组分Y的化合物中，X和Y以2:5的重量比存在，并且不管化合物中是否含有另外的组分都以这种比例存在。
除具体指出相反的情况外，组分的重量百分比是基于包括该组分的制剂或组合物的总重量。
2.费-托催化过程
由合成气产生烃的费-托催化过程是本领域中已知的。在费-托过程中可发生若干反应，如费-托(FT)反应、水煤气变换反应和氢甲烷化，如方案1中所示。
方案1
FT反应：n CO+2n H2→(CH2)n+H2O
水煤气变换反应(WGS)：CO+H2O→CO2+H2
甲烷化 CO+H2→CH4+H2O
在本文描述的费-托过程中被混合的气体包含H2和CO。进料气体的H2/CO摩尔比可以为0.5至4。例如，H2/CO摩尔比可以为1.0至3.0，举例如1.5至3.0，或者在另一实例中为1.5至2.5。可理解的是，H2/CO摩尔比可控制所产生的烃的选择性。H2/CO的消耗摩尔比通常为约1.0至约2.5，举例如约1.5至2.1。只要水煤气变换反应是活跃的，此比例便增加，且因此采用低于消耗比的进料比将导致反应期间在可接受范围内的稳定的H2/CO比(通常低于2)。H2和CO在费-托反应中进行催化反应。
目标在于产生烯烃(C2-C10烯烃)的费-托过程是所期望的，并且这种过程可产生显著量的C4烃，包括C4石蜡和C4烯烃。如本文所公开，包含C4烃的料流可经受处理以产生MTBE，其可用作汽油添加剂以提高汽油的辛烷值。本文公开的系统和方法能够由费-托过程中所产生的气体产物流产生MTBE。
MTBE具有化学结构(CH3)3COCH3并且是挥发性、易燃且无色的液体。
3.系统
本文公开了一种系统，其包括：a)包括第一入口和第一出口的费-托反应器；b)包括第二入口和第二出口的烯烃分离器；c)包括第三入口和第三出口的脱异丁烷塔；d)包括第四入口和第四出口的异丁烷转为异丁烯的反应器；和e)包括第五入口的MTBE反应器，其中费-托反应器经由第一连接器与烯烃分离器流体连通，其中第一连接器连接到费-托反应器的第一出口并连接到烯烃分离器的第二入口，其中烯烃分离器经由第二连接器与脱异丁烷塔流体连通，其中第二连接器连接到烯烃分离器的第二出口并连接到脱异丁烷塔的第三入口，其中脱异丁烷塔经由第三连接器与异丁烷转为异丁烯的反应器流体连通，其中第三连接器连接到脱异丁烷塔的第三出口并连接到异丁烷转为异丁烯的反应器的第四入口，其中异丁烷转为异丁烯的反应器经由第四连接器与MTBE反应器流体连通，其中第四连接器连接到异丁烷转为异丁烯的反应器的第四出口并连接到MTBE反应器的第五入口。
要理解的是，基于由合成气产生烯烃的费-托过程中的产物分布，本文公开的反应器的顺序可有所变化。
一方面，系统还包括异构化反应器，其包括第六入口和第六出口，其中脱异丁烷塔还包括第七出口，其中异构化反应器经由第五连接器与脱异丁烷塔流体连通，其中第五连接器连接到异构化反应器的第六入口并连接到脱异丁烷塔的第七出口。
一方面，系统还包括与费-托反应器流体连通的合成气生产反应器。一方面，费-托反应器包括第八入口。合成气生产反应器可包括第八出口，其连接到第六连接器，所述第六连接器连接到费-托反应器的第八入口。
一方面，烯烃分离器经由第七连接器与MTBE反应器流体连通。
可使用等温和/或绝热固定、移动或流化床反应器作为可实施对产生烯烃有选择性的费-托过程的费-托反应器。费-托反应器被构造成将合成气转化为烯烃。使用等温和/或绝热固定床反应器将合成气转化为烃产物，包括烯烃、石蜡和醇。
费-托反应器可包含一种或多种费-托催化剂。费-托催化剂是本领域中已知的，并且可例如是Fe基催化剂和/或Co基催化剂和/或Ru基催化剂。这类催化剂描述于美国专利4,088,671和美国专利4,207,248中，这两篇专利具体就有关费-托催化剂的公开内容整体并入本文。
烯烃分离器是可将烯烃与石蜡及其它产物分离的分离器。烯烃分离器可以是采用低温能将烯烃与石蜡分离的分离器。烯烃分离器是本领域中已知的，并且还可包括蒸馏和膜分离或其组合。
脱异丁烷塔是本领域中已知的。脱异丁烷塔可以是采用蒸馏分离技术进行烃分离的分馏塔。脱异丁烷塔例如描述于美国专利7,638,675、美国专利6,818,333、美国专利6,156,950、美国专利6,338,791和美国专利5,069,794中，这些专利具体就有关脱异丁烷塔的公开内容整体并入本文。
异丁烷转为异丁烯的反应器是被构造成将链烷烃(即石蜡)转化为链烯烃(即烯烃)的容器。如此，异丁烷转为异丁烯的反应器是被构造成将异丁烷转化为异丁烯的容器。例如，异丁烷转为异丁烯的反应器可以是固定床管式或管束反应器。
一方面，异丁烷转为异丁烯的反应器是异丁烷裂化器。异丁烷反应器被构造成将异丁烷加热以热裂解异丁烷而形成异丁烯。异丁烷裂化器是本领域中已知的。异丁烷裂化器可例如是蒸汽裂化器。异丁烷裂化器和蒸汽裂化器例如描述于美国专利5,990,370和美国专利5,785,739中，这两篇专利具体就有关异丁烷裂化器和蒸汽裂化器的公开内容整体并入本文。
链烷烃(即石蜡)转化为链烯烃(即烯烃)可以是催化过程。另一方面，异丁烷转为异丁烯的反应器是脱氢反应器。脱氢反应器还包含脱氢催化剂，举例如Pd或V催化剂。
一方面，催化过程可例如是非氧化性的，如美国7,417,173中所述。可以在流化床中在非均相催化下实施非氧化催化正丁烷脱氢，如Chem.Eng.Sci.1992b,47(9-11)2313中所述。适当地，并联操作两个流化床，其中一个通常处于再生的状态。工作压力通常为1至2巴，脱氢温度通常为550至600℃。通过将脱氢催化剂预加热至反应温度而将脱氢所需的热量引入反应系统。
另一方面，脱氢可以是氧化性的。诸如V催化剂的脱氢催化剂例如描述于美国专利3,914,332中，该专利具体就有关氧化性催化剂的公开内容特此以引用的方式并入。
异构化反应器是被构造成使链烷烃异构化的容器，例如被构造成将正丁烷转化为异丁烷的容器。正丁烷异构化过程可使用催化剂，如AlCl3催化剂或Pt-氧化铝催化剂加上HCl。一些异构化催化剂对水分敏感，且因此正丁烷异构化过程可能需要进料干燥。也可使用如美国2013/0062253中所述的离子液体催化剂。
MTBE反应器是被构造成实施异丁烯与含氧化合物(举例如，甲醇)之间的反应的容器。可通过异丁烯与甲醇在催化剂之上反应来产生MTBE。一方面，可改变甲醇与异丁烯之比以使异丁烯的转化率最大化。例如，如美国专利5,414,147中所述，在MTBE反应过程中甲醇与异丁烯摩尔比可大于1.06。一方面，甲醇与异丁烯摩尔比为1.06至1.2。
合成气生产反应器可由一种或多种来源生产合成气。可通过与蒸汽或氧反应，由许多来源生产合成气，这些来源包括天然气、煤、生物质或几乎任何烃原料。例如，甲烷(或烃)的部分氧化(POX)是用于制备合成气的非催化大规模过程，并且产生H2/CO比为约2的合成气。在另一实例中，合成气反应器可将天然气转化成合成气。如此，合成气生产反应器可以是在一个过程中将甲烷蒸汽重整和氧化相结合的自热重整(ATR)反应器。通过进料气体(天然气)的氧化而在反应器内部产生重整所需的热量。ATR也适合大规模生产用于气体到液体或大规模甲醇合成过程的合成气。
任选地，在各方面，可以在工业规模上操作或构造所公开的系统。一方面，本文描述的反应器可各自是工业尺寸的反应器。例如，费-托反应器可以是工业尺寸的反应器。在另一实例中，脱异丁烷塔可以是工业尺寸的反应器。在又一实例中，异丁烷转为异丁烯的反应器可以是工业尺寸的反应器。在又一实例中，烯烃分离器可以是工业尺寸的反应器。在又一实例中，MTBE反应器可以是工业尺寸的反应器。在又一实例中，异构化反应器可以是工业尺寸的反应器。
本文公开的反应器可具有至少约1,000升、约2,000升、约5,000升或约20,000升的体积。例如，反应器可具有约1,000升至约20,000升的体积。
一方面，费-托反应器可具有至少约1,000升、约2,000升、约5,000升或约20,000升的体积。例如，费-托反应器可具有约1,000升至约20,000升的体积。
一方面，烯烃分离器可具有至少约1,000升、约2,000升、约5,000升或约20,000升的体积。例如，烯烃分离器可具有约1,000升至约20,000升的体积。
一方面，脱异丁烷塔可具有至少约1,000升、约2,000升、约5,000升或约20,000升的体积。例如，脱异丁烷塔可具有约1,000升至约20,000升的体积。
一方面，异构化反应器可具有至少约1,000升、约2,000升、约5,000升或约20,000升的体积。例如，异构化反应器可具有约1,000升至约20,000升的体积。
一方面，MTBE反应器可具有至少约1,000升、约2,000升、约5,000升或约20,000升的体积。例如，MTBE反应器可具有约1,000升至约20,000升的体积。
一方面，系统每小时能够生产至少约25升、约100升、约250升、约500升、约1,000升或约10,000升或约25至约10,000升的MTBE。
现在参考图1，其显示本文公开的系统和方法的非限制示例性方面。图1显示系统(100)。该系统具有合成气生产反应器(102)。合成气生产反应器(102)与费-托反应器(104)流体连通。费-托反应器(104)与烯烃分离器(106)进一步流体连通。烯烃分离器(106)与脱异丁烷塔(108)进一步流体连通。脱异丁烷塔(108)与异构化反应器(110)和异丁烷转为异丁烯的反应器(112)进一步流体连通。异丁烷转为异丁烯的反应器(如异丁烷裂化器或脱氢器反应器)(112)与MTBE反应器(114)进一步流体连通。烯烃分离器(106)与MTBE反应器(114)进一步流体连通。异构化反应器(110)与异丁烷转为异丁烯的反应器(如异丁烷裂化器或脱氢器反应器)(112)进一步流体连通。合成气生产反应器(102)可经由第六连接器(116)与费-托反应器(104)流体连通。费-托反应器(104)可经由第一连接器(118)与烯烃分离器(106)进一步流体连通。烯烃分离器(106)可经由第二连接器(120)与脱异丁烷塔(108)进一步流体连通。脱异丁烷塔(108)可经由第五连接器(122)与异构化反应器(110)和经由第三连接器(126)与异丁烷转为异丁烯的反应器(如异丁烷裂化器或脱氢器反应器)(112)进一步流体连通。异构化反应器(110)可经由第七连接器(124)与异丁烷转为异丁烯的反应器(如异丁烷裂化器或脱氢器反应器)(112)进一步流体连通。异丁烷转为异丁烯的反应器(112)可经由第四连接器(128)与MTBE反应器(114)进一步流体连通。烯烃分离器(106)可经由第七连接器(130)与MTBE反应器(114)进一步流体连通。
4.方法
本文还公开了生产MTBE的方法。一方面，可通过本文公开的系统来实施所述方法。
本文公开了包括以下步骤的方法：a)提供包含至少约1重量％的第一C4烃产物的第一产物气流，其中第一C4烃产物包括包含异丁烯的C4烯烃烃产物和C4石蜡烃产物，其中C4石蜡烃产物包含正丁烷和异丁烷；b)从第一C4烃产物中分离出包含异丁烯的C4烯烃烃产物的至少一部分，从而产生第二C4烃产物；c)从第二C4烃产物中分离出正丁烷的至少一部分，从而产生第三C4烃产物；d)将分离出的正丁烷的至少一部分异构化成异丁烷；e)将步骤d)中产生的异丁烷的至少一部分与第三C4烃产物合并，从而产生第四C4烃产物；f)由第四C4烃产物的至少一部分产生异丁烯；g)将包含异丁烯的分离出的C4烯烃烃产物的至少一部分和步骤f)中产生的异丁烯的至少一部分合并，从而产生第五C4烃产物；和h)由第五C4烃产物的至少一部分产生甲基叔丁基醚(MTBE)。
一方面，所述方法还包括在费-托过程中产生第一产物气流的步骤。可在如本文公开的费-托反应器中实施费-托过程。一方面，由费-托过程产生第一产物气流。
第一产物气流包含至少约1重量％的第一C4烃产物，其中第一C4烃产物包括包含异丁烯的C4烯烃烃产物和C4石蜡烃产物。C4石蜡烃产物包含正丁烷和异丁烷，并且可在本文公开的费-托反应器中产生。一方面，第一产物气流还包含C2-C3烃，如C2-C3烯烃和石蜡。例如，第一产物气流可还包含至少约1重量％的C2-C3烯烃和石蜡。在另一实例中，第一产物气流可还包含约1重量％至约50重量％(如约10重量％至约50重量％)的C2-C3烯烃和石蜡。
一方面，第一产物气流包含至少约1重量％的第一C4烃产物。另一方面，第一产物气流包含至少约5重量％的第一C4烃产物。在又一方面，第一产物气流包含至少约10重量％的第一C4烃产物。在又一方面，第一产物气流包含至少约20重量％的第一C4烃产物。在又一方面，第一产物气流包含至少约30重量％的第一C4烃产物。在又一方面，第一产物气流包含至少约40重量％的第一C4烃产物。在又一方面，第一产物气流包含至少约50重量％的第一C4烃产物。
一方面，第一产物气流包含约1重量％至约80重量％的第一C4烃产物。另一方面，第一产物气流包含约5重量％至约30重量％的第一C4烃产物。另一方面，第一产物气流包含约10重量％至约20重量％的第一C4烃产物。
一方面，第一产物气流包含至少约5重量％的包含异丁烯的第一烯烃产物。另一方面，第一产物气流包含至少约10重量％的包含异丁烯的第一烯烃产物。在又一方面，第一产物气流包含至少约20重量％的包含异丁烯的第一烯烃产物。另一方面，第一产物气流包含至少约30重量％的包含异丁烯的第一烯烃产物。另一方面，第一产物气流包含至少约40重量％的包含异丁烯的第一烯烃产物。另一方面，第一产物气流包含至少约50重量％的包含异丁烯的第一烯烃产物。另一方面，第一产物气流包含约5重量％至约70重量％(如约40重量％至约70重量％)的包含异丁烯的第一烯烃产物。第一烯烃产物可包含至少约20重量％的C2-C8烯烃，如约20重量％至约99重量％的C2-C8烯烃。
可通过本文公开的烯烃分离器实施从第一C4烃产物中分离出包含异丁烯的C4烯烃烃产物的至少一部分、从而产生第二C4烃产物的步骤。一方面，从第一C4烃产物中分离出第一C4烃产物中至少约10重量％的包含异丁烯的C4烯烃烃产物。另一方面，从第一C4烃产物中分离出至少约20重量％的包含异丁烯的C4烯烃烃产物。在又一方面，从第一C4烃产物中分离出至少约40重量％的包含异丁烯的C4烯烃烃产物。另一方面，从第一C4烃产物中分离出至少约55重量％的包含异丁烯的C4烯烃烃产物。在又一方面，从第一C4烃产物中分离出约10重量％至约95重量％(如约20重量％至约55重量％)的包含异丁烯的C4烯烃烃产物。
一方面，第二C4烃产物包含至少约20重量％的C4石蜡烃产物。例如，第二C4烃产物包含至少约40重量％的C4石蜡烃产物。在另一实例中，第二C4烃产物包含至少约80重量％的C4石蜡烃产物。在又一实例中，第二C4烃产物包含约80重量％至约95重量％的C4石蜡烃产物。
可通过本文公开的脱异丁烷塔实施从第二C4烃产物中分离出正丁烷的至少一部分、从而产生第三C4烃产物的步骤。一方面，第三C4烃产物包含至少约20重量％的异丁烷。另一方面，第三C4烃产物可包含至少约40重量％的异丁烷。在又一方面，第三C4烃产物可包含至少约60重量％的异丁烷。另一方面，第三C4烃产物可包含至少约80重量％的异丁烷。在又一方面，第三C4烃产物可包含约80重量％至约99％的异丁烷。
可通过本文公开的异构化反应器实施将分离出的正丁烷的至少一部分异构化成异丁烷的步骤。一方面，至少约20重量％的正丁烷被异构化为异丁烷。另一方面，至少约50重量％的正丁烷被异构化为异丁烷。另一方面，至少约75重量％的正丁烷被异构化为异丁烷。在又一方面，至少约90重量％的正丁烷被异构化为异丁烷。在又一方面，约80重量％至约99重量％的正丁烷被异构化为异丁烷。
使在将分离出的正丁烷的至少一部分异构化成异丁烷的步骤中产生的异丁烷的至少一部分与第三C4烃产物合并、从而产生第四C4烃产物的步骤可在进入异丁烷转为异丁烯的反应器之前完成或者在异丁烷转为异丁烯的反应器中完成。一方面，第四C4烃产物包含至少约20重量％的异丁烷。另一方面，第四C4烃产物可包含至少约50重量％的异丁烷。另一方面，第四C4烃产物可包含至少约75重量％的异丁烷。另一方面，第四C4烃产物可包含至少约90重量％的异丁烷。在又一方面，第四C4烃产物可包含约80重量％至约99％的异丁烷。
一方面，包含异丁烯的C4烃产物包含至少约1重量％的异丁烯。例如，包含异丁烯的C4烃产物可包含至少约5重量％的异丁烯。另一方面，包含异丁烯的C4烃产物可包含至少约10重量％的异丁烯。在又一方面，包含异丁烯的C4烃产物可包含至少约25重量％的异丁烯。在又一方面，包含异丁烯的C4烃产物可包含至少约50重量％的异丁烯。在又一方面，包含异丁烯的C4烃产物可包含至少约75重量％的异丁烯。在又一方面，包含异丁烯的C4烃产物可包含至少约85重量％的异丁烯。在又一方面，包含异丁烯的C4烃产物可包含至少约90重量％的异丁烯。在又一方面，包含异丁烯的C4烃产物可包含至少约95重量％的异丁烯。在又一方面，包含异丁烯的C4烃产物可包含约1重量％至约99％(如约20重量％至约99重量％或约80重量％至约99重量％)的异丁烯。
可在本文公开的异丁烷转为异丁烯的反应器中实施由第四C4烃产物的至少一部分产生异丁烯的步骤。一方面，至少约50重量％的第四C4烃产物可被转化为异丁烯。例如，至少约70重量％的第四C4烃产物可被转化为异丁烯。在另一实例中，至少约90重量％的第四C4烃产物可被转化为异丁烯。在又一实例中，约50重量％至约99重量％的第四C4烃产物可被转化为异丁烯。
将分离出的包含异丁烯的C4烯烃烃产物的至少一部分和在由第四C4烃产物的至少一部分产生异丁烯的步骤中产生的异丁烯的至少一部分合并、从而产生第五C4烃产物的步骤可在进入如本文公开的MTBE反应器之前或者在如本文公开的MTBE反应器中完成。一方面，第五C4烃产物包含至少约20重量％(如约50重量％)的异丁烯。例如，第五C4烃产物包含至少约70重量％的异丁烯。在另一实例中，第五C4烃产物包含至少约90重量％的异丁烯。在又一实例中，第五C4烃产物包含约50重量％至约99重量％的异丁烯。
可在如本文公开的MTBE反应器中实施由第五C4烃产物的至少一部分产生MTBE的步骤。一方面，产生MTBE的步骤包括使异丁烯与含氧化合物反应。另一方面，含氧化合物包括甲醇。例如，含氧化合物可以是甲醇。
一方面，至少约60重量％的异丁烯被转化为MTBE。例如，至少约80重量％的异丁烯可被转化为MTBE。在另一实例中，至少约90重量％的异丁烯可被转化为MTBE。在另一实例中，至少约99.99重量％的异丁烯可被转化为MTBE。在又一方面，约50重量％至约99.99重量％的异丁烯可被转化为MTBE。
一方面，所述方法将至少约1重量％的第一C4烃产物转化为MTBE。另一方面，所述方法将至少约5重量％的第一C4烃产物转化为MTBE。在又一方面，所述方法将至少约10重量％的第一C4烃产物转化为MTBE。在又一方面，所述方法将至少约20重量％的第一C4烃产物转化为MTBE。在又一方面，所述方法将至少约40重量％的第一C4烃产物转化为MTBE。在又一方面，所述方法将至少约60重量％的第一C4烃产物转化为MTBE。在又一方面，所述方法将至少约80重量％的第一C4烃产物转化为MTBE。在又一方面，所述方法将至少约90重量％的第一C4烃产物转化为MTBE。在又一方面，所述方法将约20重量％至约99重量％的第一C4烃产物转化为MTBE。在又一方面，所述方法将约30重量％至约80重量％的第一C4烃产物转化为MTBE。在又一方面，所述方法将约30重量％至约60重量％的第一C4烃产物转化为MTBE。
一方面，所述方法每小时可生产至少25升的MTBE。另一方面，所述方法每小时可生产至少100升的MTBE。在又一方面，所述方法每小时可生产至少1,000升的MTBE。在又一方面，所述方法每小时可生产至少10,000升的MTBE。例如，所述方法每小时可生产25至10,000升的MTBE。
5.各方面
鉴于所描述的催化剂及催化剂组成和方法及其变化，下文描述的是本发明的某些更特别描述的方面。然而，这些特别叙述的方面不应被解释为对含有本文描述的不同或更一般的教导的任何不同的权利要求具有任何限制效果，或者“特定的”方面在不同于其中照字面使用的语言和化学式的内在含义的某种意义上以某种方式在某种程度上受到限制。
第1方面：一种方法，其包括以下步骤：a)提供包含至少约1重量％的第一C4烃产物的第一产物气流，其中第一C4烃产物包括包含异丁烯的C4烯烃烃产物和C4石蜡烃产物，其中C4石蜡烃产物包含正丁烷和异丁烷；b)从第一C4烃产物中分离出C4烯烃烃产物的至少一部分，从而产生第二C4烃产物；c)从第二C4烃产物中分离出正丁烷的至少一部分，从而产生第三C4烃产物；d)将分离出的正丁烷的至少一部分异构化成异丁烷；e)将步骤d)中产生的异丁烷的至少一部分与第三C4烃产物合并，从而产生第四C4烃产物；f)由第四C4烃产物的至少一部分产生异丁烯；g)将分离出的C4烯烃烃产物的至少一部分和步骤f)中产生的异丁烯的至少一部分合并，从而产生第五C4烃产物；和h)由第五C4烃产物的至少一部分产生甲基叔丁基醚(MTBE)。
第2方面：如第1方面所述的方法，其中第一产物气流包含至少约5重量％的第一C4烃产物。
第3方面：如第1方面所述的方法，其中第一产物气流包含至少约10重量％的第一C4烃产物。
第4方面：如第1方面所述的方法，其中第一产物气流包含约1重量％至约30重量％的第一C4烃产物。
第5方面：如第1-4方面中任一项所述的方法，其中第一产物气流包含至少约40重量％的第一烯烃产物。
第6方面：如第1-5方面中任一项所述的方法，其中第一C4烃产物包含至少约20重量％的C4烯烃烃产物。
第7方面：如第1-6方面中任一项所述的方法，其中第一C4烃产物包含至少约20重量％的C4石蜡烃产物。
第8方面：如第1-7方面中任一项所述的方法，其中第二C4烃产物包含至少约20重量％的C4石蜡烃产物。
第9方面：如第1-8方面中任一项所述的方法，其中第三C4烃产物包含至少约20重量％的异丁烷。
第10方面：如第1-9方面中任一项所述的方法，其中第四C4烃产物包含至少约20重量％的异丁烷。
第11方面：如第1-10方面中任一项所述的方法，其中第五C4烃产物包含至少约20重量％的异丁烯。
第12方面：如第1-11方面中任一项所述的方法，其中产生MTBE的步骤包括使异丁烯与含氧化合物反应。
第13方面：如第12方面所述的方法，其中含氧化合物是甲醇。
第14方面：如第1-13方面中任一项所述的方面，其中由将合成气转化为烯烃的费-托过程产生第一产物气流。
第15方面：如第1-14方面中任一项所述的方法，其中所述方法还包括在将合成气转化为烯烃的费-托过程中产生第一产物气流的步骤，其中C4烃流包含至少约5重量％的异丁烯。
第16方面：如第1-15方面中任一项所述的方法，其中所述方法将至少约5重量％的第一C4烃产物转化成MTBE。
第17方面：如第15-17方面中任一项所述的方法，其中费-托过程包含由天然气产生的合成气。
第18方面：一种系统，其包括：a)包括第一入口和第一出口的费-托反应器；b)包括第二入口和第二出口的烯烃分离器；c)包括第三入口和第三出口的脱异丁烷塔；d)包括第四入口和第四出口的异丁烷转为异丁烯的反应器；和e)包括第五入口的MTBE反应器，其中费-托反应器经由第一连接器与烯烃分离器流体连通，其中第一连接器连接到费-托反应器的第一出口并连接到烯烃分离器的第二入口，其中烯烃分离器经由第二连接器与脱异丁烷塔流体连通，其中第二连接器连接到烯烃分离器的第二出口并连接到脱异丁烷塔的第三入口，其中脱异丁烷塔经由第三连接器与异丁烷转为异丁烯的反应器流体连通，其中第三连接器连接到脱异丁烷塔的第三出口并连接到异丁烷转为异丁烯的反应器的第四入口，其中异丁烷转为异丁烯的反应器经由第四连接器与MTBE反应器流体连通，其中第四连接器连接到异丁烷转为异丁烯的反应器的第四出口并连接到MTBE反应器的第五入口。
第19方面：如第18方面所述的系统，其中所述系统还包括异构化反应器，所述异构化反应器包括第六入口和第六出口，其中脱异丁烷塔还包括第七出口，其中异构化反应器经由第五连接器与脱异丁烷塔流体连通，其中第五连接器连接到异构化反应器的第六入口并连接到脱异丁烷塔的第七出口。
第20方面：如第18或19方面所述的系统，其中所述系统还包括合成气生产反应器，所述合成气生产反应器包括第八出口，其中合成气生产反应器经由第六连接器与费-托反应器流体连通，其中费-托反应器还包括第八入口，其中第六连接器连接到合成气生产反应器的第八出口并连接到费-托反应器的第八入口。
第21方面：如第18-20方面中任一项所述的系统，其中烯烃分离器经由第七连接器与MTBE反应器流体连通。
第22方面：如第18-21方面中任一项所述的系统，其中所述系统是工业规模的。

Claims (20)

1.一种方法，其包括以下步骤：
a)提供包含至少约1重量％的第一C4烃产物的第一产物气流，其中所述第一C4烃产物包括包含异丁烯的C4烯烃烃产物和C4石蜡烃产物，其中所述C4石蜡烃产物包含正丁烷和异丁烷；
b)从所述第一C4烃产物中分离出所述C4烯烃烃产物的至少一部分，从而产生第二C4烃产物；
c)从所述第二C4烃产物中分离出正丁烷的至少一部分，从而产生第三C4烃产物；
d)将分离出的正丁烷的至少一部分异构化成异丁烷；
e)将步骤d)中产生的异丁烷的至少一部分与所述第三C4烃产物合并，从而产生第四C4烃产物；
f)由所述第四C4烃产物的至少一部分产生异丁烯；
g)将分离出的C4烯烃烃产物的至少一部分和步骤f)中产生的异丁烯的至少一部分合并，从而产生第五C4烃产物；以及
h)由所述第五C4烃产物的至少一部分产生甲基叔丁基醚(MTBE)。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述第一产物气流包含至少约5重量％的所述第一C4烃产物。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述第一产物气流包含至少约10重量％的所述第一C4烃产物。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述第一产物气流包含约1重量％至约30重量％的所述第一C4烃产物。
5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述第一产物气流包含至少约40重量％的第一烯烃产物。
6.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其中所述第一C4烃产物包含至少约20重量％的所述C4烯烃烃产物。
7.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其中所述第一C4烃产物包含至少约20重量％的所述C4石蜡烃产物。
8.如权利要求1-7中任一项所述的方法，其中所述第二C4烃产物包含至少约20重量％的所述C4石蜡烃产物。
9.如权利要求1-8中任一项所述的方法，其中所述第三C4烃产物包含至少约20重量％的异丁烷。
10.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其中所述第四C4烃产物包含至少约20重量％的异丁烷。
11.如权利要求1-10中任一项所述的方法，其中所述第五C4烃产物包含至少约20重量％的异丁烯。
12.如权利要求1-11中任一项所述的方法，其中产生MTBE的步骤包括使异丁烯与含氧化合物反应。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述含氧化合物是甲醇。
14.如权利要求1-13中任一项所述的方法，其中所述方法还包括在将合成气转化为烯烃的费-托过程中产生所述第一产物气流的步骤，其中所述C4烃流包含至少约5重量％的异丁烯。
15.如权利要求1-14中任一项所述的方法，其中所述方法将至少约5重量％的所述第一C4烃产物转化成MTBE。
16.一种系统，其包括：
a)包括第一入口和第一出口的费-托反应器；
b)包括第二入口和第二出口的烯烃分离器；
c)包括第三入口和第三出口的脱异丁烷塔；
d)包括第四入口和第四出口的异丁烷转为异丁烯的反应器；和
e)包括第五入口的MTBE反应器，
其中所述费-托反应器经由第一连接器与所述烯烃分离器流体连通，其中所述第一连接器连接到所述费-托反应器的第一出口并连接到所述烯烃分离器的第二入口，
其中所述烯烃分离器经由第二连接器与所述脱异丁烷塔流体连通，其中所述第二连接器连接到所述烯烃分离器的第二出口并连接到所述脱异丁烷塔的第三入口，
其中所述脱异丁烷塔经由第三连接器与所述异丁烷转为异丁烯的反应器流体连通，其中所述第三连接器连接到所述脱异丁烷塔的第三出口并连接到所述异丁烷转为异丁烯的反应器的第四入口，
其中所述异丁烷转为异丁烯的反应器经由第四连接器与所述MTBE反应器流体连通，其中所述第四连接器连接到所述异丁烷转为异丁烯的反应器的第四出口并连接到所述MTBE反应器的第五入口。
17.如权利要求16所述的系统，其中所述系统还包括异构化反应器，所述异构化反应器包括第六入口和第六出口，其中所述脱异丁烷塔还包括第七出口，其中所述异构化反应器经由第五连接器与所述脱异丁烷塔流体连通，其中第五连接器连接到所述异构化反应器的第六入口并连接到所述脱异丁烷塔的第七出口。
18.如权利要求16或17所述的系统，其中所述系统还包括合成气生产反应器，所述合成气生产反应器包括第八出口，其中所述合成气生产反应器经由第六连接器与所述费-托反应器流体连通，其中所述费-托反应器还包括第八入口，其中所述第六连接器连接到所述合成气生产反应器的第八出口并连接到所述费-托反应器的第八入口。
19.如权利要求16-18中任一项所述的系统，其中所述烯烃分离器经由第七连接器与所述MTBE反应器流体连通。
20.如权利要求16-19中任一项所述的系统，其中所述系统是工业规模的。
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