CN1986501A - 带有复分解工艺的含氧物到烯烃的转化 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用于提高轻质烯烃的产量或产率，尤其用于提高丙烯的相对产率的含有含氧物的原料的改进处理工艺。该工艺包括含氧物转化为烯烃以及随后的含氧物转化排出流处理，该处理包括将至少部分的1－丁烯异构化为2－丁烯，以及将至少部分的2－丁烯复分解从而生成额外的丙烯。

Description

带有复分解工艺的含氧物到烯烃的转化
发明背景
本发明一般地涉及含氧物向烯烃的转化，尤其是向轻质烯烃。
全世界石化工业的主要部分都涉及轻质烯烃物质的生产及其随后在通过聚合、寡聚、烷基化和其它类似的众所周知的化学反应来生产众多重要化学产品中的应用。轻质烯烃包括乙烯、丙烯和它们的混合物。这些轻质烯烃是现代石化和化工工业的必要基础材料。在目前精炼中，这些物质的主要来源是石油原料的蒸汽裂化。出于多种原因，包括地理、经济、政治和供给减少的考虑，本领域长期致力于寻找除石油外的其它来源作为满足这些轻质烯烃物质需要的大量原料。
寻找用于轻质烯烃生产的替代原料导致了含氧物的应用，例如醇，更尤其是甲醇、乙醇和更高级醇或它们的衍生物例如二甲醚、二乙醚等的应用。已知分子筛，例如微孔结晶沸石和非沸石催化剂，尤其是铝硅磷酸盐(SAPO)促进含氧物向烃类混合物的转化，尤其是向主要由轻质烯烃组成的烃类混合物的转化。
这种将含氧物处理形成轻质烯烃的处理工艺通常被称作甲醇到烯烃(MTO)工艺，因为单独的甲醇或它与其它含氧物原料(例如二甲醚(DME))一起一般是该工艺中最常用的含氧物原料。事实上，此种含氧物转化处理工艺通常生成乙烯和丙烯作为主要产物，并且作为独立的处理工艺，可获得的丙烯与乙烯的产物比至多为1.4。除了生成乙烯和丙烯作为主要产物外，此工艺一般还生成或得到相对少量的高级C4烯烃和更重的烃流。
授予Barger等人的共同转让的US 5,990,369的全部公开内容在此引入作为参考，其公开了一种由含氧物原料生成轻质烯烃的方法，该轻质烯烃包括每分子具有2到4个碳原子的烯烃。该方法包括将含氧物原料输送至包含金属磷铝酸盐催化剂的含氧物转化区，以生成轻质烯烃流。将此轻质烯烃流精馏，并使一部分产物复分解，以提高乙烯、丙烯和/或丁烯产物的产率。可将丙烯复分解生成更多的乙烯，或可将乙烯和丁烯的组合复分解生成更多的丙烯。所公开的轻质烯烃生产与复分解，或歧化的组合为例如克服金属磷铝酸盐催化剂在含氧物转化区中的平衡限制提供了适应性。此外，所公开的发明提供了催化剂在含氧物转化区中具有延长寿命和更大稳定性的优点。
虽然该处理工艺能够如愿地导致相对量增多的丙烯形成，但进一步改进，例如进一步提高丙烯生产和回收的相对量是令人期望并致力找寻的。
发明概述
本发明的一般目的是提供或实现含有含氧物的原料向轻质烯烃的改进处理工艺。
本发明的更具体的目的是克服前述的一个或多个问题。
本发明的一般目的可以至少部分地通过由含有含氧物的原料生产轻质烯烃的特定工艺来实现。根据一个优选的实施方案，该工艺包括在有效地将含有含氧物的原料转化形成包含轻质烯烃和C4+烃类的含氧物转化排出流的反应条件下，将该含有含氧物的原料与含氧物转化催化剂在含氧物转化反应器中接触，其中所述轻质烯烃包含乙烯，所述C4+烃类包含一定量的丁烯，包括一定量的1-丁烯。处理该含氧物转化排出流，并形成包含至少部分量的来自含氧物转化排出流的丁烯(包括1-丁烯)的第一工艺料流。将至少部分量的第一工艺料流的1-丁烯异构化形成包含一定量的2-丁烯的异构化料流。在产生包含丙烯的复分解排出流且如期望地从其中回收至少部分的该丙烯的有效条件下，将至少部分量的所述异构化料流的2-丁烯与乙烯在复分解区中接触。
现有技术通常未能提供使得丙烯生成以如期望地高程度达到最大的将含有含氧物的原料转化为烯烃的工艺方案和设置。而且，现有技术通常未能提供使得与含氧物原料转化为轻质烯烃相关的丙烯相对产率可以如期望地有效和高效增加的工艺方案和设置。
根据另一个实施方案的由含有含氧物的原料生产轻质烯烃的工艺包括在有效地将含有含氧物的原料转化形成包含轻质烯烃和C4+烃类的含氧物转化排出流的反应条件下，将含有含氧物的原料与含氧物转化催化剂在含氧物转化反应器中接触。所述轻质烯烃如期望地包含乙烯。所述C4+烃类如期望地包含一定量的丁烯，该丁烯包括一定量的1-丁烯和一定量的2-丁烯。处理该含氧物转化排出流，形成基本由至少部分来自所述含氧物转化排出流的1-丁烯组成的第一工艺料流，以及包含至少部分来自所述含氧物转化排出流的乙烯的第二工艺料流。将第一工艺料流的至少部分1-丁烯异构化形成包含2-丁烯的异构化料流。根据一个具体的实施方案，所述异构化料流每摩尔1-丁烯包含至少8摩尔2-丁烯。在产生包含丙烯的复分解排出流的有效条件下，将所述异构化料流的至少部分2-丁烯与第二工艺料流的至少部分乙烯在复分解区中进行复分解。然后可适当地从中回收丙烯。
本发明还提供一种由含有含氧物的原料生产轻质烯烃的系统。根据一个优选的实施方案，该系统包括反应器，用于将含有含氧物的原料流与含氧物转化催化剂接触并将该含有含氧物的原料流转化形成包含轻质烯烃和C4+烃类的含氧物转化排出流，其中所述轻质烯烃包含乙烯，所述C4+烃类包含一定量的丁烯，包括一定量的1-丁烯。处理区用来对该含氧物转化排出流进行处理，并形成包含来自所述含氧物转化排出流的至少部分量的丁烯(包括1-丁烯)的第一工艺料流。异构化区用来将第一工艺料流的至少部分量的1-丁烯异构化形成包含一定量2-丁烯的异构化料流。所述由含有含氧物的原料生产轻质烯烃的系统还包括复分解区，用于将异构化料流的至少部分量的2-丁烯与乙烯接触产生包含丙烯的复分解排出流。回收区用来从所述复分解排出流中回收丙烯。
此处所用的“轻质烯烃”要理解为一般指C2和C3的烯烃，即：乙烯和丙烯或它们的组合。
通过以下结合所附权利要求和附图的详细说明，其它的目的和优点对本领域技术人员而言将是显而易见的。
附图的简要说明
图1是根据一个优选实施方案的简要示意性工艺流程图，说明含氧物转化为烯烃，并采用丁烯异构化区来提高2-丁烯的相对量，以及采用复分解区来提高丙烯的产率的工艺。
图2是根据另一个优选实施方案的简要示意性工艺流程图，说明含氧物转化为烯烃，并采用丁烯异构化区来提高2-丁烯的相对量，以及采用复分解区来提高丙烯产率的工艺。
图3是根据又一个优选实施方案的简要示意性工艺流程图，说明含氧物转化为烯烃，并采用丁烯异构化区来提高2-丁烯的相对量，以及采用复分解区来提高丙烯产率的工艺。
图4是根据再一个优选实施方案的简要示意性工艺流程图，说明含氧物转化为烯烃，并采用丁烯异构化区来提高2-丁烯的相对量，以及采用复分解区来提高丙烯产率的工艺。
发明详述
可将含有含氧物的原料在催化反应中转化为轻质烯烃，并且可以接着处理在此工艺过程中形成的较重烃类(例如C4+烃类)，使得随后将至少部分量的在此转化中形成的1-丁烯异构化成包含2-丁烯的料流。然后可以将此2-丁烯与乙烯复分解生成额外的丙烯。
要认识到，该工艺过程可以以各种工艺设置来具体实施。代表性地，图1示出了根据一个优选实施方案的将含氧物转化为烯烃且采用复分解区来提高丙烯产率的工艺方案(一般性标记为10)的简要示意性工艺流程图。
更具体地，将含有含氧物的原料或原料流12，例如一般由轻质含氧物如甲醇、乙醇、二甲醚、二乙醚或其混合物中的一种或多种组成，引到含氧物转化区或反应器部分14中，在其中在有效地将该含有含氧物的原料转化形成包含燃料气体烃类、轻质烯烃和C4+烃类的含氧物转化排出流的反应条件下，该含有含氧物的原料与含氧物转化催化剂以本技术公知的方式，例如利用流化床反应器进行接触。
如本领域技术人员在此提供的教导的引导下认识到的，这种原料可以是商品级的甲醇、粗甲醇或纯度介于两者之间的任何甲醇。粗甲醇可以是甲醇合成单元的未经精制的产品。本领域技术人员在此提供的教导的引导下将理解和认识到，鉴于例如提高催化剂稳定性的某些因素，可以优选利用更高纯度的甲醇原料的实施方案。因此，该实施方案的合适原料可以包括甲醇或甲醇和水的混合物，并且该原料具有的甲醇含量可以为65重量％到100重量％，优选地甲醇含量为80重量％到100重量％；根据一个优选实施方案，甲醇含量为95重量％到100重量％。
甲醇到烯烃单元的原料流可以包含0到35重量％，优选5到30重量％的水。所述原料流中的甲醇可以占所述原料流的70到100重量％，更优选75到95重量％。所述原料流中的乙醇可以占所述原料流的0.01到0.5重量％，更典型地占0.1到0.2重量％，尽管更高浓度可能是有益的。当甲醇是所述原料流中的主要组分时，所述原料流中可以含有200到2000wppm，更典型地500到1500wppm的更高级醇类。此外，当甲醇是所述原料流中的主要组分时，所述原料流中可以含有100到20,000wppm，更典型地200到10,000wppm的二甲醚。
然而，本发明也考虑并包括这样的实施方案，其中例如所述含有含氧物的原料包含单独的或与水、甲醇或水和甲醇组合相组合的二甲醚。本发明特别包括这样的实施方案，其中所述含有含氧物的原料主要是二甲醚，并且在某些实施方案中，所述含有含氧物的原料基本是单独的或与不超过实质性量的其它含氧物物质组合的二甲醚。
含氧物转化为轻质烯烃的反应条件是本领域技术人员所公知的。优选地，根据具体实施方案，反应条件包括温度200℃到700℃，更优选300℃到600℃，最优选400℃到550℃。另外，反应器操作压力典型优选为超常压，例如一般为10psig到100psig(大约69kPa到689kPa)，如可能配合压缩机抽吸下足够压力所要求的。
如本领域技术人员在此处提供的教导的引导下认识到的，所述反应条件例如根据目标产物而一般可以变化。例如，如果期望提高乙烯生成，那么反应器中操作温度可以优选为475℃到550℃，更优选500℃到520℃。如果期望提高丙烯生成，那么反应器中操作温度可以优选为350℃到475℃，更优选400℃到430℃。此外，更高压力下生成的丙烯往往稍多于乙烯。
所生成的轻质烯烃中乙烯对丙烯的比例可以为0.5到2.0，优选0.75到1.25。如果期望更高的乙烯对丙烯的比例，那么反应温度一般如期望地高于期望乙烯对丙烯的比例较低时的反应温度。根据一个优选实施方案，优选原料温度为120℃到210℃。根据另一个优选实施方案，优选原料温度为180℃到210℃。根据一个优选实施方案，该温度如期望地维持在210℃以下，从而避免热分解或使其最小。
含氧物转化反应器部分14产生或得到例如一般包含燃料气体烃类、轻质烯烃和C4+烃类的含氧物转化产物或排出流16。将该含氧物转化排出流16输送到一般性标记为20的含氧物转化排出流处理区。处理区20包括水分离区22。在水分离区22中，反应器排出物经历分离，例如通过用水骤冷且随后在低于反应器温度的分离温度下闪蒸，得到蒸汽排出流24和水流26。虽然图1中没有示出，但可以进一步汽提水流26，以脱出用于循环到含氧物转化反应区14的含氧物，并且汽提过的水流26或其一部分可用来产生用在前端蒸汽转化装置中的蒸汽(如果蒸汽转化装置用来由天然气体生成合成气体)；可替代地，所述水可以经处理用于冷却水补给、灌溉或其它需要的用途。
蒸汽排出流24可以进一步例如经压缩机部分28进行处理，而压缩机部分28例如由一级或多级压缩机组成，尽管图1中没有示出。可以进一步处理蒸汽流出物24，例如通过利用水或甲醇吸收剂来吸收含氧物，并且随后从该吸收剂中脱出含氧物以再生所述吸收剂，同时将含氧物循环到反应区14。然后，可以按常规用碱性溶液洗涤该贫含含氧物的烯烃产物流，以中和任何酸性气体，之后将此压缩的排出流30输送到C2精馏区32。在C2精馏区32中，例如通过常规蒸馏方法精馏来处理所述压缩的排出流30，从而得到包含C2-的轻馏分流34和C3+流36。
将轻馏分流34输送到脱甲烷区40。在脱甲烷区40中，例如通过常规蒸馏方法将轻馏分流34精馏，例如得到包含甲烷和可能的一些惰性物质(N2，CO等)的顶部料流42，以及包含比甲烷重的组分，例如乙烷和乙烯的经脱甲烷的C2底部料流43。料流42，或者其一部分根据其组成可以循环到前端单元来制备合成气体。可替换地，料流42或其一部分可用作燃料。
将脱甲烷的C2料流43输送到C2分离器44。在C2分离器44中，例如通过常规蒸馏方法精馏来处理该脱甲烷的C2料流43，从而得到例如一般由乙烯组成的顶部乙烯产品料流46和例如一般由乙烷组成的底部料流50。可以将这种含乙烷的底部料流或其一部分循环到前端合成气体单元，或者如果该单元尚未备好或不可使用，可将其用作燃料。
将C3+料流36输送到脱丙烷区52。在脱丙烷区52中，例如通过常规蒸馏方法精馏来处理C3+料流36，例如以得到包含C3物质的顶部料流54和一般包含C4+组分的经脱丙烷的料流56。将C3物质流54输送到C3分离器60。在C3分离器60中，例如通过常规蒸馏方法精馏来处理C3物质流54，从而得到例如一般由丙烯组成的顶部丙烯产品流62和例如一般由丙烷组成的底部料流64。与上述包含乙烷的底部料流相似，可将这种包含丙烷的底部料流或其一部分循环到前端合成气体单元，或者如果该单元尚未备好，可将其用作燃料。
将脱丙烷的料流56输送到C4精馏区66。在C4精馏区66中，例如通过常规蒸馏方法将脱丙烷的料流56精馏，从而得到富含正丁烯且异丁烯含量低的混合丁烯料流70(例如一般由1-丁烯和2-丁烯组成，例如在平衡混合物中)，以及一般包含不是丁烯的C4+组分的C4+料流72。
通常，MTO单元得到相对少量的C5和更重的化合物。实际上，这样的C4+料流或其部分可以用作燃料。例如，在炼油厂的附近场所，可以将该物质或其选定部分混入汽油池。可替代地，例如根据合成气本单元的原料中烯烃含量的规定，可以将该C4+料流或其一部分循环到前端合成气体单元。
已经发现，丁烯与乙烯在复分解催化剂上进行复分解反应以产生丙烯在丁烯是2-丁烯而不是1-丁烯的情况下更有利。因此，根据一个优选实施方案，并且如下面更详细描述的，将混合丁烯料流70或至少其一部分输送到异构化区76，用于将其中含有的至少部分量的1-丁烯异构化，从而形成包含增加量的2-丁烯的异构化料流80。
要认识到，这种1-丁烯向2-丁烯的异构化可以如期望地在合适的异构化催化剂上于选定的适当异构化反应条件下进行。1-丁烯向2-丁烯的异构化反应实际上是如一般在氢气氛存在下进行以促进双键迁移的加氢异构化，但要使这种氢气的使用最小，以避免不希望的氢化副反应。该处理工艺中一般采用的催化剂通常基于沉积在惰性氧化铝载体上的贵金属(钯、铑、铂等)；一般优选钯。典型的或通常的反应条件可以包括温度为100℃到150℃，典型的压力为1.5到2MPa(215到300psia)。加氢异构化反应器的进料通常通过与反应器排出物交换和通过蒸汽进行预热。然后，这种经加热的进料进入反应器，而反应器一般以具有一个或多个催化床的混合相操作。冷却后，一般将异构化产品闪蒸，以脱除过量的氢气。反应温度通常选择成更使得向2-丁烯的转化最大(较低温度下有利)，并同时仍具有合理的反应速率；因此，通常希望在低于150℃的温度下操作。如期望地，异构化料流所包含的2-丁烯和1-丁烯的摩尔比至少为8，例如每摩尔1-丁烯至少8摩尔2-丁烯；并且根据至少某些优选实施方案，摩尔比高于10，例如每摩尔1-丁烯多于10摩尔的2-丁烯。如果精馏，可以将残余的1-丁烯(比2-丁烯轻)循环到异构化反应器。
将至少部分异构化料流80和如工艺料流82所示的一定量乙烯(例如前述顶部乙烯产品料流46的一部分经管线83)引入复分解区84，并且在有效条件下生成包含丙烯的复分解排出流86。
该复分解反应通常可以在例如本领域公知的条件下，使用本领域公知的催化剂进行。根据一个优选实施方案，例如包含催化量的氧化钼和氧化钨的至少一种的复分解催化剂适用于该复分解反应。该复分解反应的条件一般包括反应温度为20℃到450℃，优选250℃到350℃，压力为大气压到3,000psig以上(表压20.6MPa)，优选435到510psig(表压3000到3500kPa)，尽管如果希望可采用更高的压力。对烯烃的复分解有活性并且可用于本发明方法中的催化剂是通常公知的类型。关于这点，可参考“Journal of Molecular Catalysis”，28(1984)，第117-131页；“Journal of Catalysis”，13(1969)，第99-113页；“AppliedCatalysis”10(1984)，第29-229页以及“Catalysis Reviews”，3(1)(1969)，第37-60页。根据乙烯对2-丁烯的比例，2-丁烯与乙烯的歧化(复分解)可以例如在气相中于300℃到350℃和0.5MPa绝对压力(75psia)下，以50到100的WHSV和15％的单程转化率进行。
这种复分解催化剂可以是均相或非均相的，优选非均相催化剂。该复分解催化剂优选包含催化有效量的过渡金属组分。本发明中使用的优选过渡金属包括钨、钼、镍、铼以及它们的混合。所述过渡金属组分可以作为单质金属和/或该金属的一种或多种化合物存在。如果所述催化剂是非均相，优选该过渡金属组分和载体相结合。任何合适的载体材料都可使用，只要其基本不妨碍原料组分或低级烯烃组分的转化。优选地，载体材料为含氧物，例如氧化硅、氧化铝、二氧化钛、氧化锆和其混合物。二氧化硅是特别优选的载体材料。如果采用载体材料，则与载体材料结合使用的过渡金属组分的量可以根据例如所涉及的特定应用和/或所使用的过渡金属而宽泛地变化。优选地，过渡金属占催化剂总重量的1％到20％(以单质金属计)。该复分解催化剂可以有利地包含催化有效量的至少一种前述能够促进烯烃复分解的过渡金属。所述催化剂也可以包含至少一种以提高催化剂效果的量存在的活化剂。可以使用各种活化剂，包括本领域公知的有助于复分解反应的活化剂。例如，轻质烯烃复分解催化剂可以如期望地是非均相或均相的钨(W)、钼(Mo)或铼(Re)的配合物。
通常，丙烯生成的复分解平衡也以较低温度和较高的乙烯∶2-丁烯比例有利。例如，在600K的温度下，可以建立下表中所示的复分解平衡：
   乙烯∶2-丁烯     2-丁烯的转化率(mol-％)
   1     65
   2     83
   3     89
将复分解排出流86输送到例如包括乙烯塔90的复分解排出物处理区88，在其中可将乙烯与该复分解排出物的其它部分分离形成乙烯料流92和余量的复分解排出流94。可以将乙烯料流92如通过管线98和管线82所示地全部或部分输送或转送到复分解区84，例如用于与丁烯进行复分解。可以提供清洗气流96，以避免在乙烯循环回路中形成杂质或惰性物质。
将余量的复分解排出流94输送到丙烯塔100。在丙烯塔100中，例如通过常规蒸馏方法精馏来处理该余量的复分解排出流，从而得到例如一般由丙烯组成的塔顶丙烯产品料流102以及塔底料流104，而塔底料流104例如形成例如可以返回用于进一步复分解处理的丁烯料流106以及C4清洗气流110，而C4清洗料流110例如可以如期望地设定，以避免不希望地出现更重的或其他的非反应性物质(例如饱和化合物)，否则这些物质可能堆积在循环回路中。清洗料流110可如希望地用作燃料。
在图1所示的实施方案中，将来自C4精馏区66的丁烯料流70和来自复分解排出物处理区88的丙烯塔100的丁烯料流106输送到异构化区76，用于将其中含有的至少部分量的1-丁烯异构化形成包含增加量的2-丁烯的异构化料流80。然而，本领域技术人员在此处提供的教导的引导下会认识到本发明更宽的实施范围不局限于此。
例如，在可替换的实施方案中，可以如期望地仅将由C4精馏区得到的丁烯料流(该丁烯在下文有时称为“新鲜丁烯”)在复分解之前经历这种异构化。这一工艺方案的简要示意性工艺流程图一般性标记为210地示于图2中。
工艺方案210一般类似于前述的工艺方案10，具有含有含氧物的原料或原料流212，如前所述将其引入含氧物转化区或反应器部分214，在其中在有效地将该含有含氧物的原料转化形成包含燃料气体烃类、轻质烯烃和C4+烃类的含氧物转化排出流的反应条件下，该含有含氧物的原料与含氧物转化催化剂以本技术公知的方式，例如利用流化床反应器接触。
含氧物转化反应器部分214产生或得到例如一般包含燃料气体烃类、轻质烯烃和C4+烃类的含氧物转化产物或排出流216。将该含氧物转化排出流216输送到一般性标记为220的含氧物转化排出流处理区。处理区220包括水分离区222，在此反应器排出物经历分离，例如通过用水骤冷且随后在低于反应器温度的分离温度下闪蒸，从而达到蒸汽排出流224和水流226。尽管图2中没有示出，可以进一步汽提水流226，从而脱除含氧物，用于循环到含氧物转化反应区214。
可以例如经由一级或多级压缩机组成的压缩机部分228进一步处理例如蒸汽排出流224。如前述的工艺方案10，可以进一步处理蒸汽排出流224，例如通过按常规用碱性溶液洗涤从而中和任何酸性气体，并去除催化剂碎屑和干燥，之后将此压缩的排出流230输送到C2精馏区232。在C2精馏区232中，例如通过常规蒸馏方法精馏来处理该压缩的排出流230，从而得到包含C2-的轻馏分料流234以及C3+料流236。
将轻馏分料流234输送到脱甲烷区240。在脱甲烷区240中，例如通过常规蒸馏方法将轻馏分料流234精馏，例如得到包含甲烷的顶部料流242以及包含比甲烷重的组分，例如乙烷和乙烯的脱甲烷C2底部料流243。将该脱甲烷C2料流243输送到C2分离器244。在C2分离器244中，例如通过常规蒸馏方法精馏来处理该脱甲烷C2料流243，从而得到例如一般由乙烯组成的顶部乙烯产品料流246以及例如一般由乙烷组成的底部料流250。
将C3+料流236输送到脱丙烷区252。在脱丙烷区252中，例如通过常规蒸馏方法精馏来处理C3+料流236，从而得到包含C3物质的顶部料流254以及一般包含C4+组分的脱丙烷料流256。将C3物质料流254输送到C3分离器260。在C3分离器260中，例如通过常规蒸馏方法精馏来处理C3物质料流254，从而得到例如一般由丙烯组成的顶部丙烯产品料流262，以及例如一般由丙烷组成的底部料流264。
将脱丙烷料流256输送到C4精馏区266。在C4精馏区266中，例如通过常规蒸馏方法将脱丙烷料流256精馏，从而得到例如一般由1-丁烯和2-丁烯组成的例如平衡混合物形式的混合丁烯料流270，以及一般包含不是丁烯的C4+组分的C4+料流272。
将混合丁烯料流270或至少其一部分输送到异构化区276，用于如前面所述将其中所包含的至少部分量的1-丁烯异构化，形成包含增加量的2-丁烯的异构化料流280。
将至少部分异构化料流280例如经管线281，和如工艺料流282表示的一定量的乙烯(例如前述顶部乙烯产品料流246的一部分经管线283)引入复分解区284，并且在有效条件下生成包含丙烯的复分解排出流286。
将复分解排出流286输送到例如包括乙烯塔290的复分解排出物处理区288，在此可以将乙烯与复分解排出物的其它部分分离，从而形成乙烯料流292以及余量的复分解排出流294。可以如管线298和管线282所示地将乙烯料流292全部或部分地输送或转送到复分解区284，例如用于与丁烯进行复分解。可以得到清洗气流296，从而避免在乙烯循环回路中出现杂质或惰性物质。
将余量的复分解排出流294输送到丙烯塔300。在丙烯塔300中，例如通过常规蒸馏方法精馏来处理该余量的复分解排出流，从而得到例如一般由丙烯组成的塔顶丙烯产品料流302以及塔底料流304，而塔底料流304例如形成例如可以返回进一步用于复分解处理工艺的丁烯料流306，以及C4清洗料流310，而C4清洗料流310例如可以如期望地设定，从而避免不希望地出现更重的或其他的非反应性物质(例如饱和化合物)，否则这些物质可能堆积在该循环回路中。清洗料流310可以如希望地用作燃料。
如所示的，在该实施方案中，将丁烯料流306例如经管线281返回，进一步用于复分解处理工艺而不首先进行异构化处理工艺。可替换地，由这种复分解处理工艺得到的丙烯可能已经符合聚合物级规格，从而该料流不再需要经过这种C3分离塔。
尽管上述如图1和图2所示的工艺方案10和210包括新鲜丁烯的异构化处理，但是根据另一个优选实施方案，可以如期望地仅有从该复分解处理区得到的丁烯，该丁烯在下文有时称为“循环丁烯”，在复分解之前经历这种异构化。这一工艺方案的简要示意性工艺流程图一般性标记为图3中一般性示出的410。
工艺方案410一般类似于前述的工艺方案10，具有含有含氧物的原料或原料流412，如前所述将其引入含氧物转化区或反应器部分414，在其中在有效地将该含有含氧物的原料转化形成包含燃料气体烃类、轻质烯烃和C4+烃类的含氧物转化排出流的反应条件下，含有含氧物的原料与含氧物转化催化剂以本领域公知的方式，例如利用流化床反应器接触。
含氧物转化反应器部分414产生或得到例如一般包含燃料气体烃类、轻质烯烃和C4+烃类的含氧物转化产物或排出流416。将该含氧物转化排出流416输送到一般性标记为420的含氧物转化排出流处理区。处理区420包括水分离区422，在此反应器排出物经历分离，例如通过用水骤冷且随后在低于反应器温度的分离温度下闪蒸，从而得到蒸汽排出流424和水流426。尽管在图3中没有示出，可以进一步汽提水流426，从而脱出含氧物，用于循环到含氧物转化反应区414。
可以例如通过由一级或多级压缩机组成的压缩机部分428进一步处理蒸汽排出流424。如前述工艺方案10，例如通过按常规用碱性溶液洗涤以中和任何酸性气体并除去催化剂碎屑，以及干燥来进一步处理蒸汽排出流424，之后将此压缩的排出流430输送到C2精馏区432。在C2精馏区432中，例如通过常规蒸馏方法精馏来处理压缩的排出流430，从而得到包含C2-的轻馏分料流434以及C3+料流436。
将轻馏分料流434输送到脱甲烷区440。在脱甲烷区440中，例如通过常规蒸馏方法将轻馏分料流434精馏，从而得到包含甲烷的顶部料流442以及包含比甲烷重的组分，例如乙烷和乙烯的脱甲烷C2底部料流443。将脱甲烷C2料流443输送到C2分离器444。在C2分离器444中，例如通过常规蒸馏方法精馏来处理脱甲烷C2料流443，从而得到例如一般由乙烯组成的顶部乙烯产品料流446，以及例如一般由乙烷组成的底部料流450。
将C3+料流436输送到脱丙烷区452。在脱丙烷区452中，如通过常规蒸馏方法精馏来处理C3+料流436，从而得到包含C3物质的顶部料流454以及一般包含C4+组分的脱丙烷料流456。将C3物质料流454输送到C3分离器460。在C3分离器460中，例如通过常规蒸馏方法精馏来处理C3物质料流454，从而得到例如一般由丙烯组成的顶部丙烯产品料流462，以及例如一般由丙烷组成的底部料流464。
将脱丙烷料流456输送到C4精馏区466。在C4精馏区466中，例如通过常规蒸馏方法将脱丙烷料流456精馏，从而得到例如一般由1-丁烯和2-丁烯组成的例如平衡混合物形式的混合丁烯料流470，以及一般包含不是丁烯的C4+组分的C4+料流472。
在本实施方案中，将混合丁烯料流470或其至少部分例如经管线473，以及如工艺料流482表示的一定量乙烯(例如前述顶部乙烯产品料流446经管线483的一部分)引入复分解区484，并且在有效条件下生成包含丙烯的复分解排出流486。
将复分解排出流486输送到例如包括乙烯塔490的复分解排出物处理区488，在此可以将乙烯与复分解排出物的其它部分分离，从而形成乙烯料流492以及余量的复分解排出流494。可以将乙烯料流492如管线498和管线482所示地全部或部分输送或转送到复分解区484，例如用于与丁烯进行复分解。可以得到清洗料流496，以避免在乙烯循环回路中出现杂质或惰性物质。将余量的复分解排出流494输送到丙烯塔500。在丙烯塔500中，例如通过常规蒸馏方法精馏来处理该余量的复分解排出流，从而得到例如一般由丙烯组成的塔顶丙烯产品料流502以及塔底料流504，而塔底料流504例如形成丁烯料流506和C4清洗料流510。
如图3所示，在本实施方案中，将丁烯料流506输送到异构化区576用于异构化，如前所述，使得其中所包含的至少部分量的1-丁烯异构化，从而形成包含增加量的2-丁烯的异构化料流480。
将混合丁烯料流470和异构化料流480例如经管线473，以及如工艺料流482表示的一定量乙烯(例如前述顶部乙烯产品料流446的一部分)引入复分解区484，并且在有效条件下生成包含丙烯的复分解排出流486。
根据再一个优选实施方案，图4示出了一般性标记为610的工艺方案，用于将含氧物转化为烯烃，并且采用丁烯异构化区以提高2-丁烯的相对量，以及采用复分解区以提高丙烯的产率。
工艺方案610与前述工艺方案10相似，使用含有含氧物的原料或原料流612，如前所述，将其引入含氧物转化区或反应器部分614，在其中在有效地将该含有含氧物的原料转化形成包含燃料气体烃类、轻质烯烃和C4+烃类的含氧物转化排出流的反应条件下，含有含氧物的原料与含氧物转化催化剂以现有技术公知的方式，例如利用流化床反应器接触。
含氧物转化反应器部分614产生或得到例如一般包含燃料气体烃类、轻质烯烃和C4+烃类的含氧物转化产物或排出流616。将该含氧物转化排出流616输送到一般性标记为620的含氧物转化排出流处理区。处理区620包括水分离区622，在此反应器排出物经历分离，例如通过用水骤冷且随后在低于反应器温度的分离温度下闪蒸，从而得到蒸汽排出流624和水流626。尽管图4中没有示出，可以进一步汽提水流626，从而脱出含氧物用于循环到含氧物转化反应区614。
可以例如通过由一级或多级压缩机组成的压缩机部分628进一步处理蒸汽排出流624。如前述工艺方案10，例如通过按常规用碱性溶液洗涤以中和任何酸性气体并除去催化剂碎屑，以及干燥来进一步处理蒸汽排出流624，之后将此压缩的排出流630输送到C2精馏区632。在C2精馏区632中，例如通过常规蒸馏方法精馏来处理压缩的排出流630，从而得到包含C2-的轻馏分料流634以及C3+料流636。
将轻馏分料流634输送到脱甲烷区640。在脱甲烷区640中，例如通过常规蒸馏方法将轻馏分料流634精馏，例如得到包含甲烷的顶部料流642以及包含比甲烷重的组分，例如乙烷和乙烯的脱甲烷C2底部料流643。将脱甲烷C2料流643输送到C2分离器644。在C2分离器644中，例如通过常规蒸馏方法精馏来处理脱甲烷C2料流643，从而得到例如一般由乙烯组成的顶部乙烯产品料流646，以及例如一般由乙烷组成的底部料流650。
将C3+料流636输送到脱丙烷区652。在脱丙烷区652中，如通过常规蒸馏方法精馏来处理C3+料流636，例如得到包含C3物质的顶部料流654以及一般包含C4+组分的脱丙烷料流656。将C3物质料流654输送到C3分离器660。在C3分离器660中，例如通过常规蒸馏方法精馏来处理C3物质料流654，从而得到例如一般由丙烯组成的顶部丙烯产品料流662，以及例如一般由丙烷组成的底部料流664。
将脱丙烷料流656输送到C4超精馏区665。在C4超精馏区665中，将脱丙烷料流656超精馏，从而形成主要由1-丁烯细成的料流667、2-丁烯相对含量高的丁烯残余料流668以及一般包含不是丁烯的C4+组分的C4+料流672。根据所述实施方案，可以如希望地将该残余料流668例如经管线669和670输送到复分解区684。可以将1-丁烯料流667送到异构化区676，如前所述，用于将其中所包含的至少部分量的1-丁烯异构化，从而形成包含增加量的2-丁烯的异构化料流680，并且将至少部分的异构化料流680例如经管线669和670引入复分解区684。
将如工艺料流682表示的一定量乙烯(例如前述顶部乙烯产品料流646经管线683的一部分)也引入复分解区684，并且有效条件下生成包含丙烯的复分解排出流686。
将复分解排出流686输送到例如包括乙烯塔690的复分解排出物处理区688，在此可以将乙烯与复分解排出物的其它部分分离，从而形成乙烯料流692以及余量的复分解排出流694。可以将乙烯料流692如管线698和管线682所示地全部或部分输送或转送到复分解区684，例如用于与丁烯进行复分解。可以得到清洗料流696，以避免在乙烯循环回路中出现杂质或惰性物质。
将余量的复分解排出流694输送到丙烯塔700。在丙烯塔700中，例如通过常规蒸馏方法精馏来处理该余量的复分解排出流，从而得到例如一般由丙烯组成的塔顶丙烯产品料流702以及塔底料流704，而塔底料流704例如形成例如可以返回进一步用于复分解处理工艺的丁烯料流706和C4清洗料流710。如所示地，在本实施方案中，丁烯料流706可以例如经管线670返回到复分解区684，进一步用于复分解处理工艺而不用先经历异构化处理。然而，也可以考虑类似图1的实施方案将丁烯料流706与1-丁烯料流667一起引到异构化反应器676。
因此，通过如前所述运用丁烯异构化和丁烯与乙烯的复分解，本发明提供了用于将含有含氧物的原料转换为烯烃的方法和系统，相比较此前的实践，该方法和系统更大程度地使得丙烯生成最大。另外，所提供的工艺方案和装置如期望地有效且高效地提高了与含氧物转化为轻质烯烃相关的丙烯的相对产率。特别地，如前所述运用含氧物到烯烃的转化与复分解的处理工艺和系统集成，可以如期望地实现丙烯与乙烯产物比为至少2或更高；根据至少某些实施方案，这里所描述的处理工艺可以如期望地实现丙烯与乙烯的产物比为至少2.3或更高。在具体实施方案中，含氧物到烯烃的转化和复分解的处理工艺和系统集成可以如期望地结合高压、低温操作，由此丙烯与乙烯的产物比可以达到至少3到4，例如丙烯与乙烯的产物比可以在4到5的范围内。
这里所举例公开的本发明可以在不存在本文未具体公开的任何单元、部件、步骤、组分或成分的情况下适当实施。
虽然在前面的详述中结合某些优选实施方案描述了本发明，并且为了阐明而提到了很多细节，但是本发明存在其他实施方案，并且这里描述的某些细节可以相当大地变化而不会脱离本发明基本原理，这对本领域技术人员而言是显而易见的。

Claims (10)

1、一种由含有含氧物的原料生产轻质烯烃的方法，所述方法包括：
在有效地将该含有含氧物的原料转化为包含轻质烯烃和C4+烃类的含氧物转化排出流的反应条件下，将所述含有含氧物的原料与含氧物转化催化剂在含氧物转化反应器(14，214，414，614)中接触，其中所述轻质烯烃包含乙烯，所述C4+烃类包含一定量的丁烯，该丁烯包括一定量的1-丁烯；
处理所述含氧物转化排出流，并且形成第一工艺料流，所述第一工艺料流包含来自所述含氧物转化排出流的至少部分量的丁烯，包括1-丁烯；
将所述第一工艺料流的至少部分量的1-丁烯异构化，形成包含一定量的2-丁烯的异构化料流；
在有效条件下将所述异构化料流的至少部分量的2-丁烯与乙烯在复分解区(84，284，484，684)中接触，从而产生包含丙烯的复分解排出流；以及
从所述复分解排出流中回收丙烯。
2、权利要求1所述的方法，其中所述处理步骤还形成第二工艺料流，所述第二工艺料流包含来自所述含氧物转化排出流的至少部分乙烯，其中将第二工艺料流的至少部分乙烯引入所述分解区(84，284，484，684)，从而与至少部分量的2-丁烯复分解生成丙烯。
3、权利要求1所述的方法，其中所述含氧物转化排出流的C4+烃类还包含一定量的2-丁烯，并且其中在所述复分解步骤中，至少部分所述量的2-丁烯也与乙烯在所述复分解区(84，284，484，684)中于有效条件下复分解，从而产生包含在所述复分解排出流中的额外丙烯。
4、权利要求3所述的方法，其中所述处理步骤还形成第二工艺料流，所述第二工艺料流包含来自所述含氧物转化排出流的至少部分乙烯，并且将第二工艺料流的至少部分乙烯引入所述复分解区(84，284，484，684)，从而与至少部分量的2-丁烯复分解生成丙烯。
5、权利要求1所述的方法，其中所述含氧物转化排出流的C4+烃类还包含一定量的2-丁烯，并且所述方法还包括将1-丁烯与2-丁烯分离，之后将分离出的1-丁烯异构化。
6、权利要求5所述的方法，其中所述处理步骤还形成第二工艺料流，其包含来自所述含氧物转化排出流的至少部分乙烯，并且将所述第二工艺料流的至少部分乙烯引入所述复分解区(84，284，484，684)，从而与至少部分量的2-丁烯复分解生成丙烯。
7、权利要求1所述的方法，其中所述复分解排流还包含一定量的丁烯，所述方法还包括：
将至少部分量的丁烯从所述复分解排出流分离出，以及
将所述分离出的至少部分丁烯循环到所述复分解区(84，284，484，684)，以及
其中所述将第一工艺料流的至少部分量的1-丁烯异构化包括将所述分离出的丁烯的循环部分异构化。
8、权利要求5所述的方法，其中所述处理步骤还形成第二工艺料流，其包含来自所述含氧物转化排流的至少部分乙烯，并且其中将第二工艺料流的至少部分乙烯引入所述复分解区(84，284，484，684)，从而与至少部分量的2-丁烯复分解生成丙烯。
9、权利要求1所述的方法，其中所述异构化得到的异构化料流中每摩尔1-丁烯包含至少8摩尔2-丁烯。
10、一种由含有含氧物的原料生产轻质烯烃的系统(10，210，610)，所述系统包括：
反应器(14，214，614)，用于将含有含氧物的原料流与含氧物转化催化剂接触，并将该含有含氧物的原料流转化为包含轻质烯烃和C4+烃类的含氧物转化排出流，其中所述轻质烯烃包含乙烯，所述C4+烃类包含一定量的丁烯，所述丁烯包括一定量的1-丁烯；
处理区(20，220，620)，用于处理所述含氧物转化排出流，并形成第一工艺料流，所述第一工艺料流包含来自所述含氧物转化排出流的至少部分量的丁烯，包括1-丁烯；
异构化区(76，276，676)，用于将第一工艺料流的至少部分量的1-丁烯异构化形成包含一定量2-丁烯的异构化料流；
复分解区(84，284，684)，用于将所述异构化料流的至少部分量的2-丁烯与乙烯接触，从而产生包含丙烯的复分解排出流；以及
回收区(88，288，688)，用于从所述复分解排出流回收丙烯。
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