EA007149B1 - Способ удаления загрязняющих примесей из потока олефинов с применением экстрактивной дистилляции - Google Patents

Способ удаления загрязняющих примесей из потока олефинов с применением экстрактивной дистилляции Download PDF

Info

Publication number
EA007149B1
EA007149B1 EA200400269A EA200400269A EA007149B1 EA 007149 B1 EA007149 B1 EA 007149B1 EA 200400269 A EA200400269 A EA 200400269A EA 200400269 A EA200400269 A EA 200400269A EA 007149 B1 EA007149 B1 EA 007149B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
stream
kpa
oxygen
extractive distillation
extractant
Prior art date
Application number
EA200400269A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200400269A1 (ru
Inventor
Дан Э. Хендриксен
Миньцуань Чэн
Кейт Х. Кюхлер
Дейвид Р. Лумгаир
Майкл П. Николетти
Ришар Зут
Original Assignee
Эксонмобил Кемикэл Пейтентс Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=25480107&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EA007149(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Эксонмобил Кемикэл Пейтентс Инк. filed Critical Эксонмобил Кемикэл Пейтентс Инк.
Publication of EA200400269A1 publication Critical patent/EA200400269A1/ru
Publication of EA007149B1 publication Critical patent/EA007149B1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C11/00—Aliphatic unsaturated hydrocarbons
    • C07C11/02—Alkenes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C7/00—Purification; Separation; Use of additives
    • C07C7/04—Purification; Separation; Use of additives by distillation
    • C07C7/05—Purification; Separation; Use of additives by distillation with the aid of auxiliary compounds
    • C07C7/08—Purification; Separation; Use of additives by distillation with the aid of auxiliary compounds by extractive distillation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C7/00—Purification; Separation; Use of additives
    • C07C7/005—Processes comprising at least two steps in series
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C7/00—Purification; Separation; Use of additives
    • C07C7/04—Purification; Separation; Use of additives by distillation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P30/00—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
    • Y02P30/20—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry using bio-feedstock
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P30/00—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
    • Y02P30/40—Ethylene production

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

В изобретении описан способ очистки олефинов, включающих кислородсодержащие загрязняющие примеси. В этом способе применяют экстрактивную дистилляцию. В соответствующих условиях могут быть выделены олефины, включающие кислородсодержащие загрязняющие примеси в очень низких концентрациях.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к удалению из потока олефинов кислородсодержащих веществ. Настоящее изобретение относится, в частности, к удалению кислородсодержащих веществ с применением экстрактивной дистилляции.
Предпосылки создания изобретения
Олефины, в частности легкие олефины, такие как этилен и пропилен, традиционно получают из нефтяного сырья либо каталитическим крекингом, либо крекингом с водяным паром. Однако альтернативным сырьем при получении легких олефинов становятся кислородсодержащие вещества.
Проведение процесса получения олефинов из кислородсодержащего источника вместо высших углеводородов в качестве источника в каталитическом крекинге или крекинге с водяным паром может создать множество проблем, связанных с некоторыми кислородсодержащими загрязняющими примесями в получаемом потоке олефинов. Задача удаления этих кислородсодержащих загрязняющих примесей из включающего олефины получаемого потока является уникальной и трудной задачей.
В И8 № 6121504 описан способ прямого резкого охлаждения газофазного потока, получаемого из процесса превращения кислородсодержащего вещества в олефины. Процесс прямого резкого охлаждения вызывает конденсацию высококипящих компонентов, таких как вода и непрореагировавший кислородсодержащий исходный материал, и образование фракции тяжелых продуктов. Фракцию тяжелых продуктов отделяют от фракции легких олефиновых продуктов, и в дальнейшем возможна обработка фракции олефиновых продуктов.
Хотя осуществление таких способов, как прямое резкое охлаждение, позволяет удалить из легкого олефинового продукта процесса превращения кислородсодержащего вещества в олефины большую процентную долю кислородсодержащих компонентов, в выделенном олефиновом продукте может, тем не менее, остаться некоторое количество кислородсодержащего вещества. Если в дальнейшем потребуется провести реакцию с участием выделенных олефинов при получении производных продуктов, наличие кислородсодержащих загрязняющих примесей может создать проблемы в таких реакционных процессах. Так, например, если возникнет необходимость получить из олефинового продукта полиолефин, некоторые кислородсодержащие вещества способны отравить катализаторы получения полиолефинов, применяемые при получении полиолефина, в такой низкой концентрации, как всего 1 част./млн. Следовательно, кислородсодержащие загрязняющие примеси из включающих олефины потоков необходимо удалять до уровней ниже тех, которые может обеспечить осуществление обычных способов резкого охлаждения.
Краткое изложение сущности изобретения
Выполнение настоящего изобретения предоставляет возможность удалять из включающего олефины потока практически все кислородсодержащие загрязняющие примеси с применением экстрактивной дистилляции. Получаемый очищенный олефин особенно приемлем для применения в качестве сырья при получении полиолефинов.
Конкретно по изобретению предлагается способ экстракции кислородсодержащего вещества из включающего олефины потока. Этот способ включает контактирование включающего олефины потока с экстрагентом и разделение контактактировавшего включающего олефины потока и экстрагента с применением экстрактивной дистилляции. Наиболее подходящий для осуществления этого способа включающий олефины поток перед введением в контакт с экстрагентом включает по меньшей мере 50 мас.% олефинов и не больше 20 мас.% кислородсодержащих веществ. В предпочтительном варианте экстрагентом служит полярная жидкая (под давлением 1 атм) композиция, обладающая средней температурой кипения под давлением 1 атм по меньшей мере 100°Е (38°С). В более предпочтительном варианте эта полярная жидкая композиция включает по меньшей мере 75 мас.% воды, спирта или их смеси.
Процесс экстрактивной дистилляции особенно эффективен, когда его проводят под более высоким давлением, чем процессы резкого охлаждения обычного типа. Экстрактивную дистилляцию целесообразно проводить под абсолютным давлением от примерно 690 кПа (100 фунтов/кв.дюйм) до примерно 34000 кПа (5000 фунтов/кв.дюйм).
Кроме того, в изобретении предлагается способ очистки включающего олефины потока. Этот способ включает контактирование включающего олефины потока с включающим воду потоком в первом сосуде, выделение олефинового продукта из первого сосуда и контактирование этого олефинового продукта из первого сосуда с экстрагентом во втором сосуде при более высоких температуре и давлении, чем в первом сосуде. Этот вариант особенно эффективен, когда включающий олефины поток перед введением в контакт с экстрагентом включает по меньшей мере 50 мас.% этилена и пропилена, а экстрагент представляет собой полярную жидкую (под давлением 101 кПа, 1 атм) композицию, обладающую средней температурой кипения по меньшей мере 100°Е (38°С) (под давлением 101 кПа, 1 атм).
Объектом изобретения является также способ очистки и полимеризации материала включающего олефины потока. Этот вариант включает контактирование включающего олефины потока с включающим воду потоком в первом сосуде, выделение олефинового продукта из первого сосуда, контактирование этого олефинового продукта из первого сосуда с экстрагентом во втором сосуде при более высоких температуре и давлении, чем в первом сосуде, выделение олефинового продукта из второго сосуда и полимеризацию по меньшей мере одного олефина, выделенного из второго сосуда. Необходимо, чтобы перед
- 1 007149 введением в контакт с экстрагентом включающий олефины поток включал по меньшей мере 50 мас.% этилена и пропилена, а экстрагентом являлась полярная жидкая (под давлением 101 кПа, 1 атм) композиция, обладающая средней температурой кипения по меньшей мере 100°Е (38°С) (под давлением 101 кПа, 1 атм).
Краткое описание чертежей
На прилагаемом чертеже изображена блок-схема объединенного процесса резкого охлаждения водой и экстрактивной дистилляции.
Подробное описание изобретения
Объектом настоящего изобретения является способ очистки потоков олефинов. Объектом изобретения, в частности, является способ экстракции кислородсодержащих загрязняющих примесей из включающих олефины потоков. Изобретение особенно эффективно при удалении кислородсодержащих веществ, которые могут сопровождать легкий олефиновый продукт, в частности этилен и пропилен, выделенный из процесса превращения кислородсодержащего вещества в олефины. Однако изобретение эффективно при удалении кислородсодержащих загрязняющих примесей из потоков олефинов независимо от того, какой поток олефинов был получен.
Изобретение особенно эффективно при удалении кислородсодержащих загрязняющих примесей из потоков олефинов, которые включают по меньшей мере примерно 50 мас.% олефина, более конкретно по меньшей мере примерно 60 мас.% олефина, а еще более конкретно по меньшей мере примерно 70 мас.% олефина. Особенно выгодно, когда общий олефиновый компонент потока олефинов включает по меньшей мере примерно 60 мас.% этилена и пропилена, более конкретно по меньшей мере примерно 70 мас.% этилена и пропилена, а наиболее предпочтительно по меньшей мере примерно 80 мас.% этилена и пропилена.
С целью удалить некоторые целевые кислородсодержащие загрязняющие примеси из включающего олефины потока с понижением их концентрации до выражаемой в частях на миллион, изобретение включает применение экстрактивной дистилляции. В случаях, когда загрязняющие примеси содержатся в относительно высокой концентрации, вначале необходимо применение способа резкого охлаждения для удаления существенного количества загрязняющих примесей, а затем, вслед за осуществлением способа резкого охлаждения, применение экстрактивной дистилляции.
Способ резкого охлаждения включает контактирование включающего олефины потока с охлаждающей жидкостью. Эту охлаждающую жидкость вводят в непосредственный контакт с потоком олефинов таким образом, чтобы охладить этот поток до температуры ниже температуры конденсации охлаждающей жидкости, предпочтительно ниже температуры конденсации кислородсодержащей загрязняющей примеси во включающем олефины потоке.
Охлаждающей жидкостью может служить любая текучая среда, которая под давлением 1 атм находится в жидком состоянии и способна к удалению кислородсодержащих загрязняющих примесей. Предпочтительной охлаждающей средой при выполнении настоящего изобретения является вода.
В одном варианте выполнения изобретения в верхнюю часть охлаждающего сосуда или колонны добавляют достаточное количество воды. Включающий олефины поток, включающий кислородсодержащую загрязняющую примесь, вводят в основание охлаждающей колонны. По мере того как олефин поднимается по охлаждающей колонне, он входит в прямой контакт с охлаждающей водой, движущейся вниз по охлаждающей колонне. Олефин выходит из охлаждающей колонны в газообразном состоянии в виде головного продукта, причем при этом из него удалено существенное количество кислородсодержащей загрязняющей примеси. Кислородсодержащую загрязняющую примесь удаляют из охлаждающей колонны с охлаждающей текучей средой в виде потока остаточного продукта.
Функция процесса резкого охлаждения состоит в охлаждении потока олефинов, который включает кислородсодержащие загрязняющие примеси, таким образом, чтобы сконденсировать эти загрязняющие примеси. После конденсации загрязняющих примесей они могут быть относительно легко выделены из потока олефинов.
Необходимо, чтобы рабочая температура в процессе резкого охлаждения составляла от примерно 80°Е (27°С) до примерно 500°Е (260°С), предпочтительно от примерно 85°Е (29°С) до примерно 300°Е (149°С), более предпочтительно от примерно 90°Е (32°С) до примерно 200°Е (93°С). Необходимо также, чтобы абсолютное рабочее давление в процессе резкого охлаждения составляло от примерно 15 фунтов/кв.дюйм (103 кПа) до ниже примерно 100 фунтов/кв.дюйм (690 кПа), предпочтительно от примерно 15 фунтов/кв.дюйм (103 кПа) до примерно 75 фунтов/кв.дюйм (517 кПа), а более предпочтительно от примерно 15 фунтов/кв.дюйм до примерно 50 фунтов/кв.дюйм (345 кПа).
Многие кислородсодержащие загрязняющие примеси являются водорастворимыми и, следовательно, могут быть удалены с охлаждающей водой, выходящей из охлаждающей колонны. Однако некоторые из этих загрязняющих примесей являются не очень водорастворимыми и поэтому в охлаждающей колонне или во время какой-либо промывки водой не под давлением после охлаждающей колонны обычно не удаляются.
Кислородсодержащие вещества, которые в потоке олефинов можно рассматривать как загрязняющие примеси, включают спирты, такие как метанол, этанол, С3спирты; простые эфиры, такие как диме
- 2 007149 тиловый эфир и метилэтиловый эфир; карбоновые кислоты, такие как уксусная кислота, пропановая кислота и масляная кислота; альдегиды, такие как ацетальдегид; кетоны, такие как ацетон; и сложные эфиры, такие как метиловые сложные эфиры. Создающими особые проблемы кислородсодержащими загрязняющими примесями являются диметиловый эфир (ДМЭ) и ацетальдегид.
Особенно проблемным и трудноудаляемым является диметиловый эфир. В олефинах, получаемых в процессе превращения кислородсодержащего вещества в олефины, он может находиться в относительно высоких концентрациях и не обладает высокой водорастворимостью. Это означает, что даже после прохождения потока олефинов через процесс резкого охлаждения в олефиновом продукте может оставаться существенное количество диметилового эфира.
Кислородсодержащие загрязняющие примеси могут быть удалены до очень низких остаточных концентраций в потоке олефинов с использованием процесса экстрактивной дистилляции в соответствующих условиях и с помощью соответствующего экстрагента. Экстрактивная дистилляция отличается от процесса резкого охлаждения тем, что олефин отгоняют от загрязняющей примеси с использованием для содействия процессу дистилляции экстрагента.
Экстрактивную дистилляцию проводят с применением сосуда или колонны, обладающей внутренней насадкой или тарелками, которые создают разницу температур в направлении от верхней части к основанию колонны. Верхняя часть колонны является более холодной частью, и из верхней части колонны отводят более высоколетучие компоненты олефинового продукта.
Экстрагент или растворитель добавляют в сосуд или колонну для экстрактивной дистилляции таким образом, чтобы усилить или подавить летучесть кислородсодержащего вещества относительно олефинов. Это позволяет упростить отгонку кислородсодержащего вещества из олефинов, обеспечивая в результате удаление кислородсодержащего вещества до очень низких остаточных концентраций.
Процесс экстрактивной дистилляции можно проводить на любой стадии способа очистки и разделения. В одном варианте выполнения изобретения процесс экстрактивной дистилляции проводят сразу же после резкого охлаждения получаемого потока. В другом варианте получаемый поток резко охлаждают и затем дистиллируют с получением углеводородного компонента С2 - и углеводородного компонента С3+. Большинство кислородсодержащих углеводородов составляют часть углеводородного компонента С3+. Затем процесс экстрактивной дистилляции можно проводить для одного этого компонента.
В другом варианте выполнения изобретения поток олефинов, включающий кислородсодержащую загрязняющую примесь, в охлаждающем сосуде вводят в контакт с охлаждающей водой. Охлажденный олефиновый продукт выделяют и направляют в сосуд для экстрактивной дистилляции. Сосуд для экстрактивной дистилляции работает под рабочим давлением, которое выше, чем в сосуде для резкого охлаждения. В другом варианте рабочая температура также выше, чем в охлаждающем сосуде.
Экстрагенты, которые можно использовать при выполнении настоящего изобретения, под давлением 1 атм представляют собой жидкости. Необходимо также, чтобы эти экстрагенты обладали средней температурой кипения по меньшей мере 100°Р (38°С), предпочтительно по меньшей мере 120°Р (49°С), а более предпочтительно по меньшей мере 150°Р (66°С). Говоря о средней температуре кипения, как она определена в настоящем описании, принимают во внимание температуру кипения каждого соединения в экстрагенте на среднемассовой основе. Так, например, экстрагент, включающий 90 мас.% соединения, обладающего температурой кипения 100°, и 10 мас.% соединения, обладающего температурой кипения 200°, характеризуется, по-видимому, средней температурой кипения 110°.
Целесообразно также использовать в качестве экстрагентов полярные композиции. В предпочтительном варианте такие композиции включают такие соединения, как вода, одноатомные спирты, многоатомные спирты или их смеси. Предпочтительные одноатомные спирты включают этанол и пропанол. Предпочтительные многоатомные спирты включают гликоли. Предпочтительные гликоли включают этиленгликоль и триэтиленгликоль. Необходимо, чтобы экстрагент включал по меньшей мере примерно 75 мас.% воды, одноатомного спирта и/или многоатомного спирта, предпочтительно по меньшей мере примерно 85 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере примерно 90 мас.%, а наиболее предпочтительно по меньшей мере примерно 95 мас.%. Как экстрагент наиболее предпочтительна вода.
Конструкция сосуда или колонны для экстрактивной дистилляции может быть обычной. В предпочтительном варианте применяют насадочную дистилляционную колонну.
Процесс экстрактивной дистилляции целесообразно проводить под более высоким давлением, чем рабочее давление при резком охлаждении. В предпочтительном варианте экстрактивную дистилляцию проводят под рабочим давлением, которое по меньшей мере примерно на 50 фунтов/кв.дюйм (345 кПа) выше, чем при резком охлаждении, более предпочтительно выше по меньшей мере примерно на 100 фунтов/кв.дюйм (689 кПа), а наиболее предпочтительно по меньшей мере примерно на 150 фунтов/кв.дюйм (1034 кПа). В предпочтительном варианте процесс экстрактивной дистилляции проводят под абсолютным давлением от примерно 100 фунтов/кв.дюйм (690 кПа) до примерно 5000 фунтов/кв.дюйм (34000 кПа). Более предпочтительный рабочий интервал абсолютного давления составляет от примерно 150 фунтов/кв.дюйм (1034 кПа) до примерно 4000 фунтов/кв.дюйм (27000 кПа), от примерно 200 фунтов/кв.дюйм (1300 кПа) до примерно 3000 фунтов/кв.дюйм (21000 кПа), от примерно 250 фунтов/кв.дюйм (1700 кПа) до примерно 2500 фунтов/кв.дюйм (17000 кПа) и от примерно 300 фун- 3 007149 тов/кв.дюйм (2100 кПа) до примерно 2000 фунтов/кв.дюйм (14000 кПа). По мере того как давление в сосуде для экстрактивной дистилляции увеличивается, из потока олефинов удаляют больше кислородсодержащего вещества, в частности диметилового эфира.
Способ экстрактивной дистилляции особенно эффективен при удалении кислородсодержащего вещества, находящегося в потоке олефинов в очень низких концентрациях. Этот способ очень эффективен при удалении кислородсодержащей загрязняющей примеси из потока олефинов, который включает не больше 20 мас.% кислородсодержащих веществ. Экстрактивная дистилляция, которую проводят в соответствии с настоящим изобретением, эффективна даже в случае потоков олефинов, включающих не больше 10, 5, 1, 0,5 или 0,1 мас.% кислородсодержащего вещества, в особенности, когда кислородсодержащим веществом является диметиловый эфир.
В одном варианте выполнения изобретения экстрагент добавляют в верхнюю часть колонны для экстрактивной дистилляции, а удаляют в виде остаточного продукта из основания колонны для экстрактивной дистилляции. Процесс в колонне для экстрактивной дистилляции целесообразно проводить при температуре ниже температуры кипения экстрагента и выше температуры кипения продукта, отводимого под рабочим давлением дистилляционной колонны. По мере продвижения экстрагента по дистилляционной колонне вниз кислородсодержащие загрязняющие примеси, включающие ДМЭ, экстрагентом абсорбируются и удаляются из колонны для экстрактивной дистилляции совместно с экстрагентом в виде жидкого остаточного продукта.
Осуществление способа экстрактивной дистилляции по настоящему изобретению позволяет удалять из олефинового продукта кислородсодержащую загрязняющую примесь, присутствующую в очень низких концентрациях. Общая концентрация кислородсодержащего вещества в получаемом потоке, в частности в потоке олефинов, включающем по меньшей мере 50 мас.% этилена и пропилена, может составлять примерно 10 мас.% или меньше, что зависит от точных рабочих условий проведения процесса экстрактивной дистилляции и количества кислородсодержащих веществ в потоке олефинов, который необходимо очищать. Существует также возможность простого получения олефиновых продуктов, включающих не больше 5000, 3000, 2000, 1000, 500, 250, 100, 50, 10 и 5 мас.част./млн кислородсодержащих веществ, в частности ДМЭ.
Включающий ДМЭ экстрагент, выходящий из колонны для экстрактивной дистилляции, может быть выделен и использован после процесса регенерации. Регенерация экстрагента может быть осуществлена с помощью обычного средства. В предпочтительном варианте экстрагент регенерируют отделением экстрагента от абсорбированных соединений в дистилляционной колонне. В предпочтительном варианте в колонне для экстрактивной дистилляции используют экстрагент, температура кипения которого по меньшей мере примерно на 5°Р, более предпочтительно по меньшей мере примерно на 10°Р выше, чем у абсорбированных соединений.
Остаточный продукт из колонны для экстрактивной дистилляции направляют в дистилляционную колонну для регенерации. Из дистилляционной колонны получают головной поток, включающий кислородсодержащие вещества и углеводороды, которые были абсорбированы экстрагентом в колонне для экстрактивной дистилляции. Этот остаточный продукт из дистилляционной колонны представляет собой регенерированный экстрагент, который может быть возвращен в колонну для экстрактивной дистилляции. Если в качестве экстрагента используют воду, включающий ДМЭ экстрагент для регенерации можно объединять с водой, выходящей из охлаждающей колонны или других различных процессов промывки водой. Для удаления кислородсодержащих веществ воду, включающую кислородсодержащее вещество, можно совместно дистиллировать в одной или нескольких дистилляционных колоннах.
В предпочтительном варианте перед возвратом в верхнюю часть колонны для экстрактивной дистилляции экстрагент охлаждают. Охлаждение экстрагента до температуры, которая ниже температуры головного потока, получаемого из колонны для экстрактивной дистилляции, способствует эффективной работе этой колонны. В предпочтительном варианте перед возвратом в колонну для экстрактивной дистилляции в этой колонне для экстрактивной дистилляции, в которой в качестве экстрагента используют воду, температура, до которой охлаждают экстрагент, ниже примерно 95°Е (35°С), а в более предпочтительном варианте экстрагент охлаждают до температуры ниже примерно 90°Е (32°С). Экстрагент может быть охлажден с использованием обычного средства.
В другом варианте в качестве экстрагента в колонне для экстрактивной дистилляции используют воду или другой экстрагент, который можно применять в составе кислородсодержащего исходного материала или в качестве разбавителя в процессе превращения кислородсодержащего вещества в олефины. Если используют приемлемый экстрагент, остаточный продукт из колонны для экстрактивной дистилляции можно использовать в качестве материала для совместного введения в реактор для превращения кислородсодержащего вещества в олефины без применения регенерационной колонны.
Олефинсодержащий материал, который очищают в соответствии со способом по настоящему изобретению, может быть получен из процесса превращения кислородсодержащего вещества в олефины. В процессе превращения кислородсодержащего вещества в олефины исходный материал, включающий кислородсодержащее вещество и необязательный разбавитель или углеводород, вводимые раздельно или
- 4 007149 в смеси с кислородсодержащим веществом, вводят в контакт с катализатором получения олефинов с получением олефинов и других углеводородов.
Катализатор получения олефинов предпочтительного типа представляет собой катализатор, включающий кремнеалюмофосфатное (8АРО) молекулярное сито. Кремнеалюмофосфатные молекулярные сита обычно классифицируют как микропористые материалы, характеризующиеся 8-, 10- или 12членными кольцевыми структурами. Эти кольцевые структуры могут обладать средним размером пор в интервале от примерно 3,5 до 15 А. Предпочтительны молекулярные сита 8ЛРО с небольшими порами, обладающие средним размером пор меньше примерно 5 А, предпочтительно средним размером пор в интервале от примерно 3,5 до 5 А, более предпочтительно от 3,5 до 4,2 А. Эти размеры пор являются типичными для молекулярных сит, характеризующихся 8-членными кольцами.
В реакционных процессах превращения кислородсодержащего вещества в олефины могут быть также использованы замещенные 8ЛРО. Эти соединения общеизвестны как материалы МеЛР8О или металлсодержащие кремнеалюмофосфаты. Металлом могут служить ионы щелочных металлов (группы ΙΑ), ионы щелочно-земельных металлов (группы 11А), ионы редкоземельных элементов (группы ΙΙΙΒ, включая лантанидные элементы (лантан, церий, празеодим, неодим, самарий, европий, гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, иттербий и лютеций), скандий и иттрий, а также дополнительные катионы переходных металлов групп ΐνΒ, νΒ, νίΒ, νΐΙΒ, νΐΙΙΒ и ΙΒ).
В предпочтительном варианте Ме обозначает атомы, такие как Ζη, Мд, Мп, Со, N1, Са, Ре, Τί, Ζτ, Се, 8п и Сг. Эти атомы могут быть введены в тетраэдрический каркас посредством тетраэдрического звена [МеО2]. Тетраэдрическое звено [МеО2] несет полный электрический заряд, зависящий от валентного состояния металлического заместителя. Когда валентное состояние металлического компонента составляет +2, +3, +4, +5 или +6, полный электрический заряд находится в пределах -2 и +2. Введение металлического компонента, как правило, осуществляют добавлением металлического компонента во время синтеза молекулярного сита. Однако может быть также использован постсинтезный ионообмен. В постсинтезном обмене металлический компонент обычно вводит катионы по ионообменным положениям на открытой поверхности молекулярного сита, а не в сам каркас.
Приемлемые кремнеалюмофосфатные молекулярные сита включают 8АРО-5, 8АРО-8, 8АРО-11, 8АРО-16, 8АРО-17, 8АРО-18, 8АРО-20, 8АРО-31, 8АРО-34, 8АРО-35, 8АРО-36, 8АРО-37, 8АРО-40, 8АРО-41, 8АРО-42, 8АРО-44, 8АРО-47, 8АРО-56, их металлсодержащие формы и их смеси. Предпочтительными являются 8АРО-18, 8АРО-34, 8АРО-35, 8АРО-44 и 8АРО-47, в частности 8АРО-18 и 8АРО34, включая их металлсодержащие формы и их смеси. Использованное в настоящем описании понятие смесь является синонимом слова сочетание и обозначает рассматриваемую композицию, обладающую двумя или большим числом компонентов в варьируемых долях, независимо от их физического состояния.
В каталитическую композицию может быть также включено алюмофосфатное (АЬРО) молекулярное сито. Алюмофосфатные молекулярные сита представляют собой кристаллические микропористые оксиды, которые могут обладать каркасом А1РО4. Они могут обладать дополнительными элементами внутри каркаса, как правило, характеризуются одинаковыми размерами пор в интервале от примерно 3 до примерно 10 А и пригодны для осуществления селективного разделения материалов по размерам молекул. Сообщается о более чем двух дюжинах структурных типов, включая цеолитные топологические аналоги. Более подробное описание предыстории и синтеза алюмофосфатов содержится в патенте И8 № 4310440, который в полном объеме включен в настоящее описание в качестве ссылки. Предпочтительными структурами АЬРО являются АЬРО-5, АЬРО-11, АЬРО-18, АЬРО-31, АЬРО-34, АЬРО-36, АЬРО-37 и АЬРО-46.
Материалы АЬРО могут также включать металлический заместитель в своем каркасе. В предпочтительном варианте металл выбирают из группы, включающей магний, марганец, цинк, кобальт и их смеси. В предпочтительном варианте эти материалы проявляют адсорбционные, ионообменные и/или каталитические свойства, аналогичные свойствам композиций алюмосиликатных, алюмофосфатных и кремнеалюмофосфатных молекулярных сит. Представители этого класса и их получение описаны в патенте И8 № 4567029 в полном объеме, включенном в настоящее описание в качестве ссылки.
Металлсодержащие АЬРО обладают трехмерной микропористой структурой кристаллического каркаса с тетраэдрическими звеньями МО2, А1О2 и РО2. Эти структуры в том виде, как они получены (которые перед кальцинированием содержат структуронаправляющий агент), можно представить, выразив эмпирический химический состав (на безводной основе) формулой тК:(МхА1уР2)О2 в которой В обозначает по меньшей мере один органический структуронаправляющий агент, находящийся во внутрикристаллической пористой системе; т обозначает число молей В, приходящееся на моль (МхА1уР2)О2, и его значение составляет от 0 до 0,3, причем максимальное значение в каждом случае зависит от размеров молекул структуронаправляющего агента и объема имеющихся полостей пористой системы конкретно рассматриваемого металлсодержащего алюмофосфата; х, у и ζ обозначают мольные доли соответственно металла М (т.е. магния, марганца, цинка и кобальта), алюминия и фосфора, содержащихся в виде тетраэдрических оксидов.
- 5 007149
Металлсодержащие ЛЬРО иногда обозначают акронимом как МеАРО. В тех случаях, когда металлом Ме в композиции являются магний, акроним МАРО используют также в отношении композиции. Аналогичным образом ΖΑΡΟ, МпАРО и СоАРО используют в отношении композиций, которые включают соответственно цинк, марганец и кобальт. Для идентификации различных структурных разновидностей, из которых состоит каждый из подродовых классов МАРО, ΖΑΡΟ, СоАРО и МпАРО, каждой разновидности присваивают число и идентифицируют, например, как ΖΑΡΟ-5, МАРО-11, СоАРО-34 и т.д.
Кремнеалюмофосфатное молекулярное сито, как правило, смешивают (т.е. механически смешивают) с другими материалами. После смешения образовавшуюся композицию, как правило, называют 8ΑΡΟ катализатором, т.е. катализатором, включающим 8ΑΡΟ молекулярное сито.
Материалами, которые можно смешивать с молекулярным ситом, могут быть различные инертные или каталитически активные материалы или различные связующие материалы. Эти материалы включают композиции, такие как каолин и другие глины, редкоземельные металлы в различных формах, оксиды металлов, другие нецеолитные каталитические компоненты, цеолитные каталитические компоненты, оксид алюминия или золь оксида алюминия, диоксид титана, диоксид циркония, оксид магния, диоксид тория, оксид бериллия, кварц, диоксид кремния, золь диоксида кремния и их смеси. Эти компоненты, помимо прочего, также эффективно уменьшают общую стоимость катализатора, действуют как теплоотводы, содействуя теплозащите катализатора во время восстановления, уплотняют катализатор и повышают прочность катализатора. Для того чтобы инертные материалы, которые используют в катализаторе, выполняли функции теплоотвода, они должны, в частности, обладать теплоемкостью от примерно 0,05 до примерно 1 кал/г-°С, более предпочтительно от примерно 0,1 до примерно 0,8 кал/г-°С, наиболее предпочтительно от примерно 0,1 до примерно 0,5 кал/г-°С.
В качестве части 8ΑΡΟ каталитической композиции могут быть включены дополнительные материалы молекулярных сит, или при необходимости их можно использовать в виде отдельных катализаторов на основе молекулярных сит в смесях с 8ΑΡΟ катализатором. Структурные типы молекулярных сит с малыми порами, которые приемлемы для применения при выполнении настоящего изобретения, включают ΑΕΙ, ΑΡΤ, ΑΡΟ, ΑΤΝ, АТТ, ΑΤν, ΒΙΚ, СЛ8. СНА, СН1, ЭЛС. ΌΌΒ, ΕΌΙ, ΕΒΙ, ΟΟΟ, КН,
ЬЕУ, ΕΟν, ΕΤΑ, ΜΟΝ, ΡΑυ, ΡΗΙ, ΒΗΟ, ΚΟ6, ΤΗΟ и их замещенные формы. Структурные типы молекулярных сит со средними порами, которые приемлемы для применения при выполнении настоящего изобретения, включают ΜΡΙ, МЕЬ, ΜΤν, ΕυΟ, МТТ, ΗΕυ, ЕЕВ, ΑΡΟ, ΑΕΕ ΤΟΝ и их замещенные формы. Эти молекулярные сита с малыми и средними порами более подробно описаны в работе ΑΒ15 о£ Ζео1^ΐе 81гис1иге Τ\^5, ν.Η. Ме1ег и Ό.Η. ΟΙ^η, ВиНегсог® Нетешап, издание 3-е, 1997, причем содержание этой работы открыто включено в настоящее описание в качестве ссылки. Предпочтительные молекулярные сита, которые можно объединять с кремнеалюмофосфатным катализатором, включают Ζ8Μ-5, Ζ8Μ-34, эрионит и шабазит.
Предпочтительная каталитическая композиция включает от примерно 1 до примерно 99 мас.%, более предпочтительно от примерно 5 до примерно 90 мас.%, а наиболее предпочтительно от примерно 10 до примерно 80 мас.%, молекулярного сита. Размеры частиц также предпочтительной каталитической композиции составляют от примерно 20 до 3000 мкм, более предпочтительно от примерно 30 до 200 мкм, наиболее предпочтительно от примерно 50 до 150 мкм.
Для достижения целевых физических и химических характеристик катализатор может быть подвергнут самым разнообразным обработкам. Такие обработки включают, хотя ими их список нет необходимости ограничивать, гидротермическую обработку, кальцинирование, кислотную обработку, обработку основаниями, дробление, измельчение в шаровой мельнице, размол, сушку распылением и их сочетания.
Кислородсодержащий исходный материал вводят в контакт с выбранным катализатором в реакционной зоне или объеме. Объем, в котором такое контактирование происходит, в настоящем описании называют реактором, который может составлять часть реакционного аппарата или реакционной системы. Другой частью реакционной системы может служить регенератор, который включает объем, где углеродистые отложения (или кокс) на катализаторе, образующиеся в результате реакции превращения в олефины, удаляют введением катализатора в контакт с восстановительной средой.
Кислородсодержащее исходное вещество, которое можно использовать в процессе превращения кислородсодержащего вещества в олефины, включает по меньшей мере одно органическое соединение, которое содержит по меньшей мере один атом кислорода, такое как алифатические спирты, простые эфиры, карбонильные соединения (альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты, карбонаты, сложные эфиры и т.п.). Когда кислородсодержащим веществом является спирт, этот спирт может включать алифатический остаток, содержащий от 1 до 10 углеродных атомов, более предпочтительно от 1 до 4 углеродных атомов. Типичные спирты включают, хотя ими их список нет необходимости ограничивать, низшие прямоцепочечные и разветвленные алифатические спирты и их ненасыщенные аналоги. Примеры подходящих кислородсодержащих соединений включают, хотя ими их список не ограничивается, метанол, этанол, н-пропанол, изопропанол, С4-С20спирты, метилэтиловый эфир, диметиловый эфир, диэтиловый эфир, диизопропиловый эфир, формальдегид, диметилкарбонат, диметилкетон, уксусную кислоту и их
- 6 007149 смеси. Предпочтительными кислородсодержащими соединениями являются метанол, диметиловый эфир и их смесь.
В исходном материале может находиться один или несколько инертных разбавителей, например в количестве от 1 до 99 мол.% в пересчете на общее число молей всех исходных и разбавительных компонентов, направляемых в реакционную зону (или катализатора). Как указано в настоящем описании, разбавители представляют собой композиции, которые, по существу, не проявляют реакционной способности при прохождении через катализатор на основе молекулярного сита и служат, главным образом, средством снижения концентрации кислородсодержащих веществ в исходном материале. Типичные разбавители включают, хотя ими их список нет необходимости ограничивать, гелий, аргон, азот, моноксид углерода, диоксид углерода, воду, по существу, нереакционноспособные парафины (преимущественно алканы, такие как метан, этан и пропан), по существу, нереакционноспособные алкилены, практически нереакционноспособные ароматические соединения и их смеси. Предпочтительными разбавителями являются вода и азот. Воду можно инжектировать либо в жидкой, либо парообразной форме.
Как часть исходного материала, т.е. в качестве совместно вводимого материала, можно также вводить углеводороды. Как сказано в настоящем описании, углеводороды, вводимые совместно с исходным материалом, представляют собой углеводородные композиции, которые при введении в контакт с катализатором на основе молекулярного сита превращаются в другие химические структуры. Эти углеводороды могут включать олефины, реакционноспособные парафины, реакционноспособные алкилароматические вещества, реакционноспособные ароматические вещества и их смеси. Предпочтительные углеводородные совместно вводимые исходные материалы включают пропилен, бутилен, пентилен, углеводородные смеси С4 +, углеводородные смеси С5+ и их сочетания. В качестве совместно вводимых исходных материалов более предпочтительны углеводородные смеси С4+, причем наиболее предпочтительны углеводородные смеси С4 +, которые получают в результате разделения и возврата в процесс реакторного продукта.
В процессе превращения кислородсодержащего вещества в олефины можно применять любую стандартную реакторную систему, включающую неподвижный слой или псевдоожиженный слой, или системы с подвижными слоями. Предпочтительными реакторами являются прямоточные вертикальные трубные реакторы и противоточные реакторы свободного падения с кратковременным контактированием. Целесообразно применять реактор, в котором кислородсодержащий исходный материал можно вводить в контакт с катализатором на основе молекулярного сита при массовой часовой скорости (МЧС) по меньшей мере примерно 1 ч-1, предпочтительно от примерно 1 до примерно 1000 ч-1, более предпочтительно от примерно 20 до примерно 1000 ч-1, а наиболее предпочтительно от примерно 20 до примерно 500 ч-1. МЧС в настоящем описании определяют как массу кислородсодержащего вещества и углеводорода, который может, но необязательно, входить в состав исходного материала, в час на массу компонента молекулярного сита в катализаторе. Поскольку катализатор или исходный материал может включать другие материалы, которые действуют как инертные добавки или разбавители, МЧС рассчитывают на основе массы кислородсодержащего исходного материала, всего углеводорода, который может присутствовать, и молекулярного сита, содержащегося в катализаторе.
В предпочтительном варианте кислородсодержащий исходный материал вводят в контакт с катализатором, когда кислородсодержащее вещество находится в паровой фазе. По другому варианту этот процесс можно проводить в жидкой или смешанной, паровой/жидкой фазе. Когда процесс проводят в жидкой фазе или смешанной, паровой/жидкой фазе, следствием могут быть разные превращения и селективности при превращении сырья в продукт, что зависит от катализатора и реакционных условий.
Такой процесс обычно можно проводить в широком интервале температур. Эффективная рабочая температура может составлять от примерно 200 до примерно 700°С, предпочтительно от примерно 300 до примерно 600°С, более предпочтительно от примерно 350 до примерно 550°С. В нижнем конце такого температурного диапазона образование целевых олефиновых продуктов может стать достаточно замедленным. В верхнем конце температурного диапазона процесс может не приводить к образованию оптимального количества продукта.
Давление в процессе превращения кислородсодержащего вещества в олефины также можно варьировать в широком интервале, включая самопроизвольное создание давления. Эффективные абсолютные давления могут находиться в диапазоне, хотя им нет необходимости ограничиваться, парциальных давлений кислородсодержащего вещества, по меньшей мере примерно 1 фунт/кв.дюйм (7 кПа), предпочтительно по меньшей мере примерно 5 фунтов/кв.дюйм (35 кПа). Процесс протекает особенно эффективно при более высоких абсолютных парциальных давлениях кислородсодержащего вещества, в частности при парциальном давлении кислородсодержащего вещества выше примерно 20 фунтов/кв.дюйм (130 кПа). В предпочтительном варианте абсолютное парциальное давление кислородсодержащего вещества составляет по меньшей мере примерно 25 фунтов/кв. дюйм (170 кПа), более предпочтительно по меньшей мере примерно 30 фунтов/кв.дюйм (210 кПа). Для практических целей процесс необходимо проводить под абсолютным парциальным давлением метанола не выше примерно 500 фунтов/кв.дюйм (3450 кПа), предпочтительно не выше примерно 400 фунтов/кв.дюйм (2700 кПа), наиболее предпочтительно не выше примерно 300 фунтов/кв.дюйм (2100 кПа).
- 7 007149
Для специалиста в данной области техники обычно очевидно также, что олефины, очищенные в соответствии с настоящим изобретением, могут быть полимеризованы с получением полиолефинов, в частности полиэтилена и полипропилена. В одном варианте включающий олефины поток очищают в соответствии с изобретением и по меньшей мере один из олефинов в очищенном потоке полимеризуют. Необходимо, чтобы после процесса очистки очищенный олефиновый продукт далее подвергали разделению на олефиновые компоненты и очищали по меньшей мере один из олефиновых компонентов. Изобретение особенно необходимо для полимеризации полипропилена.
Способы получения полиолефинов из олефинов в данной области техники известны. Предпочтительны каталитические способы. Особенно предпочтительными являются металлоценовые, ЦиглераНатта и кислотные каталитические системы (см., например, патенты И8 №№ 3258455, 3305538, 3364190, 5892079, 4659685, 4076698, 3645992, 4302565 и 4243691, причем описания катализаторов и способов в каждом из этих патентов специально включены в настоящее описание в качестве ссылки). В общем, эти способы включают контактирование олефинового продукта с обеспечивающим образование полиолефина катализатором под давлением и при температуре, которые эффективны для получения полиолефинового продукта.
Предпочтительным обеспечивающим образование полиолефина катализатором является металлоценовый катализатор. Предпочтительный температурный диапазон для проведения процесса находится в пределах примерно 50 и примерно 240°С. Такую реакцию можно проводить под низким, средним или высоким давлением, причем оно всегда находится в интервале от примерно 1 до примерно 200 бар. Для проведения процессов в растворе можно использовать инертный разбавитель. Предпочтительное рабочее давление составляет от примерно 10 до примерно 150 бар, а предпочтительная температура равна от примерно 120 до примерно 230°С. Для газофазных процессов предпочтительная температура обычно составляет от примерно 60 до примерно 160°С, а рабочее давление равно от примерно 5 до примерно 50 бар.
В дополнение к полиолефинам, из олефинов, выделенных таким путем, могут быть получены многочисленные другие олефиновые производные. К ним относятся, хотя ими их список не ограничен, альдегиды, спирты, уксусная кислота, линейные альфа-олефины, винилацетат, этилендихлорид и винилхлорид, этилбензол, этиленоксид, кумол, изопропиловый спирт, акролеин, аллилхлорид, пропиленоксид, акриловая кислота, этилен-пропиленовые каучуки и акрилонитрил, а также тримеры и димеры этилена, пропилена и бутиленов. Способы получения таких производных в данной области техники известны хорошо и, следовательно, в настоящем описании не обсуждаются.
Блок-схема одного варианта выполнения изобретения, в котором сочетаются способы резкого охлаждения водой и экстрактивной дистилляции, продемонстрирована на чертеже. Включающий метанол исходный поток 10 направляют в реактор 12 для превращения кислородсодержащего вещества в олефины. В реакторе 12 для превращения кислородсодержащего вещества в олефины находится катализатор 8ΆΡΘ-34, который обеспечивает превращение исходного потока 10 метанола в отходящий поток 14, включающий разнообразные не кислородсодержащие углеводороды и кислородсодержащие соединения. Газообразный отходящий поток 14 направляют в нижнюю часть охлаждающей колонны 18. Воду 16 направляют в верхнюю часть охлаждающей колонны 18 при температуре и скорости, которые достаточны для конденсации значительного количества воды и непрореагировавшего исходного материала, который может находиться в отходящем потоке 14. В предпочтительном варианте охлаждающая колонна 18 включает насадку, которая способствует теплопереносу и смешению газообразного отходящего потока 14 и охлаждающей воды 16. Поток 20, остаточный продукт из охлаждающей колонны 18, включает нагретую охлаждающую воду 16, конденсированную воду, абсорбированные кислородсодержащие вещества и сконденсированный непрореагировавший метанол из отходящего потока 14. Поток 22, головной поток из охлаждающей колонны 18, включает олефиновые и углеводородные продукты совместно с кислородсодержащими веществами, которые не полностью абсорбировались водой в охлаждающей колонне, причем эти кислородсодержащие вещества включают диметиловый эфир и ацетальдегид. Поток 22 направляют в ряд компрессоров 24. В предпочтительном варианте ряд компрессоров 24 сжимает поток 22 до абсолютного давления предпочтительно примерно 2100 кПа (300 фунтов/кв.дюйм), создавая сжатый поток 26.
Сжатый поток 26 направляют в колонну 30 для экстрактивной дистилляции. В верхнюю часть колонны 30 для экстрактивной дистилляции направляют поток 28 воды в качестве экстрагента с примерно 6-кратным массовым расходом от расхода сжатого потока 26. Колонна 28 для экстрактивной дистилляции включает насадку, которая создает возможность для хорошего контактирования внутри этой колонны между газами и жидкостями. Водный экстрагент 28 направляют в дистилляционную колонну при примерно 32°С (90°Б). В предпочтительном варианте колонна для экстрактивной дистилляции работает под абсолютным давлением примерно 2100 кПа (300 фунтов/кв.дюйм), из нее отводят головной поток 32, который включает олефиновые и углеводородные продукты после удаления диметилового эфира и ацетальдегида. Головной поток выходит из колонны 30 для экстрактивной дистилляции при температуре примерно 32°С (90°Б) и поступает на дальнейшую обработку, которая может включать процесс разделения для разделения этого головного потока на отдельные получаемые потоки и дополнительное удаление различных загрязняющих примесей.
- 8 007149
Поток 34 остаточного продукта из колонны 30 для экстрактивной дистилляции включает водный экстрагент совместно с абсорбированными кислородсодержащими веществами, включая диметиловый эфир и ацетальдегид, и некоторыми абсорбированными олефинами и углеводородными компонентами. Поток 34 остаточного продукта направляют в колонну 36 для отпарки кислородсодержащих веществ. В колонне 36 для отпарки кислородсодержащих веществ происходит разделение потока 34, включающего воду и кислородсодержащие вещества, на остаточный продукт 40, включающий воду, и головной поток 38, включающий кислородсодержащие вещества и углеводороды. Водный поток 40 охлаждают теплообменником 42 с получением экстрагентного потока 28, который направляют в колонну 36 для экстрактивной дистилляции. Поток 38 кислородсодержащих веществ и углеводородов направляют назад, в реактор 12 для превращения кислородсодержащего вещества в олефины с получением дополнительных олефиновых и углеводородных продуктов.
Настоящее изобретение далее описано в следующих примерах, которые представляют различные варианты выполнения изобретения в целом.
Пример 1.
Газовый отходящий поток из реактора для превращения кислородсодержащего вещества в олефины (КВО), включающего катализатор 8ΑΡΘ-34, в отстойнике частично конденсируют при температуре 38°С (100°Р) и под абсолютным давлением 276 кПа (40 фунтов/кв.дюйм). Пары из отстойника удаляют при скорости потока 1,20 фунта-моль/ч. Пары из отстойника включают различные углеводородные продукты, включая этилен и пропилен совместно с различными загрязняющими примесями. Эти загрязняющие примеси включают 1,28 мас.% воды и 1,85 мас.% кислородсодержащих углеводородов. ДМЭ кислородсодержащих углеводородов находится в потоке паров в концентрации 0,995 мас.%. Ацетальдегид кислородсодержащих углеводородов находится в потоке паров в концентрации 0,32 мас.%.
Поток паров из отстойника направляют в промывочную колонну под абсолютным давлением 275 кПа (40 фунтов/кв.дюйм) и при 38°С (100°Р). Промывочная колонна обладает 10 тарелками. Поток паров исходных материалов направляют в эту колонну ниже 10-й тарелки. Жидкий водный поток направляют в промывочную колонну выше первой тарелки со скоростью 8,881 фунта-моль/ч, при температуре 4°С (40°Р) и под абсолютным давлением 276 кПа (40 фунтов/кв.дюйм). Получаемый парофазный поток отводят из промывочной колонны в виде головного продукта. Головной поток из промывочной колонны включает углеводородные продукты, его отводят со скоростью 1,183 фунта-моль/ч, при температуре 32,4°С (90,3°Р) и под абсолютным давлением 276 кПа (40 фунтов/кв.дюйм). Этот головной поток из промывочной колонны включает 0,95 мас.% воды и 0,81 мас.% кислородсодержащих углеводородов. ДМЭ кислородсодержащих углеводородов находится в потоке паров в концентрации 0,71 мас.%. Ацетальдегид кислородсодержащих углеводородов находится в потоке паров в концентрации 0,10 мас.%.
Головной поток паров из промывочной колонны сжимают и направляют в находящуюся под повышенным давлением колонну для экстрактивной дистилляции, работающую под абсолютным давлением 2100 кПа (300 фунтов/кв.дюйм) и при 135,3°С (275,6°Р). Колонна для экстрактивной дистилляции обладает 39 тарелками плюс кипятильник. Поток паров из промывочной колонны направляют в колонну для экстрактивной дистилляции ниже 39-й тарелки. В качестве экстрагента используют воду, которую направляют в эту колонну выше первой тарелки при скорости потока 6,66 фунта-моль/ч и температуре 32,2°С (90°Р). Головной поток паров из колонны для экстрактивной дистилляции включает углеводородные продукты, его отводят при скорости 1,15 фунта-моль/ч, температуре 32,3°С (90,2°Р) и под абсолютным давлением 2100 кПа (300 фунтов/кв.дюйм). Этот головной поток из колонны для экстрактивной дистилляции включает 0,14 мас.% воды и меньше 1 част./млн кислородсодержащих углеводородов, включающих ДМЭ и ацетальдегид.
Пример 2.
Проводят такой же процесс, как в примере 1, за исключением того, что головной поток из промывочной колонны сжимают до абсолютного давления 1700 кПа (250 фунтов/кв.дюйм), а температура составляет 125,2°С (257,4°Р). В качестве экстрагента в колонне для экстрактивной дистилляции вновь используют воду, которую направляют в эту колонну выше первой тарелки при скорости потока 6,66 фунта-моль/ч и температуре 32,2°С (90°Р). Головной поток паров из колонны для экстрактивной дистилляции включает углеводородные продукты, его отводят при скорости 1,16 фунта-моль/ч, температуре 32,3°С (90,1°Р) и под абсолютным давлением 1700 кПа (250 фунтов/кв.дюйм). Головной поток из колонны для экстрактивной дистилляции включает 0,17 мас.% воды, 1 част./млн ДМЭ и меньше 1 част./млн других кислородсодержащих углеводородов, включающих ацетальдегид.
Пример 3.
Проводят такой же процесс, как в примере 1, за исключением того, что головной поток из промывочной колонны сжимают до абсолютного давления 1400 кПа (200 фунтов/кв. дюйм), а температура составляет 113,2°С (235,7°Р). В качестве экстрагента в колонне для экстрактивной дистилляции вновь используют воду, которую направляют в эту колонну выше первой тарелки при скорости потока 6,66 фунта-моль/ч и температуре 32,2°С (90°Р). Головной поток паров из колонны для экстрактивной дистилляции включает углеводородные продукты, его отводят при скорости 1,16 фунта-моль/ч, температуре
- 9 007149
32,3°С (90,2°Е) и под абсолютным давлением 1400 кПа (200 фунтов/кв.дюйм). Головной поток из колонны для экстрактивной дистилляции включает 0,20 мас.% воды, 325 част./млн ДМЭ и меньше 1 част./млн других кислородсодержащих углеводородов, включающих ацетальдегид.
Пример 4.
Проводят такой же процесс, как в примере 1, за исключением того, что головной поток из промывочной колонны сжимают до абсолютного давления 1030 кПа (150 фунтов/кв.дюйм), а температура составляет 97,94°С (208,3°Г). В качестве экстрагента в колонне для экстрактивной дистилляции вновь используют воду, которую направляют в эту колонну выше первой тарелки при скорости потока 6,661 фунта· моль/ч и температуре 32,2°С (90°Е). Головной поток паров из колонны для экстрактивной дистилляции включает углеводородные продукты, его отводят при скорости 1,16 фунта^моль/ч, температуре 32,3°С (90,2°Г) и под абсолютным давлением 1400 кПа (200 фунтов/кв.дюйм). Головной поток из колонны для экстрактивной дистилляции включает 0,27 мас.% воды, 2,286 част./млн ДМЭ и меньше 1 част./млн других кислородсодержащих углеводородов, включающих ацетальдегид.
Пример 1 показывает, что если колонна для экстрактивной дистилляции работает под абсолютным давлением 2100 кПа (300 фунтов/кв.дюйм), то могут быть удалены, по существу, все поддающиеся определению количества кислородсодержащих углеводородов, включающих ДМЭ. По мере того как давление понижается, эффективность колонны для экстрактивной дистилляции при удалении ДМЭ уменьшается, как это показано в примерах со 2 по 4. Однако пример 4 показывает, кроме того, что при пониженных давлениях колонна для экстрактивной дистилляции все еще эффективна в удалении, по существу, всех поддающихся определению количеств кислородсодержащих веществ, за исключением ДМЭ.

Claims (27)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ экстракции кислородсодержащего вещества из содержащего олефины потока, включающий следующие стадии:
    контактирование указанного потока с экстрагентом и разделение проконтактировавшего потока и экстрагента с применением экстрактивной дистилляции, где содержащий олефины поток перед введением в контакт с экстрагентом включает по меньшей мере 50 мас.% олефинов и не больше 20 мас.% кислородсодержащих веществ, а экстрагентом служит полярная жидкая под давлением 101 кПа композиция, обладающая под давлением 101 кПа средней температурой кипения по меньшей мере 38°С.
  2. 2. Способ по п.1, в котором полярная жидкая композиция включает по меньшей мере 75 мас.% воды, спирта или их смеси.
  3. 3. Способ по п.1, в котором полярная жидкая композиция включает по меньшей мере 75 мас.% воды.
  4. 4. Способ по п.1, в котором полярная жидкая композиция включает по меньшей мере 75 мас.% спирта.
  5. 5. Способ по п.4, в котором спирт представляет собой этанол, пропанол, гликоль или их смесь.
  6. 6. Способ по п.1, в котором кислородсодержащие вещества включают диметиловый эфир.
  7. 7. Способ по п.1, в котором кислородсодержащие вещества включают ацетальдегид.
  8. 8. Способ по п.1, в котором экстрактивную дистилляцию проводят под абсолютным давлением от 690 до 34000 кПа.
  9. 9. Способ по п.8, в котором экстрактивную дистилляцию проводят под давлением от 1034 до 27000 кПа.
  10. 10. Способ по п.9, в котором экстрактивную дистилляцию проводят под давлением от 1300 до 21000 кПа.
  11. 11. Способ по п.10, в котором экстрактивную дистилляцию проводят под давлением от 1700 до 17000 кПа.
  12. 12. Способ по п.11, в котором экстрактивную дистилляцию проводят под давлением от 2100 до 13000 кПа.
  13. 13. Способ по п.1, в котором содержащий олефины поток перед введением в контакт с экстрагентом включает по меньшей мере 50 мас.% этилена и пропилена.
  14. 14. Способ очистки содержащего олефины потока, включающий следующие стадии: контактирование указанного потока с содержащим воду потоком в первом сосуде, выделение олефинового продукта из первого сосуда и контактирование этого олефинового продукта с экстрагентом во втором сосуде при температуре и под давлением, которые выше, чем в первом сосуде, где содержащий олефины поток перед введением в контакт с экстрагентом включает по меньшей мере 50 мас.% этилена и пропилена, а экстрагентом служит полярная жидкая под давлением 101 кПа композиция, обладающая под давлением 101 кПа средней температурой кипения по меньшей мере 38°С.
  15. 15. Способ по п.14, в котором полярная жидкая композиция включает по меньшей мере 75 мас.% воды, спирта или их смеси.
  16. 16. Способ по п.14, в котором полярная жидкая композиция включает по меньшей мере 75 мас.% воды.
    - 10 007149
  17. 17. Способ по п. 14, в котором полярная жидкая композиция включает по меньшей мере 75 мас.% спирта.
  18. 18. Способ по и. 15 или 17, в котором спирт представляет собой этанол, пропанол, гликоль или их смесь.
  19. 19. Способ по и. 14, в котором включающий олефины поток до контакта с экстрагеном содержит кислородсодержащие вещества, и кислородсодержащие вещества включают диметиловый эфир.
  20. 20. Способ по и. 14, в котором включающий олефины поток до контакта с экстрагеном содержит кислородсодержащие вещества, и кислородсодержащие вещества включают ацетальдегид.
  21. 21. Способ по и. 14, дополнительно включающий этап отделения контактируемого олефинового потока и экстрактивную дистилляцию.
  22. 22. Способ по п.21, в котором экстрактивную дистилляцию проводят под давлением от 690 до 34000 кПа.
  23. 23. Способ по п.21, в котором экстрактивную дистилляцию проводят под давлением от 1034 до 27000 кПа.
  24. 24. Способ по и.21, в котором экстрактивную дистилляцию проводят под давлением от 13000 до 21000 кПа.
  25. 25. Способ по п.21, в котором экстрактивную дистилляцию проводят под давлением от 11700 до 117000 кПа.
  26. 26. Способ по п.21, в котором экстрактивную дистилляцию проводят под давлением от 2100 до 13000 кПа.
  27. 27. Способ очистки и полимеризации содержащего олефины потока, включающий следующие стадии: контактирование указанного потока с содержащим воду потоком в первом сосуде, выделение олефинового продукта из первого сосуда, контактирование этого олефинового продукта с экстрагентом во втором сосуде при температуре и под давлением, которые выше, чем в первом сосуде, где содержащий олефины поток перед введением в контакт с экстрагентом включает по меньшей мере 50 мас.% этилена и пропилена, а экстрагентом служит полярная жидкая под давлением 101 кПа композиция, обладающая под давлением 101 кПа средней температурой кипения по меньшей мере 38°С, выделение олефинового продукта из второго сосуда и полимеризацию по меньшей мере одного олефина, выделенного из второго сосуда.
EA200400269A 2001-08-31 2002-06-04 Способ удаления загрязняющих примесей из потока олефинов с применением экстрактивной дистилляции EA007149B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/943,695 US6559248B2 (en) 2001-08-31 2001-08-31 Process of removing contaminants from an olefin stream using extractive distillation
PCT/US2002/017696 WO2003020673A1 (en) 2001-08-31 2002-06-04 Process of removing contaminants from an olefin stream using extractive distillation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200400269A1 EA200400269A1 (ru) 2004-08-26
EA007149B1 true EA007149B1 (ru) 2006-08-25

Family

ID=25480107

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200400269A EA007149B1 (ru) 2001-08-31 2002-06-04 Способ удаления загрязняющих примесей из потока олефинов с применением экстрактивной дистилляции

Country Status (13)

Country Link
US (1) US6559248B2 (ru)
EP (1) EP1421049B1 (ru)
JP (1) JP2005501895A (ru)
KR (1) KR20040044501A (ru)
CN (1) CN1332916C (ru)
AT (1) ATE414682T1 (ru)
BR (1) BR0212088A (ru)
DE (1) DE60229957D1 (ru)
EA (1) EA007149B1 (ru)
ES (1) ES2318021T3 (ru)
MY (1) MY127300A (ru)
TW (1) TWI261588B (ru)
WO (1) WO2003020673A1 (ru)

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2282488T3 (es) * 2001-07-02 2007-10-16 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Inhibicion de la formacion de coque en un catalizador en la fabricacion de una olefina.
US6838587B2 (en) * 2002-04-19 2005-01-04 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Method of removing oxygenate contaminants from an olefin stream
US7060866B2 (en) * 2002-04-18 2006-06-13 Exxonmobil Chemical Patents Inc. High pressure separation of dimethyl ether from an olefin stream
US20030199721A1 (en) * 2002-04-18 2003-10-23 Ding Zhong Y. Low pressure separation of dimethyl ether from an olefin stream
US7402720B2 (en) * 2002-12-19 2008-07-22 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Distillation process for removal of methyl acetylene and/or propadiene from an olefin stream
US7205447B2 (en) * 2002-12-23 2007-04-17 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Process for removing aldehydes and/or ketones from an olefinic stream
US7074971B2 (en) 2003-03-06 2006-07-11 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Recovery of ethylene and propylene from a methanol to olefin reaction system
US7128815B2 (en) * 2003-03-25 2006-10-31 Council Of Scientific And Industrial Research Process for recovery of pure acrylonitrile
CN100402493C (zh) * 2003-03-31 2008-07-16 科学与工业研究委员会 回收纯丙烯腈的方法
US7102049B2 (en) * 2003-06-25 2006-09-05 Exxonmobil Chemical Patens Inc. Process for operating a quench device in an oxygenate-to-olefin production unit
US7214846B2 (en) * 2003-08-06 2007-05-08 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Recovery of ethylene and propylene from a methanol to olefin reaction system
US8058498B2 (en) * 2004-10-29 2011-11-15 Sandra Jensen Device for removing oxygen-containing organic compounds from mixtures of various hydrocarbon compounds
US8163967B2 (en) * 2005-12-22 2012-04-24 Uop Llc Oxygenate conversion to olefins with enhanced carbonyl recovery
US20100312033A1 (en) * 2009-03-13 2010-12-09 Exxonmobil Research And Engineering Company Olefin feed purification process
EP2287145A1 (en) * 2009-08-12 2011-02-23 BP p.l.c. Process for purifying ethylene
US20110054128A1 (en) * 2009-08-31 2011-03-03 Guang Cao Controlling Prime Olefin Ratio In An Oxygenates-To-Olefins Reaction
EP2338864A1 (en) 2009-12-22 2011-06-29 Total Petrochemicals Research Feluy Process for removing oxygenated contaminants from an hydrocarbon stream
EP2338865A1 (en) * 2009-12-22 2011-06-29 Total Petrochemicals Research Feluy Process for removing oxygenated contaminants from an hydrocarbon stream
US8440871B2 (en) * 2010-03-30 2013-05-14 Uop Llc Tetramer production apparatus and process relating thereto
US8981133B2 (en) 2011-06-07 2015-03-17 Lyondell Chemical Technology, L.P. Alkylene oxide separation systems, methods, and apparatuses
CN103145520B (zh) * 2011-09-29 2015-01-07 中国石油化工股份有限公司 C4物流中二甲醚的脱除方法
US9828312B2 (en) 2012-10-31 2017-11-28 Shell Oil Company Process for removing oxygenates from an olefin stream
US8987540B2 (en) 2012-12-28 2015-03-24 Shell Oil Company Process for removing oxygenate from an olefin stream
RS64788B1 (sr) * 2015-01-28 2023-11-30 Applied Research Associates Inc Proces hidrotermalnog čišćenja
CN105777467B (zh) * 2016-04-13 2018-06-26 上海兖矿能源科技研发有限公司 一种从费托合成油品中分离含氧化合物和1-己烯的方法
CN106831297A (zh) * 2017-02-24 2017-06-13 中国科学院上海高等研究院 一种合成气直接制烯烃的油相产物分离加工方法和系统
CN111718746B (zh) * 2019-03-20 2022-08-02 国家能源投资集团有限责任公司 费托合成油脱氧精制的方法
CN113636592B (zh) * 2020-04-27 2023-06-23 中国石油化工股份有限公司 聚烯烃催化剂母液的资源化处理设备及处理方法
US11781075B2 (en) 2020-08-11 2023-10-10 Applied Research Associates, Inc. Hydrothermal purification process
CN114479919B (zh) * 2021-12-31 2023-05-09 内蒙古伊泰煤基新材料研究院有限公司 一种适用于高碳数费托油中含氧化合物的去除方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3847793A (en) 1972-12-19 1974-11-12 Mobil Oil Conversion of hydrocarbons with a dual cracking component catalyst comprising zsm-5 type material
US4053534A (en) 1974-02-19 1977-10-11 Mobil Oil Corporation Organic compound conversion
US4058576A (en) 1974-08-09 1977-11-15 Mobil Oil Corporation Conversion of methanol to gasoline components
US3969426A (en) 1974-10-17 1976-07-13 Mobil Oil Corporation Conversion of methanol to products comprising gasoline boiling components
US4035430A (en) 1976-07-26 1977-07-12 Mobil Oil Corporation Conversion of methanol to gasoline product
US4542252A (en) 1984-07-20 1985-09-17 Mobil Oil Corporation Multi-stage adiabatic process for methanol conversion to light olefins
US4849575A (en) 1987-11-25 1989-07-18 Uop Production of olefins
US4814517A (en) 1988-06-09 1989-03-21 Uop Oxygenate removal in MTBE production
US5000825A (en) * 1989-03-23 1991-03-19 Arco Chemical Technology, Inc. Monoepoxide purification
EP0568913A3 (en) 1992-05-03 1995-03-22 Dalian Chemical Physics Inst Process for the conversion of methanol into light olefins and catalyst used therefor.
US5569788A (en) * 1995-03-20 1996-10-29 Uop Process for removal of impurities from etherification feedstocks
FR2761682B1 (fr) * 1997-04-02 1999-05-28 Inst Francais Du Petrole Procede de production d'ether et d'olefine a partir de coupe hydrocarbonee contenant au moins une olefine tertiaire par synthese puis decomposition d'ether comportant une premiere etape de purification d'olefine par lavage a l'eau
US6049017A (en) 1998-04-13 2000-04-11 Uop Llc Enhanced light olefin production
US6121504A (en) 1998-04-29 2000-09-19 Exxon Chemical Patents Inc. Process for converting oxygenates to olefins with direct product quenching for heat recovery

Also Published As

Publication number Publication date
EP1421049A1 (en) 2004-05-26
EA200400269A1 (ru) 2004-08-26
KR20040044501A (ko) 2004-05-28
TWI261588B (en) 2006-09-11
US20030045655A1 (en) 2003-03-06
EP1421049B1 (en) 2008-11-19
BR0212088A (pt) 2004-08-03
MY127300A (en) 2006-11-30
WO2003020673A1 (en) 2003-03-13
CN1549802A (zh) 2004-11-24
ATE414682T1 (de) 2008-12-15
DE60229957D1 (de) 2009-01-02
US6559248B2 (en) 2003-05-06
JP2005501895A (ja) 2005-01-20
CN1332916C (zh) 2007-08-22
ES2318021T3 (es) 2009-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA007149B1 (ru) Способ удаления загрязняющих примесей из потока олефинов с применением экстрактивной дистилляции
US20080033218A1 (en) Alcohol and olefin production from syngas
EA010359B1 (ru) Способ получения олефинов
EA009401B1 (ru) Удаление кислородсодержащего вещества из потока олефинов
EA009531B1 (ru) Способ превращения кислородсодержащего вещества в олефины и устройство
EP2338865A1 (en) Process for removing oxygenated contaminants from an hydrocarbon stream
RU2461536C2 (ru) Рециркулирование диметилового эфира в реакционной системе оксигенат-в-олефин
US20140350319A1 (en) Process for removing oxygenated contaminants from an hydrocarbonstream
KR100946811B1 (ko) 올레핀 함유 생성물 스트림의 처리 방법
KR101168501B1 (ko) 올레핀 스트림 분리
US20050222474A1 (en) Oxygenated hydrocarbon compositions and method for recovering the compositions
EA007979B1 (ru) Выделение диметилового эфира из потока олефинов под низким давлением
EA010358B1 (ru) Способ и аппарат для превращения кислородсодержащего вещества в олефины
EA009812B1 (ru) Способ получения олефинов
EA007071B1 (ru) Способ удаления диметилового эфира из потока олефинов
US7205447B2 (en) Process for removing aldehydes and/or ketones from an olefinic stream
EP1781582B1 (en) Removal of condensable compounds from an olefin stream
JP2005505614A6 (ja) オレフィン流れからジメチルエーテルを除去する方法
KR20050032513A (ko) 올레핀 스트림으로부터 디메틸 에테르를 제거하는 방법

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): RU