JP2020513460A - 統合されたオキシゲナート変換およびオレフィンオリゴマー化 - Google Patents

統合されたオキシゲナート変換およびオレフィンオリゴマー化 Download PDF

Info

Publication number
JP2020513460A
JP2020513460A JP2019530460A JP2019530460A JP2020513460A JP 2020513460 A JP2020513460 A JP 2020513460A JP 2019530460 A JP2019530460 A JP 2019530460A JP 2019530460 A JP2019530460 A JP 2019530460A JP 2020513460 A JP2020513460 A JP 2020513460A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst
weight
conversion
oligomerization
eluate
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
JP2019530460A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7128815B2 (ja
Inventor
スティーブン・ジェイ・マッカーシー
ブランドン・ジェイ・オニール
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ExxonMobil Technology and Engineering Co
Original Assignee
Exxon Research and Engineering Co
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
Application filed by Exxon Research and Engineering Co filed Critical Exxon Research and Engineering Co
Publication of JP2020513460A publication Critical patent/JP2020513460A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7128815B2 publication Critical patent/JP7128815B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G50/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from lower carbon number hydrocarbons, e.g. by oligomerisation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/40Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the pentasil type, e.g. types ZSM-5, ZSM-8 or ZSM-11, as exemplified by patent documents US3702886, GB1334243 and US3709979, respectively
    • B01J29/405Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the pentasil type, e.g. types ZSM-5, ZSM-8 or ZSM-11, as exemplified by patent documents US3702886, GB1334243 and US3709979, respectively containing rare earth elements, titanium, zirconium, hafnium, zinc, cadmium, mercury, gallium, indium, thallium, tin or lead
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G3/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oxygen-containing organic materials, e.g. fatty oils, fatty acids
    • C10G3/42Catalytic treatment
    • C10G3/44Catalytic treatment characterised by the catalyst used
    • C10G3/48Catalytic treatment characterised by the catalyst used further characterised by the catalyst support
    • C10G3/49Catalytic treatment characterised by the catalyst used further characterised by the catalyst support containing crystalline aluminosilicates, e.g. molecular sieves
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G57/00Treatment of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by at least one cracking process or refining process and at least one other conversion process
    • C10G57/02Treatment of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by at least one cracking process or refining process and at least one other conversion process with polymerisation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/04Liquid carbonaceous fuels essentially based on blends of hydrocarbons
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/20Characteristics of the feedstock or the products
    • C10G2300/201Impurities
    • C10G2300/202Heteroatoms content, i.e. S, N, O, P
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P30/00Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
    • Y02P30/20Technologies relating to oil refining and petrochemical industry using bio-feedstock

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)

Abstract

オキシゲナート変換プロセスを、オレフィンオリゴマー化プロセスと統合するためのシステムおよび方法を提供する。この統合されたプロセスによって、所望のオクタンのガソリンおよび/または所望のセタンの蒸留燃料を製造することができる。【選択図】図1

Description

(分野)
本発明は、オキシゲナート変換(又はオキシゲネート変換又はオキシゲナート・コンバージョン(oxygenate conversion))およびオレフィンオリゴマー化(又はオレフィン・オリゴメリゼーション(olefin oligomerization))による、ナフサ沸点範囲生成物(又はナフサ・ボイリング・レンジ・プロダクト(naphtha boiling range product))および蒸留燃料沸点範囲生成物(又はディスティレート・フューエル・ボイリング・レンジ・プロダクト(distillate fuel boiling range product))を形成(又は製造)するための統合プロセス(又は総合プロセス又は集積化プロセス又はインテグレーテッド・プロセス(integrated process))に関する。
(背景)
低沸点炭素含有化合物を高価値の生成物へと変換するための種々の工業的プロセスが知られている。例えば、メタノール・ツー・ガソリン(MTG)は、ZSM−5触媒を使用してメタノールからガソリンを製造する商業的プロセスである。MTGプロセスにおいて、メタノールは、最初にジメチルエーテルへと脱水される。次いで、メタノールおよび/またはジメチルエーテルは一連の反応で反応し、芳香族、パラフィンおよびオレフィン化合物の形成が得られる。得られた生成物は、芳香族、パラフィンおよびオレフィンから構成される液化石油ガス(LPG)および高品質ガソリンからなる。典型的なMTG炭化水素生成物は、約40〜50%の芳香族およびオレフィンと、約50〜60%のパラフィンとからなる。
特許文献1は、メタノールをパラ−キシレンへと変換するための方法を記載する。この方法は、ホウ素および/またはマグネシウムを含むように変性されたゼオライト触媒への供給原料の暴露を含む。
特許文献2は、遷移金属によって含浸されたゼオライト触媒を使用して、オキシゲナートを芳香族へと変換するための方法を記載する。全炭化水素生成物に対する芳香族の収率は、約58%程度の高さであることが報告されており、これは、約73%程度の高さの全C5+収率に相当する。
特許文献3は、リン変性ゼオライト触媒を記載する。リン変性によって、触媒が水蒸気を含有する環境に曝露された後の触媒のアルファ値の変化が減少する。リン変性触媒は、例えば、メタノールからガソリン沸点範囲化合物への変換に適切であると記載される。
特許文献4、特許文献5および特許文献6は、オキシゲナートから芳香族への変換のための触媒を記載する。この触媒には、触媒上に第12族金属が担持されたMFIまたはMELフレームワーク構造ゼオライトなどのゼオライトが含まれる。
特許文献7は、オクタンが増加したナフサ沸点範囲化合物を形成するためのゼオライト触媒の存在下でのオキシゲナートの変換を記載する。初期変換生成物からのナフサ沸点範囲オレフィンの一部分はオキシゲナート変換プロセスへとリサイクルされて、芳香族を含むより重質のナフサ沸点範囲化合物の形成が可能となる。
米国特許第4,088,706号明細書 米国特許第3,894,104号明細書 米国特許出願公開第2013/0281753号明細書 米国特許出願公開第2015/0174561号明細書 米国特許出願公開第2015/0174562号明細書 米国特許出願公開第2015/0174563号明細書 米国特許第9,090,525号明細書
(要旨)
一態様において、ナフサ組成物および蒸留組成物を形成(又は製造)するための方法を提供する。当該方法は、400℃〜530℃(または440℃〜530℃)の平均反応温度と、1000kPag〜2100kPagなどの少なくとも150psig(約1000kPag)の全圧力と、0.1時間−1〜10時間−1のWHSVとにおいて、オキシゲナート(又はオキシゲネート)を含む供給原料(又はフィード)を変換触媒に暴露させること(又は工程又はステップ)であって、少なくとも95のオクタン価(又はオクタン・レーティング)を有するナフサ沸点範囲留分(又はフラクション)を含む変換された溶出物(又は流出物)を形成(又は製造)することを含む。次いで、エチレン、プロピレン、またはそれらの組合せを含む変換された溶出物の少なくとも一部を、125℃〜250℃の温度においてオリゴマー化触媒(又はオリゴメリゼーション触媒)にカスケードさせること(又は垂らすこと(cascaded))(又は工程又はステップ)であって、オリゴマー化溶出物(又はオリゴマー化流出物)を形成(又は製造)することが可能である。このオリゴマー化溶出物は、このオリゴマー化溶出物中の炭化水素の重量に対して、少なくとも60重量%(または少なくとも65重量%、または少なくとも70重量%)の蒸留沸点範囲留分および/または少なくとも10重量%(または少なくとも15重量%)の371℃+留分(又はフラクション)および/または20重量%未満の177℃−留分(又はフラクション)を含むことが可能である。任意選択的に、蒸留沸点範囲留分は、約1.0重量%以下(または0.5重量%以下)の芳香族含有量を有するものである。
任意選択的に、オリゴマー化触媒は、1−Dの10員環のゼオライトまたは2−Dの10員環のゼオライトを含む。例えば、ゼオライトは、MREのフレームワーク構造(又はフレームワーク・ストラクチャ)、MFIのフレームワーク構造、またはそれらの組合せを有することが可能である。任意選択的に、ゼオライトは、10〜200、または20〜40のケイ素:アルミニウムの比と、少なくとも5、または少なくとも15、または少なくとも100のアルファ値(又はアルファ・バリュー)を有することが可能である。任意選択的に、蒸留沸点範囲留分は、少なくとも40のセタン価(又はセタン・レーティング)を有することが可能であるか、または371℃+留分は、少なくとも50のセタン価を有することが可能であるか、またはそれらの組合せであってよい。
任意選択的に、変換触媒は、MFIのフレームワークゼオライトを含むことが可能であり、この変換触媒は、この変換触媒に担持(又はサポート)された0.5重量%〜1.5重量%のZnをさらに含み、この変換触媒は、任意選択的に、この変換触媒に担持(又はサポート)されたPをさらに含み、この変換触媒に担持(又はサポート)されたP:Znのモル比は、約1.5〜3.0である。
いくつかの態様において、変換された溶出物の少なくとも一部をオリゴマー化触媒にカスケードさせること(又は垂らすこと)は、変換された溶出物の少なくとも一部をオリゴマー化触媒に曝露させる前に、変換された溶出物の少なくとも一部から水を分離することをさらに含むことが可能である。変換された溶出物の少なくとも一部は、任意選択的に、変換された溶出物の全重量に対して、約10重量%以下の水を含むことが可能である。
任意選択的に、変換触媒およびオリゴマー化触媒は、同一反応器(内)に位置することが可能であるか;または、変換された溶出物の少なくとも一部は、事前圧縮(又はプライアー・コンプレッション(prior compression))なしで(又は事前圧縮を行わずに)、オリゴマー化触媒に暴露させることが可能であるか;または、それらの組合せであってよい。
別の態様において、ナフサ組成物および蒸留組成物を形成(又は製造)するための方法を提供する。当該方法は、約440℃〜約530℃(または約450℃〜約500℃)の平均反応温度と、100psig(約700kPag)〜300psig(約2100kPag)の全圧力と、0.1時間−1〜10.0時間−1のWHSVとにおいて、オキシゲナートを含む供給原料を変換触媒に暴露させること(又は工程又はステップ)であって、変換された溶出物(又は流出物)を形成(又は製造)することを含むことが可能である。変換された溶出物は、エチレン、プロピレン、またはそれらの組合せを含むことが可能であり、そして、変換された溶出物中の炭化水素の重量に対して、少なくとも50重量%(または少なくとも55重量%、または少なくとも60重量%)のナフサ沸点範囲留分をさらに含むことが可能である。任意選択的に、ナフサ沸点範囲留分は、少なくとも40重量%の芳香族を含むことが可能である。変換された溶出物の少なくとも一部を分離すること(又は工程又はステップ)であって、少なくとも50重量%のナフサ沸点範囲留分を含む第1の溶出物留分と、少なくとも50重量%のエチレン、プロピレン、またはそれらの組合せを含む第2の溶出物留分とを少なくとも形成(又は製造)することが可能であり、第1の溶出物留分およびナフサ沸点範囲留分の少なくとも1つが、少なくとも95のオクタン価を有するものであり、このオクタン価は、(RON+MON)/2として定義されるものである。第2の溶出物留分の少なくとも一部を、125℃〜250℃の温度と、150psig(約1000kPag)〜1000psig(約6900kPag)の全圧力とにおいて、オリゴマー化触媒に暴露させて、オリゴマー化溶出物中の炭化水素の重量に対して、少なくとも60重量%の蒸留沸点範囲留分と、少なくとも15重量%の371℃+留分と、20重量%未満の177℃−留分とを含むオリゴマー化溶出物(又はオリゴマー化流出物)を形成(又は製造)することが可能である。任意選択的に、蒸留沸点範囲留分は、約1.0重量%以下(または0.5重量%以下)の芳香族含有量と、少なくとも40のセタン価とを有することが可能である。任意選択的に、371℃+留分は、少なくとも50のセタン価を有することが可能である。変換触媒は、任意選択的に、10〜200(好ましくは20〜40)のケイ素:アルミニウムの比と、少なくとも5(好ましくは少なくとも100)のアルファ値(又はアルファ・バリュー)とを有する、ZSM−5などの10員環のゼオライトを含むことが可能であり、この変換触媒は、この触媒に担持(又はサポート)された0.1重量%〜1.5重量%のZnをさらに含み、そして、任意選択的に、変換触媒に担持(又はサポート)されたPをさらに含み、この変換触媒に担持(又はサポート)されたP:Znのモル比は、約1.5〜3.0である。
任意選択的に、オキシゲナートを含む供給原料を変換触媒に暴露させること(又は工程又はステップ)は、オキシゲナートを含む供給原料を、流動床、移動床、ライザー反応器、またはそれらの組合せにおいて、変換触媒に暴露させること(又は工程又はステップ)を含むことが可能である。変換触媒は、変換触媒1グラム(g)に対して暴露されたメタノール1グラム(g)あたり0.3重量%〜5.0重量%(任意選択的には、1.5重量%〜3.0重量%)の触媒の再生(又はリジェネレーション)に相当(又は対応)するレート(又は割合)で回収(又はウィズドロー)および再生(又はリジェネレーション)されることが可能である。さらに、または代わりに、この変換触媒に関する平均触媒暴露時間は、触媒1グラムあたり1グラム〜2000グラムのメタノール、または触媒1グラムあたり1グラム〜250グラムのメタノール、または触媒1グラムあたり250グラム〜500グラムのメタノールであることが可能である。
任意選択的に、オリゴマー化触媒は、MREのフレームワークゼオライト、MFIのフレームワークゼオライト、またはそれらの組合せ、ZSM−48などを含むことが可能である。任意選択的に、変換触媒は、MREのフレームワークゼオライト、MFIのフレームワークゼオライト、MELのフレームワークゼオライト、またはそれらの組合せ、ZSM−5などを含むことが可能である。
さらに別の態様において、ナフサ組成物および蒸留組成物を形成(又は製造)するための方法を提供する。当該方法は、流動床または移動床において、約400℃〜約530℃の平均反応温度と、100psig(約700kPag)〜300psig(約2100kPag)の全圧力と、0.1時間−1〜10.0時間−1のWHSVとにおいて、メタノールを含む供給原料を変換触媒に暴露させること(又は工程又はステップ)であって、ナフサ沸点範囲留分を含む変換された溶出物(又は流出物)を形成(又は製造)することを含むことが可能である。変換された溶出物の少なくとも一部を分離して、少なくとも50重量%のナフサ沸点範囲留分を含む第1の溶出物留分と、エチレン、プロピレン、またはそれらの組合せを含む第2の溶出物留分とを少なくとも形成(又は製造)することが可能である。第2の溶出物留分の少なくとも一部を、125℃〜250℃の温度と、150psig(約1000kPag)〜1000psig(約6900kPag)の全圧力とにおいて、オリゴマー化触媒に暴露させて、オリゴマー化溶出物中の炭化水素の重量に対して、少なくとも60重量%の蒸留沸点範囲留分と、少なくとも15重量%の371℃+留分と、20重量%未満の177℃−留分とを含むオリゴマー化溶出物を形成(又は製造)することが可能である。任意選択的に、蒸留沸点範囲留分は、約1.0重量%以下の芳香族含有量と、少なくとも40のセタン価とを有することが可能である。任意選択的に、371℃+留分は、少なくとも50のセタン価を有することが可能である。変換触媒は、MFIまたはMELのフレームワーク構造(又はフレームワーク・ストラクチャ)とは異なるフレームワーク構造を含む10員環または12員環のゼオライトに相当(又は対応)することが可能である。任意選択的に、ゼオライトは、10〜200のケイ素:アルミニウムの比と、少なくとも5のアルファ値(又はアルファ・バリュー)とを有することが可能である。変換触媒は、この触媒に担持(又はサポート)された0.1重量%〜1.5重量%のZnをさらに含むことが可能である。変換触媒は、触媒1グラムあたり50グラム〜150グラムのメタノールの平均触媒曝露時間をさらに含むことが可能である。
任意選択的に、変換触媒のフレームワーク構造は、オリゴマー化触媒のためのフレームワーク構造と同一であることが可能である。任意選択的に、変換触媒は、オリゴマー化触媒のゼオライトと同一のゼオライトを含むことが可能であり、ゼオライトは、任意選択的に、ZSM−48を含むものである。
なお、別の態様において、メタノールおよび/またはジメチルエーテルの変換のためのプロセス(又は工程又は方法)からの溶出物(又は流出物)を含む組成物を提供する。この組成物は、少なくとも40重量%の水を含むことが可能であり、そして、組成物中の炭化水素の重量に対して、少なくとも50重量%(または少なくとも55重量%、または少なくとも60重量%)のナフサ沸点範囲留分をさらに含むことが可能である。ナフサ沸点範囲留分は、少なくとも35重量%の芳香族(又はアロマティクス)と、少なくとも20重量%のパラフィンとを含むことが可能であり、この組成物中の少なくとも50重量%のパラフィンが、CまたはCパラフィンを含むものであり、そして、15重量%〜30重量%のパラフィンがC+パラフィンを含むものである。任意選択的に、ナフサ沸点範囲留分は、少なくとも95(または少なくとも97、または少なくとも100)のオクタン価を有してよく、このオクタン価は、(RON+MON)/2として定義されるものである。ナフサ沸点範囲留分は、任意選択的に、少なくとも40重量%の芳香族および10重量%未満のオレフィンを含むことが可能である。
さらに別の態様において、オキシゲナート変換を実行するためのシステム(又は系)を提供する。当該システム(又は系)は、変換反応器入口と、変換反応器出口とを含む変換反応器を含むことが可能であり、この変換反応器は、10員環のゼオライト(任意選択的には、MFIフレームワーク構造、MELフレームワーク構造、および/またはMREフレームワーク構造を有する)を含む変換触媒をさらに含み、このゼオライトは、任意選択的に、10〜200(または20〜40)のケイ素:アルミニウムの比と、少なくとも5(または少なくとも15、または少なくとも100)のアルファ値(又はアルファ・バリュー)とを有する。この変換触媒は、この触媒に担持(又はサポート)された0.1重量%〜1.5重量%のZnをさらに含むことが可能である。このシステム(又は系)は、分離器入口と、第1の分離器出口と、第2の分離器生成物と、水相出口とを含む分離ステージをさらに含むことが可能である。分離器入口は、変換反応器出口と直接的に流体連絡することが可能であり、この直接的な流体連絡は、圧縮器を通過しないものである。このシステム(又は系)は、オリゴマー化反応器をさらに含むことが可能であり、このオリゴマー化反応器は、オリゴマー化反応器入口と、オリゴマー化反応器出口とを含み、このオリゴマー化反応器は、オリゴマー化触媒をさらに含むものである。オリゴマー化反応器入口は、第1の分離器出口と直接的に流体連絡することが可能であり、この直接的な流体連絡は、圧縮器を通過しないものである。さらに、または代わりに、オリゴマー化反応器入口は、分離ステージを介して(又は経由して)、変換反応器出口と間接的に流体連絡することが可能である。オリゴマー化触媒は、10員環のゼオライト(任意選択的には、MREおよび/またはMFIのフレームワーク構造を有する)をさらに含むことが可能であり、このゼオライトは、10〜200(または20〜40)のケイ素:アルミニウムの比および少なくとも5(または少なくとも10)のアルファ値(又はアルファ・バリュー)を有する。
変換反応器およびオリゴマー化反応器の両方を含む反応系の一例を概略的に示す。 1重量%Zn−ZSM−5触媒の存在下でのメタノールおよびメタノール+1−ペンテンの変換からの相対収率を示す。 ZSM−5触媒の存在下での種々の温度におけるメタノールの変換からの結果を示す。 ZSM−5触媒の存在下での種々の温度におけるメタノールおよび1−ペンテンの変換からの結果を示す。 ZSM−5触媒の存在下でのメタノールおよびメタノール+1−ペンテンの変換からの相対収率を示す。 ZSM−5触媒の存在下でのメタノールおよびメタノール+1−ペンテンの変換からの別の種類の相対収率分析を示す。 ZSM−5触媒の存在下でのメタノールおよびメタノール+1−ペンテンの変換からの相対芳香族収率を示す。 1重量%Zn−ZSM−5触媒の存在下でのメタノールおよびメタノール+1−ペンテンの変換からの相対芳香族収率を示す。 ZSM−48触媒の存在下でのメタノールの変換からの結果を示す。 ZSM−48触媒の存在下でのメタノール+1−ペンテンの変換からの結果を示す。
(詳細な説明)
天然ガス、石炭および/またはバイオマスは、燃料および/または潤滑油生成物の製造における使用のために、ますます重要な炭素源になっている。天然ガス、石炭および/またはバイオマス供給源からの炭素の変換における第1ステップは、メタンからメタノールへの変換であることが可能である。メタノールが形成されたら、種々の固定床、流動床および移動床プロセスを使用して、メタノールを燃料、芳香族および/またはオレフィンなどの高価値の生成物へと変換することが可能である。
燃料製造に関しては、1つの選択肢は、メタノールを直接変換して、ナフサ沸点範囲燃料生成物および蒸留沸点範囲燃料生成物を形成することであることが可能である。しかしながら、ナフサ沸点範囲燃料生成物を形成するための条件は、芳香族製造に有利となる傾向がある可能性があり、これは、蒸留沸点範囲燃料生成物に関して望ましくなり得ない。別の選択肢は、最初にメタノールからオレフィンへと変換し、次いで、オリゴマー化反応を実行し、蒸留生成物を形成することであることが可能である。
いくつかの態様において、高オクタンのナフサ沸点範囲生成物および高セタンの蒸留沸点範囲生成物の同時製造のための触媒、システム(又は系)および方法が提供される。ナフサ沸点範囲生成物は、オキシゲナート含有供給原料を、担持された遷移金属および/またはリンを含むゼオライト触媒に相当する変換触媒に暴露することによって生成することが可能である。これによって、蒸留沸点範囲留分およびライトエンドと一緒に、ナフサ沸点範囲留分(または複数留分)を製造することが可能である。ナフサ沸点範囲留分は、少なくとも95のオクタン価を有することが可能である。ライトエンドは、(エチレンおよび/またはプロピレンなどの)C〜Cオレフィンを含むことが可能であり、これを次いで、オリゴマー化触媒に曝露して、オリゴマー化蒸留沸点範囲留分(または複数留分)を形成することが可能である。オリゴマー化蒸留沸点範囲留分は、少なくとも40のセタン価を有することが可能である。任意選択的に、ライトエンドの一部を、高オクタンナフサ沸点範囲留分を形成するプロセスに再生利用することが可能である。
さらに、または代わりに、いくつかの態様において、移動された溶出物および/またはリサイクル流における実質的な圧力変化を必要とせずに、反応器間での溶出物および/またはリサイクル流の移動を可能にする条件下で、オキシゲナート変換反応器およびオリゴマー化反応器を作動させることが可能である。特に、オキシゲナート変換反応器は、オレフィン含有留分の事前の追加的な圧縮を必要とせずに、変換溶出物留分からのオレフィンの実質的なオリゴマー化を可能にする圧力において作動させることが可能である。これは、約1400kPag以下の圧力におけるオリゴマー化からの177℃+生成物の収率の改善を可能にするために、オリゴマー化触媒としてのZSM−48の使用と組み合わせることが可能である。さらに別の選択肢は、変換およびオリゴマー化の両方に対して、類似の温度および圧力が使用されるように、単一反応器中でオキシゲナート変換およびオリゴマー化を実行することであることが可能である。
さらに、または代わりに、いくつかの態様において、ナフサおよび蒸留沸点範囲生成物の相対収率が、変換触媒の再生レートを制御することによって制御可能である、フレキシブルな様式でのナフサ沸点範囲生成物および蒸留沸点範囲生成物の同時製造のための触媒、システム(又は系)および方法が提供される。変換条件下でオキシゲナート供給源に暴露される変換触媒は、暴露の長さが増加するほど、活性の変化を受ける可能性がある。活性のこれらの変化は、触媒の再生によって少なくとも部分的に軽減されることが可能である。流動床または移動床環境において、変換触媒の再利用および/または再循環レートを制御して、供給原料への暴露量に対して所望の活性ウインドウに触媒の活性を維持することが可能である。これによって、例えば、生成物の種類に関する相対的な要求に基づき、ナフサ沸点範囲生成物に対する蒸留沸点範囲生成物の収率の調節が可能となる。
本明細書において、オクタン価は、(RON+MON)/2として定義される。ここで、RONはリサーチオクタン価であり、かつMONはモーターオクタン価である。以下の実施例において報告される値に関して、RONおよびMON値は、ブレンドされたオクタンを決定することに基づく成分のブレンドに関するオクタン価を決定する公開されたモデルに基づいて決定された。このモデルは、Ind Eng Chem Res 2006,45,337−345に記載されている。このモデルは、実験的に決定された値と関連すると考えられる。以下の請求の範囲において、リサーチオクタン価(Research Octane Number)(RON)は、ASTM D2699に従って決定される。モーターオクタン価(Motor Octane Number)(MON)は、ASTM D2700に従って決定される。
本明細書において、ナフサ沸点範囲は、50°F(約10℃、ペンタン異性体の最低沸点にほぼ相当する)〜350°F(177℃)として定義される。蒸留燃料沸点範囲は、350°F(177℃)〜700°F(371℃)として定義される。ナフサ沸点範囲未満の沸点を有する化合物(C4−)をライトエンドと呼ぶことができる。実務的な理由のため、炭化水素様留分の分留(または他の沸点ベースの分離)の間、本明細書に記載の方法に従って形成された燃料留分は、上記値に相当する初期/最終沸点を有することとは対照的に、上記値に相当するT5およびT95蒸留点(またはT10およびT90蒸留点)を有し得ることに留意すべきである。Txx沸点などの重量分率沸点または蒸留点は、組成物のxx%が沸騰するか、または組成物から蒸留されることが可能である温度に相当する。例えば、T5沸点は、組成物の5重量%が沸騰するか、または蒸留されるために必要とされる温度を意味する。初期沸点、最終沸点および/または種々の重量分率沸点は、適切なASTM法を使用して決定されることが可能である。適切なASTM法の例としては、ASTM D86(常圧蒸留)およびASTM D2887(ガスクロマトグラフィによるシミュレーション蒸留)が含まれる。本明細書および以下の請求の範囲において、試料のいくつかの特徴がASTM D2887を非実用的にしない限り、沸点(重量分率沸点を含む)を決定するためにASTM D2887が使用されるべきである。
オキシゲナート変換およびオリゴマー化のための触媒
種々の態様において、ナフサ沸点範囲留分およびオレフィンへのオキシゲナート供給原料の変換のために、遷移金属強化ゼオライト触媒組成物を使用することが可能である。種々の態様において、任意選択的に、遷移金属強化ゼオライト触媒組成物は、蒸留沸点範囲留分の形成のためのオキシゲナート供給原料の変換の間に生成されたオレフィンのオリゴマー化のために使用可能である。本明細書および以下の請求の範囲において、ゼオライトは、酸素原子の架橋によって連結された四面体原子から構築される多孔性フレームワーク構造を有する結晶質材料を意味するものとして定義される。既知のゼオライトフレームワークの例は、the Structure Commission of the International Zeolite Association”を代表して発行された“Atlas of Zeolite Frameworks”,6th revised edition,Ch.Baerlocher,L.B.McCusker,D.H.Olson, eds., Elsevier,New York(2007)および相当するウェブサイト、http://www.iza−structure.org/databases/に示される。本定義において、ゼオライトは、ケイ素およびアルミニウムとは異なるヘテロ原子の酸化物を含有するゼオライトフレームワーク型ならびに結晶構造を有するアルミノシリケートを意味することが可能である。そのようなヘテロ原子には、ガリウム、ホウ素、ゲルマニウム、リン、亜鉛ならびに/あるいはゼオライトフレームワーク中のケイ素および/またはアルミニウムと置き換わることが可能である他の遷移金属などのゼオライトフレームワーク中での組み込みのために適切であることが一般に知られている、いずれのヘテロ原子も含まれることが可能である。
適切なゼオライトとしては、1次元10員環細孔チャネルまたは3次元10員環細孔チャネルなどの10員または12員環細孔チャネルネットワークを含むことが可能である。3次元10員環細孔チャネルネットワークを有する適切なゼオライトの例には、ZSM−5またはZSM−11などのMFIまたはMELフレームワークを有するゼオライトが含まれる。ZSM−5は、米国特許第3,702,886号明細書およびRe.29,948に詳細に記載される。ZSM−11は、米国特許第3,709,979号明細書に詳細に記載される。好ましくは、ゼオライトはZSM−5である。1次元10員環細孔チャネルネットワークを有する適切なゼオライトの例としては、MRE(ZSM−48)、MTW、TON、MTTおよび/またはMFSフレームワークを有するゼオライトが含まれる。いくつかの態様において、MFIフレームワークを有するゼオライトなどの3次元細孔チャネルを有するゼオライトは、メタノールの変換のために好ましい可能性がある。いくつかの態様において、1次元10員環細孔チャネルを有するゼオライトおよび/またはMFIフレームワークを有するゼオライトは、オレフィンのオリゴマー化のために適切となる可能性がある。適切なオリゴマー化触媒の例としては、MRE(ZSM−48)フレームワークを有するゼオライトが含まれることが可能である。
一般に、メタノール変換のために所望の活性を有するゼオライトは、約10〜約200、または約15〜約100、または約20〜約80、または約20〜約40のケイ素対アルミニウムモル比を有することが可能である。例えば、ケイ素対アルミニウム比は、少なくとも約10、または少なくとも約20、または少なくとも約30、または少なくとも約40、または少なくとも約50、または少なくとも約60であることが可能である。さらに、または代わりに、ケイ素対アルミニウム比は、約300以下、または約200以下、または約100以下、または約80以下、または約60以下、または約50以下であることが可能である。一般に、オレフィンのオリゴマー化のために所望の活性を有するゼオライトは、約20〜約100、または約30〜約80、または約40〜約70のケイ素対アルミニウムモル比を有することが可能である。例えば、ケイ素対アルミニウム比は、少なくとも約20、または少なくとも約30、または少なくとも約40、または少なくとも約50であることが可能である。さらに、または代わりに、ケイ素対アルミニウム比は、約100以下、または約80以下、または約60以下であることが可能である。
典型的に、ゼオライト中のケイ素対アルミニウム比を低下させることによって、より高い酸性度を有するゼオライトが得られ、したがって、石油供給原料などの炭化水素または炭化水素性供給原料の分解に対するより高い活性がもたらされるであろう。しかしながら、オキシゲナートから芳香族への変換に関しては、そのような増加した分解活性は有利とはなり得ず、その代わりに、変換反応の間の残留炭素またはコークスの形成増加をもたらし得る。そのような残留炭素はゼオライト触媒上に堆積する可能性があり、経時的に触媒の脱活性化を導く可能性がある。少なくとも約50または少なくとも約60などの少なくとも約40のケイ素対アルミニウム比を有することによって、触媒の酸性または分解活性によって形成される追加の残留炭素の量を減少または最小化させることが可能である。
本明細書に記載されるモル比は、ケイ素対アルミニウムの比率であることに留意されたい。シリカ対アルミナの相当する比率が記載される場合、シリカ(SiO)対アルミナ(Al)の相当する比率は、それぞれのアルミナ化学量論的単位中の2つのアルミニウム原子の存在のために、2倍大きいであろう。したがって、10のケイ素対アルミニウム比は、20のシリカ対アルミナ比に相当する。
いくつかの態様において、触媒中のゼオライトは、少なくとも部分的に水素型で存在することが可能である。ゼオライトを合成するために使用される条件次第であるが、これは、例えば、ナトリウム型からゼオライトを変換することに相当し得る。これは、例えば、ゼオライトをアルミニウム型に変換するためのイオン交換と、それに続く、アルミニウム型から活性水素型に変換するための約400℃〜約700℃の温度における空気または不活性雰囲気中での焼成によって、容易に達成可能である。
さらに、または代わりに、触媒組成物は、遷移金属を含むことが可能であり、かつ/またはそれによって強化されることが可能である。好ましくは、遷移金属は、Zn、Cdまたはそれらの組合せから選択されるIUPAC周期表からの第12族金属(第IIB族と指定される時もある)である。より一般には、遷移金属は、IUPAC周期表の第6〜15族から選択されるいずれかの都合のよい遷移金属であることが可能である。遷移金属は、含浸によって、イオン交換によって、押出成形の前の混練り、および/またはいずれかの他の都合のよい方法などのいずれかの都合のよい方法によって、ゼオライト/触媒中に組み込むことが可能である。任意選択的に、ゼオライト/触媒中に組み込まれた遷移金属は、2種以上の金属に相当することが可能である。含浸またはイオン交換後、遷移金属強化触媒は、約400℃〜約700℃の温度において、空気または不活性雰囲気中で処理されることが可能である。遷移金属の量は、(いずれのゼオライトおよびいずれの結合剤も含む)触媒の全重量に対する金属の重量パーセンテージとして表すことが可能である。触媒は、約0.05重量%〜約20重量%、または約0.1重量%〜約10重量%、または約0.1重量%〜約5重量%、または約0.1重量%〜約2.0重量%の1種以上の遷移金属を含むことが可能である。例えば、遷移金属の量は、少なくとも約0.1重量%、または少なくとも約0.25重量%、または少なくとも約0.5重量%、または少なくとも約0.75重量%、または少なくとも約1.0重量%の遷移金属であることが可能である。さらに、または代わりに、遷移金属の量は、約20重量%以下、または約10重量%以下、または約5重量%以下、または約2.0重量%以下、または約1.5重量%以下、または約1.2重量%以下、または約1.1重量%以下、または約1.0重量%以下であることが可能である。
いくつかの任意選択的な態様において、触媒組成物は、実質的にリンを含まないことが可能である。実質的にリンを含まない触媒組成物は、約0.01重量%以下のリン、例えば、約0.005重量%未満のリン、または約0.001重量%未満のリンを含有することが可能である。実質的にリンを含まない触媒組成物は、意図されて添加されたリンを実質的に含まないことが可能であるか、または意図されて添加されたリンならびに触媒組成物を形成するための試薬中に不純物として存在するリンの両方を実質的に含まないことが可能である。いくつかの態様において、触媒組成物は、添加されたリンを含有しないことが可能であり、例えば、試薬および/または得られるゼオライトの特徴決定のための標準法の検出限界の範囲内で意図的に添加されたリンを含有せず、かつ/またはリン不純物を含有しない。
任意選択的であるが、好ましくは、メタノール変換のための触媒は、含浸、イオン交換、押出成形の前の混練りまたは他の都合のよい方法によって添加されたリンなどの添加されたリンを含むことが可能である。リンの量は、触媒組成物中の遷移金属の量と関連することが可能である。いくつかの態様において、リン対遷移金属のモル比は、0.5〜5.0、または1.5〜3.0、または1.0〜2.5、または1.5〜2.5であることが可能である。リン対遷移金属のモル比がより高い場合、リンは、オキシゲナート変換プロセスの間の芳香族形成に関する比較的安定した選択性を維持するために有利となる可能性がある。さらに、または代わりに、触媒は、約0.05重量%〜約10重量%、または約0.1重量%〜約10重量%、または約0.1重量%〜約5重量%、または約0.1重量%〜約2.0重量%のリンを含むことが可能である。例えば、リンの量は、少なくとも約0.1重量%、または少なくとも約0.25重量%、または少なくとも約0.5重量%、または少なくとも約0.75重量%、または少なくとも約1.0重量%であることが可能である。さらに、または代わりに、リンの量は、約10重量%以下、または約5重量%以下、または約2.0重量%以下、または約1.5重量%以下、または約1.2重量%以下、または約1.1重量%以下、または約1.0重量%以下であることが可能である。
触媒組成物は、その初期結晶形態で、または押出成形によるなどの触媒粒子への配合後、遷移金属強化ゼオライトを使用することが可能である。結合剤の不在下でのゼオライト押出物の製造プロセスは、例えば、参照によって本明細書にその全内容が組み込まれる、米国特許第4,582,815号明細書に開示される。好ましくは、自己結合触媒粒子を形成するために、(押出成形によるなどの)ゼオライトの配合後に遷移金属を組み込むことが可能である。任意選択的に、自己結合触媒は、押出成形後に蒸気処理をすることが可能である。「未結合」および「自己結合」という用語は、同意語であるように意図され、かつ存在する触媒組成物が、いずれかの無機酸化物結合剤、例えば、アルミナまたはシリカを含まず、それらの物理的特性を強化するために、しばしばゼオライト触媒が組み合わせられることを意味する。
本明細書で利用される遷移金属強化ゼオライト触媒組成物は、ヘキサン分解に対する活性またはアルファ値に基づいて、さらに特徴決定されることが可能である。アルファ値は、標準シリカ−アルミナ触媒と比較したゼオライト触媒の酸活性の尺度である。アルファ試験は、それぞれその記載について参照によって本明細書に組み込まれる、米国特許第3,354,078号明細書;Journal of Catalysis,Vol.4,p.527(1965);Vol.6,p.278(1966);およびVol.61,p.395(1980)に記載される。本明細書で使用される試験の実験条件には、Journal of Catalysis,Vol.61,p.395に詳細に記載される、約538℃の一定温度および可変性フローレートが含まれる。より高いアルファ値は、より活性な分解触媒に相当する。オキシゲナート変換触媒に関して、少なくとも5または少なくとも15のアルファ値は適切であることが可能であるが、100より高いアルファ値が好ましい。特に、アルファ値は、約5〜約1000、または約15〜約1000、または約50〜約1000、または約100〜約1000であることが可能である。オレフィンオリゴマー化触媒に関して、少なくとも5のアルファ値が適切となる可能性がある。例えば、アルファ値は、約5〜約150、または約10〜約150、または約20〜約120であることが可能である。
自己結合触媒を形成することの代替として、ゼオライト結晶を結合剤と組み合わせて、結合触媒を形成することが可能である。ゼオライトベースの触媒のための適切な結合剤としては、シリカ、アルミナ、ジルコニア、チタニア、シリカ−アルミナ、酸化セリウム、酸化マグネシウム、酸化イットリウムまたはそれらの組合せなどの種々の無機酸化物を含むことが可能である。一般に、結合剤は、触媒組成物の約1重量%〜約95重量%、例えば、約5重量%〜約40重量%の量で存在することが可能である。いくつかの態様において、触媒は、少なくとも約5重量%、または少なくとも約10重量%、または少なくとも約20重量%の結合剤を含むことが可能である。さらに、または代わりに、触媒は、約90重量%以下、または約50重量%以下、または約40重量%以下、または約35重量%以下の結合剤を含むことが可能である。ゼオライトおよび結合剤を組み合わせることは、一般に、例えば、ゼオライトおよび結合剤の水性混合物を混練りし、次いで、触媒ペレットへと混合物を押出成形することによって達成されることが可能である。シリカ結合剤を使用するゼオライト押出物の製造プロセスは、例えば、米国特許第4,582,815号明細書に開示される。任意選択的に、結合触媒は、押出成形後に蒸気処理をすることが可能である。
いくつかの態様において、アルミナを本質的に含まない結合剤などのアルミナを実質的に含まない結合剤を使用することが可能である。本明細書中、アルミナを実質的に含まない結合剤は、約10重量%以下、例えば、約7重量%以下、または約5重量%以下、または約3重量%以下のアルミナを含有する結合剤として定義される。アルミナを本質的に含まない結合剤は、約1重量%以下、例えば、約0.5重量%以下、または約0.1重量%以下のアルミナを含有する結合剤として定義される。なお別の態様において、意図的に添加されたアルミナを含有せず、かつ/あるいは結合剤および/または結合剤を形成するための試薬の組成を決定するための従来の検出限界の範囲内でアルミナを含有しない結合剤を使用することが可能である。アルミナは一般に、一部において、アルミナ結合触媒の配合の容易さのため、ゼオライト触媒用の結合剤として使用されるが、いくつかの態様において、結合剤中のアルミナの存在は、メタノールを芳香族に変換するための遷移金属強化ゼオライトの活性を減少させるか、または阻害する可能性がある。例えば、遷移金属が(押出成形によるなどの)結合触媒の配合後に触媒中に組み込まれる触媒に関して、遷移金属は、曝露されたゼオライト表面と比較して、暴露されたアルミナ表面に対して親和性を有し得、アルミナ表面を有する結合触媒の領域への遷移金属の初期堆積および/または移動が導かれ、ゼオライト表面を有する領域に有利である。さらに、または代わりに、アルミナ結合触媒は、低いミクロ細孔表面積を有する傾向がある可能性があり、これは、遷移金属を受け取るために利用可能なゼオライト表面の量が望ましくないことに低くなり得ることを意味する。
結合触媒を形成する例として、以下の手順は、シリカ結合ZSM−5触媒粒子を形成するための代表的な方法を説明する。ZSM−5結晶およびUltrasilシリカ結合剤などのシリカ結合剤を混合機に添加し、そして混練りすることが可能である。混練りの間、押出成形のための所望の固体含有量を達成するために、追加の脱イオン水を添加することが可能である。任意選択的に、苛性溶液も混合物に添加し、そして混練りすることが可能である。次いで、混合物を1/10インチのクアドラローブ(quadralobe)などの所望の形状に押出成形することが可能である。押出物を約250°F(121℃)において一晩乾燥させ、次いで、約1000°F(538℃)において約3時間、窒素中で焼成することが可能である。次いで、押出物を硝酸アンモニウムの約1N溶液で2回交換することが可能である。交換された結晶を約250°F(121℃)において一晩乾燥させ、次いで、約1000°F(538℃)において約3時間、空気中で焼成することが可能である。これによって、シリカ結合触媒が得られる。硝酸アンモニウムによる交換およびその後の空気中の焼成に基づき、そのような結合触媒中のZSM−5結晶は、ゼオライトのイオン交換部位に主に水素原子を有するZSM−5に相当することが可能である。したがって、そのような結合触媒は、H−ZSM−5を含む結合触媒であると記載されることがある。
遷移金属強化触媒は、いずれかの都合のよい方法によって形成することが可能である。遷移金属強化触媒を形成するための1つの選択肢は、ZnまたはPなどの含浸のために所望の金属を含有する溶液による初期湿潤によって結合触媒を含浸させることであることが可能である。次いで、含浸させた結晶を約250°F(121℃)において一晩乾燥させ、次いで、約1000°F(538℃)において約3時間、空気中で焼成することが可能である。より一般に、遷移金属は、H−ZSM−5結晶を形成するためのイオン交換の前または後、あるいは押出成形の前または後などのいずれかの都合のよい時に、ZSM−5結晶および/または触媒中に組み込むことが可能である。結合ゼオライト触媒の製造を促進することの観点から好ましいいくつかの態様において、遷移金属は、押出成形または別の都合のよい方法による結合触媒の形成後に(含浸またはイオン交換などによって)結合触媒中に組み込むことが可能である。
原料および生成物−オキシゲナート変換
種々の態様において、本明細書に記載の触媒は、少なくとも1個のC〜Cアルキル基を含有するオキシゲナートおよび/または他のオキシゲナートなどのオキシゲナート供給原料から芳香族および/またはオレフィン生成物への変換のために使用可能である。本明細書において、オキシゲナートを含んでなる供給原料は、単一種のオキシゲナート成分を含んでなる供給原料(例えば、メタノールを含んでなる供給原料)ならびに複数のオキシゲナート成分を含んでなる供給原料(例えば、メタノール、エタノールおよびジメチルエーテルを含んでなる供給原料)を含むものとして定義される。いくつかの態様において、メタノールの形態のオキシゲナートを含む第1の供給原料およびエタノールの形態のオキシゲナートを含む第2の供給原料などの複数のオキシゲナートを含んでなる供給原料を反応環境中に導入することが可能であることに留意されたい。適切なオキシゲナートの例としては、メタノール、ジメチルエーテル、C〜Cアルコール、C〜Cアルキル鎖を含有する非対称エーテル(例えば、メチルエチルエーテル、プロピルブチルエーテルまたはメチルプロピルエーテル)および対称エーテル(例えば、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテルまたはジブチルエーテル)の両方を含むC〜Cアルキル鎖を有するエーテル、あるいはそれらの組合せを含有する供給原料が含まれる。少なくとも1個のC〜Cアルキル基を含有するオキシゲナートが、約4個以下の炭素原子を含有するアルキル基を有するオキシゲナートを明示的に識別するように意図されることに留意されたい。好ましくは、オキシゲナート供給原料は、少なくとも約50重量%、例えば、少なくとも約75重量%、または少なくとも約90重量%、または少なくとも約95重量%の1種以上の適切なオキシゲナートを含むことが可能である。さらに、または代わりに、オキシゲナート供給原料は、少なくとも約50重量%のメタノール、例えば、少なくとも約75重量%のメタノール、または少なくとも約90重量%のメタノール、または少なくとも約95重量%のメタノールを含むことが可能である。オキシゲナート供給原料は、いずれかの都合のよい供給源から得ることが可能である。例えば、オキシゲナート供給原料は、天然ガス供給原料中の炭化水素を改質して、合成ガス(H、CO、CO)を形成し、次いで、その合成ガスを使用してアルコールを形成することによって形成することが可能である。
MFIまたはMELフレームワーク触媒を使用するオキシゲナート変換に関連する態様などの、いくつかの態様において、全炭化水素生成物に対する芳香族の収率は、約35重量%〜約60重量%、または約38重量%〜約60重量%、または約40重量%〜約52重量%、または約38重量%〜約45重量%であることが可能である。例えば、全炭化水素生成物に対する芳香族の収率は、少なくとも約35重量%、または少なくとも約38重量%、または少なくとも約40重量%、または少なくとも約45重量%であることが可能である。さらに、または代わりに、全炭化水素生成物に対する芳香族の収率は、約60重量%以下、または約55重量%以下、または約52重量%以下、または約50重量%以下であることが可能である。種々の態様において、全炭化水素生成物に対するオレフィンの収率は、約2.0重量%〜約30重量%、または約2.0重量%〜25重量%、または約5.0重量%〜約20重量%、または約10重量%〜約20重量%であることが可能である。例えば、全炭化水素生成物に対するオレフィンの収率は、少なくとも約2.0重量%、または少なくとも約5.0重量%、または少なくとも約10重量%であることが可能である。さらに、または代わりに、全炭化水素生成物に対するオレフィンの収率は、約30重量%以下、または約25重量%以下、または約20重量%以下であることが可能である。種々の態様において、全炭化水素生成物に対するパラフィンの収率は、約20重量%〜約45重量%、または約20重量%〜約35重量%、または約25重量%〜約45重量%、または約25重量%〜約40重量%であることが可能である。例えば、全炭化水素生成物に対するパラフィンの収率は、少なくとも約20重量%、または少なくとも約25重量%、または少なくとも約30重量%であることが可能であり、かつ/あるいは全炭化水素生成物に対するパラフィンの収率は、約45重量%以下、または約40重量%以下、または約35重量%以下であることが可能である。以下の請求項において、試料中のパラフィン、オレフィンおよび芳香族の相対量は、ASTM D6839に基づいて決定することが可能である。オキシゲナート変換の間に生成したパラフィンおよびオレフィンに関して、オレフィンの少なくとも50重量%はCおよびCオレフィンに相当し、かつ/またはパラフィンの少なくとも50重量%はCおよびCオレフィンに相当する。さらに、または代わりに、パラフィンの10重量%未満がCパラフィン(メタン)に相当することが可能である。
MREフレームワーク触媒を使用するオキシゲナート変換に関連する態様などの、いくつかの態様において、全炭化水素生成物に対する芳香族の収率は、約5重量%〜約30重量%、または約10重量%〜約30重量%、または約10重量%〜約25重量%、または約5重量%〜約20重量%であることが可能である。例えば、全炭化水素生成物に対する芳香族の収率は、少なくとも約5重量%、または少なくとも約10重量%、または少なくとも約15重量%であることが可能である。さらに、または代わりに、全炭化水素生成物に対する芳香族の収率は、約30重量%以下、または約25重量%以下、または約20重量%以下であることが可能である。種々の態様において、全炭化水素生成物に対するオレフィンの収率は、約20重量%〜約60重量%、または約25重量%〜60重量%、または約20重量%〜約40重量%、または約25重量%〜約50重量%であることが可能である。例えば、全炭化水素生成物に対するオレフィンの収率は、少なくとも約20重量%、または少なくとも約25重量%、または少なくとも約30重量%であることが可能である。さらに、または代わりに、全炭化水素生成物に対するオレフィンの収率は、約60重量%以下、または約50重量%以下、または約40重量%以下であることが可能である。種々の態様において、全炭化水素生成物に対するパラフィンの収率は、約20重量%〜約50重量%、または約20重量%〜約35重量%、または約25重量%〜約45重量%、または約25重量%〜約40重量%であることが可能である。例えば、全炭化水素生成物に対するパラフィンの収率は、少なくとも約20重量%、または少なくとも約25重量%、または少なくとも約30重量%であることが可能であり、かつ/あるいは全炭化水素生成物に対するパラフィンの収率は、約50重量%以下、または約45重量%以下、または約40重量%以下、または約35重量%以下であることが可能である。オキシゲナート変換の間に生成したパラフィンおよびオレフィンに関して、オレフィンの少なくとも50重量%はCおよびCオレフィンに相当し、かつ/またはパラフィンの少なくとも50重量%はCおよびCオレフィンに相当する。さらに、または代わりに、パラフィンの10重量%未満がCパラフィン(メタン)に相当することが可能である。
変換溶出物中の全炭化水素生成物は、ナフサ沸点範囲部分、蒸留燃料沸点範囲部分およびライトエンド部分を含むことが可能である。任意選択的であるが、好ましくは、変換溶出物は、蒸留燃料沸点範囲より高温(371℃+)で沸騰する1.0重量%未満の化合物を含むことが可能である。任意選択的に、変換溶出物は、371℃以下の最終沸点を有することが可能である。ナフサ沸点範囲部分の形成のための選択性/収率は、少なくとも約35重量%および/または約70重量%以下であることが可能である。例えば、ナフサ沸点範囲部分の形成のための選択性/収率は、約35重量%〜65重量%、または40重量%〜65重量%、または40重量%〜60重量%、または45重量%〜65重量%であることが可能である。
変換プロセスから形成されたナフサ沸点範囲部分は、少なくとも91、または少なくとも95、または少なくとも97、または少なくとも100、または少なくとも102、または少なくとも105、例えば、最高110のオクタン価を有することが可能である。特に、MFIまたはMELフレームワーク触媒を含む態様において、オクタン価は、95〜110、または97〜110、または100〜110であることが可能である。さらに、または代わりに、MREフレームワーク触媒を含む態様において、オクタン価は、91〜97であることが可能である。上記で定義される通り、オクタン価は、(RON+MON)/2)に相当する。
変換反応を実行するための適切および/または有効な条件としては、約440℃〜約550℃(または約475℃〜約550℃、または約450℃〜約500℃)の平均反応器温度、10psig(6.9kPag)〜180psig(約1200kPaa)の全圧力、および触媒の重量に対するオキシゲナートの重量に基づく約0.1時間−1〜約10時間−1のオキシゲナート空間速度を含むことが可能である。例えば、平均反応器温度は、少なくとも約450℃、または少なくとも約475℃、または少なくとも約500℃であることが可能である。さらに、または代わりに、この温度は、約550℃以下、例えば、約525℃以下、または約500℃以下であることが可能である。本明細書において、平均反応器温度は、反応器入口における反応器温度および反応器出口における反応器温度の平均として定義される。
任意選択的に、変換溶出物の一部を、変換反応器への供給原料の一部として含ませるためにリサイクルすることが可能である。例えば、変換溶出物からのライトエンドの少なくとも一部を供給原料の一部としてリサイクルすることが可能である。ライトエンドのリサイクルされる部分は、ライトエンドの25重量%〜75重量%などのいずれかの都合のよい量に相当することが可能である。ライトエンドのリサイクルによって、変換反応における追加的な反応物として、ならびに温度制御のための機構を提供するために機能することが可能であるオレフィンを提供することが可能である。
種々の種類の反応器によって、変換反応を実行するために適切な構造を提供することが可能である。適切な反応器として、(トリクル層反応器などの)固定層反応器、(ライザー反応器などの)移動層反応器および流動層反応器が含まれることが可能である。オキシゲナート変換のための触媒の活性および/または選択性は、触媒がオキシゲナート供給原料の増加量に暴露される場合、変動可能であることに留意されたい。触媒活性のこのような変化は、触媒上のコークスの形成に起因すると考えられる。オキシゲナート変換が固定層反応器中で実行される場合、反応器中に導入されるオキシゲナートの量が、反応器中の変換触媒の量と比較可能であるため、平均触媒暴露時間を計算することは簡単となる可能性がある。これを使用して、触媒のグラムで割った、触媒に暴露される(メタノールなどの)オキシゲナートのグラムの比率として、平均触媒曝露時間を計算することが可能である。
平均触媒曝露時間の増加による触媒活性および/または選択性の変化は、触媒を再生することによって少なくとも一部において反転させることが可能である。いくつかの態様において、再生触媒上に存在するコークスの平均量が0.1重量%未満であるように、触媒上での完全再生が実行可能である。他の態様において、再生後の再生触媒上に存在するコークスの平均量が0.1重量%より高いように、部分再生が実行可能である。触媒試料上に存在するコークスの平均量は、熱重量分析によって容易に決定されることが可能である。
触媒が、移動層反応器および/または流動層反応器などの反応器の作動間に、再生およびリサイクルのために反応器から回収されることが可能である態様において、触媒は回収されて、かつ補充(新鮮)および/または再生触媒と置き換え可能である。再生のために反応器から触媒を回収することは、反応系から触媒を完全に除去し、そして除去された触媒を新鮮な補充触媒と置き換えることとは別であることに留意されたい。本明細書において、触媒上で完全再生が実行される場合(0.1重量%未満の平均コークスが再生触媒上に残留する)、再生触媒に対する平均触媒曝露時間は、反応器中の触媒の平均触媒暴露時間を決定する目的のため、ゼロであるとして定義される。完全再生が実行されるそのような態様において、オキシゲナートに暴露される触媒の平均触媒暴露時間は、a)反応器中の触媒の量に対する反応器中へのオキシゲナートのフローレート、およびb)反応器中の触媒の平均滞留時間に基づいて決定することが可能である。これらの値は、反応器中の触媒1グラムあたりのオキシゲナートの平均グラムの決定を可能にする(すなわち、平均触媒露出時間)。
移動層反応器において、触媒の滞留時間は、触媒粒子が移動層の平均速度に基づいて、出口まで層の長さを進むための所要時間の量に相当することが可能である。一例として、移動層反応器中へのメタノールのフローは、1.0時間−1の空間速度に相当し、これは、1時間あたり触媒1gあたりメタノール1gを意味する。そのような例において、反応器中の触媒の平均滞留時間が、(層のサイズに対する移動層の平均速度に基づき)48時間である場合、移動層中の触媒の平均触媒暴露時間は、触媒1gあたりメタノール24gであろう。同様に、流動層を含む態様において、触媒滞留時間は、再生のための反応器からの触媒の除去のレートに基づいて決定することが可能である。触媒滞留時間は、触媒層の重量に等しい触媒の量を除去するための所要時間の量に相当することが可能である。そのような滞留時間に基づき、平均触媒曝露時間は、移動層のための計算と類似の様式で算出することが可能である。
部分再生の間、触媒からのコークス除去のための酸化環境に触媒を暴露することが可能であるが、部分再生後に触媒上に残留するコークスの正味の量は、0.1重量%より高いことが可能である。部分再生が実行される場合、再生後の触媒の有効平均触媒曝露時間は、触媒上に残留するコークスの量のため、ゼロ以外の値であろう。部分再生が実行される場合、コークス除去量は、部分的に再生された触媒の有効平均触媒曝露時間とほぼ線形様式で縮小拡大が可能である。本明細書および以下の請求の範囲において、触媒が部分的に再生される場合、部分的に再生された触媒の平均触媒暴露時間は、再生前の平均触媒暴露時間に、部分的再生後の触媒上に残留するコークスの重量%を掛けることによって決定される。一例として、仮説的な触媒は、再生の前に、触媒1gあたり100gメタノールの曝露時間を有し得る。この例において、部分再生は、触媒上のコークスの60重量%を除去するために使用される。これは、コークスの40重量%(または分数として表される0.4)が再生後に触媒上に残留することを意味する。そのような例において、再生された触媒の平均触媒曝露時間は、触媒1gあたり、0.4×100=40gメタノールであろう。
部分再生が実行される態様において、反応器中の触媒の平均触媒暴露時間の計算は、いずれのリサイクルされた触媒でも触媒曝露時間のゼロ以外の初期値を有するであろうという事実を考慮することに基づいて変更することが可能である。上記と同じ計算を使用して、初期値を決定することが可能である。次いで、再生された触媒のゼロ以外の触媒曝露時間を初期値に加えて、反応器中の平均触媒暴露時間を決定することが可能である。上記の例において、部分的に再生された触媒の平均触媒曝露時間が触媒1gあたり10gメタノールである場合、および反応器中の平均曝露量が、上記で計算されたように、触媒1gあたり24gメタノールである場合、部分再生を使用する場合のシステム(又は系)の平均触媒暴露時間は、触媒1gあたり34gメタノールであろう。反応器中に導入される触媒の一部が、部分的に再生された触媒の代わりに新鮮な補充触媒に相当し得ることにも留意されたい。そのような態様において、反応器中に導入された触媒の触媒暴露時間は、新鮮な補充触媒(ゼロ露出時間)および部分的に再生された触媒の触媒暴露時間の重量平均であることが可能である。
MFI(または任意選択的にMEL)フレームワークゼオライトを含む触媒に関して、触媒リサイクルレートは、所望の生成物次第であることが可能であり、触媒リサイクルレートは、約1g CHOH/g触媒〜約2000g CHOH/g触媒、または約50g CHOH/g触媒〜約1000g CHOH/g触媒、または約100g CHOH/g触媒〜約1500g CHOH/g触媒、または約100g CHOH/g触媒〜約1000g CHOH/g触媒の平均触媒暴露時間/反応器中の触媒の平均サイクル長さを生じるものが潜在的に適切である。標的の平均触媒曝露時間は、触媒および/または所望の生成物混合物の特定の性質次第であることが可能である。より短い平均触媒暴露時間が望ましい、いくつかの態様において、平均触媒暴露時間は、約1g CHOH/g触媒〜約200g CHOH/g触媒、または約5g CHOH/g触媒〜約150g CHOH/g触媒、または約1g CHOH/g触媒〜約100g CHOH/g触媒であることが可能である。より長い平均触媒暴露時間が望ましい他の態様において、平均触媒暴露時間は、約200g CHOH/g触媒〜約2000g CHOH/g触媒、または約400g CHOH/g触媒〜約1500g CHOH/g触媒、または約500g CHOH/g触媒〜約1000g CHOH/g触媒であることが可能である。上記平均触媒暴露時間は、例えば、変換触媒1gあたりに暴露されるメタノール1gあたり約0.01重量%〜約3.0重量%、または約0.01重量%〜約1.5重量%、または約0.1重量%〜約3.0重量%、または約1.0重量%〜約3.0重量%の触媒を回収することによって達成可能である。これらの回収レートは、例えば、部分的再生のみが回収された触媒上で実行される場合、変更されることが可能であることに留意されたい。MFIフレームワーク触媒以外の触媒に関しては、触媒リサイクルレートは、約25g CHOH/g触媒〜約200g CHOH/g触媒、または約25g CHOH/g触媒〜約180g CHOH/g触媒、または約50g CHOH/g触媒〜約180g CHOH/g触媒、または約50g CHOH/g触媒〜約150g CHOH/g触媒、または約25g CHOH/g触媒〜約100g CHOH/g触媒、または約50g CHOH/g触媒〜約100g CHOH/g触媒、または約100g CHOH/g触媒〜約180g CHOH/g触媒、または約100g CHOH/g触媒〜約150g CHOH/g触媒の平均触媒暴露時間/反応器中の触媒の平均サイクル長さを生じるように選択することが可能である。非MFIフレームワークゼオライトを含む触媒の適切なサイクル長さは、ゼオライトの種類次第であることが可能である。
オキシゲナート供給原料および/または変換反応環境には、種々の割合の水が含まれることが可能であることに留意されたい。オキシゲナートから芳香族およびオレフィンへの変換によって、生成物として水が生じるため、オキシゲナート(例えば、メタノールまたはジメチルエーテル)および水の相対量は、反応環境内で変動可能である。メタノール変換の間に存在する温度に基づき、反応環境中の水は、触媒の「蒸気発生」をもたらす可能性がある。したがって、オキシゲナートから芳香族への変換のために使用される触媒は、好ましくは、蒸気発生時に活性を実質的に維持する触媒である。水は、ゼオライト触媒と接触する前の供給原料中にも存在し得る。例えば、ガソリンを形成するためのメタノールの商業的プロセスにおいては、反応器中の熱放出を制御するために、初期触媒段階は、ガソリン形成のためにゼオライト触媒と接触する前に、供給原料中のメタノールの一部をジメチルエーテルおよび水に変換するために使用され得る。
供給原料および生成物−オレフィンオリゴマー化
種々の態様において、本明細書に記載の触媒は、より重い分子量および/またはより高い沸点生成物へのオレフィン含有供給原料のオリゴマー化のために使用されることが可能である。オリゴマー化生成物の標的分子沸点範囲の例は、蒸留燃料沸点範囲の生成物を形成することであることが可能である。蒸留燃料沸点範囲生成物を形成するために適切なオリゴマー化プロセスは、しばしば、ナフサ沸点範囲生成物および700°F+(371℃+)生成物も形成することが可能である。適切なオレフィン含有供給原料の例としては、Cオレフィン、Cオレフィン、Cオレフィン、Cオレフィンおよびそれらの組合せを含有する供給原料が含まれる。より一般に、メタノール変換プロセスの間に生じるいずれのオレフィンも、一般にオリゴマー化のために適切であることが可能である。しかしながら、Cおよびそれ以上のオレフィンは、高オクタンナフサ留分中の重要成分としても機能する可能性があるため、オリゴマー化のために使用されるオレフィンは、C〜Cオレフィンに相当する傾向を有する可能性がある。
オレフィン含有供給原料のオレフィン含有量は、以前のオキシゲナート変換プロセスからのオレフィンの収率次第で変動可能である。オキシゲナート変換プロセスからの溶出物中のオレフィンの全収率は、約1重量%〜約60重量%(または可能であればそれ以上)であることが可能である。しかしながら、変換溶出物のライトエンド部分中に芳香族化合物が実質的に存在しないため、ライトエンド中のオレフィンの相対的な割合はより高くなることが可能である。結果として、ライトエンド留分中のオレフィンの量は、パラフィンの量に相当することが可能であるか、またはパラフィンの量と比べてほぼ2倍高くなることさえも可能である。例えば、変換溶出物のC〜C留分(ライトエンド)中のオレフィンの重量%は、約25重量%〜約70重量%、または約25重量%〜約65重量%、または約30重量%〜約55重量%、または約30重量%〜約45重量%であることが可能である。典型的に、C〜Cライトエンド留分の残りの部分は、種々の種類のパラフィンに相当することが可能である。任意選択的に、オキシゲナート変換の間に発生したいずれのオレフィンから分離された追加的なオレフィン含有供給原料も、オリゴマー化反応環境中に導入されることが可能である。
オリゴマー化溶出物中の全炭化水素生成物は、(少なくとも)ナフサ沸点範囲部分、蒸留燃料沸点範囲部分および371℃+部分を含むことが可能である。種々の態様において、蒸留燃料沸点範囲部分の形成のための選択性は、全炭化水素生成物の約55重量%〜約75重量%、または約55重量%〜約70重量%、または約55重量%〜約65重量%、または約60重量%〜約70重量%以下であることが可能である。さらに、または代わりに、ナフサ沸点範囲部分の形成のための選択性/収率は、約15重量%〜約40重量%、または15重量%〜30重量%、または15重量%〜25重量%であることが可能である。371℃+留分に関して、371℃+化合物の形成のための選択性/収率は、約1重量%〜約12重量%であることが可能であるが、ZSM−48などの1−D10員環ゼオライトに関しては、選択性/収率は、約12重量%〜約25重量%であることが可能である。任意選択的に、ナフサ沸点範囲生成物の一部分および/またはいずれのライトエンドの一部分も、変換プロセス、オリゴマー化プロセスまたはそれらの組合せに戻して、リサイクルさせることが可能である。
オリゴマー化溶出物の蒸留沸点範囲部分は、少なくとも42、または少なくとも43、そして任意選択的に、最高約48以上のセタン価を有することが可能である。371℃+部分は、少なくとも約50、または少なくとも52、または少なくとも55、または少なくとも57などの、なおより高いセタン価を有することが可能である。ASTM D5186によって決定されるように、蒸留沸点範囲部分の芳香族含有量は、1.0重量%以下、または0.5重量%以下であることが可能である。オリゴマー化プロセスから形成されたナフサ沸点範囲部分は、約80〜約90のオクタン価を有することが可能である。
オリゴマー化反応を実行するための適切および/または有効な条件としては、約125℃〜約250℃(または約125℃〜約200℃、または約150℃〜約220℃)の平均反応器温度、約100psig(約690kPag)〜約1000psig(約6900kPag)、または約70psig(約500kPag)および180psig(約1200kPag)の全圧力、ならびに触媒の重量に対するオレフィンの重量に基づく約0.1時間−1〜約5時間−1のオキシゲナート空間速度を含むことが可能である。オリゴマー化に関するより低圧力の作動範囲は、変換溶出物の部分における事前の圧縮を実行することを必要とせずに、オキシゲナート変換溶出物のオレフィン含有部分上でのオリゴマー化を実行するために有利となる可能性がある。
種々の種類の反応器によって、オリゴマー化反応を実行するために適切な構造を提供することが可能である。適切な反応器として、(トリクル層反応器などの)固定層反応器、(ライザー反応器などの)移動層反応器および流動層反応器が含まれることが可能である。移動層反応器および/または流動層反応器などの反応器の作動の間に再生およびリサイクルのために反応器から触媒を除去することが可能である態様において、触媒を除去し、そして再生触媒と置き換えることが可能である。
反応系構造の例
図1は、高オクタン(95オクタン価より高い)ナフサ沸点範囲生成物および少なくとも約40のセタン価を有する蒸留沸点範囲生成物を形成するためのオキシゲナート変換およびオレフィンオリゴマー化を実行するための反応系構造の例を示す。図1に示す反応器は、便宜上、(トリクル層反応器などの)固定層ダウンフロー反応器として示されることに留意されたい。図1に示される反応器のいずれか、または全てが、代わりに移動層反応器および/または流動層反応器であることが可能であることは理解される。図1中、供給原料105は、オキシゲナート含有供給原料に相当することが可能である。特定の例において、供給原料105は、96重量%のメタノールおよび4重量%の水に相当することが可能である。任意選択的に、窒素(希釈剤として)または水素などの他のガスを供給原料105の一部として導入することも可能である。任意選択的に、供給原料105は、メタノールと水との混合物を含有する第1のインプットフロー、および窒素と水素との混合物を含有する第2のインプットフローなどの複数のインプットフローとして反応器中に導入されることが可能である。
供給原料105は、任意選択的に、初期脱水反応器110に導入されることが可能である。初期脱水反応器110は、メタノール、水およびジメチルエーテルの間での平衡反応を促進することが可能である酸性アルミナ触媒などの酸性触媒を含むことが可能である。これによって、メタノールおよびジメチルエーテルの両方を含む溶出物115の製造をもたらすことが可能である。当業者は、ジメチルエーテルおよびメタノールが、しばしば、オキシゲナート変換反応を実行する場合と同様の様式で使用可能であることを認識するであろう。ジメチルエーテルを形成するためのメタノールの脱水は高度に発熱性である。初期脱水の実行によって、変換反応器中で発生する熱の量を減少させることが可能であり、これによって、変換反応器中での改善された温度制御が可能となる。任意選択的に、オキシゲナート供給原料105の一部は脱水反応器を回避することが可能であり、かつ変換反応器120に直接投入することが可能である。C2+アルコールまたはそれ以上のエーテルなどの他のオキシゲナートが供給原料として使用される態様において、供給原料105が変換反応器120のインプットフローであるように、脱水反応器を省略することが可能である。
供給原料105ならびに/またはジメチルエーテルおよびメタノールの両方を含有する溶出物115は、次いで、変換反応器120中を通過する。変換反応器120へのインプットは、変換溶出物125を形成するために有効な条件下で変換触媒に曝露されることが可能である。次いで、変換溶出物125を、3相分離器130などを使用することによって分離することが可能である。分離器130によって生じる1相は、変換溶出物125中に存在する水の実質的に主要部分を含む水相133であることが可能である。分離器130によって生じる別の相は、炭化水素液体生成物137に相当することが可能である。炭化水素液体生成物は、変換反応の間に形成したナフサおよび蒸留燃料沸点範囲化合物に相当することが可能である。任意選択的に、炭化水素液体生成物は、一般に石油またはバイオ誘導供給原料中に見出される酸素、硫黄、窒素および/または他のヘテロ原子などの1種以上のヘテロ原子を含む炭化水素様化合物の部分を含むことが可能である。
分離器130によって生じる第3の相は、炭化水素ガス生成物135に相当することが可能である。炭化水素ガス生成物135は、ライトパラフィンおよびライトオレフィンに相当するC4−化合物を含むことが可能である。図1に示される構造において、炭化水素ガス生成物は、オリゴマー化炭化水素生成物145を製造するためのオリゴマー化反応器140のための供給原料として使用することが可能である。オリゴマー化炭化水素生成物145は、任意選択的に、分離されて、ナフサ沸点範囲生成物、蒸留燃料沸点範囲生成物および371℃+生成物などの所望の生成物留分を形成することが可能である。任意選択的に、炭化水素ガス生成物135のリサイクル部分122を変換反応器120へのインプットフローの一部分としてリサイクルすることが可能である。炭化水素ガス生成物135に対するリサイクル部分122の量は、種々の生成物の収率における可動性を可能にするように制御することが可能であることに留意されたい。例えば、任意選択的なリサイクル部分122の相対的なフローを増加させることによって、炭化水素液体生成物137中に存在する高オクタンナフサ沸点範囲生成物の量を増加させることが可能である。同様に、(リサイクルを排除することを含む)任意選択的なリサイクル部分122の相対的なフローを減少させることによって、オリゴマー化炭化水素生成物145の量が増加し、蒸留沸点範囲化合物のより高い生成をもたらすことが可能である。リサイクル部分122の量が十分大きいいくつかの構造において、変換反応器120中のC4−パラフィンの堆積を減少または最小化させるために、ブリードまたは廃棄物フロー(示されない)が存在することが可能である。
以下の実施例は、オキシゲナート変換を実行するためのプロセスおよびオレフィンオリゴマー化を実行するためのプロセスの説明を提供する。それぞれの反応相からの溶出物を完全に特徴づけるために、オキシゲナート変換プロセスおよびオレフィンオリゴマー化プロセスを別々に実行した。しかしながら、オレフィンオリゴマー化のための供給原料として(または供給原料の少なくとも一部として)オキシゲナート変換からのライトエンド溶出物の少なくとも一部を使用することなどによる、統合プロセス(又は総合プロセス又は集積化プロセス又はインテグレーテッド・プロセス)によって、実質的に同様の結果を達成することが可能であると考えられる。
実施例1−P/Zn−ZSM−5を使用するメタノール変換
本実施例において使用される変換触媒は、小結晶、自己結合MFIフレームワーク(ZSM−5)ゼオライトに基づくものであった。ZSM−5は、20〜40のケイ素対アルミニウム比および少なくとも100のアルファ値を有した。自己結合ゼオライトのH型押出物の製造後、Zn(NOおよびHPOの水性含浸によってZnおよびPを添加した。ZnおよびPのそれぞれの約1.0重量%の配合量を有する触媒を製造するために、ZnおよびPの十分量が添加された。この触媒は、P/Zn−ZSM−5触媒と記載することが可能である。ZnおよびPを連続的含浸(Znが最初)によって添加したが、他の態様においては、同時含浸が使用されてもよい。より一般に、種々の態様において、IUPAC周期表の第6〜15族からの他の促進剤が、ZnおよびPの代わりに、および/またはそれに加えて使用されてもよい。
断熱式固定層反応器において、生じたライトガスを反応器にリサイクルさせて、変換触媒を試験した。反応器構造は図1と類似であったが、全ての炭化水素ガス生成物135をリサイクル流122のために使用した。脱水反応器中への供給原料は、96重量%のメタノールおよび4重量%の水に相当した。フローレートは、(第2の)変換反応器中の触媒の重量に基づき、1.66時間−1の液時空間速度を生じるために十分であった。脱水反応器は、メタノール、水およびジメチルエーテルの平衡混合物へとメタノールを脱水するための酸性アルミナ触媒を含んだ。次いで、平衡混合物を、上記P/Zn−ZSM−5触媒を含有する変換反応器中に通過させた。変換反応器からの溶出物は、水、オレフィン、パラフィン、芳香族および水素を含む混合物に相当した。主にC5+および水である反応器生成物の重質部分は、気液分離器中で除去された。残留するライトガスは、変換反応器の入口にリサイクルされた。反応条件は、反応器の断熱温度上昇および最終生成物の組成を制御するように選択された。
表1に、試験された反応条件を示す。「MTA1」で開始する列は、新しい触媒から開始して実行された試験に相当した。次いで、触媒を再生し、そして「MTA2」条件下で供給原料に曝露した。MTA1およびMTA2条件の間、酸化性触媒再生を実行し、触媒からコークスを除去した。入口Tおよび出口Tは、変換反応器の入口および出口における温度を意味する。圧力およびWHSVも変換反応器中の条件を意味する。2つの試験において、Nの追加的希釈フローが添加された。MTA2−2に関して、反応器への新しい供給原料の約5モル%はNに相当し、そして供給原料の残りはメタノール/水混合物に相当した。しかしながら、炭化水素ガス流の(本質的に)完全なリサイクルによるNの増加のため、反応器への供給原料の正味のN含有量は約24モル%であった(約22重量%に相当する)。MTA2−3に関して、新しい供給原料の約8.5モル%はNに相当し、それによって、約40モル%の供給原料中のNの正味または全含有量がもたらされた(約36重量%に相当する)。
Figure 2020513460
図2は、表1の条件MTA1−1、MTA1−2およびMTA1−3に相当する、MTA1試験からの全炭化水素生成物に関する生成物分布を示す。図3中、正方形は芳香族収率に相当し、円形はパラフィン収率に相当し、そして菱形はオレフィン収率に相当する。図2に示されるように、芳香族の収率は、一般に、全炭化水素生成物の40重量%〜60重量%であった。パラフィンの量は、約30重量%〜約45重量%の範囲であった。約60重量%のパラフィンはCおよびCパラフィンに相当するが、パラフィンの別の20重量%は、ナフサ沸点範囲生成物の一部として含められることが可能であるC5+パラフィンに相当した。サイクル長さが触媒1グラムあたりメタノール1000グラムより高いMTA1−3試験条件の終了に向かって、生じたオレフィンの量は、試験の初期に観察された約5重量%〜15重量%から、20重量%、またはさらには30重量%の上方へと急激に増加し始めた。このようなオレフィン選択性の遅い増加は、芳香族選択性を犠牲にして生じるように思われた。
図3は、図2に示す生成物分布と類似のMTA2試験に関する生成物分布を提供する。MTA2−1は、新しい触媒および再生触媒の間の触媒活性の比較を可能にするために、MTA1−1に類似の試験条件を表す。MTA2−1に関するオレフィン選択性は、MTA1−1に関するオレフィン選択性よりわずかに低かったが、他の点では、生成物選択性は、類似の条件下で新しい触媒および再生触媒の使用に関して類似であった。これは、最初の活性に類似の条件に触媒を効果的に再生することが可能であることを実証する。試験条件MTA2−3のより低い反応器圧力(約500kPag)における希釈剤の添加が、パラフィン選択性の減少をもたらし、芳香族およびオレフィンの生成に有利であったことに留意されたい。
溶出物のより軽質な部分のオレフィンおよびパラフィンの相対的分布を決定するために、試験MTA2−3からの全炭化水素生成物においてさらなる分析を実行した。図3に示されるように、試験条件MTA2−3によって、約20重量%のオレフィンおよび約30重量%のパラフィンの生成がもたらされた。表2中の第1列は、試験条件MTA−3で生成されたオレフィン中のオレフィンのそれぞれの炭素数(C〜C)に対する選択性を示す。例えば、試験条件MTA2−3において生成された20重量%のオレフィン中、約39重量%がCオレフィンに相当し、かつ約26重量%がCオレフィンに相当した。同様に、表2中の第2列は、試験条件MTA2−3で生成されたパラフィン中のパラフィンのそれぞれの炭素数(C〜C)に対する選択性を示す。
Figure 2020513460
試験MTA1−1、MTA1−3およびMTA2−3からの溶出物に対して、生成物の追加的な特徴決定を実行した。表3は、試験MTA1−1、MTA1−3およびMTA2−3からの溶出物に関するナフサ沸点範囲生成物収率、ナフサ沸点範囲生成物のオクタン価、および蒸留燃料沸点範囲生成物収率を示す。表3に示されるように、ナフサ生成物の全てが少なくとも95のオクタン価を有し、かつ変換溶出物中の全炭化水素生成物の重量と比較して少なくとも55重量%のナフサ収率を提供した。表3が、それぞれの条件に対する「蒸留物収率」も含むことに留意されたい。変換反応の間に生成された蒸留物の量が本質的に0であったため、表3中の蒸留物収率は、試験条件の間に製造された蒸留物を表さない。その代わりに、表3中の「蒸留物収率」値は、液体生成物を有する反応器から出された、生じたオレフィンの量に相当する。これらのオレフィンは、次のオリゴマー化ステップでのオリゴマー化に適切であり、したがって、それぞれの条件での潜在的な蒸留物収率を表した。
Figure 2020513460
実施例2−変換反応に対する変換触媒の種類の影響
本実施例において、実施例1の触媒と類似するが、促進剤としてZnまたはPを含まない自己結合ZSM−5を、いくつかの他の変換触媒と一緒に試験した。追加の触媒は、約45:1のケイ素対アルミニウム比を有する自己結合ZSM−48;Yでドープされた自己結合ZSM−48;アルミナ結合ITQ−13;および促進剤として0.5重量%のZnを有する自己結合ZSM−5に相当した。実施例1で使用される装置と類似であるが、ライトガスリサイクルのない装置で触媒を調査した。その代わりに、実施例2の装置は、等温反応器として構成された。供給原料は実施例1の供給原料に類似であり、かつ反応器条件は、450℃の反応器温度、約100kPagの反応器圧力および約2.0時間−1のWHSVを含んだ。
図4に、それぞれの触媒による試験に関するサイクル長さの関数としてのオレフィン選択性を示す。図4に示されるように、自己結合ZSM−5触媒(促進剤なし、および0.5重量%のZnを有するものの両方)は、調査された完全サイクル長さにおいて安定した活性を提供した。それとは対照的に、他の種類の触媒は、新しい(または新しく再生した)触媒から、触媒1グラムあたり約100または200グラムのメタノールまでの範囲の低いサイクル長さにおいて増加した選択性を提供した。しかしながら、より長いサイクル長さにおいては、オレフィン選択性は劇的に低下した。
図5は、それぞれの触媒による試験に関するサイクル長さの関数としての芳香族選択性を示す。ZSM−5以外の触媒に関して、芳香族形成に関する選択性は、触媒1グラムあたり約50グラムのメタノールのサイクル長さにおいて約25重量%以下で開始し、次いで、芳香族形成がほとんどなくなるか、またはなくなるまで低下する。それとは対照的に、ZSM−5触媒は、最初により高い芳香族選別性を提供し、そして芳香族選択性の減少レートはより緩やかである。芳香族形成に関する選択性は、0.5重量%Zn促進ZSM−5に関してより高く、かつ約5重量%〜10重量%の相対的な選択性増加は、図5に含まれるサイクル長さの範囲において維持された。
図6は、図4および図5に示された非促進触媒の芳香族およびオレフィン合計選択性を示す。芳香族およびオレフィン合計選択性は、追加的な自己結合ゼオライト触媒(ZSM−12)に関しても示される。図6は、ZSM−5触媒に関するオレフィンおよび芳香族合計収率が、図6に示されたサイクル長さの範囲において比較的一定のままであることを示す。
図4、図5および図6のデータは、触媒のその場での再生を可能にする反応器が、ZSM−5触媒または別の種類のゼオライトのいずれかを使用する変換反応を制御するための追加的方法を提供することが可能であることを明示する。MFIフレームワーク構造ゼオライト以外のゼオライトに関して、触媒再生を有する移動層または流動層反応器を使用して、反応器中の触媒の平均サイクル長さを触媒1グラムあたり約50グラム〜約150グラムのメタノールの値に制御することが可能である。MFIフレームワーク構造ゼオライトに関して、より広範囲の平均サイクル長さが適切になることが可能である。より多量の芳香族生成が望ましい場合、触媒1グラムあたり約50グラム〜約250グラム、または約50グラム〜約200グラム、または約100グラム〜約250グラムのメタノールなどのより短い平均サイクル長さを選択することが可能である。より多量のオレフィン生成物が望ましい場合、触媒1グラムあたり約250グラム〜約500グラム、または約300グラム〜約500グラムのメタノールなどのより長い平均サイクル長さを選択することが可能である。
実施例3−変換に対する金属配合量の影響
触媒の全重量に対して0.5重量%のZn、1.0重量%のZnおよび3.0重量%のZnの金属配合量を達成するために、実施例1の触媒と類似のZSM−5自己結合触媒にZnを含浸させた。次いで、実施例2と類似の装置中でのメタノール変換のために、種々のZn配合量を有する触媒およびZnを含まない自己結合触媒を使用した。供給原料は実施例1の供給原料と類似であり、かつ反応器条件は、450℃の反応器温度、約100kPagの反応器圧力および約2.0時間−1のWHSVを含んだ。
図7は、種々のZn配合量を有するZSM−5触媒の試験からのサイクル長さに対するオレフィンおよび芳香族合計収率を示す。図7に示される通り、触媒上での0.5重量%または1.0重量%のZnの添加によって、非促進ZSM−5に対する50重量%〜55重量%からZn促進ZSM−5触媒に対する65重量%〜75重量%へのオレフィンおよび芳香族合計収率における増加が得られた。またこれらの合計収率は、触媒の平均サイクル長さが増加すると比較的安定した。しかしながら、さらに3.0重量%のZnまでZn配合量を増加させることによって活性の急激な低下が生じ、触媒1グラムあたり約150グラム以上のメタノールのサイクル長さにおいて、オレフィンおよび芳香族の合計はわずかに生成したか、または全く生成しなかった。
実施例4−変換に対するリン配合量の影響
1.0重量%のZn配合量を達成するために、実施例1の触媒と類似のZSM−5自己結合触媒にZnを含浸させた。次いで、0.8モルP/モルZn、2.4モルP/モルZnおよび4.5モルP/モルZnの相対モルリン配合量を達成するために、種々の触媒試料にリンを含浸させた。1.0重量%Zn配合量またはZnおよびPの両配合量のいずれかを有する種々の触媒を形成した後、それぞれの種類の触媒の試料を100%蒸気環境において1000°F(538℃)において24時間蒸気処理した。蒸気処理は、触媒が加工の間に経験するであろう老化を表すと考えられた。次いで、実施例2における装置と類似の装置中でのメタノール変換のために、1.0重量%Znを有する触媒の蒸気処理されたもの、および蒸気処理されないものの両方、ならびにZnおよびPの両配合量を有する種々の触媒を使用した。供給原料は実施例1の供給原料と類似であり、かつ反応器条件は、500℃の反応器温度、約100kPagの反応器圧力および約20時間−1のWHSVを含んだ。この条件によって、供給原料中のメタノールの100%の変換が可能であった。
図8は、それぞれの触媒の蒸気処理されないもの、および蒸気処理されたものに関する芳香族選択性の比較を示す。バーの各対における左側のバーは、それぞれの触媒の蒸気処理されないものの芳香族形成に関する初期選択性を表す。バーの各対における右側のバーは、触媒の蒸気処理されたものの相当する活性を表す。図8に示されるように、少なくとも約2.0、または少なくとも約2.4モルP/モルZnのリン配合量によって、触媒が芳香族の初期選択性のより高いパーセンテージを維持することが可能となる。少なくとも2.0モルP/モルZnの蒸気処理されない触媒に関して、芳香族の初期選択性はいくらか減少するが、蒸気処理された触媒に関する芳香族選択性は、2.0モルP/モルZn未満を有する蒸気処理された触媒に関する芳香族選択性よりまだ高い。このような蒸気処理データは、長いサイクル長さにおける触媒に関する予想された芳香族選択性と関連すると考えられる。
実施例5−オレフィンオリゴマー化
オレフィンオリゴマー化触媒は、リサイクルされずに等温固定層反応器で試験された。いくつかの別の態様において、オリゴマー化溶出物の一部をオリゴマー化反応器および/または変換反応器にリサイクルすることが可能である。種々の触媒のオリゴマー化活性および選択性は、プロピレン供給原料を使用して調査された。供給原料は、約200℃の温度、約800kPag(約5500kPag)の圧力およびオリゴマー化触媒の重量に対して約1.66時間−1のWHSVにおいて、種々の触媒に暴露された。触媒は、ZSM−5をベースとするH−型自己結合触媒(MFIフレームワーク;3−D10員環;図9中「A」と記載される)、ZSM−48(MREフレームワーク;1−D10員環;「B」)、ZSM−12(MTWフレームワーク;1−D12員環;「C」)、MCM−49(MWWフレームワーク;2−D10員環;「D」)およびMCM−49の蒸気処理されたもの(MWWフレームワーク;2−D10員環;「E」)に相当した。
オリゴマー化反応からの全炭化水素溶出物を分留して、ライト留分(初期沸点−177℃)、蒸留燃料留分(177℃〜371℃)および371℃+留分を形成した。図9は、触媒のそれぞれに関するそれぞれの生成物留分に対する選択性を示す。図9に示されるように、ZSM−5およびZSM−48は、より低沸点の留分(すなわち、ナフサ沸点範囲生成物を含む留分)の形成に関して比較的低い選択性を有した。ZSM−48は、蒸留燃料留分の形成に関してZSM−5よりいくらか低い選択性を有したが、図9に示される「蒸留燃料」留分は343℃の上端を有することに留意されたい。ZSM−48からの343℃+化合物の比較的高い収率は、ZSM−48に関する全177℃+収率が、ZSM−5に関する全177℃+収率に匹敵することを意味する。
177℃+収率に対する反応器圧力の影響を決定するために、ZSM−5、ZSM−48および(蒸気処理されていない)MCM−49触媒をさらに試験した。図10は、約200℃の温度、1.66時間−1のWHSVおよび約15psig(約100kPag)〜約800psig(約5500kPag)の範囲の反応器圧力におけるプロピレン供給原料に対するZSM−5、ZSM−48およびMCM−49触媒によるオリゴマー化に関する177℃+収率を示す。図10に示されるように、約200psig(約1400kPag)より高く反応器圧力を増加させる場合、それぞれの触媒の存在下でのオリゴマー化からの蒸留物収率(177℃+)に対する比較的わずかな影響がある。図9と同様に、ZSM−5およびZSM−48触媒が最も高い177℃+収率をもたらした。
図10は、より低い圧力において、ZSM−48が、ZSM−5と比較して、蒸留物収率における実質的な利点を提供することが可能であることも示すように思われる。特に、約1400kPag以下の圧力において、ZSM−48に関する177℃+収率は50重量%〜65重量%であるが、他方、ZSM−5におけるオリゴマー化に関する177℃+収率は、約1400kPagにおいて約50重量%に達するのみである。
ZSM−5およびZSM−48の存在下でのオリゴマー化から生じた蒸留沸点範囲生成物は、比較的高いセタン価を有することも可能である。200℃の反応器温度、2.0時間−1のWHSVおよび約1400kPagまたは約5500kPagのいずれかの圧力において、ZSM−5およびZSM−48触媒を使用して、プロピレン供給原料の追加的なオリゴマー化を実行した。表4は、蒸留燃料沸点範囲留分のセタン、375℃+留分のセタン、および蒸留燃料沸点範囲留分の芳香族含有量を含むオリゴマー化反応からの結果を示す。表4に示されるように、オリゴマー化によって形成される蒸留燃料沸点範囲留分の全てが約0.1重量%未満の芳香族含有量を有した。これらの芳香族含有量は、UV吸収、次いで、測定されたUV吸収を芳香族含有量と関連づけることによって決定された。さらに、低圧力条件(表4の第1列)におけるZSM−48によるオリゴマー化によって生成された芳香族の量は、より高い圧力条件(表4の最終列)におけるZSM−5によるオリゴマー化によって生成された芳香族の量の約半分であった。蒸留燃料沸点範囲留分に対するセタン価は、約43または44で類似であった。ZSM−5触媒を使用して生成した371℃+留分は、ZSM−48の存在下でのオリゴマー化によって生成した371℃+留分に対する約52のセタン価と比較して、少なくとも55のいくらかより高いセタン価を有した。
Figure 2020513460
追加の実施形態
実施形態1
ナフサ組成物(又はナフサ・コンポジション(naphtha composition))および蒸留組成物(又はディスティレート・コンポジション(distillate composition))を形成(又は製造)するための方法であり、
変換された溶出物(又は流出物(effluent))(又は変換溶出物又は変換流出物(converted effluent))を形成(又は製造)するために、400℃〜530℃(または440℃〜530℃)の平均反応温度と、少なくとも150psig(約1000kPag)の全圧力と、0.1時間−1〜10時間−1のWHSVとにおいて、オキシゲナート(又はオキシゲネート(類)(oxygenates))を含む供給原料(又はフィード(feed))を変換触媒(又はコンバージョン触媒(conversion catalyst))に暴露させること(又はエクスポージング(exposing))(又は工程又はステップ)であって、変換された溶出物が、少なくとも95のオクタン価(又はオクタン・レーティング(octane rating))を有するナフサ沸点範囲留分(又はナフサ・ボイリング・レンジ・フラクション(naphtha boiling range fraction))を含むことと、
オリゴマー化溶出物(又はオリゴマー化流出物(oligomerized effluent))を形成するために、125℃〜250℃の温度において、変換された溶出物の少なくとも一部をオリゴマー化触媒(又はオリゴメリゼーション触媒(oligomerization catalyst))にカスケードさせること(又は垂らすこと又はカスケーディング(cascading))(又は工程又はステップ)と
を含み、
変換された溶出物の少なくとも一部が、エチレン、プロピレン、またはそれらの組合せを含み、
オリゴマー化溶出物が、このオリゴマー化溶出物中の炭化水素の重量に対して、少なくとも60重量%(または少なくとも65重量%、または少なくとも70重量%)の蒸留沸点範囲留分(又はディスティレート・ボイリング・レンジ・フラクション(distillate boiling range fraction))、少なくとも10重量%(または少なくとも15重量%)の371℃+留分(又は371℃プラス・フラクション(371℃+fraction))と、20重量%未満の177℃−留分(又は177℃マイナス・フラクション(177℃−fraction))とを含み、
蒸留沸点範囲留分が、約1.0重量%以下(または0.5重量%以下)の芳香族含有量(又は芳香族化合物含有量又はアロマチック(ス)・コンテント(aromatics content))を有する、
方法。
実施形態2
オリゴマー化触媒が、1−Dの10員環のゼオライトまたは2−Dの10員環のゼオライトを含み、
ゼオライトが、任意選択的に、MREのフレームワーク構造(又はフレームワーク・ストラクチャ)、MFIのフレームワーク構造(又はフレームワーク・ストラクチャ)、またはそれらの組合せを含み、
ゼオライトが、10〜200、または20〜40のケイ素:アルミニウムの比と、少なくとも5、または少なくとも15、または少なくとも100のアルファ値(又はアルファ・バリュー(Alpha value))とを有する、
実施形態1の方法。
実施形態3
蒸留沸点範囲留分が、少なくとも40のセタン価を有する、
371℃+留分が、少なくとも50のセタン価を有する、または
それらの組合せ
である、実施形態1または2の方法。
実施形態4
変換触媒が、MFIフレームワークゼオライトを含み、
変換触媒が、この変換触媒に担持(又はサポート)された0.5重量%〜1.5重量%のZnをさらに含み、
変換触媒が、任意選択的に、この変換触媒に担持(又はサポート)されたPをさらに含み、
変換触媒に担持(又はサポート)されたP:Znのモル比が、約1.5〜3.0である、
実施形態1〜3のいずれか1項の方法。
実施形態5
150psig(約1000kPag)〜約300psig(約2100kPag)の圧力において、変換された溶出物の少なくとも一部をオリゴマー化触媒に暴露させる、実施形態1〜4のいずれか1項の方法。
実施形態6
変換された溶出物の少なくとも一部をオリゴマー化触媒にカスケードさせること(又は垂らすこと)(又は工程又はステップ)が、変換された溶出物の少なくとも一部をオリゴマー化触媒に曝露させる前に、変換された溶出物の少なくとも一部から水を分離することをさらに含み、変換された溶出物の少なくとも一部が、変換された溶出物の全重量に対して、約10重量%以下の水を含む、実施形態1〜5のいずれか1項の方法。
実施形態7
変換触媒およびオリゴマー化触媒が、同一の反応器(内)に位置する;または
事前圧縮(prior compression)なしで(又は事前圧縮を行わずに)、変換された溶出物の少なくとも一部をオリゴマー化触媒に暴露させる;または
それらの組合せ
である、実施形態1〜6のいずれか1項の方法。
実施形態8
ナフサ組成物および蒸留組成物を形成(又は製造)するための方法であり、
変換された溶出物を形成(又は製造)するために、約440℃〜約530℃(または約450℃〜約500℃)の平均反応温度と、100psig(約700kPag)〜300psig(約2100kPag)の全圧力と、0.1時間−1〜10.0時間−1のWHSVとにおいて、オキシゲナートを含む供給原料を変換触媒に暴露させること(又は工程又はステップ)であって、
変換された溶出物が、この変換された溶出物中の炭化水素(類)の重量に対して、少なくとも50重量%のナフサ沸点範囲留分を含み、
ナフサ沸点範囲留分が、少なくとも40重量%の芳香族(又は芳香族化合物又はアロマチック(ス)(aromatics))を含み、
変換された溶出物が、エチレン、プロピレン、またはそれらの組合せをさらに含む
ことと;
第1の溶出物留分(又は第1の溶出物フラクション又は第1の流出物フラクション(first effluent fraction))と第2の溶出物留分(又は第2の溶出物フラクション又は第2の流出物フラクション(second effluent fraction))とを少なくとも形成(又は製造)するために、変換された溶出物の少なくとも一部を分離すること(又は工程又はステップ)であって、
第1の溶出物留分が、少なくとも50重量%のナフサ沸点範囲留分を含み、
第2の溶出物留分が、少なくとも50重量%のエチレン、プロピレン、またはそれらの組合せを含み、
第1の溶出物留分およびナフサ沸点範囲留分の少なくとも一方が、少なくとも95のオクタン価(又はオクタン・レーティング(octane rating))を有し、このオクタン価は、(RON+MON)/2として定義されるものである
ことと;
オリゴマー化溶出物を形成するために、125℃〜250℃の温度と、150psig(約1000kPag)〜1000psig(約6900kPag)の全圧力とにおいて、第2の溶出物留分の少なくとも一部をオリゴマー化触媒に暴露させること(又は工程又はステップ)であって、
オリゴマー化溶出物が、このオリゴマー化溶出物中の炭化水素の重量に対して、少なくとも60重量%(または少なくとも65重量%、または少なくとも70重量%)の蒸留沸点範囲留分と、少なくとも10重量%(または少なくとも15重量%)の371℃+留分(又は371℃プラス・フラクション)と、20重量%未満の177℃−留分(又は177℃マイナス・フラクション)とを含み、
蒸留沸点範囲留分が、約1.0重量%以下(または0.5重量%以下)の芳香族含有量(又は芳香族化合物含有量又はアロマチック(ス)・コンテント)と、少なくとも40のセタン価(又はセタン・レーティング(cetane rating))とを有し、
371℃+留分が、少なくとも50のセタン価を有する
ことと;
を含み、
変換触媒が、10員環のゼオライト(好ましくは、MFIフレームワーク構造を有する)を含み、このゼオライトが、10〜200(好ましくは、20〜40)のケイ素:アルミニウムの比と、少なくとも5(好ましくは、少なくとも100)のアルファ値(又はアルファ・バリュー)とを有し、
変換触媒が、この触媒に担持(又はサポート)された0.1重量%〜1.5重量%のZnをさらに含む、
方法。
実施形態9
変換触媒が、この変換触媒に担持(又はサポート)されたPをさらに含み、この変換触媒に担持(又はサポート)されたP:Znのモル比が、約1.5〜3.0である、実施形態8の方法。
実施形態10
オキシゲナートを含む供給原料を変換触媒に暴露させること(又は工程又はステップ)が、流動床(fluidized bed)、移動床(moving bed)、ライザー反応器(riser reactor)、またはそれらの組合せにおいて、オキシゲナートを含む供給原料を変換触媒に暴露させること(又は工程又はステップ)を含み、
この変換触媒が、変換触媒1グラム(g)に対して暴露されたメタノール1グラム(g)あたり、0.3重量%〜5.0重量%(任意選択的には、1.5重量%〜3.0重量%)の触媒の再生(又はリジェネレーション(regeneration))に相当(又は対応)するレート(又は割合(rate))で回収(又はウィズドロー(withdrawn))および再生(又はリジェネレーション(regenerated))される;あるいは
オキシゲナートが、メタノールを含み、変換触媒が、
a)触媒1グラムあたり、1グラム〜250グラムのメタノールの平均触媒暴露時間(又はアベレージ・キャタリスト・エクスポージャ・タイム(average catalyst exposure time))、または
b)触媒1グラムあたり、250グラム〜500グラムのメタノールの平均触媒暴露時間(又はアベレージ・キャタリスト・エクスポージャ・タイム)を含む;あるいは
それらの組合せ
である、実施形態8または9の方法。
実施形態11
a) オリゴマー化触媒が、MREフレームワークゼオライト、MFIフレームワークゼオライト、またはそれらの組合せ、好ましくはZSM−48を含む;
b) 変換触媒が、MREフレームワークゼオライト、MFIフレームワークゼオライト、MELフレームワークゼオライト、またはそれらの組合せ、好ましくはZSM−5を含む;または
c) a)およびb)の組合せ
である、実施形態8〜10のいずれか1項の方法。
実施形態12
ナフサ組成物(又はナフサ・コンポジション)および蒸留組成物(又はディスティレート・コンポジション)を形成(又は製造)するための方法であり、当該方法は、
ナフサ沸点範囲留分(又はナフサ・ボイリング・レンジ・フラクション)を含む変換された溶出物(又は流出物)(又は変換溶出物又は変換流出物)を形成(又は製造)するために、流動床(fluidized bed)または移動床(moving bed)で、約400℃〜約530℃の平均反応温度と、100psig(約700kPag)〜300psig(約2100kPag)の全圧力と、0.1時間−1〜10.0時間−1のWHSVとにおいて、メタノールを含む供給原料を変換触媒に暴露させること(又は工程又はステップ)と;
第1の溶出物留分(又は第1の溶出物フラクション又は第1の流出物フラクション(first effluent fraction))と、第2の溶出物留分(又は第2の溶出物フラクション又は第2の流出物フラクション(second effluent fraction))とを少なくとも形成(又は製造)するために、変換された溶出物の少なくとも一部を分離すること(又は工程又はステップ)であって、第1の溶出物留分が、少なくとも50重量%のナフサ沸点範囲留分を含み、第2の溶出物留分が、エチレン、プロピレン、またはそれらの組合せを含むことと;
オリゴマー化溶出物(又はオリゴマー化流出物(oligomerized effluent))を形成(又は製造)するために、125℃〜250℃の温度と、150psig(約1000kPag)〜1000psig(約6900kPag)の全圧力とにおいて、第2の溶出物留分の少なくとも一部をオリゴマー化触媒(又はオリゴメリゼーション触媒)に暴露させること(又は工程又はステップ)であって、上記オリゴマー化溶出物が、オリゴマー化溶出物中の炭化水素(類)の重量に対して、少なくとも60重量%(または少なくとも65重量%、または少なくとも70重量%)の蒸留沸点範囲留分(又はディスティレート・ボイリング・レンジ・フラクション)と、少なくとも10重量%(または少なくとも15重量%)の371℃+留分(又は371℃プラス・フラクション)と、20重量%未満の177℃−留分(又は177℃マイナス・フラクション)とを含み、蒸留沸点範囲留分が、約1.0重量%以下(または0.5重量%以下)の芳香族含有量(又は芳香族化合物含有量又はアロマチック(ス)・コンテント)と、少なくとも40のセタン価(又はセタン・レーティング)とを有し、371℃+留分が、少なくとも50のセタン価を有することと;
を含み、
変換触媒が、10員環または12員環のゼオライトを含み、
ゼオライトが、MFIまたはMELのフレームワーク構造(又はフレームワーク・ストラクチャ)とは異なるフレームワーク構造を有し、
ゼオライトが、10〜200(または20〜40)のケイ素:アルミニウムの比と、少なくとも5(または少なくとも100)のアルファ値(又はアルファ・バリュー)とを有し、
変換触媒が、この触媒に担持(又はサポート)された0.1重量%〜1.5重量%のZnをさらに含み、
変換触媒が、触媒1グラムあたり25グラム〜200グラム(または50グラム〜180グラム、または25グラム〜150グラム、または50グラム〜150グラム、または75グラム〜150グラム、または100グラム〜150グラム)のメタノールの平均触媒曝露時間(又はアベレージ・キャタリスト・エクスポージャ・タイム)を含む、
方法。
実施形態13
変換触媒のフレームワーク構造が、オリゴマー化触媒のためのフレームワーク構造と同一である、または、
変換触媒が、オリゴマー化触媒のゼオライトと同一のゼオライトを含み、ゼオライトが、任意選択的に、ZSM−48を含む、
実施形態8〜12のいずれか1項の方法。
実施形態14
メタノールの変換(又はコンバージョン(conversion))のためのプロセス(又は方法又は工程(process))からの溶出物(又は流出物(effluent))を含む組成物(又はコンポジション(composition))であり、
当該組成物が、少なくとも40重量%の水を含み、
当該組成物が、この組成物中の炭化水素(類)の重量に対して、少なくとも50重量%(または少なくとも55重量%、または少なくとも60重量%)のナフサ沸点範囲留分(又はナフサ・ボイリング・レンジ・フラクション)をさらに含み、
ナフサ沸点範囲留分が、少なくとも35重量%の芳香族(又は芳香族化合物又はアロマチック(ス))と、少なくとも20重量%のパラフィンとを含み、
この組成物中の少なくとも50重量%のパラフィンが、CまたはCパラフィンを含み、15重量%〜30重量%のパラフィンが、C+パラフィンを含み、
ナフサ沸点範囲留分が、少なくとも95(または少なくとも97、または少なくとも100)のオクタン価(又はオクタン・レーティング)を有し、このオクタン価は、(RON+MON)/2として定義されるものであり、
ナフサ沸点範囲留分が、任意選択的に、少なくとも40重量%の芳香族(又は芳香族化合物又はアロマチック(ス))と、10重量%未満のオレフィンとを含む、
組成物。
実施形態15
オキシゲナート変換(又はオキシゲネート・コンバージョン(oxygenate conversion))を実行するためのシステム(又は系(system))であり、当該システムは、変換反応器(又はコンバージョン・リアクター(conversion reactor))と、分離ステージ(又はセパレーション・ステージ又は分離段階(separation stage))と、オリゴマー化反応器(又はオリゴメリゼーション・リアクター(oligomerization reactor))とを含み、
変換反応器は、変換反応器入口(又はコンバージョン・リアクター・インレット(conversion reactor inlet))と、変換反応器出口(又はコンバージョン・リアクター・アウトレット(conversion reactor outlet))とを含み、変換反応器は、10員環のゼオライト(任意選択的に、MFIのフレームワーク構造(又はフレームワーク・ストラクチャ)、MELのフレームワーク構造(又はフレームワーク・ストラクチャ)および/またはMREのフレームワーク構造(又はフレームワーク・ストラクチャ)を有する)を含む変換触媒(又はコンバージョン触媒)をさらに含み、ゼオライトが、10〜200(または20〜40)のケイ素:アルミニウムの比と、少なくとも5(または少なくとも15、または少なくとも100)のアルファ値(又はアルファ・バリュー)とを有し、変換触媒が、この触媒に担持(又はサポート)された0.1重量%〜1.5重量%のZnをさらに含み、
分離ステージは、分離器入口(又はセパレーター・インレット(separator inlet))と、第1の分離器出口(又はセパレーター・アウトレット(separator outlet))と、第2の分離器生成物(又はセパレーター・プロダクト(separator product))と、水相出口(又はアクエオウス・フェーズ・アウトレット(aqueous phase outlet))とを含み、この分離器入口は、変換反応器出口と直接的に流体連絡していて、この直接的な流体連絡は、圧縮器(又はコンプレッサー(compressor))を通過しないものであり、
上記のオリゴマー化反応器は、オリゴマー化反応器入口(又はオリゴメリゼーション・リアクター・インレット(oligomerization reactor inlet))と、オリゴマー化反応器出口(又はオリゴメリゼーション・リアクター・アウトレット(oligomerization reactor outlet))とを含み、このオリゴマー化反応器は、オリゴマー化触媒(又はオリゴメリゼーション触媒(oligomerization catalyst))をさらに含み、このオリゴマー化反応器入口は、第1の分離器出口と直接的に流体連絡していて、この直接的な流体連絡は、圧縮器を通過しないものであり、このオリゴマー化反応器入口は、分離ステージを介して(又は経由)して、変換反応器出口と間接的に流体連絡していて、
オリゴマー化触媒は、10員環のゼオライト(任意選択的に、MREおよび/またはMFIのフレームワーク構造を有する)を含み、このゼオライトは、10〜200(または20〜40)のケイ素:アルミニウムの比と、少なくとも5(または少なくとも10)のアルファ値(又はアルファ・バリュー)とを有する、
システム。
実施形態16
実施形態1〜13のいずれか1項の方法に従って形成(又は製造)されるナフサ沸点範囲留分、または実施形態15のシステムを使用して形成(又は製造)されるナフサ沸点範囲留分。
本発明が、特定の実施形態を参照することによって記載および説明されているが、当業者は、本発明が本明細書に説明されていない変形に適することを認識するであろう。この理由のため、参照は、本発明の真の範囲を決定する目的のために、単に添付の請求の範囲にされるべきである。

Claims (16)

  1. ナフサ組成物および蒸留組成物を形成するための方法であり、
    変換された溶出物を形成するために、400℃〜530℃(または440℃〜530℃)の平均反応温度と、少なくとも150psig(約1000kPag)の全圧力と、0.1時間−1〜10時間−1のWHSVとにおいて、オキシゲナートを含む供給原料を変換触媒に暴露させることであって、前記変換された溶出物が、少なくとも95のオクタン価を有するナフサ沸点範囲留分を含むことと;
    オリゴマー化溶出物を形成するために、125℃〜250℃の温度において、前記変換された溶出物の少なくとも一部をオリゴマー化触媒にカスケードさせることと
    を含み、
    前記変換された溶出物の少なくとも一部が、エチレン、プロピレン、またはそれらの組合せを含み、
    前記オリゴマー化溶出物が、前記オリゴマー化溶出物中の炭化水素の重量に対して、少なくとも60重量%(または少なくとも65重量%、または少なくとも70重量%)の蒸留沸点範囲留分、少なくとも10重量%(または少なくとも15重量%)の371℃+留分と、20重量%未満の177℃−留分とを含み、
    前記蒸留沸点範囲留分が、約1.0重量%以下(または0.5重量%以下)の芳香族含有量を有する、
    方法。
  2. 前記オリゴマー化触媒が、1−Dの10員環のゼオライトまたは2−Dの10員環のゼオライトを含み、
    前記ゼオライトが、任意選択的に、MREのフレームワーク構造、MFIのフレームワーク構造、またはそれらの組合せを含み、
    前記ゼオライトが、10〜200、または20〜40のケイ素:アルミニウムの比と、少なくとも5、または少なくとも15、または少なくとも100のアルファ値とを有する、
    請求項1に記載の方法。
  3. 前記蒸留沸点範囲留分が、少なくとも40のセタン価を有する、
    前記371℃+留分が、少なくとも50のセタン価を有する、または
    それらの組合せ
    である、請求項1または2に記載の方法。
  4. 前記変換触媒が、MFIフレームワークゼオライトを含み、
    前記変換触媒が、前記変換触媒に担持された0.5重量%〜1.5重量%のZnをさらに含み、
    前記変換触媒が、任意選択的に、前記変換触媒に担持されたPをさらに含み、
    前記変換触媒に担持されたP:Znのモル比が、約1.5〜3.0である、
    請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
  5. 150psig(約1000kPag)〜約300psig(約2100kPag)の圧力において、前記変換された溶出物の少なくとも一部を前記オリゴマー化触媒に暴露させる、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
  6. 前記変換された溶出物の少なくとも一部をオリゴマー化触媒にカスケードさせることが、前記変換された溶出物の少なくとも一部を前記オリゴマー化触媒に曝露させる前に、前記変換された溶出物の少なくとも一部から水を分離することをさらに含み、前記変換された溶出物の少なくとも一部が、前記変換された溶出物の全重量に対して、約10重量%以下の水を含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
  7. 前記変換触媒および前記オリゴマー化触媒が、同一の反応器に位置する;または
    事前圧縮なしで、前記変換された溶出物の少なくとも一部を前記オリゴマー化触媒に暴露させる;または
    それらの組合せ
    である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
  8. ナフサ組成物および蒸留組成物を形成するための方法であり、
    変換された溶出物を形成するために、約440℃〜約530℃(または約450℃〜約500℃)の平均反応温度と、100psig(約700kPag)〜300psig(約2100kPag)の全圧力と、0.1時間−1〜10.0時間−1のWHSVとにおいて、オキシゲナートを含む供給原料を変換触媒に暴露させることであって、
    前記変換された溶出物が、前記変換された溶出物中の炭化水素の重量に対して、少なくとも50重量%のナフサ沸点範囲留分を含み、
    前記ナフサ沸点範囲留分が、少なくとも40重量%の芳香族を含み、
    前記変換された溶出物が、エチレン、プロピレン、またはそれらの組合せをさらに含む
    ことと;
    第1の溶出物留分と第2の溶出物留分とを少なくとも形成するために、前記変換された溶出物の少なくとも一部を分離することであって、
    前記第1の溶出物留分が、少なくとも50重量%の前記ナフサ沸点範囲留分を含み、
    前記第2の溶出物留分が、少なくとも50重量%の前記エチレン、プロピレン、またはそれらの組合せを含み、
    前記第1の溶出物留分および前記ナフサ沸点範囲留分の少なくとも一方が、少なくとも95のオクタン価を有し、該オクタン価は、(RON+MON)/2として定義されるものである
    ことと;
    オリゴマー化溶出物を形成するために、125℃〜250℃の温度と、150psig(約1000kPag)〜1000psig(約6900kPag)の全圧力とにおいて、前記第2の溶出物留分の少なくとも一部をオリゴマー化触媒に暴露させることであって、
    前記オリゴマー化溶出物が、前記オリゴマー化溶出物中の炭化水素の重量に対して、少なくとも60重量%(または少なくとも65重量%、または少なくとも70重量%)の蒸留沸点範囲留分と、少なくとも10重量%(または少なくとも15重量%)の371℃+留分と、20重量%未満の177℃−留分とを含み、
    前記蒸留沸点範囲留分が、約1.0重量%以下(または0.5重量%以下)の芳香族含有量と、少なくとも40のセタン価とを有し、
    前記371℃+留分が、少なくとも50のセタン価を有する
    ことと
    を含み、
    前記変換触媒が、10員環のゼオライト(好ましくは、MFIフレームワーク構造を有する)を含み、前記ゼオライトが、10〜200(好ましくは、20〜40)のケイ素:アルミニウムの比と、少なくとも5(好ましくは、少なくとも100)のアルファ値とを有し、
    前記変換触媒が、前記触媒に担持された0.1重量%〜1.5重量%のZnをさらに含む、
    方法。
  9. 前記変換触媒が、前記変換触媒に担持されたPをさらに含み、前記変換触媒に担持されたP:Znのモル比が、約1.5〜3.0である、請求項8に記載の方法。
  10. 前記オキシゲナートを含む供給原料を変換触媒に暴露させることが、流動床、移動床、ライザー反応器、またはそれらの組合せにおいて、前記オキシゲナートを含む供給原料を前記変換触媒に暴露させることを含み、
    前記変換触媒が、変換触媒1グラム(g)に対して暴露されたメタノール1グラム(g)あたり、0.3重量%〜5.0重量%(任意選択的には、1.5重量%〜3.0重量%)の触媒の再生に相当するレートで回収および再生される;あるいは
    前記オキシゲナートが、メタノールを含み、前記変換触媒が、
    a)触媒1グラムあたり、1グラム〜250グラムのメタノールの平均触媒暴露時間、または
    b)触媒1グラムあたり、250グラム〜500グラムのメタノールの平均触媒暴露時間を含む;あるいは
    それらの組合せ
    である、請求項8または9に記載の方法。
  11. a) 前記オリゴマー化触媒が、MREフレームワークゼオライト、MFIフレームワークゼオライト、またはそれらの組合せ、好ましくはZSM−48を含む;
    b) 前記変換触媒が、MREフレームワークゼオライト、MFIフレームワークゼオライト、MELフレームワークゼオライト、またはそれらの組合せ、好ましくはZSM−5を含む;または
    c) a)およびb)の組合せ
    である、請求項8〜10のいずれか1項に記載の方法。
  12. ナフサ組成物および蒸留組成物を形成するための方法であり、当該方法は、
    ナフサ沸点範囲留分を含む変換された溶出物を形成するために、流動床または移動床で、約400℃〜約530℃の平均反応温度と、100psig(約700kPag)〜300psig(約2100kPag)の全圧力と、0.1時間−1〜10.0時間−1のWHSVとにおいて、メタノールを含む供給原料を変換触媒に暴露させることと;
    第1の溶出物留分と、第2の溶出物留分とを少なくとも形成するために、前記変換された溶出物の少なくとも一部を分離することであって、前記第1の溶出物留分が、少なくとも50重量%の前記ナフサ沸点範囲留分を含み、前記第2の溶出物留分が、エチレン、プロピレン、またはそれらの組合せを含むことと;
    オリゴマー化溶出物を形成するために、125℃〜250℃の温度と、150psig(約1000kPag)〜1000psig(約6900kPag)の全圧力とにおいて、前記第2の溶出物留分の少なくとも一部をオリゴマー化触媒に暴露させることであって、前記オリゴマー化溶出物が、前記オリゴマー化溶出物中の炭化水素の重量に対して、少なくとも60重量%(または少なくとも65重量%、または少なくとも70重量%)の蒸留沸点範囲留分と、少なくとも10重量%(または少なくとも15重量%)の371℃+留分と、20重量%未満の177℃−留分とを含み、前記蒸留沸点範囲留分が、約1.0重量%以下(または0.5重量%以下)の芳香族含有量と、少なくとも40のセタン価とを有し、前記371℃+留分が、少なくとも50のセタン価を有することと
    を含み、
    前記変換触媒が、10員環または12員環のゼオライトを含み、
    前記ゼオライトが、MFIまたはMELのフレームワーク構造とは異なるフレームワーク構造を有し、
    前記ゼオライトが、10〜200(または20〜40)のケイ素:アルミニウムの比と、少なくとも5(または少なくとも100)のアルファ値とを有し、
    前記変換触媒が、前記触媒に担持された0.1重量%〜1.5重量%のZnをさらに含み、
    前記変換触媒が、触媒1グラムあたり25グラム〜200グラム(または50グラム〜180グラム、または25グラム〜150グラム、または50グラム〜150グラム、または75グラム〜150グラム、または100グラム〜150グラム)のメタノールの平均触媒曝露時間を含む、
    方法。
  13. 前記変換触媒のフレームワーク構造が、前記オリゴマー化触媒のためのフレームワーク構造と同一である、または
    前記変換触媒が、前記オリゴマー化触媒のゼオライトと同一のゼオライトを含み、前記ゼオライトが、任意選択的に、ZSM−48を含む、
    請求項8〜12のいずれか1項に記載の方法。
  14. メタノールの変換のためのプロセスからの溶出物を含む組成物であり、
    当該組成物が、少なくとも40重量%の水を含み、
    当該組成物が、前記組成物中の炭化水素の重量に対して、少なくとも50重量%(または少なくとも55重量%、または少なくとも60重量%)のナフサ沸点範囲留分をさらに含み、
    前記ナフサ沸点範囲留分が、少なくとも35重量%の芳香族と、少なくとも20重量%のパラフィンとを含み、
    前記組成物中の少なくとも50重量%の前記パラフィンが、CまたはCパラフィンを含み、15重量%〜30重量%の前記パラフィンが、C+パラフィンを含み、
    前記ナフサ沸点範囲留分が、少なくとも95(または少なくとも97、または少なくとも100)のオクタン価を有し、該オクタン価は、(RON+MON)/2として定義されるものであり、
    前記ナフサ沸点範囲留分が、任意選択的に、少なくとも40重量%の芳香族と、10重量%未満のオレフィンとを含む、
    組成物。
  15. オキシゲナート変換を実行するためのシステムであり、当該システムは、変換反応器と、分離ステージと、オリゴマー化反応器とを含み、
    変換反応器は、変換反応器入口と、変換反応器出口とを含み、該変換反応器は、10員環のゼオライト(任意選択的に、MFIのフレームワーク構造、MELのフレームワーク構造および/またはMREのフレームワーク構造を有する)を含む変換触媒をさらに含み、前記ゼオライトが、10〜200(または20〜40)のケイ素:アルミニウムの比と、少なくとも5(または少なくとも15、または少なくとも100)のアルファ値とを有し、前記変換触媒が、前記触媒に担持された0.1重量%〜1.5重量%のZnをさらに含み;
    前記分離ステージは、分離器入口と、第1の分離器出口と、第2の分離器生成物と、水相出口とを含み、前記分離器入口は、前記変換反応器出口と直接的に流体連絡していて、前記直接的な流体連絡は、圧縮器を通過しないものであり、
    前記オリゴマー化反応器は、オリゴマー化反応器入口と、オリゴマー化反応器出口とを含み、前記オリゴマー化反応器は、オリゴマー化触媒をさらに含み、前記オリゴマー化反応器入口は、前記第1の分離器出口と直接的に流体連絡していて、前記直接的な流体連絡は、圧縮器を通過しないものであり、前記オリゴマー化反応器入口は、前記分離ステージを介して、前記変換反応器出口と間接的に流体連絡していて、
    前記オリゴマー化触媒は、10員環のゼオライト(任意選択的に、MREおよび/またはMFIのフレームワーク構造を有する)を含み、前記ゼオライトは、10〜200(または20〜40)のケイ素:アルミニウムの比と、少なくとも5(または少なくとも10)のアルファ値とを有する、
    システム。
  16. 請求項1〜13のいずれか1項に記載の方法に従って形成されるナフサ沸点範囲留分、または請求項15に記載のシステムを使用して形成されるナフサ沸点範囲留分。
JP2019530460A 2016-12-07 2017-11-09 統合されたオキシゲナート変換およびオレフィンオリゴマー化 Active JP7128815B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662431047P 2016-12-07 2016-12-07
US62/431,047 2016-12-07
PCT/US2017/060801 WO2018106396A1 (en) 2016-12-07 2017-11-09 Integrated oxygenate conversion and olefin oligomerization

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020513460A true JP2020513460A (ja) 2020-05-14
JP7128815B2 JP7128815B2 (ja) 2022-08-31

Family

ID=60574718

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019530460A Active JP7128815B2 (ja) 2016-12-07 2017-11-09 統合されたオキシゲナート変換およびオレフィンオリゴマー化

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10590353B2 (ja)
EP (1) EP3551729B1 (ja)
JP (1) JP7128815B2 (ja)
KR (1) KR102444322B1 (ja)
CN (1) CN110036094B (ja)
WO (1) WO2018106396A1 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11084983B2 (en) * 2019-01-24 2021-08-10 Exxonmobil Research And Engineering Company Fluidized bed conversion of oxygenates with increased aromatic selectivity
CN116234890A (zh) 2020-09-25 2023-06-06 托普索公司 甲醇制烯烃(mto)方法
WO2022063995A1 (en) 2020-09-25 2022-03-31 Haldor Topsøe A/S Methanol to olefin (mto) process
WO2023138876A1 (en) 2022-01-21 2023-07-27 Topsoe A/S Process and plant for conversion of oxygenates
US20230348341A1 (en) * 2022-03-29 2023-11-02 Uop Llc Process for converting olefins to distillate fuels
WO2024050427A1 (en) * 2022-08-30 2024-03-07 Uop Llc Process for converting olefins to distillate fuels with regeneration

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59227976A (ja) * 1983-06-02 1984-12-21 モ−ビル オイル コ−ポレ−ション メタノ−ルまたはジメチルエ−テルまたはそれら両者のオレフイン類への転化方法
JPS60112885A (ja) * 1983-11-03 1985-06-19 モ−ビル オイル コ−ポレ−ション 酸素含有化合物を炭化水素へ転化するための多工程方法及び装置
JPS61168692A (ja) * 1985-01-17 1986-07-30 モ−ビル オイル コ−ポレ−ション 酸素含有化合物の液体炭化水素類への転化方法
JPS61209050A (ja) * 1985-01-03 1986-09-17 ジ アスベストス インステイチユ−ト ゼオライト触媒
US4898717A (en) * 1984-01-04 1990-02-06 Mobil Oil Corp. Multistage process for converting oxygenates to distillate hydrocarbons with interstage ethene recovery
US4935568A (en) * 1988-12-05 1990-06-19 Mobil Oil Corporation Multistage process for oxygenate conversion to hydrocarbons
JPH03505588A (ja) * 1989-04-24 1991-12-05 モービル・オイル・コーポレイション アルコールのエーテル富含ガソリンへの転化
CN102725379A (zh) * 2009-12-11 2012-10-10 埃克森美孚研究工程公司 将甲醇转化为轻质烯烃、汽油和馏分油的方法和系统
US20150175499A1 (en) * 2013-12-20 2015-06-25 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Conversion of Methanol to Olefins and Para-Xylene
CN105814010A (zh) * 2013-12-20 2016-07-27 埃克森美孚研究工程公司 用于将含氧化合物转化成芳香族化合物的催化剂

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3354078A (en) 1965-02-04 1967-11-21 Mobil Oil Corp Catalytic conversion with a crystalline aluminosilicate activated with a metallic halide
US3702886A (en) 1969-10-10 1972-11-14 Mobil Oil Corp Crystalline zeolite zsm-5 and method of preparing the same
US3709979A (en) 1970-04-23 1973-01-09 Mobil Oil Corp Crystalline zeolite zsm-11
US3894104A (en) 1973-08-09 1975-07-08 Mobil Oil Corp Aromatization of hetero-atom substituted hydrocarbons
US3941871A (en) 1973-11-02 1976-03-02 Mobil Oil Corporation Crystalline silicates and method of preparing the same
US4049573A (en) 1976-02-05 1977-09-20 Mobil Oil Corporation Zeolite catalyst containing oxide of boron or magnesium
US4560537A (en) * 1983-11-03 1985-12-24 Mobil Oil Corporation Multistage process for converting oxygenates to hydrocarbons
US4582815A (en) 1984-07-06 1986-04-15 Mobil Oil Corporation Extrusion of silica-rich solids
US7462207B2 (en) 1996-11-18 2008-12-09 Bp Oil International Limited Fuel composition
US6372949B1 (en) 1999-10-15 2002-04-16 Mobil Oil Corporation Single stage process for converting oxygenates to gasoline and distillate in the presence of undimensional ten member ring zeolite
AR045892A1 (es) 2003-06-18 2005-11-16 Shell Int Research Composicion de gasolina
US20070249884A1 (en) * 2006-04-20 2007-10-25 Innovenne Usa Polyolefin processes with constituent high conversion alkane dehydrogenation in membrane reactors
WO2012161017A1 (ja) 2011-05-26 2012-11-29 Jx日鉱日石エネルギー株式会社 ガソリン組成物およびその製造方法
US20130102825A1 (en) 2011-10-17 2013-04-25 Exxonmobil Research And Engineering Company Phosphorus modified zeolite catalysts
US9267081B2 (en) * 2012-09-14 2016-02-23 Council Of Scientific & Industrial Research Catalyst and process for the conversion of bio-ethanol into gasoline
CN103865562A (zh) * 2014-02-24 2014-06-18 中国海洋石油总公司 一种甲醇制汽油的方法
EP3204467A1 (en) 2014-10-10 2017-08-16 Exxonmobil Research And Engineering Company Apparatus and process for producing gasoline, olefins and aromatics from oxygenates
CA2968890C (en) * 2014-12-22 2021-07-06 Exxonmobil Research And Engineering Company Conversion of organic oxygenates to hydrocarbons

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59227976A (ja) * 1983-06-02 1984-12-21 モ−ビル オイル コ−ポレ−ション メタノ−ルまたはジメチルエ−テルまたはそれら両者のオレフイン類への転化方法
JPS60112885A (ja) * 1983-11-03 1985-06-19 モ−ビル オイル コ−ポレ−ション 酸素含有化合物を炭化水素へ転化するための多工程方法及び装置
US4898717A (en) * 1984-01-04 1990-02-06 Mobil Oil Corp. Multistage process for converting oxygenates to distillate hydrocarbons with interstage ethene recovery
JPS61209050A (ja) * 1985-01-03 1986-09-17 ジ アスベストス インステイチユ−ト ゼオライト触媒
JPS61168692A (ja) * 1985-01-17 1986-07-30 モ−ビル オイル コ−ポレ−ション 酸素含有化合物の液体炭化水素類への転化方法
US4935568A (en) * 1988-12-05 1990-06-19 Mobil Oil Corporation Multistage process for oxygenate conversion to hydrocarbons
JPH03505588A (ja) * 1989-04-24 1991-12-05 モービル・オイル・コーポレイション アルコールのエーテル富含ガソリンへの転化
CN102725379A (zh) * 2009-12-11 2012-10-10 埃克森美孚研究工程公司 将甲醇转化为轻质烯烃、汽油和馏分油的方法和系统
US20150175499A1 (en) * 2013-12-20 2015-06-25 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Conversion of Methanol to Olefins and Para-Xylene
CN105814010A (zh) * 2013-12-20 2016-07-27 埃克森美孚研究工程公司 用于将含氧化合物转化成芳香族化合物的催化剂

Also Published As

Publication number Publication date
US20180155637A1 (en) 2018-06-07
JP7128815B2 (ja) 2022-08-31
CN110036094A (zh) 2019-07-19
KR20190094202A (ko) 2019-08-12
KR102444322B1 (ko) 2022-09-16
CN110036094B (zh) 2022-06-24
US10590353B2 (en) 2020-03-17
WO2018106396A1 (en) 2018-06-14
EP3551729A1 (en) 2019-10-16
EP3551729B1 (en) 2022-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7128815B2 (ja) 統合されたオキシゲナート変換およびオレフィンオリゴマー化
US20150175897A1 (en) Catalyst for conversion of methanol to hydrocarbons
US11352571B2 (en) Oligomerization of olefins derived from oxygenates
US20180155631A1 (en) Combined olefin and oxygenate conversion for aromatics production
US11384289B2 (en) Conversion of methanol to gasoline with integrated paraffin conversion
KR102500247B1 (ko) 가변 촉매 조성물에 의한 산소화물의 탄화수소로의 전환
US20200055797A1 (en) Oligomerization of olefins derived from oxygenates
RU2417249C1 (ru) Способ получения высокооктанового бензина или ароматических углеводородов
US11673127B2 (en) Catalyst formulation for methanol conversion catalysts
US11084983B2 (en) Fluidized bed conversion of oxygenates with increased aromatic selectivity
US11674089B2 (en) Olefin methylation for production of low aromatic gasoline
WO2010133439A1 (en) A process for the preparation of an olefinic product, process for the manufacture of an oxygenate conversion catalyst and an oxygenate conversion catalyst
JPH03505603A (ja) 原料の抽出を伴うアルコールからのガソリンおよびエーテルの複合製造法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20201005

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20211007

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211109

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20220209

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220408

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220816

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220819

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7128815

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150