TW200404757A - Method and apparatus for reducing decomposition byproducts in a methanol to olefin reactor system - Google Patents
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200404757 Ο) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於用以在甲醇轉化成烯烴之反應器系統 中減少甲醇分解性副產物之方法與裝置。 【先前技術】 輕質稀烴，本文中定義爲乙烯及丙烯，用作製造許多 重要的化學樂品及聚合物的原料。習知輕質稀烴係藉由裂 解石油原料而製造。因爲石油原料之限量供應及漸增的成 本，由石油製造烯烴的成本正呈穩定地增加當中。因此致 力於硏發並改善烯烴製造技術，特別是輕質烯烴製造技術 ，有增加的趨勢。 已知在石油工業中有時候可將含氧物，特別是醇類， 轉化成輕質烯烴。有許多技術可用以製造含氧物，包含由 天然氣、液化石油、含碳材料衍生得到的合成氣之發酵或 反應，該含碳材料包含煤炭、回收塑膠、都市垃圾或任何 其他有機材料。大體而言，合成氣的製造涉及天然氣，大 多爲甲醇，與氧氣源結合反應成氫氣、一氧化碳及/或二 氧化碳。合成氣製造方法爲眾所周知，包含習知的重組、 自熱性重組或其結合。 甲醇’用於輕質烯烴製造的較佳醇類，一般係於異相 觸媒存在之下由氫氣、一氧化碳及/或二氧化碳在甲醇反 應器中合成。例如，有一合成法中甲醇係於水冷式管狀甲 醇反應器中用銅/氧化鋅觸媒製造而成。一般而言較佳的 -6 - (2) (2)200404757 甲醇轉化法指甲醇轉化成烯烴的方法，其中在分子篩存在 之下甲醇主要係轉化成乙烯及/或丙烯。 在含氧物轉化成烯烴（0T0)的反應系統中，將包含含 氧物的原料蒸發且導入反應器。例示性的含氧物包含如甲 醇及乙醇的的醇類、甲醚、甲乙醚、甲酸甲酯及碳酸二甲 酯。甲醇轉化成烯烴（ΜΤΟ)之反應器系統中，包含含氧物 的原料包含甲醇。該反應器中，在能有效產生所欲的輕質 烯烴的條件下使甲醇與觸媒接觸。一般而言，使用分子篩 觸媒將含氧物化合物轉化成烯烴。此等轉化方法中特別佳 爲矽鋁磷酸鹽（SAP 0)分子篩觸媒，因爲該觸媒在形成乙 烯及丙烯時具有高度的選擇性。 在一般的MTO反應器系統中，副反應可能會形成不 需的副產物。例如，習知反應器壁的金屬可扮演一或多個 副反應的觸媒。如果在充分的溫度與壓力下使甲醇與金屬 反應器接觸的話，甲醇可轉化成不需要的甲烷及/或其他 副產物。 有數個理由使Μ Τ Ο反應器中形成的副產物係爲不需 要的產物。首先，自所需的輕質烯烴分離及回收副產物需 要較高的成本。此外，形成越多副產物，合成的輕質烯烴 就越少。換句話說，因爲甲醇原料係耗費於製造副產物， 所以副產物的製造係非爲所欲的。再者，儘管金屬催化副 反應的副產物之相對濃度通常極低，但是工業規模的副產 物總量可能係可觀的。由此，必需降低或排除ΜΤΟ反應 器系統中副產物之合成。 -7- (3) (3)200404757
經證明含硫的化學藥品能有效使反應器的金屬表面去 活化或鈍化藉以降低反應器中不需要的副產物之形成。例 如，頒予 Yoshinari等人的日本專利公開公報 jP 0 1 0 9 0 1 3 6係有關於藉由使反應器的金屬表面硫化而防止 甲醇或甲醚的分解或炭化之方法。具體而言，該方法包含 於450 °C以上時在觸媒存在之下使甲醇及/或甲醚在鐵及/ 或鎳或不銹鋼製的管狀反應器中反應的方法。利用二硫化 碳、二硫化氫或甲硫醚等化合物使該反應器的內壁硫化。 此外，硫化合物可加至原料。 儘管經證明鈍化化學藥品能有效降低金屬催化的副反 應’但是因爲此等化學樂品或其產物必須自所需的產物分 離出來，所以導入去活化或鈍化化學藥品將增加製造成本 。由此，需要降低Μ Τ Ο反應器系統中金屬催化副反應的 副產物之形成同時將去活化或鈍化化學藥品的使用減至最 少的方法與裝置。 【發明內容】 本發明包含由包含含氧化物的原料製造烯烴產物的方 法’該方法包含經由含內表面並連結，較佳爲接到μ TO 反應器的原料導嘴導引原料。該管嘴的內表面係維持於 400°C以下的溫度，較佳爲3 5 0 t以下，30(TC以下較爲有 利，更佳爲250 °C以下，又更佳爲200。(：以下或最佳爲 1 5 0 °C以下。該方法也包含在能有效形成包括輕質烯烴的 流出物之條件下使原料與觸媒在反應器中接觸。本發明具 _8- (4) 200404757 入 系 呈 反 含 物 流 至 以 矽 橄 石 石 泥 皆 由 -74 覆 及/ 方 有製造輕質烯烴的能力，同時降低或排除原料蒸發與導 (FTV)系統中金屬催化副反應的副產物的製造。該FVI 統係該反應器系統之一區域，該區域由至少一部分原料 蒸發態之處開始，延伸至原料排出原料導嘴進入Μ TO 應器使原料與觸媒接觸之處。當所得到的輕質烯烴流包 比習知MTO反應器系統更少的金屬催化副反應的副產 時，就可降低烯烴分離及純化成本。所得到的純化烯烴 特別適用於充當製造聚烯烴的原料。 此外’本發明的方法可視情況需要以冷卻系統冷卻 少管嘴內表面的一部分。有一實施例的管嘴另外或換成 熱絕緣材料包覆’該絕緣材料係選自耐火碍、攀土碍、 石磚、菱美礦磚、鉻磚、碳化矽磚、鉻石、氧化鉻、鎂 欖石、高溫矽酸鈣、礬土及矽石-礬土陶瓷、矽藻土矽 、水泥、塡料、碳酸鈣、硫酸鈣、混凝土、玻璃、花崗 、大理石、礦物綿、瓷器、波特蘭水泥、浮石、補漏水 漿以及其他具有絕緣性質的耐火材料。額外的絕緣材料 倂入本發明之一實施例，見於McGraw Hill出版社， W.F. Bland與 R.L. Davidson所編著，石油加工手冊 1 967 年，第 4-137 頁至 4-147 頁，以及 Robert H. Perr〕 Perry’s化工手冊，第7版，1 997年，第11-68頁至11 頁，該二者皆倂入本文供參考。該熱絕緣材料可視情況 蓋至少向MTC反應器內部延伸之嘴管內側部的一部分 或向MT0反應器外側延伸之管噴延伸部的一部分。 本發明也關於由包含含氧物的原料製造烯烴產物的 - 9 - 154 (5) 200404757 法’該方法包含經由維持於一管嘴溫度下且接到 應器的進料嘴導引原料，其中該管嘴的一部分係 之熱絕緣材料覆蓋。該方法也包含在能有效形成 嫌烴的流出物之條件下使原料與觸媒在反應器中 熱絕緣材料可視情況覆蓋至少向Μ Τ Ο反應器內 嘴管內側部的一部分及/或向ΜΤΟ反應器外側延 延伸部的一部分。 本發明的另一實施例係由包含含氧物的原料 產物的方法，該方法包含在加熱裝置中加熱原料 熱原料。經由維持於一管嘴溫度下且接到Μ Τ Ο 進料嘴導引該加熱原料。該管嘴的一部分係由冷 以冷卻。該方法也包含在能有效形成包括輕質烯 物之條件下使原料與觸媒在反應器中接觸。冷媒 冷卻管嘴，然後導入冷媒與原料混合的Μ Τ Ο反瑪 另一實施例係由包含含氧物的原料製造烯烴 法，該方法包含經由含內表面且接到ΜΊΓ〇反應 導嘴導引原料。當原料在管嘴中時，原料的溫度 4 0 0 °C以下，較佳爲3 5 0 °C以下，3 0 0。(：以下較爲 佳爲250 °C以下，又更佳爲2〇(TC以下或最佳爲 下。在反應器中，使原料與觸媒在能有效形成包 煙的流出物之條件下接觸。本實施例可包含利用 料絕緣至少管嘴之至少一部分及/或利用冷媒冷 至少一部分。 本發明也關於含氧化物的原料製造烯烴產物 MTO反 由如上述 包括輕質 接觸。該 部延伸之 伸之管噴 製造烯烴 以形成加 反應器的 卻系統加 烴的流出 可視情況 :器內。 產物的方 器的進料 係維持於 有利，更 15 0。。以 括輕質烯 熱絕緣材 卻管嘴之 的方法，
‘10- (6) (6)200404757 該方法包含經由含內表面且接到MTO反應器的原料導嘴 導引原料。該管嘴係維持於能有效製造低於0.8或0.4重 量百分比之CO、C02與H2以外的金屬催化副反應的副產 物。該條件能視情況有效實質地排除金屬催化副反應的副 產物之形成。該反應器中，使原料與觸媒在能有效形成包 括輕質烯烴的條件下接觸。 本發明也關於用於MTO的進料導嘴，該進料導嘴包 含大體上呈管狀的組件，該組件包含自 MTO向外延伸並 用以接收含氧物的原料之外側部，以及位於MTO內並用 以運送原料至 MTO反應器的內側部。如上述，管嘴包含 形成熱絕緣材料之至少一部分的包覆物，該包覆物覆蓋大 體上呈管狀的組件之至少一部分。該包覆物可覆蓋該大體 上呈管狀的組件之內側部之至少一部分及/或外側部之至 少一部分。 本發明也關於用於MTO反應器的進料導嘴’該進料 導嘴包含用以接收來自加熱裝置的原料且運送該原料至 Μ TO反應器之第一種大體上呈管狀的組件。冷卻系統覆 蓋該第一種大體上呈管狀的組件之至少一部分並且用以冷 卻管嘴至能有效實質地排除金屬催化副反應的副產物之製 造的溫度。該管嘴可包含裝有比第一種大體上呈管狀的組 件直徑更大的第二種大體上呈管狀的組件之冷卻系統’該 第一與第二種大體上呈管狀的組件係依中心軸同軸配置以 界定內導管與外導管，其中該內導管係用以接收原料而外 導管係用以接收冷媒。管嘴可包含用以將冷媒導入M T 0 -11 - (7) (7)200404757 反應器且位於Μ Τ Ο反應器內部的出口。同時，管嘴可包 含形成如上述熱絕緣材料之至少一部分的包覆層。該包覆 層可覆蓋該冷卻系統之至少一部分。 另一實施例中，揭示由包含含氧物的原料製造烯烴產 物的方法，該方法包括： (a )經由含內表面且接到μ Τ 0反應器的進料導嘴導 引原料至ΜΤΟ反應器； (b) 使管嘴的內壁維持於400 °C以下的溫度；以及 (c) 在反應器中，使原料與觸媒在能有效形成包括輕 質烯烴的流出物之條件下接觸。 又另一實施例中，揭示進料導嘴，該進料導嘴包括： (i) 第一種大體上呈管狀的組件，用以接收來自加熱 裝置的原料並且運送包含含氧物的原料至反應器；以及 (ii) 冷卻系統’覆蓋該第一種大體上呈管狀的組件 之至少一部分並且當原料係於該管嘴中時，用以冷卻管嘴 至能有效實質地排除副產物之製造的溫度。 本文所述又另一實施例中，該冷卻系統包括比第一種 大體上呈管狀的組件直徑更大的第二種大體上呈管狀的組 件，該第一與第二種大體上呈管狀的組件係依中心軸同軸 配置以界定內導管與外導管，其中該內導管係用以接收原 料而外導管係用以接收冷媒。 又再另一實施例中，該冷卻系統包括形成覆蓋於大體 上呈管狀的組件之至少一部分的熱絕緣材料之至少一部分 的包覆層。 -12· (8) (8)200404757 根據本文所述其中之一或多個實施例，該管嘴的內表 面係維持於35 0°C以下的溫度，較佳爲300t以下，更佳 爲25〇°C以下，又更佳爲20〇r以下而最佳爲i5〇c>c以下 〇 本文所述之又另一實施例中，當該原料通過管嘴時係 維持於4 0 〇 °c以下。 本文所揭示之又另一實施例中，當該原料通過管嘴時 係維持於3 5 0 °C以下的溫度，較佳爲3 0 0 t：以下，更佳爲 25 0°C以下，又更佳爲200°C以下而最佳爲15(TC以下。 本文所揭示的另一實施例中，包含利用冷卻系統冷卻 該管嘴內表面之至少一部分的另一步驟。 本文所揭不之另一實施例中’該冷卻系統包含圍繞於 進料導嘴四周設置的外部導管，該外部導管係用以接收冷 卻系統。 本文所揭示之又另一實施例中，該管嘴係利用熱絕緣 材料包覆其至少一部分。 又另一實施例中，該熱絕緣材料係選自耐火磚、礬土 磚、矽石磚、菱美礦磚、鉻磚、碳化矽磚、鉻石、氧化鉻 、鎂橄欖石、高溫矽酸鈣、礬土及矽石-礬土陶瓷、矽藻 土矽石、水泥、塡料、碳酸鈣、硫酸鈣、混凝土、玻璃、 花崗石、大理石、礦物綿、瓷器、波特蘭水泥、浮石及補 漏水泥漿。 本文所揭示之又另一實施例中’該熱絕緣材料覆蓋至 少向MTO反應器內部延伸之管嘴的內側部之至少一部分 - 13 - 200404757 Ο) 本文所揭示之又另一實施例中，經熱絕緣材料覆蓋之 管嘴的內側部向MTO反應器內部延伸。 本文所揭示之又另一實施例中，該熱絕緣材料覆蓋至 少向Μ Τ Ο反應器外部延伸之管嘴的外側部。 本文所揭示之又另一實施例中，經熱絕緣材料覆蓋之 管嘴外側部向ΜΤΟ反應器外部延伸。 又另一實施例中該原料導入管嘴之前係於加熱裝置中 加熱該原料。 又另一實施例中，揭示進一步包括使該原料與冷媒混 合以冷卻該原料的步驟。 又另一實施例中，揭示由上述任何方法製得或可製得 的產物流出物。 【實施方式】 本發明係關於降低或排除反應器系統中金屬催化副反 應的副產物的形成，特別是，在甲醇轉化成烯烴（Μ Τ Ο )之 反應器系統中。若包含甲醇等含氧物的原料與金屬表面， 例如’反應器壁，在較高溫度與壓力下接觸，該含氧物將 分解形成不需要副產物。本發明的發明者發現除了金屬催 化副反應會在反應器壁上發生之外，金屬催化副反應也可 肯匕在原料進入反應器之則發生。進入反應器之前，原料會 通過FV I系統’其中該原料係藉由一或多個加熱裝置至少 部分蒸發，通過進料管線至進料導嘴，並且導入反應器中 -14- 159 (10) 200404757 。該F VI系統至少一部分的內表面可由金屬製成，該金屬 會吸收來自反應器主體的熱能’藉此產生FVI系統中有益 於金屬催化副反應的副產物之形成的條件。如本文中所用 的’術語「內表面」係疋義爲FVI系統的一部分，例如， 進料導嘴，其於原料導入反應器單兀之前會與該原料接觸
本發明提供由包含含氧物的原料製造；I：希烴產物同日寺降 低F V I系統中形成之反應副產物量的方法。該方法包含使 FVI系統之至少一部分，例如，進料導嘴的內表面，及/ 或其中包含的原料維持於能有效降低或排除FVI系統中金 屬催化副反應的副產物之形成的溫度。FVI系統的內壁至 少一部分的溫度將低於MTO反應器的溫度。本發明之一 實施例中，FVI系統至少一部分的內壁之溫度，及/或其 中包含的原料，可維持於4〇〇°C以下，較佳爲350 °C以下 ，300°C以下較爲有利，更佳爲25CTC以下，又更佳爲200 °C以下或最佳爲約1 5 0 °C以下。 當原料通過F V I系統時，含氧物會與加熱裝置、進料 導嘴及/或使熱交換與進料導嘴接觸的管線其中之一或多 個內側金屬表面接觸。FVI系統之一側反應中，該熱交換 器、管線及/或進料導嘴的金屬表面在高溫時將扮演觸媒 而使原料之中部分甲醇轉化成氫氣、一氧化碳、二氧化碳 、甲烷及/或石墨。此副反應可例示如下： -15 - (11) (11)200404757 金屬、熱量
29 CH3OH — 54 H2 +15 CO + 7 C02 + 2 CH4 + 5C 因爲F V I系統中金屬表面積對原料量的比率遠高於 Μ Τ Ο反應器本身，所以對於F VI系統形成不需的金屬催 化副反應的副產物之趨勢尤其有利。此外，習知的ΜΤΟ 反應器系統中，因爲熱能自ΜΤ0反應器中的熱材料轉至 FVI系統，所以FVI系統的溫度有助於金屬催化副反應的 副產物的形成。 進料導嘴的一部分可延伸至反應器的反應器主體中進 一步增進金屬催化副反應的副產物之形成。一般該反應器 主體中的溫度遠高於有助於金屬催化副反應的副產物形成 之最低溫度。來自 ΜΤΟ反應器的熱能係轉移至管嘴，該 管嘴可能延伸至反應器主體內。如果該管嘴包含「內側部 」則此熱轉移將可顯著地增加’本文中該內側部係定義爲 進料導嘴的一部分，該進料導嘴係伸入反應器主體中。一 實施例中’該內側部伸入該反應器的緻密相區’其中受熱 的固態顆粒持續地與管嘴的外表面碰撞。因此’利用習知 管嘴設計時，含金屬的管嘴之溫度將降至有助於促進不需 要的副反應之溫度，該反應係藉由受熱的管嘴內側金屬表 面催化。 保持該FVI系統的至少一部分及/或內含原料之內壁 於能有效降低或排除金屬催化副反應的副產物形成之溫度 的方法係利用絕緣材料熱絕緣該FV1系統之至少一部分’ -16 - (12) (12)200404757 例如，進料導嘴的一部分或全部。絕緣材料的非限定實例 包含：耐火磚、攀土磚、砂石磚、菱美礦磚、鉻磚、碳化 石夕磚、銷石、氧化銷、鎂橄檀石、高溫砂酸耗、土及石夕 石-變土陶瓷、砂藻土矽石、水泥、塡料、碳酸錦、硫酸 鈣、混凝土、玻璃、花崗石、大理石、礦物綿、瓷器、波 特蘭水泥、浮石、補漏水泥漿以及其他具有絕緣性質的耐 火材料。額外的絕緣材料皆倂入本發明之一實施例，見於
McGraw Hill 出版社，由 W.F. Bland 與 R.L. Davidson 所 編著，石油加工手冊，1967年，第4-137頁至4-147頁， 以及 Robert H· Perry，Perry’s 化工手冊，第 7 版，1997 年，第11-68頁至11-74頁，該二者皆倂入本文供參考。 根據本發明提供之絕緣物具體特徵，例如，密度、材質及 厚度可以取決於該反應器內部的具體反應條件、原料的組 成與物性以及加熱裝置、管線及/或進料的組成與物性而 加以選用。 本發明的另一實施例中，進料導嘴的溫度，及/或其 內側含金屬的管嘴表面及/或該原料本身的溫度，可利用 冷卻系統控制。有許多類型的冷卻系統可於本發明中實施 。例如，冷卻系統可包含螺旋地綣繞於進料導嘴周圍的冷 卻管。當冷媒流過該冷卻管並且圍繞著進料導嘴時，進料 導嘴中的金屬以及流過該金屬的原料即可維持於能有效最 低化或排除金屬催化副反應的副產物之形成的溫度。 參照圖式，第1圖說明依據本發明其中之一實施例的 Μ T 0反應器系統。該Μ T 0反應器系統包含原料蒸發與導 -17 - (13) (13)200404757 入系統，或FVI系統，該FVI系統通常由編號102標示 ’以及MTO反應器，該MTO反應器通常由編號104標示 。如本文中界定的，該FVI系統102係該反應器系統的〜 區域’該區域由至少一部分原料呈蒸發態之處開始，延伸 至原料排出原料導嘴進入MTO反應器之處，如第1圖所 說明。該FVI系統之至少一部分可由一或多種金屬或金屬 白勺合金’例如鋼，組成，俾於原料轉移至反應器時能順應 該原料的溫度及壓力。 第1圖中，如所示液態含氧物原料或包含甲醇等含氧 物之原料流108係導引至將原料加熱至剛好該原料沸點以 下、該點或以上的加熱裝置1 06。本發明可視情況裝配一 系列的加熱裝置，如頒予 Kuechler等人的美國專利案第 6，1 2 1，5 (Η號以複數個步驟逐漸地加熱原料。若本發明中 裝配一系統的加熱裝置，將會有一系列的管線將加熱裝置 之間的原料轉移至進料導嘴。該管線可由金屬或鋼等合金 組成以順應原料的溫度與壓力。金屬管線或導管可能會催 化蒸發甲醇的副反應導入不純物而提高分離成本以及降低 所需的輕質烯烴之製造而降低反應效率。 一般習於此技術者將瞭解該技藝中各種習知的加熱裝 置°該加熱裝置較佳爲外殻與管的加熱交換器，其中該熱 媒可爲產物流出物i i 8，如第1圖所示，熱融合流，例如 ’來自丨先滌塔或冷卻水塔，或任何其他具有比該原料更高 溫度的材料。較佳地該加熱裝置106將造成該原料流至少 一部分蒸發。本文中至少一部分原料會蒸發的點係定義爲 -18 - (14) (14)200404757 F VI系統入□ 1 1 4。該F VI系統入口可位於該加熱裝置 1 0 6內、該進料導嘴11 2內或彼間任何位置。 在加熱裝置中加熱之後，受熱的原料引導通過管線 1 1 0至進料導嘴1 1 2。該進料導嘴可由金屬或鋼等合金組 成並可伸入MTO反應器主體中，如第1至3圖所說明的 。或者，該管嘴鄰接反應器的部分可順勢沖及反應器壁的 內表面。該進料導嘴1 1 2中的金屬在高溫時可扮演副反應 的觸媒以形成不需要的副產物。受熱的原料會通過進料導 嘴112並進入MTO反應器104中。 Μ Τ Ο反應器中的壓力可低於F VI系統內的原料之壓 力，並且Μ Τ Ο反應器內的溫度可遠高於F VI系統內的溫 度。因此，受熱原料中所含任何液體之一部分或全部排出 進料導嘴並進入ΜΤΟ反應器時皆可能會蒸發。本文中原 料排出進料導嘴112並進入ΜΤΟ反應器1〇4之處係定義 爲FVI系統出口 1 16。 在Μ TO反應器1 (Μ中，原料流中的甲醇與觸媒在能 有效形成烯烴產物的條件下接觸，該烯烴產物以產物流出 物1 1 8的形式排出該反應器。如上述，可將μ Τ Ο反應器 1〇4排出的產物流出物1 18導至熱交換器106以加熱原料 流1 〇 8。如第1圖所示，等產物流出物i〗8加熱原料流 108之後，可將產物流出物118導入管線12〇至產物分離 與純化系統（未顯示）。或者，可將該產物流出物導至產物 分離與純化系統而不需先導至熱交換器。 在本發明之一實施例中，原料係維持於能有效降低、 -19 - (15) 200404757 最小化或排除金屬催化副反應的副產物之形成的溫度 此實施例中，原料可扮演用以冷卻以下FVI系統諸多 中之一或多個部分的內側金屬表面的冷卻劑：加熱裝 至少一部分、管線之至少一部分及/或進料導嘴之至 部分。原料通過FVI系統所需的溫度較佳爲低於400 下，較佳爲350°C以下，300°C以下較爲有利，更佳爲 °C以下，又更佳爲爲200°C以下或最佳爲約150t以 此等較低溫度可藉由控制該原料加熱裝置的加熱特徵 目及/或藉由隔絕及/或冷卻以下FVI系統各部分中之 多個部分而得維持：加熱裝置之至少一部分、管線之 一部分及/或進料導嘴之至少一部分，以下將更詳細 論。一有效的FVI系統會製造飽和時或露點時的蒸氣 。在此F V I系統中將以發生蒸發時的壓力決定此溫度 者可在原料管嘴內或進入之前先降低飽和蒸氣原料的 而導入蒸氣的過度加熱。令人驚訝地並且意外地，本 發明者發現低溫原料導入熱的Μ T 0反應器實質上並 影響ΜΤΟ反應器中輕質烯烴的形成。 附帶地或選擇性地，本發明方法包含使原料蒸發 入系統的內表面之至少一部分，例如，進料導嘴的內 ，維持於能有效降低或排除金屬催化副反應的副產物 成的溫度。根據本發明，FVI系統的含金屬內表面之 可以各種方法維持於所需的溫度。例如，加熱裝置、 加熱裝置與進料導嘴之間的管線及/或進料導嘴本身 之一或多者皆可以熱絕緣材料包覆。附帶地或選擇性 。在 部分 置之 少一 °C以 250 下。 與數 —或 至少 地討 原料 。接 壓力 發明 不會 與導 表面 之形 溫度 原料 其中 地， -20- 165 (16) (16)200404757 加熱裝置、原料加熱裝置與進料導嘴之間的管線及/或進 料導嘴本身其中之一或多者皆可包含用以控制FV I系統之 全部或部分的溫度。本發明同樣也關於具有溫度監視與控 制特性的FVI系統’並且關於倂入由熱絕緣材料構成之包 覆物及/或倂入冷卻系統的進料導嘴。 第2圖說明本發明之一實施例，該實施例會降低或排 除MTO反應器轉移至進料導嘴之內表面的熱能所造成之 孟屬彳隹化副反應的副產物之形成，爲一非限定實施例。進 料導嘴1 1 2係顯示於第2圖中，穿過反應器壁2 04。該進 料導嘴1 1 2在反應器主體2 0 8內部的部分係視爲內側部 210。來自加熱裝置（未顯示）的甲醇流206行經管線或導 管（未顯不）進入進料導嘴1 1 2。甲醇流：2 0 6會通過進料導 嘴1 1 2並且進入反應器主體2 〇 8內部，甲醇與觸媒在該反 應器主體20 8內部以能有效將甲醇轉化成輕質烯烴的條件 下接觸。絕緣材料2 1 2覆蓋進料導嘴1 1 2的內側部2 i 〇之 外側管嘴表面2 1 8的至少一部分。該絕緣材料會降低反應 器主體208轉移至進料導嘴112的內側部210之熱量。結 果，進料導嘴的內側管嘴表面2 1 6可維持於能有效降低、 最小化或排除金屬催化副反應的副產物之形成的溫度。 儘管鄰接FVI系統出口 1 1 6的進料導嘴1 1 2之一部分 可能暴露於反應器主體208中，而由於原料可能具有冷卻 鄰接於F V I系統出□的內側管嘴表面2 1 6之趨勢，所以反 應器主體轉移至進料導嘴之管嘴表面2 1 6內側部的熱量極 其微小。當原料進入反應器主體208時，因爲原料的流動 -21 - (17) (17)200404757 特徵將傾向導引熱的材料遠離F VI系統出口 1 1 6，使得反 應器中僅有小量的熱材料會接觸FVI系統出口 1 1 6。因此 ，連鄰接F V I系統出口 1 1 6的內側管嘴表面2 1 6的部分也 可維持於能有效降低、最小化或排除金屬催化副反應的副 產物之形成的溫度。換言之，達到熱能自反應器中的熱材 料轉移至鄰接F VI系統出口 1 i 6之進料導嘴的部分，而該 區域中形成的金屬催化副反應的副產物量可忽略之程度。 第2圖說明覆蓋該進料導嘴i〗2的整個內側部2 i 〇的 絕緣材料2 1 2。該絕緣材料2 i 2可視情況覆蓋進料導嘴 1 1 2的內側邰2 1 〇之一部分。附帶地或選擇性地，該絕緣 材料可覆盍F VI出口 i丨6的一部分。同樣地，絕緣材料可 錯者使絕緣材料伸入及/或穿越反應器壁2〇4，.附帶地或選 擇丨生地供給進料導嘴中所含的金屬與fvi系統中所含的原 料以&強的熱防護。此實施例中，爲了使絕緣材料2 i 2能 通過反應益壁’必須使進料導嘴透過彼而延伸的反應器壁 開孔尺寸加大。絕緣材料21 2也可延伸以覆蓋進料導嘴 1 1 2的外側部2 1 4之全部或一部分。絕緣材料可延伸以覆 μ FVI系統的其他區域。例如，絕緣材料可覆蓋加熱裝置 及/或W引原料自加熱裝置流至進料導嘴之管線的全部或 一部分。 力非限定實施例中，第3圖說明本發明的另一實施 例〃中進料導嘴11 2包含大體上標示爲3 〇 2的冷卻系統 如第J圖所示，進料導嘴1 1 2大體上呈圓柱形的管子， 由Μ吕亍界定原料通道3〇8。第二大直徑的圓柱形管子係 -22- (18) (18)200404757 同軸配置於原料通道308的周圍。來自洗滌塔或冷卻水塔 的冷媒304 ’例如水或冷流，或任何其他具有比進料導嘴 內的原料更低溫度的材料，係由冷媒入口 3 1〇導入冷卻通 道並且在Η I凭於原料通道3 0 8中的原料四周的冷卻通道 3 06中循環。較佳爲阻塞冷卻通道3〇6的外側管嘴末端 3 14而使冷媒流向反應器。原料通過原料通道3〇6流向 ΜΤΟ反應器’冷媒304通過冷卻通道306並且帶走進料 導嘴及/或原料的熱能。藉由冷卻原料與進料導嘴的內側 管嘴表面2 1 6，使進料導嘴i i 2及/或原料可維持於能有效 最小化或排除金屬催化副反應的副產物之形成。 本發明的實施例具有額外的優點，提供控制及變化原 料與進料導嘴的溫度。例如，原料/進料導嘴的溫度可藉 由改變流過管嘴與原料通道之冷媒的流速及/或溫度而改 善 ° 如第3圖所示，冷媒3 0 4可經由稀釋劑出口 3 ；[ 2排出 反應器內的進料導嘴，或經由冷媒出口（未顯示）排出該反 應器。若冷媒3 0 4經由稀釋劑出口 3 1 2排出反應器內的進 料導嘴，該冷媒將會與該反應器內的含氧物原料混合。本 發明以此方法提供額外的優點，其中導入Μ TO反應器之 含氧物的分壓可小心地控制以獲得所需的產物選擇性及/ 或如頒予Fung等人的美國專利案第〇9/506,843號中所討 論的含氧物轉化率。由此，冷媒可選自一或多種以下更完 整地加以說明的稀釋劑。 第3圖說明橫越反應器壁2〇4並覆蓋進料導嘴之整個 -23- (19) (19)200404757 表面的冷卻系統3 0 2。該冷卻系統3 0 2可視情況提供部分 進料導嘴以熱防護，而非整個進料導嘴。例如，冷卻系統 3 0 2可覆蓋整個或僅進料導嘴1 1 2的內側部2 1 0之一部分 。在此實施例中，該冷卻系統可以，或可以不，部分地或 完整地延伸穿過反應器壁204。同樣地，冷卻系統204可 延伸以覆蓋F V I系統的其他區域。例如，冷卻系統可覆蓋 使原料自加熱裝置導至進料導嘴之加熱裝置及/或管線的 全部或一部分。 根據本發明，可將如上討論的包覆與冷卻實施例加以 結合。例如’管嘴可包含原料通道、冷卻系統與由一或多 種上述討論的熱絕緣材料組成之包覆物。該包覆物或該冷 卻系統皆可爲最外層，取決於MTO反應器的情況、所用 的冷媒、管嘴的物性、加熱裝置的物性及使加熱裝置連結 至進料導嘴的管線之物性。附帶地或選擇性地，許多相同 或不同的包覆層及/或相同或不同的冷卻系統皆可配備於 本發明。 附帶地或選擇性地，包覆及/或冷卻實施例可與低溫 原料實施例結合。藉由結合整個FVI系統中的低溫原料， 例如，低於400°C以下，較佳爲35CTC以下，300°C以下較 爲有利，更佳爲250°C以下，又更佳爲200t以下或最佳 爲約15 0°C以下，及絕緣及/或冷卻系統實施例，fvi系統 至少一㈡卩分之含金屬內表面的溫度將可維持於能有效降低 或排除金屬催化副反應的副產物之形成的溫度，例如，低 於400°C以下’較佳爲3 50。(：以下，300t&下較爲有利， -24- 4 € >:\ (20)200404757 更佳爲250 °C以下 °C以下。 又更佳爲20(TC以下或最佳爲約i5〇 ▲在Λ k例中，FV1系統的含金屬內表面可維持於能 有效使整_阳系統中的原料維持於氣液平衡的溫度，最 小化或排除蒸氣_熱以降低金屬催化副反應的副產物之 形成。㈣’該原料可在進入反應器之前完全地氣化。例 如，如第1圖所示’該原料可通過線路i 1〇中的閥門 ’其中使原料受到壓降並使原料進—步蒸發。只要使過熱 原料的溫度維持於會導致金屬催化副反應的副產物之形成 的溫度以下’即可使原料過熱。 本發明也供監視沿FVI系統各點的溫度之能力，該 FVI系統包含一或多個加熱裝置、管線及/或進料導嘴。 例如，熱電偶可配置於進料導嘴的內表面及/或外表面， 及/或冷卻系統或絕緣材料的內表面及/或外表面。本發明 耢由倂入熱電偶’將可監視進料導嘴中的原料之溫度及/ 或金屬之溫度以測定該情況下是否會導致金屬催化副反應 的副產物之形成。再者，利用本發明的冷卻系統實施例， 冷媒的特徵可改質而對內側或外側管嘴表面的任何溫度變 化皆能立即反應。例如，若管嘴內表面的溫度接近會導致 金屬催化副反應的副產物之形成的溫度，可改質冷媒的特 徵，例如，流速及/或溫度，俾將內側管嘴表面的溫度降 至不具反應性的溫度。 如以下詳細討論的，MTO反應器內的條件，包含壓 力、溫度、每小時重量空白流速（WHS V)等等，皆會導致 -25- (21) (21)200404757 甲醇轉化成輕質烯烴。根據本發明，F VI系統之至少一部 分’特別是進料導嘴，係受到監視及/或保持於能有效降 低、最小化或實質上排除金屬催化副反應的副產物之形成 而無關MTO反應器內情況的溫度等條件之下。也就是說 ，Μ Τ Ο反應器內的情況可能會或可能不會導致金屬催化 副反應的副產物之形成。因此，本發明可配備去活化或鈍 化的反應器。 典型地，分子篩觸媒已用於將含氧物調合物轉化成輕 質燦烴。在此轉化方法中，因爲對於乙j:希與丙燒的形成具 有高度的選擇性，所以特別地需要矽鋁磷酸鹽（SAP0)分 子篩觸媒。 該原料較佳爲包含一或多種含脂肪族的化合物，該化 合物包含醇類、胺類、羰基化合物，例如，醛類、酮類與 羧酸類、醚類、鹵化物、硫醇類、硫化物等，以及其混合 物。該含脂肪族的調合物之脂肪族部分通常包含1至約 50個碳原子，較佳爲1至20個碳原子，更佳爲1至1〇 個碳原子，最佳爲1至4個碳原子。 含脂肪族的調合物之非限定實例包含：如甲醇與乙醇 之醇類、如甲硫醇與乙硫醇之烷基硫醇類、如甲基硫等烷 基硫化物、如甲胺之烷基胺類、如二甲醚、二乙醚與甲乙 醚之烷基醚類、如甲基氯與乙基氯之烷基鹵化物、如二甲 酮之烷基酮、醛類以及如醋酸之各種酸類。 本發明之方法的較佳實施例中，該原料包含一或多種 含氧物，更明確地說，一或多種含至少一氧原料的有機化 -26- (22) (22)200404757 合物。本發明之最佳實施例中，原料中的含氧物爲一或多 種醇類，較佳爲脂肪族醇，其中該醇類的脂肪族部分含有 1至20個碳原子，較佳爲1至1 〇個碳原子，而最佳爲1 至4個碳原子。本發明的方法中有用於充當原料的醇類包 含較短的直鏈型與支鏈型脂肪族醇類及其不飽和的相似物 。3氧物的非限定實例包含甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇 、甲乙醚、二甲醚、二乙醚、二異丙醚、甲醛、碳酸二甲 酉曰、〜甲酮、醋酸及其混合物。最佳的實施例中，該原料 係選自甲醇、乙醇、二甲醚、二乙醚或其組合其中之一或 多種，更佳爲甲醇及二甲醚，而最佳爲甲醇。 上述p寸SRH的各種原料’特別是包含含氧物的原料，具 體而言含醇類之原料，係主要轉化成一或多種烯烴。由該 原料製造之烯烴或烯烴單體通常含2至30個碳原子，較 佳爲2至8個碳原料，更佳爲2至6個碳原子，又更佳爲 2至4個碳原子，而最佳爲乙烯及/或丙烯。 烯烴單體的非限定實例包含乙烯、丙烯、丁烯_ i、戊 烯-1、4 -甲基戊烯_ ；L、己烯_〗、辛烯_ i及癸烯-〗，較佳爲 乙烯、丙烯、丁烯-1、戊烯-1、4 -甲基戊烯-1、己烯_ i、 午烯-1及其異構物。其他的烯烴單體包含不飽和單體、 含4至1 8個碳原子的二烯烴、共軛或非共軛二烯、多烯 、乙烯基單體及環狀烯烴。 最佳的實施例中，該原料，較佳爲一或多種含氧物， 係於分子篩觸媒組成物存在之下轉化成含2至6個碳原子 的烯烴，較佳爲2至4個碳原子。該烯烴，單獨或結合在 -27- (23) (23)200404757 一起，最佳係由包含含氧物之原料，較佳爲醇類，最佳爲 甲醇，轉化成乙烯及/或丙烯等較佳的條烴。 最丨土的方法通常氣體轉化成烯烴（G τ 〇)法或甲醇轉化 成烯烴（ΜΤΟ)法。ΜΤ0法中，通常在分子篩觸媒存在之下 將含氧的原料，最佳爲含甲醇的原料轉化成一或多種烯烴 ’車父佳且絕大部分通常意指輕質烯烴，乙烯及/或丙烯。 一實施例中，原料包含一或多種稀釋劑，該稀釋劑通 常係用以降低原料的濃度。該稀釋劑通常對原料或分子篩 觸媒組成物不具反應性。稀釋劑的非限定實施例包含氦、 氬、氮、一氧化碳、二氧化碳、水、基本上不會反應的烷 煙（特別是如甲烷、乙烷與丙烷之烷類）、基本上不會反應 的方香族化合物，及其混合物。最佳的稀釋.劑爲.水及氮氣 ’而特佳爲水。其他實施例中，原料不含任何稀釋劑。 該稀釋劑可以液態或蒸氣態或其組合物使用。該稀釋 劑係直接地添加至流入反應器的原料或直接地添加至反應 器中，或與分子舖觸媒組成物一起添加。一實施例中，原 料中稀釋劑的用量以原料與稀釋劑的總莫耳數爲基準，係 介於約1至約99莫耳百分比之間，較佳爲約1至8〇莫耳 百：b比’更佳爲約5至約5 0莫耳百分比，最佳爲約5至 約25莫耳百分比。一實施例中，其他烴類皆直接地或間 接地添加至原料，並且包含烯烴、烷烴、芳香族烴（參見 例如美國專利案第4,677,242號，芳香族烴之添加）或其混 合物’較佳爲丙烯、丁烯、戊烯及其他含4至更多碳原子 的烴類，或其混合物。 -28 - (24) (24)200404757 用於本發明的分子篩觸媒組成物存在之下轉化原料， 特別是含一或多種含氧物的原料，的方法係於反應器進行 反應程序，其中該程序爲固定床程序、流體化床程序（包 含紊流床程序），較佳爲連續流體化床程序，而最佳爲連 續的高速流體化床程序。 該反應程序可在例如與緻密床或固定床反應區及/或 快速流體化床反應區結合在一起的混合反應器、循環式流 體化床反應器、上升管反應器等各種觸媒反應器中發生。 適合的習知反應器類型如美國專利案第4，0 7 6，7 9 6號、美 國專利案第6,287,522號（雙上升管），以及Kunii及〇. Leveiispiel，Robert E· Krieger 出版公司，紐約，197 7 年 ，流體化工程，中所說明的，該等以其全文倂入本文中供 參考之用。 較佳的反應器類型爲上升管反應器，該反應器係於中 槪略說明於F.A. Zenz及D.F. Othmo，Reinhold出版公司 ，紐約，1 9 6 0年，上升管反應器，流體化與流體-粒子系 統，第48至59頁，以及美國專利案第6,16 6，282(快速流 體化床反應器），以及2000年，五月4日申請的美國專利 申請案序號〇9/564,613(多重上升管反應器）中，該等以其 全文倂入本文中供參考之用。 一實施例中，單獨地或聯合蒸氣原料饋入反應器系統 的新鮮原料床之量以包含任何內含的稀釋劑在內的原料總 重量爲基準，係介於0.1個重量百分比至約85個重量百 分比，較佳爲約1個重量百分比至約75個重量百分比， -29- (25) (25)200404757 更佳爲約5個重量百分比至約65個重量百分比。液態及 蒸氣原料較佳爲相同的組成物，或包含不同比例的相同或 不同原料搭配相同或不同的稀釋劑。 轉化方法中，具體而言該反應器系統內部，運用的轉 化溫度係介於約200°C至約1000°C，較佳爲約250°C至約 750°C ’又更佳爲約30(TC至約65 0t：，又更佳爲約35〇t： 至約600°C，而最佳爲約350°C至約550°C。 轉化方法中，具體而言該反應器系統內部，運用的轉 化壓力會隨著包含自生壓力在內的寬廣範圍而變化。轉化 壓力視任何稀釋劑以外的原料的分壓而定。通常該方法中 運用的轉化壓力係介於約0.1 k P a a至約5 Μ P a a，較佳爲 約5 kPaa至約1 MPaa，而最佳爲約20 kPaa至約 500 k P a a 〇 每小時重量空白流速（WHS V)，特別是在分子篩觸媒 組成物存在之下於反應區內使含一或多種含氧物的原料轉 化的方法中，係定義爲該反應區中對於每小時該分子餘觸 媒組成物中每份重量的分子篩而言，饋入該反應區之任何 稀釋劑以外的原料總重量。反應器內的MH S V係維持於足 以使觸媒組成物保持於流體化狀態的程度。 一般而言，該WHSV係介於約1 hr1至約5000 hr·1 ，較佳爲約2 hr1至約3000 hr」，更佳爲約5 hr1至約 1500 hr·1，而最佳爲約1〇 hr_1至約1000 hr·1。一較佳實 施例中，該WHSV係大於2〇 hr1，較佳爲含甲醇、二甲 醚或該二者的原料之轉化的WHSV係介於約20 hr·1至約 -30- (26) (26)200404757 300 hr]。 該反應器系統內包含稀釋劑與反應產物在內之原料的 表面氣體流速（SGV)較佳爲足以使該反應器之反應區內的 分子篩觸媒組成物流體化。該方法中，特別是該反應器系 統內，具體而言該上升管反應器內，的S G V係至少每秒 〇·1米（m/sec)，較佳爲大於 0.5 m/sec，更佳爲大於 1 m/sec，又更佳爲大於2 m/sec，又更佳爲大於3 m/sec， 而最佳爲大於4 m/sec。參見例如2000年，十一月8日申 請的美國專利申請案第09/708,753號，該申請案係倂入 本文以供參考之用。 爲了能夠更加瞭解本發明，包含本發明的代表性優點 ’而提出以下的實施例。該實施例比較不同溫度下在不銹 鋼反應器中的甲醇原料之反應性與經被覆之反應器中的甲 醇原料之反應性。 所有列示的資料皆使用微流反應器獲得。所用的微流 反應器係設置於饋入氣化甲醇的高溫爐中的3 1 6不銹鋼反 應器（外徑1/4英吋）。使氣化甲醇維持於120 °C。在25 psig(172 kPag)之甲醇壓力及80 μΙ/min之甲醇饋入速率下 進行甲醇轉化反應。對照實驗除使用經被覆的反應器以外 ’係於相同的反應條件下進行。經被覆的反應器的直徑爲 1 /1 6英吋且係由被覆熔融氧化矽薄層的鋼組成。 反應器的流出物係收集於15個樣品環管的Va]c〇閥 門中。藉由裝配火焰游離偵測器的線上氣體層析儀 (H e w I e 11 P a c k a r d 6 8 9 0)分析收集到的樣品。不分析 c Ο、
-31 - (27) 200404757 co2與H2。若計算時包含CO、C02與H2，以碳基計算所 測到的甲醇轉化率將會變得更高。所用的層析管柱係 Q-管柱。 表1總結以實驗室級的反應器進行反應之甲醇轉化率 (w t % )的結果。 -32- (28) (28)200404757 表1以不銹鋼反應器壁進行甲醇反應之甲醇轉化率（wt%) 溫度（°c ) 甲醇轉化率（wt%) 不銹鋼反應器 經被覆的反應器 200 0.02 0.00 300 0.04 0.00 530 0.15 0.00 400 0.34 0.01 450 0.91 0.04 500 3.46 0.06 550 5.79 0.16 根據上述結果，低於35 0 °C的情況下在316不銹鋼反 應器中偵測到微量之經金屬催化副反應的副產物。350 °C 時，在未經處理的不銹鋼反應器中觀察到甲醇轉化率爲 0.1 5 w t %。5 0 0 °C與 5 5 (ΓC時的轉化率又高出許多。實驗 數據表示反應器中的金屬對於在有效MTO條件下使甲醇 分解係活性的。再者，該數據表示可使甲醇原料維持在低 於MTO反應器溫度的溫度下而使不需要的反應副產物減 至最少。 本發明的另一實施例中，金屬反應器表面上的含氧物 轉化率百分比，較佳在MTO觸媒存在之下，係少於1. 〇 個百分比，較佳爲少於0.8個百分比，更佳爲少於〇.4或 0.1個百分比，而最佳爲少於0 · 0 5或0 · 0 1個百分比，或 -33- (29) 200404757 低於偵測極限以下。換句話說，本發明包含當原料在FVI 系統中時使原料，特別是進料導嘴，維持在能有效實質上 排除金屬催化副反應的副產物之形成的條件，例如，溫度 ，之下。本文中「實質上消除」係定義爲除C 0、C 0 2與 H2以外少於0·05個百分比轉化成副產物。
至此已將本發明完全加以說明，熟習此技術者將瞭解 本發明可於所請求之寬廣參數範圍內進行而不會悖離本發 明的範圍。 【圖式簡單說明】 配合附圖參考發明之詳細說明將更易於瞭解本發明， 其中： 第1圖i兌明甲醇轉化成烯烴之反應器系統的流程圖， 該反應器系統包含FVI系統與MTO反應器； 第2圖說明依據本發明其中之一實施例的管嘴包覆結 構；而 第3圖說明依據本發明另一實施例的管嘴包覆及冷卻 系統。 元件對照表 102 原料蒸發與導入系統 104 甲醇轉化成烯烴之反應器 106 加熱裝置 10 8 液態含氧物原料 -34- (30) 管線 進料導嘴 原料蒸發與導入系統入口 原料蒸發與導入系統出口 產物流出物 管線 閥門
反應器壁 甲醇流 反應器主體 內側部 絕緣材料 外側部
內側管嘴表面 外側管嘴表面 冷卻系統 冷媒 原料通道 原料通道 冷媒入口 稀釋劑出口 外側管嘴末端 >35-
Claims (1)
- 200404757 ⑴ 拾、申請專利範圍 1 · 一種由包含含氧物的原料製造烯烴產物的方法，其 包括= (a) 經由含內表面且接到MTO(甲醇轉化成烯烴）反應 器的進料導嘴導引原料至MTO反應器； (b) 使管嘴的內壁維持於4〇〇°C以下的溫度；以及(c) 在反應器中，使原料與觸媒接觸以形成包括輕質 烯烴的流出物。 2 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中該管嘴的內表 面係維持於3 5 0 °C以下的溫度。 3 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中該原料係維持 於40(TC以下的溫度。 4 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中該原料係維持 於35(TC以下的溫度。5 ·如申5P9專利車E圍弟1項之方法，其進一·步包括利用 冷卻系統冷卻該管嘴內表面之至少一部分。 6 ·如申請專利範圍第5項之方法，其中該冷卻系統包 含圍繞於進料導嘴四周設置的外部導管，該外部導管係用 以接收冷媒。 7 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中該管嘴係以熱 絕緣材料包覆其至少一部分。 8·如申請專利範圍第7項之方法，其中該熱絕緣材料 係選自耐火磚、礬土磚、矽石磚、薆美礦磚、鉻磚、碳化 石夕磚、鍩石、氧化鉻、鎂橄欖石、高溫矽酸鈣、礬土及砂 -36- (2) 200404757 石-礬土陶瓷、矽藻土矽石、水泥、塡料、碳酸鈣、硫酸 i丐、混凝土、玻璃、花tei石、大理石、礦物綿、瓷器 '波 特蘭水泥、浮石及補漏水泥漿。 9 ·如申請專利範圍第7項之方法，其中該熱絕緣材料 至少覆蓋著延伸至該MTO反應器內部之管嘴的內側部。 10·如申請專利範圍第9項之方法，其中經熱絕緣材 料覆蓋之管嘴的內側部延伸至該MTO反應器內部。1 1.如申請專利範圍第7項之方法，其中該熱絕緣材 料至少覆蓋著延伸至該MTO反應器外部之管嘴的外側部 1 2 ·如申請專利範圍第1 1項之方法，其中經熱絕緣材 料覆蓋之管嘴外側部延伸至該MTO反應器外部。 13·如申請專利範圍第1至12項中任一項之方法，其 中該管嘴係接至該MTO反應器。 14 ·如申請專利範圍第1至1 2項中任一項之方法，其 中該原料導入管嘴之前係於加熱裝置中加熱該原料。 1 5 ·如申請專利範圍第1至1 2項中任一項之方法，其 進一步包括使該原料與冷媒混合以冷卻該原料的步驟。 1 6 · —種產物流出物，其可由申請專利範圍第1至j 5 項中任一項之方法製得。 17·—種產物流出物，其係直接由申請專利範圍第1 至1 5項中任一項之方法製得。 1 8 · —種進料導嘴，其包括： (i)第一種大體上呈管狀的組件，用以接收來自加熱 -37- (3) (3)200404757 I置的原料並且運送包含含氧物的原料至反應器；以及 (Π)冷卻系統，覆蓋著該第一種大體上呈管狀的組 件之至少一部分並且當原料係於該管嘴中時，用以冷卻管 嘴至能有效實質地排除產生副產物的溫度。 19·如申請專利範圍第18項之管嘴，其中冷卻系統 (I 1 )包括比第一種大體上呈管狀的組件直徑更大之第二種 大體上呈管狀的組件，該第一與第二種大體上呈管狀的組 件係依中心軸同軸地配置以界定內導管與外導管，其中該 內導管係用以接收原料而外導管係用以接收冷媒。 2 0 ·如申請專利範圍第1 8或1 9項之管嘴，其中冷卻 系統（Π)包括覆蓋在大體上呈管狀的組件上之包覆物，其 之至少一部分係由熱絕緣材料所形成。 2 1 .如申請專利範圍第2 0項之管嘴，其中該熱絕緣材 料係選自耐火磚、礬土磚、矽石磚、菱美礦磚、鉻磚、碳 化矽磚、锆石、氧化鉻、鎂橄欖石、高溫矽酸鈣、礬土及 矽石-礬土陶瓷、矽藻土矽石、水泥、塡料、碳酸鈣、硫 酸鈣、混凝土、玻璃、花崗石、大理石、礦物綿、瓷器、 波特蘭水泥、浮石及補漏水泥漿。 22.如申請專利範圍第20項之管嘴，其中該包覆物覆 蓋著大體上呈管狀的組件之內側部的至少一部分。 2 3.如申請專利範圍第20項之管嘴，其中該包覆物覆 蓋著大體上呈管狀的組件之外側部的至少一部分。 2 4.如申請專利範圍第20項之管嘴，其中該管嘴包含 位於反應器內部用於將冷媒導入該反應器的出口。 -38 - (4) 200404757 25 . —種反應器系統，其包括如申請專利範圍第20至 26項中任一項之進料導嘴。 26 . —種如申請專利範圍第25項之反應器系統的用途 ，該反應器系統係用於由包含含氧物的原料製造烯烴產物 的方法中。 -39 -
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