СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПРОПИЛЕНА ПУТЕМ РЕЦИРКУЛЯЦИИ ТЯЖЕЛЫХ ФРАКЦИЙ Российский патент 2017 года по МПК C07C6/04 C07C11/06 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА СВЯЗАННЫЕ ЗАЯВКИ

Настоящая заявка испрашивает преимущество и приоритет согласно заявке на патент США №13/663,690, поданной 30 октября 2012 года, содержание которой полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки.

ЗАЯВЛЕНИЕ ОБ ИССЛЕДОВАНИИ И НАУЧНЫХ РАЗРАБОТКАХ,

ФИНАНСИРУЕМЫХ НА ФЕДЕРАЛЬНОМ УРОВНЕ

Не применимо.

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение в целом относится к способу производству пропилена. Более конкретно изобретение относится к способам производства пропилена, включая рециркуляцию олефинов C₅₊.

ПРЕДПОСЫЛКИ

В данном разделе представлены сведения из данной области техники, которые могут быть связаны с или предоставить контекст по некоторым аспектам методов, описанных в данном документе и/или заявленных ниже. Данная информация является предпосылками содействия лучшему пониманию того, что раскрыто в данном документе. Что представляет собой материалы, использованные при экспертизе заявки. Не смотря на то, что такая область техники связана с данным изобретением, это никоим образом не означает, что это также представляет собой предшествующий уровень техники. Связанная область техники может быть или не быть предшествующим уровнем техники. Обсуждение следует читать в этом свете, а не как признания предшествующего уровня техники.

Пропилен может быть получен путем реакции обмена линейного бутена (n-бутена) с этиленом. Подобные способы могут привести к производству олефинов C₅₊, которые часто используются для смешивания бензинов (т.е. олефинового бензина C₅₊). При заданной температуре один из способов увеличить коэффициент производства пропилена в олефиновым бензином C₅₊ состоит в увеличении соотношения этилена с бутеном на входе в реактор. Однако такое увеличение требует повышенную рециркуляцию этилена.

Изобретение направлено на разрешение или, по крайней мере, уменьшение одной или всех вышеупомянутых проблем.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ

Различные варианты осуществления изобретения включают в себя способы производства пропилена. Способы обычно включают в себя реакцию обмена сырьевого потока, состоящего из смеси n-бутена с этиленом в присутствии катализатора метатезиса посредством реакции обмена с образованием фракции, содержащей пропилен, этилен, бутен и олефины C₅₊; выделение пропилена из этилена, бутена и олефинов C₅₊ из фракции продуктов метатезиса; и рециркуляцию, по меньшей мере, части олефинов C₅₊ для реакции метатезиса.

Один или несколько вариантов осуществления включают в себя способ, описанный в предыдущем пункте и, кроме того, включают в себя реакцию обмена сырьевого потока с этиленом в присутствии катализатора метатезиса и катализатора изомеризации с образованием фракции продуктов метатезиса.

Один или несколько вариантов осуществления включают в себя способ, описанный в предыдущем пункте, согласно изобретению этилен вводится в реакцию метатезиса в соотношении, достаточном для поддержания реакции, причем соотношение C₄₊ для вступления в реакцию с катализатором метатезиса находится в пределах от 0,3:1 до 3:1.

Один или несколько вариантов осуществления включают в себя способ, описанный в предыдущем пункте, согласно изобретению, по меньшей мере, 5% олефинов C₅₊ возвращаются в реакцию метатезиса.

Один или несколько вариантов осуществления включают в себя способ, описанный в предыдущем пункте, согласно изобретению катализатор метатезиса содержит оксид переходного металла.

Один или несколько вариантов осуществления включают в себя способ, описанный в предыдущем пункте, согласно изобретению катализатор метатезиса содержит оксид вольфрама.

Один или несколько вариантов осуществления включают в себя способ, описанный в предыдущем пункте, согласно изобретению, по меньшей мере, 95% олефинов C₅₊ возвращаются в реакцию метатезиса.

Один или несколько вариантов осуществления включают в себя способ образования пропилена, включая: реакцию обмена сырьевого потока, состоящего из смеси n-бутена с этиленом в присутствии катализатора метатезиса посредством реакции обмена с образованием фракции, содержащей пропилен, этилен, бутен и олефины C₅₊; выделение, по меньшей мере, части пропилена из фракции продукта метатезиса с образованием верхней фракции и нижней фракции с отогнанным пропаном, содержащей бутен и олефины C₅₊; выделение, по меньшей мере, части этилена из фракции либо продукта метатезиса, либо верхней фракции с образованием фракции этилена; регенерацию пропилена из верхней фракции; рециркуляцию, по меньшей мере, части фракции этилена в реакцию метатезиса; выделение, по меньшей мере, части бутена из нижней фракции с отогнанным пропаном с образованием фракции бутена и нижней фракции с отогнанным пропаном; рециркуляцию, по меньшей мере, части фракции бутена в реакцию метатезиса; и непрерывную рециркуляцию, по меньшей мере, части нижней фракции с отогнанным пропаном в реакцию метатезиса.

Один или несколько вариантов осуществления включают в себя способ, описанный в предыдущем пункте, и, кроме того, включают в себя реакцию обмена сырьевого потока с этиленом в присутствии катализатора метатезиса и катализатора изомеризации с образованием фракции продуктов метатезиса.

Один или несколько вариантов осуществления включают в себя способ, описанный в предыдущем пункте, согласно изобретению катализатор изомеризации содержит оксид магния.

Один или несколько вариантов осуществления включают в себя способ, описанный в предыдущем пункте, согласно изобретению этилен вводится в реакцию метатезиса в соотношении, достаточном для поддержания реакции, причем соотношение C₄₊ для вступления в реакцию с катализатором метатезиса находится в пределах от 0,3:1 до 3:1.

Один или несколько вариантов осуществления включают в себя способ, описанный в предыдущем пункте, согласно изобретению, по меньшей мере, 60% фракции бутена рециркулируют в реактор метатезиса.

Один или несколько вариантов осуществления включают в себя способ, описанный в предыдущем пункте, согласно изобретению данный способ имеет эффективность, по меньшей мере, равную 95%.

Один или несколько вариантов осуществления включают в себя способ, описанный в предыдущем пункте, согласно изобретению катализатор метатезиса содержит оксид переходного металла.

Один или несколько вариантов осуществления включают в себя способ, описанный в предыдущем пункте, согласно изобретению катализатор метатезиса содержит оксид вольфрама.

Один или несколько вариантов осуществления включают в себя способ, описанный в предыдущем пункте, согласно изобретению 5-90% нижней фракции с отогнанным пропаном рециркулируют в реактор метатезиса.

Один или несколько вариантов осуществления включают в себя способ, описанный в предыдущем пункте, согласно изобретению, по меньшей мере, 80% фракции бутена рециркулируют в реактор метатезиса.

Один или несколько вариантов осуществления включают в себя способ, описанный в предыдущем пункте, согласно изобретению, по меньшей мере, 95% фракции бутена рециркулируют в реактор метатезиса.

Вышеуказанные пункты представляют собой упрощенное краткое изложение недавно раскрытого предмета изобретения в целях обеспечения основного понимания некоторых аспектов, представленных в нем. Краткое изложение не является исчерпывающим обзором и не предназначено для определения ключевых или критических элементов, чтобы обрисовать область применения предмета, заявленного ниже. Его единственной целью является представление некоторых концепций в упрощенной форме в качестве вступления к более подробному описанию, изложенному ниже.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Заявленный предмет изобретения может пониматься посредством ссылки на нижеследующее описание в сочетании с прилагаемыми чертежами, на которых одинаковые ссылочные позиции обозначают одинаковые элементы.

Рис. 1 иллюстрирует упрощенную схему технологического процесса способа производства пропилена.

Рис. 2 иллюстрирует потребление этилена и производство пропилена и олефинового бензина C₅₊ в сравнении с фракцией перерабатываемого олефинового бензина C₅₊, на конкретном примере.

Рис. 3 иллюстрирует пропускную способность реактора в сравнении с эффективностью способа на конкретном примере.

Хотя изобретение допускает различные модификации и альтернативные формы, чертежи иллюстрируют конкретные варианты осуществления, подробно описанные в данном документе в качестве примера. Следует понимать, однако, что описание конкретных вариантов осуществления, представленное в данном документе, не предназначено ограничить изобретение конкретными раскрытыми формами, а наоборот, изобретение должно охватывать все модификации, эквиваленты и альтернативы, попадающие в рамки сущности и объем изобретения, как это определено в прилагаемой формуле изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Здесь будут раскрыты иллюстративные варианты осуществления заявленного ниже предмета. В целях обеспечения ясности не все особенности фактической реализации описаны в данном описании. Следует иметь в виду, что при разработке любого такого реального варианта осуществления необходимо принять многочисленные решения по конкретной реализации изобретения с целью достижения конкретных целей разработчиков таких как соблюдение ограничений, связанных с системой и деловой активностью, которые будут варьироваться от одной реализации к другой. Кроме того, следует иметь в виду, что такие усилия по разработке, даже если они являются сложными и трудоемкими, будут представлять собой повседневные дела специалистов в данной области техники, имеющих выгоду от данного раскрытия.

В приведенном ниже описании, если не указано иное, все соединения, описанные в данном документе, могут быть замещены или не замещены, и список соединений включает в себя их производные. Кроме того, различные диапазоны и/или численные ограничения могут быть указаны непосредственно ниже. Следует осознавать, что, если не указано иное, предполагается, что конечные точки могут быть взаимозаменяемыми. Кроме того, любые диапазоны включают итерационные диапазоны величины, попадающей в четко заданные диапазоны или ограничения.

Варианты осуществления, описанные в данном документе, включают в себя способы образования пропилена. Способы обычно включают в себя реакцию обмена сырьевого потока, состоящего из смеси n-бутена с этиленом в присутствии катализатора метатезиса с образованием фракции, содержащей пропилен, этилен, бутен и олефины C₅₊; выделение пропилена из этилена, бутена и олефинов C₅₊; и рециркуляцию, по меньшей мере, части олефинов C₅₊ для реакции метатезиса.

В одном или более конкретных вариантах осуществления сырьевой поток реакции обмена может быть образован посредством контактирования первого сырьевого потока, включая этилен, с катализатором димеризации для образования фракции димеризации, в том числе n-бутена. Термин "димеризация", используемый в данном описании, относится к химической реакции, в которой два одинаковых молекулярных соединения взаимодействуют с образованием единого димера. В настоящих вариантах осуществления идентичными молекулярными соединениями, как правило, являются этилены, в то время как димером, как правило, является бутен.

Катализатор димеризации может включать катализатор, известный в данной области техники, который в результате реакции способен преобразовывать этилен в линейные олефины C₄ (например, n-бутен). Например, катализаторы димеризации могут включать гомогенные каталитические соединения, в том числе никель. Известно множество катализаторов, содержащих никель, которые способны димеризовать этилен в бутен (например, Патент США 4,528,415, Патент США 3,513,218 и Патент США 3,452,115).

В альтернативном варианте катализатор димеризации может включать алюминийорганическое соединение из формулы R_nAlX_3-n, где R выбирается из алканов, таких как бутил, этил и метил, X выбирается из галогенов, таких как хлор, а n = 0,1 или 2, например.

Несмотря на то, что димеризация может быть проведена в реакторе любого типа, реактор с неподвижным слоем катализатора является конкретным примером. Димеризация может быть осуществлена при наличии умеренных условий, таких, например, как температурах от 20°C до 400°C, от 25°C до 150°C или от 30°C до 55°C и давлении от 200 фунт/кв. дюйм изб. до 400 фунт/кв. дюйм изб., от 250 фунт/кв. дюйм изб. до 350 фунт/кв. дюйм изб. или от 265 фунт/кв. дюйм изб. до 315 фунт/кв. дюйм изб.

Кроме того, предполагается, что в зависимости от природы источника сырьевого потока метатезиса сырьевой поток метатезиса может подвергаться разделению в системе фракционирования бутана (например, отгонке бутана, подробно описанной ниже) до момента использования в качестве сырьевого потока метатезиса.

Как упоминалось выше, варианты осуществления, описанные здесь, включают реакцию обмена сырьевого потока с этиленом в присутствии катализатора метатезиса посредством реакции обмена с образованием фракции продуктов метатезиса (т.е. реакция метатезиса/реакция обмена). Используемый в данном описании термин "метатезис" относится к равновесной реакции между двумя олефинами, в которой двойная связь каждого олефина разбивается для образования промежуточных реагентов. Эти промежуточные продукты рекомбинируют для образования новых олефиновых продуктов. В одном или более конкретных вариантах осуществления, обсуждаемых в данном документе, два олефина включают в себя этилен и бутен, а новым олефиновым продуктом является пропилен.

Кроме того, как обсуждалось ранее в данном документе, n-бутен подается в реакцию обмена посредством сырьевого потока реакции обмена. Этилен может быть подан в реактор любым подходящим способом, известным специалистам в данной области техники. Например, этилен может быть подан в реакцию обмена через впускное отверстие, расположенное отдельно от впускного отверстия, используемого для подачи сырьевого потока реакции обмена. В качестве альтернативы, этилен может быть объединен с метатезиса сырьевым потоком реакции обмена до того, как сырьевой поток реакции обмена пройдет через такое впускное отверстие.

Реакция метатезиса заключается в контактировании бутена с этиленом в присутствии катализатора метатезиса. Катализаторы метатезиса хорошо известны в данной области техники (см., например, Патент США 4,513,099 и Патент США 5,120,894). Обычно катализатор метатезиса включает оксид переходного металла, такие, например, как оксиды переходных металлов кобальта, молибдена, рения, вольфрама и их комбинации. В одном или конкретных вариантах осуществления катализатор метатезиса включает в себя оксид вольфрама. Катализатор метатезиса может быть нанесен на носитель, такой, например, как диоксид кремния, оксид алюминия, диоксид титана, диоксид циркония, цеолиты, глины и их смеси. В одном или более вариантах осуществления носитель отбирается из диоксида кремния, оксида алюминия и их комбинации. Катализатор может быть нанесен на носитель с помощью методов, известных в данной области техники, таких, например, как адсорбция, ионный обмен, пропитка или сублимация. Катализатор метатезиса может включать в себя, например, 1-30% масс. или 5-20 % масс. оксида переходного металла.

Реакция метатезиса может дополнительно включать контактирование бутен с этиленом в присутствии катализатора изомеризации (либо последовательно, либо одновременно с катализатором метатезиса). Катализатор изомеризации обычно адаптирован для преобразования 1-бутен, присутствующего в сырьевом потоке реакции обмена, в 2-бутен в последующей реакции по производству пропилена. Катализаторы изомеризации могут включать в себя, например, цеолиты, оксиды металлов (например, оксид магния, оксид вольфрама, оксид кальция, оксид бария, оксид лития и их комбинации), смешанные оксиды металлов (например, диоксид кремния-оксид алюминия, диоксид циркония-диоксид кремния), кислые глины (см., например, Патент США 5,153,165; Патент США 4,992,613; Патентная публикация США 2004/0249229 и Патентная публикация США 2006/0084831) и их комбинации. В одном или конкретных вариантах осуществления катализатором является оксид магния. Оксид магния может иметь площадь поверхности, по меньшей мере, равную 1 м²/г или 5 м²/г, например.

Катализатор изомеризации может быть нанесен на материал носителя. Подходящие материалы носителя включают: диоксид кремния, оксид алюминия, диоксид титана, диоксид кремния и оксида алюминия, а также их комбинации, например.

Реакции метатезиса могут происходить, например, при давлении от 150 фунт/кв. дюйм изб. до 600 фунт/кв. дюйм изб., от 200 фунт/кв. дюйм изб. до 500 фунт/кв. дюйм изб. или от 240 до 450 фунт/кв. дюйм изб. Реакция метатезиса может происходить, например, при температуре 100-500°C, 200-400°C или 300-350°C. Реакция метатезиса может происходить, например, при объемной скорости 3-200 ч^-1 или 6-40 ч^-1.

Время контактирования, необходимое для получения желаемого выхода продуктов реакции обмена зависит от нескольких факторов, таких, например, как активности катализатора, температуры и давления. Однако в одном или нескольких вариантах осуществления период времени, в течение которого сырьевой поток реакции обмена и этилен контактируют с катализатором, может варьировать, например, от 0,1 с до 4 ч или от 0,5 с до 0,5 ч. Реакция метатезиса может проводиться периодически или непрерывно путем использования, например, неподвижных слоев катализатора, суспендированного катализатора, псевдоожиженных слоев или с помощью любых других обычных методов контактирования.

Фракция продуктов метатезиса обычно содержит этилен, пропилен, олефины C₄ и офелины C₅₊ (включая, например, пентан и гексан). Таким образом, способ обычно включает в себя отделение компонентов фракции продуктов метатезиса. Пример способа выделения представлен в Патенте США 7,214,841, который включен сюда посредством ссылки, и такие способы обычно заключаются в выделении в системе фракционирования (хотя предполагается, что могут быть использованы альтернативные способы, такие как выделение посредством мембраны). Используемый в данном описании термин "фракционирование" относится к способам выделения компонентов, основанным на относительной летучести и/или температуре кипения компонентов. Способы фракционирования могут включать в себя способы, известные в данной области техники, а термин "фракционирование" может использоваться в данном документе взаимозаменяемо с терминами "дистилляция" и "фракционная дистилляция".

Система фракционирования обычно включает в себя блок отгонки этилена, блок отгонки пропана и блок отгонки бутена. Блок отгонки этилена принимает и выделяет фракцию продуктов метатезиса, включая пропилен, этилен, бутен и олефины C₅₊ для образования рециркуляции фракции этилена и нижней фракции с отогнанным этиленом. Рециркулируемый поток этилена состоит преимущественно из извлеченного этилена, и, по меньшей мере, часть рециркулируемого потока этилена может быть рециркулирована обратно в реакцию обмена. Нижняя фракция с отогнанным этаном обычно содержит пропилен, бутен и олефины C₅₊.

Блок отгонки пропана принимает и выделяет продукты с отогнанным этиленом для производства пропилена и нижней фракции с отогнанным пропаном. Поток пропилена состоит преимущественно из продукта пропилена. Нижняя фракция с отогнанным пропаном обычно содержит бутен и олефины C₅₊.

В одном или более конкретных вариантах осуществления, по меньшей мере, часть нижней фракции с отогнанным пропаном 130 может быть рециркулирована обратно в реакцию обмена. Например, 0-95%, 0-30%, 0-25% или 5% - примерно 20% нижней фракции с отогнанным пропаном 130 (которые могут быть отнесены к первой части нижней фракции с отогнанным пропаном) может быть рециркулировано обратно в реакцию обмена.

Блок отгонки бутена принимает и выделяет, по меньшей мере, часть нижней фракции с отогнанным пропаном 130 (которая может быть отнесена к второй части нижней фракции с отогнанным пропаном, когда первая часть рециркулирована в реакцию обмена) для образования рециркулирующей фракции бутена и нижней фракции с отогнанным бутеном. Рециркулируемый поток бутена 128 состоит преимущественно из извлеченного бутена, и нижняя фракция с отогнанным бутеном 130 обычно содержит олефины C₅₊ (взаимозаменяемо упоминаются здесь, как "олефиновый бензин C₅₊ "). В некоторых вариантах осуществления может быть использована продувка верхней фракции C₄ 129.

В одном или более конкретных вариантах осуществления, по меньшей мере, часть нижней фракции с отогнанным бутеном рециркулируется обратно в реакцию обмена. Например, 60-100%, минимум 70%, минимум 80%, минимум 90% или минимум 95% нижней фракции с отогнанным бутеном может быть рециркулировано обратно в реакцию обмена. Любая нерециркулированная нижняя фракции с отогнанным бутеном может использоваться в качестве продукта олефинового бензина C₅₊ (например, более тяжелый поток олефинов, пригодный для смешивания бензина).

Молярное отношение этилена к олефинам C₄₊, контактирующего с катализатором метатезиса, может находиться в пределах от 0,1:1 до 3:1, от 0,3:1 до 2:1 или от 1:1 до 2:1, например.

Описанные здесь варианты осуществления (например, рециркуляция олефинов C₅₊ обратно в реакцию обмена) могут привести к увеличению производства пропилена (по сравнению с идентичными способами при отсутствии рециркуляции олефинового бензина C₅₊) без существенного увеличения потребления этилена. Кроме того, варианты осуществления, описанные в данном документе, способны обеспечить высокую эффективность способа (например, минимум 85%, минимум 95% или минимум 98%). Используемый в данном описании термин "эффективность способа" определяется как разница (производство пропилена минус производство олефинового бензина C₅₊ минус подача этилена), деленная на суммарный поток бутена.

Обратимся теперь к рис. 1, который иллюстрирует упрощенную схему технологического процесса способа 100 для производства пропилена в соответствии с вариантами осуществления, раскрытыми в данном документе. На рис. 1 представлен способ 100, включающий введение сырьевой поток реакции обмена 102 в реактор метатезиса 104, в котором присутствует катализатор метатезиса 105 (и, по усмотрению, катализатор изомеризации - не показано) для образования фракции продуктов метатезиса 106, включая пропилен, этилен, бутен и олефины C₅₊. На рис. 1 представлен конкретный вариант осуществления, в котором этилен смешивается с сырьевым потоком реакции обмена 102 посредством линии 108; однако предполагается, что этилен может контактировать с сырьевым потоком реакции обмена посредством способов, известных в данной области техники.

Фракция продуктов метатезиса 106 передается в блок отгонки этилена 110 с тем, чтобы выделить, по меньшей мере, часть этилена из фракции продуктов метатезиса 106 для образования рециркулирующего потока этилена 112 и нижней фракции с отогнанным этиленом 114, включая пропилен и олефины C₄₊. В конкретном варианте осуществления, представленном на рис. 1, рециркулирующего потока этилена 112 рециркулируют обратно в реактор метатезиса 104 посредством способов, известных в данной области техники.

Нижняя фракция с отогнанным этиленом 114 передается в блок отгонки пропана 116 с тем, чтобы выделить, по меньшей мере, часть пропилена из нижней фракции с отогнанным этиленом 114 и сформировать поток пропилена 118 и нижнюю фракцию с отогнанным пропаном 120, включая олефины C₄₊. По усмотрению, по меньшей мере, часть (например, первая часть) нижней фракции с отогнанным пропаном 120 может быть рециркулирована обратно в реактор метатезиса 104 по линии 122 посредством известных способов. Нерециркулированная часть нижней фракции с отогнанным пропаном 120 (в некоторых вариантах осуществления все нижние фракции с отогнанным пропаном 120, а в других вариантах осуществления, вторая часть) передается по линии 124 в блок отгонки бутена 126.

Блок отгонки бутена 126 выделяет, по меньшей мере, часть бутена из нижней фракции с отогнанным пропаном 124 для образования рециркулирующего потока бутена 128 и нижней фракции с отогнанным бутеном 130, включая олефины C₅₊. По меньшей мере, часть рециркулирующего потока бутена 128 и, по меньшей мере, часть нижней фракции с отогнанным бутеном 130 рециркулириуется обратно в реактор метатезиса 104. По усмотрению, часть рециркулирующего потока бутена выводится из процесса 100 в виде продувочного продукта 132.

Специалисты в данной области техники, обладающие преимуществом по данному раскрытию осознают, что существует ряд подходящих способов выделения, известных в данной области техники, которые могут быть использованы для достижения такого выделения. Может быть использована любая такая подходящая методика.

Примеры

В целях содействия лучшему пониманию изобретения приводятся следующие примеры вариантов осуществления. Ни в коем случае следующие примеры не должны считаться ограничением или определением объема изобретения.

Основываясь на вариантах осуществления, описанных в данном документе для различных отношений этилена или рециркулирующего олефинового бензина C₅₊ были подготовлены материальные балансы на основе одновременного равновесия реакции метатезиса и реакций изомеризации олефинов. На рис. 2 показан расход этилена и производство пропилена и олефинового бензина C₅₊ в сравнении с фракцией перерабатываемого олефинового бензина C₅₊. Условия реакции: 650°F и молярное соотношение на входе 1:1 этилена : (бутены плюс пентены), оставались постоянными при изменении показателей рециркуляции олефинового бензина C_5+. Сравнивая варианты увеличения рециркуляции этилена с перерабатываемым олефиновым бензином C_5+, на рис. 3 можно увидеть, что увеличение рециркуляции этилена имеет убывающую отдачу, в то время как рециркуляция олефинового бензина C₅₊ приближается почти к 100% эффективности бутена с меньшим общим потоком через реактор метатезиса при высокой эффективности.

Заключение подробного описания

Таким образом, изобретение хорошо подходит для достижения указанных конечных результатов и преимуществ, а также тех, которые присущи ему. Конкретные варианты осуществления, раскрытые выше, носят лишь иллюстративный характер, поскольку изобретение может быть изменено и осуществлено различными, но эквивалентными способами, очевидными для специалистов в данной области техники, которые обладают преимуществом по данному вопросу. Кроме того, никакие ограничения, представленные в данном документе, не направлены на особенности конструкции или проектирование, кроме способов, описанных в нижеприведенной формуле изобретения. В связи с этим является очевидным, что конкретные варианты осуществления, раскрытые выше, могут быть изменены или модифицированы, а все подобные вариации должны рассматриваться в рамках объема и сущности изобретения.

Изобретение, иллюстративно раскрытое в данном документе, может быть соответствующим образом реализовано в отсутствие любого элемента, чье раскрытие отсутствует здесь, и/или любого раскрытого дополнительного элемента. Хотя составы и способы описываются в терминах "состоящий из", "содержащий" или "включающий" различные компоненты или этапы, составы и способы могут также "состоять, в основном, из" или "состоят из" различных компонентов и этапов. Все номера и диапазоны, описанные выше, могут варьироваться в зависимости от некоторого количества. Всякий раз, когда раскрывается числовой диапазон с нижним пределом и верхним пределом, любое число и любые включенные диапазоны, выпадающие за пределы, должны описываться отдельно. В частности, каждый диапазон значений (такого вида: "от примерно а до примерно б", "приблизительно от а до б" или, эквивалентно, "приблизительно а - б"), раскрытый в данном документе, следует понимать, как изложение каждого числа и диапазона, охватываемого широким диапазоном значений.

Следующие патенты и/или патентные заявки, включенные в данное описание путем ссылки для целей, описанных выше, должны толковаться, как если бы они были изложены дословно в данном документе:

Патент США 4,528,415, под названием "Димеризация этилена", изданный 9 июля 1985 года, от имени изобретателя (ей) Рональд Д. Кнудсен и соавт. (Ronald D. Knudsen et al.) и присвоенный по формальным признакам "Филлипс Петролеум Ко." (Phillips Petroleum Co.);

Патент США 3,513,218, под названием "Димеризация олефинов", изданный 19 июля 1970 года, от имени изобретателя (ей) Волкерта Фолкингса и соавт. (Volkert Falkings et al.) и присвоенный по формальным признакам Совену Чералю (Solven Cheral);

Патент США 3,452,115, под названием "Способ димеризации олефинов", изданный 24 июня 1969 года, от имени изобретателя (ей) Вольфганга Шнайдера и соавт. (Wolfgang Schneider et al.) и присвоенный по формальным признакам "Б.Ф. Гудрич Ко." (B.F. Goodrich Co.);

Патент США 4,513,099, под названием "Реакция обмена олефинов и Катализаторы", изданный 23 апреля 1985 года, от имени изобретателя (ей) Саймона Г. Кукеса и соавт. (Simon G. Kukes et al.) и присвоенный по формальным признакам "Филлипс Петролеум Ко." (Phillips Petroleum Co.);

Патент США 5,120,894, под названием "Процесс преобразования олефинов", изданный 9 июня 1992 года, от имени изобретателя (ей) Майкла У. МакКоули и соавт. (Michael W. McCauley et al.) и присвоенный по формальным признакам "Лайонделл Петрокемикал Ко." (Lyondell Petrochemical Co.);

Патент США 5,153,165, под названием "Приготовление оксидных щелочноземельных катализаторов", изданный 6 октября 1992 года, от имени изобретателя (ей) Ричарда Э. Ловери (Richard E. Lowery et al.) и присвоенный по формальным признакам "Филлипс Петролеум Ко." (Phillips Petroleum Co.);

Патент США 4,992,613, под названием "Способ изомеризации двойной связи с использованием основных цеолитных катализаторов", изданный 12 февраля 1991 года, от имени изобретателя (ей) Томаса Ф. Браунскомба и соавт. (Thomas F. Brownscombe et al.) и присвоенный по формальным признакам "Шелл Ойл Ко." (Shell Oil Co.);

Патент США 7,214,841, под названием "Переработка потоков олефинов C4 с целью максимального производства пропилена", изданный 8 мая 2007 года, от имени изобретателя (ей) Роберта Дж. Гартсайда и соавт. (Robert J. Gartside et al.) и присвоенный по формальным признакам "АББ Луммус Глобал Инк." (ABB Lummus Global Inc.);

Патентная публикация США 2004/0249229, под названием "Изомеризация олефинов с помощью карбоновой кислоты", изданная 9 декабря 2004 года, от имени изобретателя (ей) Джеффри К. Джи и соавт. (Jeffery C. Gee et al.) и присвоенная по формальным признакам "Шеврон Филлипс Кемикал Ко." (Chevron Phillips Chemical Co.);

Патентная публикация США 2006/0084831, под названием "Способ изомеризации альфа-олефинов во внутренние олефины", изданная 20 апреля 2006 года, от имени изобретателя (ей) Цзянь Цзянь Чжана (Jian Jian Zhang) и присвоенная по формальным признакам "Геркулес Инк." (Hercules Inc.).

В случае, если любой включенный патент, патентная заявка или другие справочные материалы противоречат настоящему раскрытию, настоящее раскрытие имеет преимущественную силу.

На этом заканчивается детальное описание. Конкретные варианты осуществления, раскрытые выше, носят лишь иллюстративный характер, поскольку изобретение может быть изменено и осуществлено различными, но эквивалентными способами, очевидными для специалистов в данной области техники, которые обладают преимуществом по данному вопросу. Кроме того, никакие ограничения, представленные в данном документе, не направлены на особенности конструкции или проектирование, кроме способов, описанных в нижеприведенной формуле изобретения. В связи с этим является очевидным, что конкретные варианты осуществления, раскрытые выше, могут быть изменены или модифицированы, а все подобные вариации должны рассматриваться в рамках объема и сущности изобретения. Соответственно защитные действия, к которым мы стремились в данном документе, должны выполняться так, как это изложено ниже в формуле изобретения.

Изобретение относится к двум вариантам способа производства пропилена. Один из вариантов включает: реакцию метатезиса сырьевого потока, состоящего из смеси н-бутена с этиленом в присутствии катализатора метатезиса с образованием фракции, содержащей пропилен, этилен, бутен и олефины С₅₊, 2-пентен и 3-гексен; выделение пропилена из этилена, бутена и олефинов C₅₊ из фракции продуктов метатезиса; и рециркуляцию, по меньшей мере, части олефинов C₅₊ для реакции метатезиса, причем рециркулируемые олефины С₅₊ превращаются в пропилен и бутены, причем этилен вводят в реакцию метатезиса в соотношении, достаточном для поддержания реакции, где соотношение С₄₊ для вступления в реакцию с катализатором метатезиса находится в пределах от 0,3:1 до 3:1 и, по меньшей мере, 5% олефинов C₅₊ возвращаются в реакцию метатезиса. Использование рециркуляции олефинового бензина С₅₊ позволяет увеличить эффективность способа при меньшем общем потоке через реактор метатезиса. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ производства пропилена, включает:

реакцию метатезиса сырьевого потока, состоящего из смеси н-бутена с этиленом в присутствии катализатора метатезиса с образованием фракции, содержащей пропилен, этилен, бутен и олефины С₅₊, 2-пентен и 3-гексен;

выделение пропилена из этилена, бутена и олефинов C₅₊ из фракции продуктов метатезиса; и

рециркуляцию, по меньшей мере, части олефинов C₅₊ для реакции метатезиса, причем рециркулируемые олефины С₅₊ превращаются в пропилен и бутены, причем этилен вводят в реакцию метатезиса в соотношении, достаточном для поддержания реакции, где соотношение С₄₊ для вступления в реакцию с катализатором метатезиса находится в пределах от 0,3:1 до 3:1 и, по меньшей мере, 5% олефинов C₅₊ возвращаются в реакцию метатезиса.

2. Способ по п. 1, дополнительно включающий реакцию обмена сырьевого потока с этиленом в присутствии катализатора метатезиса и катализатора изомеризации с образованием фракции продуктов метатезиса.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что катализатор метатезиса содержит оксид переходного металла, предпочтительно оксид вольфрама.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, 95% олефинов С₅₊ возвращаются в реакцию метатезиса.

5. Способ производства пропилена, включает:

реакцию обмена сырьевого потока, состоящего из смеси н-бутена с этиленом в присутствии катализатора метатезиса с образованием фракции, содержащей пропилен, этилен, бутен и олефины С₅₊;

выделение, по меньшей мере, части пропилена из фракции продукта метатезиса с образованием верхней фракции и нижней фракции с отогнанным пропиленом, содержащей бутен и олефины С₅₊;

выделение, по меньшей мере, части этилена из фракции либо продукта метатезиса или верхней фракции с образованием фракции этилена;

извлечение пропилена из верхней фракции;

рециркуляцию, по меньшей мере, части фракции этилена в реакцию метатезиса;

выделение, по меньшей мере, части бутена из нижней фракции с отогнанным пропиленом с образованием фракции бутена и нижней фракции с отогнанным пропиленом;

рециркуляцию, по меньшей мере, части фракции бутена в реакцию метатезиса; и

непрерывную рециркуляцию, по меньшей мере, части нижней фракции с отогнанным бутеном или части нижней фракции с отогнанным пропиленом в реакцию метатезиса,

причем рециркулируемые олефины С₅₊ превращаются в пропилен и бутены, причем этилен вводят в реакцию метатезиса в соотношении, достаточном для поддержания реакции, где соотношение С₄₊ для вступления в реакцию с катализатором метатезиса находится в пределах от 0,3:1 до 3:1 и, по меньшей мере, 5% олефинов С₅₊ возвращаются в реакцию метатезиса.

6. Способ по п. 5, дополнительно включающий реакцию обмена сырьевого потока с этиленом в присутствии катализатора метатезиса и катализатора изомеризации с образованием фракции продуктов метатезиса.

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что катализатор изомеризации содержит оксид магния.

8. Способ по п. 5, отличающийся тем, что, по меньшей мере, 60% фракции бутена рециркулируют в реактор метатезиса, предпочтительно, чтобы (а) по меньшей мере, 80% фракции бутена рециркулировали в реактор метатезиса или (б), по меньшей мере, 95% фракции бутена рециркулировали в реактор метатезиса.

9. Способ по п. 5, имеющий эффективность, по меньшей мере, равную 95%.

10. Способ по п. 5, отличающийся тем, что катализатор метатезиса содержит оксид переходного металла, предпочтительно оксид вольфрама.

11. Способ по п. 5, отличающийся тем, что 5-90% нижней фракции с отогнанным пропиленом рециркулируют в реактор метатезиса.