СПОСОБ ПОЭТАПНОГО ПОЛУЧЕНИЯ ПРОПИЛЕНА Российский патент 2017 года по МПК C07C6/04 C07C11/06 C07C7/04 

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

[0001] Настоящая заявка испрашивает преимущества и приоритет согласно предварительной заявке на патент США №13/738,631, поданной 10 января 2014 года, содержание которой полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки.

ЗАЯВЛЕНИЕ В ОТНОШЕНИИ ФИНАНСИРУЕМОГО ИЗ ФЕДЕРАЛЬНОГО БЮДЖЕТА

ИССЛЕДОВАНИЯ ИЛИ РАЗРАБОТКИ

[0002] Не применимо.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Область техники, к которой относится изобретение

[0003] Настоящее изобретение в общем относится к способам получения пропилена. Более конкретно, настоящее изобретение относится к способам получения пропилена, включающим поэтапные реакции метатезиса.

Предшествующий уровень техники

[0004] В данном разделе представлена информация из области техники, которая может быть связана с или предоставляет контекст для некоторых аспектов способов, описанных здесь и/или заявленных ниже. Данная информация представляет собой предпосылки создания изобретения, содействующие лучшему пониманию того, что раскрыто в данном документе. Это обсуждение "известного" уровня техники. И такой известный уровень техники никоим образом не подразумевает того, что он также является "предшествующим" уровнем техники. Известный уровень техники может быть или не быть предшествующим уровнем техники. Обсуждение следует рассматривать в таком свете, а не как признание предшествующего уровня техники.

[0005] Пропилен может быть получен путем протекания реакции метатезиса между линейным бутеном (n-бутеном) и этиленом. Однако степень превращения бутена в пропилен часто ограничена различными факторами, в том числе, например, ограниченной степенью рециркуляции.

[0006] Настоящее изобретение направлено на разрешение, или по меньшей мере сокращение одной или всех вышеуказанных проблем.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ

[0007] Различные варианты осуществления настоящего изобретения включают способы образования пропилена. Способы обычно заключаются в реакции потока сырья метатезиса, содержащего бутен, с этиленом в присутствии первого катализатора метатезиса посредством первой реакции метатезиса для образования потока продукта первого метатезиса, содержащего пропилен, этилен, бутен и олефины С₅₊; выделении по меньшей мере части пропилена и этилена из потока продукта первого метатезиса для образования первого верхнего потока и первого пропеноотгонного нижнего потока, содержащего бутен и олефины С₅₊; реакции по меньшей мере части первого пропеноотгонного нижнего потока с этиленом в присутствии второго катализатора метатезиса посредством второй реакции метатезиса для образования второго потока продукта метатезиса, содержащего пропилен, этилен, бутен и олефины С₅₊; и выделении по меньшей мере части пропилена и этилена из потока продукта второго метатезиса для образования второго верхнего потока; и восстановлении пропилена из первого верхнего потока, второго верхнего потока или их комбинации.

[0008] Один или несколько вариантов осуществления включают способ по любому предшествующему пункту, отличающийся тем, что первый верхний поток содержит пропилен и этилен, и второй верхний поток содержит пропилен и этилен.

[0009] Один или несколько вариантов осуществления включают способ по любому предшествующему пункту, отличающийся тем, что способ дополнительно заключается в выделении по меньшей мере части первого верхнего потока с образованием потока этилен и потока пропилена.

[0010] Один или несколько вариантов осуществления включают способ по любому предшествующему пункту, отличающийся тем, что способ дополнительно заключается в выделении по меньшей мере части второго верхнего потока с образованием потока этилена и потока пропилена.

[0011] Один или несколько вариантов осуществления включают способ по любому предшествующему пункту, отличающийся тем, что способ дополнительно заключается в выделении по меньшей мере части первого верхнего потока и по меньшей мере части второго верхнего потока с образованием потока этилена и потока пропилена.

[0012] Один или несколько вариантов осуществления включают способ по любому предшествующему пункту, отличающийся тем, что способ дополнительно заключается в рециркуляции по меньшей мере части потока этилена в первую реакцию метатезиса, вторую реакцию метатезиса или их комбинацию.

[0013] Один или несколько вариантов осуществления включают способ по любому предшествующему пункту, отличающийся тем, что питающий поток реакции метатезиса дополнительно содержит Рафинат-2.

[0014] Один или несколько вариантов осуществления включают способ по любому предшествующему пункту, отличающийся тем, что первая реакция метатезиса, вторая реакция метатезиса или их комбинация дополнительно заключается в реакции соответствующего питающего потока реакции метатезиса с этиленом в присутствии катализатора изомеризации.

[0015] Один или несколько вариантов осуществления включают способ по любому предшествующему пункту, отличающийся тем, что катализатор изомеризации содержит оксид магния.

[0016] Один или несколько вариантов осуществления включают способ по любому предшествующему пункту, отличающийся тем, что этилен вводится в первую реакцию метатезиса и вторую реакцию метатезиса при удовлетворительных скоростях для обеспечения более низкого соотношения этилена:бутена, контактирующего с первым катализатором метатезиса, чем соотношения этилена:бутена, контактирующего со вторым катализатором метатезиса.

[0017] Один или несколько вариантов осуществления включают способ по любому предшествующему пункту, отличающийся тем, что первая реакция метатезиса происходит при первом соотношении этилена:бутена, равном от 0,3:1 до 3:1.

[0018] Один или несколько вариантов осуществления включают способ по любому предшествующему пункту, отличающийся тем, что вторая реакция метатезиса происходит при втором соотношении этилена:бутена, равном от 2,0:1 до 10:1.

[0019] Один или несколько вариантов осуществления включают способ по любому предшествующему пункту, отличающийся тем, что данный способ демонстрирует общую конверсию бутена, равную не менее 85%.

[0020] Один или несколько вариантов осуществления включают способ по любому предшествующему пункту, отличающийся тем, что первый катализатор метатезиса и второй катализатор метатезиса содержат оксид переходного металла.

[0021] Один или несколько вариантов осуществления включают способ по любому предшествующему пункту, отличающийся тем, что первый катализатор метатезиса и второй катализатор метатезиса содержат один и тот же материал.

[0022] Один или несколько вариантов осуществления включают способ по любому предшествующему пункту, отличающийся тем, что выделение по меньшей мере части пропилена и этилена из потока продукта второго метатезиса образует второй пропеноотгонный нижний поток, содержащий бутен и олефины C₅₊.

[0023] Один или несколько вариантов осуществления включают способ получения пропилена, заключающийся в последовательной реакции питающего потока метатезиса, содержащего бутен, с этиленом в присутствии катализатора метатезиса для образования пропилена.

[0024] Вышеуказанные пункты представляют собой упрощенное краткое изложение описанного здесь объекта изобретения, с целью обеспечения общего понимания некоторых его аспектов. Краткое изложение не является описанием изобретения, составленным с исчерпывающей полнотой, а также не предназначено для выявления ключевых признаков или критических элементов для использования в качестве помощи в определении объема заявленного ниже предмета. Его единственной целью является представление некоторых концепций в упрощенной форме в качестве вступления к более подробному описанию, изложенному ниже.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0025] Заявленный объект изобретения может быть понят при обращении к нижеследующему описанию в сочетании с сопроводительными чертежами, на которых одинаковые ссылочные номера позиции обозначают одинаковые элементы и на которых:

[0026] Рис. 1 иллюстрирует вариант осуществления способа получения пропилена с использованием последовательных реакций метатезиса.

[0027] В то время, как в настоящее изобретение могут быть внесены различные модификации и альтернативные формы, чертежи иллюстрируют конкретные варианты осуществления, подробно описанные в данном документе, посредством примера. Следует понимать, однако, что описание конкретных вариантов осуществления, данное в настоящем документе, не предназначено ограничить изобретение конкретными раскрытыми формами, а наоборот, изобретение должно охватывать все модификации, эквиваленты и альтернативные варианты, попадающие в рамки сущности и объема настоящего изобретения, как это определено в прилагаемой формуле изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0028] Ниже будут описаны иллюстративные варианты осуществления заявляемого объекта изобретения. В целях обеспечения ясности, в данной спецификации описаны не все характеристики фактической реализации. Следует иметь в виду, что при разработке любого такого реального варианта осуществления, для достижения конкретных целей разработчиков, таких как соблюдение ограничений, связанных с системой и с деловой активностью, которые будут изменяться от одной реализации к другой, должны быть предприняты многочисленные реализации конкретных решений. Кроме того, следует иметь в виду, что такие усилия по разработке, даже если они являются сложными и трудоемкими, будут представлять собой повседневные обязанности для обычных специалистов в данной области техники, обладающих преимуществом на такое раскрытие.

[0029] В приведенном ниже описании, если не указано иное, все соединения, описанные в данном документе, могут быть замещенными или незамещенными, а список соединений включает их производные. Кроме того, различные диапазоны и/или ограничения числовых значений могут быть специально указаны ниже. Следует осознавать, что, если не указано иное, предполагается, что конечные точки должны быть взаимозаменяемыми. Кроме того, любые диапазоны включают итеративные диапазоны, например, величины, падающие в специально заданных диапазонах или ограничения.

[0030] Описанные здесь варианты осуществления включают способы образования пропилена. Способы обычно включают последовательную реакцию питающего потока метатезиса, содержащего бутен, с этиленом в присутствии катализатора метатезиса для образования пропилена.

[0031] Питающий поток бутена/метатезиса может поставляться любым известным источником. Однако в одном или нескольких вариантах осуществления питающий поток бутена/метатезиса подается из Рафинат-2. Как правило, Рафинат-1 представляет собой побочный продукт в установке экстракции бутадиена, а также остаток концентратов С₄ бутадиена после выделения бутадиена посредством очистки растворителем, например, десорбцией перегонкой или экстракционной перегонкой. Преимущественно, Рафинат-1 включает моноолефины С₄ и парафины С₄. Иногда поток упоминается, как смешанные бутилены, т.к. композиция может содержать, например, приблизительно 75 вес. % моноолефинов С₄. Обычно насыщенные углеводороды в Рафинат-1 включают изо- и нормальный бутан. Моно-олефиновое содержание изменяется в зависимости от исходного сырья в блоке обработки этилена, который производит концентрат бутадиена С₄.

[0032] Для удаления изобутилена Рафинат-1 можно подвергнуть дополнительной обработке. Это может быть достигнуто при двухстадийном способе путем взаимодействия с водой при изготовлении трет-бутилового спирта либо с метанола при производстве метил-трет-бутилового эфира, который, например, затем может быть повторно подвергнут крекингу до изобутилена высокой чистоты. Рафинат-1, после удаления изобутилена, именуется Рафинат-2, который включает преимущественно 1-бутен, 2-бутен и бутаны.

[0033] В качестве альтернативы, питающий поток метатезиса может быть образован посредством контактирования первого питающего потока, содержащего этилен, с катализатором димеризации для образования потока продукта димеризации, содержащего n-бутен. В контексте настоящего описания, понятие "димеризация" относится к химической реакции в которой две одинаковые молекулярные субстанции взаимодействуют с образованием одного димера. В настоящих вариантах осуществления идентичными молекулярными субстанциями обычно являются этилены, в то время как димером обычно является бутен.

[0034] Катализатор димеризации может включать катализатор, известный в данной области техники, в результате реакции способный преобразовывать этилен в линейные олефины С₄ (например, n-бутен). Например, катализаторы димеризации могут включать гомогенные каталитические соединения, включая никель. Многие катализаторы, содержащие никель, как известно, используются при димеризации этилена в бутен (например, Патентная грамота США 4,528,415, Патентная грамота США 3,513,218 Патентная грамота США 3,452,115).

[0035] В качестве альтернативы, катализатор димеризации может включать алюминийорганическое соединение формулы R_nAlX_3-n, где R - выбирают из алкилов, таких как бутил, этил и метил, X - выбирают из галогенов, таких как хлор, а n=0, 1 или 2, например.

[0036] Реакция димеризации может осуществляться в любом типе реактора, известном в данной области техники, например, посредством гомогенной реакции в циркулирующем петлевом реакторе. Димеризации может быть осуществлена при умеренных условиях, например, температуре в интервале от 0°C до 100°C, от 25°C до 70°C или от 35°C до 55°C и давлении в диапазоне от 50 фунтов на кв. дюйм до 500 фунтов на кв. дюйм, от 175 фунтов на кв. дюйм до 350 фунтов на кв. дюйм или от 230 фунтов на кв. дюйм до 315 фунтов на кв. дюйм, например. Например, время пребывания может составлять 15-60 минут.

[0037] Процессы метатезиса обычно включают взаимодействие питающего потока метатезиса с этиленом в присутствии катализатора метатезиса для образования потока продукта метатезиса. В контексте настоящего описания, понятие "метатезис" относится к равновесной реакции между двумя олефинами, где двойная связь каждого олефина разбита для образования промежуточных реагентов. Эти промежуточные продукты рекомбинируют для образованием новых олефиновых продуктов. В одном или нескольких конкретных вариантах осуществления, обсуждаемых здесь, два олефина включают этилен и бутен, а новым олефиновым продуктом является пропилен.

[0038] Как обсуждалось ранее в данном документе, бутен подается в процесс метатезиса посредством питающего потока метатезиса. Этилен может подаваться в процесс способами, известными специалистам в данной области техники. Например, этилен может подаваться в процесс метатезиса через впускное отверстие отдельно от впускного отверстия, используемого для подачи питающего потока метатезиса. В качестве альтернативы, этилен может быть объединен с питающим потоком метатезиса до того, как питающий поток метатезиса пройдет через такое впускное отверстие.

[0039] Процесс метатезиса заключается в контактировании бутена с этиленом в присутствии катализатора метатезиса. Катализаторы метатезиса хорошо известны в данной области техники (см., например, Патентная грамота США 4,513,099 и Патентная грамота США 5,120,894). Обычно катализатор метатезиса включает оксид переходного металла, например оксиды переходных металлов кобальта, молибдена, рения, вольфрама и их комбинаций. В одном или нескольких конкретных вариантах осуществления катализатор метатезиса включает оксид вольфрама. Катализатор метатезиса может быть нанесен на носитель, такой, например, как диоксид кремния, оксид алюминия, оксид титана, оксид циркония, цеолиты, глины и их смеси. В одном или нескольких вариантах осуществления носитель выбирают из диоксида кремния, оксида алюминия и их комбинации. Катализатор может быть нанесен на носитель способами, известными в данной области техники, такими, например, как адсорбция, ионный обмен, пропитка или сублимация. Катализатор метатезиса может включать, например, от 1 вес. % до 30 вес. % или от 5 вес. % до 20 вес. % оксида переходного металла.

[0040] Способ метатезиса может дополнительно заключаться в контактировании бутена с этиленом в присутствии катализатора изомеризации (либо последовательно, либо одновременно с катализатором метатезиса). Катализатор изомеризации обычно выполнен с возможностью преобразования 1-бутена, присутствующего в питающем потоке метатезиса, в 2-бутен для осуществления последующей реакции с пропиленом. Катализаторы изомеризации могут включать, например, цеолиты, оксиды металлов (например, оксид магния, оксид вольфрама, оксид кальция, оксид бария, оксид лития и их комбинации), смешанные оксиды металлов (например, оксид кремния-оксид алюминия, диоксид циркония-оксид кремния), кислые глины (см., например, Патентная грамота США 5,153,165; Патентная грамота США 4,992,613; опубликованная Патентная заявка США 2004/0249229 и опубликованная Патентная заявка США 2006/0084831) и их комбинации. В одном или нескольких конкретных вариантах осуществления катализатором является оксид магния. Площадь поверхности оксида магния может составлять по меньшей мере 1 м²/г или по меньшей мере 5 м²/г, например.

[0041] Например, катализатор изомеризации может быть нанесен на материал носителя. Подходящие материалы носителей включают двуоксид кремния, оксид алюминия, диоксид титана, оксид алюминия-двуоксид кремния и их комбинации, например.

[0042] Способы метатезиса раскрытых вариантов осуществления включают последовательную реакцию питающего потока метатезиса. В одном или нескольких вариантах осуществления последовательные реакции могут произойти внутри последовательных реакторов. В одном или нескольких конкретных вариантах осуществления последовательные реакции возникают в первой реакции метатезиса при контактировании питающего потока метатезиса с этиленом в присутствии первого катализатора метатезиса и второй реакции метатезиса путем контактирования по меньшей мере части продукта первой реакции метатезиса с этиленом в присутствии второго катализатора метатезиса.

[0043] В одном или нескольких вариантах осуществления первый катализатор метатезиса и второй катализатор метатезиса образованы из одного материала. В качестве альтернативы, в одном или нескольких вариантах осуществления первый катализатор метатезиса и второй катализатор метатезиса образованы из различных материалов.

[0044] В одном или нескольких вариантах осуществления этилен вводят в первую реакцию метатезиса и вторую реакцию метатезиса со скоростью, достаточной для обеспечения более низкого молярного соотношения этилена:бутена, контактирующего с первым катализатором метатезиса, чем соотношение этилена:бутена, контактирующего со вторым катализатором метатезиса. Например, этилен может быть введен в первую реакцию метатезиса со скоростью, достаточной для обеспечения первого молярного соотношения этилена:бутена, контактирующего с первым катализатором метатезиса, равной от 0,3:1 до 3:1, от 0,5:1 до 2,5:1 или от 0,75:1 до 2:1. Например, этилен может быть введен во вторую реакцию метатезиса со скоростью, достаточной для обеспечения второго молярного соотношения этилена:бутена, контактирующего со вторым катализатором метатезиса, равной от 2,0:1 до 10:1, от 3,75:1 до 6,75:1 или от 4:1 до 6,5:1.

[0045] Преимущественно, последовательные процессы, описанные в данном документе, обеспечивают возможность адаптировать каждую отдельную реакцию метатезиса для улучшения преобразования бутена (например, преобразования бутена в пропилен). Например, последовательные процессы могут быть адаптированы таким образом, чтобы можно было использовать меньшую скорость подачи во вторую реакцию метатезиса, чем используется для первой реакции метатезиса. Например, последовательные процессы могут демонстрировать общую конверсия бутена не менее 80%, не менее 85%, не менее 90% или не менее 95%.

[0046] Еще одно преимущество последовательных реакторов - сниженное получение высших олефинов побочного продукта. Такие высшие олефины побочных продуктов являются результатом реакции метатезиса пропилена, реагирующего с бутиленом для получения этилена и пентена. В первом реакторе более низкое соотношение этилена к бутилену может привести к относительно высокому количеству пентенов и высших олефинов. Более низкое соотношение этилена движет равновесие в сторону более тяжелых олефинов. Эти тяжелые побочные продукты передаются во второй реактор, где более высокое соотношение этилена к бутилену преобразует такие побочные продукты обратно в пропилен и бутилен и тем самым улучшает общую селективность процесса по сравнению с одностадийным реактором.

[0047] Кроме того, каждая реакция метатезиса может действовать при температуре и давлении, достаточных для обеспечения скорости подачи и уровней конверсии, описанных в настоящем документе. Соответственно, каждое значение температуры и давления реакции может изменяться или быть одинаковым. Однако реакции метатезиса могут возникнуть, например, при давлении от 150 фунтов на кв. дюйм до 600 фунтов на кв. дюйм, от 200 фунтов на кв. дюйм до 500 фунтов на кв. дюйм или от 300 фунтов на кв. дюйм до 475 фунтов на кв. дюйм. Реакции метатезиса могут возникнуть, например, при температуре от 100°C до 500°C, от 200°C до 400°C или от 300°C до 350°C. Реакции метатезиса могут возникнуть, например, при взвешенной часовой объемной скорости (WHSV) от 3 ч^-1 до 200 ч^-1 или от 20 ч^-1 до 40 ч^-1.

[0048] Потоки продукта метатезиса обычно включают в себя различные компоненты, включая этилен, пропилен, олефины С₄ и олефины С₅₊ (включая, например, пентен и гексен). Таким образом, процессы метатезиса часто заключаются в выделении таких компонентов. Способы выделения известны в данной области техники (см., Патентная грамота США 7,214,841) и обычно включают в себя выделение внутри одной или нескольких систем фракционирования. В контексте настоящего описания, понятие "фракционирование" относится к способам выделения компонентов на основе относительной летучести и/или температуры кипения компонентов. Способы фракционирования могут включать способы известные в данной области, и понятие "фракционирование" может использоваться здесь взаимозаменяемо с понятиями "перегонка" и "фракционная перегонка".

[0049] Один или несколько вариантов осуществления, описанные здесь, включают в себя процесс выделение после первой реакции метатезиса и до начала второй реакции метатезиса. Например, способ может включать выделение по меньшей мере части пропилена и этилена из потока продукта первого метатезиса для образования первого верхнего потока и первого пропеноотгонного нижнего потока. Предполагается, что процесс выделения может включать блок отгонки пропена, блок отгонки этилена или их комбинацию в любой последовательности. Однако один конкретный вариант осуществления включает выделение первого потока продукта метатезиса внутри первого блока отгонки пропена (предполагается, что перед выделением в первом блоке отгонки пропена поток продукта первого метатезиса может быть выделен внутри блока отгонки этилена, в альтернативном варианте осуществления) для образования первого верхнего потока, содержащего пропилен и этилен, и первого пропеноотгонного потока нижней фракции, содержащего бутен и олефины C₅₊. По меньшей мере часть нижнего пропеноотгонного потока (и в одном или нескольких вариантах осуществления, все нижние пропеноотгонные потоки) реагирует с этиленом посредством второй реакции метатезиса для образования потока продукта второго метатезиса.

[0050] Один или несколько вариантов осуществления дополнительно включает(ют) процесс выделения после второй реакции метатезиса (как в комбинации с выделением перед второй реакцией метатезиса, так и исключая такой процесс выделения). Например, способ может заключаться в выделении по меньшей мере части пропилена и этилена из потока продукта второго метатезиса для образования второго верхнего потока и второго пропеноотгонного нижнего потока. Предполагается, что процесс выделения может включать блок отгонки пропена, блок отгонки этилена или их комбинацию в любой последовательности. Однако один конкретный вариант осуществления включает выделение второго потока продукта метатезиса внутри второго блока отгонки пропена (предполагается, что перед выделением во втором блоке отгонки пропена поток продукта второго метатезиса может быть выделен внутри блока отгонки этилена, в альтернативном варианте осуществления) для образования второго верхнего потока, содержащего пропилен и этилен, и второго пропеноотгонного потока нижней фракции, содержащего бутен и олефины С₅₊.

[0051] Один или несколько конкретных вариантов осуществления использует(ют) блок отгонки этилена, приспособленный для выделения этилена из пропилена в первом верхнем потоке и выделения этилена из пропилена во втором верхнем потоке для образования потока этилена и потока продукта пропилена.

[0052] По меньшей мере часть потока этилена можно рециркулировать в первую реакцию метатезиса, вторую реакцию метатезиса или их комбинацию, например.

[0053] Предполагается, что второй пропеноотгонный нижний поток можно подвергнуть дополнительному выделению. Например, блок отгонки бутена может принимать и выделять по меньшей мере часть второго пропеноотгонного нижнего потока для образования потока рециркулирующего бутена и бутеноотгонного нижнего потока. Рециркулирующий поток бутена состоит прежде всего из восстановленного бутена, а бутеноотгонный нижний поток обычно включает олефины C₅₊.

[0054] Обратимся теперь к Рисунку 1, на нем изображена упрощенная блок-схема последовательности операций процесса 100 для получения пропилена согласно раскрытым здесь вариантам осуществления. Рисунок 1 иллюстрирует способ 100, заключающийся в введении питающего потока метатезиса 102 в первый реактор метатезиса 104, в котором присутствует катализатор метатезиса 105 (и дополнительный катализатор изомеризации - не показано) для образования потока продукта метатезиса 106, содержащего пропилен, этилен, бутен и олефины С₅₊. Рисунок 1 иллюстрирует конкретный вариант осуществления, отличающийся тем, что этилен смешивается с питающим потоком метатезиса 102 по линии 108, однако предполагается, что этилен может контактировать с питающим потоком метатезиса посредством способов, известных в данной области техники.

[0055] Поток продукта метатезиса 106 пропускают в первый блок отгонки пропена 110 для выделения по меньшей мере части пропилена из потока продукта метатезиса 106, а также образования первого верхнего потока 112, содержащего пропилен и этилен, и первого нижнего потока 114, содержащего олефины С₄₊.

[0056] Первый нижний поток 114 пропускают во второй реактор метатезиса 116, в котором присутствует катализатор метатезиса 117 (и дополнительный катализатор изомеризации - не показано) для образования второго потока продукта метатезиса 118, содержащего пропилен, этилен, бутен и олефины C₅₊. Рисунок 1 иллюстрирует конкретный вариант осуществления, в котором этилен смешивают со вторым питающим потоком метатезиса 114 через линию 120.

[0057] Второй поток продукта метатезиса 118 пропускают во второй блок отгонки пропена 122 для выделения по меньшей мере части пропилена из второго потока продукта метатезиса 118, а также образования второго верхнего потока 124, содержащего пропилен и этилен, и второго нижнего потока 126, содержащего олефины С₄₊.

[0058] Первый верхний поток 112 и второй верхний поток 124 смешивают по линии 128 и вводят в блок отгонки этилена 130 для выделения по меньшей мере части этилена из первого верхнего потока 112 и второго верхнего потока 124 и образования потока продукта пропилена 132 и потока этилена 134.

[0059] Хотя, это явным образом не показано на Рисунке 1, дополнительно по меньшей мере часть потока этилена 134 может быть рециркулирована в первый реактор метатезиса 104, второй реактор метатезиса 116 или одновременно в первый реактор метатезиса 104 и второй реактор метатезиса 116.

[0060] Специалистам в данной области техники, с учетом преимуществ настоящего описания, будет понятно, что существует ряд подходящих способов выделения, хорошо известных в данной области технике, которые могут быть использованы для достижения такого выделения. Можно использовать любой такой подходящий способ.

ПРИМЕРЫ

[0061] В целях содействия лучшего понимания настоящего изобретения приведены следующие примеры вариантов осуществления. Ни при каких обстоятельствах следующие примеры не должны пониматься как ограничение или определение объема настоящего изобретения.

[0062] Нами было предпринято моделирование Aspen Plus® способа получения пропилена. Конкретная схема процесса представлена на Рисунке 1, в то время как условия/значения приведены в Таблице 1. Значения, приведенные в Таблице 1, даны из расчета на 100 фунтов/ч Рафината-II, молярного отношения этилена к бутену, равного 2,0 в реакторе 1 и 6,6 в реакторе 2, и конверсии бутена, равной 68% в реакторе 1 и 77% в реакторе 2. Нами было отмечено, что общая конверсия бутена составила 92,4%, а общая загрузка реактора составила 303 фунтов.

[0063] Обычный способ, который содержит только один реактор метатезиса, не может достичь значения общей конверсии бутена, равного 92,4%, если не будет рециркулирован существенный процент верхнего потока блока отгонки бутена. Такой подход неэффективен, так как поток содержит заметное количество бутанов, которые являются инертными в реакции метатезиса. Это показано в Таблице 2, которая базируется на подаче 100 фунтов/ч свежего Рафината-II, молярном соотношении этилена к бутену, равном 2,0 в реакторе, и конверсии бутена за один проход, равной 68%. Необходимо переработать приблизительно 82% верхнего потока блока отгонки бутена, чтобы получить общую конверсию бутена, равную 92,4%. Суммарная подача реактора в результате составляет 361 фунтов/ч.

[0064] Таким образом, настоящее изобретение хорошо приспособлено для достижения указанных целей и преимуществ, а также тех, которые присущи данному раскрытию. Конкретные варианты осуществления, раскрытые выше, носят лишь иллюстративный характер, так как настоящее изобретение может быть изменено и осуществлено различными, но эквивалентными способами, очевидными для специалистов в данной области техники, обладающими преимуществом для изложенных здесь идей. Кроме того, никакие ограничения не направлены на детали проектирования или проектирования, представленные в данном документе, кроме как это описано в приведенной ниже формуле изобретения. Поэтому очевидно, что конкретные иллюстративные варианты осуществления, раскрытые выше, могут быть переделаны, объединены или видоизменены, а все подобные вариации рассматриваются в рамках объема и сущности настоящего изобретения.

[0065] Изобретение, иллюстративно раскрытое в данном документе, может быть соответствующим образом реализовано в отсутствие любого элемента, не описанного конкретно выше и/или любого дополнительного элемента, описанного здесь. В то время как композиции и способы описываются понятиями "составляющий", "содержащий" или "включающий" различные компоненты или этапы, композиции и способы могут также "состоять в основном из" или "состоять из" различных компонентов и этапов. Все числа и диапазоны, описанные выше, могут варьироваться в зависимости от некоторого количества. Всякий раз, когда раскрывается численный интервал с нижним пределом и верхним пределом, любое число и любые включенные диапазоны, попадающие в такой интервал, описываются отдельно. В частности, каждый диапазон значений (в виде "приблизительно от а до приблизительно b", "приблизительно от а до b" или, эквивалентно, "приблизительно а-b"), раскрытые здесь, следует понимать раскрытым для каждого числа и диапазона, предусмотренного в рамках более широкого диапазона значений.

[0066] На этом подробное описание завершается. Конкретные варианты осуществления, раскрытые выше, носят лишь иллюстративный характер, так как настоящее изобретение может быть изменено и осуществлено различными, но эквивалентными способами, очевидными для специалистов в данной области техники, обладающими преимуществом для изложенных здесь идей. Кроме того, никакие ограничения не направлены на детали проектирования или проектирования, представленные в данном документе, кроме как это описано в приведенной ниже формуле изобретения. Поэтому очевидно, что конкретные варианты осуществления, раскрытые выше, могут быть переделаны или видоизменены, а все подобные вариации рассматриваются в рамках объема и сущности настоящего изобретения. Соответственно, защитные меры, к которым мы стремимся в данном документе, должны соответствовать изложенным ниже в формуле изобретения.

Изобретение относится к способу образования пропилена. Способ заключается в реакции сырьевого потока метатезиса, содержащего бутен с этиленом в присутствии первого катализатора метатезиса посредством первой реакции метатезиса для образования потока продукта первого метатезиса, содержащего пропилен, этилен, бутен и олефины С₅₊; выделении по меньшей мере части пропилена и этилена из потока продукта первого метатезиса для образования первого верхнего потока и первого пропеноотгонного нижнего потока, содержащего бутен и олефины С₅₊; реакции по меньшей мере части первого пропеноотгонного нижнего потока с этиленом в присутствии второго катализатора метатезиса посредством второй реакции метатезиса для образования потока продукта второго метатезиса, содержащего пропилен, этилен, бутен и олефины С₅₊; и выделении по меньшей мере части пропилена и этилена из потока продукта второго метатезиса для образования второго верхнего потока; и восстановлении пропилена из первого верхнего потока, второго верхнего потока или их комбинации. При этом первая реакция метатезиса происходит при первом соотношении этилена:бутена, равном от 0,3:1 до 3:1, и вторая реакция метатезиса происходит при втором соотношении этилена:бутена, равном от 2,0:1 до 10:1. Использование предлагаемого способа позволяет увеличить степень превращения бутена в пропилен. 13 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 ил.

1. Способ образования пропилена, заключающийся в:

реакции сырьевого потока метатезиса, содержащего бутен с этиленом в присутствии первого катализатора метатезиса посредством первой реакции метатезиса для образования потока продукта первого метатезиса, содержащего пропилен, этилен, бутен и олефины С₅₊;

выделении по меньшей мере части пропилена и этилена из потока продукта первого метатезиса для образования первого верхнего потока и первого пропеноотгонного нижнего потока, содержащего бутен и олефины С₅₊;

реакции по меньшей мере части первого пропеноотгонного нижнего потока с этиленом в присутствии второго катализатора метатезиса посредством второй реакции метатезиса для образования потока продукта второго метатезиса, содержащего пропилен, этилен, бутен и олефины С₅₊; и

выделении по меньшей мере части пропилена и этилена из потока продукта второго метатезиса для образования второго верхнего потока; и

восстановлении пропилена из первого верхнего потока, второго верхнего потока или их комбинации;

причем первая реакция метатезиса происходит при первом соотношении этилена:бутена, равном от 0,3:1 до 3:1, и

вторая реакция метатезиса происходит при втором соотношении этилена:бутена, равном от 2,0:1 до 10:1.

2. Способ по п. 1, дополнительно отличающийся тем, что первый верхний поток содержит пропилен и этилен, а второй верхний поток содержит пропилен и этилен.

3. Способ по п. 1, дополнительно заключающийся в выделении по меньшей мере части первого верхнего потока для образования потока этилена и потока пропилена.

4. Способ по п. 1, дополнительно заключающийся в выделении по меньшей мере части второго верхнего потока для образования потока этилена и потока пропилена.

5. Способ по п. 1, дополнительно заключающийся в выделении по меньшей мере части первого верхнего потока и по меньшей мере части второго верхнего потока для образования потока этилена и потока пропилена.

6. Способ по п. 5, дополнительно заключающийся в рециркуляции по меньшей мере части потока этилена в первую реакцию метатезиса, вторую реакцию метатезиса или их комбинацию.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что питающий поток реакции метатезиса дополнительно содержит Рафинат-2.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что первая реакция метатезиса, вторая реакция метатезиса или их комбинация дополнительно заключается в реакции соответствующего питающего потока реакции метатезиса с этиленом в присутствии катализатора изомеризации.

9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что катализатор изомеризации содержит оксид магния.

10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что этилен вводится в первую реакцию метатезиса и вторую реакцию метатезиса при удовлетворительных скоростях для обеспечения более низкого соотношения этилена:бутена, контактирующего с первым катализатором метатезиса, чем соотношения этилена:бутена, контактирующего со вторым катализатором метатезиса.

11. Способ по п. 1, отличающийся тем, что общая конверсия бутена данного способа составляет не менее 85%.

12. Способ по п. 1, отличающийся тем, что первый катализатор метатезиса и второй катализатор метатезиса содержат оксид переходного металла.

13. Способ по п. 1, отличающийся тем, что первый катализатор метатезиса и второй катализатор метатезиса содержат один и тот же материал.

14. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выделение по меньшей мере части пропилена и этилена из потока продукта второго метатезиса образует второй пропеноотгонный нижний поток, содержащий бутен и олефины С₅₊.