СПОСОБЫ СНИЖЕНИЯ ОКСИГЕНИРОВАННОЙ РЕЦИРКУЛЯЦИИ ПРИ КОНВЕРСИИ MTO Российский патент 2021 года по МПК C07C1/20 C07C1/207 B01D3/14 

Область применения изобретения

Настоящее изобретение относится по существу к способам преобразования метанола в олефины и, в частности, к способам, которые уменьшают количество побочных продуктов, повторно направляемых в реактор превращения метанола в олефин.

Предпосылки создания изобретения

Применение пластмасс и каучуков получило широкое распространение. Производство таких пластмасс и каучуков осуществляют путем полимеризации мономеров, которые обычно получают из нефти. Мономеры образуются путем расщепления более крупных молекул на более мелкие молекулы, которые могут быть модифицированы. Затем мономеры вступают в реакцию для получения более крупных молекул, содержащих цепи мономеров. Важным примером таких мономеров являются легкие олефины, включая этилен и пропилен, которые составляют значительную часть мирового спроса в нефтехимической промышленности. Легкие олефины и другие мономеры используются при производстве множества химических продуктов посредством полимеризации, олигомеризации, алкилирования и других хорошо известных химических реакций. Вследствие этого в нефтехимической промышленности экономичному производству легких олефинов в больших количествах уделяется значительное внимание. Эти мономеры являются важнейшими составными элементами современной нефтехимической и химической промышленности. Основным источником таких веществ при переработке нефти в настоящее время является паровой крекинг нефтяного сырья.

По мере роста спроса увеличить предложение позволяют другие источники мономеров, которые при этом становятся экономически выгодными. Источники включают в себя конверсию природного газа и угля, при которой природный газ и уголь превращаются в оксигенаты, а затем оксигенаты превращаются в легкие олефины. Для извлечения легких олефинов необходимо очистить поток продукта из процесса конверсии оксигенатов в олефины. Вследствие того, что химический состав при конверсии нефтяного сырья в легкие олефины и при процессе конверсии оксигенатов в олефины является разным, отделение и очистка технологического потока в этих процессах также отличается.

При получении легких олефинов (например, этилена и пропилена) из оксигенатов, и в частности, метанола, также образуются различные побочные продукты оксигенатов. Хотя некоторые из этих побочных продуктов могут быть извлечены и повторно направлены в конверсионный реактор, некоторые из побочных продуктов могут засорять и закупоривать оборудование ниже по потоку, а также могут приводить к проблемам при разделении (например, эмульсии, вспенивание, унос нефти).

В промышленной установке для преобразования метанола в олефины (MTO) осуществляют рециркуляцию оксигенатов в реактор MTO, что приводит к увеличению концентрации оксигенатов в контуре рециркуляции реактора. В настоящем документе общий термин «метанол в олефины» или «MTO» относится к любому процессу конверсии оксигената в олефины, который может быть охвачен настоящим изобретением. Хотя для поддержания высокого использования сырья MTO в углеводородных продуктах желательно рециркулировать диметиловый эфир (DME) и метанол, рециркуляция проблемных оксигенатов (кетонов, альдегидов) усложняет переработку.

Таким образом, сохраняется потребность в экономичном и эффективном способе удаления ненужных или нежелательных оксигенатов из рециркуляционного потока в реактор MTO.

Изложение сущности изобретения

В настоящем изобретении предложен один или более способов экономичного и эффективного удаления ненужных или нежелательных оксигенатов из рециркуляционного потока в реактор MTO. В частности, в соответствии с настоящими способами метанол, который является одним из желательных компонентов рециркуляционного потока, превращается в DME. Превращение в DME позволяет облегчить отделение желательных оксигенатов от оксигенатов, которые являются нежелательными в рециркуляционном потоке. В частности, DME является наиболее летучим из оксигенатных компонентов рециркуляционного потока (температура кипения -24°C) и может быть легко отделен от других оксигенатов путем ректификации. Ацетальдегид (температура кипения 20,2°C) и ацетон (температура кипения 56°C) являются более летучими, чем метанол (температура кипения 67,4°C), требуя отдельной стадии ректификации для удаления ацетона и ацетальдегида из метанола. Кроме того, более тяжелые побочные продукты оксигената (менее летучие, чем метанол) также необходимо удалять из метанола, чтобы можно было рециркулировать метанол и DME, для чего требуется еще одна стадия ректификации. Однако при превращении метанола в DME разделение между желательными и нежелательными оксигенатами осуществляется экономичным и эффективным образом. В некоторых способах настоящего изобретения конверсию и разделение проводят в одном и том же сосуде; в то время как в других способах настоящего изобретения конверсию и разделение проводят в разных сосудах. Кроме того, оксигенаты меньшего размера, такие как ацетон и ацетальдегид, могут быть преобразованы в более тяжелые оксигенаты, которые легче отделяются от DME.

Соответственно, по меньшей мере в одном аспекте настоящее изобретение может быть охарактеризовано как предложение способа снижения рециркуляции тяжелого оксигената для реакционной зоны MTO путем следующего: разделение выходящего потока, содержащего легкие олефины, оксигенаты и воду из реакционной зоны MTO, на поток углеводородного продукта, содержащий легкие олефины, и водный поток, содержащий оксигенаты и воду; разделение водного потока на поток воды с пониженным содержанием оксигенатов и обогащенный оксигенатом поток; увеличение количества DME в обогащенном оксигенатом потоке и разделение обогащенного оксигенатом потока на обогащенный DME поток и обогащенный оксигенатом поток; и рециркуляция по меньшей мере части обогащенного DME потока в реакционную зону MTO.

По меньшей мере в одном аспекте настоящее изобретение также может быть охарактеризовано как предложение способа снижения рециркуляции тяжелого оксигената для реакционной зоны MTO путем следующего: подача потока сырья, содержащего метанол, в реакционную зону MTO, содержащую реактор, работающий в условиях, обеспечивающих выходящий поток, причем выходящий поток содержит легкие олефины, оксигенаты и воду; подача выходящего потока в зону разделения продукта, выполненную с возможностью разделения выходящего потока на поток продукта, содержащий легкие олефины, и водный поток, содержащий оксигенаты и воду; подача водного потока в зону отгонки оксигената, выполненную с возможностью подачи обогащенного оксигенатом потока и потока воды с пониженным количеством оксигенатов; подача обогащенного оксигенатом потока в зону конверсии, выполненную с возможностью конверсии метанола в DME, причем зона конверсии включает в себя сосуд и выполнена с возможностью подачи обогащенного DME потока и обогащенного тяжелым оксигенатом потока; и подача обогащенного DME потока в реакционную зону MTO.

Кроме того, настоящее изобретение также может в целом характеризоваться по меньшей мере одним аспектом, в котором устройство содержит: реакционную зону MTO, содержащую реактор, работающий в условиях, обеспечивающих выходящий поток, причем выходящий поток содержит легкие олефины, оксигенаты и воду; зону разделения продукта, выполненную с возможностью разделения выходящего потока на поток продукта, содержащий легкие олефины, и водный поток, содержащий оксигенаты и воду; зону отгонки оксигената, выполненную с возможностью подачи обогащенного оксигенатом потока и потока воды с пониженным количеством оксигенатов; и зону конверсии, выполненную с возможностью конверсии метанола в DME, причем зона конверсии содержит сосуд и выполнена с возможностью подачи обогащенного DME потока и обогащенного тяжелым оксигенатом потока, причем обогащенный DME поток рециркулируют в реакционную зону.

Дополнительные аспекты, варианты осуществления и подробные сведения об изобретении, которые могут комбинироваться любым образом, представлены в приведенном ниже подробном описании изобретения.

Подробное описание графических материалов

Один или более примеров осуществления настоящего изобретения будут описаны ниже вместе с приведенными ниже графическими материалами, в которых:

на фиг. 1 показана блок-схема способа в соответствии с одним или более вариантами осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 2 показана другая блок-схема способа в соответствии с одним или более вариантами осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание изобретения

Как указано выше, в способах настоящего изобретения непрореагировавший метанол из выходящего потока реактора MTO превращают в DME, а затем главным образом пар DME рециркулируют в реактор MTO. Кроме того, ацетон и ацетальдегид могут быть преобразованы в тяжелые оксигенаты, которые легче отделяются от DME. В альтернативном варианте осуществления жидкий продукт может быть удален из нижнего продукта реакционной ректификационной колонны, который будет содержать основную часть ацетона и побочного продукта ацетальдегида от MTO.

Термин «колонна» означает ректификационную колонну или колонны для разделения одного или более компонентов разной летучести. Если не указано иное, в состав каждой колонны входит конденсатор в верхней части колонны для конденсации и возврата части потока верхнего продукта в качестве орошения обратно в верхнюю часть колонны и нагреватель на дне колонны для испарения и направления части потока нижнего продукта обратно в нижнюю часть колонны. Входные потоки колонн можно предварительно нагревать. Верхнее давление представляет собой давление верхнего пара на выпускном отверстии колонны. Температура нижнего продукта представляет собой температуру на выпускном отверстии для жидкости. Ссылка на трубопроводы верхнего продукта и трубопроводы нижнего продукта относится к отводным трубопроводам колонны после контуров конденсации или возврата в колонну в виде орошения.

Как показано, линии технологического потока на фигурах могут упоминаться взаимозаменяемо, как, например, трубопроводы, трубы, ветви, распределительные устройства, потоки, стоки, продукты подачи, продукты, части, катализаторы, отборы, рециклы, отсосы, сливы и каустики.

При использовании в настоящем документе термин «обогащенный» может означать увеличенное количество соединения или класса соединений в потоке по сравнению с количеством в другом потоке.

При использовании в настоящем документе термин «обедненный» может означать уменьшенное количество соединения или класса соединений в потоке по сравнению с количеством в другом потоке.

При использовании в настоящем документе термин «зона» может относиться к объекту, включающему в себя одну или более единиц оборудования и/или одну или более подзон. Единицы оборудования могут включать в себя один или более реакторов или аппаратов реактора, нагревателей, обменников, труб, насосов, компрессоров и контроллеров. Кроме того, единица оборудования, такая как реактор, осушитель или сосуд, может дополнительно включать в себя одну или более зон или подзон.

В настоящем документе термин «сепаратор» означает сосуд, который имеет впускное отверстие и по меньшей мере выпускное отверстие верхнего пара и выпускное отверстие жидкого кубового продукта и который может также иметь выпускное отверстие водного потока из отстойника. Испарительный барабан представляет собой тип сепаратора, который может находиться в сообщении ниже по потоку с сепаратором, который может работать при более высоком давлении.

С учетом перечисленных общих принципов один или более вариантов осуществления настоящего изобретения будут описаны с учетом того, что приведенное ниже описание не носит ограничительного характера.

Как показано на фиг. 1 и 2, поток 10 сырья оксигената подают в реакционную зону 12 MTO, содержащую по меньшей мере один реактор 14. По меньшей мере один реактор 14 реакционной зоны 12 MTO может представлять собой реактор с псевдоожиженным слоем и содержать катализатор MTO, преобразующий метанол и DME из потока 10 сырья оксигената в олефины. Как правило, катализатор может представлять собой кремнийалюмофосфат (SAPO), имеющий структуру из тетраэдрических звеньев, образующий множество пор для наилучшего контакта с метанольным сырьем во время превращения в олефины. Такие реакторы и катализаторы MTO известны в данной области техники, например, в патентах США № 6 166 282, 7 309 679, 7 423 191 и 9 643 897, содержание которых полностью включено в настоящий документ посредством ссылки.

Выходящий поток из указанного выходящего потока в реакционной зоне 12 MTO содержит легкие олефины, оксигенаты и воду. После отделения катализатора от указанного выходящего потока, выходящий поток 16 подают из реакционной зоны 12 MTO в зону 18 разделения продукта, выполненную с возможностью разделения выходящего потока 16 на поток 20 продукта, содержащий легкие олефины, а также некоторые другие углеводороды, и водный поток 22, содержащий оксигенаты и воду. Кроме того, зона 18 разделения продукта может подавать поток 24 отработавшей воды. Зона 18 разделения продукта известна в данной области техники, например, в патенте США № 9 452 957, содержание которого полностью включено в настоящий документ посредством ссылки. Поток 20 продукта, как известно, может подаваться в секцию фракционирования (не показана), выполненную с возможностью разделения потока 20 продукта на потоки различных компонентов.

Водный поток 22, содержащий оксигенаты и воду, может подаваться в зону 26 отгонки оксигената, содержащую отгонное устройство 27 для оксигената, выполненное с возможностью подачи потока 28, обогащенного оксигенатом, и потока 30 воды, обедненной оксигенатом. Первую часть 30a потока 30 воды можно нагревать для частичного испарения пара с последующим возвратом в отгонное устройство 27 для оксигената. Вторая часть 30b потока 30 воды может подаваться обратно в зону 18 разделения продукта. Третья часть 30c потока 30 воды может быть направлена для дальнейшей обработки.

Как правило, обогащенный оксигенатом поток 28 рециркулируют в реакционную зону 12 MTO, чтобы обеспечить в ней реакцию метанола и DME. Однако без дополнительной обработки рециркуляция обогащенного оксигенатом потока 28 приведет к накоплению в этом потоке тяжелых и/или нежелательных оксигенатов. Соответственно, как указано в начале, в соответствии с настоящими процессами количество DME увеличивают, а затем DME отделяют от других оксигенатов и рециркулируют обратно в реакционную зону 12 MTO. Обогащенный оксигенатом поток 28 может представлять собой либо пар, либо жидкость, либо комбинацию как пара, так и жидкости, в зависимости от конструкции и эксплуатации зоны 26 отгонки оксигената.

Как показано на фиг. 1 и 2, обогащенный оксигенатом поток 28 подают в зону 32 конверсии, которая содержит один или более сосудов 34. В соответствии с вариантом осуществления, показанным на фиг. 1, зона конверсии содержит один сосуд 34, который представляет собой реакционную ректификационную колонну 34a. Как известно, реакционная ректификационная колонна 34a содержит один или более слоев 36 катализатора, которые при соответствующих рабочих условиях способствуют химической реакции — в данном случае происходит превращение метанола в DME. Такие катализаторы и рабочие условия для реакционной ректификационной колонны 34a являются хорошо известными в данной области техники. Смотрите, например, патент США № 5 817 906 и публикацию Azizi, et al. «Dimethyl ether: A review of technologies and productions challenges», Chemical Engineering and Processing, 2014, содержание которых полностью включено в настоящий документ посредством ссылки. Кроме того, катализатор также может способствовать превращению ацетона и ацетальдегида в тяжелые оксигенаты. В дополнение к конверсии метанола в DME реакционная ректификационная колонна 34a также разделяет компоненты внутри реакционной ректификационной колонны 34a на по меньшей мере потоки компонентов, а именно: обогащенный DME поток 38 и обогащенный тяжелым оксигенатом поток 40.

Как показано на фиг. 2, в другом варианте осуществления настоящего изобретения зона 32 конверсии содержит два сосуда 34, причем первый из двух сосудов 34 представляет собой реактор 34b или реакционный сосуд, который содержит один или более слоев 36 катализатора. Как и в предыдущем варианте, катализатор способствует превращению метанола в DME и может дополнительно способствовать превращению ацетона и ацетальдегида в тяжелые оксигенаты. Второй из двух сосудов 34 представляет собой разделительный сосуд 34с, такой как колонна фракционирования, выполненный с возможностью разделения выходящего потока 42 продукта из реактора 34b на обогащенный DME поток 38 и обогащенный тяжелым оксигенатом поток 40. Хотя вариант осуществления, показанный на фиг. 2, с отдельным реактором 34b и разделительным сосудом 34c считается в равной степени эффективным при снижении количества тяжелых оксигенатов в обогащенном DME потоке 38, считается, что вариант осуществления, показанный на фиг. 1, обеспечит более высокую степень превращения метанола в DME.

В любом варианте осуществления первая часть 40а обогащенного оксигенатом потока 40 может быть нагрета, а затем направлена обратно в реакционную ректификационную колонну 34a или в разделительный сосуд 34c. Вторая часть 40b обогащенного тяжелым оксигенатом потока 40 может быть направлена на обработку ниже по потоку.

Кроме того, на обеих фиг. 1 и 2 после охлаждения первую часть 38a обогащенного DME потока 38 возвращают обратно в реакционную ректификационную колонну 34a или в разделительный сосуд 34c. Вторую часть 38b обогащенного DME потока 38 возвращают обратно в реактор 14 реакционной зоны 12 MTO. Как показано на фиг. 1 и 2, обогащенный DME поток 38 охлаждают, а затем разделяют на две части 38a, 38b. Также предполагается, что обогащенный DME поток 38 сначала разделяют на две части 38a, 38b, а затем может охлаждаться только первая часть 38a (т.е. возвращенная часть). Таким образом, обогащенный DME поток 38 может рециркулироваться обратно в реактор 14 реакционной зоны 12 MTO в виде потока жидкости или потока пара.

Обогащенный DME поток 38 также будет содержать метанол, ацетон, ацетальдегид, а также некоторое количество тяжелых оксигенатов. Разделение компонентов может быть выполнено так, чтобы некоторые более тяжелые оксигенаты могли попадать в обогащенный DME поток 38. Однако настоящие способы обеспечивают уменьшение количества тяжелых оксигенатов, которые рециркулируются в реакционную зону 12 MTO.

Любые из упомянутых выше трубопроводов, каналов, блоков, отдельных устройств, сосудов, окружающего пространства, зон и т.п. могут быть оборудованы одним или более компонентами мониторинга, включая датчики, измерительные устройства, устройства считывания данных или устройства передачи данных. Результаты измерения сигналов, процесса или состояния, а также данные от компонентов мониторинга можно использовать для отслеживания условий внутри технологического оборудования, а также вокруг него и на его поверхности. Сигналы, результаты измерений и/или данные, сформированные или зарегистрированные компонентами мониторинга, могут быть собраны, обработаны и/или переданы через одну или более сетей или соединений, которые могут быть защищенными или открытыми, общими или выделенными, прямыми или непрямыми, проводными или беспроводными, шифрованными или без шифрования и/или могут представлять собой их комбинацию (-и); данное описание не устанавливает никаких ограничений в этом отношении.

Сигналы, измерения и/или данные, сформированные или зарегистрированные компонентами мониторинга, могут быть переданы на одно или более вычислительных устройств или систем. Вычислительные устройства или системы могут включать в себя по меньшей мере один процессор и память, хранящую машиночитаемые инструкции, которые при исполнении по меньшей мере одним процессором приводят к выполнению одним или более вычислительными устройствами процесса, который может включать одну или более стадий. Например, одно или более вычислительных устройств могут быть выполнены с возможностью приема от одного или более компонентов мониторинга данных, относящихся к по меньшей мере одному компоненту оборудования, связанного со способом. Одно или более вычислительных устройств или систем могут быть выполнены с возможностью анализа данных. На основании анализа данных одно или более вычислительных устройств или систем могут быть выполнены с возможностью определения одной или более рекомендуемых корректировок для одного или более параметров одного или более способов, описанных в настоящем документе. Одно или более вычислительных устройств или систем могут быть выполнены с возможностью передачи зашифрованных или незашифрованных данных, которые включают в себя одну или более рекомендуемых корректировок для одного или более параметров одного или более способов, описанных в настоящем документе.

Например, условия в зоне 32 конверсии можно регулировать с помощью датчика, определяющего, что количество тяжелых оксигенатов в реакционной зоне 12 MTO ниже порогового значения. Соответственно, условия зоны 32 конверсии можно регулировать для использования меньшего количества энергии (и, таким образом, для обеспечения меньшей степени конверсии и менее жесткого разделения).

Таким образом, в способах настоящего изобретения для процесса конверсии MTO предложено экономичное и эффективное снижение количества тяжелых оксигенатов в рециркуляционном потоке.

Следует понимать, и специалистам в данной области должно быть понятно, что на графических материалах не показаны различные другие компоненты, такие как клапаны, насосы, фильтры, охладители и т.д., поскольку считается, что данные устройства хорошо известны специалистам в данной области и их описание не является необходимым для практической реализации или понимания вариантов осуществления настоящего изобретения.

Конкретные варианты осуществления

Хотя приведенное ниже описание относится к конкретным вариантам осуществления, следует понимать, что настоящее описание предназначено для иллюстрации, а не ограничения объема предшествующего описания и прилагаемой формулы изобретения.

Первый вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой способ снижения рециркуляции тяжелого оксигената для реакционной зоны MTO, включающий: разделение выходящего потока, содержащего легкие олефины, оксигенаты и воду из реакционной зоны MTO, на поток углеводородного продукта, содержащий легкие олефины, и водный поток, содержащий оксигенаты и воду; разделение водного потока на поток воды с пониженным содержанием оксигенатов и обогащенный оксигенатом поток; увеличение количества DME в обогащенном оксигенатом потоке и разделение обогащенного оксигенатом потока на обогащенный DME поток и обогащенный оксигенатом поток; и рециркуляцию по меньшей мере части обогащенного DME потока в реакционную зону MTO. Один вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, в которых увеличение количества DME в обогащенном оксигенатом потоке включает в себя преобразование метанола в DME. Вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых метанол преобразуется в DME в реакционной ректификационной колонне. Один вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, дополнительно включающих в себя возврат части обогащенного DME потока в реакционную ректификационную колонну. Один вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, дополнительно включающих в себя охлаждение обогащенного DME потока перед возвратом части обогащенного DME потока обратно в реакционную ректификационную колонну. Вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых метанол превращают в DME в реакционном сосуде, и в которых обогащенный оксигенатом поток разделяют на обогащенный DME поток и обогащенный тяжелым оксигенатом поток в разделительном сосуде, причем разделительный сосуд отделяют от реакционного сосуда.

Второй вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой способ снижения рециркуляции тяжелого оксигената для реакционной зоны MTO, включающий: подачу потока сырья, содержащего метанол, в реакционную зону MTO, содержащую реактор, работающий в условиях, обеспечивающих выходящий поток, причем выходящий поток содержит легкие олефины, оксигенаты и воду; подачу выходящего потока в зону разделения продукта, выполненную с возможностью разделения выходящего потока на поток продукта, содержащий легкие олефины, и водный поток, содержащий оксигенаты и воду; подачу водного потока в зону отгонки оксигената, выполненную с возможностью подачи обогащенного оксигенатом потока и потока воды с пониженным количеством оксигенатов; подачу обогащенного оксигенатом потока в зону конверсии, выполненную с возможностью конверсии метанола в DME, причем зона конверсии содержит сосуд и выполнена с возможностью подачи обогащенного DME потока и обогащенного тяжелым оксигенатом потока; и подачу обогащенного DME потока в реакционную зону MTO. Вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до второго варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых сосуд зоны конверсии включает в себя реакционную ректификационную колонну. Вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до второго варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых зона конверсии содержит по меньшей мере два сосуда, причем первый сосуд включает в себя реактор, а второй сосуд включает в себя разделительный сосуд. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до второго варианта осуществления, представленного в данном разделе, дополнительно включающих подачу обогащенного оксигенатом потока в реактор в зоне конверсии; и подачу выходящего потока из реактора в разделительный сосуд. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до второго варианта осуществления, представленного в данном разделе, дополнительно включающих подачу потока воды из зоны отгонки оксигената в зону разделения продукта. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до второго варианта осуществления, представленного в данном разделе, дополнительно включающих подачу части обогащенного DME потока обратно в зону конверсии. Один вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до второго варианта осуществления, представленного в данном разделе, дополнительно включающих в себя охлаждение обогащенного DME потока перед подачей части обогащенного DME потока обратно в зону конверсии. Один вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до второго варианта осуществления, представленного в данном разделе, дополнительно включающих по меньшей мере одно из: определения по меньшей мере одного параметра способа и формирования сигнала или данных по результатам определения; формирования и передачи сигнала; или формирования и передачи данных.

Третий вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой устройство для преобразования метанола в олефины, содержащее: реакционную зону MTO, содержащую реактор, работающий в условиях, обеспечивающих выходящий поток, причем выходящий поток содержит легкие олефины, оксигенаты и воду; зону разделения продукта, выполненную с возможностью разделения выходящего потока на поток продукта, содержащий легкие олефины, и водный поток, содержащий оксигенаты и воду; зону отгонки оксигената, выполненную с возможностью подачи обогащенного оксигенатом потока и потока воды с пониженным количеством оксигенатов; и зону конверсии, выполненную с возможностью конверсии метанола в DME, причем зона конверсии содержит сосуд и выполнена с возможностью подачи обогащенного DME потока и обогащенного тяжелым оксигенатом потока, причем обогащенный DME поток рециркулируют в реакционную зону. Вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до третьего варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых зона конверсии дополнительно содержит второй сосуд, причем второй сосуд включает в себя разделительный сосуд. Вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до третьего варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых сосуд зоны конверсии включает в себя реакционную ректификационную колонну. Один вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до третьего варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых часть обогащенного DME потока охлаждают, а затем возвращают обратно в реакционную ректификационную колонну. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до третьего варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых часть обогащенного DME охлаждают, а затем подают обратно в зону конверсии. Один вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до третьего варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых поток воды возвращают в зону разделения продукта.

Без дополнительной проработки считается, что с использованием предшествующего описания специалист в данной области может в полной мере использовать настоящее изобретение и легко устанавливать основные характеристики настоящего изобретения, чтобы без отступления от его сущности и объема вносить в изобретение различные изменения и модификации и адаптировать его к различным вариантам применения и условиям. Таким образом, предшествующие предпочтительные конкретные варианты осуществления следует рассматривать как исключительно иллюстративные, не накладывающие каких-либо ограничений на остальную часть описания и охватывающие различные модификации и эквивалентные конструкции, входящие в объем прилагаемой формулы изобретения.

Если не указано иное, в приведенном выше описании все температуры представлены в градусах по шкале Цельсия, а все доли и процентные значения даны по массе.

В приведенном выше подробном описании изобретения был представлен по меньшей мере один пример осуществления, но следует понимать, что существует большое число его вариантов. Следует также понимать, что пример осуществления или примеры осуществления являются лишь примерами и не предназначены для ограничения каким-либо образом объема, применимости или конфигурации изобретения. Наоборот, приведенное выше подробное описание предоставит специалистам в данной области удобную концепцию для реализации примера осуществления изобретения, при этом следует понимать, что функции и расположения элементов, описанные в примере осуществления, могут быть различным образом изменены без отступления от объема изобретения, изложенного в прилагаемой формуле изобретения и ее правовых эквивалентах.

Настоящее изобретение относится к способу снижения рециркуляции тяжелого оксигената в реакционную зону превращения метанола в олефины (MTO) и включает следующие стадии: подачу потока (10) сырья, содержащего метанол, в реакционную зону (12) MTO, содержащую реактор (14), работающий в условиях, обеспечивающих выходящий поток (16), причем выходящий поток содержит легкие олефины, оксигенаты и воду; подачу выходящего потока (16) в зону (18) разделения продукта, выполненную с возможностью разделения выходящего потока (16) на поток (20) продукта, содержащий легкие олефины, и водный поток (22), содержащий оксигенаты и воду; подачу водного потока (22) в зону (26) отгонки оксигената, выполненную с возможностью получения обогащенного оксигенатом потока (28) и потока (30) воды с пониженным количеством оксигенатов; подачу обогащенного оксигенатом потока (28) в зону (32) конверсии, выполненную с возможностью конверсии метанола в диметиловый эфир (DME), причем зона (32) конверсии содержит сосуд (34) и выполнена с возможностью получения обогащенного DME потока (38) и обогащенного тяжелым оксигенатом потока (40); и подачу обогащенного DME потока (38) в реакционную зону (12) MTO. Также изобретение относится к устройству для преобразования метанола в олефины. Предлагаемый способ позволяет эффективно удалить ненужные или нежелательные оксигенаты из рециркуляционного потока в реактор MTO. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ снижения рециркуляции тяжелого оксигената в реакционную зону превращения метанола в олефины (MTO), включающий:

подачу потока (10) сырья, содержащего метанол, в реакционную зону (12) MTO, содержащую реактор (14), работающий в условиях, обеспечивающих выходящий поток (16), причем выходящий поток содержит легкие олефины, оксигенаты и воду;

подачу выходящего потока (16) в зону (18) разделения продукта, выполненную с возможностью разделения выходящего потока (16) на поток (20) продукта, содержащий легкие олефины, и водный поток (22), содержащий оксигенаты и воду;

подачу водного потока (22) в зону (26) отгонки оксигената, выполненную с возможностью получения обогащенного оксигенатом потока (28) и потока (30) воды с пониженным количеством оксигенатов;

подачу обогащенного оксигенатом потока (28) в зону (32) конверсии, выполненную с возможностью конверсии метанола в диметиловый эфир (DME), причем зона (32) конверсии содержит сосуд (34) и выполнена с возможностью получения обогащенного DME потока (38) и обогащенного тяжелым оксигенатом потока (40); и

подачу обогащенного DME потока (38) в реакционную зону (12) MTO.

2. Способ по п. 1, в котором сосуд (34) зоны (32) конверсии содержит реакционную ректификационную колонну (34a).

3. Способ по п. 1, в котором зона (32) конверсии содержит по меньшей мере два сосуда (34b, 34c), причем первый сосуд (34b) включает в себя реактор, а второй сосуд (34c) включает в себя разделительный сосуд.

4. Способ по п. 3, дополнительно включающий:

подачу обогащенного оксигенатом потока (28) в реактор (34b) в зоне (32) конверсии; и

подачу выходящего потока (42) из реактора (34b) в разделительный сосуд (34c).

5. Способ по любому из пп. 1–4, дополнительно включающий:

подачу потока (30b) воды из зоны (26) отгонки оксигената в зону (18) разделения продукта.

6. Способ по любому из пп. 1–4, дополнительно включающий:

подачу части (38а) обогащенного DME потока (38) обратно в зону (32) конверсии.

7. Способ по п. 6, дополнительно включающий:

охлаждение обогащенного DME потока (38) перед подачей части (38b) обогащенного DME потока обратно в зону конверсии.

8. Способ по любому из пп. 1–4, дополнительно включающий по меньшей мере одно из:

определения по меньшей мере одного параметра способа и формирования сигнала или данных по результатам определения;

формирования и передачи сигнала; или

формирования и передачи данных.

9. Устройство для преобразования метанола в олефины, содержащее:

реакционную зону (12) MTO, содержащую реактор (14), работающий в условиях, обеспечивающих выходящий поток (16), причем выходящий поток (16) содержит легкие олефины, оксигенаты и воду;

зону (18) разделения продукта, выполненную с возможностью разделения выходящего потока (16) на поток (20) продукта, содержащий легкие олефины, и водный поток (22), содержащий оксигенаты и воду;

зону (26) отгонки оксигената, выполненную с возможностью получения обогащенного оксигенатом потока (28) и потока (30) воды с пониженным количеством оксигенатов; и

зону (32) конверсии, выполненную с возможностью конверсии метанола в DME, причем зона (32) конверсии содержит сосуд (34) и выполнена с возможностью получения обогащенного DME потока (38) и обогащенного тяжелым оксигенатом потока (40), причем обогащенный DME поток (38) повторно направляют в реакционную зону (12).

10. Устройство по п. 9, в котором сосуд (34) зоны (32) конверсии содержит реакционную ректификационную колонну (34a).