EA 008236B1 20070427 Номер и дата охранного документа [PDF] EAPO2007\TIT_PDF/008236 Титульный лист описания [PDF] EAPO2007/PDF/008236 Полный текст описания EA200600353 20040520 Регистрационный номер и дата заявки US10/635,410 20030806 Регистрационные номера и даты приоритетных заявок US2004/015793 Номер международной заявки (PCT) WO2005/017071 20050224 Номер публикации международной заявки (PCT) EAB1 Код вида документа [eab] EAB20702 Номер бюллетеня [RU] ИЗВЛЕЧЕНИЕ ЭТИЛЕНА И ПРОПИЛЕНА ИЗ РЕАКЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ПРЕВРАЩЕНИЯ МЕТАНОЛА В ОЛЕФИНЫ Название документа C10G 3/00, C07C 7/11 Индексы МПК Ван Эгмонд Кор Ф., Духон Дейвид Дж. (US), Асплин Джон Э. Сведения об авторах [US] ЭКСОНМОБИЛ КЕМИКЭЛ ПЕЙТЕНТС ИНК. Сведения о патентообладателях [US] ЭКСОНМОБИЛ КЕМИКЭЛ ПЕЙТЕНТС ИНК. Сведения о заявителях
 

Патентная документация ЕАПВ

 
Запрос:  ea000008236b*\id

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

1. Способ удаления диметилового эфира из олефинсодержащего отходящего потока, заключающийся в том, что:

(а) отходящий поток, включающий этан, этилен, пропан, пропилен и диметиловый эфир, вводят в контакт с удаляющей кислородсодержащие вещества средой в условиях, эффективных для получения первого потока головной фракции и первого потока нижней фракции, где первый поток головной фракции включает остаток удаляющей кислородсодержащие вещества среды и основную часть этана, этилена, пропана, пропилена и диметилового эфира и где первый поток нижней фракции включает небольшую часть диметилового эфира и основную часть удаляющей кислородсодержащие вещества среды;

(б) первый поток головной фракции вводят в контакт с водой в условиях, эффективных для получения второго потока головной фракции и второго потока нижней фракции, где второй поток головной фракции включает основную часть этана, этилена, пропана, пропилена и диметилового эфира, содержащихся в первом потоке головной фракции, и где второй поток нижней фракции включает основную часть остатка удаляющей кислородсодержащие вещества среды и основную часть воды; и

(в) по меньшей мере часть второго потока головной фракции разделяют на третий поток головной фракции и третий поток нижней фракции, где третий поток головной фракции включает основную часть пропилена и необязательно основную часть этана, этилена и легких крайних фракций, содержащихся по меньшей мере в части второго потока головной фракции, и где третий поток нижней фракции включает основную часть диметилового эфира, содержащегося по меньшей мере в части второго потока головной фракции.

2. Способ по п.1, в котором третий поток нижней фракции дополнительно включает основную часть пропана, содержащегося по меньшей мере в части второго потока головной фракции.

3. Способ по п.1 или 2, в котором удаляющую кислородсодержащие вещества среду выбирают из группы, включающей метанол и три(этиленгликоль).

4. Способ по одному из предыдущих пунктов, в котором второй поток головной фракции включает больше 1000 мас.ч./млн диметилового эфира, предпочтительно больше 1500 мас.ч./млн диметилового эфира, в пересчете на общую массу второго потока головной фракции.

5. Способ по одному из предыдущих пунктов, который дополнительно включает (а) выделение пропилена по меньшей мере из части третьего потока головной фракции.

6. Способ по п.5, который дополнительно включает (а) полимеризацию пропилена.

7. Способ по одному из пп.1-4, который дополнительно включает:

(а) выделение по меньшей мере из части третьего потока головной фракции этилена сорта для полимеризации и

(б) полимеризацию этилена сорта для полимеризации.

8. Способ по одному из предыдущих пунктов, в котором олефинсодержащий отходящий поток отводят из реакционной системы превращения кислородсодержащего вещества в олефин.

9. Способ по одному из пп.1-4, в котором второй поток головной фракции далее включает воду, причем способ дополнительно включает (а) контактирование по меньшей мере части второго потока головной фракции с высушивающей средой в сушильной установке в условиях, эффективных для удаления по меньшей мере из части второго потока головной фракции по меньшей мере основной части воды.

10. Способ по одному из пп.1-4, в котором второй поток головной фракции далее включает диоксид углерода, причем способ дополнительно включает (а) контактирование по меньшей мере части второго потока головной фракции с каустической содой в условиях, эффективных для удаления по меньшей мере из части второго потока головной фракции по меньшей мере основной части диоксида углерода.

11. Способ выделения компонентов из олефинсодержащего отходящего потока, включающий:

(а) контактирование отходящего потока, включающего этан, этилен, пропан, пропилен и диметиловый эфир, с удаляющей кислородсодержащие вещества средой в условиях, эффективных для получения первого потока головной фракции и первого потока нижней фракции, где первый поток головной фракции включает остаток удаляющей кислородсодержащие вещества среды и основную часть этана, этилена, пропана, пропилена и диметилового эфира и где первый поток нижней фракции включает небольшую часть диметилового эфира и основную часть удаляющей кислородсодержащие вещества среды;

(б) контактирование первого потока головной фракции с водой в условиях, эффективных для получения второго потока головной фракции и второго потока нижней фракции, где второй поток головной фракции включает основную часть этана, этилена, пропана, пропилена и диметилового эфира, содержащихся в первом потоке головной фракции, и где второй поток нижней фракции включает основную часть остатка удаляющей кислородсодержащие вещества среды, содержащейся в первом потоке головной фракции, и основную часть воды;

(в) разделение по меньшей мере части второго потока головной фракции на третий поток головной фракции и третий поток нижней фракции, где третий поток головной фракции включает основную часть этана и этилена, содержащихся по меньшей мере в части второго потока головной фракции, и где третий поток нижней фракции включает основную часть пропана, пропилена и диметилового эфира, содержащихся по меньшей мере в части второго потока головной фракции; и

(г) разделение по меньшей мере части третьего потока нижней фракции на четвертый поток головной фракции и четвертый поток нижней фракции, где четвертый поток головной фракции включает основную часть пропилена, содержащегося по меньшей мере в части третьего потока нижней фракции, и где четвертый поток нижней фракции включает основную часть диметилового эфира, содержащегося по меньшей мере в части третьего потока нижней фракции.

12. Способ по п.11, в котором четвертый поток нижней фракции дополнительно включает основную часть пропана, содержащегося по меньшей мере в части третьего потока нижней фракции.

13. Способ по п.11 или 12, в котором удаляющую кислородсодержащие вещества среду выбирают из группы, включающей метанол и три(этиленгликоль).

14. Способ по одному из пп.11-13, в котором второй поток головной фракции включает больше 1000 мас.ч./млн диметилового эфира, предпочтительно больше 1500 мас.ч./млн диметилового эфира, в пересчете на общую массу второго потока головной фракции.

15. Способ по одному из пп.11-14, дополнительно включающий

(а) разделение по меньшей мере части третьего потока головной фракции на пятый поток головной фракции и пятый поток нижней фракции, где пятый поток головной фракции включает основную часть этилена, содержащегося по меньшей мере в части третьего потока головной фракции, и где пятый поток нижней фракции включает основную часть этана, содержащегося по меньшей мере в части третьего потока головной фракции.

16. Способ по п.15, дополнительно включающий (а) полимеризацию этилена из пятого потока головной фракции.

17. Способ по одному из пп.11-14, в котором олефинсодержащий отходящий поток, первый поток головной фракции, второй поток головной фракции и третий поток головной фракции содержат ацетилен, причем способ дополнительно включает (а) контактирование ацетилена по меньшей мере в части третьего потока головной фракции с водородом и необязательно монооксидом углерода в условиях, эффективных для превращения по меньшей мере части ацетилена в этилен.

18. Способ по одному из пп.11-14, в котором олефинсодержащий отходящий поток, первый поток головной фракции, второй поток головной фракции и третий поток нижней фракции содержат метилацетилен или пропадиен, причем способ дополнительно включает (а) контактирование метилацетилена или пропадиена по меньшей мере в части третьего потока нижней фракции с водородом и необязательно монооксидом углерода в условиях, эффективных для превращения по меньшей мере части метилацетилена или пропадиена в пропилен.

19. Способ по одному из пп.11-14, в котором отходящий поток, первый поток головной фракции, второй поток головной фракции и третий поток головной фракции далее содержат метан, причем способ дополнительно включает (а) разделение по меньшей мере части третьего потока головной фракции на пятый поток головной фракции и пятый поток нижней фракции, где пятый поток головной фракции включает основную часть метана, содержащегося по меньшей мере в части третьего потока головной фракции, и где пятый поток нижней фракции включает основную часть этилена и этана, содержащихся по меньшей мере в части второго потока головной фракции.

20. Способ по одному из пп.11-14, в котором олефинсодержащий отходящий поток, первый поток головной фракции и второй поток головной фракции далее содержат диоксид углерода, причем способ дополнительно включает (а) контактирование второго потока головной фракции с каустической содой в условиях, эффективных для удаления из второго потока головной фракции по меньшей мере основной части диоксида углерода.

21. Способ по одному из пп.11-14, в котором второй поток головной фракции далее содержит воду, причем способ дополнительно включает (а) контактирование второго потока головной фракции с высушивающей средой в сушильной установке в условиях, эффективных для удаления из второго потока головной фракции по меньшей мере основной части воды.

22. Способ по одному из пп.11-14, дополнительно включающий (а) полимеризацию пропилена из четвертого потока головной фракции.

23. Способ разделения компонентов из олефинсодержащего отходящего потока, включающий:

(а) контактирование отходящего потока, включающего легкие крайние фракции, этан, этилен, пропан, пропилен и диметиловый эфир с удаляющей кислородсодержащие вещества средой в условиях, эффективных для получения первого потока головной фракции и первого потока нижней фракции, где первый поток головной фракции включает остаток удаляющей кислородсодержащие вещества среды и основную часть легких крайних фракций, этана, этилена, пропана, пропилена и диметилового эфира и где первый поток нижней фракции включает небольшую часть диметилового эфира и основную часть удаляющей кислородсодержащие вещества среды;

(б) контактирование первого потока головной фракции с водой в условиях, эффективных для получения второго потока головной фракции и второго потока нижней фракции, где второй поток головной фракции включает основную часть легких крайних фракций, этана, этилена, пропана, пропилена и диметилового эфира, содержащихся в первом потоке головной фракции, и где второй поток нижней фракции включает основную часть остатка удаляющей кислородсодержащие вещества среды, содержащейся в первом потоке головной фракции, и основную часть воды; и

(в) разделение по меньшей мере части второго потока головной фракции на третий поток головной фракции и третий поток нижней фракции, где третий поток головной фракции включает основную часть легких крайних фракций, содержащихся по меньшей мере в части второго потока головной фракции, и где третий поток нижней фракции включает основную часть этана, этилена, пропана, пропилена и диметилового эфира, содержащихся по меньшей мере в части второго потока головной фракции.

24. Способ по п.23, который дополнительно включает (г) разделение по меньшей мере части третьего потока нижней фракции на четвертый поток головной фракции и четвертый поток нижней фракции, где четвертый поток головной фракции включает основную часть этана и этилена, содержащихся по меньшей мере в части третьего потока нижней фракции, и где четвертый поток нижней фракции включает основную часть пропилена и диметилового эфира, содержащихся по меньшей мере в части третьего потока нижней фракции.

25. Способ по п.24, в котором четвертый поток нижней фракции включает основную часть пропана, содержащегося по меньшей мере в части третьего потока нижней фракции.

 


Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:
Способ удаления диметилового эфира из олефинсодержащего отходящего потока, заключающийся в том, что:

(а) отходящий поток, включающий этан, этилен, пропан, пропилен и диметиловый эфир, вводят в контакт с удаляющей кислородсодержащие вещества средой в условиях, эффективных для получения первого потока головной фракции и первого потока нижней фракции, где первый поток головной фракции включает остаток удаляющей кислородсодержащие вещества среды и основную часть этана, этилена, пропана, пропилена и диметилового эфира и где первый поток нижней фракции включает небольшую часть диметилового эфира и основную часть удаляющей кислородсодержащие вещества среды;

(б) первый поток головной фракции вводят в контакт с водой в условиях, эффективных для получения второго потока головной фракции и второго потока нижней фракции, где второй поток головной фракции включает основную часть этана, этилена, пропана, пропилена и диметилового эфира, содержащихся в первом потоке головной фракции, и где второй поток нижней фракции включает основную часть остатка удаляющей кислородсодержащие вещества среды и основную часть воды; и

(в) по меньшей мере часть второго потока головной фракции разделяют на третий поток головной фракции и третий поток нижней фракции, где третий поток головной фракции включает основную часть пропилена и необязательно основную часть этана, этилена и легких крайних фракций, содержащихся по меньшей мере в части второго потока головной фракции, и где третий поток нижней фракции включает основную часть диметилового эфира, содержащегося по меньшей мере в части второго потока головной фракции.

2. Способ по п.1, в котором третий поток нижней фракции дополнительно включает основную часть пропана, содержащегося по меньшей мере в части второго потока головной фракции.

3. Способ по п.1 или 2, в котором удаляющую кислородсодержащие вещества среду выбирают из группы, включающей метанол и три(этиленгликоль).

4. Способ по одному из предыдущих пунктов, в котором второй поток головной фракции включает больше 1000 мас.ч./млн диметилового эфира, предпочтительно больше 1500 мас.ч./млн диметилового эфира, в пересчете на общую массу второго потока головной фракции.

5. Способ по одному из предыдущих пунктов, который дополнительно включает (а) выделение пропилена по меньшей мере из части третьего потока головной фракции.

6. Способ по п.5, который дополнительно включает (а) полимеризацию пропилена.

7. Способ по одному из пп.1-4, который дополнительно включает:

(а) выделение по меньшей мере из части третьего потока головной фракции этилена сорта для полимеризации и

(б) полимеризацию этилена сорта для полимеризации.

8. Способ по одному из предыдущих пунктов, в котором олефинсодержащий отходящий поток отводят из реакционной системы превращения кислородсодержащего вещества в олефин.

9. Способ по одному из пп.1-4, в котором второй поток головной фракции далее включает воду, причем способ дополнительно включает (а) контактирование по меньшей мере части второго потока головной фракции с высушивающей средой в сушильной установке в условиях, эффективных для удаления по меньшей мере из части второго потока головной фракции по меньшей мере основной части воды.

10. Способ по одному из пп.1-4, в котором второй поток головной фракции далее включает диоксид углерода, причем способ дополнительно включает (а) контактирование по меньшей мере части второго потока головной фракции с каустической содой в условиях, эффективных для удаления по меньшей мере из части второго потока головной фракции по меньшей мере основной части диоксида углерода.

11. Способ выделения компонентов из олефинсодержащего отходящего потока, включающий:

(а) контактирование отходящего потока, включающего этан, этилен, пропан, пропилен и диметиловый эфир, с удаляющей кислородсодержащие вещества средой в условиях, эффективных для получения первого потока головной фракции и первого потока нижней фракции, где первый поток головной фракции включает остаток удаляющей кислородсодержащие вещества среды и основную часть этана, этилена, пропана, пропилена и диметилового эфира и где первый поток нижней фракции включает небольшую часть диметилового эфира и основную часть удаляющей кислородсодержащие вещества среды;

(б) контактирование первого потока головной фракции с водой в условиях, эффективных для получения второго потока головной фракции и второго потока нижней фракции, где второй поток головной фракции включает основную часть этана, этилена, пропана, пропилена и диметилового эфира, содержащихся в первом потоке головной фракции, и где второй поток нижней фракции включает основную часть остатка удаляющей кислородсодержащие вещества среды, содержащейся в первом потоке головной фракции, и основную часть воды;

(в) разделение по меньшей мере части второго потока головной фракции на третий поток головной фракции и третий поток нижней фракции, где третий поток головной фракции включает основную часть этана и этилена, содержащихся по меньшей мере в части второго потока головной фракции, и где третий поток нижней фракции включает основную часть пропана, пропилена и диметилового эфира, содержащихся по меньшей мере в части второго потока головной фракции; и

(г) разделение по меньшей мере части третьего потока нижней фракции на четвертый поток головной фракции и четвертый поток нижней фракции, где четвертый поток головной фракции включает основную часть пропилена, содержащегося по меньшей мере в части третьего потока нижней фракции, и где четвертый поток нижней фракции включает основную часть диметилового эфира, содержащегося по меньшей мере в части третьего потока нижней фракции.

12. Способ по п.11, в котором четвертый поток нижней фракции дополнительно включает основную часть пропана, содержащегося по меньшей мере в части третьего потока нижней фракции.

13. Способ по п.11 или 12, в котором удаляющую кислородсодержащие вещества среду выбирают из группы, включающей метанол и три(этиленгликоль).

14. Способ по одному из пп.11-13, в котором второй поток головной фракции включает больше 1000 мас.ч./млн диметилового эфира, предпочтительно больше 1500 мас.ч./млн диметилового эфира, в пересчете на общую массу второго потока головной фракции.

15. Способ по одному из пп.11-14, дополнительно включающий

(а) разделение по меньшей мере части третьего потока головной фракции на пятый поток головной фракции и пятый поток нижней фракции, где пятый поток головной фракции включает основную часть этилена, содержащегося по меньшей мере в части третьего потока головной фракции, и где пятый поток нижней фракции включает основную часть этана, содержащегося по меньшей мере в части третьего потока головной фракции.

16. Способ по п.15, дополнительно включающий (а) полимеризацию этилена из пятого потока головной фракции.

17. Способ по одному из пп.11-14, в котором олефинсодержащий отходящий поток, первый поток головной фракции, второй поток головной фракции и третий поток головной фракции содержат ацетилен, причем способ дополнительно включает (а) контактирование ацетилена по меньшей мере в части третьего потока головной фракции с водородом и необязательно монооксидом углерода в условиях, эффективных для превращения по меньшей мере части ацетилена в этилен.

18. Способ по одному из пп.11-14, в котором олефинсодержащий отходящий поток, первый поток головной фракции, второй поток головной фракции и третий поток нижней фракции содержат метилацетилен или пропадиен, причем способ дополнительно включает (а) контактирование метилацетилена или пропадиена по меньшей мере в части третьего потока нижней фракции с водородом и необязательно монооксидом углерода в условиях, эффективных для превращения по меньшей мере части метилацетилена или пропадиена в пропилен.

19. Способ по одному из пп.11-14, в котором отходящий поток, первый поток головной фракции, второй поток головной фракции и третий поток головной фракции далее содержат метан, причем способ дополнительно включает (а) разделение по меньшей мере части третьего потока головной фракции на пятый поток головной фракции и пятый поток нижней фракции, где пятый поток головной фракции включает основную часть метана, содержащегося по меньшей мере в части третьего потока головной фракции, и где пятый поток нижней фракции включает основную часть этилена и этана, содержащихся по меньшей мере в части второго потока головной фракции.

20. Способ по одному из пп.11-14, в котором олефинсодержащий отходящий поток, первый поток головной фракции и второй поток головной фракции далее содержат диоксид углерода, причем способ дополнительно включает (а) контактирование второго потока головной фракции с каустической содой в условиях, эффективных для удаления из второго потока головной фракции по меньшей мере основной части диоксида углерода.

21. Способ по одному из пп.11-14, в котором второй поток головной фракции далее содержит воду, причем способ дополнительно включает (а) контактирование второго потока головной фракции с высушивающей средой в сушильной установке в условиях, эффективных для удаления из второго потока головной фракции по меньшей мере основной части воды.

22. Способ по одному из пп.11-14, дополнительно включающий (а) полимеризацию пропилена из четвертого потока головной фракции.

23. Способ разделения компонентов из олефинсодержащего отходящего потока, включающий:

(а) контактирование отходящего потока, включающего легкие крайние фракции, этан, этилен, пропан, пропилен и диметиловый эфир с удаляющей кислородсодержащие вещества средой в условиях, эффективных для получения первого потока головной фракции и первого потока нижней фракции, где первый поток головной фракции включает остаток удаляющей кислородсодержащие вещества среды и основную часть легких крайних фракций, этана, этилена, пропана, пропилена и диметилового эфира и где первый поток нижней фракции включает небольшую часть диметилового эфира и основную часть удаляющей кислородсодержащие вещества среды;

(б) контактирование первого потока головной фракции с водой в условиях, эффективных для получения второго потока головной фракции и второго потока нижней фракции, где второй поток головной фракции включает основную часть легких крайних фракций, этана, этилена, пропана, пропилена и диметилового эфира, содержащихся в первом потоке головной фракции, и где второй поток нижней фракции включает основную часть остатка удаляющей кислородсодержащие вещества среды, содержащейся в первом потоке головной фракции, и основную часть воды; и

(в) разделение по меньшей мере части второго потока головной фракции на третий поток головной фракции и третий поток нижней фракции, где третий поток головной фракции включает основную часть легких крайних фракций, содержащихся по меньшей мере в части второго потока головной фракции, и где третий поток нижней фракции включает основную часть этана, этилена, пропана, пропилена и диметилового эфира, содержащихся по меньшей мере в части второго потока головной фракции.

24. Способ по п.23, который дополнительно включает (г) разделение по меньшей мере части третьего потока нижней фракции на четвертый поток головной фракции и четвертый поток нижней фракции, где четвертый поток головной фракции включает основную часть этана и этилена, содержащихся по меньшей мере в части третьего потока нижней фракции, и где четвертый поток нижней фракции включает основную часть пропилена и диметилового эфира, содержащихся по меньшей мере в части третьего потока нижней фракции.

25. Способ по п.24, в котором четвертый поток нижней фракции включает основную часть пропана, содержащегося по меньшей мере в части третьего потока нижней фракции.

 


008236
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к системам извлечения этилена и пропилена. Более конкретно, настоящее изобретение относится к выделению этилена и пропилена из смешанного отходящего потока, включающего один или несколько газов, выбранных из метана, диметилового эфира, этана, этилена, пропана, пропилена и ацетилена.
Предпосылки создания изобретения
Легкие олефины, такие как этилен и пропилен, являются имеющими важное значение нефтехимическими продуктами массового производства, которые могут быть использованы во множестве процессов получения пластмасс и других химических материалов. Этилен используют для получения различных полиэтиленовых пластических масс и при получении других химикатов, таких как винилхлорид, этиленоксид, этилбензол и спирт. Пропилен используют для получения различных полипропиленовых пластических масс и при получении других химикатов, таких как акрилонитрил и пропиленоксид. В нефтехимической промышленности в течение вот уже некоторого времени известно, что кислородсодержащие вещества, преимущественно спирты, могут быть превращены в легкие олефины. Предпочтительный процесс превращения обычно называют процессом кислородсодержащее вещество-в-олефины (КвО) или, конкретно, метанол-в-олефины (МвО), в котором метанол превращают, главным образом, в этилен и/или пропилен в присутствии катализатора на основе молекулярного сита.
В реакционном процессе МвО образуются различные побочные продукты. Эти побочные продукты могут включать компоненты, которые тяжелее, чем пропан и пропилен, такие как компоненты С4+ (оле-финовые и алифатические), а также множество ненасыщенных компонентов, таких как ацетилен, метил-ацетилен и пропадиен. В реакторах МвО или при обработке отходящих из МвО потоков могут также образовываться кислородсодержащие соединения, такие как спирты, альдегиды, кетоны, сложные эфиры, кислоты и простые эфиры в диапазоне с C1 по C6, равно как и следовые количества ароматических соединений. Более того, небольшое количество кислородсодержащего вещества из исходного материала, например метанола и/или диметилового эфира ("ДМЭ"), может проходить через реактор МвО с отходящим потоком продуктов без превращения в целевой продукт. В результате синтеза кислородсодержащего вещества и/или "проскока" кислородсодержащего вещества в реакторную систему МвО отходящий из реактора МвО поток может включать кислородсодержащие соединения в нежелательно высоких концентрациях. Эти кислородсодержащие вещества, в частности легкие кислородсодержащие вещества, находятся в количествах, которые, по-видимому, выводят этилен и пропилен за пределы заданных технических требований к их предпочтительному предназначению, например для полимеризации.
Для выделения одного или нескольких из этих компонентов из потоков, отходящих не из МвО, разработаны различные схемы обработки. Так, например, в патенте US № 5336841, выданном на имя Adams, предлагается способ удаления кислородсодержащих веществ из потока рафината С4 из установки МТБЭ. В основание колонны удаления кислородсодержащего вещества помещают катализатор обратного крекинга, который обеспечивает превращение всего содержащегося в ней МТБЭ или третичного бутилового спирта вновь в первоначальные компоненты, изобутен и метанол или воду. Поток рафината вначале подвергают промывке водой для удаления больших количеств метанола и ДМЭ.
В патенте US № 5122236, выданном на имя Smith и др., предлагается способ удаления ДМЭ и мета-нольной примеси из потока углеводородов С4 без существенной потери углеводородов С4 разделением на фракции потока углеводородов С4, содержащего ДМЭ и метанол в низких концентрациях, например меньше 5 мас.%, с получением потока головной фракции, содержащей от примерно 20 до 40 об.% С4, конденсацией этой головной фракции, контактированием конденсированной головной фракции с водой в количестве от примерно 1 до 5 объемов и удалением тем самым части ДМЭ и метанола из потока С4, возвратом, по существу, всего потока С4, за исключением небольшого количества, солюбилизированно-го в воде, на разделение на фракции и однократное равновесное испарение солюбилизированного ДМЭ и углеводородов из воды.
В заявке на патент US серийный номер 10/292232, поданной 12 ноября 2002г., которая в полном объеме включена в настоящее описание в качестве ссылки, предлагается особенно эффективный способ выделения олефинов С4 из потока продуктов, включающего олефины С4, диметиловый эфир и углеводороды С5+. Этот способ включает вначале выделение углеводородов С5+ и совместное выпаривание кислородсодержащих веществ, если они имеются, из потока, включающего углеводороды С5+, ДМЭ и углеводороды С4. В случае первоначального выделения углеводородов С5+ и совместного выпаривания кислородсодержащих веществ путем более эффективное выделение ДМЭ из олефинов С4 может быть достигнуто промывки водой.
Хотя уже описано множество способов отделения компонентов С4+ от компонентов С3-, схемы разделения для эффективного отделения этилена и пропилена от других компонентов С3- в смешанном отходящем потоке широко описаны не были и ранее были признаны, в общем, неэффективными. Конкретно, извлечение этилена и пропилена из более легких, но менее необходимых компонентов, в частности из ДМЭ, когда отходящий поток содержит смесь метана, ДМЭ, этана, этилена, пропана и пропилена, признаны неэффективными. Таким образом, существует потребность в эффективном выделении этилена
- 1 -
008236
и пропилена из потока, отходящего из реакционной системы МвО, содержащего эти компоненты С3-, или из аналогичного отходящего потока, получаемого из другого реакционного процесса.
Краткое изложение сущности изобретения
По настоящему изобретению предлагаются новые технологические схемы, которые позволяют получать отвечающие техническим требованиям этиленовые и пропиленовые потоки продуктов, предназначенные для использования в качестве сырья для полимеров, из первоначального отходящего потока, включающего диметиловый эфир (ДМЭ), этан, этилен, пропилен и необязательно один или несколько компонентов, выбранных из пропана, ацетилена, метилацетилена, пропадиена, метана, водорода, монооксида углерода, диоксида углерода и компонентов С4+. Такие технологические схемы оказываются высокоэффективными при удалении ДМЭ и сведении к минимуму затрат на оборудование. Особенно эффективное разделение этих компонентов может быть осуществлено, когда ДМЭ селективно удаляют, по меньшей мере частично, на первой стадии разделения с последующим выделением остальных компонентов на дополнительных стадиях разделения. В предпочтительном варианте по меньшей мере часть ДМЭ удаляют на стадиях промывки метанолом и водой. Более того, осуществление этих технологических схем гарантирует тщательное превращение ацетилена объединением в них одного или нескольких гидро-генизационных конвертеров. Во всех случаях, если в настоящем описании не указано иное, понятие "основная часть" или "небольшая часть" в отношении описываемой композиции обозначает соответственно основную часть массы и небольшую часть массы.
В одном варианте объектом изобретения является способ удаления диметилового эфира из олефин-содержащего отходящего потока. В этом варианте получают отходящий поток, который включает этан, этилен, пропан, пропилен и диметиловый эфир. Отходящий поток входит в контакт с удаляющей кислородсодержащие вещества средой в удаляющей кислородсодержащие вещества установке в условиях, эффективных для получения первого потока головной фракции и первого потока нижней фракции. Первый поток головной фракции включает остаток удаляющей кислородсодержащее вещество среды и основную часть этана, этилена, пропана, пропилена и диметилового эфира. Первый поток нижней фракции включает небольшую часть диметилового эфира и основную часть удаляющей кислородсодержащее вещество среды. Удаляющую кислородсодержащее вещество среду необязательно выбирают из группы, включающей метанол и триэтиленгликоль. Первый поток головной фракции входит в контакт с водой в условиях, эффективных для получения второго потока головной фракции и второго потока нижней фракции, где второй поток головной фракции включает основную часть этана, этилена, пропана, пропилена и диметилового эфира, содержащихся в первом потоке головной фракции, и где этот второй поток нижней фракции включает основную часть остатка удаляющей кислородсодержащее вещество среды и основную часть воды. По меньшей мере часть второго потока головной фракции разделяют на третий поток головной фракции и третий поток нижней фракции, где третий поток головной фракции включает основную часть пропилена и необязательно основную часть этана, этилена и легких крайних фракций, содержащихся в по меньшей мере части второго потока головной фракции, и где третий поток нижней фракции включает основную часть пропана и диметилового эфира, содержащихся в по меньшей мере части второго потока головной фракции.
По меньшей мере часть второго потока головной фракции, описанного выше, необязательно разделяют на третий поток головной фракции и третий поток нижней фракции, где этот третий поток головной фракции включает основную часть этана и этилена, содержащихся в по меньшей мере части второго потока головной фракции, и где этот третий поток нижней фракции включает основную часть пропана, пропилена и диметилового эфира, содержащихся в по меньшей мере части второго потока головной фракции. По меньшей мере часть третьего потока нижней фракции далее разделяют на четвертый поток головной фракции и четвертый поток нижней фракции, где этот четвертый поток головной фракции включает основную часть пропилена, содержащегося в по меньшей мере части третьего потока нижней фракции, и где этот четвертый поток нижней фракции включает основную часть пропана и диметилового эфира, содержащихся в по меньшей мере части третьего потока нижней фракции.
Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение становится более понятным, если обратиться к подробному описанию изобретения, взятому совместно с прилагаемыми чертежами, где:
на фиг. 1 проиллюстрирована схема разделения в соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения;
на фиг. 2 проиллюстрирована схема разделения в соответствии с другим вариантом выполнения настоящего изобретения; а
на фиг. 3 проиллюстрирована последовательность реакционной установки КвО, установки резкого охлаждения и сжатия.
Подробное описание изобретения
Введение
По настоящему изобретению предлагаются новые способы высокоэффективного разделения и системы для выделения этилена и пропилена сорта для полимеризации из "первоначального отходящего потока", определяемого в настоящем описании как поток, содержащий диметиловый эфир (ДМЭ), этан,
- 2 -
008236
этилен и пропилен. Более того, первоначальный отходящий поток необязательно включает один или несколько компонентов, выбранных из пропана, ацетилена, метилацетилена, пропадиена, метана, водорода, монооксида углерода, диоксида углерода и компонентов С4+ (алифатических и/или олефиновых). В одном особенно предпочтительном варианте первоначальный отходящий поток отводят из образующегося потока, отходящего из реакционного процесса метанол-в-олефины (МвО), подробно описанного ниже. Было установлено, что эффективное отделение ДМЭ от других компонентов в первоначальном отходящем потоке может быть осуществлено, когда ДМЭ селективно удаляют, по меньшей мере частично, на первой стадии промывки с последующим разделением остальных компонентов на дополнительных стадиях разделения.
Первоначальный отходящий поток
Первоначальный отходящий поток может быть получен из множества источников. Так, например, в одном варианте первоначальный отходящий поток отводят из потока продуктов, отходящего из реакции, выбранной из группы, включающей реакцию взаимопревращения олефинов, реакцию превращения кислородсодержащего вещества в олефины (КвО), реакцию превращения кислородсодержащего вещества в бензин, образование малеинового ангидрида, парофазный синтез метанола, образование фталевого ангидрида, реакцию Фишера-Тропша и образование акрилонитрила. В предпочтительном варианте первоначальный отходящий поток отводят из потока, отходящего из реакционной системы МвО.
Хотя первоначальный отходящий поток может быть получен из любого обычного источника, который содержит этан, этилен, пропилен и ДМЭ, изобретение особенно подходит для удаления ДМЭ и других кислородсодержащих веществ из первоначального отходящего потока, отводимого из процесса КвО или, в частности, из процесса МвО. Таким образом, в одном варианте выполнения настоящего изобретения первоначальный отходящий поток, включающий ДМЭ, отводят из потока продуктов, отходящего из реакционной системы, в которой кислородсодержащий исходный материал входит в контакт с катализатором на основе молекулярного сита в условиях, эффективных для получения легких олефинов так, как изложено более подробно ниже.
В реакционной системе МвО получают отходящий поток продуктов, который включает небольшое количество компонентов С4+ (олефиновых и алифатических), в дополнение к этану, этилену, ДМЭ, пропану и пропилену. Этот отходящий поток продуктов также может включать один или несколько компонентов, выбранных из водорода, метана, монооксида углерода, диоксида углерода, ацетилена, метилаце-тилена и пропадиена. Одна неограничивающая система для образования первоначального потока, отходящего из реакционной системы МвО, более подробно обсуждается ниже со ссылкой на фиг. 3.
На фиг. 3 проиллюстрирован один способ получения первоначального отходящего потока, включающего этан, этилен, ДМЭ, пропилен и необязательно компоненты С4+ из реакционной системы МвО. Согласно фиг. 3 метанол направляют по линии 300 в реактор 301 МвО, в котором метанол превращают в легкие олефины, которые выходят из реактора 301 МвО в олефинсодержащем потоке 302. Содержащий легкие олефины поток 302 включает метан, этилен, этан, пропилен, пропан, ДМЭ, воду, небольшое количество компонентов С4+ и другого углеводорода и кислородсодержащих компонентов. Олефинсодер-жащий поток 302 направляют в колонну 303 резкого охлаждения, в которой олефинсодержащий поток 302 охлаждают, а воду и другие способные легко конденсироваться компоненты конденсируют.
Конденсированные компоненты, которые включают существенное количество воды, отводят из колонны 303 резкого охлаждения по линии 304 для нижней фракции. Часть конденсированных компонентов по линии 305 вновь возвращают в верхнюю часть колонны 303 резкого охлаждения. Линия 305 включает охлаждающую установку, например теплообменник, не показанный, для охлаждения конденсированных компонентов таким образом, чтобы получить охлаждающую среду для охлаждения компонентов в колонне 303 резкого охлаждения.
Посредством потока 306 головной фракции после резкого охлаждения из колонны 303 резкого охлаждения получают олефинсодержащий пар. Олефинсодержащий пар сжимают в одном или нескольких компрессорах 307 с получением сжатого потока 308. Как показано, перед разделением легких крайних фракций или разделением С2/С3 сжатый поток 308 направляют в установку 309 удаления компонентов С4+, например в депропанизатор. Компоненты С4+, как правило, содержат загрязнители, такие как бутадиен. В результате, в предпочтительном варианте перед удалением легких крайних фракций, перед разделением С2/С3, перед стадиями промывки по настоящему изобретению и перед удалением других компонентов, содержащихся в первоначальном отходящем потоке, компоненты С4+ удаляют. Однако, как это изложено подробно ниже, в соответствии с несколькими альтернативными вариантами выполнения настоящего изобретения предусмотрена возможность, что необязательно, размещения установки 309 удаления компонентов С4+ в технологической линии после системы разделения и обработки. Если обратиться к фиг. 3, то в установке 309 удаления компонентов С4+ сжатый поток 308 подвергают воздействию условиями, например, температуры и давления, достаточных для разделения этого сжатого потока 308 на поток 310 С3-, например на первоначальный отходящий поток, и поток 311 С4+. Поток 310 С3-включает основную часть компонентов С3-, например легкие крайние фракции, этан, этилен, пропан, ДМЭ и пропилен, содержащиеся в сжатом потоке 308, тогда как поток 311 С4+ включает основную часть
- 3 -
008236
компонентов С4+, например бутан, бутилен, бутадиен, пентаны и более тяжелые компоненты, содержащиеся в сжатом потоке 308.
Как указано выше, " первоначальный отходящий поток" в настоящем описании определяют как поток, включающий диметиловый эфир (ДМЭ), этан, этилен и пропилен. Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением как первоначальный отходящий поток может быть охарактеризован любой из следующих потоков: олефинсодержащий поток 302, поток 306 головной фракции после резкого охлаждения, сжатый поток 308 и поток 310 С3-. Другими словами, любой из этих потоков, предпочтительно сжатый поток 308 или поток 310 С3-, необязательно представляет собой первоначальный отходящий поток 100/200, который направляют в первую разделительную установку 101/201 и обрабатывают так, как показано на фиг. 1 и 2, и так, как подробно изложено ниже.
Далее описан состав первоначального отходящего потока. Первоначальный отходящий поток включает этан, этилен, пропилен и ДМЭ. В одном варианте служащего иллюстрацией способа разделения первоначальный отходящий поток, который получают, включает не больше примерно 50, не больше примерно 20, не больше примерно 10 или не больше примерно 5 мас.% ДМЭ. В том, что касается ДМЭ, который необходимо удалить из первоначального отходящего потока, то вполне естественно, что он должен содержаться в некотором измеримом количестве. Получаемый первоначальный отходящий поток необязательно включает по меньшей мере примерно 100, по меньшей мере примерно 500 или по меньшей мере примерно 1000 мас.ч./млн ДМЭ. Если первоначальный отходящий поток отводят из реакционной системы КвО или МвО, концентрация ДМЭ в первоначальном отходящем потоке может быть значительно более высокой, в особенности если реакционная система КвО работает при процентной степени превращения кислородсодержащего вещества в пределах от примерно 93 до примерно 96 мас.% в пересчете на общую массу кислородсодержащего вещества, введенного в устройство для превращения углеводородов. В этом варианте первоначальный отходящий поток необязательно включает больше 1000, больше 1500, больше 3000 или больше 6000 мас.ч./млн ДМЭ. Концентрации ДМЭ необязательно могут быть больше 1,0, 2,0 или 3,0 мас.% ДМЭ в пересчете на общую массу первоначального отходящего потока. Используемые в настоящем описании значения в "мас.%", "мас.ч./млн" и "мас.ч./млрд" приведены в пересчете на общую массу всех компонентов в конкретном потоке. Подобным же образом значения в "об.%", "об.ч./млн" и "об.ч./млрд" приведены в пересчете на общий объем всех компонентов в конкретном потоке.
В другом варианте предлагаемого по изобретению способа первоначальный отходящий поток, который получают, включает по меньшей мере примерно 25 мас.% этилена. В предпочтительном варианте получаемый первоначальный отходящий поток включает от примерно 25 до примерно 75 мас.% этилена, более предпочтительно от примерно 30 до примерно 60 мас.%, а наиболее предпочтительно от примерно 35 до примерно 50 мас.% этилена. Что касается низких предельных значений этого диапазона, то первоначальный отходящий поток необязательно включает по меньшей мере примерно 5, по меньшей мере примерно 10 или по меньшей мере примерно 20 мас.% этилена.
В другом варианте первоначальный отходящий поток, который получают, также включает по меньшей мере примерно 20 мас.% пропилена. В предпочтительном варианте получаемый первоначальный отходящий поток включает от примерно 20 до примерно 70 мас.% пропилена, более предпочтительно от примерно 25 до примерно 50 мас.% пропилена, а наиболее предпочтительно от примерно 30 до примерно 40 мас.% пропилена. Что касается низких предельных значений этого диапазона, то первоначальный отходящий поток в предпочтительном варианте включает по меньшей мере примерно 5, более предпочтительно по меньшей мере примерно 10, а наиболее предпочтительно по меньшей мере примерно 15 мас.% пропилена.
В другом варианте способа удаления ДМЭ первоначальный отходящий поток включает как этилен, так и пропилен. В целесообразном варианте первоначальный отходящий поток включает по меньшей мере примерно 50 мас.% этилена и пропилена. В предпочтительном варианте первоначальный отходящий поток включает от примерно 50 до примерно 95 мас.% этилена и пропилена, более предпочтительно от примерно 55 до примерно 90 мас.% этилена и пропилена, а наиболее предпочтительно от примерно 60 до примерно 85 мас.% этилена и пропилена.
Необходимо, чтобы получаемый первоначальный отходящий поток включал относительно небольшое количество этана, предпочтителен этан в более низкой концентрации, чем пропан. В предпочтительном варианте первоначальный отходящий поток включает не больше примерно 4 мас.% этана, более предпочтительно не больше примерно 3 мас.% этана, а наиболее предпочтительно не больше примерно 2 мас.% этана. Что касается низких значений диапазона, то первоначальный отходящий поток включает по меньшей мере примерно 0,1, по меньшей мере примерно 0,5 или по меньшей мере примерно 1,0 мас.% этана.
Необходимо также, чтобы первоначальный отходящий поток включал относительно небольшое количество пропана, если он содержится. В предпочтительном варианте первоначальный отходящий поток включает не больше примерно 5, не больше примерно 4 или не больше примерно 3 мас.% пропана. Что касается низких предельных значений диапазона, то первоначальный отходящий поток необязательно
- 4 -
008236
включает по меньшей мере примерно 0,1, по меньшей мере примерно 0,5 или по меньшей мере примерно 1,0 мас.% пропана.
Первоначальный отходящий поток также необязательно включает один или несколько компонентов, выбранных из ацетилена и компонентов С4+. Если первоначальный отходящий поток включает ацетилен, то этот первоначальный отходящий поток необязательно включает меньше примерно 150, меньше 100, меньше 50, меньше примерно 10 или меньше примерно 1,0 мас.ч./млн ацетилена. Что касается низких предельных значений диапазона, то первоначальный отходящий поток необязательно включает по меньшей мере примерно 0,1, по меньшей мере примерно 0,5 или по меньшей мере примерно 1,0 мас.ч./млн ацетилена. Первоначальный отходящий поток, который должен быть обработан в соответствии с настоящим изобретением, необязательно обедняют углеводородами С4+ и олефинами С4+ (компоненты С4+ в совокупности). Первоначальный отходящий поток в предпочтительном варианте включает меньше примерно 30, более предпочтительно меньше примерно 20, а наиболее предпочтительно меньше примерно 15 мас.% компонентов С4+. Что касается низких предельных значений диапазона, то первоначальный отходящий поток необязательно включает по меньшей мере примерно 1, по меньшей мере примерно 5 или по меньшей мере примерно 10 мас.% компонентов С4+. Первоначальный отходящий поток необязательно включает меньше примерно 10, меньше примерно 5 или меньше примерно 1 мас.% олефинов С4+. Первоначальный отходящий поток необязательно включает меньше примерно 1,0, меньше примерно 0,5 или меньше примерно 0,1 мас.% углеводородов С4+.
Более того, первоначальный отходящий поток может включать небольшое количество других компонентов, таких как метилацетилен, пропадиен и легкие крайние фракции. Используемое в настоящем описании понятие "легкие крайние фракции" охватывает компоненты, обладающие точкой кипения в нормальных условиях ниже примерно -166°F (-110°C), и монооксид углерода. Иллюстративный список легких крайних фракций включает метан, монооксид углерода и водород. Первоначальный отходящий поток, который должен быть обработан в соответствии с настоящим изобретением, необязательно включает меньше примерно 1,0, меньше примерно 0,5 или меньше примерно 0,01 мас.% легких крайних фракций. Первоначальный отходящий поток необязательно включает меньше примерно 1,0, меньше примерно 0,5 или меньше примерно 0,1 мас.% метана. Что касается низких предельных значений диапазона, то первоначальный отходящий поток необязательно включает по меньшей мере примерно 0,001, по меньшей мере 0,005, по меньшей мере 0,01 или по меньшей мере 0,10 мас.% легких крайних фракций. Первоначальный отходящий поток необязательно включает по меньшей мере примерно 0,001, по меньшей мере 0,005, по меньшей мере 0,01 или по меньшей мере 0,10 мас.% метана. Первоначальный отходящий поток необязательно включает меньше примерно 0,01, меньше примерно 0,005 или меньше примерно 0,001 мас.% монооксида углерода. Что касается низких предельных значений диапазона, то первоначальный отходящий поток необязательно включает по меньшей мере примерно 0,0001, по меньшей мере 0,0005, по меньшей мере примерно 0,001 или по меньшей мере примерно 0,01 мас.% монооксида углерода.
Получаемый первоначальный отходящий поток может также включать некоторое количество воды. Вода, которая содержится в получаемом первоначальном отходящем потоке, должна находиться в достаточно низкой концентрации, благодаря чему во время процесса разделения отдельная водная фаза не образуется. Это особенно важно, когда в предлагаемом по изобретению способе применяют дистилляцион-ную колонну, обладающую тарелками, поскольку отдельная водная фаза, образовавшаяся в тарелках, обычно препятствует массопереносу и добавляет в каждую тарелку лишнюю массу. При более высоких концентрациях воды предпочтительны дистилляционные колонны, обладающие насадкой, поскольку у такой колонны нет тарелок для того, чтобы содержать отдельные водные фазы. Первоначальный отходящий поток может включать некоторое количество воды. Получаемый первоначальный отходящий поток необязательно включает не больше примерно 15000, не больше примерно 10000, не больше 5000 или не больше примерно 1000 мас.ч./млн воды. Первоначальный отходящий поток необязательно включает по меньшей мере примерно 10, по меньшей мере примерно 20, по меньшей мере примерно 25, по меньшей мере примерно 100 или по меньшей мере примерно 200 мас.ч./млн воды.
Стадии промывки удаляющей кислородсодержащее вещество средой и промывки водой
В одном варианте выполнения настоящего изобретения первоначальный отходящий поток в первой разделительной установке вводят в контакт с удаляющей кислородсодержащие вещества средой для того, чтобы удалить некоторое количество, предпочтительно основную часть, находящихся в нем не-ДМЭ кислородсодержащих компонентов. Неограничивающий список не-ДМЭ кислородсодержащих компонентов, которые могут находиться в первоначальном отходящем потоке, включает метилэтиловый эфир, этанол, изопропанол, уксусную кислоту, пропионовую кислоту, этаналь, бутаналь, пропаналь, ацетон, 2-бутанон, 2-пентанон, 4-метил-2-пентанон и метилацетат. Полученный обедненный кислородсодержащими веществами поток (который в предпочтительном варианте включает некоторое количество ДМЭ) далее направляют в установку промывки водой, в которой из него удаляют остаток удаляющей кислородсодержащее вещество среды и дополнительные количества не-ДМЭ кислородсодержащих веществ. Остальные компоненты в полученном, промытом водой, обедненном кислородсодержащими веществами потоке в предпочтительном варианте далее выделяют с применением нескольких разделительных устройств, например дистилляционных колонн, как это подробно обсуждается ниже.
- 5 -
008236
В соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения первый поток, например первоначальный отходящий поток, включающий ДМЭ, этан, этилен и пропилен, направляют в первую разделительную установку. Предпочтительная первая разделительная установка представляет собой промывную колонну, сконструированную для получения первого потока головной фракции, включающего этан, этилен, пропилен и необязательно пропан и/или ацетилен, и первого потока нижней фракции, включающего основную часть не-ДМЭ кислородсодержащих веществ и по меньшей мере часть ДМЭ. Основную часть ДМЭ необязательно получают из первой разделительной установки с первым потоком головной фракции.
Неограничивающий список служащих примерами удаляющих кислородсодержащие вещества сред включает спирты, амины, амиды, нитрилы, гетероциклические азотсодержащие соединения и сочетание любых из вышеперечисленных веществ. В качестве удаляющей кислородсодержащие вещества среды могут быть использованы либо одноатомные спирты, либо многоатомные спирты. Конкретные примеры удаляющих кислородсодержащие вещества сред включают метанол, этанол, пропанол, этиленгликоль, диэтиленгликоль, три(этиленгликоль), этаноламин, диэтаноламин, триэтаноламин, затрудненные циклические амины, ацетонитрил, N-метилпирролидон, диметилформамид и их сочетания.
Для достижения существенной степени эффективности удаляющая кислородсодержащие вещества среда необязательно включает мало не абсорбирующих кислородсодержащие вещества компонентов. Так, например, удаляющая кислородсодержащие вещества среда необязательно включает по меньшей мере примерно 25, 50 или 75 мас.% компонентов удаляющей кислородсодержащие вещества среды. Удаляющая кислородсодержащие вещества среда необязательно включает по меньшей мере примерно 90, по меньшей мере примерно 95 или по меньшей мере примерно 98 мас.% собственно удаляющей кислородсодержащие вещества среды. Если удаляющая кислородсодержащие вещества среда включает амин, такой как диэтаноламин и ацетонитрил, могут оказаться предпочтительными более низкие концентрации удаляющей кислородсодержащие вещества среды.
В одном варианте выполнения изобретения в первую разделительную установку удаляющую кислородсодержащие вещества среду добавляют в количестве, достаточном для существенного уменьшения количества не-ДМЭ кислородсодержащих веществ. В предпочтительном варианте эту удаляющую кислородсодержащие вещества среду добавляют в сосуд при молярном отношении удаляющей кислородсодержащие вещества среды ко всему первоначальному отходящему потоку, поступающему в разделительный сосуд, от примерно 4:1 до примерно 1:5000. В предпочтительном варианте удаляющую кислородсодержащие вещества среду добавляют при молярном отношении удаляющей кислородсодержащие вещества среды ко всему первоначальному отходящему потоку от примерно 1:2 до примерно 1:200, от примерно 1:5 до примерно 1:100, от примерно 1:7 до примерно 1:50, от примерно 1:7 до примерно 1:15 или примерно 1:10. Для уменьшения количества не-ДМЭ кислородсодержащих веществ необходимы более высокие молярные отношения удаляющей кислородсодержащие вещества среды ко всему первоначальному отходящему потоку, предпочтительно от примерно 4:1 до примерно 1:1, более предпочтительно от примерно 3:1 до примерно 1,2:1, а наиболее предпочтительно от примерно 2,5:1 до примерно
1,5:1.
Скорость потока удаляющей кислородсодержащие вещества среды в первую разделительную установку необязательно составляет от примерно 500 фунт-молей/ч (227 кгмолей/ч) до примерно 2400 фунт-молей/ч (1089 кг молей/ч), от примерно 800 фунт молей/ч (363 кгмоля/ч) до примерно 2100 фунт молей/ч (953 кгмоля/ч) или от примерно 1000 фунтмолей/ч (454 кгмоля/ч) до примерно 2000 фунтмолей/ч (907 кгмолей/ч). В предпочтительном варианте скорость потока удаляющей кислородсодержащие вещества среды составляет примерно 1800 фунт-молей/ч (816 кг-молей/ч).
Если первоначальный отходящий поток промывают достаточным количеством удаляющей кислородсодержащие вещества среды, то основную часть ДМЭ из него обычно удаляют с потоком нижней фракции. Однако в предпочтительном варианте основная часть ДМЭ выходит из первой разделительной установки с потоком головной фракции. Остаточный ДМЭ в потоке головной фракции необязательно удаляют на последующих в технологической линии дополнительных стадиях обработки, в частности на стадии разделения пропилена/пропана, подробно описанной ниже. Для того, чтобы позволить основной части ДМЭ выходить из первой разделительной установки посредством потока головной фракции, необязательно необходимы более низкие молярные отношения удаляющей кислородсодержащие вещества среды ко всему первоначальному отходящему потоку. Другими словами, в идеальном варианте удаляющую кислородсодержащие вещества среду не добавляют в разделительный сосуд со скоростью, с которой из первоначального отходящего потока удаляют основную часть или весь ДМЭ. Предпочтительное молярное отношение удаляющей кислородсодержащие вещества среды ко всему первоначальному отходящему потоку равно меньше примерно 1:20, меньше примерно 1:100 или меньше примерно 1:1000. В предпочтительном варианте это молярное отношение составляет от примерно 1:1 до примерно 1:5000, более предпочтительно от примерно 1:100 до примерно 1:4000, а наиболее предпочтительно от примерно 1:500 до примерно 1:3000. Предпочтительное молярное отношение удаляющей кислородсодержащие вещества среды к ДМЭ в первоначальном отходящем потоке, подаваемом в промывную установку, со
- 6 -
008236
ставляет от примерно 1:1 до примерно 4:1, от примерно 1,3:1 до примерно 3:1, от примерно 1,5:1 до примерно 2:1, а наиболее предпочтительно примерно 1,8:1.
В предпочтительном варианте первый поток головной фракции из первой разделительной установки направляют во вторую разделительную установку, например в установку промывки водой, для удаления остаточной удаляющей кислородсодержащие вещества среды и дополнительных количеств не-ДМЭ кислородсодержащих веществ, находящихся в первом потоке головной фракции. Во второй разделительной установке первый поток головной фракции или его часть вводят в контакт с водой в условиях, эффективных для получения второго потока головной фракции и второго потока нижней фракции. Второй поток нижней фракции в предпочтительном варианте включает основную часть (по массе) остатка удаляющей кислородсодержащее вещество среды, которая находилась в первом потоке головной фракции. В идеальном варианте второй поток нижней фракции включает больше 30, больше 40 или больше 60 мас.% удаляющей кислородсодержащее вещество среды, которая находилась в первом потоке головной фракции.
В предпочтительном варианте во второй разделительной установке воду добавляют в сосуд при молярном отношении воды к отходящему потоку, поступающему в разделительный сосуд, от примерно 4:1 до примерно 1:5000. Для уменьшения количества удаляющей кислородсодержащие вещества среды, а также других кислородсодержащих веществ необходимы более высокие молярные отношения воды к отходящему потоку, поступающему в сосуд, предпочтительно от примерно 1:5 до примерно 1:40, более предпочтительно от примерно 1:10 до примерно 1:30, а наиболее предпочтительно от примерно 1:15 до примерно 1:20. Можно, что необязательно, использовать более низкие молярные отношения воды ко всему поступающему отходящему потоку. Молярное соотношение необязательно составляет от примерно 1:1 до примерно 1:200, более предпочтительно от примерно 1:10 до примерно 1:100, а наиболее предпочтительно от примерно 1:20 до примерно 1:300.
В предпочтительном варианте второй поток головной фракции или отводимый из нее поток направляют в установку промывки каустической содой для удаления захватываемых кислых газов, таких как СO2. Таким образом, установка промывки каустической содой удаляет из второго потока головной фракции или из его части СO2 и образует обедненный СO2 поток. Второй поток головной фракции в предпочтительном варианте включает относительно немного углеводородных компонентов, которые вызывают проблемы загрязнения в таких системах обработки кислых газов.
При выполнении настоящего изобретения можно использовать твердые или жидкие системы обработки кислых газов. В любой системе кислый газ удаляют из процесса промывки потока головной фракции или отводимого из него потока введением этого потока в контакт с абсорбентом или адсорбентом кислых газов. Примеры таких абсорбентов или адсорбентов включают амины, карбонат калия, каустическую соду, оксид алюминия, молекулярные сита и мембраны, в особенности мембраны, отформованные из полисульфона, полиимида, полиамида, стеклообразного полимера и ацетата целлюлозы. Предпочтительны растворы, включающие амины и щелочные соединения, причем более предпочтительны щелочные соединения.
Водные растворы аминов, которые можно использовать при выполнении настоящего изобретения, включают любое аминовое соединение или соединения, приемлемые для абсорбции кислых газов. Примеры включают алканоламины, такие как триэтаноламин (ТЭА), метилдиэтаноламин (МДЭА), диэтано-ламин (ДЭА), моноэтаноламин (МЭА), диизопропаноламин (ДИПА) и гидроксиаминоэтиловый эфир (ГАЭ). Эффективные концентрации могут находиться в интервале от примерно 0,5 до примерно 8 молей амина на литр водного раствора.
В водные растворы аминов для повышения их абсорбционной способности можно добавлять пипе-разин и/или монометилэтаноламин (ММЭА). Эти добавки можно вводить в водный раствор в концентрации от примерно 0,04 до примерно 2 моля/л водного раствора.
Щелочные соединения, которые можно использовать при выполнении настоящего изобретения, представляют собой щелочные соединения, которые оказываются эффективными при удалении из первоначального отходящего потока кислого газа. Примеры таких щелочных соединений включают гидро-ксид натрия и гидроксид калия.
Настоящее изобретение далее включает вариант с необязательной сушкой. В этом варианте для удаления воды и/или дополнительных кислородсодержащих углеводородов из отходящего потока, который на эту стадию направляют, например водный промывной поток или отводимый из него поток, такой как обедненный 02 поток, можно использовать твердую или жидкую систему сушки.
В системе сушки твердым веществом отходящий поток поступает в сушильную установку. В сушильной установке отходящий поток вводят в контакт с твердым адсорбентом для дополнительного удаления воды и кислородсодержащих углеводородов до очень низких концентраций (исключая ДМЭ). Процесс адсорбции, как правило, проводят в одном или нескольких неподвижных слоях, включающих приемлемый твердый адсорбент.
Адсорбция может быть использована для удаления воды и кислородсодержащих углеводородов до очень низких концентраций, а также для удаления кислородсодержащих углеводородов, которые при применении других систем для обработки как правило не удаляются. В предпочтительном варианте ад-сорбентная система, применяемая как часть настоящего изобретения, включает несколько адсорбентных
- 7 -
008236
слоев. Наличие нескольких слоев предоставляет возможность для непрерывного разделения без необходимости останавливать процесс для регенерирования твердого адсорбента. Так, например, в трехслойной системе, как правило, один слой находится в работе, один слой регенерируют вне технологической линии, а третий слой находится в состоянии готовности.
Выбор конкретно используемого в адсорбентных слоях адсорбентного твердого вещества или веществ зависит от типов удаляемых загрязняющих примесей. Примеры твердых адсорбентов для удаления воды и различных полярных органических соединений, таких как кислородсодержащие углеводороды и абсорбентные жидкости, включают оксиды алюминия, диоксид кремния, молекулярные сита, молекулярные сита 4 А и алюмосиликаты. Для удаления воды, а также различных кислородсодержащих углеводородов могут быть использованы слои, включающие смеси этих сит, или многочисленные слои, включающие разные адсорбентные твердые вещества.
В этом методе разделения один или несколько адсорбционных слоев могут быть размещены последовательно или параллельно. В одном примере последовательного размещения первый слой используют для удаления веществ с молекулами наименьшего размера и наибольшей полярности, которые удалять легче всего. Затем в этом ряду находятся последующие слои для удаления кислородсодержащих веществ с молекулами большего размера и меньшей полярности. В качестве конкретного примера размещения одного типа вначале с использованием молекулярного сита 3 А селективно удаляют воду. Далее за этим слоем следует один или несколько слоев, включающих один или несколько менее селективных адсорбентов, таких как молекулярное сито с более крупными порами, например 13Х, и/или активный оксид алюминия с высокой удельной площадью поверхности, такой как продукт Selexorb CD (товарный знак фирмы Alcoa).
В другом варианте первый слой составляет молекулярное сито 3,6 А, способное к селективному удалению как воды, так и метанола. Далее за этим слоем может следовать один или несколько слоев из материала 13 Х или активного оксида алюминия, которые описаны выше.
В зависимости от потребности адсорбентные слои можно использовать при комнатной температуре или при повышенной температуре и либо с восходящим, либо с нисходящим потоком. Процесс регенерирования адсорбентных материалов можно проводить по обычным методам, включающим обработку потоком сухого инертного газа, такого как азот, при повышенной температуре.
В системе сушки жидкостями для удаления воды из поступающего в нее отходящего потока используют поглотитель воды. Поглотителем воды может служить любая жидкость, эффективно удаляющая воду из олефинсодержащего потока. В предпочтительном варианте используют такой же поглотитель воды, как описанный выше.
Система сушки по настоящему изобретению, используют ли в ней жидкий или твердый осушитель, в идеальном варианте образует "сухой поток", который в настоящем описании определяют как поток, характеризующийся точкой росы ниже -40°F (-40°C). В предпочтительном варианте сухой поток из сушильной установки характеризуется точкой росы ниже -40°F (-40°C), более предпочтительно ниже примерно -60°F (-51°C), а наиболее предпочтительно ниже -90°F (-67,8°C). В предпочтительном варианте этот сухой поток далее направляют в разделительную систему для удаления остальных содержащийся в нем компонентов, как это изложено более подробно ниже.
Разделение С2/С3 с последующим удалением легких крайних фракций
В одном варианте выполнения настоящего изобретения разделение С2/С3 сопровождают удалением легких крайних фракций. В этом варианте второй поток головной фракции или его часть, необязательно после предварительной обработки в системе обработки кислых газов и/или в сушильной установке, для дополнительной обработки направляют в третью разделительную установку, например в разделяющее устройство для С2/С3. В предпочтительном варианте третья разделительная установка подвергает второй поток головной фракции из второй разделительной установки воздействию условиями, например, температуры и давления, которые оказываются эффективными для разделения второго потока головной фракции на третий поток головной фракции и третий поток нижней фракции. Третий поток головной фракции включает основную часть этана и этилена (индивидуально или в совокупности), которые находились во втором потоке головной фракции. В более предпочтительном варианте третий поток головной фракции включает по меньшей мере примерно 60, более предпочтительно по меньшей мере примерно 75, а наиболее предпочтительно по меньшей мере примерно 90 мас.% этана и этилена (индивидуально или в совокупности), которые находились во втором потоке головной фракции из второй разделительной установки. Если второй поток головной фракции включает ацетилен, тогда третий поток головной фракции в предпочтительном варианте включает основную часть ацетилена, который находился во втором потоке головной фракции. В более предпочтительном варианте третий поток головной фракции включает по меньшей мере примерно 60, более предпочтительно по меньшей мере примерно 75, а наиболее предпочтительно по меньшей мере примерно 90 мас.% ацетилена, который находился во втором потоке головной фракции.
Третий поток нижней фракции включает основную часть пропилена, который находился во втором потоке головной фракции. В более предпочтительном варианте третий поток нижней фракции включает по меньшей мере примерно 60, более предпочтительно по меньшей мере примерно 75, а наиболее пред
- 8 -
008236
почтительно по меньшей мере примерно 90 мас.% пропилена, который находился во втором потоке головной фракции. Если второй поток головной фракции включает пропан, тогда третий поток нижней фракции в предпочтительном варианте включает основную часть пропана, который находился во втором потоке головной фракции. В более предпочтительном варианте третий поток нижней фракции включает по меньшей мере примерно 60, более предпочтительно по меньшей мере примерно 75, а наиболее предпочтительно по меньшей мере примерно 90 мас.% пропана, который находился во втором потоке головной фракции. Если второй поток головной фракции включает ДМЭ, что предпочтительно, тогда третий поток нижней фракции в более предпочтительном варианте включает основную часть ДМЭ, который находился во втором потоке головной фракции. В более предпочтительном варианте третий поток нижней фракции включает по меньшей мере примерно 60, более предпочтительно по меньшей мере примерно 85, а наиболее предпочтительно по меньшей мере примерно 99,9 мас.% ДМЭ, который находился во втором потоке головной фракции. Третья разделительная установка в предпочтительном варианте включает одну или несколько дистилляционных и/или ректификационных колонн, абсорберов и/или колонн экстрактивной дистилляции, которые сконструированы для получения одного или нескольких потоков головной фракции, включающих этан и этилен и необязательно ацетилен, и одного или нескольких потоков нижней фракции, включающих пропилен и необязательно ДМЭ и пропан.
Если первоначальный отходящий поток включает легкие крайние фракции, такие как метан, монооксид углерода и водород, тогда третий поток головной фракции (который обычно включает основную часть легких крайних фракций из первоначального отходящего потока благодаря первому и второму потокам головной фракции) в предпочтительном варианте направляют в четвертую разделительную установку, например в установку удаления легких крайних фракций, для дополнительной обработки. В предпочтительном варианте в четвертой разделительной установке третий поток головной фракции или его часть подвергают воздействию условий, например, температуры и давления, которые оказываются эффективными для разделения третьего потока головной фракции на четвертый поток головной фракции и четвертый поток нижней фракции. Четвертый поток головной фракции включает основную часть легких крайних фракций (индивидуально или в совокупности), которые находились в третьем потоке головной фракции. В более предпочтительном варианте четвертый поток головной фракции включает по меньшей мере примерно 60, более предпочтительно по меньшей мере примерно 75, а наиболее предпочтительно по меньшей мере примерно 90 мас.% легких крайних фракций (индивидуально или в совокупности), которые находились в третьем потоке головной фракции. Четвертый поток нижней фракции включает основную часть этана и этилена (индивидуально или в совокупности), которые находились в третьем потоке головной фракции. В более предпочтительном варианте четвертый поток нижней фракции включает по меньшей мере примерно 60, более предпочтительно по меньшей мере примерно 75, а наиболее предпочтительно по меньшей мере примерно 90 мас.% этана и этилена (индивидуально или в совокупности), которые находились в третьем потоке головной фракции. Четвертая разделительная установка в предпочтительном варианте включает одну или несколько дистилляционных и/или ректификационных колонн, абсорберов и/или колонн экстрактивной дистилляции, которые сконструированы для получения одного или нескольких потоков головной фракции, включающих метан и все другие легкие крайние фракции, и одного или нескольких потоков нижней фракции, включающих этан и этилен.
В предпочтительном варианте четвертый поток нижней фракции направляют к пятую разделительную установку, например в разделяющее устройство для С2, для дополнительной обработки. В пятой разделительной установке четвертый поток нижней фракции в предпочтительном варианте подвергают воздействию условий, например, температуры и давления, которые оказываются эффективными для разделения четвертого потока нижней фракции на пятый поток головной фракции и пятый поток нижней фракции. Пятый поток головной фракции включает основную часть этилена, который находился в четвертом потоке нижней фракции. В более предпочтительном варианте пятый поток головной фракции включает по меньшей мере примерно 60, более предпочтительно по меньшей мере примерно 75, а наиболее предпочтительно по меньшей мере примерно 90 мас.% этилена, который находился в четвертом потоке нижней фракции. Пятый поток нижней фракции включает основную часть этана, который находился в четвертом потоке нижней фракции. В более предпочтительном варианте пятый поток нижней фракции включает по меньшей мере примерно 60, более предпочтительно по меньшей мере примерно 75, а наиболее предпочтительно по меньшей мере примерно 90 мас.% этана, который находился в четвертом потоке нижней фракции. Пятая разделительная установка в предпочтительном варианте включает одну или несколько дистилляционных и/или ректификационных колонн, абсорберов и/или колонн экстрактивной дистилляции, которые сконструированы для получения одного или нескольких потоков головной фракции, включающих этилен сорта для полимеризации, и одного или нескольких потоков нижней фракции, включающих этан.
В зависимости от количества пропана и ДМЭ, находящихся в первоначальном отходящем потоке, третий поток нижней фракции может включать пропилен, приемлемый для полимеризации. Третий поток нижней фракции из третьей разделительной установки необязательно направляют в шестую разделительную установку, например в разделяющее устройство для С3, для дополнительного удаления пропана и ДМЭ. В шестой разделительной установке третий поток нижней фракции или его часть в предпочти
- 9 -
008236
тельном варианте подвергают воздействию условий, например, температуры и давления, которые оказываются эффективными для разделения третьего потока нижней фракции на шестой поток головной фракции и шестой поток нижней фракции. Шестой поток головной фракции включает основную часть пропилена, который находился в третьем потоке нижней фракции. В более предпочтительном варианте шестой поток головной фракции включает по меньшей мере примерно 60, более предпочтительно по меньшей мере примерно 75, а наиболее предпочтительно по меньшей мере примерно 90 мас.% пропилена, который находился в третьем потоке нижней фракции. Шестой поток нижней фракции включает основную часть пропана, если он имеется, который находился в третьем потоке нижней фракции. В более предпочтительном варианте шестой поток нижней фракции включает по меньшей мере примерно 60, более предпочтительно по меньшей мере примерно 75, а наиболее предпочтительно по меньшей мере примерно 90 мас.% пропана, если он имеется, который находился в третьем потоке нижней фракции. Шестой поток нижней фракции также включает основную часть ДМЭ, который находился в третьем потоке нижней фракции. В более предпочтительном варианте шестой поток нижней фракции включает по меньшей мере примерно 60, более предпочтительно по меньшей мере примерно 85, а наиболее предпочтительно по меньшей мере примерно 99,9 мас.% ДМЭ, если он имеется, который находился в третьем потоке нижней фракции. Шестая разделительная установка в предпочтительном варианте включает одну или несколько дистилляционных и/или ректификационных колонн, абсорберов и/или колонн экстрактивной дистилляции, которые сконструированы для получения одного или нескольких потоков головной фракции, включающих пропилен сорта для полимеризации, и одного или нескольких потоков нижней фракции, включающих пропан, если он имеется, который находился в третьем потоке нижней фракции, и ДМЭ. Шестой поток нижней фракции является идеальным топливом для проведения различных требующих наличия топлива процессов внутри данной реакционной системы.
ДМЭ особенно трудно удалить из первоначального отходящего потока. Один предпочтительный вариант выполнения изобретения включает удаление ДМЭ из первоначального отходящего потока в несколько стадий (предпочтительно в две стадии). В этом варианте в первой разделительной установке, описанной выше, из первоначального отходящего потока в виде первого потока нижней фракции удаляют первую порцию ДМЭ, предпочтительно небольшую часть ДМЭ. Вторая порция ДМЭ из первоначального отходящего потока остается в первом потоке головной фракции. Таким образом, как первый поток головной фракции, так и первый поток нижней фракции содержат определяемое количество ДМЭ. Что касается низких предельных значений диапазона, то первый поток головной фракции необязательно включает по меньшей мере примерно 60, по меньшей мере примерно 75, по меньшей мере примерно 90 или по меньшей мере примерно 95 мас.% ДМЭ, который находился в первоначальном отходящем потоке. Первый поток нижней фракции необязательно включает по меньшей мере примерно 5, по меньшей мере примерно 10, по меньшей мере примерно 15 или по меньшей мере примерно 30 мас.% ДМЭ, который находился в первоначальном отходящем потоке. В одном варианте первый поток нижней фракции включает от примерно 2 до примерно 50, более предпочтительно от примерно 5 до примерно 15, а наиболее предпочтительно от примерно 5 до примерно 10 мас.% ДМЭ, который находился в первоначальном отходящем потоке.
Далее ДМЭ, остающийся в первом потоке головной фракции, посредством второго потока головной фракции и третьего потока нижней фракции пропускают через вторую разделительную установку, третью разделительную установку и шестую разделительную установку. В конечном счете, осуществляют разделение С3 между пропиленом и пропаном в шестой разделительной установке, разделяя третий поток нижней фракции на шестой поток головной фракции, включающий основную часть пропилена, который находился в третьем потоке нижней фракции, и шестой поток нижней фракции, включающий основную часть пропана и ДМЭ, которые находились в третьем потоке нижней фракции. Таким образом, действие первой разделительной установки и шестой разделительной установки состоит в удалении ДМЭ. Шестой поток нижней фракции из шестой разделительной установки в предпочтительном варианте включает от примерно 60 до примерно 90, более предпочтительно от примерно 65 до примерно 85, а наиболее предпочтительно от примерно 70 до примерно 80 мас.% ДМЭ, который находился в первоначальном отходящем потоке.
Обе стадии способа удаления ДМЭ по настоящему изобретению хорошо выражают в виде отношения удаленного ДМЭ в молях в первой разделительной установке (например, в установке удаления кислородсодержащего вещества промывной средой) к удаленному ДМЭ в молях в потоке нижней фракции из разделительной установки, осуществляющей разделение С3 (например, шестой разделительной установки). Это отношение необязательно составляет по меньшей мере 1:1, по меньшей мере 1:2 или по меньшей мере 1:3. Что касается интервалов, это отношение необязательно составляет от примерно 1:1 до примерно 1:20, от примерно 1:2 до примерно 1:15 или от примерно 1:3 до примерно 1:10.
Ацетилен и другие полиненасыщенные материалы обычно являются нежелательными соединениями, которые в предпочтительном варианте в одном или нескольких гидрогенизационных конвертерах, например в ацетиленовых конвертерах, превращают в более желательную форму. Такие гидрогенизаци-онные конвертеры приспособлены для, по меньшей мере, частичного насыщения ацетилена или других полиненасыщенных материалов до, например, алкенов и/или алканов. Конкретно, в гидрогенизационном
- 10 -
008236
конвертере полиненасыщенные материалы, такие как ацетилен, контактируют с водородом и/или монооксид ом углерода в условиях, эффективных для, по меньшей мере, частичной гидрогенизации полиненасыщенных материалов. Один или несколько ацетиленовых конвертеров могут быть приспособлены также для, по меньшей мере, частичной гидрогенизации других компонентов. Неограничивающий перечень других служащих иллюстрацией компонентов, которые могут быть, по меньшей мере, частично гидрированы в гидрогенизационном конвертере, включает ацетилен, метилацетилен и пропадиен. В предпочтительном варианте в гидрогенизационном конвертере превращают ацетилен в этилен, метил-ацетилен в пропилен и пропадиен в пропилен. В предпочтительном варианте целевые компоненты, такие как этилен и пропилен, проскакивают через один или несколько гидрогенизационных конвертеров без изменений. В соответствии с настоящим изобретением один или несколько гидрогенизационных конвертеров могут быть размещены в нескольких местах, хотя в идеальном варианте конвертеры размещают вдоль одного или нескольких потоков, которые включают ацетилен, метилацетилен и/или пропадиен. В предпочтительном варианте в описанной выше последовательности разделения один или несколько гид-рогенизационных конвертеров принимают и обрабатывают полиненасыщенные материалы из второго потока головной фракции, третьего потока головной фракции, третьего потока нижней фракции или четвертого потока нижней фракции, поскольку эти фракции содержат ацетилен, метилацетилен и/или про-падиен в наивысших концентрациях.
Этот вариант выполнения настоящего изобретения проиллюстрирован на фиг. 1. Как показано, первоначальный отходящий поток 100, который включает этан, этилен, ДМЭ, пропан и пропилен, направляют в первую разделительную установку 101, которая в предпочтительном варианте представляет собой промывную колонну, приспособленную для удаления из первоначального отходящего потока 100 основной части не-ДМЭ кислородсодержащих веществ. В первой разделительной установке 101 первоначальный отходящий поток 100 входит в контакт с удаляющей кислородсодержащие вещества средой 102, предпочтительно с метанолом, в условиях, эффективных для удаления из него некоторого количества кислородсодержащих веществ. Это означает, что в первом потоке 103 головной фракции могут быть извлечены этан, этилен, пропан, пропилен и, по меньшей мере, некоторое количество ДМЭ, причем основная масса удаляющей кислородсодержащие вещества среды 102, не-ДМЭ кислородсодержащих веществ и, по меньшей мере, некоторое количество ДМЭ могут быть извлечены с первым потоком 104 нижней фракции. Первый поток 103 головной фракции также, вероятно, включает небольшое количество остатка удаляющей кислородсодержащие вещества среды. Первая разделительная установка 101 необязательно включает трубопровод возврата флегмы и/или ребойлерную линию и соответствующие теплообменники (не показанные) для содействия разделению этих компонентов.
Далее первый поток 103 головной фракции направляют во вторую разделительную установку 110, которая в предпочтительном варианте представляет собой колонну промывки водой, приспособленную для выделения всей остаточной удаляющей кислородсодержащие вещества среды 102, уносимой из первой разделительной установки 101 посредством первого потока 103 головной фракции. Конкретно, во второй разделительной установке 110 первый поток 103 головной фракции входит в контакт с водой 109 в условиях, эффективных для удаления из него по меньшей мере основной части остатка удаляющей кислородсодержащие вещества среды. Таким образом, этан, этилен, пропан, пропилен и ДМЭ из первого потока 103 головной фракции могут быть извлечены со вторым потоком 111 головной фракции, причем основная масса остатка удаляющей кислородсодержащие вещества среды 102 и воды 109 может быть извлечена со вторым потоком 118 нижней фракции. Вторая разделительная установка 110 необязательно включает трубопровод возврата флегмы и/или ребойлерную линию и соответствующие теплообменники (не показанные) для содействия разделению этих компонентов.
Второй поток 111 головной фракции необязательно направляют в установку промывки каустической содой, не показанную, для удаления диоксида углерода, и/или сушильную установку, не показанную. Если обратиться к фиг. 1, то второй поток 111 головной фракции в предпочтительном варианте направляют в третью разделительную установку 106. Третья разделительная установка 106 в предпочтительном варианте представляет собой дистилляционную колонну, приспособленную для отделения компонентов С2- от компонентов С3+. Конкретно, в третьей разделительной установке 106 второй поток 111 головной фракции разделяется на третий поток 107 головной фракции, который включает основную часть этана и этилена, которые находились во втором потоке 111 головной фракции, и третий поток 108 нижней фракции, который в предпочтительном варианте включает основную часть пропана, ДМЭ и пропилена, которые находились во втором потоке 111 головной фракции. Третья разделительная установка 106 необязательно включает трубопровод возврата флегмы и/или ребойлерную линию и соответствующие теплообменники (не показанные) для содействия отделению компонентов С2- от компонентов С3+.
Третий поток 107 головной фракции в предпочтительном варианте вводят в деметанизаторный питающий агрегат 112. Деметанизаторный питающий агрегат 112 представляет собой "холодную камеру", которая в предпочтительном варианте состоит из ряда холодильников, например теплообменников Кора (Core) и барабанных сепараторов, не показанных, которые охлаждают третий поток 107 головной фракции и образуют несколько охлажденных потоков 114А-С. Эти охлажденные потоки 114А-С могут находиться в жидкой и/или парообразной форме. В предпочтительном варианте охлажденные потоки 114А-С
- 11 -
008236
направляют в четвертую разделительную установку 115 для дополнительной обработки. Четвертая разделительная установка 115 в предпочтительном варианте представляет собой дистилляционную колонну, приспособленную для отделения легких крайних фракций, таких как метан, водород и/или монооксид углерода, от этана и этилена. Конкретно, в четвертой разделительной установке 115 охлажденные потоки 114А-С в совокупности разделяют на четвертый поток 116 головной фракции, который включает основную часть легких крайних фракций, которые находились в охлажденных потоках 114А-С, и четвертый поток 117 нижней фракции, который в предпочтительном варианте включает основную часть этана и этилена, которые находились в охлажденных потоках 114А-С. Четвертая разделительная установка 115 необязательно включает трубопровод возврата флегмы и/или ребойлерную линию и соответствующие теплообменники (не показанные) для содействия отделению легких крайних фракций от этана и этилена. В одном варианте четвертый поток 116 головной фракции направляют в деметанизаторный питающий агрегат 112 для применения в качестве охлаждающей среды.
Четвертый поток 117 нижней фракции для дополнительной обработки направляют в пятую разделительную установку 124. Пятая разделительная установка 124 в предпочтительном варианте представляет собой дистилляционную колонну, приспособленную для отделения этилена от этана. Конкретно, в пятой разделительной установке 124 четвертый поток 117 нижней фракции разделяют на пятый поток 125 головной фракции, который включает основную часть этилена, который находился в четвертом потоке 117 нижней фракции, и пятый поток 126 нижней фракции, который в предпочтительном варианте включает основную часть этана, который находился в четвертом потоке 117 нижней фракции. Пятая разделительная установка 124 необязательно включает трубопровод возврата флегмы и/или ребойлерную линию и соответствующие теплообменники (не показанные) для содействия отделению этилена от этана. Пятый поток 125 головной фракции содержит относительно чистый этилен, который для полимеризации можно направлять в полимеризационную установку, не показанную. Пятый поток 126 нижней фракции в предпочтительном варианте направляют в деметанизаторный питающий агрегат 112 для применения в качестве охлаждающей среды. Пятый поток 126 нижней фракции в деметанизаторном питающем агрегате 112 необязательно совмещают с охлаждающей средой из четвертого потока 116 головной фракции, как это показано пунктирной линией. По другому варианту часть пятого потока 126 нижней фракции, который богат этаном, можно использовать в качестве флегмы для четвертой разделительной установки 115. В предпочтительном варианте этан переохлаждают и направляют в четвертую разделительную установку 115. Благодаря добавлению этана в качестве флегмы этан становится абсорбентом, который преимущественно переносит этилен в основание четвертой разделительной установки, улучшая тем самым разделение метана и этилена. После охлаждения пара из третьего потока 107 головной фракции в деме-танизаторном питающем агрегате 112 охлаждающие среды выходят из деметанизаторного питающего агрегата 112 по линии остаточного газа 113.
Если первоначальный отходящий поток был обеднен компонентами С4+, тогда третий поток 108 нижней фракции, в зависимости от количества пропана и ДМЭ в первоначальном отходящем потоке, может включать, в основном, пропилен и небольшое количество ДМЭ и пропана и может хорошо подходить для полимеризационной цели. Если требуется пропилен очень высокого качества, тогда третий поток 108 нижней фракции необязательно вводят в шестую разделительную установку 136. Шестая разделительная установка 136 в предпочтительном варианте представляет собой дистилляционную колонну, приспособленную для отделения пропилена от пропана и ДМЭ. Таким образом, шестая разделительная установка 136 может работать как разделяющее устройство для С3. Конкретно, в шестой разделительной установке 136 третий поток 108 нижней фракции разделяют на шестой поток 137 головной фракции, который включает основную часть пропилена, который находился в третьем потоке нижней фракции 108, и шестой поток 138 нижней фракции, который в предпочтительном варианте включает основную часть пропана, ДМЭ и необязательно все остаточные компоненты С4+, которые находились в третьем потоке 108 нижней фракции. Шестая разделительная установка 136 необязательно включает трубопровод возврата флегмы и/или ребойлерную линию и соответствующие теплообменники (не показанные) для содействия отделению пропилена от пропана. Шестой поток 137 головной фракции включает пропилен очень высокого качества, который подходит для полимеризации. Шестой поток 138 нижней фракции в предпочтительном варианте сжигают как топливо или направляют в установку рекуперации ДМЭ.
Если первоначальный отходящий поток 100 включает компоненты С4+ в сколько-нибудь заметном количестве, тогда предлагаемая в соответствии с настоящим изобретением технологическая схема в предпочтительном варианте включает депропанизатор, не представленный. Этот депропанизатор приспособлен для отделения компонентов С4+ от компонентов С3-, например легких крайних фракций, этилена, этана, пропилена, пропана и ДМЭ. Место расположения депропанизатора можно варьировать широко. В варианте, проиллюстрированном на фиг. 1, депропанизатор необязательно принимает и удаляет по меньшей мере основную часть компонентов С4+ из одного или нескольких следующих потоков: первоначального отходящего поток 100, второго потока 111 головной фракции, третьего потока 108 нижней фракции и шестого потока 138 нижней фракции.
Если первоначальный отходящий поток 100 включает ацетилен, метилацетилен, пропадиен или другие полиненасыщенные компоненты, тогда система по настоящему изобретению в предпочтительном
- 12 -
008236
варианте включает гидрогенизационный конвертер, например конвертер ацетилена или MAPD, не представленный. Если гидрогенизационный конвертер включен в объем настоящего изобретения, то в предпочтительном варианте он принимает и обрабатывает один или несколько следующих потоков: второй поток 111 головной фракции, третий поток 107 головной фракции, третий поток 108 нижней фракции и/или четвертый поток 117 нижней фракции. В гидрогенизационном конвертере ацетилен входит в контакт с водородом и диоксидом углерода в условиях, эффективных для превращения по меньшей мере части ацетилена в этилен. Подобным же образом метилацетилен и/или пропадиен контактирует с водородом и диоксидом углерода в условиях, эффективных для превращения по меньшей мере части метил-ацетилена и/или пропадиена в пропилен. Компоненты, отличные от ацетилена, метилацетилена и пропа-диена, которые находятся в вышеуказанных потоках, в предпочтительном варианте проходят через гид-рогенизационный конвертер (конвертеры) без изменений. Далее полученные обедненные ацетиленом потоки обрабатывают так, как это представлено выше со ссылкой на фиг. 1.
Удаление легких крайних фракций с последующим разделением С2/С3
В одном варианте выполнения настоящего изобретения удаление легких крайних фракций сопровождают разделением С2/С3. В этом варианте второй поток головной фракции или его часть, необязательно после предварительной обработки в системе обработки кислых газов и/или сушильной установке, для дополнительной обработки направляют в третью разделительную установку, например в установку удаления легких крайних фракций. В третьей разделительной установке второй поток головной фракции или его часть в предпочтительном варианте подвергают воздействию в условиях, например, температуры и давления, которые оказываются эффективными для разделения второго потока головной фракции на третий поток головной фракции и третий поток нижней фракции. Третий поток головной фракции включает основную часть легких крайних фракций (индивидуально или в совокупности), которые находились во втором потоке головной фракции. В более предпочтительном варианте третий поток головной фракции включает по меньшей мере примерно 60, более предпочтительно по меньшей мере примерно 75, а наиболее предпочтительно по меньшей мере примерно 90 мас.% легких крайних фракций (индивидуально или в совокупности), которые находились во втором потоке головной фракции. Третий поток нижней фракции включает основную часть этана, этилена, пропилена и ДМЭ (индивидуально или в совокупности), которые находились во втором потоке головной фракции. В более предпочтительном варианте третий поток нижней фракции включает по меньшей мере примерно 60, более предпочтительно по меньшей мере примерно 75, а наиболее предпочтительно по меньшей мере примерно 90 мас.% этана, этилена, пропилена и ДМЭ (индивидуально или в совокупности), которые находились во втором потоке головной фракции. Третья разделительная установка в предпочтительном варианте включает одну или несколько дистилляционных и/или ректификационных колонн, абсорберов и/или колонн экстрактивной дистилляции, которые сконструированы для получения одного или нескольких потоков головной фракции, включающих метан и все другие легкие крайние фракции, и одного или нескольких потоков нижней фракции, включающих этан, этилен, пропилен и ДМЭ. Если первоначальный отходящий поток, первый поток головной фракции и второй поток головной фракции включают пропан и/или ацетилен, то третий поток головной фракции также в предпочтительном варианте включает по меньшей мере примерно 60, более предпочтительно по меньшей мере примерно 75, а наиболее предпочтительно по меньшей мере примерно 90 мас.% пропана и/или ацетилена (индивидуально или в совокупности), которые находились во втором потоке головной фракции.
В этом варианте третий поток нижней фракции направляют для дополнительной обработки в четвертую разделительную установку, например в разделяющее устройство для С2/С3. В четвертой разделительной установке в предпочтительном варианте третий поток нижней фракции из третьей разделительной установки подвергают воздействию условий, например, температуры и давления, которые оказываются эффективными для разделения третьего потока нижней фракции на четвертый поток головной фракции и четвертый поток нижней фракции. Четвертый поток головной фракции включает основную часть этана и этилена (индивидуально или в совокупности), которые находились в третьем потоке нижней фракции. В более предпочтительном варианте четвертый поток головной фракции включает по меньшей мере примерно 60, более предпочтительно по меньшей мере примерно 75, а наиболее предпочтительно по меньшей мере примерно 90 мас.% этана и этилена (индивидуально или в совокупности), которые находились в третьем потоке нижней фракции из третьей разделительной установки. Если третий поток нижней фракции включает ацетилен, тогда четвертый поток головной фракции в предпочтительном варианте включает основную часть ацетилена, который находился в третьем потоке нижней фракции. В более предпочтительном варианте четвертый поток головной фракции включает по меньшей мере примерно 60, более предпочтительно по меньшей мере примерно 75, а наиболее предпочтительно по меньшей мере примерно 90 мас.% ацетилена, который находился в третьем потоке нижней фракции.
Четвертый поток нижней фракции включает основную часть пропилена, который находился во втором потоке головной фракции. В более предпочтительном варианте четвертый поток нижней фракции включает по меньшей мере примерно 60, более предпочтительно по меньшей мере примерно 75, а наиболее предпочтительно по меньшей мере примерно 90 мас.% пропилена, который находился в третьем потоке нижней фракции. Если третий поток нижней фракции включает пропан, тогда четвертый поток
- 13 -
008236
нижней фракции в предпочтительном варианте включает основную часть пропана, который находился в третьем потоке нижней фракции. В более предпочтительном варианте четвертый поток нижней фракции включает по меньшей мере примерно 60, более предпочтительно по меньшей мере примерно 75, а наиболее предпочтительно по меньшей мере примерно 90 мас.% пропана, который находился в третьем потоке нижней фракции. Если третий поток нижней фракции включает ДМЭ, что предпочтительно, тогда четвертый поток нижней фракции в предпочтительном варианте включает основную часть ДМЭ, который находился в третьем потоке нижней фракции. В более предпочтительном варианте четвертый поток нижней фракции включает по меньшей мере примерно 60, более предпочтительно по меньшей мере примерно 85, а наиболее предпочтительно по меньшей мере примерно 99,9 мас.% ДМЭ, который находился в третьем потоке нижней фракции. Четвертая разделительная установка в предпочтительном варианте включает одну или несколько дистилляционных и/или ректификационных колонн, абсорберов и/или колонн экстрактивной дистилляции, которые сконструированы для получения одного или нескольких потоков головной фракции, включающих этан и этилен и необязательно ацетилен, и одного или нескольких потоков нижней фракции, включающих пропилен и необязательно ДМЭ и пропан.
В предпочтительном варианте четвертый поток головной фракции направляют для дополнительной обработки в пятую разделительную установку, например в разделяющее устройство для С2. В предпочтительном варианте четвертый поток головной фракции в пятой разделительной установке подвергают воздействию условий, например, температуры и давления, которые оказываются эффективными для разделения четвертого потока головной фракции на пятый поток головной фракции и пятый поток нижней фракции. Пятый поток головной фракции включает основную часть этилена, который находился в четвертом потоке головной фракции. В более предпочтительном варианте пятый поток головной фракции включает по меньшей мере примерно 60, более предпочтительно по меньшей мере примерно 75, а наиболее предпочтительно по меньшей мере примерно 90 мас.% этилена, который находился в четвертом потоке головной фракции. Пятый поток нижней фракции включает основную часть этана, который находился в четвертом потоке головной фракции. В более предпочтительном варианте пятый поток нижней фракции включает по меньшей мере примерно 60, более предпочтительно по меньшей мере примерно 75, а наиболее предпочтительно по меньшей мере примерно 90 мас.% этана, который находился в четвертом потоке головной фракции. Пятая разделительная установка в предпочтительном варианте включает одну или несколько дистилляционных и/или ректификационных колонн, абсорберов и/или колонн экстрактивной дистилляции, которые сконструированы для получения одного или нескольких потоков головной фракции, включающих этилен сорта для полимеризации, и одного или нескольких потоков нижней фракции, включающих этан.
В зависимости от количества пропана и ДМЭ, находящихся в первоначальном отходящем потоке, четвертый поток нижней фракции может включать пропилен, приемлемый для полимеризации. Четвертый поток нижней фракции из четвертой разделительной установки необязательно направляют в шестую разделительную установку, например в разделяющее устройство для С3, для удаления пропана и ДМЭ. В предпочтительном варианте в шестой разделительной установке четвертый поток нижней фракции или его часть подвергают воздействию условий, например, температуры и давления, которые оказываются эффективными для разделения четвертого потока нижней фракции на шестой поток головной фракции и шестой поток нижней фракции. Шестой поток головной фракции включает основную часть пропилена, который находился в четвертом потоке нижней фракции. В более предпочтительном варианте шестой поток головной фракции включает по меньшей мере примерно 60, более предпочтительно по меньшей мере примерно 75, а наиболее предпочтительно по меньшей мере примерно 90 мас.% пропилена, который находился в четвертом потоке нижней фракции. Шестой поток нижней фракции включает основную часть пропана, если он имеется, который находился в четвертом потоке нижней фракции. В более предпочтительном варианте шестой поток нижней фракции включает по меньшей мере примерно 60, более предпочтительно по меньшей мере примерно 75, а наиболее предпочтительно по меньшей мере примерно 90 мас.% пропана, если он имеется, который находился в четвертом потоке нижней фракции. Шестой поток нижней фракции также включает основную часть ДМЭ, который находился в четвертом потоке нижней фракции. В более предпочтительном варианте шестой поток нижней фракции включает по меньшей мере примерно 60, более предпочтительно по меньшей мере примерно 85, а наиболее предпочтительно по меньшей мере примерно 99,9 мас.% ДМЭ, если он имеется, который находился в четвертом потоке нижней фракции. Шестая разделительная установка в предпочтительном варианте включает одну или несколько дистилляционных и/или ректификационных колонн, абсорберов и/или колонн экстрактивной дистилляции, которые сконструированы для получения одного или нескольких потоков головной фракции, включающих пропилен сорта для полимеризации, и одного или нескольких потоков нижней фракции, включающих пропан, если он имеется, который находился в четвертом потоке нижней фракции, и ДМЭ. Шестой поток нижней фракции является идеальным топливом для различных требующих наличия топлива процессов внутри данной реакционной системы.
Как указано выше, из первоначального отходящего потока особенно трудно удалить ДМЭ. Один предпочтительный вариант выполнения изобретения включает удаление ДМЭ из первоначального отходящего потока в несколько стадий (предпочтительно в две стадии). В этом варианте в первой раздели
- 14 -
008236
тельной установке, описанной выше, из первоначального отходящего потока в первом потоке нижней фракции удаляют первую порцию ДМЭ, предпочтительно небольшую часть ДМЭ. Вторая порция ДМЭ из первоначального отходящего потока остается в первом потоке головной фракции. Таким образом, как первый поток головной фракции, так и первый поток нижней фракции содержат определяемое количество ДМЭ. Что касается низких предельных значений диапазона, то первый поток головной фракции необязательно включает по меньшей мере примерно 60, по меньшей мере примерно 75, по меньшей мере примерно 90 или по меньшей мере примерно 95 мас.% ДМЭ, который находился в первоначальном отходящем потоке. Первый поток нижней фракции необязательно включает по меньшей мере примерно 5, по меньшей мере примерно 10, по меньшей мере примерно 15 или по меньшей мере примерно 30 мас.% ДМЭ, который находился в первоначальном отходящем потоке. В одном варианте первый поток нижней фракции включает от примерно 2 до примерно 50, более предпочтительно от примерно 5 до примерно 15, а наиболее предпочтительно от примерно 5 до примерно 10 мас.% ДМЭ, который находился в первоначальном отходящем потоке.
Далее ДМЭ, остающийся в первом потоке головной фракции, посредством второго потока головной фракции и третьего потока нижней фракции пропускают через вторую разделительную установку, третью разделительную установку и четвертую разделительную установку. В конечном счете, в шестой разделительной установке, разделяющей четвертый поток нижней фракции на шестой поток головной фракции, включающий основную часть пропилена, который находился в четвертом потоке нижней фракции, и шестой поток нижней фракции, включающий основную часть пропана и ДМЭ, которые находились в четвертом потоке нижней фракции, осуществляют разделение С3 между пропиленом и пропаном. Таким образом, действие первой разделительной установки и шестой разделительной установки обеспечивают удаление ДМЭ. Шестой поток нижней фракции из шестой разделительной установки в предпочтительном варианте включает от примерно 60 до примерно 99,9, более предпочтительно от примерно 75 до примерно 95, а наиболее предпочтительно от примерно 80 до примерно 90 мас.% ДМЭ, который находился в первоначальном отходящем потоке.
Обе стадии способа удаления ДМЭ по настоящему изобретению хорошо выражают в виде отношения удаленного ДМЭ в молях в первой разделительной установке (например, в установке удаления кислородсодержащего вещества промывной средой) к удаленному ДМЭ в молях в потоке нижней фракции из разделительной установки, осуществляющей разделение С3 (например, шестой разделительной установки). Это отношение необязательно составляет по меньшей мере 1:1, по меньшей мере 1:2 или по меньшей мере 1:3. Что касается интервалов, это отношение необязательно составляет от примерно 1:1 до примерно 1:20, от примерно 1:2 до примерно 1:15 или от примерно 1:3 до примерно 1:10.
Ацетилен и другие полиненасыщенные материалы обычно являются нежелательными соединениями, которые в предпочтительном варианте в одном или нескольких гидрогенизационных конвертерах, например в ацетиленовых конвертерах, превращают в более желательную форму. Такие гидрогенизаци-онные конвертеры приспособлены для, по меньшей мере, частичного насыщения ацетилена или других полиненасыщенных материалов до, например, алкенов и/или алканов. Конкретно, в гидрогенизационном конвертере полиненасыщенные материалы, такие как ацетилен, контактируют с водородом и/или монооксидом углерода в условиях, эффективных для, по меньшей мере, частичной гидрогенизации полиненасыщенных материалов. Один или несколько ацетиленовых конвертеров могут быть приспособлены также для, по меньшей мере, частичной гидрогенизации других компонентов. Неограничивающий перечень других служащих иллюстрацией компонентов, которые могут быть, по меньшей мере, частично гидрированы в гидрогенизационном конвертере, включает ацетилен, метилацетилен и пропадиен. В предпочтительном варианте в гидрогенизационном конвертере превращают ацетилен в этилен, метилацетилен в пропилен, а пропадиен в пропилен. В предпочтительном варианте целевые компоненты, такие как этилен и пропилен, проскакивают через один или несколько гидрогенизационных конвертеров без изменений. В соответствии с настоящим изобретением один или несколько гидрогенизационных конвертеров могут быть размещены в нескольких местах, хотя в идеальном варианте конвертеры размещают вдоль одного или нескольких потоков, которые включают ацетилен, метилацетилен и/или пропадиен. В предпочтительном варианте в описанной выше последовательности разделения один или несколько гидрогениза-ционных конвертеров принимают и обрабатывают полиненасыщенные материалы из второго потока головной фракции, третьего потока нижней фракции, четвертого потока головной фракции или четвертого потока нижней фракции, поскольку эти фракции содержат ацетилен, метилацетилен и/или пропадиен в наивысших концентрациях.
Этот вариант выполнения настоящего изобретения проиллюстрирован на фиг. 2. Как показано, первоначальный отходящий поток 200, который включает этан, этилен, ДМЭ, пропан и пропилен, направляют в первую разделительную установку 201, которая в предпочтительном варианте представляет собой промывную колонну, приспособленную для удаления из первоначального отходящего потока 200 основной части не-ДМЭ кислородсодержащих веществ. В первой разделительной установке 201 первоначальный отходящий поток 200 входит в контакт с удаляющей кислородсодержащие вещества средой 202, предпочтительно с метанолом, в условиях, эффективных для удаления из него некоторого количества кислородсодержащих веществ. Это означает, что в первом потоке 203 головной фракции могут быть из
- 15 -
008236
влечены этан, этилен, пропан, пропилен и, по меньшей мере, некоторое количество ДМЭ, причем основная масса удаляющей кислородсодержащие вещества среды 202, не-ДМЭ кислородсодержащих веществ и, по меньшей мере, некоторое количество ДМЭ могут быть извлечены в первом потоке 204 нижней фракции. Первый поток 203 головной фракции также, вероятно, включает небольшое количество остатка удаляющей кислородсодержащие вещества среды. Первая разделительная установка 201 необязательно включает трубопровод возврата флегмы и/или ребойлерную линию и соответствующие теплообменники (не показанные) для содействия разделению этих компонентов.
Далее первый поток 203 головной фракции направляют во вторую разделительную установку 210, которая в предпочтительном варианте представляет собой колонну промывки водой, приспособленную для выделения всей остаточной удаляющей кислородсодержащие вещества среды 202, уносимой из первой разделительной установки 201 посредством первого потока 203 головной фракции. Конкретно, во второй разделительной установке 210 первый поток 203 головной фракции входит в контакт с водой 209 в условиях, эффективных для удаления из него по меньшей мере основной части остатка удаляющей кислородсодержащие вещества среды. Таким образом, этан, этилен, пропан, пропилен и ДМЭ из первого потока 203 головной фракции могут быть извлечены во втором потоке 211 головной фракции, причем основная масса остатка удаляющей кислородсодержащие вещества среды 202 и воды 209 может быть извлечена со вторым потоком 218 нижней фракции. Вторая разделительная установка 210 необязательно включает трубопровод возврата флегмы и/или ребойлерную линию и соответствующие теплообменники (не показанные) для содействия разделению этих компонентов.
Второй поток 211 головной фракции необязательно направляют в установку промывки каустической содой, не показанную, для удаления диоксида углерода, и/или сушильную установку, не показанную. Если обратиться к фиг. 2, то второй поток 211 головной фракции в предпочтительном варианте направляют в деметанизаторный питающий агрегат 212. Деметанизаторный питающий агрегат 212 представляет собой "холодную камеру", которая в предпочтительном варианте состоит из ряда холодильников, например теплообменников Кора и барабанных сепараторов, не показанных, которые охлаждают второй поток головной фракции 211 и образуют несколько охлажденных потоков 214А-С. Эти охлажденные потоки 214А-С могут находиться в жидкой и/или парообразной форме. В предпочтительном варианте охлажденные потоки 214А-С направляют в третью разделительную установку 215 для дополнительной обработки. Третья разделительная установка 215 в предпочтительном варианте представляет собой дистилляционную колонну, приспособленную для отделения легких крайних фракций, таких как метан, водород и/или монооксид углерода, от этана, этилена, пропана, ДМЭ и пропилена. Конкретно, в третьей разделительной установке 215 охлажденные потоки 214А-С в совокупности разделяют на третий поток 216 головной фракции, который включает основную часть легких крайних фракций, которые находились в охлажденных потоках 214А-С, и третий 217 поток нижней фракции, который в предпочтительном варианте включает основную часть этана, этилена, пропана, ДМЭ и пропилена, которые находились в охлажденных потоках 214А-С. Третья разделительная установка 215 необязательно включает трубопровод возврата флегмы и/или ребойлерную линию и соответствующие теплообменники (не показанные) для содействия отделению легких крайних фракций от этана, этилена, пропана, ДМЭ и пропилена. В одном варианте третий поток 216 головной фракции направляют в деметанизаторный питающий агрегат 212 для применения в качестве охлаждающей среды.
Третий поток 217 нижней фракции в предпочтительном варианте вводят в четвертую разделительную установку 206. Четвертая разделительная установка 206 в предпочтительном варианте представляет собой дистилляционную колонну, приспособленную для отделения компонентов С2- от компонентов С3+. Конкретно, в четвертой разделительной установке 206 третий поток 217 нижней фракции разделяют на четвертый поток 207 головной фракции, который включает основную часть этана и этилена, которые находились в третьем потоке 217 нижней фракции, и четвертый поток 208 нижней фракции, который в предпочтительном варианте включает основную часть пропана, ДМЭ и пропилена, которые находились в третьем потоке 217 нижней фракции. Четвертая разделительная установка 206 необязательно включает трубопровод возврата флегмы и/или ребойлерную линию и соответствующие теплообменники (не показанные) для содействия отделению компонентов С2- от компонентов С3+.
Четвертый поток 207 головной фракции для дополнительной обработки направляют в пятую разделительную установку 224. Пятая разделительная установка 224 в предпочтительном варианте представляет собой дистилляционную колонну, приспособленную для отделения этилена от этана. Конкретно, в пятой разделительной установке 224 четвертый поток 207 головной фракции разделяют на пятый поток 225 головной фракции, который включает основную часть этилена, который находился в четвертом потоке 207 головной фракции, и пятый поток 226 нижней фракции, который в предпочтительном варианте включает основную часть этана, который находился в четвертом потоке 207 головной фракции. Пятая разделительная установка 224 необязательно включает трубопровод возврата флегмы и/или ребойлерную линию и соответствующие теплообменники, не показанные, для содействия отделению этилена от этана. Пятый поток 225 головной фракции включает относительно чистый этилен, который можно направлять в полимеризационную установку, не показанную, для полимеризации. Пятый поток 226 нижней фракции в предпочтительном варианте направляют в деметанизаторный питающий агрегат 212 для применения в
- 16 -
008236
качестве охлаждающей среды. Пятый поток 226 нижней фракции необязательно совмещают с охлаждающей средой из третьего потока 216 головной фракции в деметанизаторном питающем агрегате 212, как это показано пунктирной линией. По другому варианту часть пятого потока 226 нижней фракции, который богат этаном, можно использовать в качестве флегмы для третьей разделительной установки 215. В предпочтительном варианте этан переохлаждают и направляют в третью разделительную установку 215. Благодаря добавлению этана в качестве флегмы этан становится абсорбентом, который преимущественно переносит этилен в основание четвертой разделительной установки, улучшая тем самым разделение метана и этилена. После охлаждения пара из второго потока 211 головной фракции в демета-низаторном питающем агрегате 212 охлаждающие среды выходят из деметанизаторного питающего агрегата 212 по линии остаточного газа 213.
Если первоначальный отходящий поток был обеднен компонентами С4+, тогда, в зависимости от количества пропана и ДМЭ в первоначальном отходящем потоке, четвертый поток 208 нижней фракции может содержать, в основном, пропилен и небольшое количество ДМЭ и пропана и может хорошо подходить для полимеризационной цели. Если требуется пропилен очень высокого качества, тогда четвертый поток 208 нижней фракции необязательно вводят в шестую разделительную установку 236. Шестая разделительная установка 236 в предпочтительном варианте представляет собой дистилляционную колонну, приспособленную для отделения пропилена от пропана и ДМЭ. Таким образом, шестая разделительная установка 236 может работать как разделяющее устройство для С3. Конкретно, в шестой разделительной установке 236 четвертый поток 208 нижней фракции разделяют на шестой поток 237 головной фракции, который включает основную часть пропилена, который находился в четвертом потоке 208 нижней фракции, и шестой поток 238 нижней фракции, который в предпочтительном варианте включает основную часть пропана, ДМЭ и необязательно все остаточные компоненты С4+, которые находились в четвертом потоке 208 нижней фракции. Шестая разделительная установка 236 необязательно включает трубопровод возврата флегмы и/или ребойлерную линию и соответствующие теплообменники (не показанные) для содействия отделению пропилена от пропана. Шестой поток 237 головной фракции включает пропилен очень высокого качества, который подходит для полимеризации. Шестой поток 238 нижней фракции в предпочтительном варианте сжигают как топливо.
Если первоначальный отходящий поток включает компоненты С4+ в сколько-нибудь заметном количестве, тогда предлагаемая в соответствии с настоящим изобретением технологическая схема в предпочтительном варианте включает депропанизатор, не представленный. Этот депропанизатор приспособлен для отделения компонентов С4+ от компонентов С3-, например легких крайних фракций, этилена, этана, пропилена, пропана и ДМЭ. Место расположения депропанизатора можно варьировать широко. В варианте, проиллюстрированном на фиг. 2, депропанизатор необязательно принимает и удаляет по меньшей мере основную часть компонентов С4+ из одного или нескольких следующих потоков: первоначального отходящего потока 200, второго потока 211 головной фракции, третьего потока 217 нижней фракции, четвертого потока 208 нижней фракции и шестого потока 238 нижней фракции.
Если первоначальный отходящий поток 200 включает ацетилен, метилацетилен, пропадиен или другие полиненасыщенные компоненты, тогда система по настоящему изобретению в предпочтительном варианте включает гидрогенизационный конвертер, например конвертер ацетилена или конвертер ме-тилацетилена или пропадиена (MAPD), не представленный. Если в объем настоящего изобретения включен гидрогенизационный конвертер, то в предпочтительном варианте он принимает и обрабатывает один или несколько следующих потоков: второй поток 211 головной фракции, третий поток 217 нижней фракции, четвертый поток 207 головной фракции и/или четвертый поток 208 нижней фракции. В гидрогени-зационном конвертере ацетилен входит в контакт с водородом и диоксидом углерода в условиях, эффективных для превращения по меньшей мере части ацетилена в этилен. Подобным же образом метилацети-лен и/или пропадиен контактирует с водородом и диоксидом углерода в условиях, эффективных для превращения по меньшей мере части метилацетилена и/или пропадиена в пропилен. Компоненты, отличные от ацетилена, метилацетилена и пропадиена, которые находятся в вышеуказанных потоках, в предпочтительном варианте проходят через гидрогенизационный конвертер (конвертеры) без изменений. Далее полученные обедненные ацетиленом потоки обрабатывают так, как это представлено выше со ссылкой на фиг. 2.
Хотя настоящее изобретение изложено в настоящем описании со ссылкой на фиг. 1-3, эти чертежи отображают только два из многих возможных вариантов систем разделения в соответствии с настоящим изобретением. Порядок размещения различных разделительных установок, описанных выше, например сепаратора С2/С3, разделяющего устройства для С2, разделяющего устройства для С3, установки удаления легких крайних фракций и установки удаления компонентов С4+, можно варьировать, не выходя при этом из объема настоящего изобретения.
Дальнейшее выделение олефина
В другом варианте выполнения изобретения для дополнительного выделения целевых олефиновых компонентов предлагается включить менее энергоемкое разделительное средство. Примером менее энергоемкого средства может служить никельдитиоленовый комплекс для селективного и обратимого связывания олефинов, таких как этилен и пропилен. При выполнении настоящего изобретения никельдитио
- 17 -
008236
леновый комплекс можно использовать для связывания таких олефинов, как этилен и пропилен, и выделения тем самым этих компонентов из полученного потока олефинов, который может также включать такие соединения, как СО, Н2, диметиловый эфир и т.п. Таким образом, поток олефинов можно пропускать над никельдитиоленовым комплексом, который абсорбирует олефины, такие как этилен и пропилен, а неолефиновые компоненты обычно проскакивают. Далее олефины могут быть десорбированы из комплекса, поскольку эти комплексы являются окислительно-восстановительно-активными, и связывание и высвобождение олефинов можно регулировать электрохимическим путем. В предпочтительном варианте никельдитиоленовый комплекс вводят в абсорбционный процесс с колебаниями давления, типичный для процессов, известных в данной области техники. Установку с его применением можно включать перед или после любой из разделительных установок, представленных в настоящем описании. В одном варианте никельдитиоленовый комплекс используют для выделения олефина перед поступлением в первую разделительную установку. В другом варианте никельдитиоленовый комплекс используют для выделения олефина после второй разделительной установки. Примеры никельдитиоленовых комплексов, которые могут быть использованы в качестве адсорбента олефинов, включают Ni[S2C2(CF3)2]2 и
(BU4N)Ni[S2C2(CF3)2]2.
Реакционный процесс МвО
Как обсуждалось выше, настоящее изобретение особенно подходит для применения с отходящим потоком, отводимым из реакционной системы МвО, которая более подробно обсуждается в дальнейшем.
Для превращения кислородсодержащих соединений в легкие олефины, как правило, используют катализаторы на основе молекулярных сит. В таком процессе превращения особенно требуются катализаторы на основе кремнеалюмофосфатньгх (SAPO) молекулярных сит, поскольку они высокоселективны при получении этилена и пропилена. Неограничивающий список предпочтительных катализаторов на основе SAPO молекулярных сит включает SAPO-17, SAPO-18, SAPO-34, SAPO-35, SAPO-44, их замещенные формы и их смеси.
Предпочтительный исходный материал включает одно или несколько содержащих алифатические группы соединений, которые включают спирты, амины, карбонильные соединения, например альдегиды, кетоны и карбоновые кислоты, простые эфиры, галогениды, меркаптаны, сульфиды и т.п., и их смеси. Алифатический остаток содержащих алифатические группы соединений, как правило, содержит от 1 до примерно 50 углеродных атомов, предпочтительно от 1 до 20 углеродных атомов, более предпочтительно от 1 до 10 углеродных атомов, а наиболее предпочтительно от 1 до 4 углеродных атомов.
Неограничивающие примеры содержащих алифатические группы соединений включают спирты, такие как метанол и этанол, алкилмеркаптаны, такие как метилмеркаптан и этилмеркаптан, алкилсуль-фиды, такие как метилсульфид, алкиламины, такие как метиламин, алифатические простые эфиры, такие как ДМЭ, диэтиловый эфир и метилэтиловый эфир, алкилгалогениды, такие как метилхлорид и этилхло-рид, алкилкетоны, такие как диметилкетон, алкилальдегиды, такие как формальдегид и ацетальдегид, и различные кислоты, такие как уксусная кислота.
В предпочтительном варианте способа по изобретению исходный материал включает одно или несколько кислородсодержащих веществ, более конкретно одно или несколько органических соединений, содержащих по меньшей мере 1 атом кислорода. В наиболее предпочтительном варианте способа по изобретению кислородсодержащее вещество в исходном материале представляет собой один или несколько спиртов, предпочтительно алифатические спирты, где алифатический остаток спиртов содержит от 1 до 20 углеродных атомов, предпочтительно от 1 до 10 углеродных атомов, а наиболее предпочтительно от 1 до 4 углеродных атомов. Спирты, которые можно использовать в качестве исходного материала в способе по изобретению, включают низшие прямоцепочечные и разветвленные алифатические спирты и их ненасыщенные аналоги. Неограничивающие примеры кислородсодержащих веществ включают метанол, этанол, н-пропанол, изопропанол, метилэтиловый эфир, ДМЭ, диэтиловый эфир, диизо-пропиловый эфир, формальдегид, диметилкарбонат, диметилкетон, уксусную кислоту и их смеси. В наиболее предпочтительном варианте исходный материал выбирают из одного или нескольких таких веществ, как метанол, этанол, ДМЭ, диэтиловый эфир и их сочетание, более предпочтительно метанол и ДМЭ, а наиболее предпочтительно метанол.
Различные исходные материалы, которые обсуждались выше, в особенности исходный материал, включающий кислородсодержащее вещество, более конкретно исходный материал, включающий спирт, превращают, главным образом, в один или несколько олефинов. Олефин (олефины) или олефиновый мономер (мономеры), полученный из исходного материала, как правило, включает от 2 до 30 углеродных атомов, предпочтительно от 2 до 8 углеродных атомов, более предпочтительно от 2 до 6 углеродных атомов, еще более предпочтительно от 2 до 4 углеродных атомов, а наиболее предпочтительно этилен и/или пропилен.
Неограничивающие примеры олефинового мономера (мономеров) включают этилен, пропилен, бу-тен-1, пентен-1, 4-метилпентен-1, гексен-1, октен-1 и децен-1, предпочтительно этилен, пропилен, бутен-1, пентен-1, 4-метилпентен-1, гексен-1, октен-1 и их изомеры. Другие олефиновые мономеры включают ненасыщенные мономеры, диолефины, содержащие от 4 до 18 углеродных атомов, сопряженные и несопряженные диены, полиены, виниловые мономеры и циклические олефины.
- 18 -
008236
В наиболее предпочтительном варианте исходный материал, предпочтительно один или несколько кислородсодержащих веществ, в присутствии каталитической композиции на основе молекулярного сита превращают в олефин (олефины), содержащий от 2 до 6 углеродных атомов, предпочтительно от 2 до 4 углеродных атомов. В наиболее предпочтительном варианте олефин (олефины) индивидуально или в сочетании получают из исходного материала, включающего кислородсодержащее вещество, предпочтительно спирт, наиболее предпочтительно метанол, превращением в предпочтительный олефин (олефины) -этилен и/или пропилен.
Наиболее предпочтительный метод обычно называют методом газ-в-олефины (ГвО) или, по-другому, метанол-в-олефины (МвО). В методе ГвО метанолсодержащий исходный материал в присутствии каталитической композиции на основе молекулярного сита превращают в один или несколько оле-финов, предпочтительно и, главным образом, в этилен и/или пропилен, которые часто называют легкими олефинами.
В одном варианте исходный материал включает один или несколько разбавителей, используемых, как правило, с целью уменьшить концентрацию исходного материала. Обычно разбавители нереакцион-носпособны в отношении исходного материала или каталитической композиции на основе молекулярного сита. Неограничивающие примеры разбавителей включают гелий, аргон, азот, монооксид углерода, диоксид углерода, воду, практически нереакционноспособные парафины (преимущественно алканы, такие, как метан, этан и пропан), по существу, нереакционноспособные ароматические соединения и их смеси. Наиболее предпочтительными разбавителями являются вода и азот, причем особенно предпочтительна вода. В других вариантах исходный материал не содержит никакого разбавителя.
Разбавитель может быть использован либо в жидком, либо в парообразном виде, либо в виде их сочетания. Разбавитель либо добавляют непосредственно в исходный материал, поступающий в реактор, либо добавляют непосредственно в реактор, либо добавляют вместе с каталитической композицией на основе молекулярного сита. В одном варианте количество разбавителя в исходном материале находится в интервале от примерно 1 до примерно 99 мол.% в пересчете на общее число молей исходного материала и разбавителя, предпочтительно от примерно 1 до 80 мол.%, более предпочтительно от примерно 5 до примерно 50 мол.%, наиболее предпочтительно от примерно 5 до примерно 25 мол.%. В одном варианте в исходный материал либо непосредственно, либо косвенным путем добавляют другие углеводороды, которые включают олефин (олефины), парафин (парафины), ароматическое соединение (соединения) (добавление ароматических соединений см., например, в US № 4677242) и их смеси, предпочтительно пропилен, бутилен, пентилен и другие углеводороды, содержащие 4 или большее число углеродных атомов, или их смеси.
Процесс превращения исходного материала, преимущественно исходного материала, включающего одно или несколько кислородсодержащих веществ, в присутствии каталитической композиции на основе молекулярного сита по изобретению проводят в виде реакционного процесса в реакторе, причем этот процесс представляет собой процесс с неподвижным слоем, процесс с псевдоожиженным слоем (включая процесс с турбулентным слоем), предпочтительно непрерывный процесс с псевдоожиженным слоем, а наиболее предпочтительно непрерывный процесс с псевдоожиженным слоем и высокой скоростью потока.
Такие реакционные процессы можно проводить в нескольких каталитических реакторах, таких как гибридные реакторы, в которых имеются реакционные зоны с плотным слоем или неподвижным слоем и/или реакционные зоны с псевдоожиженным слоем и высокой скоростью потока, сочетающиеся между собой, реакторы с циркулирующим псевдоожиженным слоем, вертикальные трубные реакторы и т. п. Приемлемые реакторы обычных типов описаны, например, в патентах US № 4076796 и US № 6287522 (двойной вертикальный трубный) и работе Fluidization Engineerig, D.Kunii и O.Levenspiel, Robert E. Krieger Publishing Company, New York, 1977, которые все в полном объеме включены в настоящее описание в качестве ссылок.
Реакторы предпочтительных типов представляют собой вертикальные трубные реакторы, в общем, описанные в работе Riser Reactor, Fluidization and Fluid-Particle Systems, сс. 48-59, F.A.Zenz и D.F.Othmo, Reinhold Publishing Corporation, New York, 1960, в патенте US № 6166282 (реактор с псевдоожиженным слоем и высокой скоростью потока) и заявке на патент US серийный № 09/564613, поданной 4 мая 2000г. (реактор с несколькими вертикальными трубами), которые все в полном объеме включены в настоящее описание в качестве ссылок.
В одном из вариантов количество жидкого исходного материала, направляемого в реакторную систему раздельно или совместно с парообразным исходным материалом, находится в интервале от 0,1 до примерно 85 мас.%, предпочтительно от примерно 1 до примерно 75 мас.%, более предпочтительно от примерно 5 до примерно 65 мас.%, в пересчете на общую массу исходного материала, включая весь содержащийся в нем разбавитель. В предпочтительном варианте жидкий и парообразный исходные материалы характеризуются аналогичным составом или включают варьируемые доли аналогичного или другого исходного материала с тем же или другим разбавителем.
Температура превращения, при которой проводят процесс превращения, конкретно, внутри реакторной системы находится в интервале от примерно 392°F (200°С) до примерно 1832°F (1000°C), предпочтительно от примерно 482°F (250°С) до примерно 1472°F (800°C), более предпочтительно от пример- 19
008236
но 482°F (250°С) до примерно 1382°F (750°C), тем не менее, еще более предпочтительно от примерно 572°F (300°C) до примерно 1202°F (650°C), тем не менее, предпочтительнее от примерно 662°F (350°С) до примерно 1112°F (600°C), a наиболее предпочтительно от примерно 662°F (350°C) до примерно 1022°F (550°С).
Давление при превращении, под которым проводят процесс превращения, конкретно, внутри реакторной системы варьируется в широком интервале, включая самопроизвольно создающееся давление. Давление при превращении обусловлено парциальным давлением исходного материала, исключая весь содержащийся в нем разбавитель. Абсолютное давление, под которым проводят процесс превращения, как правило, находится в интервале от примерно 0,1 кПа до примерно 5 МПа, предпочтительно от примерно 5 кПа до примерно 1 МПа, а наиболее предпочтительно от примерно 20 до примерно 500 кПа.
Среднечасовая скорость подачи сырья (ССПС), в частности, в процессе превращения исходного материала, включающего один или несколько кислородсодержащих веществ, в присутствии каталитической композиции на основе молекулярного сита внутри реакционной зоны определяют как общую массу исходного материала, исключая все разбавители, подаваемую в реакционную зону в час на массу молекулярного сита в каталитической композиции на основе молекулярного сита в реакционной зоне. ССПС поддерживают на уровне, достаточном для поддержания каталитической композиции внутри реактора в псевдоожиженном состоянии.
Значения ССПС, как правило, находятся в интервале от примерно 1 до примерно 5000 ч-1, предпочтительно от примерно 2 до примерно 3000 ч-1, более предпочтительно от примерно 5 до примерно 1500 ч-1, а наиболее предпочтительно от примерно 10 до примерно 1000 ч-1. В одном предпочтительном варианте ССПС превышает 20 ч-1, предпочтительное значение ССПС при превращении исходного материала, включающего метанол, ДМЭ или и тот, и другой, находится в интервале от примерно 20 до примерно 300 ч-1.
В предпочтительном варианте расход газа на единицу сечения потока (РГП) исходного материала, включающего разбавитель и продукты взаимодействия, внутри реакторной системы достаточен для псевдоожижения каталитической композиции на основе молекулярного сита внутри реакционной зоны в реакторе. РГП во время процесса, в особенности внутри реакторной системы, более конкретно внутри вертикального трубного реактора (реакторов), составляет по меньшей мере 0,1 м/с (метр/секунду), предпочтительно больше 0,5 м/с, более предпочтительно больше 1 м/с, еще более предпочтительно больше 2 м/с, тем не менее, еще более предпочтительно больше 3 м/с, а наиболее предпочтительно больше 4 м/с (см., например, заявку на патент US серийный № 09/708753, поданную 8 ноября 2000г., которая включена в настоящее описание в качестве ссылки).
Предназначение этилена и пропилена
Потоки этилена и пропилена, обработанные и разделенные в соответствии с настоящим изобретением, могут быть полимеризованы с получением пластических композиций, например полиолефинов, в особенности полиэтилена и полипропилена. Можно использовать любой обычный способ получения полиэтилена или полипропилена. Предпочтительны каталитические способы. Особенно предпочтительны каталитические системы с металлоценами, катализаторами Циглера-Натта, оксидом алюминия и кислотами (см., например, патенты US №№ 3258455, 3305538, 3364190, 5892079, 4659685, 4076698, 3645992, 4302565 и 4243691, причем описания катализаторов и способов в каждом из этих патентов специально включено в настоящее описание в качестве ссылки). Обычно эти способы включают контактирование этиленового или пропиленового продукта с обеспечивающим образование полиолефина катализатором под давлением и при температуре, которые эффективны для получения полиолефинового продукта.
В одном варианте выполнения настоящего изобретения этиленовый и/или пропиленовый продукт вводят в контакт с металлоценовым катализатором с получением полиолефина. В целесообразном варианте процесс получения полиолефина проводят при температуре в пределах от примерно 50 до примерно 320°С. Такую реакцию можно проводить под низким, средним или высоким давлением, причем оно всегда находится в интервале от примерно 1 до примерно 3200 бар. Для проведения процесса в растворе можно использовать инертный разбавитель. В процессе такого типа необходимо, чтобы давление находилось в интервале от примерно 10 до примерно 150 бар и предпочтительно в температурном диапазоне от примерно 120 до примерно 250°С. Для газофазных процессов предпочтительная температура обычно находится в интервале от примерно 60 до 120°С, а рабочее давление составляет от примерно 5 до примерно 50 бар.
В дополнение к полиолефинам, из этилена, пропилена и олефинов С4+, в особенности из бутилена, выделенных в соответствии с настоящим изобретением, могут быть получены многочисленные другие олефиновые производные. Олефины, выделенные в соответствии с настоящим изобретением, могут также быть использованы для получения таких соединений, как альдегиды, кислоты, такие как С2-С13моно-карбоновые кислоты, спирты, такие как одноатомные С2-С12спирты, сложные эфиры, получаемые из С2-С12монокарбоновых кислот и одноатомных С2-С12спиртов, линейные альфа-олефины, винилацетат, эти-лендихлорид и винилхлорид, этилбензол, этиленоксид, кумол, акролеин, аллилхлорид, пропиленоксид, акриловая кислота, этиленпропиленовые каучуки и акрилонитрил, а также тримеры и димеры этилена и пропилена. Олефины С4+, в частности бутилен, особенно подходят для получения альдегидов, кислот,
- 20 -
008236
спиртов, сложных эфиров, получаемых из С5-С13монокарбоновых кислот и одноатомных С5-С13спиртов, и линейных альфа-олефинов.
Располагая теперь полным описанием изобретения, специалисты в данной области техники вполне осознают, что изобретение можно осуществлять в широком интервале параметров в объеме того, что заявлено формулой изобретения, не выходя при этом из сущности и объема изобретения.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ удаления диметилового эфира из олефинсодержащего отходящего потока, заключающийся в том, что:
(а) отходящий поток, включающий этан, этилен, пропан, пропилен и диметиловый эфир, вводят в контакт с удаляющей кислородсодержащие вещества средой в условиях, эффективных для получения первого потока головной фракции и первого потока нижней фракции, где первый поток головной фракции включает остаток удаляющей кислородсодержащие вещества среды и основную часть этана, этилена, пропана, пропилена и диметилового эфира и где первый поток нижней фракции включает небольшую часть диметилового эфира и основную часть удаляющей кислородсодержащие вещества среды;
(б) первый поток головной фракции вводят в контакт с водой в условиях, эффективных для получения второго потока головной фракции и второго потока нижней фракции, где второй поток головной фракции включает основную часть этана, этилена, пропана, пропилена и диметилового эфира, содержащихся в первом потоке головной фракции, и где второй поток нижней фракции включает основную часть остатка удаляющей кислородсодержащие вещества среды и основную часть воды; и
(в) по меньшей мере часть второго потока головной фракции разделяют на третий поток головной фракции и третий поток нижней фракции, где третий поток головной фракции включает основную часть пропилена и необязательно основную часть этана, этилена и легких крайних фракций, содержащихся по меньшей мере в части второго потока головной фракции, и где третий поток нижней фракции включает основную часть диметилового эфира, содержащегося по меньшей мере в части второго потока головной фракции.
2. Способ по п.1, в котором третий поток нижней фракции дополнительно включает основную часть пропана, содержащегося по меньшей мере в части второго потока головной фракции.
3. Способ по п.1 или 2, в котором удаляющую кислородсодержащие вещества среду выбирают из группы, включающей метанол и три(этиленгликоль).
4. Способ по одному из предыдущих пунктов, в котором второй поток головной фракции включает больше 1000 мас.ч./млн диметилового эфира, предпочтительно больше 1500 мас.ч./млн диметилового эфира, в пересчете на общую массу второго потока головной фракции.
5. Способ по одному из предыдущих пунктов, который дополнительно включает (а) выделение пропилена по меньшей мере из части третьего потока головной фракции.
6. Способ по п.5, который дополнительно включает (а) полимеризацию пропилена.
7. Способ по одному из пп.1-4, который дополнительно включает:
(а) выделение по меньшей мере из части третьего потока головной фракции этилена сорта для полимеризации и
(б) полимеризацию этилена сорта для полимеризации.
8. Способ по одному из предыдущих пунктов, в котором олефинсодержащий отходящий поток отводят из реакционной системы превращения кислородсодержащего вещества в олефин.
9. Способ по одному из пп.1-4, в котором второй поток головной фракции далее включает воду, причем способ дополнительно включает (а) контактирование по меньшей мере части второго потока головной фракции с высушивающей средой в сушильной установке в условиях, эффективных для удаления по меньшей мере из части второго потока головной фракции по меньшей мере основной части воды.
10. Способ по одному из пп.1-4, в котором второй поток головной фракции далее включает диоксид углерода, причем способ дополнительно включает (а) контактирование по меньшей мере части второго потока головной фракции с каустической содой в условиях, эффективных для удаления по меньшей мере из части второго потока головной фракции по меньшей мере основной части диоксида углерода.
11. Способ выделения компонентов из олефинсодержащего отходящего потока, включающий:
(а) контактирование отходящего потока, включающего этан, этилен, пропан, пропилен и диметило-вый эфир, с удаляющей кислородсодержащие вещества средой в условиях, эффективных для получения первого потока головной фракции и первого потока нижней фракции, где первый поток головной фракции включает остаток удаляющей кислородсодержащие вещества среды и основную часть этана, этилена, пропана, пропилена и диметилового эфира и где первый поток нижней фракции включает небольшую часть диметилового эфира и основную часть удаляющей кислородсодержащие вещества среды;
(б) контактирование первого потока головной фракции с водой в условиях, эффективных для получения второго потока головной фракции и второго потока нижней фракции, где второй поток головной фракции включает основную часть этана, этилена, пропана, пропилена и диметилового эфира, содержащихся в первом потоке головной фракции, и где второй поток нижней фракции включает основную
- 21 -
008236
часть остатка удаляющей кислородсодержащие вещества среды, содержащейся в первом потоке головной фракции, и основную часть воды;
(в) разделение по меньшей мере части второго потока головной фракции на третий поток головной фракции и третий поток нижней фракции, где третий поток головной фракции включает основную часть этана и этилена, содержащихся по меньшей мере в части второго потока головной фракции, и где третий поток нижней фракции включает основную часть пропана, пропилена и диметилового эфира, содержащихся по меньшей мере в части второго потока головной фракции; и
(г) разделение по меньшей мере части третьего потока нижней фракции на четвертый поток головной фракции и четвертый поток нижней фракции, где четвертый поток головной фракции включает основную часть пропилена, содержащегося по меньшей мере в части третьего потока нижней фракции, и где четвертый поток нижней фракции включает основную часть диметилового эфира, содержащегося по меньшей мере в части третьего потока нижней фракции.
12. Способ по п.11, в котором четвертый поток нижней фракции дополнительно включает основную часть пропана, содержащегося по меньшей мере в части третьего потока нижней фракции.
13. Способ по п.11 или 12, в котором удаляющую кислородсодержащие вещества среду выбирают из группы, включающей метанол и три(этиленгликоль).
14. Способ по одному из пп.11-13, в котором второй поток головной фракции включает больше 1000 мас.ч./млн диметилового эфира, предпочтительно больше 1500 мас.ч./млн диметилового эфира, в пересчете на общую массу второго потока головной фракции.
15. Способ по одному из пп.11-14, дополнительно включающий
(а) разделение по меньшей мере части третьего потока головной фракции на пятый поток головной фракции и пятый поток нижней фракции, где пятый поток головной фракции включает основную часть этилена, содержащегося по меньшей мере в части третьего потока головной фракции, и где пятый поток нижней фракции включает основную часть этана, содержащегося по меньшей мере в части третьего потока головной фракции.
16. Способ по п.15, дополнительно включающий (а) полимеризацию этилена из пятого потока головной фракции.
17. Способ по одному из пп.11-14, в котором олефинсодержащий отходящий поток, первый поток головной фракции, второй поток головной фракции и третий поток головной фракции содержат ацетилен, причем способ дополнительно включает (а) контактирование ацетилена по меньшей мере в части третьего потока головной фракции с водородом и необязательно монооксидом углерода в условиях, эффективных для превращения по меньшей мере части ацетилена в этилен.
18. Способ по одному из пп.11-14, в котором олефинсодержащий отходящий поток, первый поток головной фракции, второй поток головной фракции и третий поток нижней фракции содержат метилаце-тилен или пропадиен, причем способ дополнительно включает (а) контактирование метилацетилена или пропадиена по меньшей мере в части третьего потока нижней фракции с водородом и необязательно монооксидом углерода в условиях, эффективных для превращения по меньшей мере части метилацетилена или пропадиена в пропилен.
19. Способ по одному из пп.11-14, в котором отходящий поток, первый поток головной фракции, второй поток головной фракции и третий поток головной фракции далее содержат метан, причем способ дополнительно включает (а) разделение по меньшей мере части третьего потока головной фракции на пятый поток головной фракции и пятый поток нижней фракции, где пятый поток головной фракции включает основную часть метана, содержащегося по меньшей мере в части третьего потока головной фракции, и где пятый поток нижней фракции включает основную часть этилена и этана, содержащихся по меньшей мере в части второго потока головной фракции.
20. Способ по одному из пп.11-14, в котором олефинсодержащий отходящий поток, первый поток головной фракции и второй поток головной фракции далее содержат диоксид углерода, причем способ дополнительно включает (а) контактирование второго потока головной фракции с каустической содой в условиях, эффективных для удаления из второго потока головной фракции по меньшей мере основной части диоксида углерода.
21. Способ по одному из пп.11-14, в котором второй поток головной фракции далее содержит воду, причем способ дополнительно включает (а) контактирование второго потока головной фракции с высушивающей средой в сушильной установке в условиях, эффективных для удаления из второго потока головной фракции по меньшей мере основной части воды.
22. Способ по одному из пп.11-14, дополнительно включающий (а) полимеризацию пропилена из четвертого потока головной фракции.
23. Способ разделения компонентов из олефинсодержащего отходящего потока, включающий:
(а) контактирование отходящего потока, включающего легкие крайние фракции, этан, этилен, пропан, пропилен и диметиловый эфир с удаляющей кислородсодержащие вещества средой в условиях, эффективных для получения первого потока головной фракции и первого потока нижней фракции, где первый поток головной фракции включает остаток удаляющей кислородсодержащие вещества среды и основную часть легких крайних фракций, этана, этилена, пропана, пропилена и диметилового эфира и где
- 22 -
008236
первый поток нижней фракции включает небольшую часть диметилового эфира и основную часть удаляющей кислородсодержащие вещества среды;
(б) контактирование первого потока головной фракции с водой в условиях, эффективных для получения второго потока головной фракции и второго потока нижней фракции, где второй поток головной фракции включает основную часть легких крайних фракций, этана, этилена, пропана, пропилена и диме-тилового эфира, содержащихся в первом потоке головной фракции, и где второй поток нижней фракции включает основную часть остатка удаляющей кислородсодержащие вещества среды, содержащейся в первом потоке головной фракции, и основную часть воды; и
(в) разделение по меньшей мере части второго потока головной фракции на третий поток головной фракции и третий поток нижней фракции, где третий поток головной фракции включает основную часть легких крайних фракций, содержащихся по меньшей мере в части второго потока головной фракции, и где третий поток нижней фракции включает основную часть этана, этилена, пропана, пропилена и диме-тилового эфира, содержащихся по меньшей мере в части второго потока головной фракции.
24. Способ по п.23, который дополнительно включает (г) разделение по меньшей мере части третьего потока нижней фракции на четвертый поток головной фракции и четвертый поток нижней фракции, где четвертый поток головной фракции включает основную часть этана и этилена, содержащихся по меньшей мере в части третьего потока нижней фракции, и где четвертый поток нижней фракции включает основную часть пропилена и диметилового эфира, содержащихся по меньшей мере в части третьего потока нижней фракции.
25. Способ по п.24, в котором четвертый поток нижней фракции включает основную часть пропана, содержащегося по меньшей мере в части третьего потока нижней фракции.
газ
113- 107 I
ЛАЗ
Удаляющая кислородсодержащие 103"\ вещества ^ среда Ю2
Вода Ю9
111
стилен
106
Li.
110
137
J2_4
Пропилен
"Первойачаль-ный отходящий поток'
118
108
104
ДМЭ
Кислородсодер-
жащие
вещества
136
(tm)4 138^f | ^ ДМЭ |_^
^ Кислоподсолев -
ДМЭ Пропан
Фиг. 1
;26Jf
Вода 209
^ 214В
212
^ 214С
Удаляющая кислородсодержащи! вещества среда
"Первоначальный отходящий поток"
ДМЭ
Кислородсодержащие вещества
|238
Пропилен
ДМЭ Пропан
Фиг. 2
- 23 -
008236
Фиг. 3
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2/6
- 24 -