提供了气－固反应系统以改进多反应器反应系统中的产物回收率。使含氧化合物原料（令人希望地具有高的含氧化合物浓度）与具有低至适度酸性和０．１０－０．３２的Ｓｉ／Ａｌ↓［２］比值的催化剂反应。该反应在流化床反应器的反应区中在至少４５ｐｓｉａ的含氧化合物分压和至少１０ｆｔ／ｓ的反应器气体表观速度下发生，从而将催化剂经过反应区输送到循环区。该催化剂在循环区中被惰性气体以至少０．０３ｍ／ｓ的置换气体表观速度置换，此后，将至少一部分，优选大部分送回到反应区。该催化剂在循环区中具有的停留时间至少是催化剂在反应区中的停留时间的两倍。当与较低压力操作相比时，获得在高烯烃选择性下超常的催化剂活性，尽管催化剂上的焦炭和焦炭产率无显著改变。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】采用催化剂暴露循环的高压和高容量含氧化合物转化
本专利技术涉及将包括含氧化合物的原料转化成包括轻质烯烃的产物的方法。具体来说，本专利技术涉及在反应设备中用硅铝磷酸盐催化剂将含氧化合物原料转化成包括轻质烯烃的产物，在该反应设备中，该催化剂以穿过反应区和循环区和在它们之间的连续移动状态在一定条件下保持在每个区中以获得显著的反应器生产率。
技术介绍
乙烯和丙烯(在此称为"轻质烯烂"或"基本烯烃(prime olefin)")的生产通常以超大规模实施以达到操作的有效经济性，大概 数十万或甚至数百万公吨每年。这在采用分子筛催化剂，特别是硅铝 磷酸盐(SAPO)分子筛经由含氧化合物转化生产烯烃的新兴领域中已经 是具有重大利益的主题，并且许多方法已经提供用来以最少量的设备 达到大批量生产。然而，这些方法必须控制与催化有关的某些特性， 最值得注意的是为了获得合乎需要的反应选择性而要求的相当低的相献，釆用多反应区导管或不规则的几何结构。当将含氧化合物转化成轻质烯烃产物时，使轻质烯烃的产 生最大化，和控制(通常是最小化)副产物例如轻质饱和物和CT化合物 的产生已是成问题的。在常规的含氧化合物转化过程中，高压转化鉴 于所得的差的产率记录是成问题的。在这些常规方法中，高的总压力 与较低的含氧化合物分压一起使用，例如，它们要求使用大量基本上 惰性的稀释剂。U.S. 6，441，261在高的曱醇分压下显示差的活性维持， 并推荐使用大量稀释剂例如蒸汽以在高的反应总压力下达到低的含氧 化合物分压以获得令人满意的催化性能。U.S. 5， 126， 308要求使用非 蒸汽惰性稀释剂以阻止在高达250psig的总反应器压力下固有催化剂活性的长期损失，但是没有提供在较高含氧化合物分压下的催化性能数据。U.S. 5，811，621记录高达20个大气压的总反应器压力，但是要 求分阶段注射曱醇穿过一系列独立的反应器以维持非常低的含氧化合 物分压，这是昂贵的前景，对于给定体积的反应器和催化剂产生非常 低的烯烃生产率。U. S. 4， 814， 541论述了在低挥发性高分子量稀释剂的浆料 中用含氧化合物实施高压反应，并且为还包含大量的水稀释剂的此种 体系提供了有限的性能数据。虽然所提供的数据中含氧化合物的分压 较高，但是所公开的转化率相当低。通常，在传统的反应技术中，随 含氧化合物分压的提高，相对活性显著地下降。已经公开了使用高含氧化合物分压的釆用硅铝磷酸盐 (SAPO)催化剂实施含氧化合物转化的其它方法，例如U. S. 6, 531,639， 其说明了当提高含氧化合物分压时提高反应WHSV的优点。然而，该专 利中提供的数据也表明随分压的增加SAPO催化剂相对活性下降。其它参考文献例如U. S. 6， 673， 978公开了相对于循环区增 加催化剂在反应区中的停留时间，因为有害的催化剂降解产物在循环 区中产生。此外，U.S. 6，613， 950 (其类似地指引相对于循环区增加催 化剂在反应区中的停留时间以降低焦炭形成)也公开了使用非常高酸 性(即具有非常高的Si/Al2比值)的催化剂，这可能导致高的焦炭产率。经由给定体积的反应器产生实践可达到的尽可能多的烯烃 同时维持烯烃选择性(从而达到更高的含氧化合物浓度)是合乎需要 的。如果合乎需要的反应产率可以达到，则在较高含氧化合物分压， 例如超过20psia,尤其是超过40psia下操作含氧化合物转化反应将具 有重大利益。在含氧化合物转化反应过程内提高活性维持性(例如通过 降低焦炭产率)也是合乎需要的。具体来说，在给定的适度酸性下增加 表观催化剂活性将是希望的，而不依靠增加氧化铝(Si/Ah)比值，后 一种情况虽然增加固有催化剂活性但是往往提供过度的焦炭产率。解 决这种问题将允许需要更少的催化剂和低得多的催化剂循环速率 (circulation rate),这可以降低催化剂的物理磨耗并允许在采用更少数目的催化剂循环导管下达到所需烯烃的更大生产。同时解决这两 个问题将提供更加成本有效且可能简单得多的反应系统，同时具有有 利的产率记录。 附图描述图l示意性地示出了根据本专利技术一个实施方案的反应系统。 图2A和2B示意性地示出了根据本专利技术一个实施方案的反应系统的一部分。图3是本专利技术反应器设备的一个实施方案的示意图。 图4是本专利技术反应器设备的一个实施方案的示意图。 图5是非本专利技术方法的反应系统的实验结果的拟一级曲线。 图6绘出了对于定向地代表本专利技术方法的反应系统，乙烯和丙烯的选择性之和(称作基本烯烃选择性或POS) ~每克分子筛转化的累积甲醇克数或CMCPS。图7绘出了对于定向地代表本专利技术方法的反应系统，乙烯的选择性与丙烯选择性的比值(称作基本烯烃比值或POR) ~ CMCPS。图8绘出了对于定向地代表本专利技术方法的反应系统，根据下面实施例1中的定义的曱醇转化率~ CMCPS。图9示意性地示出了实施例l-3中使用的大型中试装置反应器。附图说明图10绘出了非本专利技术方法的反应系统的随反应器压力和曱 醇转化率变化的催化剂活性。图ll示出了实施例5中使用的本专利技术方法的大型中试装置 含氧化合物转化系统。图12-18示出了实施例5的试验结果的绘图，该实施例5使用 本专利技术方法的如下面更详细描述的大型中试装置含氧化合物转化系统。
技术实现思路
本专利技术的一个实施方案涉及含氧化合物转化反应的实施方 法，包括提供含氧化合物原料，和包括与循环区流体连通的反应区的反应器设备，其中所述反应区具有入口和出口，并且所述循环区具有入口、出口和过渡区，所述过渡区包括一个或多个置换气体入口；的经气体置换的催化剂接触以形成含轻质烯烃的产物和经暴露于含氧 化合物的催化剂，其中该经气体置换的催化剂包括Si/Ah比值至少 0. IO且不大于O. 32的硅铝磷酸盐分子筛，并且该条件包括至少少一个位置处至少10ft/s(3. Om/s)的反应器气体表观速度以致该经暴 露于含氧化合物的催化剂经过该反应区输送到反应区的出口 ，将该经 暴露于含氧化合物的催化剂的至少一部分从该反应区的出口提供给循 环区的入口 ，并让该经暴露于含氧化合物的催化剂穿过过渡区同时使 置换气体从过渡区的一个或多个置换气体入口逆流流过该过渡区中的 经暴露于含氧化合物的催化剂，该置换气体在该过渡区中的至少一个 位置处具有至少O. lft/s(0. 03m/s)的表观速度，以形成经气体置换的 催化剂；将该经气体置换的催化剂的至少一部分从该过渡区提供给循 环区的出口；和将该经气体置换的催化剂的至少一部分从该循环区的 出口提供给反应区的入口以成为用于接触的催化剂的至少一部分。适 宜地，该接触是在反应区入口附近的初始接触。在另一个实施方案中，过渡区中的催化剂在反应区内保留 某一反应区停留时间，并且反应区中的催化剂在过渡区内保留某一过 渡区停留时间，以致过渡区停留时间是反应区停留时间的至少两倍或 至少三倍。在其它实施方案中，Si/Ah比值可以是至少0. 12且不大于 0.30。硅铝磷酸盐分子筛可以包括SAPO-34、 SAP0-18或两者，或可以 只包括SAP0-18、 SAPO-34或它们的结合物。任选的实施方案认为含氧 化合物分压可以在反应区中的至少一个位置处是至少 50psia(345kPaa)，或在本文档来自技高网...
【技术保护点】
含氧化合物转化反应的实施方法，包括： 提供含氧化合物原料，和包括与循环区流体连通的反应区的反应器设备，其中该反应区具有入口和出口，并且该循环区具有入口、出口和过渡区，该过渡区包括一个或多个置换气体入口； 在反应区中在含氧化合物转 化条件下使该含氧化合物原料与催化有效量的经气体置换的催化剂接触以形成含轻质烯烃的产物和经暴露于含氧化合物的催化剂，其中该经气体置换的催化剂包括Ｓｉ／Ａｌ↓［２］比值至少０．１０且不大于０．３２的硅铝磷酸盐分子筛，并且该条件包括至少４５ｐｓｉ（３１０ｋＰａ）的在反应区中的含氧化合物分压和在该反应区中的至少一个位置处至少１０ｆｔ／ｓ（３．０ｍ／ｓ）的反应器气体表观速度，以致该经暴露于含氧化合物的催化剂经过该反应区被输送到该反应区的出口； 将该经暴露于含氧化合物的催化剂的至少 一部分从该反应区的出口提供给该循环区的入口，并让该经暴露于含氧化合物的催化剂穿过该过渡区同时使置换气体从该过渡区的一个或多个置换气体入口逆流流过该过渡区中的经暴露于含氧化合物的催化剂，该置换气体在该过渡区中的至少一个位置处具有至少０．１ｆｔ／ｓ（０．０３ｍ／ｓ）的表观速度，以形成经气体置换的催化剂； 将该经气体置换的催化剂的至少一部分从该过渡区提供给该循环区的出口；和 将该经气体置换的催化剂的至少一部分从该循环区的出口提供给该反应区的入口以成为用于接触的催化剂的至 少一部分。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：KH库切勒，JH小比奇，D莱温，SN沃恩，SH布朗，
申请(专利权)人：埃克森美孚化学专利公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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