DE60310612T2

DE60310612T2 - Verfahren zur handhabung und entsorgung vonkatalysatorfeinstoffen

Info

Publication number: DE60310612T2
Application number: DE60310612T
Authority: DE
Inventors: F. Cor Pasadena VAN EGMOND
Original assignee: ExxonMobil Chemical Patents Inc
Current assignee: ExxonMobil Chemical Patents Inc
Priority date: 2002-11-27
Filing date: 2003-09-12
Publication date: 2007-09-27
Anticipated expiration: 2023-09-13
Also published as: US20040102669A1; CN1720206A; US6777585B2; WO2004050589A1; EP1572603B1; EA007585B1; ATE348790T1; EA200500863A1; US6884863B2; ES2279228T3; AU2003266148A1; US20040232083A1; DE60310612D1; EP1572603A1; CN1309689C

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft die Handhabung und Entsorgung von Katalysatorfeinteilen in einem Verfahren zur Umwandlung von Methanol in ein Olefinprodukt.
Hintergrund der Erfindung
Olefine werden traditionell durch katalytische oder Dampfcrackverfahren aus Erdöleinsatzmaterialien hergestellt. Diese Crackverfahren, insbesondere Dampfcracken, produzieren leichte Olefine, wie Ethylen und/oder Propylen, aus einer Vielfalt von Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial. Ethylen und Propylen sind wichtige Gebrauchspetrochemikalien, die in vielen Verfahren zur Herstellung von Kunststoffen und anderen chemischen Verbindungen brauchbar sind. Ethylen wird zur Herstellung verschiedener Polyethylenkunststoffe und zur Herstellung anderer Chemikalien verwendet, wie Vinylchlorid, Ethylenoxid, Ethylbenzol und Alkohol. Propylen wird zur Herstellung verschiedener Polypropylenkunststoffe und zur Herstellung anderer Chemikalien wie Acrylnitril und Propylenoxid verwendet.
Der petrochemischen Industrie ist seit einiger Zeit bekannt, dass Oxygenate, insbesondere Alkohole, in leichte Olefine umwandelbar sind. Dieses Verfahren wird als Oxygenat-in-Olefin-Verfahren bezeichnet. Das bevorzugte Oxygenat zur Herstellung von leichtem Olefin ist Methanol. Das Verfahren zur Umwandlung von Methanol in Olefine wird als Methanol-in-Olefine-Verfahren bezeichnet.
Es gibt zahlreiche Technologien, die zur Herstellung von Oxygenaten und insbesondere Methanol zur Verfügung stehen, einschließlich Fermentierung oder Reaktion von Synthesegas, das aus Erdgas, Erdölflüssigkeiten, kohlenstoffhaltigen oder kohlenstoffartigen Materialien einschließlich Kohle, Recycling-Kunststoffen, kommunalen Abfällen oder jeglichem anderen organischem Material stammt. Das gebräuchlichste Verfahren zur Herstellung von Methanol ist ein zweistufiges Verfahren zur Umwandlung von Erdgas in Synthesegas. Synthesegas wird dann in Methanol umgewandelt.
Die Produktion von Synthesegas beinhaltet allgemein eine Verbrennungsreaktion von Erdgas, hauptsächlich Methan, und einer Sauerstoffquelle zu Wasserstoff, Kohlenmonoxid und/oder Kohlendioxid. Verfahren zur Herstellung von Synthesegas sind gut bekannt und schließen konventionelles Dampfreformieren, autothermes Reformieren oder eine Kombination davon ein.
Synthesegas wird danach zu Methanol verarbeitet. Genauer gesagt werden die Komponenten von Synthesegas (d. h. Wasserstoff, Kohlenmonoxid und/oder Kohlendioxid) in einem Methanolreaktor in Gegenwart eines heterogenen Katalysators katalytisch umgesetzt. In einem Verfahren wird Methanol beispielsweise unter Verwendung eines Kupfer/Zinkoxid-Katalysators in einem wassergekühlten röhrenförmigen Methanolreaktor produziert.
Das Methanol wird danach in einem Methanol-in-Olefine-Verfahren in Olefine umgewandelt. Die Methanol-in-Olefine-Reaktion ist stark exotherm und beinhaltet eine große Menge Wasser. Wasser macht bis zu einer Hälfte des Gesamtgewichts des Ausflussstroms aus, wenn er den Reaktor verlässt. Das Wasser muss demzufolge durch Kondensation in einer Quenchvorrichtung entfernt werden, um das Olefinprodukt zu isolieren. Die Quenchvorrichtung kühlt den Ausflussstrom auf die Kondensationstemperatur von Wasser. Das Quenchen des Produkts gewinnt eine große Wassermenge mit der Temperatur nahe dem Siedepunkt des Quenchmediums.
Die Oxygenat-in-Olefin-Reaktionen einschließlich einer Methanol-in-Olefin-Reaktion verwendet einen Katalysator, vorzugsweise einen Molekularsiebkatalysator. Katalysatorteilchen mit einer speziellen Größe werden durch das Reaktorsystem zirkuliert und durch die Teilchengrößenabscheider oder -zyklone zurückgehalten. Diese Teilchen aus Katalysator werden als Katalysatorteilchen bezeichnet. Die Katalysatorteilchen zerbrechen zu kleineren Teilchen, wenn sie mit den Bestandteilen des Reaktorsystems in physischen Kontakt kommen. Die kleineren Teilchen, die die Teilchengrößenabscheider oder -zyklone passieren, werden als Katalysatorfeinteile bezeichnet. Nach Durchgang durch die Zyklone werden Katalysatorfeinteile in den Ausflussstrom getragen. Die Teilchengrößenabscheider halten in der Regel Katalysatorteilchen mit mehr als 40 μm Größe zurück. Katalysatorteilchen werden aus dem Ausflussstrom in einer Quenchvorrichtung entfernt. Die Katalysatorfeinteile werden in einem Sumpfproduktstrom der Quenchvorrichtung suspendiert. Es ist erwünscht, die Katalysatorfeinteile aus dem Sumpfproduktstrom der Quenchvorrichtung abzutrennen, bevor der Sumpfproduktstrom entsorgt oder wiederverwendet wird. Die vorliegende Erfindung verbessert den Wert des Wassers zur Wiederverwendung. Die Entsorgung von Katalysatorfeinteilen und den Wasserkomponenten des Sumpfproduktstroms der Quenchvorrichtung wird als Ergebnis der vorliegenden Erfindung verbessert.
Die US-A-6 121 504 beschreibt eine Quenchvorrichtung für ein Oxygenat-in-Olefine-Verfahren sowie ein Verfahren zur Verwendung einer Quenchvorrichtung. Das Verfahren entfernt Wasser aus dem Ausflussstrom sowie etwas Oxygenateinsatzmaterial, wie Methanol.
Die US-A-6 403 854 beschreibt eine zweistufige Feststoffwäsche und Quenchen zur Verwendung mit dem Oxygenatumwandlungsverfahren, wobei Katalysatorfeinteile durch eine erste Quenchstufe aus dem Ausflussstrom entfernt werden. In einer zweiten Quenchstufe werden Wasser und Methanol aus dem Ausflussstrom entfernt. Die Quenchsumpfprodukte aus der ersten Quenchstufe werden als wässriger Abfallstrom oder Schleppstrom abgezogen und zu einer wasserbehandlungszone geleitet.
Es wäre wünschenswert, das Wasser in dem Sumpfproduktstrom der Quenchvorrichtung wirksam zu klären, indem Katalysatorfeinteile von dem Wasser in dem Sumpfproduktstrom der Quenchvorrichtung abgetrennt werden. Die vorliegende Erfindung erfüllt diese und andere Anforderungen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entsorgen von Katalysatorfeinteilen, die in einem Oxygenat-in-Olefine-Reaktor erzeugt worden sind. Das Verfahren verbessert die Weise, nach der Katalysatorfeinteile durch Verwendung eines Flockungsmittels von der flüssigen Fraktion der Quenchsumpfprodukte oder aus Produktwasser abgetrennt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist eine erwünschte und wirksame Weise zum Klären der flüssigen Fraktion aus den Quenchsumpfprodukten durch Entfernung von suspendierten Katalysatorfeinteilen.
Das Verfahren einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Stufe, in der ein Reaktorausflussstrom mit einem oder mehreren Olefinprodukt(en) bereitgestellt wird. Der Reaktorausflussstrom wird mit Katalysatorfeinteilen mitgerissen. Der Reaktorausflussstrom wird gequencht, um eine flüssige Fraktion und einen gequenchten Ausflussstrom zu produzieren, wobei die flüssige Fraktion Katalysatorfeinteile enthält. Der gequenchte Ausflussstrom umfasst das eine oder die mehreren Olefinprodukt(e). Das Verfahren umfasst ferner das Transportieren der flüssigen Fraktion zu einer Trennvorrichtung. Der flüssigen Fraktion wird Flockungsmittel zugesetzt. Danach werden Katalysatorfeinteile von der flüssigen Fraktion abgetrennt.
Eine weitere Ausführungsform ist ein Verfahren zum Entsorgen von Katalysatorfeinteilen, die in einem Oxygenat-in-Olefine-Reaktor erzeugt worden sind. Das Verfahren umfasst mehrere Stufen einschließlich des Bereitstellens eines Reaktorausflussstroms mit einem oder mehreren Olefinprodukt(en). Der Reaktorausflussstrom wird mit Katalysatorfeinteilen mitgerissen. Vorzugsweise haben 10 Gew.-% der Katalysatorfeinteile oder weniger eine Teilchengröße von mehr als 40 μm, bezogen auf das Gesamtgewicht der Katalysatorfeinteile in dem Reaktorausflussstrom. Der Reaktorausflussstrom wird gequencht, um eine flüssige Fraktion und einen gequenchten Ausflussstrom zu produzieren. Die flüssige Fraktion umfasst die Katalysatorfeinteile. Der gequenchte Ausflussstrom umfasst einen überwiegenden Teil des einen oder der mehreren Olefinprodukt(e). Die flüssige Fraktion wird zu einer Absitzvorrichtung transportiert, in der die Katalysatorfeinteile in 2 Stunden oder weniger absitzen gelassen werden.
Eine weitere Ausführungsform ist ein Verfahren zum Entsorgen von Katalysatorfeinteilen, die in einem Oxygenat-in-Olefine-Reaktor erzeugt worden sind. Das Verfahren liefert einen Reaktorausflussstrom mit einem oder mehreren Olefinprodukt(en). Der Reaktorausflussstrom wird mit Katalysatorfeinteilen mitgerissen. Der Reaktorausflussstrom wird gequencht, um eine flüssige Fraktion und einen gequenchten Ausflussstrom zu produzieren. Die flüssige Fraktion enthält Katalysatorfeinteile. Der gequenchte Ausflussstrom umfasst das eine oder die mehreren Olefinprodukt(e). Das Verfahren beinhaltet ferner das Abtrennen der Katalysatorfeinteile aus dem Wasser in der flüssigen Fraktion mit einem Flockungsmittel. Das Verhältnis des Gewichts der Katalysatorfeinteile zu dem Gewicht des Flockungsmittels liegt unter der Menge, die bei dem gegebenen Flockungsmittel zu Überdosierung führt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 veranschaulicht das Gesamtverfahren einer Oxygenat-in-Olefine-Anlage gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 veranschaulicht ein Verfahren zum Abtrennen von Feststoffen von Wasser in einer Ausführungsform der Oxygenat-in-Olefine-Anlage.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Einführung und Übersicht
Die vorliegende Erfindung ist ein Verfahren zur Handhabung und Entsorgung von Katalysatorfeinteilen in einem Oxygenat-in-Olefine-Verfahren. Um zum Verständnis der vorliegenden Erfindung beizutragen, wird eine kurze Übersicht der Verarbeitungsstufen des Produzierens und Verwendens von einem oder mehreren Olefinprodukten aus einem Oxygenateinsatzmaterialstrom in Bezug auf 1 erörtert. Der Oxygenat-in-Olefin-Reaktor 10 wandelt einen Oxygenateinsatzmaterialstrom in ein Olefinprodukt um. Der gasförmige Ausgangstrom eines Oxygenat-in-Olefin-Reaktors 10 ist als der Ausflussstrom definiert. Der Reaktorausflussstrom ist insbesondere der gasförmige Ausgangsstrom von dem Punkt, an dem er den Reaktor 10 verlässt, bis zu dem Punkt 12, an dem er gequencht wird. Die Stufe des Quenchens 12 kühlt den Ausflussstrom und entfernt Wasser und Katalysatorfeinteile aus dem Ausflussstrom. Die vorliegende Erfindung betrifft die Behandlung von Katalysatorfeinteilen in der Quenchstufe 12. In die Quenchstufe ist optionale Kompression des Ausflussstroms eingeschlossen.
Der gequenchte Ausflussstrom durchläuft danach eine Wasch- und Trocknungsstufe 14, um einen getrockneten Ausflussstrom zu produzieren. Das Waschen des gequenchten Ausflussstroms entfernt saure Komponenten in dem Ausflussstrom, wie CO₂. Trocknen entfernt Wasser, das in dem gequenchten Ausflussstrom gesättigt ist. Die Wasch- und Trocknungsstufe schließt gegebenenfalls Verarbeitungsstufen ein, um weitere Oxygenate zu entfernen.
Der getrocknete Ausflussstrom durchläuft danach eine Stufe zur Gewinnung der Olefinprodukte 16. Insbesondere leichte Olefine, d. h. Ethylen und Propylen, werden in einer annehmbaren Reinheitsqualität für eine bestimmte Anwendung gewonnen. Danach werden die gewonnenen Olefinprodukte in verschiedenen Produktanwendungen 18 verwendet. Die Olefine werden beispielsweise in einem Polymerisationsverfahren zur Herstellung von Polyolefinprodukten verwendet. Die vorliegende Erfindung ist eine Verbesserung des Verfahrens zur Herstellung von Olefinen aus einem Oxygenateinsatzmaterialstrom. Die vorliegende Erfindung einschließlich einer detaillierteren Erörterung jeder Stufe in der Herstellung und Verwendung von Olefinen aus einem Oxygenateinsatzmaterialstrom wird nachfolgend erörtert.
Die Oxygenat-in-Olefin-Reaktion
Wie in 2 gezeigt ist, wird ein Oxygenat-Einsatzmaterialstrom entlang Leitung 20 in einen Oxygenat-in-Olefin-Reaktor 22 eingespeist, der einen Reaktorausflussstrom 24 produziert. Der Oxygenat-in-Olefin-Reaktor 22 verwendet einen Katalysator, insbesondere einen Molekularsiebkatalysator, der aus einer Molekularsiebkatalysatorzusammensetzung hergestellt ist. Molekularsiebkatalysatoren sind zur Umwandlung eines Einsatzmaterialstroms brauchbar, der eine oder mehrere aliphatenhaltige Verbindungen enthält. Die eine oder mehreren aliphatenhaltigen Verbindungen schließen Alkohole, Amine, Carbonylverbindungen, beispielsweise Aldehyde, Ketone und Carbonsäuren, Ether, Halogenide, Merkaptane, Sulfide und dergleichen sowie Mischungen davon ein. Der aliphatische Anteil der aliphatenhaltigen Verbindungen enthält in der Regel 1 bis etwa 50 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 1 bis 20 Kohlenstoffatome, insbesondere 1 bis 10 Kohlenstoffatome und am meisten bevorzugt 1 bis 4 Kohlenstoffatome.
Zu nicht-einschränkenden Beispielen für aliphatenhaltige Verbindungen gehören:
Alkohole wie Methanol und Ethanol, Alkylmercaptane wie Methylmercaptan und Ethylmercaptan, Alkylsulfide wie Methylsulfid, Alkylamine wie Methylamin, Alkylether wie Dimethylether, Diethylether und Methylethylether, Alkylhalogenide, wie Methylchlorid und Ethylchlorid, Alkylketone wie Dimethylketon, Formaldehyde und verschiedene Säuren, wie Essigsäure.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Einsatzmaterialstrom ein Oxygenateinsatzmaterialstrom. Ein Oxygenateinsatzmaterialstrom ist insbesondere ein Einsatzmaterialstrom, der eine oder mehrere organische Verbindung(en) umfasst, die mindestens ein Sauerstoffatom enthalten. In der am meisten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Oxygenat in dem Oxygenateinsatzmaterialstrom ein oder mehrere Alkohol(e), vorzugsweise aliphatischer Alkohol (aliphatische Alkohole), wobei der aliphatische Anteil des Alkohols (der Alkohole) 1 bis 20 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 1 bis 10 Kohlenstoffatome und am meisten bevorzugt 1 bis 4 Kohlenstoffatome aufweist. Die in dem Oxygenateinsatzmaterialstrom brauchbaren Alkohole schließen niedere geradkettige und verzweigtkettige aliphatische Alkohole und ihre ungesättigten Gegenstücke ein.
Nicht-einschränkende Beispiele für Oxygenate schließen Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, Methylethylether, Dimethylether, Diethylether, Diisopropylether, Formaldehyd, Dimethylcarbonat, Dimethylketon, Essigsäure und Mischungen davon ein.
In der am meisten bevorzugten Ausführungsform umfasst der Oxygenateinsatzmaterialstrom Oxygenate ausgewählt aus einem oder mehreren von Methanol, Ethanol, Dimethylether, Diethylether oder einer Kombination davon, insbesondere Methanol und Dimethylether und am meisten bevorzugt Methanol.
Gemäß einer Ausführungsform wird der Oxygenateinsatzmaterialstrom aus einem integrierten Verfahren zur Herstellung von Oxygenaten, insbesondere Alkoholen, aus einem Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial hergestellt, vorzugsweise einem Kohlenwasserstoffgaseinsatzmaterial, insbesondere Methan und/oder Ethan. Die erste Stufe in dem Verfahren ist das Leiten des gasförmigen Kohlenwasserstoffeinsatzmaterials, vorzugsweise in Kombination mit einem Wasserstrom, in eine Synthesegasproduktionszone, um einen Synthesegas (Synthesegas)-Strom zu produzieren. Die Produktion von Synthesegas ist gut bekannt, und typische Synthesegastemperaturen liegen im Bereich von etwa 700°C bis etwa 1200°C, und Synthesegasdrücke liegen im Bereich von etwa 2 MPa bis etwa 100 MPa. Synthesegasströme werden aus Erdgas, Erdölflüssigkeiten und kohlenstoffhaltigen oder kohlenstoffartigen Materialien, wie Kohle, Recycling-Kunststoff, kommunalem Abfall oder jeglichem anderen organischen Material hergestellt, vorzugsweise wird der Synthesegasstrom durch Dampf reformieren von Erdgas hergestellt.
Allgemein wird ein heterogener Katalysator, typischerweise ein Katalysator auf Kupferbasis, mit einem Synthesegasstrom, typischerweise Kohlendioxid und Kohlenmonoxid und Wasserstoff, kontaktiert, um einen Alkohol, vorzugsweise Methanol, oft in Kombination mit Wasser, zu produzieren. Gemäß einer Ausführungsform wird der Synthesegasstrom mit einer Synthesetemperatur im Bereich von etwa 150°C bis etwa 450°C und einem Synthesedruck im Bereich von etwa 5 MPa bis etwa 10 MPa durch eine Kohlenoxidumwandlungszone geleitet, um einen oxygenathaltigen Strom zu produzieren.
Dieser Oxygenat enthaltende Strom, oder dieses Rohmethanol enthält in der Regel das Alkoholprodukt und verschiedene andere Komponenten, wie Ether, insbesondere Dimethylether, Ketone, Aldehyde, gelöste Gase wie Wasserstoff, Methan, Kohlenoxid und Stickstoff, sowie Fuselöle. Der Oxygenat enthaltende Strom, Rohmethanol, wird in der bevorzugten Ausführungsform durch ein wohlbekanntes Reinigungsverfahren, Destillation, Trennung und Fraktionierung, geleitet, was zu einem gereinigten, Oxygenat enthaltenden Strom führt, beispielsweise handelsüblichem Methanol der Qualität A oder AA. Dieser gereinigte, Oxygenat enthaltende Strom wird in einer Ausführungsform als Oxygenateinsatzmaterialstrom verwendet. Nicht einschränkende Beispiele für ein Verfahren zur Herstellung eines Oxygenateinsatzmaterialstroms aus Kohlenwasserstoffen und Verwendung desselben zur Herstellung von Olefinen ist in der EP- B-0 933 345 beschrieben, auf die hier vollständig Bezug genommen wird.
Die verschiedenen bereits erörterten Einsatzmaterialströme, vorzugsweise Oxygenateinsatzmaterialströme, werden vorwiegend in ein oder mehrere Olefin(e) umgewandelt. Das Olefin bzw. die Olefine oder Olefinmonomer bzw. Olefinmonomere, das bzw. die aus dem Einsatzmaterialstrom hergestellt worden ist bzw. sind, hat bzw. haben in der Regel 2 bis 30 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 2 bis 8 Kohlenstoffatome, insbesondere 2 bis 6 Kohlenstoffatome, insbesondere 2 bis 4 Kohlenstoffatome und am meisten bevorzugt Ethylen und/oder Propylen.
Zu nicht einschränkenden Beispielen für Olefinmonomer(e) gehören Ethylen, Propylen, Buten-1, Penten-1, 4-Methylpenten-1, Hexen-1, Octen-1 und Decen-1, vorzugsweise Ethylen, Propylen, Buten-1, Penten-1, 4-Methylpenten-1, Hexen-1, Octen-1 sowie Isomere davon. Zu anderen Olefinmonomer(en) gehören ungesättigte Monomere, Diolefine mit 4 bis 18 Kohlenstoffatomen, konjugierte oder nicht-konjugierte Diene, Polyene, Vinylmonomere und cyclische Olefine.
In der am meisten bevorzugten Ausführungsform wird der Einsatzmaterialstrom, vorzugsweise ein Oxygenateinsatzmaterialstrom, in Gegenwart einer Molekularsiebkatalysatorzusammensetzung in Olefin(e) mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 2 bis 4 Kohlenstoffatomen umgewandelt. Das Olefin/die Olefine wird bzw. werden am meisten bevorzugt allein oder in Kombination aus einem Oxygenateinsatzmaterialstrom, der vorzugsweise einen Alkohol und am meisten bevorzugt Methanol enthält, in das bevorzugte Olefin/die bevorzugten Olefine Ethylen und/oder Propylen umgewandelt, die oft als leichtes Olefin/leichte Olefine bezeichnet werden.
Das am meisten bevorzugte Oxygenat-in-Olefine-Verfahren ist das Methanol-in-Olefine-Verfahren. In einem Methanol-in-Olefin-Verfahren wird ein Methanol enthaltender Einsatzmaterialstrom in Gegenwart eines (einer) Methanol-in-Olefine-Katalysators oder -Katalysatorzusammensetzung in Olefine umgewandelt. In einer Ausführungsform ist der Methanol-in-Olefine-Katalysator oder die Methanol-in-Olefine-Katalysatorzusammensetzung eine Molekularsiebkatalysatorzusammensetzung.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens zur Umwandlung eines Oxygenateinsatzmaterialstroms beträgt die Menge an produzierten Olefin(en), bezogen auf das Gesamtgewicht des produzierten Kohlenwasserstoffs, mehr als 50 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 60 Gew.-%, insbesondere mehr als 70 Gew.-% und am meisten bevorzugt mehr als 75 Gew.-%.
Oxygenat-in-Olefin-Verfahren verwenden, wie bereits gesagt, Molekularsiebkatalysatoren oder Molekularsiebkatalysatorzusammensetzungen. Die Molekularsiebkatalysatorzusammensetzungen weisen Molekularsieb und Bindemittel und/oder Matrixmaterial auf. Die Molekularsiebkatalysatoren werden gemäß Techniken hergestellt, die einem Durchschnittsfachmann bekannt sind.
Zu Molekularsieben gehören AEI, AFT, APC, ATN, ATT, ATV, AWW, BIK, CAS, CHA, CHI, DAC, DDR, EDI, ERI, GOO, KFI, LEV, LOV, LTA, MON, PAU, PHI, RHO, ROG, THO, AFO, AEL, EUO, HEU, FER, MEL, MFI, MTW, MTT, TON, EMT, FAU, ANA, BEA, CFI, CLO, DON, GIS, LTL, MER, MOR, MWW und SOD und substituierte Formen derselben, sowie die großporigen Molekularsiebe. Das Molekularsieb ist vorzugsweise ein Zeolith-Molekularsieb oder ein Molekularsieb vom Zeolithtyp. Alternativ ist das bevorzugte Molekularsieb Aluminiumphosphat-(ALPO)-Molekularsiebe und/oder Siliciumaluminiumphosphat-(SAPO)-Molekularsiebe und substituierte, vorzugsweise metallsubstituierte, ALPO- und/oder SAPO-Molekularsiebe einschließlich der Molekularsie be, die verwachsene Materialien mit zwei oder mehr eigenen Phasen aus kristallinen Strukturen innerhalb einer Molekularsiebzusammensetzung sind.
Bindemittel, die allein oder in Kombination brauchbar sind, schließen verschiedene Typen von hydratisiertem Aluminiumoxid, Siliciumdioxid und/oder anderem anorganischen Oxidsol ein. Gemäß einer Ausführungsform sind die Bindemittel Aluminiumoxidsole einschließlich Nalco 8676, erhältlich von Nalco Chemical Co., Naperville, Illinois, USA, und Nyacol, erhältlich von The PQ Corporation, Valley Forge, Pennsylvania, USA.
Zu Matrixmaterialien gehören ein oder mehrere von:
Seltenerdmetallen, Metalloxiden einschließlich Titandioxid, Zirkoniumdioxid, Magnesiumoxid, Thoriumoxid, Berylliumoxid, Quarz, Siliciumdioxid oder Solen und Mischungen davon, beispielsweise Siliciumdioxid-Magnesiumoxid, Siliciumdioxid-Zirkoniumdioxid, Siliciumdioxid-Titandioxid, Siliciumdioxid-Aluminiumoxid und Siliciumdioxid-Aluminiumoxid-Thoriumoxid. In einer Ausführungsform sind Matrixmaterialien natürliche Tone, wie jene aus den Familien von Montmorillonit und Kaolin. Zu diesen natürlichen Tonen gehören Subbentonite und jene Kaoline, die beispielsweise als Dixie-, McNamee-, Georgia- und Florida-Tone bekannt sind. Nicht-einschränkende Beispiele für andere Matrixmaterialien schließen Haloysit, Kaolinit, Dickit, Nacrit oder Anauxit ein.
Das Erhöhen der Selektivität von bevorzugten Kohlenwasserstoffprodukten, wie Ethylen und/oder Propylen, aus der Umwandlung eines Oxygenats unter Verwendung einer Molekularsiebkatalysatorzusammensetzung ist in der US-A-6 137 022 (Lineargeschwindigkeit), und der WO 00/74848 beschrieben, veröffentlicht am 14. Dezember 2000 (Methanolaufnahmeindex von mindestens 0,13), die hier alle zum Zweck der Bezugnahme vollständig zitiert werden.
Der Einsatzmaterialstrom, vorzugsweise ein Oxygenateinsatzmaterialstrom, enthält in einer Ausführungsform ein oder mehrere Verdünnungsmittel, die in der Regel verwendet werden, um die Konzentration der aktiven Bestandteile in dem Einsatzmaterialstrom zu reduzieren und sind im Allgemeinen mit den aktiven Bestandteilen in dem Einsatzmaterialstrom oder der Molekularsiebkatalysatorzusammensetzung nicht reaktiv. Zu nicht einschränkenden Beispielen für Verdünnungsmittel gehören Helium, Argon, Stickstoff, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Wasser, im Wesentlichen unreaktive Paraffine (insbesondere Alkane wie Methan, Ethan und Propan), im Wesentlichen unreaktive aromatische Verbindungen und Mischungen davon. Die am meisten bevorzugten Verdünnungsmittel sind Wasser und Stickstoff, wobei Wasser besonders bevorzugt ist.
Das Verdünnungsmittel, Wasser, wird entweder in flüssiger oder in Dampfform verwendet, oder einer Kombination davon. Das Verdünnungsmittel wird entweder direkt zu einem Einsatzmaterialstrom gegeben, der in einen Reaktor eintritt, oder direkt in den Reaktor 22 gegeben, oder mit einer Molekularsiebkatalysatorzusammensetzung zugegeben. In einer Ausführungsform liegt die Menge an Verdünnungsmittel in dem Einsatzmaterialstrom im Bereich von etwa 1 bis etwa 99 Mol.%, vorzugsweise etwa 1 bis 80 Mol.%, insbesondere etwa 5 bis etwa 50 Mol.%, am meisten bevorzugt etwa 5 bis etwa 25 Mol.%, bezogen auf die Gesamtanzahl der Mole der aktiven Komponenten des Einsatzmaterials und Verdünnungsmittels in dem Einsatzmaterialstrom.
Gemäß einer Ausführungsform werden dem Einsatzmaterialstrom, vorzugsweise Oxygenateinsatzmaterialstrom, entweder direkt oder indirekt andere Kohlenwasserstoffe zugesetzt, und hierzu gehören Olefin(e), Paraffin(e), Aromat(en) (siehe beispielsweise US-A-4 677 242, Zusatz von Aromaten) oder Mischungen davon, vorzugsweise Propylen, Buten, Penten und andere Kohlenwasserstoffe mit 4 oder mehr Kohlenstoffatomen oder Mischungen davon.
Das Verfahren zum Umwandeln eines Einsatzmaterialstroms, insbesondere eines Oxygenateinsatzmaterialstroms, in Gegenwart einer Molekularsiebkatalysatorzusammensetzung wird in einem Reaktionsverfahren in einem Reaktor 22 durchgeführt, wobei das Verfahren ein Festbettverfahren, ein Wirbelbettverfahren, vorzugsweise ein kontinuierliches Wirbelbettverfahren und am meisten bevorzugt ein kontinuierliches Wirbelbettverfahren mit hoher Geschwindigkeit ist.
Die Reaktionsverfahren können in vielen verschiedenen katalytischen Reaktoren stattfinden, wie Hybridreaktoren, die ein dichtes Bett oder Festbettzonen und/oder schnelle Wirbelbettreaktionszonen, die miteinander gekoppelt sind, aufweisen, Umlauf-Wirbelbettreaktoren, Steigrohrreaktoren und dergleichen. Geeignete konventionelle Reaktortypen sind beispielsweise in der US-A-4 076 796, der US-A-6 287 522 (doppeltes Steigrohr) und Fluidization Engineering, D. Kunii und O. Levenspiel, Robert E. Krieger Publishing Company, New York, New York 1977 beschrieben, wobei hier alle zum Zweck der Bezugnahme zitiert werden.
Der bevorzugte Oxygenat-in-Olefin-Reaktor 22 ist ein Steigrohrreaktor.
Steigrohrreaktoren sind allgemein in Riser Reactor, Fluidization and Fluid-Particle Systems, Seiten 48 bis 59, F.A. Zenz und D.F. Othmer, Reinhold Publishing Corporation, New York, 1960, und der US-A-6 166 282 (Reaktor mit rasch verwirbeltem Bett) und US-Patentanmeldung Nr. 09/564,613 (Reaktor mit mehreren Steigrohren), eingereicht am 4. Mai 2000, beschrieben, auf die hier alle vollständig Bezug genommen wird.
In der bevorzugten Ausführungsform schließt ein Wirbelbettverfahren oder Hochgeschwindigkeits-Wirbelbettverfahren ein Reaktorsystem, ein Regenerierungssystem und ein Gewinnungssystem ein.
Der Reaktor 22 oder das Reaktorsystem ist vorzugsweise ein Wirbelbettreaktorsystem mit einer ersten Reaktionszone in einem oder mehreren Steigrohrreaktor(en) und einer zweiten Reaktionszone in mindestens einem Entmischungsgefäß, das vorzugsweise einen oder mehrere Zyklone umfasst. In einer Ausführungsform sind der eine bzw. die mehreren Steigrohrreaktor(en) und das Entmischungsgefäß in einem einzigen Reaktorgefäß enthalten. Einsatzmaterialstrom, vorzugsweise ein Oxygenateinsatzmaterialstrom, gegebenenfalls mit einem oder mehreren Verdünnungsmittel(n), wird in den einen oder die mehreren Steigrohrreaktor(en) eingespeist, in die Zeolith, Molekularsiebkatalysator vom Zeolithtyp, Siliciumaluminiumphosphat-Katalysatorzusammensetzung oder verkokte Versionen davon eingebracht worden ist. Gemäß einer Ausführungsform wird die Molekularsiebkatalysatorzusammensetzung oder deren verkokte Version mit einer Flüssigkeit oder einem Gas oder einer Kombination davon in Kontakt gebracht, bevor sie in den Steigrohrreaktor/die Steigrohrreaktoren eingebracht wird. Die Flüssigkeit ist vorzugsweise Wasser oder Methanol, und das Gas ist ein Inertgas, wie Stickstoff.
Gemäß einer Ausführungsform wird der Einsatzmaterialstrom, vorzugsweise ein Oxygenateinsatzmaterialstrom, in der Dampfform oder flüssigen Form in den Reaktor eingespeist. Die Dampfform des Einsatzmaterialstroms wird als Dampfeinsatzmaterialstrom bezeichnet. Der Einsatzmaterialstrom in der flüssigen Form wird als Flüssigeinsatzmaterialstrom bezeichnet. Die Menge des Flüssigeinsatzmaterials, die separat oder zusammen mit einem Dampfeinsatzmaterialstrom in ein Reaktorsystem eingespeist wird, liegt im Bereich von 0,1 Gew.-% bis etwa 85 Gew.-%, vorzugsweise etwa 1 Gew.-% bis etwa 75 Gew.-%, insbesondere etwa 1 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Einsatzmaterials einschließlich jeglichem darin enthaltenem Verdünnungsmittel. Die Flüssig- und Dampfeinsatzmaterialströme haben vorzugsweise eine ähnliche Zusammensetzung oder enthalten variierende Anteile der gleichen oder anderen Einsatzmaterialstromzusammensetzungen mit variierenden Anteilen derselben oder verschiedener Verdünnungsmittelzusammensetzungen.
Der in das Reaktorsystem eintretende Einsatzmaterialstrom, vorzugsweise ein Oxygenateinsatzmaterialstrom, wird vorzugsweise teilweise oder vollständig in der ersten Reaktorzone in einen Ausflussstrom umgewandelt, der zusammen mit einer verkokten Molekularsiebkatalysatorzusammensetzung in das Entmischungsgefäß eintritt. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform werden Teilchengrößenabscheider in dem Entmischungsgefäß so konstruiert, dass sie Katalysatorteilchen aus dem ein oder mehrere Olefin(e) enthaltenden Ausflussstrom in der Entmischungszone abtrennen sowie Katalysatorteilchen von Katalysatorfeinteilen trennen, die in dem Ausflussstrom mitgerissen worden sind. Zyklone sind bevorzugte Teilchengrößenabscheider. Zyklone halten allgemein Katalysatorteilchen zurück, jedoch keine Katalysatorfeinteilen.
Auch Schwerkrafteffekte in dem Entmischungsgefäß trennen die Katalysatorzusammensetzungen von dem Ausflussstrom. Andere Verfahren zur Abtrennung der Katalysatorzusammensetzungen von dem Ausflussstrom schließen die Verwendung von Platten, Kappen, Knien und dergleichen ein.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Ausflussstrom, wenn er Reaktor 22 verlässt, Ethylen und Propylen, C₄₊-Olefine, Methan, C₂₊-Paraffine, Wasser, nicht umgesetzten Oxygenateinsatzmaterialstrom und Oxygenat-Kohlenwasserstoffe. Gemäß einer anderen Ausführungsform umfasst der Reaktorausflussstrom etwa 30 Gew.-% bis 70 Gew.-% Wasser, vorzugsweise etwa 35 Gew.-% bis etwa 70 Gew.-% Wasser, insbesondere etwa 40 Gew.-% bis etwa 65 Gew.-% Wasser, ausgedrückt als Prozentsatz des Gesamtgewichts des Reaktorausflussstroms. Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung werden in dem Reaktorausflussstrom Katalysatorfeinteile mitgerissen. Das Gewicht des Katalysators in dem Reaktorausflussstrom einschließlich Katalysatorfeinteilen, ausgedrückt als Prozentsatz des Gewichts des Reaktorausflussstroms plus mitgerissenem Katalysator, umfasst etwa 5 Gew.-% oder weniger, vorzugsweise etwa 2 Gew.-% oder weniger, insbesondere etwa 1 Gew.-% oder weniger, bevorzugter etwa 0,5 Gew.-% oder weniger. Gemäß einer anderen Ausführungsform umfasst das Gewicht des Katalysators einschließlich Katalysatorfeinteilen, ausgedrückt als Prozentsatz des Gewichts des Reaktorausflussstroms plus mitgerissenem Katalysator, etwa 0,00005 Gew.-% bis etwa 0,5 Gew.-%, vorzugsweise etwa 0,0001 Gew.-% bis etwa 0,1 Gew.-%.
Gemäß einer anderen Ausführungsform haben etwa 10 Gew.-% oder weniger, vorzugsweise etwa 5 Gew.-% oder weniger, am meisten bevorzugt etwa 1 Gew.-% oder weniger der Katalysatorfeinteile in dem Reaktorausflussstrom eine Teilchengröße von mehr als 40 um, bezogen auf das Gesamtgewicht der Katalysatorfeinteile in dem Reaktorausflussstrom.
Gemäß einer Ausführungsform des Entmischungssystems schließt das Entmischungssystem ein Entmischungsgefäß ein, in der Regel ist ein unterer Bereich des Entmischungsgefäßes eine Strippzone. In der Strippzone wird die verkokte Molekular siebkatalysatorzusammensetzungen mit Gas in Kontakt gebracht, vorzugsweise einem oder einer Kombination aus Wasserdampf, Methan, Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Wasserstoff oder einem Inertgas wie Argon, vorzugsweise Wasserdampf, um adsorbierte Kohlenwasserstoffe aus der verkokten Molekularsiebkatalysatorzusammensetzung zu gewinnen, die dann in das Regenerierungssystem eingebracht wird. In einer anderen Ausführungsform befindet sich die Strippzone in einem von dem Entmischungsgefäß getrennten Gefäß, und das Gas wird mit einer stündlichen Gasoberflächengeschwindigkeit (GHSV) von 1 h^–1 bis etwa 20.000 h^–1, bezogen auf das Volumen des Gases zu dem Volumen der verkokten Molekularsiebkatalysatorzusammensetzung, vorzugsweise bei einer erhöhten Temperatur von etwa 250°C bis etwa 750°C, vorzugsweise etwa 350°C bis 650°C, über die verkokte Molekularsiebkatalysatorzusammensetzung geleitet.
Die in dem Umwandlungsverfahren, speziell in dem Reaktorsystem, verwendete Umwandlungstemperatur liegt im Bereich von etwa 200°C bis etwa 1000°C, vorzugsweise etwa 250°C bis etwa 800°C, insbesondere etwa 250°C bis etwa 750°C, bevorzugter etwa 300°C bis etwa 650°C, besonders bevorzugt etwa 350°C bis etwa 600°C, am meisten bevorzugt etwa 350°C bis etwa 550°C.
Der in dem Umwandlungsverfahren, speziell in dem Reaktorsystem, verwendete Umwandlungsdruck variiert über einen weiten Bereich und schließt autogenen Druck ein. Der Umwandlungsdruck basiert auf dem Partialdruck des Oxygenats in dem Oxygenateinsatzmaterialstrom unter Ausschluss von jeglichem Verdünnungsmittel darin. Der in dem Verfahren verwendete Umwandlungsdruck liegt typischerweise im Bereich von etwa 0,1 kPaa bis etwa 5 MPaa, vorzugsweise etwa 5 kPaa bis etwa 1 MPaa und am meisten bevorzugt etwa 20 kPaa bis etwa 500 kPaa.
Der stündliche Massendurchsatz (WHSV), insbesondere in einem Verfahren zur Umwandlung eines Oxygenateinsatzmaterialstroms in Gegenwart einer Molekularsiebkatalysatorzusammensetzung innerhalb einer Reaktionszone, ist als Gesamtgewicht des Oxygenateinsatzmaterialstroms unter Ausschluss von jeglichen Verdünnungsmitteln zu der Reaktionszone pro Stunde pro Gewicht des Molekularsiebs in der Molekularsiebkatalysatorzusammensetzung in der Reaktionszone definiert. Der WHSV wird auf einem ausreichenden Niveau gehalten, um die Katalysatorzusammensetzung in einem Reaktor 22 in einem verwirbelten Zustand zu halten.
Der WHSV liegt typischerweise im Bereich von etwa 1 h^–1 bis etwa 5000 h^–1, vorzugsweise etwa 2 h^–1 bis etwa 3000 h^–1, insbesondere etwa 5 h^–1 bis etwa 1500 h^–1 und am meisten bevorzugt etwa 10 h^–1 bis etwa 1000 h^–1. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der WHSV größer als 20 h^–1, vorzugsweise ist der WHSV zur Umwandlung eines Methanol und Dimethylether enthaltenden Oxygenateinsatzmaterialstroms im Bereich von etwa 20 h^–1 bis etwa 300 h^–1.
Die Oberflächengasgeschwindigkeit (SGV) eines Oxygenateinsatzmaterialstroms einschließlich Verdünnungsmittel und Reaktionsprodukten in dem Reaktorsystem reicht vorzugsweise aus, um die Molekularsiebkatalysatorzusammensetzung innerhalb einer Reaktionszone in dem Reaktor zu verwirbeln. Die SGV in dem Verfahren, insbesondere in dem Reaktorsystem, spezieller in dem Steigrohrreaktor/den Steigrohrreaktoren, beträgt mindestens 0,1 Meter pro Sekunde (m/s), vorzugsweise mehr als 0,5 m/s, insbesondere mehr als 1 m/s, bevorzugter mehr als 2 m/s, bevorzugter mehr als 3 m/s und am meisten bevorzugt mehr als 4 m/s, siehe beispielsweise die US-Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen Nr. 09/708 753, eingereicht am 8. November 2000, hier zitiert zum Zweck der Bezugnahme.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens zur Umwandlung von Oxygenat in Olefin(e) unter Verwendung einer Siliciumaluminiumphosphat-Molekularsiebkatalysatorzusammensetzung wird das Verfahren mit einem WHSV von mindestens 20 h^–1 und einer temperaturkorrigierten normalisierten Methanselektivität (TCNMS) von weniger als 0,016, vorzugsweise weniger als oder gleich 0,01 betrieben, siehe beispielsweise US-A-5 952 538, auf die hier vollständig Bezug genommen wird.
Andere Verfahren zur Umwandlung eines Oxygenats, wie Methanol, in ein oder mehrere Olefin(e) unter Verwendung einer Molekularsiebkatalysatorzusammensetzung sind in der WO-A-01/23500, veröffentlicht am 5. April 2001 (Propanreduktion mit einer durchschnittlichen Katalysator-Einsatzmaterial-Einwirkung von mindestens 1,0) beschrieben, auf die hier Bezug genommen wird.
Das Verfahren zum Umwandeln von Oxygenaten in Olefine mit bestimmten Molekularsiebkatalysatorzusammensetzungen führt dazu, dass sich kohlenstoffhaltige oder kohlenstoffartige Ablagerungen oder "Koks" auf dem Katalysator anreichert. Unter weiterer Bezugnahme auf 2, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschreibt, wird der verkokte Molekularsiebkatalysator oder der verkokte Katalysator aus einem Entmischungsgefäß des Reaktors 22 abgezogen, vorzugsweise mit einem oder mehreren Zyklon(en). Der verkokte Katalysator bewegt sich Leitung 23 entlang und wird in einen Regenerator 21 eingebracht. In dem Regenerator 21 wird der verkokte Katalysator mit einem Regenerierungsmedium, vorzugsweise einem Sauerstoff enthaltenden Gas, unter allgemeinen Regenerierungsbedingungen von Temperatur, Druck und Verweilzeit in Kontakt gebracht wird.
Nicht einschränkende Beispiele für das Regenerierungsmedium schließen ein oder mehrere von Sauerstoff, O₃, SO₃, N₂O, NO, NO₂, N₂O₅, Luft, mit Stickstoff oder Kohlendioxid verdünnte Luft, Sauerstoff und Wasser (US-A-6 245 703), Kohlenmonoxid und/oder Wasserstoff ein. Die Regenerierungsbedingungen sind jene, die Koks von der verkokten Katalysatorzusammensetzung abbrennen können, vorzugsweise auf einen Gehalt von weniger als 0,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der in das Regenerierungssystem eintretenden verkokten Molekularsiebkatalysatorzusammensetzung. Die aus dem Regenerator abgezogene verkokte Molekularsiebkatalysatorzusammensetzung bildet eine regenerierte Molekularsiebkatalysatorzusammensetzung.
Die Regenerierungstemperatur liegt im Bereich von etwa 200°C bis etwa 1500°C, vorzugsweise etwa 300°C bis etwa 1000°C, insbesondere etwa 450°C bis etwa 750°C und am meisten bevorzugt etwa 550°C bis 700°C. Der Regenerierungsdruck liegt im Bereich von etwa 15 psia (103 kPaa) bis etwa 500 psia (3448 kPaa), vorzugsweise etwa 20 psia (138 kPaa) bis etwa 250 psia (1724 kPaa), insbesondere etwa 25 psia (172 kPaa) bis etwa 150 psia (1034 kPaa) und am meisten bevorzugt etwa 30 psia (207 kPaa) bis etwa 60 psia (414 kPaa).
Die bevorzugte Verweilzeit eines Katalysators, insbesondere einschließlich eines Molekularsiebkatalysators, in dem Regenerator 21 liegt im Bereich von etwa einer Minute bis zu mehreren Stunden, am meisten bevorzugt etwa einer Minute bis 100 Minuten, und das bevorzugte Sauerstoffvolumen in dem Gas liegt im Bereich von etwa 0,01 Mol.% bis etwa 5 Mol.%, bezogen auf das Gesamtvolumen des Gases.
Gemäß einer Ausführungsform werden dem Regenerator 21 direkt oder indirekt, beispielsweise mit verkoktem Katalysator, Reaktionspromotoren zugesetzt, typischerweise metallhaltige Verbindungen wie Platin, Palladium und dergleichen. Gemäß einer anderen Ausführungsform wird dem Regenerator, der ein Regenerationsmedium aus Sauerstoff und Wasser enthält, frischer Molekularsiebkatalysator zugesetzt, wie in der US-A-6 254 703 beschrieben ist, auf die hier vollständig Bezug genommen wird.
Unter weiterer Bezugnahme auf 2 erzeugt das Abbrennen des Katalysators einschließlich Katalysatorteilchen in dem Regenerator 21 ein Rauchgas und regenerierten Katalysator einschließlich regenerierter Katalysatorteilchen und regenerierter Katalysatorfeinteile. Das Rauchgas ist als gasförmiger Ausstoß aus dem Regenerator 21 definiert. Das Rauchgas wird von den regenerierten Katalysatorteilchen durch einen Teilchengrößenabscheider abgetrennt, wie Zyklonenabscheider oder Zyklon. Die Zyklone halten Katalysatorteilchen zurück, ermöglichen dem Rauchgas jedoch das Verlassen des Regenerators 21 über Leitung 50. Regenerierte Katalysatorfeinteile werden zudem in dem Rauchgas mitgetragen und verlassen den Regenerator 21.
Sobald das Rauchgas und die Katalysatorfeinteile den Regenerator 21 über Leitung 50 verlassen, werden sie gegebenenfalls in einem Wärmetauscher (nicht gezeigt) gekühlt. Die regenerierten Katalysatorfeinteilen werden aus dem Rauchgas entfernt. Gemäß einer Ausführungsform werden die regenerierten Katalysatorfeinteile in einem Wäscher 52 entfernt. Ein Wäschermedium, wie eine wässrige Zusammensetzung, wie Siedespeisewasser, Quenchwasser oder Frischwasser, wird über Leitung 53 dem Wäscher 52 zugeführt. Das Wäschermedium kontaktiert die regenerierten Katalysatorfeinteile in dem Rauchgas und wäscht die regenerierten Katalysatorfeinteile aus dem Rauchgas in einen Wäschersumpfproduktstrom, der in Leitung 56 befördert wird. Der Wäschersumpfproduktstrom kann in einer Absitzvorrichtung gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung wie nachfolgend beschrieben behandelt werden.
Das Abbrennen von Koks ist eine exotherme Reaktion, und in einer Ausführungsform wird die Temperatur in dem Regenerierungssystem durch verschiedene Techniken des Standes der Technik gesteuert, einschließlich des Zuführens eines gekühlten Gases in das Regenerierungsgefäß, das entweder im Chargen-, kontinuierlichen oder halbkontinuierlichem Modus oder einer Kombination davon betrieben wird. Eine bevorzugte Technik beinhaltet das Abziehen des regenerierten Katalysators aus dem Regenerierungssystem und Leiten des regenerierten Katalysators durch einen Katalysatorkühler, der einen kühlen regenerierten Katalysator bildet. Der Katalysatorkühler ist in einer Ausführungsform ein Wärmetauscher, der sich innerhalb oder außerhalb des Regenerierungssystems befindet.
Gemäß einer Ausführungsform wird der regenerierte Katalysator aus dem Kühler in einem kontinuierlichen Zyklus wieder in den Regenerator gegeben, alternativ (siehe US-Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen Nr. 09/587,766, eingereicht am 6. Juni 2000) wird ein Anteil des gekühlten regenerierten Katalysators in einem kontinuierlichen Zyklus in das Regeneratorgefäß zurückgegeben, und ein weiterer Anteil des gekühlten regenerierten Katalysators wird direkt oder indirekt in den Steigrohrreaktor/die Steigrohrreaktoren zurückgegeben, oder ein Anteil des regenerierten Katalysators oder gekühlten regenerierten Katalysators wird mit Nebenprodukten in dem Ausflussstrom kontaktiert (WO-A-00/49106, veröffentlicht am 24. August 2000), auf die hier alle vollständig Bezug genommen wird. Gemäß einer anderen Ausführungsform wird ein regenerierter Katalysator, der mit einem Alkohol, vorzugsweise Ethanol, 1-Propanol, 1-Butanol oder Mischung davon kontaktiert worden ist, in das Reaktorsystem eingebracht, wie in der US-Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen Nr. 09/785 122, eingereicht am 16. Februar 2001, beschrieben ist, auf die hier vollständig Bezug genommen wird.
Andere Verfahren zum Betreiben eines Regenerationssystems sind in der US-A-6 290 916 (Regeln der Feuchtigkeit) offenbart, auf die hier vollständig Bezug genommen wird.
Die regenerierten Katalysatorteilchen werden aus dem Regenerator 21 abgezogen und über Leitung 25 wieder in den Reaktor 22 zurückgegeben. Gemäß einer anderen Ausführungsform werden die aus dem Regenerationssystem abgezogenen regenerierten Katalysatorteilchen direkt, gegebenenfalls nach Leiten durch einen Katalysatorkühler, in den Steigrohrreaktor/die Steigrohrreaktoren zurückgegeben. Gemäß einer Ausführungsform erleichtert ein Träger, wie ein Inertgas, Dampfeinsatzmaterialstrom, Wasserdampf oder dergleichen in semikontinuierlicher oder kontinuierlicher Weise die Einbringung des regenerierten Katalysators in den Reaktor 22 oder das Reaktorsystem, vorzugsweise in den einen oder die mehreren Steigrohrreaktor(en).
Gemäß einer Ausführungsform wird das optimale Koksniveau auf der Katalysatorzusammensetzung in der Reaktionszone aufrechterhalten, indem der Fluss des regenerierten Katalysators oder gekühlten regenerierten Katalysators aus dem Regenerationssystem zu dem Reaktorsystem gesteuert wird. Viele Techniken zur Steuerung des Katalysatorflusses sind in Michael Louge, Experimental Techniques, Circulating Fluidized Beds, Grace, Avidan und Knowlton, Herausgeber, Blackie, 1997 (336-337) beschrieben, auf die hier Bezug genommen wird. Dies wird als der vollständige Regenerationsmodus bezeichnet. Gemäß einer anderen Ausführungsform wird das optimale Koksniveau auf dem Molekularsiebkatalysator in der Reaktionszone gehalten, indem die Durchflussrate des sauerstoffhaltigen Gasflusses zu dem Regenerator gesteuert wird. Dies wird als der teilweise Regenerationsmodus bezeichnet.
Koksniveaus oder das Niveau der kohlenstoffhaltigen oder kohlenstoffartigen Ablagerungen auf dem Katalysator werden gemessen, indem die Katalysatorzusammensetzung an einem Punkt in dem Verfahren aus dem Umwandlungsverfahren abgezogen und ihr Kohlenstoffgehalt bestimmt wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform enthält der Katalysator in der Reaktionszone im Bereich von etwa 1 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise etwa 2 bis 30 Gew.-%, insbesondere etwa 2 bis etwa 20 Gew.-% und am meisten bevorzugt etwa 2 bis etwa 10 Gew.-% Koks oder kohlenstoffhaltige oder kohlenstoffartige Ablagerung, bezogen auf das Gesamtgewicht der Katalysatormischung, siehe beispielsweise die US-A-6 023 005, auf die hier vollständig Bezug genommen wird. Es ist bekannt, dass der Katalysator in der Reaktionszone aus einer Mischung aus regeneriertem Katalysator und Katalysator mit unterschiedlichen Niveaus von kohlenstoffhaltigen oder kohlenstoffartigen Ablagerungen zusammengesetzt ist. Das gemessene Niveau der kohlenstoffhaltigen oder kohlenstoffartigen Ablagerungen steht somit für einen Mittelwert der Niveaus des einzelnen Katalysatorteilchens.
Der Reaktorausflussstrom verlässt, wie bereits gesagt, den Reaktor 22 über Teilchengrößenabscheider und bewegt sich entlang Leitung 24. Der Reaktorausflussstrom passiert gegebenenfalls ein Wärmetauschersystem 26. Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Wärmetauschersystem 26 einen oder mehrere Wärmetauscher, vorzugsweise zwei bis vier Wärmetauscher, am meisten bevorzugt zwei oder drei Wärmetauscher. Das Wärmetauschersystem 26 kühlt gegebenenfalls den Ausflussstrom, um einen gekühlten Ausflussstrom zu produzieren. Der gekühlte Ausflussstrom wird aus dem Wärmetauschersystem 26 über Leitung 28 abgezogen. Der gekühlte Reaktorausflussstrom wird zu einer Quenchvorrichtung 30 geleitet.
Quenchen, Kompression und Abtrennung der Katalysatorfeinteilen aus Quenchsumpfprodukt
Produktquench
Das Oxygenat-in-Olefin-Verfahren bildet eine wesentliche Menge an Wasser als Nebenprodukt. Ferner wird eine wesentliche Menge an Katalysatoren in den Ausflussstrom getragen. Wasser und Katalysatorfeinteile können unter anderem mit einer Quenchvorrichtung 30 aus dem Reaktorausflussstrom entfernt werden. Eine "Quenchvorrichtung" ist eine Vorrichtung, um einen Teil des Reaktorausflussstroms zu entfernen, indem eine ausreichende Menge flüssige Phase in Kontakt mit dem Regeneratorausflussstrom gebracht wird, die mindestens einen Teil des Materials in dem Reaktorausflussstrom kondensiert. Ein Beispiel für eine Quenchvorrichtung in einem Oxygenat-in-Olefin-Produktstrom findet sich in der US-A-6 121 504 (direktes Produktquenchen). Das flüssige Material, das den Reaktorausflussstrom kontaktiert und die Kondensation herbeiführt, wird als "Quenchmedium" bezeichnet.
In einer Quenchvorrichtung 30 wird mindestens ein Teil des Reaktorausflussstroms durch Kontakt mit einem Quenchmedium im flüssigen Zustand rasch kondensiert (eine Form, die in der Regel als "direkte Kontaktwärmeübertragung" bezeichnet wird). Wenn in einer Quenchvorrichtung 30 gequencht wird, bleibt mindestens ein Teil des Reaktorausflussstroms in einem gasförmigen Zustand. Ein Teil des Reaktorausflussstroms kondensiert unter Bildung einer flüssigen Fraktion, die in einer Ausführungsform aus der Quenchvorrichtung als erster Flüssigkeitsstrom abgezogen wird. Der Teil des Reaktorausflussstroms im gasförmigen Zustand wird von der flüssigen Fraktion getrennt.
Der Teil des Reaktorausflussstroms, der unter Quenchbedingungen gasförmig ist, umfasst typischerweise leichte Olefine, Dimethylether, Methan, CO, CO₂, Ethan, Propan und jegliches Wasser und nicht umgesetzten Oxygenateinsatzmaterialstrom, der während des Betriebs der Quenchvorrichtung 30 nicht kondensiert ist. Die Verbindungen in dem Reaktorausflussstrom, die unter Quenchbedingungen flüssig sind, umfassen in der Regel Wasser, einen Teil des nicht-umgesetzten Oxygenateinsatzmaterialstroms (typischerweise Methanol) und einen kleinen Teil der Oxygenatumwandlungsnebenprodukte, z. B. schwere Kohlenwasserstoffe (C₅+). Quenchmedium kontaktiert außerdem die Katalysatorfeinteilen in dem Reaktorausflussstrom und wäscht die Katalysatorfeinteilen in die flüssige Fraktion. Die flüssige Fraktion enthält somit Katalysatorfeinteile.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird als Quenchvorrichtung ein Quenchturm verwendet. In einem Quenchturm wird der Reaktorausflussstrom mit Quenchmedium im flüssigen Zustand innig kontaktiert (d. h. direkt in einem gemeinsamen Volumen ausgesetzt und nicht von Wänden getrennt, wie oben für einen Wärmetauscher beschrieben ist). Das Quenchmedium wird mit einer Temperatur in den Quenchturm eingebracht, die. unter der Blasenpunkttemperatur des Quenchmediums und der Taupunkttemperatur des Ausflussstroms bei dem niedrigsten Druck innerhalb des Quenchturms liegt. Das Quenchmedium wird in einem ausreichenden Volumen eingebracht, damit sich der Reaktorausflussstrom rasch unter seine Taupunkttemperatur bewegt, so dass ein wesentlicher Teil des Reaktorausflussstroms rasch kondensiert.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Temperatur des Quenchmediums unter der Taupunkttemperatur des Quenchmediums und der wässrigen Taupunkttemperatur des Reaktorausflussstroms an dem niedrigsten Druck in der Quenchvorrichtung und führt dazu, dass ein wesentlicher Teil des in dem Reaktorausflussstrom vorhandenen Wassers kondensiert. Das Quenchmedium wird gemäß einem Anwendungsverfahren an einem Ort oder Orten in die Quenchvorrichtung eingebracht, der bzw. die über dem/denen liegen, an dem/denen der Reaktorausflussstrom eingebracht wird, so dass das Quenchmedium innerhalb des Quenchturms sinkt und mit dem Reaktorausflussstrom darin oder Teilen davon, einschließlich der Olefine im gasförmigen Zustand, die durch den Turm steigen, in Kontakt gebracht wird.
Der Quenchturm schließt typischerweise Innenelemente ein, um das innige Kontaktieren des Quenchmediums mit dem Reaktorausflussstrom oder Teilen davon zu erleichtern, einschließlich Flüssigkeitsverteiler und Kontaktiervorrichtungen, wie Prallkörper, Böden oder strukturierte Packung. Inniges Kontaktieren mit einem flüssigen Quenchmedium erleichtert das Abziehen von Katalysatorfeinteilen aus dem Reaktorausflussstrom in eine frei fließende, verdünnte flüssige Phase und weg von mindestens einem Teil der Olefine in einem gasförmigen Zustand. Der Quenchturm schließt üblicherweise andere Elemente ein, wie Wärmetauscher, die zum Kühlen des Quenchmediums verwendet werden, das in den Quenchturm umgepumpt wird.
Das Quenchmedium ist in einer speziellen Ausführungsform Wasser. Gemäß einer anderen Ausführungsform ist das Quenchmedium ein Teil des Wasser, das aus der Quenchvorrichtung 30 zurückgewonnen und abgekühlt worden ist (somit wieder in den Quenchturm eingebracht worden ist) und das mindestens einen Teil der Katalysatorfeinteile enthält, die von dem gasförmigen Ausflussstrom abgetrennt worden sind, und wird als zurückgewonnenes Quenchmedium bezeichnet. Das zurückgewonnene Quenchmedium wird über Leitung 29 abgezogen. Das zurückgewonnene Quenchmedium wird in Wärmetauscher 31 abgekühlt und in die Quenchvorrichtung 30 zurückgegeben. Gegenebenfalls wird weiteres Quenchmedium über Leitung 33 zugeführt.
Gemäß einer Ausführungsform wird das Quenchen unter Bedingungen betrieben, so dass das gekühlte Prozessgas dann in die Quenchvorrichtung 30 eintritt, wo Ausflusswasser kondensiert wird, Säuren neutralisiert werden und einige schwere Oxygenate (C₂-C₄+-Aldehyde, Ketone, Ether und Alkohole) abgeschieden werden.
Quenchmedium wird, wie bereits gesagt, der Quenchvorrichtung 30 über Leitung 33 zugeführt. Das Quenchmedium kontaktiert den Reaktorausflussstrom und senkt rasch die Temperatur des Reaktorausflussstroms unter den Taupunkt des Reaktorausflussstroms, um den Ausflussstrom zu kondensieren und eine flüssige Fraktion zu bilden. Die flüssige Fraktion umfasst die flüssigen Komponenten im Sumpf der Quenchvorrichtung 30 sowie jegliche Katalysatorfeinteile im Sumpf der Quenchvorrichtung. Gemäß einer Ausführungsform ist das Gewicht der Katalysatorfeinteile in der flüssigen Fraktion etwa 5 Gew.-% oder weniger, vorzugsweise etwa 2 Gew.-% oder weniger, insbesondere etwa 1 Gew.-% oder weniger, bezogen auf das Gesamtgewicht der flüssigen Fraktion. Gemäß einer Ausführungsform ist das Gewicht der Katalysatorfeinteilen in der flüssigen Fraktion etwa 10 ppm oder mehr, bezogen auf das Gesamtgewicht der flüssigen Fraktion.
Unter Bezugnahme auf 2 wird die flüssige Fraktion über Leitung 34 aus der Quenchvorrichtung 30 abgezogen, um einen ersten flüssigen Strom zu bilden. Der erste flüssige Strom wird über Leitung 34 zu einem Absitztank 36 transportiert. Ein Absitztank ist eine Trennvorrichtung. Eine Trennvorrichtung ist jedwede Vorrichtung, die über die relative Dichte des Feststoffs und der Flüssigkeit Feststoffe von Flüssigkeit trennt. Zu Beispielen für Trennvorrichtungen gehö ren Absitzvorrichtungen und Zentrifugalabscheider, wie eine Zentrifuge. Eine Trennvorrichtung ist eine Absitzvorrichtung. Eine Absitzvorrichtung ist als eine Vorrichtung definiert, die festes Teilchenmaterial unter Verwendung der Schwerkraft von Flüssigkeit abtrennt. Gemäß einer Ausführungsform ist die Absitzvorrichtung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Klärungsmitteln, Absitztanks und Absitzteichen. Der erste flüssige Strom wird, wie gesagt, zu einem Absitztank 36 transportiert. Gemäß einer anderen Ausführungsform werden regenerierte Katalysatorfeinteile und Wäschermedium aus dem Wäscher 52 über Leitung 56 zu Absitztank 36 befördert. Die regenerierten Katalysatorfeinteile und das Wäschermedium werden alternativ mit Leitung 34 kombiniert. Wenn regenerierte Katalysatorfeinteile und Wäschermedium mit dem ersten flüssigen Strom entweder in Leitung 34 oder in der Absitzvorrichtung 36 kombiniert werden, wird der kombinierte Strom als erster flüssiger Strom bezeichnet.
Die Katalysatorfeinteile werden von dem ersten flüssigen Strom getrennt, indem die Katalysatorfeinteile im Sumpf des Absitztanks 36 absitzen gelassen werden, wodurch konzentrierte Katalysatorfeinteile und eine erste flüssige Aliquote gebildet werden. Die erste flüssige Aliquote ist die flüssige Fraktion, die aus der Sedimentierung der Katalysatorfeinteile in dem Absitztank 36 resultiert. Die konzentrierten Katalysatorfeinteile werden über Leitung 40 abgezogen.
Über Leitung 38 wird ein Flockungsmittel zugegeben, um die effiziente Entfernung der Katalysatorfeinteile aus dem ersten flüssigen Strom zu unterstützen. Flockungsmittel ist als Material definiert, das einer Mischung aus Flüssigkeit und Feststoffen zugesetzt wird, das die Dichteunterschiede zwischen dem Feststoff und der Flüssigkeit verstärkt und somit den Sedimentierungsprozess verbessert. Das Flockungsmittel verstärkt das Absitzen der Katalysatorfeinteile im Sumpf des Absitztanks 36. Gemäß einer Ausführungsform ist die Zeit, die zur effektiven Trennung mit dem Flockungsmittel benötigt wird, etwa 2,5 Stunden oder weniger, vorzugsweise etwa 2,0 Stunden oder weniger, insbesondere etwa 1,5 Stunden oder weniger, am meisten bevorzugt etwa 1,0 Stunden oder weniger. Effektive Trennung bezieht sich hier auf die Trennung eines flüssigen Anteils von einem festen Anteil in einer Flüssigkeits/Feststoff-Mischung. Effektive Trennung erfolgt, wenn ein flüssiger Anteil von der Feststoff-Flüssigkeits-Mischung isoliert wird, die etwa 1 Gew.-% oder weniger der Feststoffe enthält, die in der Feststoff/Flüssigkeits-Mischung vorhanden waren.
Gemäß einer Ausführungsform hat die erste flüssige Aliquote wegen des Absitzens eine Konzentration der Katalysatorfeinteilen unter der Konzentration der Katalysatorfeinteile in dem ersten flüssigen Strom. Gemäß einer Ausführungsform ist das Flockungsmittel ein kationisches Polymer. Das Flockungsmittel ist vorzugsweise ein kationisches Polymer ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Polyacrylamiden, Diallyldimethylammoniumchlorid, Epichlorohydrinamin und Dicyandiamid-Formaldehyd.
Das Verhältnis des Gewichts der Katalysatorfeinteile zu dem Gewicht des Flockungsmittels liegt gemäß einer Ausführungsform unter der Menge, die bei dem gegebenen Flockungsmittel zu Überdosierung führt. Überdosierung findet statt, wenn mehr Flockungsmittel zugesetzt wird, als gebraucht wird, um die Feststoffteilchen absitzen zu lassen. Überdosierung wird oft durch die Anwesenheit von Flockungsmittel in dem aktivierten Schlamm oder Wasserstrom gemessen.
Die erste flüssige Aliquote wird aus der Absitzvorrichtung abgezogen, um einen zweiten flüssigen Strom zu bil den. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Gehalt der Katalysatorfeinteilen in dem zweiten flüssigen Strom deutlich unter demjenigen des ersten flüssigen Stroms. Gemäß einer anderen Ausführungsform liegt der Gehalt der Katalysatorfeinteile in der zweiten flüssigen Aliquote deutlich unter dem Gehalt der Katalysatorfeinteile in der ersten flüssigen Aliquote. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der zweite flüssige Strom im Wesentlichen frei von Katalysatorfeinteilen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der zweite flüssige Strom geklärt.
Gemäß einer Ausführungsform wird der zweite flüssige Strom über Leitung 42 zu Absitzteich 44 gefördert. Die Katalysatorfeinteile werden von dem zweiten flüssigen Strom getrennt, indem die Katalysatorfeinteile im Sumpf des Absitztanks 44 absitzen gelassen werden, wodurch konzentrierte Katalysatorfeinteile und eine zweite flüssige Aliquote gebildet werden. Die zweite flüssige Aliquote ist die flüssige Fraktion, die aus der Sedimentierung der Katalysatorfeinteile in dem Absitztank 44 resultiert.
Über Leitung 46 wird ein Flockungsmittel zugegeben, um die effiziente Entfernung der Katalysatorfeinteile aus dem zweiten flüssigen Strom zu unterstützen. Das Flockungsmittel verstärkt das Absitzen der Katalysatorfeinteile im Sumpf des Absitztanks. Gemäß einer Ausführungsform ist die Zeit, die zur effektiven Trennung mit dem Flockungsmittel benötigt wird, etwa 2,5 Stunden oder weniger, vorzugsweise etwa 2,0 Stunden oder weniger, insbesondere etwa 1,5 Stunden oder weniger, am meisten bevorzugt etwa 1,0 Stunden oder weniger. Gemäß einer Ausführungsform ist das Flockungsmittel ein kationisches Polymer. Das Flockungsmittel ist vorzugsweise ein kationisches Polymer ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Polyacrylami den, Diallyldimethylammoniumchlorid, Epichlorohydrinamin und Dicyandiamid-Formaldehyd.
Gemäß einer Ausführungsform hat die zweite flüssige Aliquote wegen des Absitzens eine Konzentration der Katalysatorfeinteile unter der Konzentration der Katalysatorfeinteile in dem zweiten flüssigen Strom. Die zweite flüssige Aliquote wird aus der Absitzvorrichtung abgezogen, um einen dritten flüssigen Strom zu bilden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der dritte flüssige Strom geklärt. Der dritte flüssige Strom fließt über Leitung 48, wo das Wasser zur Wiederverwendung oder sicheren Freisetzung in die Umgebung weiter verabeitet wird.
Der Reaktorausflussstrom wird wie zuvor beschrieben gequencht, um Katalysatorfeinteile und Wasser in dem Reaktorausflussstrom zu entfernen und einen gequenchten Ausflussstrom zu produzieren. Der gequenchte Ausflussstrom wird weiter verarbeitet, indem gewaschen wird, um saure Gase und alternativ andere Oxygenate zu entfernen, und getrocknet wird, um wie nachfolgend beschrieben Wasser zu entfernen.
Waschen und Trocknen des Produkts
Es wird eine Sauergaswäsche verwendet, um Sauergas aus dem gequenchten Ausflussstrom in der ersten Fraktion zu entfernen, indem die erste Fraktion gemäß einer Ausführungsform mit einem Sauergasabsorbens oder -adsorbens kontaktiert wird. Zu Beispielen für diese Absorbentien oder Adsorbentien gehören Amine, Kaliumcarbonat, Alkali, Aluminiumoxid, Molekularsiebe und Membranen, insbesondere Membranen, die aus Polysulfon, Polyimid, Polyamid, glasartigem Polymer und Celluloseacetat gebildet sind. Lösungen, die Amine und alkalische Ver bindungen enthalten, sind bevorzugt, wobei alkalische Verbindungen bevorzugter sind.
Wässrige Aminlösungen, die in einer Ausführungsform dieser Erfindung brauchbar sind, enthalten beliebige Aminverbindung oder -verbindungen, die für die Sauergasabsorption geeignet sind. Zu Beispielen gehören Alkanolamine, wie Triethanolamin (TEA); Methyldiethanolamin (MDEA); Diethanolamin (DEA); Monoethanolamin (MEA); Diisopropanolamin (DIPA) und Hydroxyaminoethylether (DGA).
Effektive Konzentrationen können im Bereich von etwa 0,5 bis 8 Mole Amin pro Liter wässriger Lösung liegen.
Piperazin und/oder Monomethylethanolamin (MMEA) können wässrigen Aminlösungen zugesetzt werden, um ihre Absorptionsfähigkeiten zu verbessern Diese Additive werden der wässrigen Lösung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einer Konzentration von etwa 0,04 bis etwa 2 Mol pro Liter wässriger Lösung zugegeben.
Alkalische Verbindungen, die erfindungsgemäß verwendet werden können, sind alkalische Verbindungen, die zur Entfernung von Sauergas aus einem Olefinstrom wirksam sind. Zu nicht einschränkenden Beispielen für diese alkalischen Verbindungen gehören Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid.
Nach der Sauergasbehandlung ist es erwünscht, zusätzlich mitgerissenes Material in dem gequenchten Ausflussstrom mit einer Wasserwäsche zu entfernen. Es können konventionelle Geräte verwendet werden. Es ist jedoch erwünscht, noch weiteres Wasser aus dem gequenchten Ausflussströmen zu entfernen.
Diese Erfindung beinhaltet ferner eine optionale Trocknungsausführungsform. Gemäß dieser Ausführungsform kann ein Feststoff- oder Flüssigkeitstrocknungssystem verwendet werden, um Wasser und/oder weiteren oxygenierten Kohlenwasserstoff aus dem gequenchten Ausflussstrom zu entfernen.
In dem Feststofftrocknungssystem wird der gequenchte Ausflussstrom, der gegebenenfalls sauergasbehandelt und mit Wasser gewaschen worden ist, mit einem festen Adsorbens kontaktiert, um weiter Wasser und oxygenierten Kohlenwasserstoff auf sehr niedrige Gehalte zu entfernen. Das Adsorptionsverfahren wird in der Regel in einem oder mehreren Festbetten durchgeführt, die ein geeignetes Feststoffadsorbens enthalten.
Die Adsorption ist brauchbar zur Entfernung von Wasser und oxygenierten Kohlenwasserstoffen auf sehr niedrige Konzentrationen und zur Entfernung oxygenierter Kohlenwasserstoffe, die normalerweise nicht durch Verwendung anderer Behandlungsysteme entfernt werden können. Ein als Teil dieser Erfindung verwendetes Adsorbenssystem hat vorzugsweise mehrere Adsorbensbetten. Mehrere Betten ermöglichen kontinuierliche Trennung ohne Notwendigkeit, das Verfahren herunterzufahren, um das feste Adsorbens zu regenerieren. Beispielsweise und nicht einschränkend hat ein Dreibettensystem in der Regel ein Bett, das verwendet wird ("Online" ist), ein Bett, das nicht verwendet wird ("Offline" ist) und regeneriert wird, und ein drittes Bett im Wartezustand (auf "Standby").
Der spezifische Adsorbensfeststoff oder die spezifischen Adsorbensfeststoffe, der/die in den Adsorbensbetten verwendet wird bzw. werden, hängt von den Typen der Verunreinigungen ab, die verunreinigt werden. Nicht einschränkende Beispiele für feste Adsorbentien zur Entfernung von Wasser und verschiedenen polaren organischen Verbindungen, wie oxygenierten Kohlenwasserstoffen und Absorbensflüssigkeiten, umfassen Aluminiumoxide, Siliciumdioxid, 3 Å Molekularsiebe, 4 Å Molekularsiebe und Aluminiumsilikate. Betten, die Mischungen die ser Siebe oder mehrere Betten mit unterschiedlichen Adsorbensfeststoffe enthalten, werden verwendet, um Wasser sowie eine Vielfalt von oxygenierten Kohlenwasserstoffen in einer Ausführungsform zu entfernen.
Gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung sind ein oder mehrere Adsorptionsbetten in Reihe oder parallel angeordnet. In einem Beispiel für eine Reihenanordnung wird ein erstes Bett verwendet, um die kleinsten und polarsten Moleküle zu entfernen, die am leichtesten zu entfernen sind. Nachfolgende Betten zur Entfernung von größeren, weniger polaren, oxygenierten Spezies sind die nächsten in der Reihe. Als spezifisches Beispiel für einen Typ von Anordnung wird zuerst Wasser selektiv unter Verwendung eines 3 Å Molekularsiebs entfernt. Diesem Bett folgt dann ein oder mehrere Betten, das bzw. die ein oder mehrere weniger selektive Adsorbentien enthält bzw. enthalten, wie. größerporiges Molekularsieb, z. B. 13X und/oder aktives Aluminiumoxid mit hoher Oberfläche, wie Selexorb CD (Handelsname von Alcoa).
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist das erste Bett ein 3,6 Å Molekularsieb, das sowohl Wasser als auch Methanol selektiv entfernen kann. Diesem Bett können ein oder mehrere 13X oder Aktiv-Aluminiumoxidbetten wie oben beschrieben folgen.
Die Adsorbensbetten können nach Bedarf bei Umgebungstemperatur oder bei erhöhter Temperatur und entweder mit Aufwärts- oder mit Abwärtsströmung betrieben werden. Die Regenerierung der Adsorbensmaterialien können gemäß konventionellen Verfahren durchgeführt werden, einschließlich der Behandlung mit einem Strom eines trockenen Inertgases, wie Stickstoff, bei erhöhter Temperatur.
In dem Flüssig-Trocknungssystem wird ein Wasserabsorbens verwendet, um Wasser aus dem gequenchten Ausflussstrom zu entfernen. Das Wasserabsorbens kann jegliche Flüssigkeit sein, die zur Entfernung von Wasser aus einem Olefinstrom wirksam ist. Das Wasserabsorbens ist vorzugsweise ein Polyol oder ein Alkohol, wie Ethanol oder Methanol.
Das Olefin aus den Adsorptionsbetten enthält vorzugsweise weniger als etwa 100 Gew.ppm Wasser, insbesondere weniger als etwa 10 Gew.ppm und am meisten bevorzugt weniger als 1 Gew.ppm. Vorzugsweise sind in dem Strom, der die Adsorptionsbetten verlässt, weniger als etwa 10 Gew.ppm Dimethylether vorhanden, insbesondere weniger als etwa 5 Gew.ppm und am meisten bevorzugt weniger als etwa 1 Gew.ppm. Die Stufe der Säurewäsche und des Trocknens produziert einen getrockneten Olefinstrom.
Produktgewinnung
Der getrocknete Olefinstrom oder Olefinproduktstrom wird weiterverarbeitet, um Komponenten in dem Ausflussstrom zu isolieren und zu reinigen, insbesondere Ethylen und Propylen. Es gibt viele gut bekannte Gewinnungssysteme, -techniken und -sequenzen, die zum Abtrennen von Olefin(en) und zum Reinigen von Olefin(en) aus dem getrockneten Ausflussstrom brauchbar sind. Gewinnungssysteme umfassen allgemein ein oder mehrere oder eine Kombination von verschiedenen Trenn-, Fraktionier- und/oder Destilliertürmen, Kolonnen, Splittern oder Zügen, Reaktionssystemen und anderen dazugehörigen Geräten, beispielsweise verschiedene Kühler, Wärmetauscher, Kühlsysteme oder Kühlzüge, Kompressoren, Abscheidetrommeln oder -töpfe, Pumpen und dergleichen.
Nicht-einschränkende Beispiele für Geräte, die in einem Gewinnungssystem verwendet werden, schließen ein oder mehrere von einem Entmethanierer, vorzugsweise einem Hochtem peratur-Entmethanierer, einem Entethanierer, einem Entpropanierer, einem Waschturm, der oft als Alkaliwaschturm bezeichnet wird, Absorbern, Adsorbern, Membranen, Ethylen-(C₂)-Splitter, Propylen-(C₃)-Splitter, Buten-(C₄)-Splitter und dergleichen ein.
Verschiedene Gewinnungssysteme, die zur Gewinnung von vorwiegend Olefin(en) brauchbar sind, vorwiegend hochwertigen oder leichten Olefin(en), wie Ethylen, Propylen und/oder Buten, sind in der US-A-5 960 643 (ethylenreicher Sekundärstrom), den US-A-5 019 143, US-A-5 452 581 und US-A-5 082 481 (Membrantrennungen), der US-A-5 672 197 (druckabhängige Adsorbentien), der US-A-6 069 288 (Wasserstoffentfernung), der US-A-5 904 880 (gewonnenes Methanol zu Wasserstoff und Kohlendioxid in einer Stufe), der US-A-5 927 063 (gewonnenes Methanol zu einem Gasturbinenkraftwerk) und der US-A-6 121 504 (direktes Produktquenchen), der US-A-6 121 503 (hochreine Olefine ohne Superfraktionierung) und der US-A-6 293 998 (Druck-Swing-Adsorption) beschrieben, auf die hier alle vollständig Bezug genommen wird.
Allgemein werden bei den meisten Gewinnungssystemen die bevorzugten hochwertigen Produkte von der Produktion, Erzeugung oder Anreicherung von weiteren Produkten, Nebenprodukten und/oder Verunreinigungen begleitet. Die bevorzugten hochwertigen Produkte, die leichten Olefine, wie Ethylen und Propylen, werden in der Regel zur Verwendung in Derivatherstellungsverfahren gereinigt, wie Polymerisationsverfahren. In der am meisten bevorzugten Ausführungsform des Gewinnungssystems schließt das Gewinnungssystem daher auch ein Reinigungssystem ein. Das leichte Olefin/die leichten Olefine, das bzw. die insbesondere beispielsweise in einem Oxygenat-in-Olefin-Verfahren produziert werden, werden durch ein Reinigungssystem geleitet, das niedrige Gehalte an Nebenprodukten oder Verunreinigungen entfernt.
Nicht einschränkende Beispiele für Verunreinigungen und Nebenprodukte beinhalten allgemein polare Verbindungen, wie Wasser, Alkohole, Carbonsäuren, Ether, Kohlenoxide, Ammoniak und andere Stickstoffverbindungen, Arsin, Phosphin und Chloride. Andere Verunreinigungen oder Nebenprodukte schließen Wasserstoff und Kohlenwasserstoffe ein, wie Acetylen, Methylacetylen, Propadien, Butadien und Butin.
Andere Gewinnungssysteme, die Reinigungssysteme einschließen, beispielsweise für die Reinigung von Olefin(en), sind in Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 4. Auflage, Band 9, John Wiley & Sons, 1996, Seiten 249-271 und 894-899 beschrieben, auf die hier Bezug genommen wird. Reinigungssysteme sind auch in beispielsweise der US-A-6 271 428 (Reinigung eines Diolefin-Kohlenwasserstoffstroms), der US-A-6 293 999 (Abtrennen von Propylen von Propan) und der US-Patentanmeldung Nr. 09/689,363 eingereicht am 20. Oktober 2000 (Spülstrom unter Verwendung von hydratisierendem Katalysator) beschrieben, auf die hier Bezug genommen wird.
Bei der Umwandlung von einem oder mehreren Oxygenaten in Olefin(e) mit 2 oder 3 Kohlenstoffatomen wird eine Menge an Kohlenwasserstoffen, insbesondere Olefin(en), insbesondere Olefin(en) mit 4 oder mehr Kohlenstoffatomen und anderen Nebenprodukten gebildet oder produziert. In die erfindungsgemäßen Gewinnungssysteme sind Reaktionssysteme zur Umwandlung der Produkte eingeschlossen, die in dem Ausflussstrom vorhanden sind, der aus dem Reaktor abgezogen wird, oder zur Umwandlung dieser Produkte, die als Ergebnis des verwendeten Gewinnungssystems produziert worden sind.
Gemäß einer Ausführungsform wird der Olefinproduktstrom durch ein Gewinnungssystem geleitet, das einen oder meh rere Kohlenwasserstoff(e) enthaltende(n) Strom/Ströme produziert, insbesondere einen Kohlenwasserstoff mit drei oder mehr Kohlenstoffatomen (C₃+) enthaltenden Strom. Gemäß dieser Ausführungsform wird der C₃+-Kohlenwasserstoff enthaltende Strom durch eine erste Fraktionierzone geleitet, die einen rohen C₃-Kohlenwasserstoff und einen C₄+-Kohlenwasserstoff enthaltenden Strom produziert, wobei der C₄+-Kohlenwasserstoff enthaltende Strom durch eine zweite Fraktionierzone geleitet wird, die einen rohen C₄-Kohlenwasserstoff und einen C₅+-Kohlenwasserstoff enthaltenden Strom produziert. Die Kohlenwasserstoffe mit vier oder mehr Kohlenstoffatomen schließen Butene, wie Buten-1 und Buten-2, Butadiene, gesättigte Butane und Isobutane ein.
Der aus einem Umwandlungsverfahren entfernte Ausflussstrom, insbesondere aus einem Oxygenat-in-Olefin-Verfahren, enthält in der Regel eine geringere Menge an Kohlenwasserstoffen mit 4 oder mehr Kohlenstoffatomen. Die Menge der Kohlenwasserstoffe mit 4 oder mehr Kohlenstoffatomen liegt typischerweise in einer Menge von weniger als 30 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 25 Gew.-%, insbesondere weniger als 20 Gew.-% und am meisten bevorzugt weniger als 15 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Ausflussstroms, der aus einem Oxygenat-in-Olefin-Verfahren abgezogen worden ist, unter Ausschluss von Wasser. Insbesondere bei einem Umwandlungsverfahren von Oxygenaten in Olefin(e) unter Verwendung einer Molekularsiebkatalysatorzusammensetzung umfasst der resultierende Ausflussstrom in der Regel einen größeren Anteil von Ethylen und/oder Propylen und eine geringere Menge an Produkten mit vier Kohlenstoffatomen und höherer Kohlenstoffatomzahl und anderen Nebenprodukten unter Ausschluss von Wasser.
Das bevorzugte leichte Olefin/die bevorzugten leichten Olefine, das bzw. die nach einem der oben beschriebenen Verfahren produziert wird bzw. werden, vorzugsweise den Umwandlungsverfahren, sind hochreine, hochwertige Olefin(e)produkte, die ein CX-Olefin, wobei x eine Zahl von 2 bis 4 ist, in einer Menge von mehr als 80 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 90 Gew.-%, insbesondere mehr als 95 Gew.-% und am meisten bevorzugt nicht weniger als etwa 99 Gew.-% enthalten, bezogen auf das Gesamtgewicht des Olefins. Die Reinigung der Olefine ist vorzugsweise von einer Qualität, die die Verwendung der Olefine für eine oder mehrere der nachfolgend erörterten Anwendungen annehmbar macht.
Olefinproduktverwendung
Geeignete wohlbekannte Reaktionssysteme, die dem Gewinnungssystem folgen, akzeptieren vorwiegend geringerwertige Produkte und wandeln sie in höherwertige Produkte um. Die C₄-Kohlenwasserstoffe, Buten-1 und Buten-2, werden beispielsweise zur Herstellung von Alkoholen mit 8 bis 13 Kohlenstoffatomen und anderen Spezialchemikalien verwendet, Isobutylen wird zur Herstellung eines Benzinadditivs, Methyl-t-butylether, verwendet, Butadien wird in einer selektiven Hydrieranlage in Buten-1 und Buten-2 umgewandelt, und Butan ist als Brennstoff brauchbar.
Nicht einschränkende Beispiele für Reaktionssysteme, die geringerwertige Produkte akzeptieren und sie in höherwertige Produkte umwandeln, beinhalten die US-A-5 955 640 (Umwandeln eines Produkts mit vier Kohlenstoffatomen in Buten-1), die US-A-4 774 375 (Isobutan und Buten-2 werden zu einem Alkylatbenzin alkyliert), die US-A-6 049 017 (Dimerisierung von n-Butylen), die US-A-4 287 369 und die US-A-5 763 678 (Carbonylierung oder Hydroformylierung von höheren Olefinen mit Kohlendioxid und Wasserstoff zur Herstellung von Carbonylverbindungen), die US-A-4 542 252 (mehrstufiges adiabatisches Ver fahren), die US-A-5 634 354 (Olefin-Wasserstoff-Gewinnung) und J. Cosyns et al., Process for Upgrading C3, C4 and C5 Olefinic Streams, Pet. & Coal, Band 37, Nr. 4 (1995) (Dimerisierung oder Oligomerisierung von Propylen, Butylen und Pentylen), auf die hier alle vollständig Bezug genommen wird.
Andere Anwendungen für ein oder mehrere Olefinprodukte sind in der US-A-6 121 503 (Herstellung von Kunststoffen mit Olefinprodukt mit einem Paraffin-in-Olefin-Gewichtsverhältnis kleiner als oder gleich 0,05), der US-A-6 187 983 (elektromagnetische Energie für ein Reaktionssystem), der WO-A-99/18055, veröffentlicht am 15. April 1999 (schwerer Kohlenwasserstoff in Ausflussstrom, der einem anderen Reaktor zugeführt wird), der WO-A-01/60770, veröffentlicht am 23. August 2001, und der US-Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen Nr. 09/627,634, eingereicht am 28. Juli 2000 (Hochdruck), der US-Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen Nr. 09/507,838, eingereicht am 22. Februar 2000 (gestufte Einsatzmaterialinjektion) und der US-Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen Nr. 09/785,409, eingereicht am 16. Februar 2001 (Aceton-Mitzuführung) offenbart, auf die hier alle vollständig Bezug genommen wird.
In einer anderen Ausführungsform wird produziertes Olefin bzw. werden produzierte Olefine in einer Ausführungsform in ein oder mehrere Polymerisationsverfahren geführt, um verschiedene Polyolefine zu produzieren, (siehe beispielsweise die US-Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen Nr. 09/615,376, eingereicht am 13. Juli 2000, hier zitiert zum Zweck der Bezugnahme).
Zu Polymerisationsverfahren gehören Lösungs-, Gasphasen-, Aufschlämmungsphasen- und ein Hochdruckverfahren oder eine Kombination davon. Besonders bevorzugt ist eine Gasphasen- oder eine Aufschlämmungsphasenpolymerisation von einem oder mehreren Olefin(en), von denen mindestens eines Ethylen oder Propylen ist. Polymerisationsverfahren schließen jene nicht einschränkenden Beispiele ein, die nachfolgend beschrieben sind: US-A-4 543 399, US-A-4 588 790, US-A-5 028 670, US-A-5 317 036, US-A-5 352 749, US-A-5 405 922, US-A-5 436 304, US-A-5 453 471, US-A-5 462 999, US-A-5 616 661, US-A-5 627 242, US-A-5 665 818, US-A-5 677 375, US-A-5 668 228, US-A-5 712 352 und US-A-5 763 543 und EP-A-0 794 200, EP-A-0 802 202, EP-A2-0 891 990 und EP-B-0 634 421 beschreiben Gasphasenpolymerisationsverfahren; US-A-3 248 179 und US-A-4 613 484, US-A-6 204 344, US-A-6 239 235 und US-A-6 281 300 beschreiben Aufschlämmungsphasenpolymerisationsverfahren; US-A-4 271 060, US-A-5 001 205, US-A-5 236 998 und US-A-5 589 555 beschreiben Lösungsphasenpolymerisationsverfahren und US-A-3 917 577, US-A-4 175 169, US-A-4 935 397, und US-A-6 127 497 beschreiben Hochdruckpolymerisationsverfahren, wobei hier auf alle von diesen vollständig Bezug genommen wird.
Diese Polymerisationsverfahren verwenden einen Polymerisationskatalysator, der ein beliebiges oder eine beliebige Kombination der bereits erörterten Molekularsiebkatalysatoren einschließen kann, die bevorzugten Polymerisationskatalysatoren sind jedoch jene Ziegler-Natta-Phillipstyp-, Metallocen-, Metallocentyp- und fortschrittlichen Polymerisationskatalysatoren und Mischungen davon. Nicht einschränkende Beispiele für Polymerisationskatalysatoren sind in US-A-3,258,455, U5-A-3 305 538, US-A-3 364 190, US-A-3 645 992, US-A-4 076 698, US-A-4 115 639, US-A-4 077 904, US-A-4 482 687, US-A-4 564 605, US-A-4 659 685, US-A-4 721 763, US-A-4 879 359, US-A-4 960 741, US-A-4 302 565, US-A-4 302 566, US-A-4 302 565, US-A-4 302 566, US-A-4 124 532, US-A-4 302 565, US-A-5 763 723, US-A-4 871 705, US-A-5 120 867, US-A-5 324 800, US-A-5 347 025, US-A-5 384 299, US-A-5 391 790, US- A-5 408 017, US-A-5 491 207, US-A-5 455 366, US-A-5 534 473, US-A-5 539 124, US-A-5 554 775, US-A-5 621 126, US-A-5 684 098, US-A-5 693 730, US-A-5 698 634, US-A-5 710 297, US-A-5 714 427, US-A-5 728 641, US-A-5 728 839, US-A-5 753 577, US-A-5 767 209, US-A-5 770 753 und US-A-5 770 664, US-A-5 527 752, US-A-5 747 406, US-A-5 851 945 und US-A-5 852 146 beschrieben, wobei auf alle hier vollständig Bezug genommen wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die vorliegende Erfindung ein Polymerisationsverfahren mit einem oder mehreren Olefin(en) in Gegenwart eines Polymerisationskatalysatorsystems in einem Polymerisationsreaktor, um ein oder mehrere Polymerprodukte zu produzieren, wobei das eine oder die mehreren Olefin(e) hergestellt worden ist bzw. sind, indem ein Alkohol, insbesondere Methanol, unter Verwendung einer Zeolith-Molekularsiebkatalysatorzusammensetzung oder einer vom Zeolithtyp hergestellt worden ist. Das bevorzugte Polymerisationsverfahren ist ein Gasphasenpolymerisationsverfahren, und mindestens eines des Olefins/der Olefine ist entweder Ethylen oder Propylen, und das Polymerisationskatalysatorsystem ist vorzugsweise ein trägergestütztes Katalysatorsystem. Bei dieser Ausführungsform umfasst das trägergestützte Metallocenkatalysatorsystem einen Träger, eine Metallocenverbindung oder eine vom Metallocentyp und einen Aktivator, vorzugsweise ist der Aktivator ein nicht-koordinierendes Anion oder Alumoxan oder eine Kombination davon, und am meisten bevorzugt ist der Aktivator Alumoxan.
Polymerisationsbedingungen variieren in Abhängigkeit von dem Polymerisationsverfahren, dem Polymerisationskatalyatorsystem oder dem produzierten Polyolefin. Typische Bedingungen des Polymerisationsdrucks variieren von etwa 100 psig (690 kPa Überdruck) bis mehr als etwa 1000 psig (3448 kPa Überdruck), vorzugsweise im Bereich von etwa 200 psig (1379 kPa Überdruck) bis etwa 500 psig (3448 kPa Überdruck) und insbesondere im Bereich von etwa 250 psig (1724 kPa Überdruck) bis etwa 350 psig (2414 kPa Überdruck). Typische Polymerisationstemperaturbedingungen variieren von etwa 0°C bis etwa 500°C, vorzugsweise etwa 30°C bis etwa 350°C, insbesondere im Bereich von etwa 60°C bis 250°C und am meisten bevorzugt im Bereich von etwa 70°C bis etwa 150°C. Gemäß dem bevorzugten Polymerisationsverfahren ist die pro Stunde produzierte Polymermenge größer als 25 000 lb/h (11 300 kg/h), vorzugsweise größer als 35 000 lb/h (15 900 kg/h), insbesondere größer als 50 000 lb/h (22 700 kg/h) und am meisten bevorzugt größer als 75 000 lb/h (29 000 kg/h).
Die oben beschriebenen, nach den oben beschriebenen Polymerisationsverfahren produzierten Polymere schließen lineares Polyethylen niedriger Dichte, Elastomere, Plastomere, Polyethylen hoher Dichte, Polyethylen niedriger Dichte, Polypropylen und Polypropylencopolymere ein. Die nach den Polymerisationsverfahren produzierten Polymere auf Propylenbasis schließen ataktisches Polypropylen, isotaktisches Polypropylen, syndiotaktisches Polypropylen und statistische, Block- oder schlagfeste Propylencopolymere ein.
Typische Polymere auf Ethylenbasis haben eine Dichte im Bereich von 0,86 g/cm³ bis 0,97 g/cm³, ein durchschnittliches Molekulargewicht (Gewichtsmittel) zu durchschnittliches Molekulargewicht (Zahlenmittel) (M_w/M_n) von mehr als 1,5 bis etwa 10, gemessen durch Gelpermeationschromatographie, einen Schmelzindex (I2), gemessen gemäß ASTM-D-1238-E im Bereich von 0,01 dg/Min bis 1000 dg/Min, ein Schmelzindexverhältnis (I21/I2) (I21 wird gemäß ASTM-D-1238-F gemessen) von 10 bis weniger als 25, alternativ ein I21/I2 von größer als 25, insbesondere größer als 40.
Nach dem Polymerisationsverfahren produzierte Polymere sind in solchen Formungsverfahrensschritten wie Folien-, Feinfolien- und Faserextrusion und -coextrusion sowie Blasformen, Spritzgießen und Rotationsformen brauchbar; zu Folien gehören geblasene oder gegossene Folien, die durch Coextrusion oder durch Laminierung gebildet sind, die als Schrumpffolie, Haftfolie, Streckfolie, Siegelfolien, orientierte Folien, zum Verpacken von Imbissen, Schwerlastbeutel, Lebensmittelbeutel, zum Verpacken von gefrorenen und gebackenen Nahrungsmitteln, für medizinische Verpackungen, industrielle Auskleidungen, Membranen usw. in Anwendungen mit Nahrungsmittelkontakt und in Nicht-Nahrungsmittel-(Non-Food)-Anwendungen brauchbar sind; zu Fasern gehören Schmelzspinnen, Lösungsspinnen und Verfahren mit schmelzgeblasenen Fasern zur Verwendung in gewebter und Vliesform zur Herstellung von Filtern, Windeltextilien, medizinischen Kleidungsstücken, Geotextilien, usw.; zu extrudierten Gegenständen gehören medizinisches Schlauchmaterial, Draht- und Kabelbeschichtungen, Geomembranen und Teichauskleidungen; und zu geformten Gegenständen gehören ein- und mehrschichtige Konstruktionen in Form von Flaschen, Gefäßen, großen Hohlkörpern, festen Nahrungsmittelbehältern und Spielsachen, usw.
Zusätzlich zu Polyolefinen werden aus dem Olefin/den Olefinen, das bzw. die in jedwedem der oben beschriebenen Verfahren, insbesondere den Umwandlungsverfahren, spezieller dem GTO-Verfahren oder MTO-Verfahren gewonnen wird bzw. werden, zahlreiche andere von Olefin abgeleitete Produkte gebildet. Hierzu gehören Aldehyde, Alkohole, Essigsäure, lineare α-Olefine, Vinylacetat, Ethylendichlorid und Vinylchlorid, Ethylbenzol, Ethylenoxid, Cumol, Isopropylalkohol, Acrolein, Allylchlorid, Propylenoxid, Acrylsäure, Ethylen-Propylen-Kaut schuke und Acrylnitril und Trimere und Dimere von Ethylen, Propylen oder Butylenen, jedoch nicht darauf beschränkt.

Claims

Verfahren zum Entsorgen von in einem Oxygenat-in-Olefine-Reaktor hergestellten Katalysatorfeinteilen, bei dem: (a) ein Reaktorausflussstrom mit einem oder mehreren Olefinprodukt(en) bereitgestellt wird, wobei der Reaktorausflussstrom mit Katalysatorfeinteilen mitgerissen wird, (b) der Reaktorausflussstrom gequencht wird, um eine flüssige Fraktion und einen gequenchten Ausflussstrom herzustellen, wobei die flüssige Fraktion die Katalysatorfeinteile umfasst und der gequenchte Ausflussstrom das eine oder die mehreren Olefinprodukt(e) umfasst, (c) die flüssige Fraktion zu einer Trennvorrichtung transportiert wird, (d) Flockungsmittel zu der flüssigen Fraktion gegeben wird und (e) die Katalysatorfeinteile und Flockungsmittel von der flüssigen Fraktion abgetrennt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem 10 Gew.-% oder weniger der Katalysatorfeinteile eine Teilchengröße von mehr als 40 μm besitzen, bezogen auf das Gesamtgewicht der Katalysatorfeinteile in dem Reaktorausflussstrom.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, bei dem die Abtrennstufe (e) 2,5 Stunden oder weniger zur wirksamen Ab trennung von Katalysatorfeinteilen und Flockungsmittel von der flüssigen Fraktion dauert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Gewicht der Katalysatorfeinteile, angegeben als Prozentsatz des Gesamtgewichts der flüssigen Fraktion, 10 Gew.-% oder weniger beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Oxygenat aus einem Verfahren zur Umwandlung einer methanhaltigen Quelle in Oxygenat stammt.
Verfahren zur Herstellung von Polymerprodukt, bei dem (a) ein oder mehrere Olefinprodukte aus dem Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche erhalten wird oder werden, (b) das eine oder die mehreren Olefinprodukt(e) polymerisiert wird oder werden, um ein oder mehrere Polymerprodukte herzustellen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Trennvorrichtung eine Zentrifuge ist.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Trennvorrichtung eine Absitzvorrichtung ist und sich in einer Abwasserbehandlungsanlage befindet.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Trennvorrichtung eine Absitzvorrichtung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Klärgefäßen, Absitztanks und Absitzbecken ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem 5 Gew.-% oder weniger der Katalysatorfeinteile in dem Reaktorausflussstrom eine Teilchengröße von mehr als 40 μm be sitzen, bezogen auf das Gesamtgewicht der Katalysatorfeinteile in dem Reaktorausflussstrom.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem 1 Gew.-% oder weniger der Katalysatorfeinteile in dem Reaktorausflussstrom eine Teilchengröße von mehr als 40 μm besitzen, bezogen auf das Gesamtgewicht der Katalysatorfeinteile in dem Reaktorausflussstrom.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Flockungsmittel kationisches Polymer ist.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem das Flockungsmittel kationisches Polymer ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyacrylamiden, Diallyldimethylammoniumchlorid, Epichlorhydrin-amin und Dicandiamid-Formaldehyd ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Gewicht der Katalysatorfeinteile in der flüssigen Fraktion 5 Gew.-% oder weniger beträgt, bezogen auf das Gesamtgewicht der flüssigen Fraktion.
Verfahren nach Anspruch 14, bei dem das Gewicht der Katalysatorfeinteile in der flüssigen Fraktion 2 Gew.-% oder weniger beträgt, bezogen auf das Gesamtgewicht der flüssigen Fraktion.
Verfahren nach Anspruch 15, bei dem das Gewicht der Katalysatorfeinteile in der flüssigen Fraktion 1 Gew.-% oder weniger beträgt, bezogen auf das Gesamtgewicht der flüssigen Fraktion.
Verfahren nach Anspruch 16, bei dem das Gewicht der Katalysatorfeinteile in der flüssigen Fraktion 10 ppm oder mehr beträgt, bezogen auf das Gesamtgewicht der flüssigen Fraktion.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Verhältnis des Gewichts der Katalysatorfeinteile zu dem Gewicht des Flockungsmittels weniger als die Menge ist, bei der das bestimmte Flockungsmittel zur Überdosierung führt.
Verfahren nach Anspruch 18, bei dem es bis zur wirksamen Abtrennung mit dem Flockungsmittel 2 Stunden oder weniger dauert.
Verfahren nach Anspruch 19, bei dem es bis zur wirksamen Abtrennung mit dem Flockungsmittel 1,5 Stunden oder weniger dauert.
Verfahren nach Anspruch 20, bei dem es bis zur wirksamen Abtrennung mit dem Flockungsmittel 1 Stunde oder weniger dauert.