專利名稱：用于從甲醇至烯烴轉(zhuǎn)化反應(yīng)器的壓縮機(jī)系統(tǒng)中除去沉積物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于減少壓縮機(jī)污垢的方法和裝置。更具體地，本發(fā)明旨在在有效從壓縮機(jī)和/或中間冷卻器內(nèi)部表面上除去污染物的條件下，將污染物去除介質(zhì)噴入甲醇至烯烴分離系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)和/或中間冷卻器中。
背景技術(shù)：
輕質(zhì)烯烴(此處限定為乙烯和丙烯)充當(dāng)了多種化學(xué)物質(zhì)生產(chǎn)的原料。烯烴傳統(tǒng)上是由石油裂解產(chǎn)生。由于石油來(lái)源的有限供應(yīng)和/或高成本，由石油來(lái)源生產(chǎn)烯烴的成本穩(wěn)定地增加。
用于生產(chǎn)輕質(zhì)烯烴的可選原料包括含氧化合物(oxygenate)。在含氧化合物至烯烴(OTO)的反應(yīng)系統(tǒng)中，含有含氧化合物的原料被蒸發(fā)，并引入一反應(yīng)器中。示例性的含氧化合物包括諸如甲醇和乙醇的醇類、二甲醚、甲乙醚、甲酸甲酯和碳酸二甲酯。在OTO反應(yīng)系統(tǒng)的一種類型——甲醇至烯烴(MTO)反應(yīng)系統(tǒng)中，含有含氧化合物的原料包括甲醇。在該反應(yīng)器中，甲醇在有效產(chǎn)生含所需輕質(zhì)烯烴的產(chǎn)品排放物的條件下，與一種催化劑、優(yōu)選分子篩催化劑接觸。
來(lái)自MTO反應(yīng)系統(tǒng)的產(chǎn)品排放物隨后被引入包括一個(gè)或多個(gè)分離設(shè)備的分離系統(tǒng)中，該分離系統(tǒng)為本領(lǐng)域已知。該分離系統(tǒng)從產(chǎn)品排放物的諸如未反應(yīng)原料和不理想副產(chǎn)品的其它成分中，分離出所需的輕質(zhì)烯烴。MTO分離系統(tǒng)典型地包括一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)單元或?qū)嶓w，它們適于壓縮至少一部分的該產(chǎn)品排放物。壓縮機(jī)有雙重目的，即促進(jìn)產(chǎn)品排放物移動(dòng)穿過(guò)該分離系統(tǒng)，和從該產(chǎn)品排放物中冷凝出更重質(zhì)的較不合所需的成分。
壓縮機(jī)如離心式壓縮機(jī)通常由具有一個(gè)或多個(gè)級(jí)的一個(gè)實(shí)體形成。各級(jí)具有各自的入口和出口，且通常包括一個(gè)或多個(gè)工段，每一工段具有葉輪和隔膜。在很多實(shí)例中采用多個(gè)實(shí)體和多級(jí)。為了減少驅(qū)動(dòng)這些多級(jí)所需的能量，經(jīng)常在它們之間設(shè)置中間冷卻器。中間冷卻器就是直接位于壓縮機(jī)下游的換熱器。在某些情況下，中間冷卻器也用在級(jí)與級(jí)之間，以減少壓縮所需能量。
壓縮機(jī)污垢可能發(fā)生在MTO分離系統(tǒng)的壓縮機(jī)或中間冷卻器中。污垢由固體如晶體，或者壓縮機(jī)或中間冷卻器內(nèi)的液烴污染物層構(gòu)成。例如，液體污染物可能通過(guò)壓縮機(jī)實(shí)體內(nèi)的聚合作用形成。MTO分離系統(tǒng)中的壓縮機(jī)污垢是不希望發(fā)生的，因?yàn)楫?dāng)壓縮機(jī)內(nèi)污染物越積越多時(shí)，可能出現(xiàn)不均衡，從而導(dǎo)致振動(dòng)、壓縮機(jī)效率低下和最終的壓縮機(jī)失敗。污染物還可能在壓縮機(jī)中間冷卻器中固化或冷凝。壓縮機(jī)中間冷卻器中的污垢是不希望發(fā)生的，因?yàn)闊崃總鬟f受損，且流量降低。
因此，理想的是有一種方法，用于除去在MTO分離系統(tǒng)的壓縮機(jī)和中間冷卻器內(nèi)表面上堆積的污染物。
發(fā)明概述在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及一種用于從甲醇至烯烴(MTO)分離系統(tǒng)的壓縮機(jī)中除去污染物的方法。該方法包括在該壓縮機(jī)中壓縮排放物，該壓縮機(jī)具有入口、出口和內(nèi)部壓縮機(jī)表面。該壓縮發(fā)生在有效于內(nèi)部壓縮機(jī)表面上形成污染物的條件下。將污染物去除介質(zhì)噴入該壓縮機(jī)中，而且該污染物去除介質(zhì)在有效從內(nèi)部壓縮機(jī)表面上除去該污染物、從而形成移動(dòng)污染物的條件下，與該污染物接觸。該移動(dòng)污染物然后從該壓縮機(jī)除去。
本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式是一種用于壓縮MTO轉(zhuǎn)化裝置所排放的排放物的方法。該方法包括，使含甲醇的原料在有效形成含輕質(zhì)烯烴的產(chǎn)品排放物的條件下，與催化劑接觸。將該產(chǎn)品排放物的至少一部分引入到具有壓縮機(jī)表面的壓縮機(jī)中。該至少一部分的產(chǎn)品排放物在有效于該壓縮機(jī)表面上形成沉積物的條件下，在該壓縮機(jī)內(nèi)被壓縮。沉積物去除介質(zhì)在有效從該壓縮機(jī)表面除去沉積物的條件下，與該沉積物接觸。
本發(fā)明還涉及一種MTO分離系統(tǒng)中的壓縮機(jī)。該壓縮機(jī)包括壓縮機(jī)實(shí)體，該壓縮機(jī)實(shí)體形成用于接收壓縮排放物的壓縮機(jī)入口，該壓縮機(jī)入口和反應(yīng)器的出口流體連通。該壓縮機(jī)實(shí)體還形成有壓縮機(jī)出口。在壓縮機(jī)實(shí)體內(nèi)部的壓縮機(jī)構(gòu)起作用，以壓縮該排放物。還提供了噴射單元，其具有至少一個(gè)噴嘴，用于將沉積物去除介質(zhì)噴入該壓縮機(jī)構(gòu)中。
在另一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明是一種用于從MTO分離系統(tǒng)的壓縮機(jī)中間冷卻器中除去污染物的方法。在這一實(shí)施方式中，排放物在壓縮機(jī)內(nèi)被壓縮，以形成已壓縮的排放物。該已壓縮排放物在具有內(nèi)部表面的壓縮機(jī)中間冷卻器中，在有效于該內(nèi)部表面上形成污染物的條件下冷卻。將污染物去除介質(zhì)噴入該中間冷卻器中，并在有效從該內(nèi)部表面上除去污染物、從而形成移動(dòng)污染物的條件下，與該污染物接觸。該移動(dòng)污染物隨后從中間冷卻器中除去。
本發(fā)明還涉及一種用于從MTO分離系統(tǒng)的壓縮機(jī)中除去污染物的方法。在這一實(shí)施方式中，排放物在第一壓縮機(jī)級(jí)被壓縮，以形成已壓縮的排放物。該第一壓縮機(jī)級(jí)具有第一入口、第一出口和第一內(nèi)部壓縮機(jī)表面，且位于該壓縮機(jī)中。壓縮發(fā)生在有效于第一內(nèi)部壓縮機(jī)表面上形成污染物的條件下。將污染物去除介質(zhì)噴入該第一壓縮機(jī)級(jí)中，并在有效從該第一內(nèi)部壓縮機(jī)表面除去污染物、從而形成移動(dòng)污染物的條件下，與該污染物接觸。該移動(dòng)污染物隨后從第一壓縮機(jī)級(jí)中除去。非必要地，這一方法還包括在第二壓縮機(jī)級(jí)中壓縮已壓縮的排放物，該第二壓縮機(jī)級(jí)具有第二入口、第二出口和第二內(nèi)部壓縮機(jī)表面。該第一和第二壓縮機(jī)級(jí)可在一個(gè)單一的壓縮機(jī)實(shí)體內(nèi)，或在分開的壓縮機(jī)實(shí)體內(nèi)。
附圖概述通過(guò)附圖中的實(shí)施例，示出整體發(fā)明的各種實(shí)施方式，該附圖中

圖1是表示使甲醇反應(yīng)以形成產(chǎn)品排放物的方法流程圖，該方法涉及驟冷塔，而且至少部分被壓縮；和圖2是表示壓縮機(jī)和用于除去壓縮機(jī)內(nèi)所含污垢污染物的噴射系統(tǒng)的流程圖。
發(fā)明詳述本發(fā)明提供一種用于除去堆積在MTO分離系統(tǒng)的壓縮機(jī)和中間冷卻器的內(nèi)表面上的污染物的方法。通過(guò)從MTO分離系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)或中間冷卻器的內(nèi)表面上除去這些污染物，能增加MTO分離系統(tǒng)壓縮機(jī)的效率及脫機(jī)清潔之間的運(yùn)行時(shí)間，而且能增加中間冷卻器的效率。在一個(gè)實(shí)施方式中，該方法包括將污染物去除介質(zhì)噴入壓縮機(jī)中，并使該污染物去除介質(zhì)在有效形成移動(dòng)污染物的條件下，與該污染物接觸。該移動(dòng)污染物隨后從壓縮機(jī)內(nèi)除去。該污染物去除介質(zhì)能夠隨后通過(guò)本領(lǐng)域已知的分離技術(shù)如蒸餾或利用分離或排出鼓，從MTO產(chǎn)品排放物中分離出來(lái)。
附加或可選地，本發(fā)明方法包括將相同或不同的污染物去除介質(zhì)噴入中間冷卻器中，并使該可除去污染物的介質(zhì)在有效形成移動(dòng)污染物的條件下，與該中間冷卻器污染物接觸。該移動(dòng)污染物隨后從中間冷卻器中除去。該污染物去除介質(zhì)能夠隨后通過(guò)本領(lǐng)域已知的分離技術(shù)如蒸餾或利用分離或排出鼓，從MTO產(chǎn)品排放物中分離出來(lái)。
通過(guò)氣相色譜和火焰離子化檢測(cè)法(GC/FID)以及氣相色譜和質(zhì)譜法(GC/MS)分析技術(shù)，已經(jīng)在MTO工藝的反應(yīng)器排放物中觀察到各種污染物。在一個(gè)具體的反應(yīng)器和催化劑系統(tǒng)中，烴、特別是烷基化苯構(gòu)成了大多數(shù)的污垢污染物。這些烴污染物被發(fā)現(xiàn)漂浮在相分離罐如分離鼓的水層上。在這一特定系統(tǒng)中，所發(fā)現(xiàn)的烴污染物中大約70％是C9、C10、C11和C12芳族化合物。除了液烴污染物外，還有黃銹色的晶體堆積在水層和烴層的界面處。這些晶體被發(fā)現(xiàn)主要由凝固點(diǎn)為330.8°F(166℃)的六甲苯(41重量％)，以及具有5個(gè)碳原子的烷基化萘(23重量％)構(gòu)成。其余的晶體被發(fā)現(xiàn)由多烷基化的苯和萘構(gòu)成。污垢還被認(rèn)為是源于不飽和物的聚合、不飽和物和含氧化合物的縮聚，以及與重質(zhì)材料混合從而形成粘性不流動(dòng)材料的催化劑細(xì)粒或鹽?？赡艽嬖谟谂欧盼锪髦械臐撛谖酃盖绑w化合物的非限制性名單包括丁二烯、戊二烯、萘、環(huán)戊二烯、己二烯、環(huán)己二烯、C7+二烯、苯乙烯、C4+苯系化合物及它們的混合物。也可能存在于排放物流中、或者可能由一種或多種污垢前體化合物形成的潛在污垢化合物的非限制性名單包括甲基乙炔、六甲苯、杜烯及它們的混合物。污垢化合物或污染物可能在壓縮機(jī)或中間冷卻器的一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部表面上形成為粘著物、殘?jiān)⒈∧?、層、或固體。
為了從MTO壓縮機(jī)的內(nèi)表面上除去這些及其它的污染物，本發(fā)明提供了將污染物去除介質(zhì)直接噴入一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)和/或中間冷卻器內(nèi)的噴射。在一個(gè)實(shí)施方式中，污染物去除介質(zhì)被直接噴入壓縮機(jī)實(shí)體的一個(gè)或多個(gè)級(jí)內(nèi)。離心式壓縮機(jī)的各級(jí)包括入口，出口，和被形成了迷宮的一個(gè)或多個(gè)隔膜所部分包圍的一個(gè)或多個(gè)葉輪。優(yōu)選地，在靠近壓縮機(jī)級(jí)的壓縮機(jī)外壁上鉆一個(gè)或多個(gè)洞，將霧化噴嘴或其它噴射設(shè)備插入洞中，并例如通過(guò)銅焊、焊接、機(jī)械裝置或其它固定方法將其緊密固定。在一個(gè)實(shí)施方式中，噴射設(shè)備被焊接固定，且噴射點(diǎn)附近有法蘭，以便于噴射設(shè)備的清潔。非必要地，該壓縮機(jī)或中間冷卻器被制造為在其外表面上有適于接收噴射噴嘴的洞，從而不需要在壓縮機(jī)或中間冷卻器的外表面鉆孔。優(yōu)選地，每一級(jí)包括至少一個(gè)噴射噴嘴，更優(yōu)選包括至少兩個(gè)噴射噴嘴。在這一實(shí)施方式中，污染物去除介質(zhì)被直接噴入大多數(shù)污垢污染物形成之處。在另一實(shí)施方式中，具有葉輪和隔膜的各個(gè)級(jí)工段有與該級(jí)工段相連的一個(gè)、兩個(gè)或多于兩個(gè)的污染物去除介質(zhì)的噴射噴嘴。
附加或可選地，在壓縮機(jī)入口側(cè)鉆一個(gè)、兩個(gè)或多于兩個(gè)的洞。在這一實(shí)施方式中，污染物去除介質(zhì)的噴射噴嘴優(yōu)選插入靠近壓縮機(jī)入口的洞中，并固定于其中。非必要地，污染物去除介質(zhì)通過(guò)靠近壓縮機(jī)入口的噴嘴直接噴入壓縮機(jī)入口中。
附加或可選地，污染物去除介質(zhì)被噴入一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)中間冷卻器中。壓縮機(jī)中間冷卻器是位于壓縮機(jī)實(shí)體或級(jí)的下游或它們之間的換熱器。理想地，中間冷卻器是管殼型換熱器。在另一實(shí)施方式中，中間冷卻器是板框型換熱器。如果壓縮機(jī)系統(tǒng)包括多個(gè)壓縮機(jī)實(shí)體，理想的是在壓縮機(jī)實(shí)體之間的壓縮機(jī)中間冷卻器中，冷卻已壓縮物流，以便于重質(zhì)產(chǎn)品的冷凝，并減少驅(qū)動(dòng)多個(gè)實(shí)體所需的能量。由于已經(jīng)發(fā)現(xiàn)污垢污染物形成在這些中間冷卻器內(nèi)部，將污染物去除介質(zhì)噴入中間冷卻器入口中的噴射就減少了中間冷卻器污垢的發(fā)生。
典型地，該中間冷卻器由容納著第一介質(zhì)的外殼，和穿過(guò)該殼并容納第二介質(zhì)的內(nèi)管構(gòu)成。當(dāng)?shù)诙牧狭鬟^(guò)該管時(shí)，熱量在第一和第二介質(zhì)之間傳遞。如果工藝氣體在中間冷卻器的管側(cè)，如圖2所示，則污染物去除介質(zhì)優(yōu)選被噴入入口端。如果工藝氣體在中間冷卻器的殼側(cè)而非管側(cè)，則如前述關(guān)于將污染物去除介質(zhì)噴入一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)側(cè)的情況，污染物去除介質(zhì)能夠被噴入中間冷卻器側(cè)。優(yōu)選地，各中間冷卻器系統(tǒng)由多個(gè)平行外殼、以及通常串聯(lián)連接的兩組或三組平行外殼構(gòu)成。
雖然不希望約束于任何特定理論，但可以相信，污染物去除介質(zhì)通過(guò)摩擦，例如進(jìn)入壓縮機(jī)的已霧化污染物去除介質(zhì)的足以從壓縮機(jī)內(nèi)表面上剪切去污垢污染物的力，從壓縮機(jī)的內(nèi)表面上除去污垢污染物。因此，在這一實(shí)施方式中，污染物去除介質(zhì)可以是易于在下游加工時(shí)(如下面所討論的)從所需產(chǎn)品如輕質(zhì)烯烴中分離，且提供了對(duì)壓縮機(jī)和/或中間冷卻器內(nèi)表面上形成的污染物的適當(dāng)剪切力的任何液體。附加地，在不約束于任何特定理論的條件下，通過(guò)用液體芳族化合物作為污染物去除介質(zhì)，可以相信至少一部分的污垢污染物溶解在該去除介質(zhì)中，并在下游加工中通過(guò)眾所周知的萃取原理而從壓縮機(jī)中除去，這一點(diǎn)在下面將詳細(xì)討論。
根據(jù)本發(fā)明，可采用多種污染物去除介質(zhì)，以從壓縮機(jī)和/或中間冷卻器中除去這些污染物。優(yōu)選地，該污染物去除介質(zhì)包括芳族化合物。理想地，該污染物去除介質(zhì)是一種溶液，以該污染物去除介質(zhì)的總重量計(jì)，該溶液含有至少20重量％的芳香性，更優(yōu)選至少50重量％、至少60重量％或至少70重量％的芳香性，最優(yōu)選至少80重量％或至少90重量％的芳香性。該污染物去除介質(zhì)優(yōu)選為一種沸點(diǎn)為120°F(48.9℃)～800°F(426.7℃)、優(yōu)選為200°F(93.3℃)～700°F(371.1℃)、且最優(yōu)選400°F(204.4℃)～600°F(315.5℃)的洗油。非必要地，該污染物去除介質(zhì)選自單環(huán)芳族化合物(優(yōu)選非脂族)，多環(huán)芳族化合物，芳族石腦油，芳族瓦斯油，及它們的混合物。用于油田鉆井的重質(zhì)芳族石腦油是特別理想的洗油。在其它實(shí)施方式中，污染物去除介質(zhì)含有水。優(yōu)選地，該污染物去除介質(zhì)基本上不含硫，但芳族環(huán)或C5+化合物含的硫是在有限數(shù)量?jī)?nèi)可容忍的。優(yōu)選污染物去除介質(zhì)包括少于10000wppm，優(yōu)選少于100wppm，更優(yōu)選少于1wppm，最優(yōu)選不可檢測(cè)量(此處定義為少于0.01wppm的硫)的硫。相比于被壓縮的熱量汽化、從而減少或消除了該輕質(zhì)芳族化合物從壓縮機(jī)內(nèi)表面除去污染物的能力的輕質(zhì)芳族化合物，重質(zhì)芳族化合物更優(yōu)選被噴入壓縮機(jī)中。但是，當(dāng)噴射點(diǎn)處的條件允許一部分被噴入的洗油保持為液體時(shí)，含單環(huán)或雙環(huán)芳族化合物、或芳族化合物混合物的更輕質(zhì)芳族化合物可用作污染物去除介質(zhì)。更輕質(zhì)的芳族化合物為洗滌排放或分離鼓(如下面參照?qǐng)D2所討論的)和中間冷卻器所優(yōu)選。更重質(zhì)的洗油為壓縮機(jī)的洗滌所優(yōu)選。
在另一個(gè)實(shí)施方式中，來(lái)自MTO反應(yīng)系統(tǒng)的分離系統(tǒng)的重質(zhì)烴物流被用作污染物去除介質(zhì)。在這一實(shí)施方式中，例如，污染物去除介質(zhì)包括C4+烴餾分、C5+烴餾分、或C6+烴餾分。
在另一個(gè)實(shí)施方式中，污染物去除介質(zhì)能夠作為MTO反應(yīng)系統(tǒng)的副產(chǎn)品提供。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，污染物去除介質(zhì)包括來(lái)自MTO分離系統(tǒng)的驟冷塔塔底流出物流的至少一部分。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，含有芳族化合物的重質(zhì)芳族油能夠從MTO驟冷塔塔底流出物流中分離出來(lái)。該重質(zhì)芳族油是在MTO反應(yīng)系統(tǒng)中產(chǎn)生的，且具有作為壓縮機(jī)或中間冷卻器洗油的理想性能。該重質(zhì)芳族油將在驟冷塔和第一級(jí)排出或分離鼓內(nèi)冷凝，這一點(diǎn)將在下面討論。為了回收該重質(zhì)芳族油，優(yōu)選提供一個(gè)底部撇油器(skim)，用于將來(lái)自驟冷塔和/或排放或分離鼓的已冷凝水頂部的油傾析出來(lái)。撇出的油被送入沉降設(shè)備如鼓、或任何提供沉降時(shí)間和從中排放油的界面的設(shè)備中。排放的重質(zhì)芳族油隨后被收集，并儲(chǔ)存在單獨(dú)的罐內(nèi)，在該罐中，它可用于向工藝氣體壓縮機(jī)或中間冷卻器內(nèi)的噴射，優(yōu)選為間歇噴射?？蛇x地，該重質(zhì)芳族油能夠通過(guò)眾所周知的分離技術(shù)如蒸餾而從驟冷塔塔底流出物流的其它組分中分離出來(lái)，并有利地作為污染物去除介質(zhì)而再循環(huán)回到一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)或中間冷卻器中。
進(jìn)入給定壓縮機(jī)或中間冷卻器的污染物去除介質(zhì)流量可根據(jù)多種因素改變，該因素例如產(chǎn)品餾分通過(guò)壓縮機(jī)的流量、以及操作溫度。當(dāng)噴入壓縮機(jī)時(shí)，一部分的污染物去除介質(zhì)可能蒸發(fā)。該蒸發(fā)是不希望發(fā)生的，因?yàn)槿绻撐廴疚锶コ橘|(zhì)處于蒸汽相，則該介質(zhì)的污染物去除性能降低。因此，優(yōu)選對(duì)污染物去除介質(zhì)的噴射流量進(jìn)行選擇，以使得在其被噴入壓縮機(jī)之后，至少一部分的該污染物去除介質(zhì)處于液相，從而在壓縮機(jī)體積內(nèi)提供污染物的洗滌。
如上面所指出的，當(dāng)發(fā)生壓縮機(jī)污垢時(shí)，已結(jié)垢的壓縮機(jī)實(shí)體將開始振動(dòng)。如果不進(jìn)行糾正，這一污垢將導(dǎo)致壓縮機(jī)的效率低下，并最終導(dǎo)致壓縮機(jī)失敗。在本發(fā)明的一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，通過(guò)振動(dòng)檢測(cè)設(shè)備，或通過(guò)較不復(fù)雜的裝置如單獨(dú)感測(cè)壓縮機(jī)外表面或聆聽振動(dòng)噪音，從而監(jiān)視一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)的振動(dòng)。在這一實(shí)施方式中，當(dāng)檢測(cè)到振動(dòng)時(shí)，基于所需的污染物去除介質(zhì)被間歇噴入該壓縮機(jī)中。該間歇壓縮優(yōu)選響應(yīng)于監(jiān)視中的一個(gè)測(cè)定，即該壓縮機(jī)中的振動(dòng)已經(jīng)超出了預(yù)定的振動(dòng)上限。
在另一個(gè)實(shí)施方式中，污染物去除介質(zhì)的噴射系統(tǒng)能夠按照預(yù)設(shè)定的間隔將污染物去除介質(zhì)噴入壓縮機(jī)或中間冷卻器中。該噴射之間的間隔可根據(jù)多種因素變化。理想地，在連續(xù)操作的MTO分離系統(tǒng)中，污染物去除介質(zhì)以每?jī)蓚€(gè)月至少一次噴射、每個(gè)月至少一次噴射、每周至少一次噴射、每周至少兩次噴射、或者每天至少一次噴射的量，被噴入接收來(lái)自驟冷塔的塔頂流出物流的初始?jí)嚎s機(jī)中，或者被噴入中間冷卻器中。在其它實(shí)施方式中，噴射之間的間隔為12小時(shí)、6小時(shí)、3小時(shí)或1小時(shí)。為了便于間歇的污染物去除介質(zhì)噴射，在一個(gè)實(shí)施方式中，采用一個(gè)定時(shí)器，以使污染物去除介質(zhì)噴射設(shè)備以預(yù)定的間隔，將污染物去除介質(zhì)噴入壓縮機(jī)或中間冷卻器中。在第三個(gè)實(shí)施方式中，噴射系統(tǒng)連續(xù)地將污染物去除介質(zhì)噴入一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)和/或中間冷卻器中。但是，優(yōu)選的是采用間歇噴射，因?yàn)樵搰娚錅p少了壓縮機(jī)容量、洗油分離設(shè)備的負(fù)載和洗油成本。
各噴射周期的長(zhǎng)度，例如各噴射的持續(xù)時(shí)間也可根據(jù)多種因素改變。典型地，污染物去除介質(zhì)被噴入一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)和/或中間冷卻器內(nèi)至少6小時(shí)，更優(yōu)選至少10小時(shí)，最優(yōu)選至少14小時(shí)。在范圍方面，各噴射周期為1～24小時(shí)，更優(yōu)選5～14小時(shí)，最優(yōu)選8～14小時(shí)。
在被噴入一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)和/或中間冷卻器之前，污染物去除介質(zhì)優(yōu)選儲(chǔ)存在污染物去除介質(zhì)儲(chǔ)罐中，該儲(chǔ)罐與泵流體連通，該泵將污染物去除介質(zhì)泵入壓縮機(jī)的一個(gè)或多個(gè)級(jí)或工段、壓縮機(jī)的入口、和/或一個(gè)或多個(gè)中間冷卻器中。
本發(fā)明還涉及用于MTO分離系統(tǒng)的改良?jí)嚎s機(jī)。該壓縮機(jī)包括壓縮機(jī)殼體，該殼體具有用于接收將被壓縮的排放物如來(lái)自MTO驟冷塔塔頂排放物流的入口。非必要地，該壓縮機(jī)入口與反應(yīng)器出口流體連通。該壓縮機(jī)殼體還具有壓縮機(jī)出口。在壓縮機(jī)殼體內(nèi)部的壓縮機(jī)構(gòu)起作用以壓縮該排放物。優(yōu)選地，該壓縮機(jī)構(gòu)包括可繞縱軸旋轉(zhuǎn)的葉輪、將一葉輪與鄰近葉輪分開的隔膜、以及設(shè)置在葉輪和隔膜給定工段之間的迷宮或通道。在一個(gè)實(shí)施方式中，該壓縮機(jī)包括多個(gè)葉輪，每個(gè)葉輪具有相關(guān)聯(lián)的一對(duì)隔膜，以提供迷宮或通道。該壓縮機(jī)還包括噴射單元，該噴射單元具有用于將沉積物去除介質(zhì)噴入壓縮機(jī)工段的迷宮或通道附近的壓縮機(jī)殼體內(nèi)的噴嘴。本發(fā)明優(yōu)選在連續(xù)流壓縮機(jī)如離心式壓縮機(jī)中實(shí)施。非必要地，本發(fā)明在軸流或螺桿式壓縮機(jī)內(nèi)實(shí)施，但噴入這些類型壓縮機(jī)中的液體量應(yīng)被謹(jǐn)慎監(jiān)視并使之最小化，以保持壓縮機(jī)的整體性。
該壓縮機(jī)非必要地包括振動(dòng)檢測(cè)器，如上面所討論的，該檢測(cè)器適于檢測(cè)葉輪的振動(dòng)。該振動(dòng)檢測(cè)器包括測(cè)定單元，以測(cè)定振動(dòng)是否超出預(yù)定的振動(dòng)上限。優(yōu)選地，響應(yīng)于該測(cè)定單元的一個(gè)測(cè)定，即振動(dòng)已經(jīng)超出預(yù)定的振動(dòng)上限，噴射單元間歇地將沉積物去除介質(zhì)噴入壓縮機(jī)殼體中。可選地，響應(yīng)于用戶的測(cè)定，即振動(dòng)已經(jīng)超出預(yù)定的振動(dòng)上限，以及用戶對(duì)噴射單元的激活，該噴射單元間歇地將沉積物去除介質(zhì)噴入壓縮機(jī)殼體中。
優(yōu)選地，在壓縮機(jī)殼體內(nèi)部提供一個(gè)或多個(gè)噴射端口，各端口優(yōu)選定位在各壓縮機(jī)工段附近。各噴射端口接收直接將沉積物去除介質(zhì)噴入各壓縮機(jī)工段的通道內(nèi)的噴射噴嘴。優(yōu)選地，該噴射單元直接將沉積物去除介質(zhì)噴入給定壓縮機(jī)級(jí)的各通道內(nèi)。非必要地，多個(gè)端口與壓縮機(jī)工段的一個(gè)單獨(dú)通道相連。在這一實(shí)施方式中，多個(gè)噴嘴將沉積物去除介質(zhì)噴入該單獨(dú)通道內(nèi)。
在另一個(gè)實(shí)施方式中，壓縮機(jī)和與其出口流體連通的壓縮機(jī)中間冷卻器相連。中間冷卻器噴射單元將沉積物去除介質(zhì)噴入該中間冷卻器內(nèi)。該噴射單元優(yōu)選將沉積物去除介質(zhì)噴入壓縮機(jī)入口中。
圖1圖示說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)MTO分離系統(tǒng)用壓縮機(jī)。將受熱的含甲醇原料100引入反應(yīng)器102中。在該反應(yīng)器102中，甲醇在有效將甲醇轉(zhuǎn)化成含輕質(zhì)烯烴的條件下，與催化劑、優(yōu)選分子篩催化劑接觸，該輕質(zhì)烯烴通過(guò)含氧化合物轉(zhuǎn)化產(chǎn)品排放物管線104離開反應(yīng)器，并非必要地在一個(gè)或多個(gè)換熱器(未示出)中冷卻之后，被引入到驟冷塔106中。在該驟冷塔中，產(chǎn)品排放物在比一系列合適接觸設(shè)備更高的初始溫度下，直接與驟冷介質(zhì)如水接觸。驟冷塔106中所需驟冷介質(zhì)的量受多個(gè)因素影響，該因素包括但并非必須限于驟冷介質(zhì)的組成、通過(guò)再循環(huán)管線110再循環(huán)引入驟冷塔的驟冷介質(zhì)的溫度、以及不同物流之間所需的溫差和壓差。氣相產(chǎn)品作為塔頂或輕質(zhì)產(chǎn)品餾分物流112分離。重質(zhì)產(chǎn)品餾分物流108在排放溫度下從驟冷塔106底部排放，該物流108包括大量的副產(chǎn)品水，一部分未反應(yīng)的含氧化合物(除那些在驟冷條件下為氣相的含氧化合物之外)，小部分的含氧化合物轉(zhuǎn)化副產(chǎn)品，特別重質(zhì)的烴(C5+)，和通常大量的驟冷介質(zhì)。
一種優(yōu)選的驟冷介質(zhì)為水，它從任何目的和意圖來(lái)說(shuō)都和副產(chǎn)品水無(wú)法區(qū)分。這不需要從重質(zhì)產(chǎn)品餾分的副產(chǎn)品水中分離驟冷介質(zhì)的步驟。在采用除水之外的驟冷介質(zhì)，且這一驟冷材料在驟冷條件下基本上為液體形式的情況下，可對(duì)重質(zhì)產(chǎn)品餾分108，或者重質(zhì)產(chǎn)品餾分被分成的數(shù)種餾分之任一種或全部進(jìn)行加工，以從副產(chǎn)品水中分離出驟冷介質(zhì)。例如，如果驟冷介質(zhì)是一種高沸點(diǎn)烴如柴油或類似物流，它和副產(chǎn)品水不能混合。這樣的驟冷介質(zhì)的分離可通過(guò)驟冷塔106底部適當(dāng)設(shè)計(jì)的圍堰系統(tǒng)，或在本發(fā)明的多個(gè)不同工藝點(diǎn)處，在鼓式分離器或其它分離設(shè)備中進(jìn)行。此外，如果有任何重質(zhì)烴(C5+)在含氧化合物轉(zhuǎn)化反應(yīng)中形成，則它們也將以和驟冷介質(zhì)的去除基本相同的方式，或者和驟冷介質(zhì)一起，在物流108或該工藝的其它點(diǎn)處，從副產(chǎn)品水中除去。如果驟冷介質(zhì)是一種相對(duì)輕質(zhì)的材料，該材料在驟冷條件下基本上為氣相，且因此以相當(dāng)?shù)牧看嬖谟谳p質(zhì)產(chǎn)品餾分中，則這樣的驟冷介質(zhì)能夠在包括整個(gè)含氧化合物轉(zhuǎn)化、烯烴回收和純化工藝在內(nèi)的下游烯烴回收工藝中被分離。
輕質(zhì)產(chǎn)品餾分物流112被引入到一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)實(shí)體114內(nèi)，在該壓縮機(jī)實(shí)體中，輕質(zhì)產(chǎn)品餾分被壓縮或加壓。本申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，在接收來(lái)自驟冷塔的塔頂排放物流的第一壓縮機(jī)實(shí)體的初始級(jí)內(nèi)，壓縮機(jī)污垢尤其成為問(wèn)題。即，在輕質(zhì)產(chǎn)品餾分112進(jìn)入的第一壓縮機(jī)實(shí)體的第一級(jí)內(nèi)，壓縮機(jī)污垢尤其成為問(wèn)題。在后續(xù)壓縮機(jī)級(jí)中，壓縮機(jī)污垢并非是如此重要的問(wèn)題。一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)實(shí)體的壓縮比能夠?qū)挿旱馗淖儯拖窭鏚uerchler等人的美國(guó)專利US6,441,261所披露的那樣，該專利文獻(xiàn)的全文被引入此處作為參考。
在一個(gè)實(shí)施方式中，來(lái)自MTO分離系統(tǒng)的已冷卻烯烴產(chǎn)品物流的至少一部分在一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)內(nèi)被壓縮，該壓縮機(jī)包括1～4級(jí)，且具有各級(jí)之間的材料冷卻(中間冷卻)，其中各壓縮機(jī)優(yōu)選具有約1.4～約6.0，優(yōu)選約1.7～約4.0，更優(yōu)選約2.0～約3.5的壓縮比。壓縮比是指壓縮系統(tǒng)給定級(jí)的出口處的絕對(duì)壓力除以相同級(jí)的入口處的絕對(duì)壓力所得的值。雖然更高的壓縮比通常受到已冷卻烯烴產(chǎn)品物流中的污垢污染物含量的限制，但較高的壓縮比通常是理想的，而且是根據(jù)本發(fā)明可獲得的，因?yàn)樗鼈儺a(chǎn)生較便宜的壓縮系統(tǒng)。壓縮系統(tǒng)入口壓力優(yōu)選為約2psig(13.8kPag)～約50psig(344.7kPag)，更優(yōu)選為約5psig(34.5kPag)～約20psig(137.9kPag)。
已壓縮的產(chǎn)品優(yōu)選被引入到用于初始產(chǎn)品分離的一個(gè)或多個(gè)中間冷卻器和排出鼓(參見圖2)中。已壓縮的產(chǎn)品餾分116離開一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)實(shí)體114，并被引入分離單元118中，該分離單元118可包括一個(gè)或多個(gè)分離單元如蒸餾塔、分流器、洗滌單元等。在分離單元118中，來(lái)自已壓縮產(chǎn)品餾分116的副產(chǎn)品及通常的不理想成分如含氧化合物污染物通過(guò)一個(gè)或多個(gè)塔底排放物流而得以除去，通常作為管線122圖示說(shuō)明在圖1中。包括基本上純的乙烯和/或丙烯的塔頂排放物流124隨后非必要地被引入一個(gè)或多個(gè)次級(jí)壓縮機(jī)132中，形成最終的已冷卻產(chǎn)品物流。本申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，雖然將污染物去除介質(zhì)噴入這些一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)或其它MTO分離系統(tǒng)壓縮機(jī)仍屬于本發(fā)明的范圍，但這些次級(jí)壓縮機(jī)中壓縮機(jī)污垢并不是一個(gè)重要的問(wèn)題。
圖2圖示說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的污染物去除介質(zhì)噴射系統(tǒng)。它顯示出，來(lái)自圖1或任何其它分離系統(tǒng)的輕質(zhì)產(chǎn)品餾分物流112經(jīng)由壓縮機(jī)入口254進(jìn)入壓縮機(jī)114。圖2圖示說(shuō)明了離心式壓縮機(jī)，雖然根據(jù)本發(fā)明多種壓縮機(jī)中的任何一種均可適用。在圖示的離心式壓縮機(jī)中，軸224繞其縱軸旋轉(zhuǎn)，引起壓縮機(jī)輪或葉輪226繞該軸旋轉(zhuǎn)，并壓縮物流112。已壓縮的物流232隨后通過(guò)出口230離開壓縮機(jī)。離心式壓縮機(jī)的操作是本領(lǐng)域所公知的，此處不作更進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
盡管在圖2的單獨(dú)壓縮機(jī)實(shí)體114中，圖示說(shuō)明了四個(gè)工段，各工段由一對(duì)壁或隔膜222以及葉輪226限定，但任何數(shù)量的級(jí)或工段都可用于既定壓縮機(jī)實(shí)體中。例如，MTO壓縮機(jī)在給定壓縮機(jī)實(shí)體內(nèi)可包括2、3、4或更多級(jí)，每一級(jí)具有1～7個(gè)工段。類似地，根據(jù)本發(fā)明，串聯(lián)或并聯(lián)的任何數(shù)量的壓縮機(jī)實(shí)體都能適用。優(yōu)選地，將少于4或3個(gè)的壓縮機(jī)實(shí)體設(shè)置在驟冷塔106和分離系統(tǒng)118之間。
如圖2所示，典型的污染物去除系統(tǒng)包括容納污染物去除介質(zhì)的污染物去除罐202。該罐202包括出口管線204，污染物去除介質(zhì)通過(guò)該出口管線204離開該罐。管線204通向泵206，該泵206通過(guò)壓縮管線208和管線212泵送污染物去除介質(zhì)。總體的流動(dòng)控制可通過(guò)改變泵的速度或泵的氣缸工作容積實(shí)現(xiàn)。在一個(gè)實(shí)施方式中，泵206是一種正排代泵。非必要地，在泵的排放處采用洗油篩網(wǎng)如80目篩網(wǎng)，以捕獲夾雜異物。污染物去除介質(zhì)的第一部分可經(jīng)由壓力控制閥210而通過(guò)管線212回引入罐內(nèi)。此閥210控制系統(tǒng)的操作壓力。流動(dòng)的第二部分指向管線208，在該處，非必要地，流向噴射系統(tǒng)的整體流動(dòng)都由位于管線208中的流動(dòng)控制設(shè)備(未示出)進(jìn)行控制。管線208中的流動(dòng)控制設(shè)備能夠是球閥，針閥，閘閥，旋塞閥，隔斷閥，滑閥，或是公知適于在壓縮機(jī)和輔助結(jié)構(gòu)所需流量和壓力下控制流體的其它控制設(shè)備。來(lái)自管線208的污染物去除介質(zhì)的第二部分通過(guò)管線214引入，并在單獨(dú)的工段導(dǎo)入管線216之間分配，該工段導(dǎo)入管線216優(yōu)選地將污染物去除介質(zhì)引入到壓縮機(jī)實(shí)體114的各工段中。
在一個(gè)實(shí)施方式中，污染物去除介質(zhì)通過(guò)單一獨(dú)立工段導(dǎo)入管線引入，且只送往壓縮機(jī)級(jí)的第一工段?？蛇x地，該污染物去除介質(zhì)通過(guò)單一獨(dú)立工段導(dǎo)入管線引入，且只送往壓縮機(jī)級(jí)的第二工段。類似地，在另一實(shí)施方式中，污染物去除介質(zhì)通過(guò)單一獨(dú)立工段導(dǎo)入管線引入到壓縮機(jī)級(jí)的3～10(或更多)個(gè)工段之中的任何一個(gè)或多個(gè)中。但是，更加優(yōu)選地，污染物去除介質(zhì)被引入到給定壓縮機(jī)級(jí)的每一個(gè)工段中(如圖2所示)，其中污染物去除介質(zhì)被引入到壓縮機(jī)實(shí)體114所示壓縮機(jī)級(jí)的四個(gè)工段中的每一個(gè)工段中。如果污染物去除介質(zhì)被引入到少于給定壓縮機(jī)級(jí)的全部工段的工段中，則優(yōu)選該污染物去除介質(zhì)被引入到第一工段，更優(yōu)選引入到第一和第二工段，更加優(yōu)選引入到第一～第三工段中，依次類推，增至既定壓縮機(jī)級(jí)所存在的無(wú)論多少工段。類似地，如果污染物去除介質(zhì)被引入到少于給定壓縮機(jī)系統(tǒng)(其可包括一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)實(shí)體)的全部級(jí)的級(jí)中，則優(yōu)選該污染物去除介質(zhì)被至少引入到第一級(jí)，更優(yōu)選至少引入到第一和第二級(jí)，更加優(yōu)選引入到第一～第三級(jí)，依次類推，增加至所存在的無(wú)論多少級(jí)。
如上所述，管線216中的每一個(gè)管線優(yōu)選包括流動(dòng)控制設(shè)備218。非必要地，在管線214中的污染物去除介質(zhì)的一部分通過(guò)管線256引入MTO壓縮機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)附加的壓縮機(jī)中(未示出)。管線256還優(yōu)選包括流動(dòng)控制設(shè)備(未示出)。類似地，在管線214中的污染物去除介質(zhì)的一部分非必要地通過(guò)管線246引入到壓縮機(jī)入口254中。在這一實(shí)施方式中，管線246可如圖2所示通過(guò)一個(gè)洞進(jìn)入入口254側(cè)，或者，管線246能夠直接將污染物去除介質(zhì)加入入口254中，如上所述。在另一個(gè)實(shí)施方式中，污染物去除介質(zhì)在引入入口254之前，被噴入物流112中。管線246還優(yōu)選包括流動(dòng)控制設(shè)備244。
在壓縮機(jī)實(shí)體114中被壓縮之后，已壓縮的物流232能經(jīng)由中間冷卻器入口252而引入中間冷卻器234中。如所示，該污染物去除介質(zhì)還可通過(guò)管線248引入壓縮機(jī)中間冷卻器234中，該管線248非必要地包括流動(dòng)控制設(shè)備250。如圖2所示，管線248能通向中間冷卻器入口252，或者通過(guò)置于中間冷卻器234側(cè)的一個(gè)洞內(nèi)放置的噴嘴引入中間冷卻器234的內(nèi)部。在該中間冷卻器中，已壓縮的物流232被冷卻介質(zhì)冷卻。附加地，在該中間冷卻器中，已壓縮的物流232非必要地在有效從其內(nèi)表面上除去污垢污染物、并因此形成移動(dòng)的污染物的條件下，與該污染物去除介質(zhì)接觸，該移動(dòng)的污染物易于通過(guò)已冷卻的物流236而從該中間冷卻器中除去，該已冷卻物流236離開中間冷卻器234，并進(jìn)入諸如排出鼓或分離鼓的分離單元238中，以進(jìn)一步處理。該分離單元238將已冷卻的物流236分成含輕質(zhì)烯烴的已壓縮產(chǎn)品餾分116，該產(chǎn)品餾分116非必要地被引入一個(gè)或多個(gè)附加的壓縮機(jī)實(shí)體和/或中間冷卻器及分離系統(tǒng)118中，以如圖1所示進(jìn)行進(jìn)一步處理；和已冷凝的物流242，該已冷凝物流242優(yōu)選包括污染物去除介質(zhì)以及溶解于其中和/或由其除去的任何污染物。該已冷凝物流242，或其一部分，非必要地被再引入驟冷塔106中，在那里充當(dāng)驟冷介質(zhì)。圖2所示的噴射系統(tǒng)是本發(fā)明的一個(gè)非限制性實(shí)施方式，根據(jù)本發(fā)明還存在很多其它可能的噴射系統(tǒng)構(gòu)型。
如上面所討論的，本污染物去除方法特別適用于MTO分離系統(tǒng)的壓縮機(jī)和/或中間冷卻器。優(yōu)選地，MTO反應(yīng)器包括壓力、溫度、重量時(shí)空速度(WHSV)等在內(nèi)的條件有助于甲醇向輕質(zhì)烯烴的轉(zhuǎn)化，如下面的更詳細(xì)討論。
典型地，分子篩催化劑已經(jīng)用于將含氧化合物化合物轉(zhuǎn)化成輕質(zhì)烯烴。硅鋁磷酸鹽(SAPO)分子篩催化劑在這種轉(zhuǎn)化工藝中特別理想，因?yàn)樗鼈儗?duì)乙烯和丙烯的形成有著高度選擇性。
原料優(yōu)選含有一種或多種含脂族化合物，該化合物包括醇、胺、羰基化合物(例如醛、酮和羧酸)、醚、鹵化物、硫醇、硫化物，及它們的類似物、混合物。含脂族化合物的脂族部分典型地包括1～約50個(gè)碳原子，優(yōu)選1～20個(gè)碳原子，更加優(yōu)選1～10個(gè)碳原子，最優(yōu)選1～4個(gè)碳原子。
含脂族化合物的非限制性示例包括醇如甲醇和乙醇，烷基硫醇如甲基硫醇和乙基硫醇，烷基硫化物如甲基硫化物，烷基胺如甲胺，烷基醚如二甲醚、二乙醚和甲乙醚，烷基鹵化物如氯甲烷和氯乙烷，烷基酮如二甲酮，甲醛，以及多種酸如乙酸。
在本發(fā)明方法的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，原料含有一種或多種含氧化合物，更具體地，含有一種或多種含有至少一個(gè)氧原子的有機(jī)化合物。在本發(fā)明方法的最優(yōu)選實(shí)施方式中，原料中的含氧化合物是一種或多種醇，優(yōu)選為脂族醇，該醇中的脂族部分具有1～20個(gè)碳原子，優(yōu)選1～10個(gè)碳原子，最優(yōu)選1～4碳原子。在本發(fā)明方法中用作原料的醇包括低級(jí)的直鏈和支鏈脂族醇和它們的不飽和相應(yīng)物。含氧化合物的非限制性示例包括甲醇，乙醇，正丙醇，異丙醇，甲乙醚，二甲醚，二乙醚，二異丙基醚，甲醛，碳酸二甲酯，二甲酮，乙酸，和它們的混合物。在最優(yōu)選的實(shí)施方式中，原料選自甲醇、乙醇、二甲醚、二乙醚或它們的混合物中的一種或多種，更優(yōu)選甲醇和二甲醚，最優(yōu)選甲醇。
上面所討論的多種原料，特別是含有含氧化合物的原料，更特別是含有醇的原料，被主要轉(zhuǎn)化成一種或多種烯烴。由該原料產(chǎn)生的烯烴或烯烴單體典型地具有2～30個(gè)碳原子，優(yōu)選2～8個(gè)碳原子，更優(yōu)選2～6個(gè)碳原子，甚至更優(yōu)選2～4個(gè)碳原子，且最優(yōu)選乙烯和/或丙烯。
烯烴單體的非限制性示例包括乙烯、丙烯、丁烯-1，戊烯-1，4-甲基-戊烯-1，己烯-1，辛烯-1和癸烯-1，優(yōu)選乙烯、丙烯、丁烯-1、戊烯-1、4-甲基-戊烯-1、己烯-1、辛烯-1和它們的異構(gòu)體。其它的烯烴單體包括不飽和單體、具有4～18個(gè)碳原子的二烯烴、共軛或非共軛二烯、多烯、乙烯基單體和環(huán)烯烴。
在最優(yōu)選的實(shí)施方式中，原料、優(yōu)選為一種或多種含氧化合物的原料在分子篩催化劑組合物的存在下，被轉(zhuǎn)化成具有2～6個(gè)碳原子、優(yōu)選2～4個(gè)碳原子的烯烴。最優(yōu)選地，烯烴單獨(dú)或其組合是由含有含氧化合物、優(yōu)選為醇、最有選為甲醇的原料轉(zhuǎn)化成優(yōu)選的烯烴乙烯和/或丙烯。
最優(yōu)選的方法通常稱作氣體—烯烴(gas-to-olefins，GTO)，或可選地稱作甲醇—烯烴(MTO)。在MTO方法中，典型地，含氧原料、最優(yōu)選含甲醇的原料在分子篩催化劑組合物的存在下轉(zhuǎn)化成一種或多種烯烴，優(yōu)選且大多數(shù)地為乙烯和/或丙烯，它們通常被稱作輕質(zhì)烯烴。
在一個(gè)實(shí)施方式中，原料含有一種或多種稀釋劑，其典型地用于降低原料的濃度。該稀釋劑通常對(duì)原料或分子篩催化劑組合物是非反應(yīng)性的。稀釋劑的非限制性示例包括氦，氬，氮，一氧化碳，二氧化碳，水，基本上非反應(yīng)性的鏈烷烴(尤其是諸如甲烷、乙烷和丙烷的烷烴)，基本上非反應(yīng)性的芳族化合物，以及它們的混合物。最優(yōu)選的稀釋劑是水和氮，其中水特別優(yōu)選。在其它實(shí)施方式中，原料不含任何稀釋劑。
該稀釋劑可以以液體或蒸汽或它們的混合的形式存在。該稀釋劑可直接加入到進(jìn)入反應(yīng)器的原料中，或者直接加入到反應(yīng)器中，或者和分子篩催化劑組合物一起加入。在一個(gè)實(shí)施方式中，原料中稀釋劑的量以原料和稀釋劑摩爾數(shù)的總量計(jì)，為約1～約99摩爾％，優(yōu)選約1～80摩爾％，更優(yōu)選約5～約50摩爾％，最優(yōu)選約5～約25摩爾％。在一個(gè)實(shí)施方式中，其它的烴被直接或間接地加入原料中，該烴包括烯烴，鏈烷烴，芳族化合物(參見美國(guó)專利US4,677,242的示例，加入芳族化合物)或它們的混合物，優(yōu)選丙烯、丁烯、戊烯、和其它具有4個(gè)或更多個(gè)碳原子的烴、或它們的混合物。
在分子篩催化劑組合物的存在下轉(zhuǎn)化原料、特別是含有一種或更多種含氧化合物的原料的本發(fā)明方法是在反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)工藝中進(jìn)行的，其中該工藝為固定床工藝、流化床工藝(包括湍流床工藝)，優(yōu)選為連續(xù)流化床工藝，最優(yōu)選為連續(xù)高速流化床工藝。
該反應(yīng)工藝可發(fā)生在各種催化反應(yīng)器中，例如具有致密床或固定床反應(yīng)區(qū)和/或與它們相連的快速流化床反應(yīng)區(qū)的混合反應(yīng)器，循環(huán)流化床反應(yīng)器，提升管反應(yīng)器，及它們的類似物。適合的常規(guī)反應(yīng)器類型描述在例如美國(guó)專利US4,076,796、美國(guó)專利US6,287,522(雙提升管)和Fluidization Engineering，D.Kunii和O.Levenspiel，RobertE.，Krieger出版公司，New York，New York 1977中，這些文獻(xiàn)的全文被引入此處作為參考。
優(yōu)選的反應(yīng)器類型是通常描述在Riser Reactor，F(xiàn)luidizationand Fluid-Particle Systems，第48～59頁(yè)，F(xiàn).A.Zenz和D.F.Othmer，Reinhold出版公司，New York，1960，和美國(guó)專利US6,166,282(快速流化床反應(yīng)器)，和PCT公開號(hào)WO0185872(多提升管反應(yīng)器)中，這些文獻(xiàn)的全文被引入此處作為參考。
在一個(gè)實(shí)施方式中，單獨(dú)或者與蒸汽原料一同加入反應(yīng)器系統(tǒng)中的新鮮原料的量，以包括其中所含任何稀釋劑的原料總重量計(jì)，為0.1重量％～約85重量％，優(yōu)選約1重量％～約75重量％，更優(yōu)選約5重量％～約65重量％。該液體和蒸汽原料優(yōu)選有相同的組成，或含有改變比例的相同或不同原料及相同或不同的稀釋劑。
該轉(zhuǎn)化工藝所采用的、特別是反應(yīng)器系統(tǒng)內(nèi)部的轉(zhuǎn)化溫度為約392°F(200℃)～約1832°F(1000℃)，優(yōu)選約482°F(250℃)～約1472°F(800℃)，更加優(yōu)選約482°F(250℃)～約1382°F(750℃)，更加優(yōu)選約572°F(300℃)～約1202°F(650℃)，甚至更加優(yōu)選約662°F(350℃)～約1112°F(600℃)，最優(yōu)選約662°F(350℃)～約1022°F(550℃)。
該轉(zhuǎn)化工藝所采用的、特別是反應(yīng)器系統(tǒng)內(nèi)部的轉(zhuǎn)化壓力在包括自生壓力在內(nèi)的一個(gè)寬范圍內(nèi)變化。該轉(zhuǎn)化壓力是基于除其中任何稀釋劑之外的原料分壓。典型地，該工藝中采用的轉(zhuǎn)化壓力為約0.1kPaa～約5MPaa，優(yōu)選約5kPaa～約1MPaa，最優(yōu)選為約20kPaa～約500kPaa。
特別地，在反應(yīng)區(qū)內(nèi)存在分子篩催化劑組合物的情況下轉(zhuǎn)化含一種或多種含氧化合物的原料的工藝中，重量時(shí)空速度(WHSV)定義為在反應(yīng)區(qū)中的分子篩催化劑組合物的每單位重量分子篩、每小時(shí)內(nèi)，送入反應(yīng)區(qū)的除任何稀釋劑之外的原料總重量。該WHSV保持在足以使催化劑組合物在反應(yīng)器內(nèi)保持流化狀態(tài)的程度。
典型地，該WHSV為約1hr-1～約5000hr-1，優(yōu)選約2hr-1～約3000hr-1，更優(yōu)選約5hr-1～約1500hr-1，最優(yōu)選約10hr-1～約1000hr-1。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，WHSV大于20hr-1，優(yōu)選用于轉(zhuǎn)化含甲醇、二甲醚或二者的原料的WHSV為約20hr-1～約300hr-1。
含稀釋劑和反應(yīng)產(chǎn)品的原料在反應(yīng)器系統(tǒng)內(nèi)部的表觀氣體速度(SGV)優(yōu)選足以使該分子篩催化劑組合物在該反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)內(nèi)流化。該工藝、特別是反應(yīng)器系統(tǒng)、更特別是提升管反應(yīng)器中的SGV為至少0.1米每秒(m/sec)，優(yōu)選大于0.5m/sec，更優(yōu)選大于1m/sec，甚至更優(yōu)選大于2m/sec，甚至更優(yōu)選大于3m/sec，且最優(yōu)選大于4m/sec。
現(xiàn)在已經(jīng)充分描述了本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不背離本發(fā)明精神和范圍的情況下，可在所請(qǐng)求的寬范圍參數(shù)內(nèi)進(jìn)行本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種用于壓縮甲醇至烯烴轉(zhuǎn)化裝置所排放的排放物的方法，該方法包括如下步驟(a)使含甲醇的原料在有效形成含輕質(zhì)烯烴的產(chǎn)品排放物的條件下與催化劑接觸；(b)將該產(chǎn)品排放物的至少一部分引入到具有壓縮機(jī)表面的壓縮機(jī)中；(c)在有效于該壓縮機(jī)表面上形成第一沉積物的條件下，在壓縮機(jī)內(nèi)壓縮該至少一部分的產(chǎn)品排放物；和(d)使沉積物去除介質(zhì)在有效從該壓縮機(jī)表面除去第一沉積物的條件下與該第一沉積物接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其進(jìn)一步包括步驟(e)從該壓縮機(jī)除去該第一沉積物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其進(jìn)一步包括步驟(f)在具有內(nèi)部中間冷卻器表面的壓縮機(jī)中間冷卻器中，在有效于該中間冷卻器表面上形成第二沉積物的條件下，冷卻已壓縮的排放物；(g)將沉積物去除介質(zhì)噴入該中間冷卻器中；使該沉積物去除介質(zhì)在有效從中間冷卻器表面上除去第一沉積物的條件下與該第一沉積物接觸；和(h)從該中間冷卻器中除去該第一沉積物。
4.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，其中該第一沉積物是污染物。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中該第二沉積物是污染物。
6.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，其中該沉積物去除介質(zhì)包括水。
7.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，其中該沉積物去除介質(zhì)基本上不含硫。
8.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，其中該沉積物去除介質(zhì)包括至少一部分的驟冷塔塔底物流，其中該驟冷塔是甲醇至烯烴分離系統(tǒng)的一部分。
9.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，其中該沉積物去除介質(zhì)被連續(xù)噴入該壓縮機(jī)中。
10.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，其中該沉積物去除介質(zhì)被間歇噴入該壓縮機(jī)中。
11.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，其中該壓縮機(jī)包括多個(gè)級(jí)，每個(gè)級(jí)具有各自的級(jí)入口，和各自的級(jí)出口。
12.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，其中該方法進(jìn)一步包括步驟(i)將沉積物去除介質(zhì)噴入壓縮機(jī)中間冷卻器中。
13.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，其中該沉積物去除介質(zhì)在噴入之后與該產(chǎn)品排放物混合，該方法進(jìn)一步包括步驟(j)從該產(chǎn)品排放物中分離出沉積物去除介質(zhì)。
14.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，其中該壓縮機(jī)包括壓縮機(jī)入口和壓縮機(jī)出口，而且其中沉積物去除介質(zhì)被噴入該壓縮機(jī)入口中。
15.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，其中沉積物包括芳族化合物。
16.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，其中該壓縮機(jī)是連續(xù)流壓縮機(jī)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中該連續(xù)流壓縮機(jī)是軸流式壓縮機(jī)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中該連續(xù)流壓縮機(jī)是螺桿式壓縮機(jī)。
19.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中該連續(xù)流壓縮機(jī)是離心式壓縮機(jī)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中該沉積物去除介質(zhì)包括至少一種芳族化合物。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，其中該連續(xù)流壓縮機(jī)包括至少一個(gè)壓縮級(jí)，該至少一個(gè)壓縮級(jí)包括多個(gè)工段，且其中，該噴射包括將沉積物去除介質(zhì)噴入該至少一個(gè)壓縮級(jí)的多個(gè)工段中。
22.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中該沉積物去除介質(zhì)包括，以該沉積物去除介質(zhì)的總重量計(jì)，至少50重量％的芳族組分。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中該沉積物去除介質(zhì)包括，以該沉積物去除介質(zhì)的總重量計(jì)，至少70重量％的芳族化合物。
24.根據(jù)權(quán)利要求44的方法，其中該沉積物去除介質(zhì)包括，以該沉積物去除介質(zhì)的總重量計(jì)，至少90重量％的芳族化合物。
25.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，其中該沉積物導(dǎo)致該壓縮機(jī)內(nèi)的振動(dòng)，該方法進(jìn)一步包括步驟(e)監(jiān)視該振動(dòng)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的方法，其中該噴射間歇地、且響應(yīng)于監(jiān)視中的一個(gè)測(cè)定而進(jìn)行，該測(cè)定即壓縮機(jī)中的振動(dòng)已經(jīng)超出了預(yù)定的振動(dòng)上限的測(cè)定。
27.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，其中該排放物包括選自丁二烯、戊二烯、環(huán)戊二烯、己二烯、環(huán)己二烯、C7+二烯、苯乙烯、C4+苯乙烯系化合物及其混合物中的一種烴。
28.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，其中該沉積物去除介質(zhì)包括一種C5+烴餾分。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于從甲醇至烯烴分離系統(tǒng)的壓縮機(jī)和/或壓縮機(jī)中間冷卻器中除去污染物的方法。該方法包括在具有入口、出口和壓縮機(jī)表面的壓縮機(jī)中壓縮排放物，該壓縮發(fā)生在有效于壓縮機(jī)表面上形成污染物的條件下。將污染物去除介質(zhì)噴入該壓縮機(jī)或中間冷卻器中，而且該污染物去除介質(zhì)在有效從壓縮機(jī)或中間冷卻器內(nèi)表面上除去該污染物、從而形成一種移動(dòng)污染物的條件下，與該污染物接觸。該移動(dòng)污染物隨后從該壓縮機(jī)或中間冷卻器中除去。
文檔編號(hào)C07C1/20GK1694857SQ03824713
公開日2005年11月9日 申請(qǐng)日期2003年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月28日
發(fā)明者K·H·庫(kù)馳勒, D·R·小魯姆蓋爾, N·P·柯特, P·N·馳舒爾姆, C·F·范艾格芒德 申請(qǐng)人:埃克森美孚化學(xué)專利公司