TW202509000A - 高純度異丁烯及高純度異辛烯的共同生產 - Google Patents
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Abstract
用於生產高純度異丁烯流、高純度異辛烯流,或用於共同生產高純度異丁烯及高純度異辛烯的系統及製程。該系統及製程藉由醚化、後段裂解(back-cracking)、異構化及/或二聚化以及各種分離系統,以生產目標高純度流,藉以有利的方式製備混合C4烴流。
Description
本發明之實施型態一般而言係關於用於共同生產高純度異丁烯及高純度異辛烯的系統及製程。
高純度異丁烯被用作用於生產丁基橡膠、PIB(聚異丁烯)、MMA(甲基丙烯酸甲酯)的原料,且通常由經商業驗證的MTBE分解製程生產。高純度異辛烯被用作用於生產在輻射胎中用作黏著劑層的辛基酚樹脂、用於潤滑劑及橡膠的辛基化二苯胺穩定劑、用於生產聚合起始劑及壓縮機油的異壬基衍生物的原料,及作為生產彈性體及烴樹脂的共聚單體,或作為聚碳酸酯樹脂的鏈終止劑。
本發明之實施型態係關於生產高純度異丁烯及高純度倍異丁烯(亦稱為異辛烯或2,4,4-三甲基-1-戊烯(2,4,4-trimethyl-1-pentene)及2,4,4-三甲基-2-戊烯(2,4,4-trimethyl-2-pentene)的混合物),包含烯烴二聚化步驟、醚化、醚分解或丁烯異構化及氫化的組合。本發明之實施型態亦考量使用數個二聚化調節劑(例如C1至C4醇)、其他含氧化合物(例如ETBE、ESBE、MTBE、MSBE)、水及/或乙二醇。技術手段可彈性地涵蓋生產高純度異丁烯以及高純度異辛烯,或只有高純度異辛烯。
於一態樣中,本發明揭示之實施型態係關於一種用於共同生產高純度異丁烯及高純度異辛烯的製程。該製程包含將乙醇及混合C4烴進料至乙基第三丁基醚(ETBE)轉換單元,該混合C4進料含有烴混合物,該烴混合物包含1-丁烯、2-丁烯、正丁烷、異丁烷及異丁烯。於該ETBE轉換單元中,使該異丁烯與該乙醇進行催化反應,以形成乙基第三丁基醚,生產ETBE反應流出物,其回收自該反應槽並分離,以回收包含該乙基第三丁基醚的第一餾份,以及包含1-丁烯、2-丁烯、異丁烷及正丁烷的第二餾份。接著,將包含該乙基第三丁基醚的該第一餾份進料至ETBE分解單元。於該ETBE分解單元中,分解乙基第三丁基醚,以形成包含異丁烯、乙醇及未反應的乙基第三丁基醚的分解反應流出物,接著,分離該反應流出物,以回收異丁烯餾份及第一含氧餾份,該異丁烯餾份包含95 wt%或更多的異丁烯,該第一含氧餾份包含該乙醇及未反應的乙基第三丁基醚。回收該異丁烯餾份的第一部分,作為高純度異丁烯產物餾份。將該異丁烯餾份的第二部分進料至異丁烯二聚化單元。將包含乙基第三丁基醚的該第一餾份的一部分、該第一含氧餾份的一部分、或兩者進料至該異丁烯二聚化單元,作為反應調節劑。於該異丁烯二聚化單元中,二聚化該異丁烯,以形成包含異辛烯、反應調節劑及副產物異丁烯三聚體及寡聚物的二聚化反應流出物,接著,分離該二聚化反應流出物,以回收重質餾份及輕質餾份,該重質餾份包含異辛烯、該副產物異丁烯三聚體及寡聚物、乙基第三丁基醚及乙醇,該輕質餾份包含異丁烯及乙醇。將該重質餾份進料至用於分離該重質餾份的含氧分流器,以回收第一二聚化產物餾份及第二二聚化產物餾份,該第一二聚化產物餾份包含異辛烯及該副產物異丁烯三聚體及寡聚物,該第二二聚化產物餾份包含反應調節劑。將該第一二聚化產物餾份進料至二異丁烯(DIB)純化單元,於該DIB純化單元中,分離該第一二聚化產物餾份,以回收異辛烯餾份及副產物餾份,該異辛烯餾份包含95 wt%或更多的異辛烯,該副產物餾份包含該異丁烯三聚體及寡聚物。
於另一態樣中,本發明揭示之實施型態係關於一種用於共同生產高純度異丁烯及高純度異辛烯的製程。該製程包含將甲醇及混合C4烴進料至甲基第三丁基醚(MTBE)轉換單元,該混合C4進料含有烴混合物,該烴混合物包含1-丁烯、2-丁烯、正丁烷、異丁烷及異丁烯。於該MTBE轉換單元中,使異丁烯與甲醇進行催化反應,以形成甲基第三丁基醚,回收MTBE反應流出物,並分離該MTBE反應流出物,以回收包含該甲基第三丁基醚的第一餾份,以及包含1-丁烯、2-丁烯、異丁烷及正丁烷的第二餾份。接著,將包含該甲基第三丁基醚的該第一餾份進料至MTBE分解單元。於該MTBE分解單元中,分解甲基第三丁基醚,以形成包含異丁烯、甲醇及未反應的甲基第三丁基醚的分解反應流出物,接著,分離該反應流出物,以回收異丁烯餾份及第一含氧餾份,該異丁烯餾份包含95 wt%或更多的異丁烯,該第一含氧餾份包含該甲醇及未反應的甲基第三丁基醚。回收該異丁烯餾份的第一部分,作為高純度異丁烯產物餾份;將該異丁烯餾份的第二部分進料至異丁烯二聚化單元。將包含甲基第三丁基醚的該第一餾份的一部分、該第一含氧餾份的一部分、或兩者亦進料至該異丁烯二聚化單元,作為反應調節劑。於該異丁烯二聚化單元中,二聚化該異丁烯,以形成包含異辛烯、反應調節劑及副產物異丁烯三聚體及寡聚物的二聚化反應流出物,接著,分離該二聚化反應流出物,以回收重質餾份及輕質餾份,該重質餾份包含異辛烯、該副產物異丁烯三聚體及寡聚物、甲基第三丁基醚及甲醇,該輕質餾份包含異丁烯及甲醇。接著,於含氧分流器中分離該重質餾份,以回收第一二聚化產物餾份及第二二聚化產物餾份,該第一二聚化產物餾份包含異辛烯及該副產物異丁烯三聚體及寡聚物,該第二二聚化產物餾份包含反應調節劑。將該第一二聚化產物餾份進料至二異丁烯(DIB)純化單元,於該DIB純化單元中,分離該第一二聚化產物餾份,以回收異辛烯餾份及副產物餾份,該異辛烯餾份包含95 wt%或更多的異辛烯,該副產物餾份包含該異丁烯三聚體及寡聚物。
於另一態樣中,本發明揭示之實施型態係關於一種用於共同生產高純度異丁烯及高純度異辛烯的製程。該製程包含將混合C4流進料至催化分離單元,該混合C4流含有烴混合物,該烴混合物包含1-丁烯、2-丁烯、正丁烷、異丁烷及異丁烯。於該催化分離單元中,將該1-丁烯的一部分轉換為2-丁烯,並分離該烴混合物,以回收第一塔頂餾份及塔底餾份,該第一塔頂餾份包含1-丁烯、異丁烷及異丁烯,該塔底餾份包含正丁烷及2-丁烯。回收該第一塔頂餾份的一部分,作為包含至少95 wt%異丁烯的高純度異丁烯產物餾份。該製程亦包含將醇及該第一塔頂餾份的第二部分進料至醚化轉換單元,該醇選自乙醇或甲醇。於該醚化轉換單元中,使醇與異丁烯反應,以形成烷基第三丁基醚(alkyl tert butyl ether),回收包含烷基第三丁基醚及醇的醚化反應流出物。將該醚化反應流出物進料至異丁烯二聚化單元,作為反應調節劑。將該第一塔頂餾份的第二部分亦進料至該異丁烯二聚化單元。於該異丁烯二聚化單元中,二聚化該異丁烯,以形成包含異辛烯、反應調節劑及副產物異丁烯三聚體及寡聚物的二聚化反應流出物,並分離該二聚化反應流出物,以回收重質餾份及輕質餾份,該重質餾份包含異辛烯、該副產物異丁烯三聚體及寡聚物、烷基第三丁基醚及醇,該輕質餾份包含異丁烯及醇。將該重質餾份進料至含氧分流器,以回收第一二聚化產物餾份及第二二聚化產物餾份,該第一二聚化產物餾份包含異辛烯及該副產物異丁烯三聚體及寡聚物,該第二二聚化產物餾份包含反應調節劑。進一步地,將該第一二聚化產物餾份進料至二異丁烯(DIB)純化單元,於該DIB純化單元中,分離該第一二聚化產物餾份,以回收異辛烯餾份及副產物餾份,該異辛烯餾份包含95 wt%或更多的異辛烯,該副產物餾份包含該異丁烯三聚體及寡聚物。
於另一態樣中,本發明揭示之實施型態係關於用於共同生產高純度異丁烯及高純度異辛烯的系統。該系統包含醚化單元(ETBE或MTBE轉換單元)、分解單元、異丁烯二聚化單元、含氧分流器及DIB純化單元。
於利用乙醇之系統之實施型態中,系統可包含一或多個流動管線,其用於向ETBE轉換單元供應乙醇及混合C4烴,該混合C4進料含有烴混合物,該烴混合物包含1-丁烯、2-丁烯、正丁烷、異丁烷及異丁烯。該ETBE轉換單元,包含一或多個反應槽及分離系統,該一或多個反應槽經組態以用於使該異丁烯與該乙醇進行催化反應,以形成乙基第三丁基醚,回收ETBE反應流出物,該分離系統經組態以用於分離該ETBE反應流出物,以回收包含該乙基第三丁基醚的第一餾份,以及包含1-丁烯、2-丁烯、異丁烷及正丁烷的第二餾份。提供流線,用於將包含該乙基第三丁基醚的該第一餾份進料至ETBE分解單元。該ETBE分解單元包含一或多個反應槽及分離系統,該一或多個反應槽經組態以用於分解乙基第三丁基醚,以形成包含異丁烯、乙醇及未反應的乙基第三丁基醚的分解反應流出物,該分離系統經組態以用於分離該反應流出物,以回收異丁烯餾份及第一含氧餾份,該異丁烯餾份包含95 wt%或更多的異丁烯,該第一含氧餾份包含該乙醇及未反應的乙基第三丁基醚。提供流線,用於回收該異丁烯餾份的第一部分,作為高純度異丁烯產物餾份,且亦提供流線,用於將該異丁烯餾份的第二部分進料至異丁烯二聚化單元。進一步地,提供流線,用於將包含乙基第三丁基醚的該第一餾份的一部分、該第一含氧餾份的一部分、或兩者進料至該異丁烯二聚化單元,作為反應調節劑。該異丁烯二聚化單元,包含一或多個反應槽及分離系統,該一或多個反應槽經組態以用於使該異丁烯二聚化,以形成包含異辛烯、反應調節劑及副產物異丁烯三聚體及寡聚物的二聚化反應流出物,該分離系統用於分離該二聚化反應流出物,以回收重質餾份及輕質餾份,該重質餾份包含異辛烯、該副產物異丁烯三聚體及寡聚物、乙基第三丁基醚及乙醇,該輕質餾份包含異丁烯及乙醇。該含氧分流器經組態以用於分離該重質餾份,以回收第一二聚化產物餾份及第二二聚化產物餾份,該第一二聚化產物餾份包含異辛烯及該副產物異丁烯三聚體及寡聚物,該第二二聚化產物餾份包含反應調節劑。流體連接流線,用於將該第一二聚化產物餾份進料至二異丁烯(DIB)純化單元。並且,該DIB純化單元,包含分離系統,該分離系統用於分離該第一二聚化產物餾份,以回收異辛烯餾份及副產物餾份,該異辛烯餾份包含95 wt%或更多的異辛烯,該副產物餾份包含該異丁烯三聚體及寡聚物。
同樣地,就利用甲醇之系統而言,儘管因使用及回收甲醇而非乙醇及相關副產物等差異而有些微不同的組態,該系統可包含前述有關乙醇的類似單元操作。
此種實施型態之系統包含一或多個流動管線,用於向MTBE轉換單元供應甲醇及混合C4烴,該混合C4進料含有烴混合物,該烴混合物包含1-丁烯、2-丁烯、正丁烷、異丁烷及異丁烯。該MTBE轉換單元包含一或多個反應槽及分離系統,該一或多個反應槽經組態以用於使異丁烯與甲醇進行催化反應,以形成甲基第三丁基醚,回收MTBE反應流出物,該分離系統用於分離該MTBE反應流出物,以回收包含該甲基第三丁基醚的第一餾份,以及包含1-丁烯、2-丁烯、異丁烷及正丁烷的第二餾份。提供流線,用於將包含該甲基第三丁基醚的該第一餾份進料至MTBE分解單元。該MTBE分解單元,包含一或多個反應槽及分離系統,該一或多個反應槽用於分解甲基第三丁基醚,以形成包含異丁烯、甲醇及未反應的甲基第三丁基醚的分解反應流出物,該分離系統經組態以用於分離該反應流出物,以回收異丁烯餾份及第一含氧餾份,該異丁烯餾份包含95 wt%或更多的異丁烯,該第一含氧餾份包含該甲醇及未反應的甲基第三丁基醚。提供流線,用於回收該異丁烯餾份的第一部分,作為高純度異丁烯產物餾份;提供另一流線,用於將該異丁烯餾份的第二部分進料至異丁烯二聚化單元。進一步地,提供流線,用於將包含甲基第三丁基醚的該第一餾份的一部分、該第一含氧餾份的一部分、或兩者進料至該異丁烯二聚化單元,作為反應調節劑。該異丁烯二聚化單元包含一或多個反應槽及分離系統,該一或多個反應槽用於使該異丁烯二聚化,以形成包含異辛烯、反應調節劑及副產物異丁烯三聚體及寡聚物的二聚化反應流出物,該分離系統用於分離該二聚化反應流出物,以回收重質餾份及輕質餾份,該重質餾份包含異辛烯、該副產物異丁烯三聚體及寡聚物、甲基第三丁基醚及甲醇,該輕質餾份包含異丁烯及甲醇。含氧分流器經組態以用於分離該重質餾份,以回收第一二聚化產物餾份及第二二聚化產物餾份,該第一二聚化產物餾份包含異辛烯及該副產物異丁烯三聚體及寡聚物,該第二二聚化產物餾份包含反應調節劑。提供流線,用於將該第一二聚化產物餾份進料至二異丁烯(DIB)純化單元,其包含分離系統,該分離系統用於分離該第一二聚化產物餾份,以回收異辛烯餾份及副產物餾份,該異辛烯餾份包含95 wt%或更多的異辛烯,該副產物餾份包含該異丁烯三聚體及寡聚物。
於另一態樣中,本發明揭示之實施型態係關於用於共同生產高純度異丁烯及高純度異辛烯的系統。該系統包含一或多個流線,用於將混合C4流進料至催化分離單元,該混合C4流包含烴混合物,該烴混合物包含1-丁烯、2-丁烯、正丁烷、異丁烷及異丁烯。該催化分離單元包含催化蒸餾塔,該催化蒸餾塔經組態以用於同時將該1-丁烯的一部分轉換成2-丁烯,並分離該烴混合物,以回收第一塔頂餾份及塔底餾份,該第一塔頂餾份包含1-丁烯、異丁烷及異丁烯,該塔底餾份包含正丁烷及2-丁烯。提供流線,用於回收該第一塔頂餾份的一部分,作為包含至少95 wt%異丁烯的高純度異丁烯產物餾份。提供一或多個流線,用於將醇及該第一塔頂餾份的第二部分進料至醚化轉換單元,該醇選自乙醇或甲醇。該醚化轉換單元包含一或多個反應槽,該一或多個反應槽用於使醇與異丁烯反應,以形成烷基第三丁基醚(alkyl tert butyl ether),回收包含烷基第三丁基醚及醇的醚化反應流出物。提供流線,用於將該醚化反應流出物進料至異丁烯二聚化單元,作為反應調節劑;亦提供流線,用於將該第一塔頂餾份的第二部分進料至該異丁烯二聚化單元。該異丁烯二聚化單元,包含一或多個反應槽及分離系統,該一或多個反應槽用於二聚化該異丁烯,以形成包含異辛烯、反應調節劑及副產物異丁烯三聚體及寡聚物的二聚化反應流出物,該分離系統用於分離該二聚化反應流出物,以回收重質餾份及輕質餾份,該重質餾份包含異辛烯、該副產物異丁烯三聚體及寡聚物、烷基第三丁基醚及醇,該輕質餾份包含異丁烯及醇。含氧分流器經組態以用於分離該重質餾份,以回收第一二聚化產物餾份及第二二聚化產物餾份,該第一二聚化產物餾份包含異辛烯及該副產物異丁烯三聚體及寡聚物,該第二二聚化產物餾份包含反應調節劑。進一步地,提供流線,用於將該第一二聚化產物餾份進料至二異丁烯(DIB)純化單元。該DIB純化單元包含分離系統,該分離系統用於分離該第一二聚化產物餾份,以回收異辛烯餾份及副產物餾份,該異辛烯餾份包含95 wt%或更多的異辛烯,該副產物餾份包含該異丁烯三聚體及寡聚物。
儘管以上已概述用於共同生產高純度異辛烯及高純度異丁烯的,本發明之實施型態考慮使大部分或所有高純度異丁烯進料,用於生產高純度異辛烯,如上概述,並如本發明以下所進一步描述。
其他態樣及優勢顯見於以下描述及後附申請專利範圍。
本發明之實施型態一般而言係關於用於共同生產高純度異辛烯及高純度異丁烯的系統及製程。更具體地,本發明之實施型態旨在以混合C4流生產高純度異丁烯及高純度異辛烯。
可用於本發明之實施型態中的醇進料包含甲醇或乙醇。於其他實施型態中,醇進料亦可包含丙醇或丁醇,以及其他C3及C4醇。
可使用各種上游生產製程產生C4流,例如流體催化裂解(FCC)單元、渣油流體催化裂解(resid fluid catalytic cracking,RFCC)單元、蒸汽裂解爐、高溫分解單元(具蒸汽或無蒸汽之熱裂解)及各種其他生產混合C4的方法。此等單元所生產之混合C4流可包含異丁烯、異丁烷、1-丁烯、2-丁烯、正丁烷及丁二烯,以及其他成分。
儘管生產相似的化合物,此等上游C4生產系統所得之流具有不同組成之各種C4化合物的混合物。例如,FCC或RFCC混合C4的異丁烷濃度(例如,>20 wt%或> 25 wt%)可比回收自蒸汽裂解爐丁二烯生產製程的萃餘液-1(例如,< 5 wt%或< 3 wt%異丁烷)高許多。同時,FCC/RFCC C4中的異丁烯濃度比蒸汽裂解爐C4(例如,RFCC為< 25或30 wt%,相較於此,蒸汽裂解爐C4為> 35或40 wt%)低許多。同樣地,FCC/RFCC相較於蒸汽裂解爐,其各自的1-丁烯濃度可不同(例如,小於20或15 wt%,相較於大於35或40 wt%)。進一步地,FCC/RFCC混合C4的二烯含量比蒸汽裂解爐萃餘液-1高許多(例如,0.3 wt%或3,000 ppmw,相較於40 ppmw)。本發明之實施型態可以任何此等各種流,或兩種或更多種此等流之混合物生產高純度異丁烯及高純度異辛烯。
一般而言,首先,本發明之實施型態藉由醚化作用,將具有異丁烯的混合C4轉換成含氧化合物,並接著將含氧化合物分解成高純度異丁烯(HPIB)流以及C1-C2醇。接著,藉由C4烷烴稀釋HPIB,以控制二聚化的放熱反應。將來自分解步驟的含氧化合物以及來自下游分流器的回收含氧化合物用作反應調節劑以控制寡聚化反應,並使對高純度異辛烯(HPDIB)的選擇性更好。製備HPIB的另一種方法為加氫異構化。
於第一態樣中,例如,使混合C4與乙醇反應以生產ETBE,接著,分解(回裂解)ETBE以生產高純度異丁烯,作為用於高純度異辛烯生產步驟的進料準備的一部分。在完全整合的方案中,根據生產所得的HPIB的量,以設想為半封閉循環系統的C4烷烴稀釋所生產的所有HPIB。回收烷烴形成具有乙醇(例如在具有ETBE的情況下)的共沸液,作為進料送回二聚化反應,且在正常運作期間,預計稀釋劑會減少(僅補充)。與稀釋劑一起使用的乙醇亦作為用於二聚化製程的額外調節劑。亦將包含ETBE、部分ESBE(取決於反應的正丁烯)、TBA、乙醇、DEE及水的來自回裂解步驟的含氧沖洗物送至二聚化步驟,作為反應調節劑。可能需要來自醚化步驟的ETBE產物的滑動流,取決於來自回裂解步驟的含氧沖洗物。於二聚化步驟中,以C4烷烴及含氧化合物稀釋HPIB。由於所生產的HPIB中存在的直鏈丁烯非常少,預計二聚化步驟將選擇性地生產2,4,4-三甲基-1-戊烯/2-戊烯(244TM1P及244TM2P),其中C8共二聚物(例如二甲基己烯)的含量小於1 wt%。接著,將C8、C12+、含氧化合物送至純化區,其中分離含氧化合物、C12+及主要DIB產物。接著,將含氧化合物回收至二聚化步驟作為調節劑。可能需要或可能不需要二聚化步驟中的含氧沖洗物,取決於二聚化反應中所需的含氧化合物的控制及關閉。將相似的實施型態設想為所使用的醇為甲醇,而得到甲基第三丁基醚(MTBE)及分解MTBE以形成高純度異丁烯,以及其他反應及分離步驟。
於第二態樣中,例如,將混合C4送至催化脫異丁烯塔。在塔的催化區中,將進料中的丁烯-1成分異構化成丁烯-2,使其易於從混合進料中的異丁烯及異丁烷中分離。將少量的氫氣進料至蒸餾塔中,以控制催化區中的加氫異構化反應。預計塔頂餾出物係由異丁烷、異丁烯及少量丁烯-1組成。預計塔底餾出物係由正丁烷及其餘的2-丁烯,以及可能存在於混合C4原料中的任何重質物組成。接著,將塔頂餾出物分成兩股物料流。一股物料流為二聚化步驟的主要進料,另一股物料流係用於生產含氧化合物,於此情況下為來自乙醇反應的ETBE。ETBE反應步驟可在發生在二聚化單元內部。進行二聚化步驟的另一種方法係由ETBE反應槽(僅醚化)及隨後的二聚化單元組成。醚化步驟取決於二聚化反應的需求。與前述第一態樣類似,二聚化步驟會涉及藉由外部C4烷烴流稀釋,以及分流及純化區以生產含氧化合物流及主要的高純度DIB產物。同樣地,相似的反應/分離方案可以甲醇作為醇。
於本發明之一或多個實施型態中,所生產之高純度異丁烯的純度可為由基於wt%之85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、或98%中任一下限,至基於wt%之90%、91%、92%、93%、94%、95%、98%、98.5、99.0、99.5、99.8、或99.9%中任一上限,其中任一下限可搭配數學上可相容的任一上限。例如,所生產之高純度異丁烯的純度可為基於wt%之至少95%、至少98%、至少99%、或至少99.5%。
於本發明之一或多個實施型態中,所生產之高純度異辛烯的純度可為由基於wt%之85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、或98%中任一下限,至基於wt%之90%、91%、92%、93%、94%、95%、98%、98.5、99.0、99.5、99.8、或99.9%中任一上限,其中任一下限可搭配數學上可相容的任一上限。例如,所生產之高純度異辛烯的純度可為基於wt%之至少95%、至少98%、至少99%、或至少99.5%。
現參照圖1,其描繪根據本發明實施型態之用於生產高純度異丁烯及高純度異辛烯的系統100的簡化製程流程圖。系統100可包含主要單元操作,包含MTBE轉換單元102、MTBE分解單元104、異丁烯二聚化單元106、含氧分流器108、二異丁烯純化區110及選擇性地C4分離區112。各單元可包含一或多個進料預處理設備(濾網、吸附床等)、儲存槽、一或多個串列及/或並列反應槽、分離單元(其可包含蒸餾塔、萃取蒸餾塔、閃蒸器及/或汽提塔)及其他組件,例如閥門、幫浦、控制器、塔頂冷凝系統(冷凝器、熱交換器、滾筒等)、再沸器等,以及其他組件。並非所有單元皆包含各個此等設備。進一步地,儘管在簡化製程流程圖中並未描繪此等組件,所屬技術領域中具有通常知識者應可理解且明白該製程流程,以及可如何併入此種設備,如下文所概述。
將甲醇120及混合C4烴流122進料至MTBE轉換單元,其包含一或多個反應槽或含有醚化催化劑的催化蒸餾塔。混合C4進料可包含例如包含1-丁烯、2-丁烯、正丁烷、異丁烷及異丁烯的烴混合物。在MTBE轉換單元中,進料在適於催化異丁烯與甲醇反應形成甲基第三丁基醚的條件下與醚化催化劑接觸。自反應區回收MTBE反應流出物,接著,分離MTBE反應流出物以回收第一餾份124及第二餾份126,第一餾份124包含甲基第三丁基醚,第二餾份126包含1-丁烯、2-丁烯、異丁烷及正丁烷。除回收MTBE及C4產物,MTBE轉換區102亦可進一步包含水洗滌塔、萃取蒸餾塔及/或用於從MTBE產物中分離出未反應的甲醇的其他分離器,其中可將甲醇送回反應槽,以繼續用於生產MTBE。
如需進一步加工並分離第二餾份中剩餘的C4成分,例如用以回收2-丁烯或異丁烷,可將第二餾份126進料至C4分離區112。例如,C4分離區112可包含蒸餾塔或超精餾器,以從輕質C4餾份130中分離重質C4餾份128,輕質C4餾份130包含1-丁烯、異丁烷及來自醚化反應器的任何未反應異丁烯,重質C4餾份128包含正丁烷及2-丁烯。於其他實施型態中,C4分離區112可包含催化脫異丁烯塔,其可包含用於將1-丁烯轉換成2-丁烯的位置異構化催化劑區,以及用於從重質C4餾份中分離輕質C4餾份130的蒸餾結構或塔盤,重質C4餾份包含2-丁烯及正丁烷,輕質C4餾份130包含異丁烷及任何未反應的異丁烯。
接著,將包含醚化反應器所生產之甲基第三丁基醚的第一餾份124進料至MTBE分解單元104。為起始或作為補氧反應調節劑(選擇劑(selectivator)),可將第一餾份的一部分132導引至異丁烯二聚化單元106。
在MTBE分解單元中,分解甲基第三丁基醚(回裂解)以形成包含異丁烯、甲醇及未反應的甲基第三丁基醚的分解反應流出物。接著,分離反應流出物以回收異丁烯餾份134及第一含氧餾份136,異丁烯餾份134可為高純度異丁烯流,例如含有95 wt%或更多的異丁烯,第一含氧餾份136可包含因回裂解產生的甲醇,及任何未反應的甲基第三丁基醚。如需作為反應產物,可回收異丁烯餾份的一部分140作為高純度異丁烯產物餾份。
如有需要,可分離包含甲醇及甲基第三丁基醚的含氧餾份136以回收含氧化合物。可藉由含氧餾份流線136將含氧餾份的第一部分136送回醚化反應區102,前述含氧餾份136可為甲醇或甲醇及甲基第三丁基醚的混合物,以及其他含氧反應副產物,例如MSBE及其他如上所述者。此外或可替代地,與由醚化單元102或含氧分流器108供應的任何反應調節劑一起,或除前者以外,含氧餾份的第二部分138可用作異丁烯二聚化單元106中的起始或補充選擇劑。
接著,使異丁烯餾份134,或未回收作為高純度異丁烯產物的部分與稀釋劑142混合,並進料至異丁烯二聚化單元106。例如,稀釋劑142可包含正丁烷或異丁烷,或C4烷烴混合物。
在異丁烯二聚化單元中,可在二聚化催化劑的存在下,並在稀釋劑及反應調節劑的存在下,在適當反應條件,將異丁烯二聚化以形成包含異辛烯、反應調節劑及副產物異丁烯三聚體及寡聚物的二聚化反應流出物。接著,可分離二聚化反應流出物以回收重質餾份144及輕質餾份146,重質餾份144包含異辛烯、副產物異丁烯三聚體及寡聚物、甲基第三丁基醚及甲醇,輕質餾份146包含異丁烯及甲醇,以及稀釋劑正丁烷或異丁烷。如有需要,可進一步加工輕質餾份146以分離並回收甲醇及稀釋劑至適當的反應單元。
將重質餾份144進料至含氧分流器以回收第一二聚化產物餾份148及第二二聚化產物餾份150,第一二聚化產物餾份148包含異辛烯及副產物異丁烯三聚體及寡聚物,第二二聚化產物餾份150包含反應調節劑。於部分實施型態中,反應調節劑可回收至二聚化反應區106。
將第一二聚化產物餾份148進料至DIB純化單元110。在DIB純化單元110中,分離第一二聚化產物餾份148以回收異辛烯餾份152及副產物餾份154,異辛烯餾份152可包含高純度異辛烯餾份,例如包含95 wt%或更多的異辛烯,副產物餾份154包含異丁烯三聚體及寡聚物。
如上所述,本發明之反應區可能產生反應副產物。例如,MTBE反應流出物及分解反應流出物中一者或兩者可進一步包含一或更多種副產物,例如二異丁烯、甲基第二丁基醚、第三丁基醇或二甲醚,以及其他。此種成分可與具有相應沸點的前述被回收或加工的餾份一起流動。
現參照圖2,其描繪根據本發明實施型態之用於生產高純度異丁烯及高純度異辛烯的系統200的簡化製程流程圖。系統200可包含主要單元操作,包含ETBE轉換單元202、ETBE分解單元204、異丁烯二聚化單元206、含氧分流器208、二異丁烯純化區210及選擇性地C4分離區212。各單元可包含一或多個進料預處理設備(濾網、吸附床等)、儲存槽、一或多個串列及/或並列反應槽、分離單元(其可包含蒸餾塔、萃取蒸餾塔、閃蒸器及/或汽提塔)及其他組件,例如閥門、幫浦、控制器、塔頂冷凝系統(冷凝器、熱交換器、滾筒等)、再沸器等,以及其他組件。並非所有單元皆包含各個此等設備。進一步地,儘管在簡化製程流程圖中並未描繪此等組件,所屬技術領域中具有通常知識者應可理解且明白該製程流程,以及可如何併入此種設備,如下文所概述。
將乙醇220及混合C4烴流222進料至ETBE轉換單元,其包含一或多個反應槽或含有醚化催化劑的催化蒸餾塔。混合C4進料可包含例如包含1-丁烯、2-丁烯、正丁烷、異丁烷及異丁烯的烴混合物。在ETBE轉換單元中,進料在適於催化異丁烯與乙醇反應形成乙基第三丁基醚的條件下與醚化催化劑接觸。自反應區回收ETBE反應流出物,接著,分離ETBE反應流出物以回收第一餾份224及第二餾份226,第一餾份224包含乙基第三丁基醚,第二餾份226包含1-丁烯、2-丁烯、異丁烷及正丁烷。除回收ETBE及C4產物,ETBE轉換區202亦可進一步包含水洗滌塔、萃取蒸餾塔及/或用於從ETBE產物中分離出未反應的乙醇的其他分離器,其中可將乙醇送回反應槽,以繼續用於生產ETBE。
如需進一步加工並分離第二餾份中剩餘的C4成分,例如用以回收2-丁烯或異丁烷,可將第二餾份226進料至C4分離區212。例如,C4分離區212可包含蒸餾塔或超精餾器,以從輕質C4餾份230中分離重質C4餾份228,輕質C4餾份230包含1-丁烯、異丁烷及來自醚化反應器的任何未反應異丁烯,重質C4餾份228包含正丁烷及2-丁烯。於其他實施型態中,C4分離區212可包含催化脫異丁烯塔,其可包含用於將1-丁烯轉換成2-丁烯的位置異構化催化劑區,以及用於從重質C4餾份中分離輕質C4餾份230的蒸餾結構或塔盤,重質C4餾份包含2-丁烯及正丁烷,輕質C4餾份230包含異丁烷及任何未反應的異丁烯。
接著,將包含醚化反應器所生產之乙基第三丁基醚的第一餾份224進料至ETBE分解單元204。為起始或作為補氧反應調節劑,可藉由流線232將第一餾份的一部分導引至異丁烯二聚化單元206。
在ETBE分解單元中,分解乙基第三丁基醚(回裂解)以形成包含異丁烯、乙醇及未反應的乙基第三丁基醚的分解反應流出物。接著,分離反應流出物以回收異丁烯餾份234及第一含氧餾份236,異丁烯餾份234可為高純度異丁烯流,例如含有95 wt%或更多的異丁烯,第一含氧餾份236可包含因回裂解產生的乙醇,及任何未反應的乙基第三丁基醚。如需作為反應產物,可回收異丁烯餾份的一部分240作為高純度異丁烯產物餾份。
如有需要,可分離包含乙醇及乙基第三丁基醚的含氧餾份236以回收含氧化合物。可藉由含氧餾份流線236將含氧餾份的第一部分236送回醚化反應區202,前述含氧餾份236可為乙醇或乙醇及乙基第三丁基醚的混合物,以及其他含氧反應副產物,例如ESBE、DEE及其他如上所述者。此外或可替代地,與由醚化單元202(藉由流線232)或含氧分流器208(藉由流線250)供應的任何反應調節劑一起,或除前者以外,含氧餾份的第二部分238可用作異丁烯二聚化單元206中的起始或補充選擇劑。
接著,使異丁烯餾份234,或未回收作為高純度異丁烯產物的部分與稀釋劑242混合,並進料至異丁烯二聚化單元206。例如,稀釋劑242可包含正丁烷或異丁烷,或C4烷烴混合物。
在異丁烯二聚化單元中,可在二聚化催化劑的存在下,並在稀釋劑及反應調節劑的存在下,在適當反應條件,將異丁烯二聚化以形成包含異辛烯、反應調節劑及副產物異丁烯三聚體及寡聚物的二聚化反應流出物。接著,可分離二聚化反應流出物以回收重質餾份244及輕質餾份246,重質餾份244包含異辛烯、副產物異丁烯三聚體及寡聚物、乙基第三丁基醚及乙醇,輕質餾份246包含異丁烯及乙醇,以及稀釋劑正丁烷或異丁烷。如有需要,可進一步加工輕質餾份246以分離並回收乙醇及稀釋劑至適當的反應單元。
將重質餾份244進料至含氧分流器以回收第一二聚化產物餾份248及第二二聚化產物餾份250,第一二聚化產物餾份248包含異辛烯及副產物異丁烯三聚體及寡聚物,第二二聚化產物餾份250包含反應調節劑(含氧化合物)。於部分實施型態中,反應調節劑可回收至二聚化反應區206。
將第一二聚化產物餾份248進料至DIB純化單元210。在DIB純化單元210中,分離第一二聚化產物餾份248以回收異辛烯餾份252及副產物餾份254,異辛烯餾份252可為高純度異辛烯餾份,例如包含95 wt%或更多的異辛烯,副產物餾份254包含異丁烯三聚體及寡聚物。
如上所述,本發明之反應區可能產生副產物。例如,ETBE反應流出物及分解反應流出物中一者或兩者可進一步包含一或更多種副產物,例如二異丁烯、乙基第二丁基醚、第三丁基醇或二乙醚,以及其他。此種成分可與具有相應沸點的前述被回收及加工的餾份一起流動。
現參照圖3,其描繪根據本發明實施型態之用於生產高純度異丁烯及高純度異辛烯的系統300的簡化製程流程圖。系統300可包含主要單元操作,包含C4分離區(脫異丁烯塔單元)302、醚化單元304、異丁烯二聚化單元306、含氧分流器308及二異丁烯純化區310。各單元可包含一或多個進料預處理設備(濾網、吸附床等)、儲存槽、一或多個串列及/或並列反應槽、分離單元(其可包含蒸餾塔、萃取蒸餾塔、閃蒸器及/或汽提塔)及其他組件,例如閥門、幫浦、控制器、塔頂冷凝系統(冷凝器、熱交換器、滾筒等)、再沸器等,以及其他組件。並非所有單元皆包含各個此等設備。進一步地,儘管在簡化製程流程圖中並未描繪此等組件,所屬技術領域中具有通常知識者應可理解且明白該製程流程,以及可如何併入此種設備,如下文所概述。
將氫氣318及混合C4流320進料至催化分離單元,混合C4流320包含包含1-丁烯、2-丁烯、正丁烷、異丁烷及異丁烯的烴混合物。催化分離單元302可包含脫異丁烯塔,且可選擇性地包含塔頂分流器(未繪出)或側取口,各自可用以回收異丁烯餾份,或進一步從異丁烯中分離異丁烷。例如,可分離催化分離單元中的烴混合物以回收第一塔頂餾份及側取餾份,前述第一塔頂餾份包含至少95 wt%異丁烯,前述側取餾份包含1-丁烯、異丁烷及異丁烯,且其中將前述側取餾份作為異丁烯餾份進料至醚化單元。同樣地,可使用塔頂分流器進一步從異丁烷中分離異丁烯,回收高純度異丁烯產物,並將含異丁烯餾份進料至醚化單元。催化分離單元亦可包含反應蒸餾區,反應蒸餾區包含位置加氫異構化催化劑,用於將1-丁烯轉換成2-丁烯,因此促進具有相近沸點的C4成分分離,以生產高純度異丁烯餾份。
在催化分離單元302中,將1-丁烯的一部分轉換成2-丁烯,並分離烴混合物以回收第一塔頂餾份322及塔底餾份324,第一塔頂餾份322包含異丁烷、異丁烯及任何剩餘的1-丁烯,塔底餾份324包含正丁烷及2-丁烯。如有需要,可回收第一塔頂餾份322的一部分326做為高純度異丁烯產物餾份,例如包含至少95 wt%異丁烯的物料流。
將醇流328(例如乙醇或甲醇)及第一塔頂餾份的第二部分330進料至醚化轉換單元304。異丁烯產物的第二部分330為小部分的異丁烯,其用以產生用於異丁烯二聚化單元306中的醚反應調節劑,異丁烯二聚化單元306接收第一塔頂餾份322中的大部分的異丁烯。
在醚化轉換單元304中,醇及異丁烯反應以形成烷基第三丁基醚,回收醚化反應流出物332包含烷基第三丁基醚及未反應的醇,以及各種反應副產物,例如DEE、DME、TBA、ESBE、MSBE、或其他如上所述者。
將稀釋劑334(例如異丁烷或正丁烷)及第一塔頂餾份322中的異丁烯,與醚化反應流出物332一起進料至異丁烯二聚化單元,將醚化反應流出物332作為反應調節劑進料至異丁烯二聚化單元306。在異丁烯二聚化單元306中,將異丁烯二聚化以形成包含異辛烯、稀釋劑、反應調節劑及副產物異丁烯三聚體及寡聚物的二聚化反應流出物。接著,分離二聚化反應流出物,以回收重質餾份336及輕質餾份338,重質餾份336包含異辛烯、副產物異丁烯三聚體及寡聚物、烷基第三丁基醚及醇,輕質餾份338包含稀釋劑(例如異丁烷或正丁烷)、任何未反應的異丁烯,以及較輕的反應調節劑,例如甲醇或乙醇。如有需要,可進一步加工輕質餾份338以分離並回收醇及稀釋劑至適當的反應單元。
將重質餾份336進料至含氧分流器308以回收第一二聚化產物餾份340及第二二聚化產物餾份342,第一二聚化產物餾份340包含異辛烯及副產物異丁烯三聚體及寡聚物,第二二聚化產物餾份342包含反應調節劑。可將第二二聚化產物餾份342的一部分或全部送回異丁烯二聚化單元306用作反應調節劑。
將第一二聚化產物餾份340進料至DIB純化單元310。在DIB純化單元310中,分離第一二聚化產物餾份340以回收異辛烯餾份344及副產物餾份346,異辛烯餾份344可為高純度異辛烯餾份,例如包含95 wt%或更多異辛烯,副產物餾份346包含異丁烯三聚體及寡聚物。
如上所概述,本發明之實施型態包含各種單元操作,用於生產並回收高純度異辛烯及高純度異丁烯。例如,此種實施型態可包含醚化單元(MTBE或ETBE生產單元)、催化分離單元(催化脫異丁烯塔)、醚分解單元(MTBE或ETBE分解單元)、異丁烯二聚化單元、含氧分流器及二異丁烯純化單元。以下詳述各單元。
〔醚化單元及分解單元〕
醚化後進行回裂解反應及分離方案係藉由將混合C4進料流中的異丁烯選擇性轉換成甲基第三丁基醚(MTBE)、乙基第三丁基醚(ETBE)、第三丁基醇(TBA)以及其他可能的含氧中間產物中一或多者,來生產高純度異丁烯產物流,從而使得易於從較輕的C4正烯烴及烷烴中分離所得之醚或醇。接著,回裂解醚或醇以形成異丁烯成分及水或醇,使得易於從水或醇中分離異丁烯,並回收作為高純度異丁烯產物流。接著,可將回收的醇或水進料回反應槽中,用於選擇性轉換異丁烯。
反應系統可包含一或多個反應槽及催化蒸餾反應槽,其適合用於異丁烯及一或多種醇的醚化以形成一或多種C
4醚,例如MTBE及/或ETBE。可替代地,可使用水將異丁烯轉換成醇,例如TBA。
可根據本發明之實施型態加工C
4異烯烴以將異烯烴醚化。根據本發明之實施型態用於反應槽及蒸餾塔反應槽中的催化劑可具有選擇性氫化丁二烯、位置異構化烯烴及/或醚化異烯烴的功能。
補氧反應的典型條件包含催化劑床溫度約60°C以上。催化蒸餾反應槽則可使用表壓約5.5巴以上的塔頂壓力及約1.0/小時至2.0/小時的均等液體空間速度。塔中的溫度由任何給定壓力下存在的液體混合物的沸點決定。塔的下部的溫度會反映塔的該部分中的材料組成,且會高於塔頂,亦即,在等壓下,溫度變化代表塔中組成物的變化。為改變溫度,可改變塔中壓力。因此,反應區的溫度控制係藉由壓力控制,增加熱量(反應放熱)僅使沸騰程度更高。壓力增加,則溫度升高,反之亦然。儘管使用蒸餾塔反應槽,部分異烯烴可能並未轉換,並且可能與塔頂餾出物一起離開塔。
作為沸點最高的材料,醚產物係作為塔底餾出物從蒸餾塔反應槽去除。塔頂餾出物可含有未反應的輕質醇,例如上游反應槽中用作反應物的甲醇或乙醇,以及異烯烴及輕質惰性物質,例如正丁烯及丁烷。
醚化作用的催化劑可為任何已知的醚化催化劑,例如酸性陽離子交換樹脂,例如杜邦化學公司供應之AMBERLYST 15。本發明可使用適當的催化結構以將陽離子交換樹脂顆粒置於固定床反應槽內的床中。進一步地,溫度及壓力可與所屬技術領域已知用於進行特定反應的溫度及壓力類似。
於部分實施型態中,醚化反應系統可包含未反應的正丁烯流出物。可將含有來自含氧反應單元的未反應的正丁烯的流出物進料至C
4分離系統。可使用C
4分離系統生產異丁烷產物流,其亦可含有異丁烯及/或1-丁烯,以及正丁烷,加上2-丁烯的產物流。於部分實施型態中,可使用此等物料流作為稀釋劑,或氫化以形成稀釋烷烴流。於部分實施型態中,醚化反應系統可生產ETBE產物流。於部分實施型態中,醚化反應系統可生產MTBE產物流。
接著,將來自醚化反應系統的含氧(醚或醇)流出物進料至回裂解單元。
回裂解系統生產高純度異丁烯,以及未反應的進料成分及反應副產物,例如正丁烯、第三丁基醇(TBA)、甲醇或乙醇、未轉換的MTBE或ETBE、甲基第二丁基醚(MSBE)或乙基第二丁基醚(ESBE)、二乙醚(DEE)或二甲醚(DME)或二異丁烯(DIB)。回裂解單元包含蒸餾單元,前述蒸餾單元分離反應流出物中的成分以提供高純度異丁烯。可將回收醇進料回醚化反應系統。於部分實施型態中,例如其中含氧化合物為乙醇者,可將回收乙醇進料回醚化反應系統,以減少補充乙醇。於部分實施型態中,不需要額外的外部乙醇進料。
如本發明所述,在分解條件下使醚進料接觸催化劑可生產所需的烯烴及醇,以及副產物,其可包含副產物醚、醇及寡聚物,例如所需烯烴產物的二聚體或三聚體。於部分實施型態中,如本發明所述,使醚進料接觸催化劑可轉換至少90 wt%的醚;於其他實施型態中,至少85 wt%;於其他實施型態中,至少80 wt%;於其他實施型態中,至少75 wt%;及於其他實施型態中,至少70 wt%。
現參照圖6,其描繪根據本發明實施型態之醚化單元(102、202)加上回裂解單元(104、204)的簡化方塊流程圖。可將包含異丁烯以及如前所述之其他成分的混合C4流701以及含有含氧反應物(例如甲醇、乙醇、異丁醇、水、或其混合物)的物料流703進料至醚化反應系統702。例如,醚化反應系統702可包含一或多個反應槽,用於在適當的催化劑上使異丁烯與水、甲醇、乙醇或其他含氧反應物進行選擇性反應,以形成MTBE、ETBE或TBA中一或多者。接著,可將反應流出物704進料至分離系統706,其可包含一或多個蒸餾塔或萃取蒸餾塔,例如,以從混合進料流701中未反應的C4成分中分離MTBE、ETBE或TBA,回收MTBE、ETBE或TBA作為流出物流708,並藉由一或多個流動流714回收較輕的C4成分。可藉由一或多個流動流715回收未反應的水或醇及其他醚化反應副產物。
接著,可將流出物流708進料至回裂解反應系統710,用於將MTBE、ETBE或TBA轉換回組成分子、異丁烯及含氧反應物,例如水、甲醇或乙醇。回裂解反應系統710可包含含有適當的回裂解催化劑的一或多個反應槽。接著,如有需要,可從反應槽中回收回裂解流出物712,並將其進料至分離系統720,其可包含一或多個蒸餾或萃取蒸餾塔,用於回收高純度異丁烯產物716、任何重質反應副產物717及醇或水反應物718,可在上游將其等回收至反應系統702。儘管未描繪,本發明實施型態考慮從各種反應流出物及前述分離方案中回收1-丁烯、2-丁烯、MTBE、ETBE、或其他成分作為分離產物流。因為醇或醚的形成使得可以從可含在C4進料流中的正丁烯及異丁烷中有效分離異丁烯,可在醚化作用後進行回裂解以生產高純度異丁烯產物。
儘管圖3之實施型態不包含分解單元,將前述醚化單元應用至圖3之實施型態。
〔二聚化單元〕
可將各種催化劑及反應槽組成用於選擇性二聚化異丁烯以形成異辛烯。一個實施例為異丁烯二聚化製程,其可選擇性地將異丁烯二聚化為異辛烯,其中可提供反應調節劑,用於選擇性形成理想比例的異辛烯與異丁烯的二聚體及三聚體。根據本發明實施型態,亦可使用其他已知製程二聚化異丁烯以形成異辛烯。包含C9及較重的成分(例如三聚體、四聚體或其他低聚物)的副產物,以及由異丁烯與存在的任何反應調節劑反應所產生的副產物可產生各種較重的烴物種。在二聚化異丁烯以形成異辛烯後,可將反應流出物進料至分離系統,用於從C9及較重的烯烴副產物中分離所需的C8烯烴產物流。
圖5描繪根據本發明實施型態之異丁烯二聚化單元(106、206、306)的一般製程方塊流程圖。可將含有物料流601的異丁烯進料至異丁烯二聚化反應槽602。異丁烯二聚化反應槽302可含有選擇性二聚化催化劑,且在適於二聚化異丁烯(含在物料流601中)的條件下運作,以生產異辛烯及各種副產物。可藉由流動流604從異丁烯二聚化反應槽中回收異丁烯二聚化反應槽流出物,可將其進料至分離單元606,用於從較輕的成分流613(例如未反應的異丁烯、稀釋劑異丁烷或正丁烷)以及任何輕質反應調節劑中分離粗異辛烯產物流608。於部分實施型態中,例如其中異丁烯轉換未完全者,可從產生的異辛烯中汽提異丁烯,並可藉由流線623將異丁烯沖洗或回收至二聚化反應槽,用於繼續轉換。同樣地,可將任何含氧化合物(例如流613中回收的該等含氧化合物)回收至二聚化反應槽作為反應調節劑。分離單元606可包含例如一或多個用於執行所需的分離步驟的蒸餾或萃取蒸餾塔。
〔含氧分流器及二異丁烯純化單元〕
各個含氧分流器單元及二異丁烯純化單元可包含一或多個用於分離各種如前所述之成分的蒸餾及/或萃取蒸餾塔。儘管本說明書未提供額外的細節,應理解就形成TBA作為副產物的實施型態而言,TBA與C8烯烴形成共沸物,且為滿足純化DIB的需求,具有淨化流的含氧分流器的設計中需要TBA管理。
〔C4分離單元/CDDeIB單元〕
如上述實施型態所述,可分離混合C4進料流以回收輕質C4流及重質C4流,例如輕質C4流包含異丁烯、異丁烷及/或1-丁烯,重質C4流包含正丁烷及2-丁烯。於部分實施型態中,C4分離單元為催化脫異丁烯塔或包含催化脫異丁烯塔,以從重質(較高沸點)C4烴中分餾輕質(較低沸點)C4烴。
現參照圖4,其描繪根據本發明之實施型態中的催化脫異丁烯塔單元400的簡化製程流程圖。起始步驟為將混合C4流402(例如來自醚化單元(圖1中的102、圖2中的202)的混合C4反應流出物)或混合C4進料(圖3,320)進料至脫異丁烯塔(催化蒸餾塔)510。將含有1-丁烯、2-丁烯、異丁烯及正丁烷以及其他可能的C4成分的混合C4流進料至催化蒸餾塔510的催化蒸餾區512(催化劑區512)底部附近,催化蒸餾區512(催化劑區512)含有催化蒸餾結構形式的負載型加氫異構化催化劑。可藉由流線520進料氫氣,亦自催化劑區512下方引入。
當反應物進料與催化劑接觸,將進料中的任何丁二烯氫化成丁烯,並且在催化劑處生產平衡量的1-丁烯及2-丁烯。將2-丁烯蒸餾掉,並取作塔底餾出物,在催化劑處驅動反應生產2-丁烯。
塔的汽提區可含有習知蒸餾結構,例如泡罩、篩板或惰性填墊,以從低沸點的異丁烯及異丁烷中完整分離2-丁烯產物。亦將任何存在的正丁烷去除作為塔底餾出物。接著,可藉由流線525從催化蒸餾塔510中回收2-丁烯及正丁烷。
在冷凝器518中冷凝包含異丁烷以及任何異丁烯及1-丁烯的塔頂流516。將冷凝塔頂餾出物收集至收容分離器530中,其中從氫氣及藉由流線536排出的輕質材料中分離液體異丁烷及異丁烯。如有需要,可將氫氣回收至催化蒸餾塔510(未描繪氫氣的再利用及回收)。藉由流線524將冷凝塔頂餾出產物的一部分回收至催化蒸餾塔510作為回流物。藉由流線546去除異丁烷及異丁烯作為塔頂餾出產物。
塔頂餾出產物流546可包含異丁烯以及異丁烷,可能係由於催化蒸餾塔510內的副產物氫化作用,或是整體系統(100、200)中其他部分的反應副產物。於部分實施型態中,例如需要高純度異丁烯產物者,可將塔頂餾出產物流546進料至分流器(未描繪),以從異丁烷中分離異丁烯。例如,可能需要小型汽提塔以去除微量異丁烷。於部分實施型態中,脫異丁烯塔可如美國專利案US6242661或US7982086所述。於其他實施型態中,可使用整合異丁烯(IB)汽提塔,例如如美國專利案US11053177所述,以從異丁烯中去除異丁烷,生產更高純度異丁烯產物。
為進行異構化反應使用的催化材料理想係用作蒸餾用填充物的形式,其為諸如拉西環、鮑爾環、鞍形等習知蒸餾用填充物形狀以及諸如其他結構,例如球、不規則、片狀、管狀、螺旋狀、包裝於袋或其他結構中(例如如美國專利案US4242530、US4443559、US5189001、US5348710及US5431890所述者)、鍍覆於格柵或篩網上、或網狀聚合物泡沫體(泡沫體的多孔結構必須大到足以使物料通過塔時不會產生高壓降,或以其他方式排列,例如在塊或濃縮管中以允許蒸汽流動)。同樣地,可以將鈀、鉑或鎳負載於八分之一英寸的氧化鋁擠製物上的形式使用催化劑,可以裝在袋中或鬆散地填充在塔中。於部分實施型態中,可將催化劑裝在如美國專利案US5730843、US5266546、US4731229及US5073236所述之結構中。
催化蒸餾塔的反應區中所含的催化劑可為任何適於將1-丁烯異構化或加氫異構化成2-丁烯的催化劑。於部分實施型態中,例如,催化劑可含有鈀、鉑或鎳,並且可為擠製物的形式。就加氫異構化而言,進入蒸餾塔反應器的氫氣速率應足以維持催化劑處於活化(氫化物)形式,因為當進料中含有丁二烯時,會因為氫化而從催化劑中損失氫氣。可調節氫氣速率,使得有足夠的氫氣來支持丁二烯氫化反應並補充從催化劑損失的氫氣,但應保持低於丁烯氫化或引起塔溢流所需的氫氣速率。一般而言,進料至催化蒸餾塔床的氫氣與C4烴的莫耳比會在約0.01:1至0.60:1、理想係0.01:1至0.10:1的範圍內。
於任何蒸餾過程中,本發明之實施型態可於中填充催化劑的塔中進行催化蒸餾步驟,應理解填充催化劑的塔係含有氣相及部分液相。因為反應與蒸餾同時發生,所以盡可能快速地從反應區中去除初始反應產物。進一步地,由於所有成分皆沸騰,反應溫度由系統壓力下混合物的沸點控制,不同塔盤的沸點可能不同。反應熱僅使沸騰程度更高,但不會增加溫度。此外,由於已去除反應產物且不會促成逆反應,因此反應具有增加的驅動力。因此,藉由調節系統壓力可以極大程度地控制反應速率及產物分佈。此外,調整通量(停留時間=液體空間速度
−1)可進一步控制產物分佈及將1-丁烯轉換成2-丁烯的程度。
蒸餾塔反應槽中的溫度由在任何給定壓力下存在的液體混合物的沸點決定。塔的下部的溫度會反映塔的該部分中的材料組成,且會高於塔頂溫度;亦即,在等壓下,系統溫度變化代表塔中組成物的變化。為改變溫度,可改變塔中壓力。因此,反應區的溫度控制係藉由壓力控制;壓力增加,則系統中的溫度升高,反之亦然。
根據本發明之實施型態之催化蒸餾塔可在塔頂溫度範圍為32°C至138°C、壓力範圍為絕對壓力3至20下運作,留意如上所述之壓力對溫度的影響。於其他實施型態中,根據本發明之實施型態之催化蒸餾塔可在塔頂溫度範圍為85°C或90°C至130°C或135°C、壓力範圍為絕對壓力9、10或11至16、18或20下運作,其中任何下限可與任何上限組合。於其他實施型態中,催化蒸餾塔的塔頂溫度範圍可為32°C至約80°C,例如約47°C至約68°C,或約60°C至約65°C。於另外的其他實施型態中,塔頂溫度的範圍可為下限值32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、85、85或90°C至上限值43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、85、90、100、110、120、130或138°C,其中任何下限可與任何上限組合。於部分實施型態中,催化蒸餾塔的塔頂壓力的範圍可為絕對壓力約3至約12,例如範圍為絕對壓力約7至約10。於另外的其他實施型態中,催化蒸餾塔的塔頂壓力的範圍可為下限值絕對壓力約9、10、11、12、13、14、或15至上限值絕對壓力約14、15、16、17、18、19、或20。催化蒸餾塔的塔底溫度將對應於在運作條件下較高沸點成分的沸點,且於多種實施型態中,其範圍可為例如約60°C至約180°C,例如約60°C至約100°C,或約65°C至約88°C,但根據所需塔頂溫度及壓力,塔底溫度亦可更高。運作溫度亦可考量用於促進所需之1-丁烯至2-丁烯的反應的催化劑的活性。
於本發明之實施型態中,催化蒸餾塔係在傾向於使得2-丁烯無法與催化劑接觸,同時保持1-丁烯與催化劑接觸的條件(尤指溫度及壓力)下運作。因此,當1-丁烯異構化成2-丁烯時,其於塔中從催化劑處掉落並作為塔底餾出物去除。該塔可包含回流物,其中回流比範圍可為例如0.5:1至33:1。
如上所述,將混合C4烴進料至催化蒸餾塔。於催化蒸餾塔中,使用位置異構化及加氫催化劑進一步加工C4流,伴隨氫氣進料,將1-丁烯轉換成2-丁烯,並選擇性氫化上游加工中可能存在的任何丁二烯。於部分實施型態中,同時分餾產生兩股C4產物流,包含2-丁烯及正丁烷塔底產物及高純度異丁烯塔頂產物。亦可回收含氫氣的排出氣體。
參照圖3,由藉催化蒸餾塔加工C4進料所產生的異丁烯產物流可具有至少80wt%的異丁烯含量。可生產高純度異丁烯產物流,於多種實施型態中,其純度為至少85 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少98 wt%、至少99 wt%、至少99.5 wt%、或至少99.9 wt%。參照圖1及圖2,進料至C4分離區的C4餾分的異丁烯含量可能極少,因為已經在醚化反應區中被反應掉;於此例中,來自催化蒸餾的塔頂產物可為高純度異丁烷產物,於多種實施型態中,其純度為至少85 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少98 wt%、至少99 wt%、至少99.5 wt%、或至少99.9 wt%。
於另外的其他實施型態中,本發明之用於加工混合C4流的催化蒸餾塔可產生三股C4產物流,包含2-丁烯及正丁烷塔底產物、異丁烷塔頂產物及高純度異丁烯產物。例如,可將高純度異丁烯產物回收作為塔底餾出物,自分流器取出,如上所述,或於部分實施型態中,可將其回收作為來自催化蒸餾塔的側取餾份530。側取處可位於塔內適當高度以回收異丁烷/異丁烯流,前述異丁烷/異丁烯流的異丁烷與異丁烯之比例範圍為例如0.001:1至2:1,例如0.01:1至1:1.5,或0.1:1至1:1。側取處可位於催化蒸餾反應區上方,且進料可位於催化蒸餾反應區下方,提供含有相對少量的正丁烯的側取物,使得可以回收含有大於80%、大於95%、大於98%、或大於99%、或大於99.9%異丁烯的流。塔有足量的塔盤及高度,亦使其可產生主要含有異丁烷的異丁烷塔頂流,例如大於95%或大於98%異丁烷(各自以wt%計)。
於部分實施型態中,由於催化蒸餾塔內的將1-丁烯異構化成2-丁烯的反應,本發明生產之異丁烯產物流,不論係來自催化蒸餾塔的塔頂餾出物或側取餾份,基於高純度異丁烯產物流中所含異丁烯及1-丁烯的總量,可具有至少99.9wt%、99.95wt%或99.99wt%的異丁烯純度。
〔稀釋劑〕
已知添加稀釋劑能改善異丁烯二聚化單元的運作。可將催化蒸餾塔單元所生產(圖3)或C4分離單元的醚化單元中回收(圖1及圖2)的正丁烷進料至二聚化單元,其中正丁烷可作為稀釋劑,協助控制骨架異構化單位內的反應。可替代地,可提供二聚化單元新鮮或補充的丁烷。於部分案例中,例如於進料濃度或正丁烷副產物形成程度低的實施型態中,所得二聚化單元的稀釋劑進料亦會含有少量的正丁烷。於此種實施型態中,飽和(氫化)反應槽可用於使正丁烯與氫氣反應以形成所需量的正丁烷,以在骨架異構化期間用作稀釋劑。
〔脫氫〕
如有需要,若有足夠量,則可將回收的異丁烷產物脫氫以形成額外的異丁烯及氫氣。可回收氫氣並用作催化脫異丁烯塔或氫化反應槽的進料以產生正丁烷稀釋劑,而可將C4脫氫流出物進料至催化脫異丁烯塔、醚化反應槽或使用本發明之加工單元以其他方式加工以回收額外的異丁烯。
如上所述,本發明之實施型態包含生產MTBE或ETBE,用作二聚化反應調節劑,以藉由回裂解醚生產高純度異辛烯及異丁烯。基於ETBE與MTBE分解之間的焓値之運算,ETBE分解的焓値低於MTBE分解的焓値,並假設這意味其需要更少的能量。假設性地,根據內部合成模型的焓値數據, MTBE分解模式中相同的反應槽條件亦可應用於ETBE分解。就ETBE及MTBE的分解率而言,估計分解率降低5%。當MTBE分解率88%,假定ETBE為88%的95%,即84%左右。ETBE環境中異丁烯反應槽出口處的預期成分為異丁烯、正丁烯、TBA、乙醇、未轉換的ETBE及ESBE、DEE(比DME重)及DIB。可藉由蒸餾分離此等成分,以純化異丁烯產物。可將從分解製程中回收的乙醇回進料至上游醚化單元,以從源頭減少乙醇補充量。從ETBE反應製程中,所得成分,例如ETBE、ESBE、TBA、DIB、DEE、水及額外的乙醇接著可用作後續二聚化步驟的調節劑,以生產異辛烯。異辛烯的純度將取決於進料中存在的正丁烯含量,於部分實施型態中其小於1 wt%。C4進料中存在的正丁烯越少,最終異辛烯(DIB)產物的純度越高。亦可使用二聚化選擇劑的變體;可使用乙醇衍生的含氧化合物以及C1至C4醇及/或二醇。
可使用本發明所述之方案轉換現存的MTBE單元(例如)用於汽油共混並且轉化此類單元以生產用於石化應用的異辛烯。該方案亦可用於共同生產HPIB及HPDIB。本發明之方案的優勢為可重複使用現存的MTBE平台,用於異辛烯製程,並具有使用外部稀釋劑的半閉環系統。
可用於本發明所揭露的實施型態的反應槽可包含傳統固定床反應槽、沸點反應槽及脈衝流反應槽,其中反應物流及產物流可為共流或逆流。除藉由蒸發捕獲至少一部分反應熱之外,沸點及脈衝流反應槽亦可提供催化劑的連續洗滌,從而得到與習知固定床反應器相比而言改善的反應槽溫度分佈。可用於本發明所揭露的實施型態的反應槽可用作獨立反應槽或可與一或多個相同或不同類型的反應槽組合使用。
可使用任何類型的反應槽來進行本發明所述的反應。適合進行本發明實施型態之反應的反應槽的實施例可包含蒸餾塔反應槽、分隔壁蒸餾塔反應槽、傳統管式固定床反應槽、泡罩塔反應槽、配備或不配備蒸餾塔的漿料反應槽、脈衝流反應槽、催化蒸餾反應槽(其中固體催化劑漿料沿塔流下)、習知固定床反應槽或此等反應槽的任何組合。可用於本發明揭露的實施型態的多反應槽系統可包含用於各反應區的一系列相同類型的反應槽或並聯的反應槽,或串聯的不同類型的反應槽。所屬技術領域中具有通常知識者會明白亦可使用其他類型的反應槽。
除非另有定義,所用的所有技術及科學術語具有與此等系統、裝置、方法、製程及組成物所屬技術領域中具有通常知識者通常理解的相同含義。
單數形式的「一(a)」、「一(an)」及「該」包含複數指代,除非上下文另外明確指出。
本發明及後附申請專利範圍中「包含(comprise)」、「具有」及「包含(include)」等用語及其所有語法變體均為開放的、非限制性的含義,不排除其他元件或步驟。
當使用「近似」或「約」一詞時,此術語可能意味數值的偏差可達±10%、5%、2%、1%、0.5%、0.1%或0.01%。
範圍可表示為從約一個特定值至約另一個特定值,包含該等特定值。當描述此種範圍時,應理解為另一實施型態係從一個特定值至另一特定值,以及範圍內的所有特定值及其組合。
儘管本發明包含有限數量的實施型態,但所屬技術領域中具有通常知識者藉由本發明會明白亦可設計出不偏離本發明範圍的其他實施型態。據此,本發明範圍應僅受後附申請專利範圍限制。
100:系統
102:MTBE轉換單元、MTBE轉換區、醚化反應區、醚化單元
104:MTBE分解單元
106:異丁烯二聚化單元、二聚化反應區
108:含氧分流器
110:二異丁烯純化區、DIB純化單元
112:C4分離區
120:甲醇
122:混合C4烴流
124:第一餾份
126:第二餾份
128:重質C4餾份
130:輕質C4餾份
132:第一餾份的一部分
134:異丁烯餾份
136:第一含氧餾份、含氧餾份的第一部分、含氧餾份流線
138:含氧餾份的第二部分
140:異丁烯餾份的一部分
142:稀釋劑
144:重質餾份
146:輕質餾份
148:第一二聚化產物餾份
150:第二二聚化產物餾份
152:異辛烯餾份
154:副產物餾份
200:系統
202:ETBE轉換單元、ETBE轉換區、醚化反應區、醚化單元
204:ETBE分解單元
206:異丁烯二聚化單元、二聚化反應區
208:含氧分流器
210:二異丁烯純化區、DIB純化單元
212:C4分離區
220:乙醇
222:混合C4烴流
224:第一餾份
226:第二餾份
228:重質C4餾份
230:輕質C4餾份
232:流線
234:異丁烯餾份
236:第一含氧餾份、含氧餾份的第一部分、含氧餾份流線
238:含氧餾份的第二部分
240:異丁烯餾份的一部分
242:稀釋劑
244:重質餾份
246:輕質餾份
248:第一二聚化產物餾份
250:第二二聚化產物餾份、流線
252:異辛烯餾份
254:副產物餾份
300:系統
302:C4分離區(脫異丁烯塔單元)、催化分離單元
304:醚化單元、醚化轉換單元
306:異丁烯二聚化單元
308:含氧分流器
310:二異丁烯純化區、DIB純化單元
318:氫氣
320:混合C4流
322:第一塔頂餾份
324:塔底餾份
326:第一塔頂餾份322的一部分
328:醇流
330:第一塔頂餾份的第二部分、異丁烯產物的第二部分
332:醚化反應流出物
334:稀釋劑
336:重質餾份
338:輕質餾份
340:第一二聚化產物餾份
342:第二二聚化產物餾份
344:異辛烯餾份
346:副產物餾份
400:催化脫異丁烯塔單元
402:混合C4流
510:脫異丁烯塔(催化蒸餾塔)
512:催化蒸餾區(催化劑區)
516:塔頂流
518:冷凝器
520:流線
524:流線
525:流線
530:收容分離器、側取餾份
536:流線
546:流線、塔頂餾出產物流
601:物料流
604:流動流
606:分離單元
608:粗異辛烯產物流
613:較輕的成分流、流
623:流線
701:混合C4流、混合進料流
702:醚化反應系統
703:物料流
704:反應流出物
706:分離系統
708:流出物流
710:回裂解反應系統
712:回裂解流出物
714:一或多個流動流
715:一或多個流動流
716:高純度異丁烯產物
717:重質反應副產物
718:醇或水反應物
720:分離系統
〔圖1〕圖1描繪根據本發明之一或多個實施型態之用於共同生產高純度異丁烯及高純度異辛烯的系統的簡化製程流程圖。
〔圖2〕圖2描繪根據本發明之一或多個實施型態之用於共同生產高純度異丁烯及高純度異辛烯的系統的簡化製程流程圖。
〔圖3〕圖3描繪根據本發明之一或多個實施型態之用於共同生產高純度異丁烯及高純度異辛烯的系統的簡化製程流程圖。
〔圖4〕圖4描繪可用於本發明之實施型態中的催化脫異丁烯塔。
〔圖5〕圖5描繪根據本發明之一或多個實施型態之異丁烯二聚化單元的一般製程方塊流程圖。
〔圖6〕圖6描繪根據本發明之一或多個實施型態之醚化單元的簡化方塊流程圖。
100:系統
102:MTBE轉換單元、MTBE轉換區、醚化反應區、醚化單元
104:MTBE分解單元
106:異丁烯二聚化單元、二聚化反應區
108:含氧分流器
110:二異丁烯純化區、DIB純化單元
112:C4分離區
120:甲醇
122:混合C4烴流
124:第一餾份
126:第二餾份
128:重質C4餾份
130:輕質C4餾份
132:第一餾份的一部分
134:異丁烯餾份
136:第一含氧餾份、含氧餾份的第一部分、含氧餾份流線
138:含氧餾份的第二部分
140:異丁烯餾份的一部分
142:稀釋劑
144:重質餾份
146:輕質餾份
148:第一二聚化產物餾份
150:第二二聚化產物餾份
152:異辛烯餾份
154:副產物餾份
Claims (18)
- 一種用於共同生產高純度異丁烯及高純度異辛烯的製程,該製程包含: 將乙醇及混合C4烴進料至乙基第三丁基醚(ETBE)轉換單元,該混合C4進料含有烴混合物,該烴混合物包含1-丁烯、2-丁烯、正丁烷、異丁烷及異丁烯; 於該ETBE轉換單元中,使該異丁烯與該乙醇進行催化反應,以形成乙基第三丁基醚,回收ETBE反應流出物,並分離該ETBE反應流出物,以回收包含該乙基第三丁基醚的第一餾份,以及包含1-丁烯、2-丁烯、異丁烷及正丁烷的第二餾份; 將包含該乙基第三丁基醚的該第一餾份進料至ETBE分解單元; 於該ETBE分解單元中,分解乙基第三丁基醚,以形成包含異丁烯、乙醇及未反應的乙基第三丁基醚的分解反應流出物,並分離該反應流出物,以回收異丁烯餾份及第一含氧餾份,該異丁烯餾份包含95 wt%或更多的異丁烯,該第一含氧餾份包含該乙醇及未反應的乙基第三丁基醚; 回收該異丁烯餾份的第一部分,作為高純度異丁烯產物餾份; 將該異丁烯餾份的第二部分進料至異丁烯二聚化單元; 將包含乙基第三丁基醚的該第一餾份的一部分、該第一含氧餾份的一部分、或兩者進料至該異丁烯二聚化單元,作為反應調節劑; 於該異丁烯二聚化單元中,二聚化該異丁烯,以形成包含異辛烯、反應調節劑及副產物異丁烯三聚體及寡聚物的二聚化反應流出物,並分離該二聚化反應流出物,以回收重質餾份及輕質餾份,該重質餾份包含異辛烯、該副產物異丁烯三聚體及寡聚物、乙基第三丁基醚及乙醇,該輕質餾份包含異丁烯及乙醇; 將該重質餾份進料至含氧分流器,以回收第一二聚化產物餾份及第二二聚化產物餾份,該第一二聚化產物餾份包含異辛烯及該副產物異丁烯三聚體及寡聚物,該第二二聚化產物餾份包含反應調節劑; 將該第一二聚化產物餾份進料至二異丁烯(DIB)純化單元;以及 於該DIB純化單元中,分離該第一二聚化產物餾份,以回收異辛烯餾份及副產物餾份,該異辛烯餾份包含95 wt%或更多的異辛烯,該副產物餾份包含該異丁烯三聚體及寡聚物。
- 如請求項1所述之製程,其中,進一步包含將包含該反應調節劑的該第二二聚化產物餾份的一部分進料至該異丁烯二聚化單元,作為額外的反應調節劑。
- 如請求項1所述之製程,其中,進一步包含將該第二餾份進料至C4分離單元,且在該C4分離單元中,分離該第二餾份,以回收輕質C4餾份及重質C4餾份,該輕質C4餾份包含1-丁烯及異丁烷,該重質C4餾份包含2-丁烯及正丁烷。
- 如請求項1所述之製程,其中,該ETBE反應流出物及該分解反應流出物中之一或兩者進一步包含副產物二異丁烯、乙基第二丁基醚(ethyl sec butyl ether)、第三丁基醇、或二乙醚中之一或多者。
- 如請求項1所述之製程,其中,進一步包含將該第一含氧餾份的一部分進料至該ETBE轉換單元。
- 一種用於共同生產高純度異丁烯及高純度異辛烯的製程,該製程包含: 將甲醇及混合C4烴進料至甲基第三丁基醚(MTBE)轉換單元,該混合C4進料含有烴混合物,該烴混合物包含1-丁烯、2-丁烯、正丁烷、異丁烷及異丁烯; 於該MTBE轉換單元中,使異丁烯與乙醇進行催化反應,以形成甲基第三丁基醚,回收MTBE反應流出物,並分離該MTBE反應流出物,以回收包含該甲基第三丁基醚的第一餾份,以及包含1-丁烯、2-丁烯、異丁烷及正丁烷的第二餾份; 將包含該甲基第三丁基醚的該第一餾份進料至MTBE分解單元; 於該MTBE分解單元中,分解甲基第三丁基醚,以形成包含異丁烯、甲醇及未反應的甲基第三丁基醚的分解反應流出物,並分離該反應流出物,以回收異丁烯餾份及第一含氧餾份,該異丁烯餾份包含95 wt%或更多的異丁烯,該第一含氧餾份包含該甲醇及未反應的甲基第三丁基醚; 回收該異丁烯餾份的第一部分,作為高純度異丁烯產物餾份; 將該異丁烯餾份的第二部分進料至異丁烯二聚化單元; 將包含甲基第三丁基醚的該第一餾份的一部分、該第一含氧餾份的一部分、或兩者進料至該異丁烯二聚化單元,作為反應調節劑; 於該異丁烯二聚化單元中,二聚化該異丁烯,以形成包含異辛烯、反應調節劑及副產物異丁烯三聚體及寡聚物的二聚化反應流出物,並分離該二聚化反應流出物,以回收重質餾份及輕質餾份,該重質餾份包含異辛烯、該副產物異丁烯三聚體及寡聚物、甲基第三丁基醚及甲醇,該輕質餾份包含異丁烯及甲醇; 將該重質餾份進料至含氧分流器,以回收第一二聚化產物餾份及第二二聚化產物餾份,該第一二聚化產物餾份包含異辛烯及該副產物異丁烯三聚體及寡聚物,該第二二聚化產物餾份包含反應調節劑; 將該第一二聚化產物餾份進料至二異丁烯(DIB)純化單元;以及 於該DIB純化單元中,分離該第一二聚化產物餾份,以回收異辛烯餾份及副產物餾份,該異辛烯餾份包含95 wt%或更多的異辛烯,該副產物餾份包含該異丁烯三聚體及寡聚物。
- 如請求項6所述之製程,其中,進一步包含將包含該反應調節劑的該第二二聚化產物餾份的一部分進料至該異丁烯二聚化單元,作為額外的反應調節劑。
- 如請求項6所述之製程,其中,進一步包含將該第二餾份進料至C4分離單元,且在該C4分離單元中,分離該第二餾份,以回收輕質C4餾份及重質C4餾份,該輕質C4餾份包含1-丁烯及異丁烷,該重質C4餾份包含2-丁烯及正丁烷。
- 如請求項6所述之製程,其中,該MTBE反應流出物及該分解反應流出物中之一或兩者進一步包含副產物二異丁烯、甲基第二丁基醚(methyl sec butyl ether)、第三丁基醇、或二甲醚中之一或多者。
- 如請求項6所述之製程,其中,進一步包含將該第一含氧餾份的一部分進料至該MTBE轉換單元。
- 一種用於共同生產高純度異丁烯及高純度異辛烯的製程,該製程包含: 將混合C4流進料至催化分離單元,該混合C4流含有烴混合物,該烴混合物包含1-丁烯、2-丁烯、正丁烷、異丁烷及異丁烯; 於該催化分離單元中,將該1-丁烯的一部分轉換為2-丁烯,並分離該烴混合物,以回收第一塔頂餾份及塔底餾份,該第一塔頂餾份包含1-丁烯、異丁烷及異丁烯,該塔底餾份包含正丁烷及2-丁烯; 回收該第一塔頂餾份的一部分,作為包含至少95 wt%異丁烯的高純度異丁烯產物餾份; 將醇及該第一塔頂餾份的第二部分進料至醚化轉換單元,該醇選自乙醇或甲醇; 於該醚化轉換單元中,使醇與異丁烯反應,以形成烷基第三丁基醚(alkyl tert butyl ether),回收包含烷基第三丁基醚及醇的醚化反應流出物; 將該醚化反應流出物進料至異丁烯二聚化單元,作為反應調節劑; 將該第一塔頂餾份的第二部分進料至該異丁烯二聚化單元; 於該異丁烯二聚化單元中,二聚化該異丁烯,以形成包含異辛烯、反應調節劑及副產物異丁烯三聚體及寡聚物的二聚化反應流出物,並分離該二聚化反應流出物,以回收重質餾份及輕質餾份,該重質餾份包含異辛烯、該副產物異丁烯三聚體及寡聚物、烷基第三丁基醚及醇,該輕質餾份包含異丁烯及醇; 將該重質餾份進料至含氧分流器,以回收第一二聚化產物餾份及第二二聚化產物餾份,該第一二聚化產物餾份包含異辛烯及該副產物異丁烯三聚體及寡聚物,該第二二聚化產物餾份包含反應調節劑; 將該第一二聚化產物餾份進料至二異丁烯(DIB)純化單元;以及 於該DIB純化單元中,分離該第一二聚化產物餾份,以回收異辛烯餾份及副產物餾份,該異辛烯餾份包含95 wt%或更多的異辛烯,該副產物餾份包含該異丁烯三聚體及寡聚物。
- 如請求項11所述之製程,其中,於該催化分離單元中分離該混合物包含回收第一塔頂餾份及側取餾份,該第一塔頂餾份包含至少95 wt%異丁烯,該側取餾份包含1-丁烯、異丁烷及異丁烯,且其中將該側取餾份作為該第二餾份進料至該醚化轉換單元。
- 如請求項11所述之製程,其中,進一步包含將該第二二聚化產物餾份的一部分進料至該異丁烯二聚化單元。
- 如請求項11所述之製程,其中,該醇為乙醇。
- 如請求項11所述之製程,其中,該醇為甲醇。
- 一種用於共同生產高純度異丁烯及高純度異辛烯的系統,該系統包含: 一或多個流動管線,用於向ETBE轉換單元供應乙醇及混合C4烴,該混合C4烴含有烴混合物,該烴混合物包含1-丁烯、2-丁烯、正丁烷、異丁烷及異丁烯; 該ETBE轉換單元,包含一或多個反應槽及分離系統,該一或多個反應槽經組態以用於使該異丁烯與該乙醇進行催化反應,以形成乙基第三丁基醚,回收ETBE反應流出物,該分離系統經組態以用於分離該ETBE反應流出物,以回收包含該乙基第三丁基醚的第一餾份,以及包含1-丁烯、2-丁烯、異丁烷及正丁烷的第二餾份; 流線,用於將包含該乙基第三丁基醚的該第一餾份進料至ETBE分解單元; 該ETBE分解單元,包含一或多個反應槽及分離系統,該一或多個反應槽經組態以用於分解乙基第三丁基醚,以形成包含異丁烯、乙醇及未反應的乙基第三丁基醚的分解反應流出物,該分離系統經組態以用於分離該反應流出物,以回收異丁烯餾份及第一含氧餾份,該異丁烯餾份包含95 wt%或更多的異丁烯,該第一含氧餾份包含該乙醇及未反應的乙基第三丁基醚; 流線,用於回收該異丁烯餾份的第一部分,作為高純度異丁烯產物餾份; 流線,用於將該異丁烯餾份的第二部分進料至異丁烯二聚化單元; 流線,用於將包含乙基第三丁基醚的該第一餾份的一部分、該第一含氧餾份的一部分、或兩者進料至該異丁烯二聚化單元,作為反應調節劑; 該異丁烯二聚化單元,包含一或多個反應槽及分離系統,該一或多個反應槽經組態以用於使該異丁烯二聚化,以形成包含異辛烯、反應調節劑及副產物異丁烯三聚體及寡聚物的二聚化反應流出物,該分離系統用於分離該二聚化反應流出物,以回收重質餾份及輕質餾份,該重質餾份包含異辛烯、該副產物異丁烯三聚體及寡聚物、乙基第三丁基醚及乙醇,該輕質餾份包含異丁烯及乙醇; 含氧分流器,用於分離該重質餾份,以回收第一二聚化產物餾份及第二二聚化產物餾份,該第一二聚化產物餾份包含異辛烯及該副產物異丁烯三聚體及寡聚物,該第二二聚化產物餾份包含反應調節劑; 流線,用於將該第一二聚化產物餾份進料至二異丁烯(DIB)純化單元;以及 該DIB純化單元,包含分離系統,該分離系統用於分離該第一二聚化產物餾份,以回收異辛烯餾份及副產物餾份,該異辛烯餾份包含95 wt%或更多的異辛烯,該副產物餾份包含該異丁烯三聚體及寡聚物。
- 一種用於共同生產高純度異丁烯及高純度異辛烯的系統,該系統包含: 一或多個流動管線,用於向MTBE轉換單元供應甲醇及混合C4烴,該混合C4烴含有烴混合物,該烴混合物包含1-丁烯、2-丁烯、正丁烷、異丁烷及異丁烯; 該MTBE轉換單元,包含一或多個反應槽及分離系統,該一或多個反應槽經組態以用於使異丁烯與乙醇進行催化反應,以形成甲基第三丁基醚,回收MTBE反應流出物,該分離系統用於分離該MTBE反應流出物,以回收包含該甲基第三丁基醚的第一餾份,以及包含1-丁烯、2-丁烯、異丁烷及正丁烷的第二餾份; 流線,用於將包含該甲基第三丁基醚的該第一餾份進料至MTBE分解單元; 該MTBE分解單元,包含一或多個反應槽及分離系統,該一或多個反應槽用於分解甲基第三丁基醚,以形成包含異丁烯、甲醇及未反應的甲基第三丁基醚的分解反應流出物,該分離系統經組態以用於分離該反應流出物,以回收異丁烯餾份及第一含氧餾份,該異丁烯餾份包含95 wt%或更多的異丁烯,該第一含氧餾份包含該甲醇及未反應的甲基第三丁基醚; 流線,用於回收該異丁烯餾份的第一部分,作為高純度異丁烯產物餾份; 流線,用於將該異丁烯餾份的第二部分進料至異丁烯二聚化單元; 流線,用於將包含甲基第三丁基醚的該第一餾份的一部分、該第一含氧餾份的一部分、或兩者進料至該異丁烯二聚化單元,作為反應調節劑; 該異丁烯二聚化單元,包含一或多個反應槽及分離系統,該一或多個反應槽用於使該異丁烯二聚化,以形成包含異辛烯、反應調節劑及副產物異丁烯三聚體及寡聚物的二聚化反應流出物,該分離系統用於分離該二聚化反應流出物,以回收重質餾份及輕質餾份,該重質餾份包含異辛烯、該副產物異丁烯三聚體及寡聚物、甲基第三丁基醚及甲醇,該輕質餾份包含異丁烯及甲醇; 含氧分流器,用於分離該重質餾份,以回收第一二聚化產物餾份及第二二聚化產物餾份,該第一二聚化產物餾份包含異辛烯及該副產物異丁烯三聚體及寡聚物,該第二二聚化產物餾份包含反應調節劑; 流線,用於將該第一二聚化產物餾份進料至二異丁烯(DIB)純化單元;以及 該DIB純化單元,包含分離系統,該分離系統用於分離該第一二聚化產物餾份,以回收異辛烯餾份及副產物餾份,該異辛烯餾份包含95 wt%或更多的異辛烯,該副產物餾份包含該異丁烯三聚體及寡聚物。
- 一種用於共同生產高純度異丁烯及高純度異辛烯的系統,該系統包含: 一或多個流線,用於將混合C4流進料至催化分離單元,該混合C4流包含烴混合物,該烴混合物包含1-丁烯、2-丁烯、正丁烷、異丁烷及異丁烯; 該催化分離單元,包含催化蒸餾塔,該催化蒸餾塔經組態以用於同時將1-丁烯的一部分轉換成2-丁烯,並分離該烴混合物,以回收第一塔頂餾份及塔底餾份,該第一塔頂餾份包含1-丁烯、異丁烷及異丁烯,該塔底餾份包含正丁烷及2-丁烯; 流線,用於回收該第一塔頂餾份的一部分,作為包含至少95 wt%異丁烯的高純度異丁烯產物餾份; 一或多個流線,用於將醇及該第一塔頂餾份的第二部分進料至醚化轉換單元,該醇選自乙醇或甲醇; 該醚化轉換單元,包含一或多個反應槽,該一或多個反應槽用於使醇與異丁烯反應,以形成烷基第三丁基醚(alkyl tert butyl ether),回收包含烷基第三丁基醚及醇的醚化反應流出物; 流線,用於將該醚化反應流出物進料至異丁烯二聚化單元,作為反應調節劑; 流線,用於將該第一塔頂餾份的第二部分進料至該異丁烯二聚化單元; 該異丁烯二聚化單元,包含一或多個反應槽及分離系統,該一或多個反應槽用於二聚化該異丁烯,以形成包含異辛烯、反應調節劑及副產物異丁烯三聚體及寡聚物的二聚化反應流出物,該分離系統用於分離該二聚化反應流出物,以回收重質餾份及輕質餾份,該重質餾份包含異辛烯、該副產物異丁烯三聚體及寡聚物、烷基第三丁基醚及醇,該輕質餾份包含異丁烯及醇; 含氧分流器,用於分離該重質餾份,以回收第一二聚化產物餾份及第二二聚化產物餾份,該第一二聚化產物餾份包含異辛烯及該副產物異丁烯三聚體及寡聚物,該第二二聚化產物餾份包含反應調節劑; 流線,用於將該第一二聚化產物餾份進料至二異丁烯(DIB)純化單元;以及 該DIB純化單元,包含分離系統,該分離系統用於分離該第一二聚化產物餾份,以回收異辛烯餾份及副產物餾份,該異辛烯餾份包含95 wt%或更多的異辛烯,該副產物餾份包含該異丁烯三聚體及寡聚物。
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