Селективные димеризация и этерификация изобутилена путем каталитической перегонки
Настоящее изобретение относится к способу селективных димеризации и этерификации изоолефинов, к способу гибкого производства димеров и простых эфиров и к системе гибкого производства димеров и простых эфиров. Способ селективных димеризации и этерификации изоолефинов включает следующие стадии: подачу потока смешанных С4 соединений, содержащего изоолефины, и потока оксигенатов в первый реактор с неподвижным слоем катализатора, содержащий первый катализатор, получение отходящего продукта первого реактора, содержащего димеры изоолефина, непрореагировавшие С4 соединения и непрореагировавшие оксигенаты; подачу отходящего продукта первого реактора непосредственно во второй реактор с неподвижным слоем катализатора, содержащий второй катализатор, получение отходящего продукта второго реактора, содержащего димеры изоолефина, непрореагировавшие С4 соединения и непрореагировавшие оксигенаты; подачу отходящего продукта второго реактора в систему реактора каталитической перегонки, содержащую третий катализатор. При этом в системе реактора каталитической перегонки одновременно осуществляют: проведение реакции непрореагировавших С4 соединений в присутствии третьего катализатора с получением дополнительных димеров изоолефина и/или простых эфиров; и отделение димеров изоолефинов от непрореагировавших оксигенатов и непрореагировавших С4 соединений, производство потока кубовых продуктов, содержащего димеры изоолефинов, любые произведенные тримеры изоолефинов и тяжелые оксигенаты, и потока головных продуктов, содержащего непрореагировавшие легкие оксигенаты и С4 соединения; подачу потока кубового продукта в первую фракционирующую колонну и производство второго потока головных продуктов, содержащего оксигенаты, и второго потока кубовых продуктов, содержащего димеры изоолефинов и любые тримеры изоолефинов. Технический результат – создание улучшенных систем и способов димеризации и этерификации изоолефинов. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 1 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0001] Варианты осуществления, раскрытые в настоящем документе, в общем случае относятся к способу димеризации изоолефинов. Некоторые варианты осуществления в настоящем документе относятся к способам и аппарату для димеризации с высокой селективностью изоолефинов, таких как изобутилен. Другие варианты осуществления в настоящем документе относятся к способам и аппарату для одновременных димеризации и этерификации изоолефинов, таких как изобутилен, в целях получения сырого продукта в виде простого эфира. Другие варианты осуществления в настоящем документе относятся к способам и аппарату для селективных димеризации и этерификации изобутилена путем каталитической перегонки.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] В целях удовлетворения требований к приготовлению топливных смесей, таких как требования к октановому числу или давлению паров, меньшие молекулы олефинов могут быть модернизированы для производства более длинноцепочечных молекул. В альтернативном варианте, меньшие молекулы олефинов могут быть этерифицированы в целях увеличения уровня содержания кислорода в молекуле и получающейся в результате топливной смеси.
[0003] Один широко используемый технологический процесс модернизации меньших молекул олефинов, таких как С2-С5 олефины, представляет собой реакцию димеризации. Изобутилен имеет коммерческое значение во множестве областей применения. Например, изобутилен представляет собой один из сомономеров в бутилкаучуке. Изобутилен также может быть димеризован для производства соединений, которые могут быть использованы в качестве химического исходного сырья для проведения дальнейших реакций или при приготовлении бензиновых смесей. В некоторых областях применения особенное коммерческое значение имеет диизобутилен, представляющий собой димер изобутилена. Например, диизобутилен может быть использован в качестве исходного сырья для реакции алкилирования или в качестве промежуточного соединения при приготовлении моющих средств. Диизобутилен также может быть гидрирован для получения чистого изооктана (2,2,4-триметилпентана), который является в высокой степени предпочтительным при приготовлении бензиновых смесей.
[0004] Реакции димеризации включают введение олефина в контакт с катализатором в целях производства более длинноцепочечной молекулы. Димер может состоять из двух и более составляющих олефиновых молекул. Например, димеризация представляет собой один тип реакции олигомеризации, которая ограничивается объединением только двух молекул олефина. Для случая содержания в олефиновом подаваемом материале только одного типа олефина формируется димерный продукт. В случае содержания в олефиновом подаваемом материале двух и более различных олефинов или изомеров олефинов также может быть образован и продукт в виде со-димера.
[0005] Говоря конкретно, димеризация С4-олефинов широко используется для производства изооктена, представляющего собой промежуточное соединение, которое может быть гидрировано для производства изооктана, представляющего собой высокоценную присадку при приготовлении бензиновых смесей. Несколько репрезентативных реакций димеризации олефинов демонстрируются ниже:
[0006] Способ газофазной димеризации олефинов раскрывается в патентах США №№ 3,960,978 и 4,021,502, где С2-С5 олефины, подаваемые либо в виде чистых олефинов, либо в смеси с парафинами, димеризуют в результате введения в контакт с неподвижным слоем цеолитного катализатора. Другие способы димеризации, помимо всего прочего, раскрываются, например, в патентах США №№ 4,242,530, 4,375,576, 5,003,124, 7,145,049, 6,335,473, 6,774,275, 6,858,770, 6,936,742, 6,995,296, 7,250,542, 7,288,693, 7,319,180, 6,689,927, 6,376,731, 5,877,372, 4,331,824, 4,100,220 и публикациях патентных заявок США №№ 20080064911, 20080045763, 20070161843, 20060030741, 20040210093 и 20040006252. Катализаторы на основе кислотных смол также нашли себе применение в различных других нефтехимических способах, включающих образование простых эфиров, гидратацию олефинов, эстерификацию и эпоксидирование, таких как соответствующие способы, описанные в патентах США №№ 4,551,567 и 4,629,710.
[0007] Способы димеризации олефинов на таких катализаторах на основе смол требуют периодических остановок установки для димеризации в целях замены и/или регенерирования катализаторов. Кроме того, такие способы, катализируемые твердым веществом, могут потребовать использования добавок («селективаторов») для промотирования селективности катализатора по димеру, где добавка может в результате приводить к получению нежелательного заброса кислоты, дезактивирующего катализатор, и, в дополнение к этому, может потребовать использования усложненных способов разделения для удаления добавки из потоков получающихся в результате продуктов.
[0008] В любом типе реакции димеризации активность катализатора димеризации может быть радикально уменьшена вследствие отравления, загрязнения и закоксовывания, зачастую обусловленных примесями, присутствующими в потоке олефинового подаваемого материала. Кроме того, различные добавки и примеси, которые могут присутствовать в олефиновом подаваемом материале, могут принимать участие в побочных реакциях, приводящих к образованию нежелательных побочных продуктов. Например, присутствие нормального бутена в способе димеризации изобутилена для производства димера изооктена может приводить к образованию нежелательных С8 со-димеров. Образование С8 со-димеров может иметь неблагоприятные последствия для эксплуатанта по двум основным вариантам. Во-первых, это уменьшает эффективный выход С8-димерного целевого продукта, что, таким образом, увеличивает стоимость исходного сырья и эксплуатационные расходы для реактора димеризации. Во-вторых, это может потребовать дополнительных расходов, связанных с отделением и удалением С8 со-димеров из С8-димерного продукта.
[0009] В нежелательных побочных реакциях с олефином или с продуктом димеризации также могут принимать участие и добавки к реакции димеризации, такие как модератор реакции. Модератор зачастую добавляют в реакцию димеризации в целях увеличения селективности по димеру в результате ограничения степени прохождения реакции олигомеризации ступенью димеров. Подходящие для использования модераторы включают оксигенаты, такие как вода, первичные, вторичные и третичные спирты и простые эфиры. Однако, как компромисс, при достижении высокой селективности по димеру часть модератора может вступать в реакцию с олефином или продуктом димеризации с образованием тяжелых оксигенатов, например, MSBE. Репрезентативная реакция между олефином и модератором с образованием тяжелого оксигената демонстрируется ниже:
[0010] Подобно другим типам пробочных реакций реакция модератора при производстве тяжелых оксигенатов, таких как MSBE, также может уменьшить выход С8-димерного продукта и потребовать дополнительных издержек на разделение в целях сохранения желательной степени чистоты продукта.
[0011] Что касается этерификации, то на протяжении некоторого времени на практике используются реакция между спиртом и олефином и одновременное отделение реагентов от продуктов реакции в результате фракционной перегонки. Данный способ различным образом описывается в патентах США №№ 4,232,177; 4,307,254; 4,336,407; 4,504,687; 4,987,807; и 5,118,873.
[0012] Говоря вкратце, спирт и олефин подают в реакторную перегонную колонну, имеющую зону реакционной перегонки, содержащую подходящий для использования катализатор, такой как кислотная катионообменная смола, в форме конструкции для каталитической перегонки, а также имеющий зону перегонки, включающую конструкцию для инертной перегонки. В соответствии с воплощением при этерификации iC4= и/или iC5= сначала олефин и избыток метанола подают в реактор с неподвижным слоем катализатора, где основная часть олефина вступает в реакцию с образованием соответствующего простого эфира, являющегося метил(трет-бутиловым) простым эфиром (МТВЕ) или (трет-амил)метиловым простым эфиром (ТАМЕ). Реактор с неподвижным слоем катализатора функционирует при заданном давлении таким образом, чтобы реакционная смесь имела температуру кипения, что, тем самым, отводит теплоту экзотермической реакции в результате испарения смеси. Реактор с неподвижным слоем катализатора и способ для него описываются более полно в патенте США № 4,950,803, который посредством ссылки на него включается в настоящий документ.
[0013] После этого отходящий продукт из реактора с неподвижным слоем катализатора подают в реакторную перегонную колонну, где остаток iC4= и/или iC5= обычно превращается в простой эфир, а метанол отделяют от простого эфира, который отбирают в виде кубового продукта. Поток С4 или С5 олефина в общем случае содержит только приблизительно от 10 до 60 процентов олефина, при этом остаток представляет собой инертные соединения, которые удаляют из реакторной перегонной колонны в головных погонах.
[0014] В некоторых случаях реакторная перегонная колонна может функционировать таким образом, чтобы по конкретной причине полная реакция изоолефина не достигалась, и поэтому в головных погонах может присутствовать значительное количество изоолефина, то есть, от 1 до 15 % (масс.), совместно с непрореагировавшим метанолом.
[0015] В соответствии с этим, существует неудовлетворенная потребность в улучшенных катализаторах, системах и способах для димеризации изоолефина и катализаторах, системах и способах для этерификации изоолефина.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0016] В соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления в настоящем документе раскрывается способ селективных димеризации и этерификации изоолефинов, при этом способ включает подачу потока смешанных С4 соединений, содержащего изоолефины, и потока оксигенатов в первый реактор с неподвижным слоем катализатора, содержащий первый катализатор, получение отходящего продукта первого реактора, содержащего димеры изоолефина, непрореагировавшие С4 соединения и непрореагировавшие оксигенаты; подачу отходящего продукта первого реактора непосредственно во второй реактор с неподвижным слоем катализатора, содержащий второй катализатор, получение отходящего продукта второго реактора, содержащего димеры изоолефина, непрореагировавшие С4 соединения и непрореагировавшие оксигенаты; подачу отходящего продукта второго реактора в систему реактора каталитической перегонки, содержащую третий катализатор; одновременно в системе реактора катализаторной перегонки; проведение реакции непрореагировавших С4 соединений в присутствии третьего катализатора с получением дополнительных димеров изоолефина и/или простых эфиров и отделение димеров изоолефинов от непрореагировавших оксигенатов и непрореагировавших С4 соединений, производство потока кубовых продуктов, содержащего димеры изоолефинов, любые произведенные тримеры изоолефинов и тяжелые оксигенаты, и потока головных продуктов, содержащего непрореагировавшие легкие оксигенаты и С4 соединения.
[0017] В соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления в настоящем документе раскрывается способ гибкого производства димеров и простых эфиров, включающий подачу потока смешанных С4 соединений, содержащего изоолефины, и потока оксигенатов в первый реактор с неподвижным слоем катализатора, содержащий первый катализатор, получение отходящего продукта первого реактора, содержащего димеры изоолефина, непрореагировавшие С4 соединения и непрореагировавшие оксигенаты; подачу отходящего продукта первого реактора непосредственно во второй реактор с неподвижным слоем катализатора, содержащий второй катализатор, получение отходящего продукта второго реактора, содержащего димеры изоолефина, непрореагировавшие С4 соединения и непрореагировавшие оксигенаты; подачу отходящего продукта второго реактора в систему реактора каталитической перегонки, содержащую третий катализатор; одновременно в системе реактора катализаторной перегонки; проведение реакции непрореагировавших С4 соединений в присутствии третьего катализатора для получения дополнительных димеров изоолефина и/или простых эфиров и отделение димеров изоолефинов от непрореагировавших оксигенатов и непрореагировавших С4 соединений, производство потока кубовых продуктов, содержащего димеры изоолефинов, любые произведенные тримеры изоолефинов и тяжелые оксигенаты, и потока головных продуктов, содержащего непрореагировавшие легкие оксигенаты и С4 соединения; и на протяжении первого периода времени подачу оксигената в первый и второй реактор при концентрации, обеспечивающей эффективность оксигената в качестве селективатора, и получение димеров изоолефинов; увеличение количества оксигенатов, подаваемых в первый и второй реакторы, до концентрации, обеспечивающей эффективность оксигената в качестве реагента, и на протяжении второго периода времени получение простых эфиров изоолефина.
[0018] В соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления в настоящем документе раскрывается система гибкого производства димеров и простых эфиров, включающая первый реактор с неподвижным слоем катализатора, содержащий первый катализатор, сконфигурированный для проведения реакции потока смешанных С4 соединений, содержащего изоолефины, и потока оксигенатов в первый реактор с неподвижным слоем катализатора, содержащий первый катализатор, и получение отходящего продукта первого реактора, содержащего димеры изоолефина, непрореагировавшие С4 соединения и непрореагировавшие оксигенаты; второй реактор с неподвижным слоем катализатора, содержащий второй катализатор, сконфигурированный для проведения реакции отходящего продукта первого реактора и производства отходящего продукта второго реактора, содержащего димеры изоолефина, непрореагировавшие С4 соединения и непрореагировавшие оксигенаты; систему реактора каталитической перегонки, содержащую третий катализатор; одновременно в системе реактора катализаторной перегонки; проведение реакции для непрореагировавших С4 соединений в присутствии третьего катализатора с получением дополнительных димеров изоолефина и/или простых эфиров и отделение димеров изоолефинов от непрореагировавших оксигенатов и непрореагировавших С4 соединений, производство потока кубовых продуктов , содержащего димеры изоолефинов, любые произведенные тримеры изоолефинов и тяжелые оксигенаты, и потока головных продуктов, содержащего непрореагировавшие легкие оксигенаты и С4 соединения; и на протяжении первого периода времени подачу оксигената в первый и второй реактор при концентрации, обеспечивающей эффективность оксигената в качестве селективатора, и получение димеров изоолефинов; увеличение количества оксигенатов, подаваемых в первый и второй реакторы, до концентрации, обеспечивающей эффективность оксигената в качестве реагента, и на протяжении второго периода времени получение производство простых эфиров изоолефина.
[0019] Исходя из следующего далее описания изобретения и прилагающейся формулы изобретения очевидными будут и другие аспекты и преимущества.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0020] Фигура представляет собой упрощенную технологическую блок-схему системы для димеризации и/или этерификации изоолефинов в соответствии с вариантами осуществления в настоящем документе.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0021] Варианты осуществления в настоящем документе в общем случае относятся к димеризации и/или этерификации изоолефинов.
[0022] В соответствии с использованием в вариантах осуществления, раскрытых в настоящем документе, термин «система реактора каталитической перегонки» относится к системе для одновременных проведения реакции для соединений и разделения реагентов и продуктов при использовании фракционной перегонки. В некоторых вариантах осуществления система реактора каталитической перегонки может включать обыкновенную реакторную колонну каталитической перегонки, где реакция и перегонка протекают одновременно в условиях температуры кипения. В других вариантах осуществления система реактора каталитической перегонки может включать перегонную колонну, объединенную с, по меньшей мере, одним боковым реактором, где боковой реактор может функционировать в качестве жидкофазного реактора или реактора, работающего при температуре кипения. Несмотря на возможную предпочтительность обеих описанных систем реакторов каталитической перегонки в сопоставлении с обыкновенной жидкофазной реакцией со следующими далее разделениями реакторная колонна каталитической перегонки может демонстрировать преимущества, заключающиеся в уменьшенном количестве элементов структуры, пониженных капитальных вложениях, увеличенной производительности катализатора при расчете на один фунт (454 грамма) катализатора, эффективном теплоотводе (теплота реакции может быть поглощена с переходом ее в теплоту испарения смеси) и потенциале смещения равновесия. Также могут быть использованы и в настоящем документе рассматриваются в качестве «систем реакторов каталитической перегонки» и перегонные колонны с разделительной стенкой, где, по меньшей мере, одна секция колонны с разделительной стенкой включает конструкцию для каталитической перегонки.
[0023] Углеводородный подаваемый материал в реактор (реакторы) может включать потоки очищенного изоолефина, такие как поток подаваемого материала, содержащий изобутилен, изоамилены или их смеси. В других вариантах осуществления углеводородные подаваемые материалы могут включать погон С4-С5, С4 или С5 легкого лигроина. Третичные олефины, такие как изобутилен и изоамилены, при наличии таковых в виде смесей являются более реакционно-способными, чем нормальные олефиновые изомеры и предпочтительно вступают в реакцию (подвергаются димеризации или этерификации). Изоалканы в погонах С4-С5 легкого лигроина могут включать изобутан, изопентан или их смеси, которые могут исполнять функцию разбавителя в реакторах.
[0024] В некоторых вариантах осуществления поток С4-содержащего углеводорода, такой как погон С4 лигроина, погон С4-С5 лигроина или погон С4-С6 лигроина, может быть подан в реактор для гидроизомеризации 1-бутена в 2-бутен, что, таким образом, делает возможным отделение изобутилена от линейного олефина 2-бутена. Гидроизомеризация может быть проведена в реакторе с неподвижным слоем катализатора, а также в системе реакции каталитической перегонки. Например, в некоторых вариантах осуществления подаваемый материал, содержащий 1-бутен, 2-бутен, изобутилен, н-бутан и изобутан, может быть подан в систему реакции каталитической перегонки, включающую, по меньшей мере, один слой катализатора гидроизомеризации, для одновременных гидроизомеризации 1-бутена в 2-бутен и фракционирования изобутана и изобутилена, извлекаемых в виде головных продуктов, от более тяжелых углеводородов в потоке подаваемого материала, включающего н-бутан и 2-бутен, извлекаемые в качестве фракции кубового продукта. Местоположения подаваемого материала и катализатора могут быть расположены таким образом, чтобы предпочтительно обеспечить вхождение 1-бутена в контакт с катализатором гидроизомеризации. Например, углеводород может быть подан в местоположение ниже катализатора гидроизомеризации, что делает возможной отгонку 1-бутена вверх в слой катализатора при одновременной отгонке 2-бутена вниз колонны прочь от слоя катализатора. В других вариантах осуществления гидроизомеризованный отходящий продукт из реактора с неподвижным слоем катализатора может быть подан в обыкновенную перегонную колонну, что в результате приводит к получению подобных фракций головных продуктов и кубового продукта.
[0025] Получающаяся в результате фракция кубового продукта, включающая 2-бутен и н-бутан, может оказаться обедненной по 1-бутену, изобутану и изобутилену. Например, в зависимости от жесткости использованных условий перегонки фракция кубового продукта может содержать менее, чем 1 массового процента совокупности из 1-бутена, изобутана и изобутилена; в других вариантах осуществления менее, чем 0,5 массового процента совокупности; в других вариантах осуществления менее, чем 0,1 массового процента совокупности; и в других еще вариантах осуществления менее, чем 500 ч./млн. совокупности.
[0026] Фракция головных продуктов, включающая изобутилен и изобутан, также может содержать некоторое количество непрореагировавшего 1-бутена. В некоторых вариантах осуществления фракция головных продуктов может содержать менее, чем 1000 ч./млн. 1-бутена; в других вариантах осуществления менее, чем 500 ч./млн.; в других вариантах осуществления менее, чем 500 ч./млн.; в других вариантах осуществления менее, чем 250 ч./млн.; в других вариантах осуществления менее, чем 100 ч./млн.; и в других еще вариантах осуществления менее, чем 50 ч./млн..
[0027] После этого фракция головных продуктов может быть введена в реакцию для получения желательных продуктов реакции, таких как С8 углеводороды и С4 простые эфиры, в соответствии с вариантами осуществления в настоящем документе.
[0028] С4 и/или С5 изоолефины могут быть подвергнуты переработке в соответствии с вариантами осуществления в настоящем документе для селективных димеризации изоолефинов, этерификации изоолефинов или по обоим вариантам. Системы, соответствующие вариантам осуществления в настоящем документе, могут быть гибко использованы для производства димеров в ходе производственной кампании, а при изменении потребностей рынка для производства простых эфиров в ходе производственной кампании. Катализаторы, использованные в реакторах и реакторных перегонных колоннах в соответствии с вариантами осуществления в настоящем документе, могут обнаруживать функциональность, обеспечивающую селективные димеризацию изоолефинов, а также этерификацию изоолефинов. В соответствии с этим, способ может легко осуществлять переход между димеризаций и этерификацией при отсутствии потребности в изменении катализаторов. Вернее сказать, для осуществления желательной реакции может быть осуществлен надлежащий переход между рабочими условиями, включающими, помимо всего прочего, температуру, давление, время пребывания и концентрации реагентов.
[0029] Способы, раскрытые в настоящем документе, могут включать любое количество реакторов, в том числе систем реакторов каталитической перегонки, как с направлением потока снизу вверх, так и с направлением потока сверху вниз. Использование систем реакторов каталитической перегонки может предотвратить нарастание в реакционной зоне (зонах) количеств загрязнителей и тяжелых катализаторных ядов из подаваемого материала. В дополнение к этому, конструкцию каталитической перегонки в реакционной зоне может непрерывно омывать чистая флегма. Данные факторы объединяются, обеспечивая продолжительный срок службы катализатора. Теплота реакции испаряет жидкость, а получающийся в результате пар конденсируется в шлемовом конденсаторе с образованием дополнительной флегмы. Получающийся в результате температурный профиль в реакционной зоне в системе реакции каталитической перегонки является намного более близким к изотермическому слою катализатора, а не к адиабатическому увеличению температуры, типичному для обыкновенных реакторов с неподвижным слоем катализатора.
[0030] Другие реакторы, подходящие для использования в вариантах осуществления, раскрытых в настоящем документе, включают традиционные реакторы с неподвижным слоем катализатора, реакторы, работающие при температуре кипения, и реакторы с пульсирующим потоком, где поток реагента и поток продукта могут быть прямоточными или противоточными. Реакторы, работающие при температуре кипения, и реакторы с пульсирующим потоком также могут обеспечивать непрерывное омывание катализатора в дополнение к улавливанию, по меньшей мере, части теплоты реакции в результате испарения, что делает возможным улучшенный температурный профиль реактора в сопоставлении с обыкновенными реакторами с неподвижным слоем катализатора. Реакторы, подходящие для использования в вариантах осуществления, раскрытых в настоящем документе, могут быть использованы в качестве автономного реактора или может быть использован в комбинации с одним или несколькими реакторами, относящимися к идентичным или различным типам.
[0031] Для проведения реакций, описанных в настоящем документе, может быть использован любой тип реактора. Примеры реакторов, подходящих для использования при проведении реакций, включающих реакции изоолефина, соответствующие вариантам осуществления в настоящем документе, могут включать реакторные перегонные колонны, реакторные перегонные колонны с разделительной стенкой, традиционные трубчатые реакторы с неподвижным слоем катализатора, барботажные реакторные колонны, суспензионные реакторы, снабженные или не снабженные перегонной колонной, реакторы с пульсирующим потоком, колонны каталитической перегонки, где суспензионные твердые катализаторы перетекают сверху вниз по колонне, или любую комбинацию из данных реакторов. Системы со множеством реакторов, подходящие для использования в вариантах осуществления, раскрытых в настоящем документе, могут включать последовательность из множества реакторов или множество реакторов при параллельном соединении для первой реакционной зоны. Как это должно быть понятно для специалистов в соответствующей области техники, также могут быть использованы и другие типы реакторов.
[0032] Реакторы, подходящие для использования в вариантах осуществления, раскрытых в настоящем документе, могут включать любые физические устройства или комбинацию из двух и более устройств, в том числе реакторы и системы реакторов в соответствии с представленным выше описанием изобретения. Реактор (реакторы) могут включать различные внутренние устройства для паро-жидкостного разделения и переноса пара/жидкости. Реакционные зоны в реакторе (реакторах) могут включать «смачиваемые» конструкцию и/или насадку. Смачиваемые конструкция и насадка, подходящие для использования в вариантах осуществления, раскрытых в настоящем документе, могут включать различные конструкции и материалы насадок для перегонки, которые могут быть каталитическими или некаталитическими. Подходящие для использования смачиваемые конструкция и насадка могут включать, например, неупорядоченную или насыпную насадки для перегонки, которые представляют собой: каталитически инертные насыпные насадки, которые характеризуются увеличенной долей пустот и сохраняют относительно большую площадь удельной поверхности, такие как седла Берля (керамика), кольца Рашига (керамика), кольца Рашига (сталь), кольца Полла (металл), кольца Полла (пластмасса, например, полипропилен) и тому подобное. Также подходящими для использования смачиваемыми конструкциями являются и монолиты, которые представляют собой конструкции, включающие множество независимых вертикальных каналов, и могут быть сконструированы из различных материалов, таких как пластмасса, керамика или металлы, в которых каналы в типичном случае являются квадратными. Также могли бы быть использованы и другие геометрии.
[0033] Также могут быть использованы и другие материалы, которые промотируют распределение жидкости и паров, в том числе каплеуловители, туманоуловители или другая конструкция, относящаяся к проволочному или мультифиламентному типу. Такие мультифиламентные конструкции могут включать одного или нескольких представителей, выбираемых из стекловолокна, стали, тефлона, полипропилена, полиэтилена, поливинилидендифторида (PVDF), сложного полиэфира или других различных материалов, которые могут представлять собой вязаный (или совместно вязаный, где используют более, чем один тип филаментной или проволочной конструкции), тканый, нетканый или любой другой тип мультифиламентной конструкции. Предпочитаются конструкции, включающие многожильные проволоки, которые в типичном случае используют в техническом оборудовании туманоуловителей, конструкции, включающие элемент стеклоткани, и структурированные насадки из нержавеющей стали, характеризующиеся высокой площадью удельной поверхности.
[0034] Реакторы, соответствующие вариантам осуществления, раскрытым в настоящем документе, могут включать одну или множество реакционных зон.
[0035] Один из основных продуктов от способов, соответствующих вариантам осуществления в настоящем документе, может включать димеры изоолефинов. Например, изобутилен может быть димеризован с образованием С8 третичного олефина. В некоторых вариантах осуществления димеры содержат от 8 до 10 атомов углерода и соответствуют димерам, приготовленным из С4 или С5 олефинов.
[0036] В прежних схемах димеризации С4 соединений реакции с неподвижным слоем катализатора являются ступенчатыми для увеличения селективности по С8 димеру. Как это установили изобретатели настоящего изобретения, при использовании надлежащих условий проведения реакции димеризации и надлежащем использовании селективатора в каждом реакторе может оказаться минимальной потребность в промежуточной бутаноотгонной колонне при одновременном все еще достижении высокой степени превращения изоолефина, и отходящий продукт из первого реактора может быть подан непосредственно во второй реактор без проведения промежуточных покомпонентных разделений.
[0037] После реакции в расположенных выше по ходу технологического потока реакторах, таких как реакторы с неподвижным слоем катализатора, отходящий продукт из последнего реактора может быть подан в реакторную колонну каталитической перегонки для разделения продуктов реакции при одновременном нацеливании на полное превращение изобутилена. Варианты осуществления в настоящем документе предусматривают непрерывную димеризацию в реакторной колонне каталитической перегонки. Другие варианты осуществления в настоящем документе предусматривают этерификацию в реакторной колонне каталитической перегонки.
[0038] Димеризация изоолефинов может быть проведена в неполностью жидкой фазе в присутствии катализатора на основе кислотной катионообменной смолы либо по реакции, относящейся к типу с прямым проходом, либо по реакции каталитической перегонки, где имеют место как паровая, так и жидкая фазы и одновременные реакция/фракционирование. Катализаторы, использованные в реакторах димеризации, могут включать кислотные смолы, такие как продукт AMBERLYST 15 (доступный в компании Rohm and Haas) или родственные смолы, произведенные при использовании олеума, и могут включать катализаторы, произведенные при использовании фосфорной кислоты, такие как соответствующие материалы, известные в промышленности под наименованием катализаторов SPA (твердых фосфорнокислотных катализаторов).
[0039] В целях оказания воздействия на селективность реакции димеризации для получения димерного продукта могут быть использованы кислородсодержащие модераторы. Кислородсодержащие модераторы, подходящие для использования в вариантах осуществления, раскрытых в настоящем документе, могут включать воду, а также третичные спирты и простые эфиры. Например, кислородсодержащий модератор может включать, по меньшей мере, одного представителя, выбираемого из: воды, третичного бутилового спирта, метанола, метил(трет-бутилового) простого эфира, этанола и этил(трет-бутилового) простого эфира.
[0040] Реакции димеризации, проводимые в присутствии кислородсодержащих модераторов, могут одновременно производить димеры и некоторое количество тримеров изоолефинов и различные кислородсодержащие побочные продукты вследствие прохождения реакции между модератором и изоолефином или димером изоолефина. Например, оксигенированные побочные продукты димеризации могут включать С5-С16 простые эфиры и С5-С12 спирты. Изобутилен, например, может вступать в реакцию с метанолом (селективатором) с образованием метил(трет-бутилового) простого эфира (МТВЕ). В некоторых вариантах осуществления в реакцию с модератором могут вступать присутствующие 1-бутен или 2-бутен с образованием вторичных простых эфиров, таких как метил(втор-бутиловый) простой эфир, что может оказаться нежелательным. Такой способ димеризации в присутствии модератора может исключить потребность в промежуточной изобутаноотгонной колонне.
[0041] Получающиеся в результате димеры могут быть использованы, например, в качестве сырьевого материала для производства различных химикатов, таких как гербициды и пестициды. В других вариантах осуществления димер может быть подан в систему алкилирования, где димер может диссоциировать на составляющие его олефины и вступить в реакцию с алканом при производстве алкилата в интервале кипения бензина. Димер также может быть гидрирован для получения углеводородов из температурного интервала кипения бензиновой фракции, таких изооктан, изононан и другие углеводороды. В других еще вариантах осуществления димерсодержащий поток может быть использован в углеводородных компонентах смешения из температурного интервала кипения бензиновой фракции и без проведения гидрирования или алкилирования.
[0042] Рабочие условия в системах реакторов каталитической перегонки для димеризации изоолефинов могут включать температуры и давления, достаточные для обеспечения а) извлечения непрореагировавших С4 и/или C5 углеводородов, воды и других легких компонентов в качестве паровой фракции головных продуктов, b) желательной реакционной способности изоолефинов на катализаторе и с) извлечения димера в качестве жидкой фракции кубового продукта. Таким образом, температура в реакционной зоне может быть тесно связана с давлением, комбинация из которых обеспечивает кипение изоолефина и воды в реакционной зоне (зонах). В частях колонны, расположенных ниже реакционной зоны, могут потребоваться более высокие температуры, что, таким образом, обеспечивает отделение димера от непрореагировавших соединений подаваемого материала.
[0043] Типичные условия проведения реакции каталитической перегонки МТВЕ включают температуры слоя катализатора в диапазоне приблизительно 150-170 °F (65,6-76,7 °С), давления головных продуктов в диапазоне приблизительно 80-130 фунт/дюйм2 (изб.) (552-896 кПа (изб.)) и эквивалентные часовые объемные скорости жидкости в диапазоне приблизительно от 1,0 до 2,0 час– 1. Температуру в колонне определяет температура кипения жидкой смеси, присутствующей при любом заданном давлении. Температура в нижних частях колонны, которая будет большей, чем у головных продуктов, будет отражать состав вещества в данной части колонны; то есть, при постоянном давлении изменение температуры указывает на изменение состава в колонне. Для изменения температуры может быть изменено давление в колонне. Таким образом, управление температурой в реакционной зоне осуществляют при использовании давления, в результате подвод тепла (реакции являются экзотермическими) стимулирует только большее объемное образование пара при кипении. В результате увеличения давления увеличивается температура и наоборот. Даже несмотря на использования реакторной перегонной колонны некоторое количество изоолефина может не претерпеть превращения и может существовать в колонне совместно со шлемовыми продуктами.
[0044] Продукт в виде простого эфира, представляющий собой наиболее высококипящее вещество, удаляют из реакторной перегонной колонны в виде кубового продукта совместно с димерами в отходящем продукте из реакторов, расположенных выше по ходу технологического потока. Шлемовые продукты могут содержать непрореагировавшие легкие спирты, такие как метанол или этанол, использованные в качестве селективатора в реакторах, расположенных выше по ходу технологического потока, и/или реагента в реакторной перегонной колонне, и изоолефин совместно с легкими инертными веществами, такими как нормальные бутен и бутаны или пентен и пентаны.
[0045] Как это следует теперь исходя из обращения к фигуре, на ней проиллюстрирована упрощенная технологическая блок-схема системы для димеризации и/или этерификации изоолефинов в соответствии с вариантами осуществления, раскрытыми в настоящем документе.
[0046] При эксплуатации в режиме димеризации углеводородный подаваемый материал, такой как рафинат из способа отделения бутадиена, содержащий изоолефины, такие как изобутилен, и один или несколько представителей, выбираемых из изобутана, 1-бутена, бутадиена, н-бутана и 2-бутена, может быть подан через технологическую линию 101 в реактор 10, такой как система реакции с неподвижным слоем катализатора, содержащая катализатор на основе смолы, подходящий для использования при реакциях димеризации и этерификации. В некоторых вариантах осуществления бутадиен в исходном сырье может быть ограничен количеством, составляющим менее, чем 3000 ч./млн., при использовании расположенного выше по ходу технологического потока способа, такого как способ гидрирования. Также в реактор 10 через технологическую линию 400 может быть подан модератор реакции, такой как оксигенаты. В альтернативном и/или дополнительном вариантах, в реактор 10 через технологическую линию 304 может быть подан метанол. Такой метанол может поступать из расположенной выше по ходу технологического потока секции ректификации метанола, которая не проиллюстрирована.
[0047] В реакторе 10 изобутилен вступает в реакцию в присутствии катализатора, содержащегося в реакционной зоне, при превращении части изобутилена в димеры изобутилена, такие как изооктен, и/или простые эфиры, такие как МТВЕ.
[0048] После этого отходящий продукт 105 из реактора 10 может быть объединен с дополнительным модератором реакции (например, оксигенатами) 400 и/или метанолом 304 и подан в реактор 20, также содержащий катализатор на основе смолы, подходящий для использования при реакциях димеризации и этерификации. В реакторе 20 изобутилен вступает в реакцию в присутствии катализатора, содержащегося в реакционной зоне, при превращении части изобутилена с образованием дополнительных димеров, в том числе димеров изобутилена, таких как изооктен, и/или дополнительных простых эфиров, таких как МТВЕ, в дополнение к соответствующим соединениям, произведенным в реакторе 10. В некоторых вариантах осуществления подача отходящего продукта 105 в реактор 20 может быть проведена без проведения стадии промежуточной бутаноотгонной колонны.
[0049] После этого отходящий продукт 204 из реактора 20 может быть подан в колонну каталитической перегонки 30. По мере надобности или при желании в колонну каталитической перегонки 30 может быть подан дополнительный метанол 301. Подаваемый материал отходящего продукта 204 из реактора 20 может быть введен в колонну каталитической перегонки 30 ниже зоны реакции, содержащей катализатор, подходящий для использования при реакциях димеризации и/или этерификации. Такой катализатор может быть идентичным или отличным в сопоставлении с катализатором в реакторах 10 и 20. Более тяжелые продукты реакции могут отгоняться сверху вниз, а изобутилен и более легкие компоненты – снизу вверх в реакционную зону, где изобутилен вступает в реакцию в присутствии катализатора, содержащегося в реакционной зоне, при превращении части изобутилена в димеры изобутилена, такие как изооктен, и/или простые эфиры, такие как МТВЕ.
[0050] Дистиллят головных продуктов 306 из реактора каталитической перегонки 30 может включать непрореагировавшие С4 соединения, такие как н-бутан, 2-бутен и 1-бутен, а также непрореагировавшие метанол и изобутилен, и быть отправлен в один или несколько расположенных ниже по ходу технологического потока способов, таких как способы экстрагирования и извлечения метанола, алкилирования, изомеризации или метатезиса.
[0051] В рамках побочной реакции в одном или нескольких реакторах 10, 20 и 30 модератор (оксигенат) может вступать в реакцию с частью, по меньшей мере, одного представителя, выбираемого из изоолефина, 2-бутена и 1-бутена, присутствующих в реакционных зонах, с образованием оксигенированных побочных продуктов, таких как метил(втор-бутиловый) простой эфир (MSBE).
[0052] Кубовые продукты из колонны каталитической перегонки 206 могут включать димеры и некоторое количество тримеров, произведенные при использовании реакции в реакторах 10, 20 и 30, и могут быть использованы в качестве сырьевого материала для различных способов, расположенных ниже по ходу технологического потока. Например, получающаяся в результате фракция димера может быть использована в качестве сырьевого материала для производства различных химикатов, таких как гербициды и пестициды. В других вариантах осуществления димеры могут быть поданы в систему алкилирования, где димеры могут диссоциировать на составляющие олефины и вступать в реакцию с алканом при производстве алкилата в интервале кипения бензина. Димер также может быть гидрирован с образованием углеводородов из температурного интервала кипения бензиновой фракции, таких октан, нонан и другие углеводороды. В других еще вариантах осуществления димерсодержащий поток может быть использован в углеводородных компонентах смешения из температурного интервала кипения бензиновой фракции без проведения гидрирования или алкилирования. Вследствие низкой концентрации линейных бутенов в подаваемом материале для установки димеризации может оказаться необязательным удаление оксигенированных побочных продуктов из отходящего продукта димеризации до данных способов, расположенных ниже по ходу технологического потока.
[0053] В альтернативном варианте, кубовые продукты из колонны каталитической перегонки 206 могут быть дополнительно разделены таким образом, как в колоннах 40 и 50. Кубовые продукты из колонны каталитической перегонки 206, которые включают димеры и тримеры, MTBE и MSBE, а также непрореагировавшие оксигенаты, могут быть отправлены в первую фракционирующую колонну 40. Поток головных продуктов 401, который может включать любые непрореагировавшие оксигенаты, а также МТВЕ и MSBE, может быть отправлен на рециркуляцию в реакторы 10 и/или 20 в качестве оксигенатного модератора 400. Часть потока головных продуктов 401 может быть продута при использовании технологической линии 402 или использована в качестве топливной смеси.
[0054] Поток кубового продукта 402 из колонны 40, который может включать димеры и тримеры изобутилена, может быть подан непосредственно в качестве продукта экспортной категории, использован в качестве топливной смеси, подан в расположенный ниже по ходу технологического потока способ гидрирования или дополнительно фракционирован в колонне 50. Колонна 50 может разделять кубовый продукт 402 на поток димеров (изооктена) головных продуктов 501 и С12+ фракцию 504, которая включает тримеры изобутилена.
[0055] Несмотря на представленное выше описание изобретения в общем случае в качестве производства продукта димеризации система, описанная в настоящем документе, в одном или нескольких вариантах осуществления может функционировать в режиме этерификации для производства продукта в виде МТВЕ. При использовании системы для производства МТВЕ, например, колонны 40 и 50 могут быть выведены из эксплуатации в результате закрытия клапана 60 и извлечения потока продукта МТВЕ через технологическую линию 207. Кроме того, при производстве продукта в виде МТВЕ в противоположность продукту димеризации, такому как изооктен, может быть увеличено соотношение подаваемых материалов между оксигенатами/метанолом и смешанными С4 соединениями.
[0056] В одном или нескольких вариантах осуществления способ может обеспечивать первоначальное производство димеров в качестве целевого продукта, отделение димеров изоолефинов от непрореагировавших оксигенатов и непрореагировавших С4 соединений в системе реактора каталитической перегонки 30, производство потока кубового продукта, содержащего димеры изоолефинов, и поток головных продуктов, содержащий непрореагировавшие легкие оксигенаты и С4 соединения. На протяжении первого периода времени система может функционировать в режиме димеризации, где оксигенаты подают в первый и второй реакторы при концентрации, обеспечивающей эффективность оксигената в качестве селективатора при производстве димеров изоолефинов. После функционирования в режиме димеризации количество оксигенатов, подаваемых в первый и второй реакторы, может быть увеличено до концентрации, обеспечивающей эффективность оксигената в качестве реагента, при производстве, тем самым, простых эфиров изоолефина. Во время этерификации фракция кубового продукта через технологическую линию 206 может быть отобрана непосредственно в качестве продукта, при этом клапан 60 является закрытым. После функционирования способа в режиме этерификации на протяжении определенного промежутка времени концентрация оксигенатов может быть уменьшена, клапан 60 – открыт, и после этого система будет продолжать производить димеры.
[0057] Например, при функционировании в режиме димеризации соотношение между смешанными С4 соединениями и оксигенатами может находиться в диапазоне от 5 : 1 до 2 : 1, при этом оксигенаты представляют собой главным образом МТВЕ, а при функционировании в режиме этерификации соотношение между смешанными С4 соединениями и оксигенатами может находиться в диапазоне от 2 : 1 до 1 : 2, при этом оксигенаты представляют собой главным образом метанол.
[0058] В соответствии с этим, в настоящем документе раскрывается система, которая может гибко производить продукт димеризации или продукт этерификации при отсутствии необходимости в выведении реакторов из эксплуатации. Переключение с димеризации на этерификацию может потребовать только увеличения подаваемого материала оксигенатов и при отсутствии желания в дополнительном разделении получающегося в результате продукта закрытия промежуточного в способе клапана (клапана 60). Оба способа могут функционировать при подходящей для использования высокой степени превращения изобутилена при отсутствии потребности в бутаноотгонной колонне между первым и вторым реакторами 10, 20.
[0059] Несмотря на иллюстрирование системы как включающей два реактора с неподвижным слоем катализатора может быть использовано и больше или меньше реакторов. В таких вариантах осуществления подаваемый материал оксигенатов и/или метанола может поступать ступенчато таким образом, чтобы дробиться достижения желательной селективности реакций димеризации и/или этерификации.
[0060] В дополнительном варианте, варианты осуществления в настоящем документе могут обеспечить гибкость производства как простых эфиров, так и/или изоолефинов. Например, система может быть использована на протяжении продолжительного прогона при производстве МТВЕ, а после этого переведена на использование на протяжении продолжительного прогона при производстве димеров изобутилена.
[0061] В соответствии с представленным выше описанием изобретения варианты осуществления в настоящем документе обеспечивают гибкие димеризацию и/или этерификацию изоолефинов. В определенных вариантах осуществления настоящего раскрытия изобретения изобутилен претерпевает воздействие управляемого способа димеризации в последовательной конфигурации из реакторов в присутствии оксигенатов в мягких условиях. Дополнительная реакция оксигенатов завершается в последующей башне каталитической перегонки, которая дополняет потребность в модераторе в реакционной секции. Преимущества последовательной конфигурации из реакторов включает увеличенное производство С8 олефинов и уменьшенное образование тримеров и тетрамеров.
[0062] Настоящее раскрытие изобретения, помимо всего прочего, обеспечивает уменьшение капитальных вложений в результате исключения потребности в бутаноотгонной колонне (deB) между 2 трубчатыми реакторами или реакторами с неподвижным слоем катализатора при одновременном доведении до максимума концентрации и степени превращения изобутилена. Для достижения высокой суммарной степени превращения изобутилена не требуется удаление изооктена и более тяжелых молекул.
[0063] В настоящем раскрытии изобретения, помимо всего прочего, предлагается более надежная модель в отношении обращения с MSBE, улучшенного управления температурой и скоростью реакции, оптимального управления модераторами в способе димеризации, подстраиваний на основе типа оксигената (молярного соотношения совокупные оксигенаты/IB), лучшего прогнозирования продувки оксигенатов и общего оптимизирования разработки оборудования.
[0064] Несмотря на включение в раскрытие изобретения ограниченного количества вариантов осуществления, как это должно быть понятно для специалистов в соответствующей области техники, воспользовавшихся выгодами от ознакомления с данным раскрытием изобретения, могут быть разработаны и другие варианты осуществления, которые не отклоняются от объема настоящего раскрытия изобретения. В соответствии с этим, данный объем должен быть ограничен только прилагающейся формулой изобретения.
1. Способ селективных димеризации и этерификации изоолефинов, включающий:
подачу потока смешанных С4 соединений, содержащего изоолефины, и потока оксигенатов в первый реактор с неподвижным слоем катализатора, содержащий первый катализатор, получение отходящего продукта первого реактора, содержащего димеры изоолефина, непрореагировавшие С4 соединения и непрореагировавшие оксигенаты;
подачу отходящего продукта первого реактора непосредственно во второй реактор с неподвижным слоем катализатора, содержащий второй катализатор, получение отходящего продукта второго реактора, содержащего димеры изоолефина, непрореагировавшие С4 соединения и непрореагировавшие оксигенаты;
подачу отходящего продукта второго реактора в систему реактора каталитической перегонки, содержащую третий катализатор;
одновременно в системе реактора каталитической перегонки:
проведение реакции непрореагировавших С4 соединений в присутствии третьего катализатора с получением дополнительных димеров изоолефина и/или простых эфиров; и
отделение димеров изоолефинов от непрореагировавших оксигенатов и непрореагировавших С4 соединений, производство потока кубовых продуктов, содержащего димеры изоолефинов, любые произведенные тримеры изоолефинов и тяжелые оксигенаты, и потока головных продуктов, содержащего непрореагировавшие легкие оксигенаты и С4 соединения;
подачу потока кубового продукта в первую фракционирующую колонну и производство второго потока головных продуктов, содержащего оксигенаты, и второго потока кубовых продуктов, содержащего димеры изоолефинов и любые тримеры изоолефинов.
2. Способ по п. 1, дополнительно включающий подачу второго потока оксигенатов во второй реактор с неподвижным слоем катализатора.
3. Способ по п. 1, дополнительно включающий подачу метанола в систему реактора каталитической перегонки.
4. Способ по п. 1, дополнительно включающий направление части второго потока головных продуктов на рециркулирование в первый реактор с неподвижным слоем катализатора, второй реактор с неподвижным слоем катализатора и/или систему реактора каталитической перегонки.
5. Способ по п. 1, дополнительно включающий подачу второго потока кубового продукта во вторую фракционирующую колонну, производство третьего потока головных продуктов, содержащего димеры изоолефинов, и третьего потока кубовых продуктов, содержащего тримеры изоолефинов.
6. Способ по п. 1, где изоолефин представляет собой изобутен, и где поток оксигената содержит метанол.
7. Способ по п. 1, где оксигенат подают в первый и второй реакторы с неподвижным слоем катализатора при концентрации оксигената, обеспечивающей исполнение им функции селективатора для димеризации изоолефина, и где оксигенат подают в систему реактора каталитической перегонки при концентрации, обеспечивающей исполнение им функции реагента, производящего простые эфиры.
8. Способ по п. 1, где оксигенат подают в каждый аппарат, выбираемый из первого и второго реакторов с неподвижным слоем катализатора и системы реактора каталитической перегонки, при концентрации оксигената, обеспечивающей исполнение им функции селективатора для димеризации изоолефина.
9. Способ по п. 1, где каждый катализатор, выбираемый из первого, второго и третьего катализаторов, является катализатором, способным быть каталитически активным как для димеризации, так и для этерификации при соответствующих подходящих условиях проведения реакции.
10. Способ гибкого производства димеров и простых эфиров, включающий:
подачу потока смешанных С4 соединений, содержащего изоолефины, и потока оксигенатов в первый реактор с неподвижным слоем катализатора, содержащий первый катализатор, получение отходящего продукта первого реактора, содержащего димеры изоолефина, непрореагировавшие С4 соединения и непрореагировавшие оксигенаты;
подачу отходящего продукта первого реактора непосредственно во второй реактор с неподвижным слоем катализатора, содержащий второй катализатор, получение отходящего продукта второго реактора, содержащего димеры изоолефина, непрореагировавшие С4 соединения и непрореагировавшие оксигенаты;
подачу отходящего продукта второго реактора в систему реактора каталитической перегонки, содержащую третий катализатор;
одновременно в системе реактора катализаторной перегонки:
проведение реакции непрореагировавших С4 соединений в присутствии третьего катализатора для получения дополнительных димеров изоолефина и/или простых эфиров; и
отделение димеров изоолефинов от непрореагировавших оксигенатов и непрореагировавших С4 соединений, производство потока кубовых продуктов, содержащего димеры изоолефинов, любые произведенные тримеры изоолефинов и тяжелые оксигенаты, и потока головных продуктов, содержащего непрореагировавшие легкие оксигенаты и С4 соединения; и
на протяжении первого периода времени подачу оксигената в первый и второй реакторы при концентрации, обеспечивающей эффективность оксигената в качестве селективатора, и получение димеров изоолефинов;
увеличение количества оксигенатов, подаваемых в первый и второй реакторы, до концентрации, обеспечивающей эффективность оксигената в качестве реагента, и на протяжении второго периода времени получение простых эфиров изоолефина.
11. Способ по п. 10, дополнительно включающий уменьшение количества оксигенатов, подаваемых в первый и второй реакторы, до концентрации оксигената, обеспечивающей его эффективность в качестве селективатора, и на протяжении третьего периода времени получение димеров изоолефинов.
12. Способ по п. 10, дополнительно включающий переход температуры и/или давления первого и второго реакторов от условий проведения реакции димеризации, используемых на протяжении первого периода времени, к условиям проведения реакции этерификации, используемым на протяжении второго периода времени.
13. Способ по п. 10, дополнительно включающий на протяжении первого периода времени:
подачу первой фракции кубовых продуктов в первую фракционирующую колонну и производство второго потока головных продуктов, содержащего оксигенаты, и второго потока кубовых продуктов, содержащего димеры изоолефинов и любые тримеры изоолефинов; и
подачу второго потока кубового продукта во вторую фракционирующую колонну, производство третьего потока головных продуктов, содержащего димеры изоолефинов, и третьего потока кубовых продуктов, содержащего тримеры изоолефинов.
14. Способ по п. 13, дополнительно включающий выведение первой и второй фракционирующих колонн из эксплуатации на протяжении второго периода времени.
15. Система гибкого производства димеров и простых эфиров, включающая:
первый реактор с неподвижным слоем катализатора, содержащий первый катализатор, сконфигурированный для проведения реакции потока смешанных С4 соединений, содержащего изоолефины, и потока оксигенатов в первом реакторе с неподвижным слоем катализатора, содержащем первый катализатор, и получения отходящего продукта первого реактора, содержащего димеры изоолефина, непрореагировавшие С4 соединения и непрореагировавшие оксигенаты;
второй реактор с неподвижным слоем катализатора, содержащий второй катализатор, сконфигурированный для проведения реакции отходящего продукта первого реактора и производства отходящего продукта второго реактора, содержащего димеры изоолефина, непрореагировавшие С4 соединения и непрореагировавшие оксигенаты;
систему реактора каталитической перегонки, содержащую третий катализатор;
одновременно в системе реактора катализаторной перегонки:
проведение реакции для непрореагировавших С4 соединений в присутствии третьего катализатора с получением дополнительных димеров изоолефина и/или простых эфиров; и
отделение димеров изоолефинов от непрореагировавших оксигенатов и непрореагировавших С4 соединений, получение потока кубовых продуктов, содержащего димеры изоолефинов, любые произведенные тримеры изоолефинов и тяжелые оксигенаты, и потока головных продуктов, содержащего непрореагировавшие легкие оксигенаты и С4 соединения; и
на протяжении первого периода времени подачу оксигената в первый и второй реакторы при концентрации, обеспечивающей эффективность оксигената в качестве селективатора, и получение димеров изоолефинов;
увеличение количества оксигенатов, подаваемых в первый и второй реакторы, до концентрации, обеспечивающей эффективность оксигената в качестве реагента, и на протяжении второго периода времени получение простых эфиров изоолефина.
16. Система по п. 15, дополнительно включающая уменьшение количества оксигенатов, подаваемых в первый и второй реакторы, до концентрации оксигената, обеспечивающей его эффективность в качестве селективатора, и на протяжении третьего периода времени получение димеров изоолефинов.
17. Система по п. 15, дополнительно включающая переход температуры и/или давления первого и второго реакторов от условий проведения реакции димеризации, используемых на протяжении первого периода времени, к условиям проведения реакции этерификации, используемым на протяжении второго периода времени.
18. Система по п. 15, дополнительно включающая на протяжении первого периода времени:
первую фракционирующую колонну, сконфигурированную для фракционирования первой фракции кубовых продуктов и получения второго потока головных продуктов, содержащего оксигенаты, и второго потока кубовых продуктов, содержащего димеры изоолефинов и любые тримеры изоолефинов; и
вторую фракционирующую колонну, сконфигурированную для фракционирования второго потока кубовых продуктов и получения третьего потока головных продуктов, содержащего димеры изоолефинов, и третьего потока кубовых продуктов, содержащего тримеры изоолефинов.
19. Система по п. 18, дополнительно включающая клапан, расположенный между системой реактора каталитической перегонки и первой фракционирующей колонной и сконфигурированный для выведения первой и второй фракционирующих колонн из эксплуатации на протяжении второго периода времени.
