Способ подвода дополнительного тепла в систему реакторов для превращения оксигенатов в олефины
Номер патента: 7055
Опубликовано: 30.06.2006
Авторы: Кюхлер Кит Х., Уолтер Ричард, Латтнер Джеймс Р.
Формула / Реферат
1. Способ получения олефинового продукта из оксигенатного сырья в присутствии молекулярно-ситового катализатора превращения оксигенатов в олефин, который заключается в том, что:
а) осуществляют контактирование по меньшей мере части катализатора со средой регенерации в зоне регенерации катализатора;
б) указанную зону регенерации нагревают до первой температуры, равной по меньшей мере 225шС (437шF);
в) в указанную зону регенерации подают нагревающее топливо, имеющее температуру самовоспламенения ниже, чем первая температура, и содержащее меньше 500 ч./млн (по массе) серы и меньше 200 ч./млн (по массе) азота, что приводит к воспламенению нагревающего топлива и получению нагретого катализатора; и
г) указанный нагретый катализатор подают в реакционную зону; и
д) осуществляют контактирование сырья с указанным молекулярно-ситовым катализатором превращения оксигенатов в олефины в реакционной зоне, включающей указанный нагретый катализатор, в условиях, в которых сырье эффективно превращается в поток олефинового продукта.
2. Способ по п.1, в котором указанный катализатор нагревают в зоне регенерации по меньшей мере до 316шC (600шF) до стадии подачи нагревающего топлива.
3. Способ по п.1, в котором в зоне регенерации располагают входной патрубок для топлива и патрубок для воздуха, который может обеспечить поток воздуха через зону регенерации, расположенную до входного патрубка топлива относительно направления указанного потока воздуха, при этом на стадии (1) пусковое топливо, содержащее природный газ, сжигают в потоке воздуха из указанного патрубка для воздуха, и таким образом, внутри зоны регенерации обеспечивают достаточное теплосодержание для того, чтобы температура газа вблизи входного патрубка топлива была равна первой температуре, и на стадии (2) нагревающее топливо подают через указанный входной патрубок топлива.
4. Способ по п.3, в котором зону регенерации заполняют указанным катализатором до уровня, который достаточен для покрытия указанного топливного патрубка до стадии сгорания (1), и дополнительно вводят катализатор после стадии (2) подачи нагревающего топлива, для того чтобы обеспечить дополнительное количество нагретого катализатора.
5. Способ по п.3, в котором катализатор нагревают по меньшей мере до 316шС (600шF) в зоне регенерации до подачи на стадию (2).
6. Способ по п.1, в котором нагревающее топливо представляет собой жидкое топливо, которое, содержит меньше 100 ч./млн (по массе) серы и меньше 100 ч./млн (по массе) азота.
7. Способ по п.1, в котором по меньшей мере 50 мас.% указанного нагревающего топлива представляют собой углеводородную фракцию С11-С20.
8. Способ по п.1, в котором по меньшей мере 75 мас.% указанного нагревающего топлива представляет собой углеводородную фракцию C12-C19 и указанное нагревающее топливо имеет температуру самовоспламенения, изменяющуюся в интервале от 232 до 271шC (450ш-520шF) и содержит меньше 10 ч./млн (по массе) серы и меньше 10 ч./млн (по массе) азота.
9. Способ по п.1, в котором указанная реакционная зона включает в себя вертикальную трубу.
10. Способ по п.1, в котором указанное нагревающее топливо содержит меньше чем 10 ч./млн (по массе) серы и меньше чем 10 ч./млн (по массе) азота.
11. Способ подвода дополнительного тепла в реакторную систему, в которой имеется реакционная зона превращения оксигенатов в олефины и зона регенерации катализатора, в которую катализатор подают из реакционной зоны в зону регенерации и из зоны регенерации в реакционную зону, заключающийся в том, что
катализатор флюидизируют в зоне регенерации в присутствии кислородсодержащего газа;
катализатор в указанной зоне регенерации нагревают до первой температуры;
в зону регенерации вводят нагревающее топливо, содержащее 500 ч./млн (по массе) или меньше серы и 200 ч./млн (по массе) или меньше азота и имеющее температуру самовоспламенения выше, чем первая температура, но не выше чем 482шC (900шF), для того чтобы получить нагретый катализатор; и
нагретый катализатор подают в реакционную зону.
12. Способ по п.11, в котором указанный катализатор контактирует с оксигенатным сырьем в условиях, обеспечивающих превращение указанного оксигената в обогащенный олефинами продукт, и указанное нагревающее топливо содержит 100 ч./млн (по массе) или меньше серы и содержит 100 ч./млн (по массе) или меньше азота.
13. Способ по п.11, в котором указанное нагревающее топливо в сумме содержит не более чем 20 ч./млн (по массе) металла, выбранного из группы, состоящей из никеля и ванадия.
14. Способ первоначального повышения температуры в реакторной системе для получения олефинового продукта из оксигенатного сырья в присутствии молекулярно-ситового катализатора превращения оксигенатов в олефины, заключающийся в том, что:
а) осуществляют контактирование по меньшей мере части катализатора со средой регенерации в зоне регенерации катализатора;
б) указанную зону регенерации нагревают до первой температуры, равной по меньшей мере 225шС (437шF),
в) в указанную зону регенерации подают нагревающее топливо, имеющее температуру самовоспламенения ниже, чем первая температура, и содержащее меньше чем 100 ч./млн (по массе) серы и меньше чем 100 ч./млн (по массе) азота, что приводит к воспламенению нагревающего топлива и получению нагретого катализатора; и
г) указанный нагретый катализатор подают в реакционную зону.
15. Способ по п.14, в котором осуществляют контактирование сырья с указанным молекулярно-ситовым катализатором превращения оксигенатов в олефины в реакционной зоне, включающей указанный нагретый катализатор, в условиях, в которых сырье эффективно превращается в поток олефинового продукта.
Текст
007055 Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится к способу превращения сырья, включающего кислородсодержащие соединения (оксигенаты), в продукт, содержащий легкие олефины, в котором дополнительное тепло подводится с помощью нагревающего топлива, имеющего низкую температуру самовоспламенения, и низкое содержание серы и азота. Уровень техники Легкие олефины (этот термин используется здесь для обозначения этилена, пропилена, бутилена и их смесей) используются в качестве сырья для производства множества важных химических продуктов и полимеров. В частности, легкие олефины используются в производстве полиолефинов, таких как полипропилен и полиэтилен. Для катализаторов получения полиэтилена и полипропилена требуются олефины, которые практически не содержат таких загрязняющих веществ, как сера и азот. Когда в олефиновом сырье присутствуют соединения серы и азота, катализатор становится менее эффективным, что приводит к снижению качества продуктов или к снижению эффективности процесса полимеризации. В одной вновь разработанной технологии получения легких олефинов применяется оксигенатное сырье, такое как метанол, этанол или диметиловый эфир. Сырье, содержащее метанол, этанол и диметиловый эфир, получается из синтез-газа, который производится из природного газа или других источников. Оксигенатное сырье, полученное таким способом, является желательным, поскольку в нем содержатся незначительные количества азота или серы, и в результате получаются олефины, которые в меньшей степени отравляют катализаторы полимеризации. В одном варианте осуществления превращения оксигенатов в олефины применяются молекулярно ситовые катализаторы, такие как катализатор SAPO(силикаалюмофосфат), в технологической системе, которая включает в себя реактор превращения оксигенатов в олефины ("OBO") и регенератор. Катализатор в реакторе процесса OBO превращает оксигенаты в олефины, и кроме того, на молекулярно ситовых катализаторах, которые используются для ускорения процесса превращения, образуется и осаждается углеродистый материал (кокс). При накоплении этого углеродистого осадка ослабляется способность катализатора ускорять процесс превращения. Поэтому молекулярно ситовой катализатор периодически рециркулирует в регенератор катализатора. В процессе регенерации с катализатора удаляется кокс за счет его сжигания кислородом, и в результате восстанавливается каталитическая активность катализатора. Затем регенерированный катализатор рециркулирует обратно в OBO реактор, в котором он повторно используется для катализа процесса OBO. В патентах US6023005 и 6166282, которые оба включены в описание как ссылки, описаны способы получения этилена и пропилена путем каталитического превращения оксигенатов в процессе с флюидизированным слоем катализатора с использованием стадии регенерации катализатора. В патентах US4595567 и 4615992, которые оба включены в описание как ссылки, описаны общие и конкретные устройства и приемы регенерации. Для реакторной системы, которая включает в себя реактор и регенератор процесса OBO, часто требуется подвод дополнительного тепла в реактор. Процесс OBO является экзотермическим, для которого требуется начальный подогрев для инициирования реакции, и после этого реакция протекает автотермически. Кроме того, возможны периоды, в течение которых необходимо прервать подачу оксигенатов, и в то же время желательно поддерживать реактор и регенератор в горячем состоянии. Кроме того, для начального пуска регенератора и нагрева катализатора также требуется тепло. Традиционно устройство регенератора подогревается с помощью вспомогательной горелки, в которой пусковое топливо, такое как природный газ, сгорает в смеси с воздухом, образуя нагретый газ, который содержит воздух и газообразные продукты сгорания, такие как диоксид углерода и вода (пар), и направляется в регенератор. Вспомогательная горелка может быть объединена с воздуходувкой регенератора, которая подает нагретый газ через входной патрубок внизу регенератора. Однако при заданной низкой теплоемкости такого нагретого газа, которая отчасти обусловлена тепловым расширением газа,подвод тепла в установку является ограниченным. В частности, ограничено максимальное количество тепла и максимальная температура. При подводе тепла в другие реакторы, отличающиеся от систем реакторов процесса OBO, такие как система флюидного каталитического крекинга (ФКК), углеводородное сырье (газойль) в установке ФКК сжигается в регенераторе, для того чтобы нагреть катализатор. Однако газойлевое сырье установки ФКК загрязнено соединениями азота и серы, и оно было бы нежелательным в процессе OBO, так как газойль привел бы к увеличению содержания этих загрязнений в олефиновых продуктах. Использование метанола в качестве топлива для нагревания катализатора является нежелательным, так как он имеет высокую температуру самовоспламенения, и воспламенение и поддерживание горения метанола было бы затруднено. Обычно в процессе флюидного каталитического крекинга (ФКК) горячий катализатор циркулирует из регенератора в реактор, обеспечивая подвод тепла в реактор. В одном варианте такого способа топливо сжигается с воздухом, подаваемым в регенератор. Обычно с этой целью в процессе ФКК используется топливный газ (в том числе природный газ) или сочетание топливного газа и тяжелого жидкого сырья. Топливный газ сжигается во вспомогательной горелке, расположенной после воздуходувки, но до входа во флюидизированный слой катализатора в регенераторе. Ограниченная теплоемкость воздуха регенерации, которая отчасти обусловлена тепловым расширением газа,-1 007055 ограничивает степень, с которой тепло подводится в регенератор в этом способе. Обычно желательно подводить тепло в большей степени, и поэтому жидкое топливо, традиционно содержащее газойлевое сырье, добавляется в зону флюидизированного катализатора. Катализатор обладает гораздо большей теплоемкостью, чем воздух горения, и поэтому жидкое топливо может добавляться в гораздо меньшей степени в зону флюидизированного катализатора, чем в случае добавления с воздухом горения во вспомогательную горелку. Кроме того, газойль имеет относительно низкую температуру самовоспламенения 315370 С (600-700F), что способствует инициированию горения, а также помогает предотвратить прекращение горения при резком снижении температуры. При попытке приспособить способ нагрева ФКК для процесса MBO (метанол в олефины) возникает несколько значительных проблем. Газойль не может быть использован в качестве нагревающего топлива, поскольку наличие соединений серы и азота, введенных с газойлем, недопустимо в секции выделения продуктов MBO. Сырье процесса MBO, метанол, не может быть использовано в качестве нагревающего топлива, поскольку его температура самовоспламенения 468 С (875F) настолько высока, что подогрев слоя катализатора в регенераторе до температуры, которая достаточна для инициирования горения метанола, становится затруднительным. Кроме того, возрастает опасность прекращения горения при резком снижении температуры. Следовательно, было бы желательно разработать способ получения олефинов из оксигенатов с таким режимом инициирования, который обеспечивает интенсивный подвод тепла в реакторную систему превращения оксигенатов в олефины в течение приемлемого времени (т.е., за несколько часов, но не суток), для того чтобы обеспечить дополнительное поступление тепла в реактор, без загрязнения или катализатора процесса OBO, или продуктов и побочных продуктов процесса MBO. В настоящем изобретении удовлетворяются эти и другие потребности. Раскрытие изобретения Текущие проблемы уровня техники разрешены в настоящем изобретении за счет разработки способа превращения сырья, включающего оксигенаты, в продукт, содержащий легкие олефины. Способ настоящего изобретения осуществляется в реакторном устройстве. Используемый здесь термин "реакторное устройство" относится к устройству, в котором имеется, по меньшей мере, пространство для протекания процесса превращения оксигенатов в олефины. Кроме того, используемый здесь термин "реакционная зона" относится к части реакторного устройства, в которой протекает процесс превращения оксигенатов в олефины и представляет собой синоним термина реактор. Целесообразно, чтобы реакторное устройство включало реакционную зону, зону впуска и зону отделения продуктов реакции от катализатора. "Зона впуска" представляет собой часть реакторного устройства, в которую поступает сырье и катализатор. "Реакционная зона" представляет собой часть реакторного устройства, в которой сырье контактирует с катализатором в условиях, в которых оксигенатная часть сырья эффективно превращается в продукт - легкие олефины. "Зона отделения продуктов реакции от катализатора" представляет собой часть реакторного устройства, в которой катализатор и любые дополнительные твердые вещества в реакторе отделяются от продуктов. Обычно реакционная зона располагается между зоной впуска и зоной отделения продуктов реакции от катализатора. Настоящее изобретение относится к способу получения олефинового продукта из оксигенатного сырья в присутствии молекулярно ситового катализатора, превращающего оксигенаты в олефины, который заключается в том, что: а) по меньшей мере, часть катализатора контактирует со средой регенерации в зоне регенерации; б) указанная зона регенерации нагревается до первой температуры, равной по меньшей мере 225 С(437F), например по меньшей мере 260 С (500F),в) в указанную зону регенерации подают нагревающее топливо, имеющее температуру самовоспламенения ниже, чем первая температура и содержащее меньше 500 ч./млн (по массе) серы, например,меньше 100 ч./млн (по массе) серы, и меньше 200 ч./млн (по массе) азота, например, меньше 100 ч./млн(по массе) азота, что приводит к воспламенению нагревающего топлива и обеспечивает нагретый катализатора; и г) указанный нагретый катализатор циркулирует в реакционную зону; и д) сырье дополнительно контактирует в реакционной зоне с указанным молекулярно ситовым катализатором превращения оксигенатов в олефин, включающей указанный нагретый катализатор, в условиях, в которых сырье эффективно превращается в поток олефиновых продуктов. В одном варианте осуществления поток олефиновых продуктов включает в себя С 2-С 3 олефины. В еще одном варианте осуществления изобретения применяются условия, в которых эффективно образуется углеродистый осадок на катализаторе. В еще одном варианте осуществления катализатор нагревается в зоне регенерации по меньшей мере до 316C (600F) до стадии подачи нагревающего топлива. В еще одном варианте осуществления, в зоне регенерации имеется входной патрубок для топлива и патрубок для воздуха, который может обеспечить поток воздуха через зону регенерации, расположенную до входного патрубка топлива относительно направления потока воздуха, и кроме того, процесс заключается в том, что (1) пусковое топливо сжигается в потоке воздуха из указанного патрубка для воздуха, и-2 007055 таким образом, внутри зоны регенерации обеспечивается достаточное теплосодержание, для того чтобы температура газа у (или вблизи) входного патрубка топлива была равна первой температуре, и (2) нагревающее топливо поступает через входной патрубок топлива. В еще одном варианте осуществления в исходном топливе применяется углеродсодержащий газ,например, природный газ. В еще одном варианте осуществления изобретения пусковое топливо имеет температуру самовоспламенения выше, чем приблизительно 482C (900F). В другом варианте осуществления способ согласно изобретению дополнительно заключается в том,что регенерационную зону заполняют катализатором до уровня, который достаточен для покрытия указанного топливного патрубка до стадии сгорания (1), и дополнительно вводят катализатор после стадии(2) подачи нагревающего топлива, для того чтобы обеспечить дополнительное количество нагретого катализатора. В еще одном варианте осуществления изобретения катализатор нагревается, по меньшей мере, до 316C (600F) в регенерационной зоне, до подачи на стадию (2), нагретой по меньшей мере до 316C(600F). В другом варианте осуществления нагревающее топливо представляет собой жидкое топливо. В еще одном варианте осуществления по меньшей мере 50 мас.% нагревающего топлива представляет собой углеводородную фракцию С 11-С 20-. В другом варианте осуществления по меньшей мере 75 мас.% нагревающего топлива представляет собой углеводородную фракцию С 11-С 20-. В еще одном варианте осуществления по меньшей мере 85 мас.% нагревающего топлива представляет собой углеводородную фракцию С 11-С 20-. В другом варианте осуществления по меньшей мере 75 мас.% нагревающего топлива представляет собой углеводородную фракцию С 12-С 19 и кроме того, указанное нагревающее топливо имеет температуру самовоспламенения, изменяющуюся в интервале от 232 до 271C (450-520F) и содержит меньше,чем 10 ч/млн (по массе) серы и меньше, чем 10 ч./млн (по массе) азота. В еще одном варианте осуществления по меньшей мере 75 мас.% нагревающего топлива представляет собой углеводородную фракцию от C12 до C16. В другом варианте осуществления по меньшей мере 75 мас.% нагревающего топлива представляет собой углеводородную фракцию от C12 до С 14. В еще одном варианте осуществления реакционная зона охлаждается путем впрыскивания пара. В другом варианте осуществления реакционная зона включает в себя вертикальную трубу. В еще одном варианте осуществления реакционная зона включает в себя множество вертикальных труб. В еще одном варианте осуществления в реакционной зоне имеются две вертикальных трубы. В еще одном варианте осуществления катализатор включает в себя молекулярное сито, имеющее диаметр пор меньше чем 5,0 . В еще одном варианте осуществления катализатор включает в себя по меньшей мере одно молекулярное сито структурного типа, выбранного из группы, состоящей из AEI, AFT, APC, ATN, ATT, ATV,AWW, BIK, CAS, СНА, CHI, DAC, DDR, EDI, ERI, GOO, KFI, LEV, LOV, LTA, MON, PAU, PHI, RHO,ROG, THO, ZSM-5, ZSM-4, SAPO-34, SAPO-17, SAPO-18, MeAPSO и их замещенных групп. В еще одном варианте осуществления катализатор включает в себя молекулярное сито, имеющее диаметр пор 5-10 . В еще одном варианте осуществления катализатор включает в себя по меньшей мере одно молекулярное сито структурного типа, выбранного из группы, состоящей из MFI, MEL, MTW, EUO, MTT, HEU,FER, AFO, AEL, TON, и их замещенных групп. В другом варианте осуществления стадия нагревания (b) проводится до стадии контактирования (е). В еще одном варианте осуществления стадия нагревания (b) проводится одновременно со стадией контактирования (е). В еще одном варианте осуществления первая стадия контактирования (а) проводится до стадии нагревания (b). В еще одном варианте осуществления нагревающее топливо содержит меньше, чем 10 ч./млн (по массе), например, менее 5 ч./млн (по массе) серы и меньше, чем 10 ч/млн (по массе), например менее 5 ч./млн (по массе) азота. В еще одном варианте осуществления это изобретение относится к способу подвода дополнительного тепла в реакторную систему, в которой имеется реакционная зона превращения оксигенатов в олефины и зона регенерации катализатора, в которой катализатор циркулирует из реакционной зоны в регенерационную зону и из регенерационной зоны в реакционную зону, причем этот способ заключается в том, что: катализатор флюидизируется в регенерационной зоне в присутствии кислородсодержащего газа; катализатор в регенерационной зоне нагревается до первой температуры; нагревающее топливо вводится в регенерационную зону, причем нагревающее топливо содержит-3 007055 приблизительно 100 ч./млн (по массе) или меньше серы и имеет около 100 ч./млн (по массе) или меньше азота и имеет температуру самовоспламенения выше, чем первая температура, но не выше, чем приблизительно 482 С (900F), для того чтобы предоставить нагретый катализатор; и нагретый катализатор подается в реакционную зону. В еще одном варианте осуществления изобретения, непосредственно описанного выше, способ заключается в том, что катализатор дополнительно контактирует с оксигенатным сырьем в условиях, обеспечивающих превращение указанного оксигената в обогащенный олефинами продукт. В еще одном варианте осуществления изобретения, непосредственно описанного выше, способ заключается в том, что кроме того, указанное нагревающее топливо содержит в сумме не больше, чем 20 ч./млн (по массе) металла, выбранного из группы, состоящей из никеля и ванадия. В еще одном варианте осуществления это изобретение относится к способу первоначального повышения температуры в реакторной системе для получения олефинового продукта из оксигенатного сырья в присутствии молекулярно ситового катализатора превращения оксигенатов в олефины, причем этот способ заключается в том, что: а) по меньшей мере часть катализатора контактирует с регенерирующей средой в зоне регенерации; б) указанную зону регенерации нагревают до первой температуры, равной по меньшей мере 225 С(437F),в) в указанную зону регенерации поступает нагревающее топливо, имеющее температуру самовоспламенения ниже, чем первая температура, и содержащее меньше чем 100 ч/млн (по массе) серы и меньше чем 100 ч/млн (по массе) азота, что приводит к воспламенению нагревающего топлива и получению нагретого катализатора; и г) указанный нагретый катализатор циркулирует в реакционную зону. В еще одном варианте осуществления, непосредственно описанном выше, это изобретение включает в себя способ, который дополнительно заключается в том, что: е) сырье в реакционной зоне дополнительно контактирует с указанным молекулярно ситовым катализатором превращения оксигенатов в олефины, включающим указанный нагретый катализатор, в условиях эффективного превращения сырья в поток олефинового продукта. Эти и другие преимущества настоящего изобретения станут очевидными из следующего ниже подробного описания, прилагаемого чертежа и приведенной формулы изобретения. Краткое описание чертежа На чертеже изображена схема реакторного устройства, которое включает в себя флюидизированный слой, движущийся с высокой скоростью, с рециркуляцией катализатора, и регенератор, имеющий патрубок для введения нагревающего топлива для первоначального нагревания реактора. Подробное описание изобретения Как отмечено выше, превращение оксигенатного сырья в олефины представляет собой экзотермический процесс. После инициирования этот процесс может протекать автотермически, без подвода внешнего тепла. Однако существуют определенные условия, в которых необходим подвод дополнительного тепла в систему реактор/регенератор, сверх того, что выделяется в процессе превращения оксигенатного сырья в олефины. Такие примеры включают первоначальную осушку огнеупорной облицовки в системе реактора и регенератора, первоначальный подогрев реактора до введения оксигенатного сырья и поддержание температуры процесса при кратковременых перерывах подачи оксигенатного сырья. В способе настоящего изобретения это осуществляется путем подвода дополнительного тепла в регенератор за счет добавления нагревающего топлива непосредственно в флюидизированный слой катализатора. Воздух флюидизации обеспечивает подачу кислорода для сгорания нагревающего топлива. Частицы флюидизированного катализатора хорошо перемешиваются и обладают достаточной теплоемкостью, чтобы обеспечить равномерное распределение тепла, выделяющегося при сгорании нагревающего топлива, по всему флюидизированному слою в регенератору, что приводит к относительно однородному профилю температур внутри слоя в регенераторе. В одном варианте осуществления этот горячий катализатор может циркулировать в реактор, причем тепло с катализатором переносится в реактор. По мере движения через реактор катализатор охлаждается, и затем возвращается в регенератор, где он снова нагревается. Этот способ подвода тепла может быть использован для осушки огнеупорной облицовки в реакторе, для подогрева реактора до введения оксигенатного сырья, и/или для поддержания температуры процесса при кратковременных перерывах подачи оксигенатного сырья. Нагревающее топливо должно обладать определенными критическими свойствами, чтобы его можно было использовать в процессе превращения оксигенатов в олефины. Температура самовоспламенения должна быть относительно низкой, не выше, чем приблизительно 454C (850F), для того чтобы способствовать воспламенению нагревающего топлива, и для того чтобы предотвратить прекращение горения в случае резкого снижения температуры. Кроме того, оно должно иметь низкое содержание серы и азота,чтобы предотвратить попадание этих загрязняющих веществ в катализатор или в секцию выделения продукта. Нагревающее топливо может содержать примеси металлов (например, никеля и/или ванадия) в количестве не более, чем 100 ч/млн (по массе) суммы металлов, предпочтительно не более, чем 20 ч/млн(по массе) суммы металлов. В предпочтительном варианте осуществления нагревающее топливо обычно-4 007055 может представлять собой жидкое топливо, например, жидкое углеводородное топливо. При превращении оксигенатов в легкий олефиновый продукт в реакторном устройстве, которое включает в себя флюидизированный слой катализатора и регенератор катализатора, целесообразно инициировать работу устройства путем нагревания реактора и катализатора до рабочей температуры раньше добавления оксигенатного сырья. В одном варианте осуществления способа настоящего изобретения это выполняется путем нагревания регенерационной зоны за счет сгорания пускового топлива, предпочтительно газообразного углеродсодержащего топлива, такого как легкий газ или природный газ, в потоке воздуха вблизи входа воздушного патрубка регенератора (или выше его). Часть катализатора превращения оксигената добавляется в регенерационную зону до уровня, который достаточен для покрытия указанного топливного патрубка регенератора. В одном варианте осуществления катализатор нагревается в регенерационной зоне по меньшей мере до 225 С. Это обеспечивает достаточное теплосодержание внутри регенерационной зоны, для того чтобы инициировать и поддерживать воспламенение нагревающего топлива, которое затем вводится с соответствующей скоростью, для того чтобы была достигнута температура, достаточная для превращения оксигенатов в олефины при контакте с катализатором. В одном варианте осуществления нагревающее топливо обычно представляет собой жидкое топливо, содержащее углеводородную фракцию C11-С 20, имеющее температуру самовоспламенения ниже, чем 482C (900F) и содержащее меньше, чем 200 ч./млн (по массе) серы и меньше, чем 500 ч./млн (по массе) азота, в расчете на элементарные частицы, т.е. S или N. Нагревающее топливо поступает через топливный входной патрубок регенератора в нагретую регенерационную зону и воспламеняется в регенераторе при соответствующих температурных условиях, что приводит к нагреванию катализатора. В случае необходимости, в нагретую регенерационную зону может быть введено дополнительное количество катализатора вместе с нагревающим топливом. Образовавшийся нагретый катализатор циркулирует в реакционную зону. В одном варианте осуществления циркулирующий катализатор нагревает реакционную зону до температуры, равной по меньшей мере 316C (600F), которая является достаточной для осуществления каталитического превращения оксигенатов в олефины. Катализатор в реакционной зоне необязательно циркулирует обратно в регенерационную зону. В одном варианте осуществления способа сырье, включающее оксигенат и любые разбавители,контактирует в реакторе или в реакционной зоне с катализатором в условиях протекания процесса, для того чтобы получить продукт, включающий легкие олефины. Эти условия процесса включают эффективную температуру, давление, ВСПС (весовая скорость подачи сырья), поверхностную скорость газового потока (скорость потока, отнесенная к сечению реактора) и, необязательно, эффективное количество разбавителя, которые подбираются с целью получения легких олефинов. Эти технологические условия подробно описаны ниже. Целесообразно, кратность циркуляции катализатора, включающего молекулярное сито и любые другие материалы, такие как связующие, наполнители, и др., при контактировании с сырьем составляет приблизительно от 1 до 100 раз, более предпочтительно, приблизительно от 10 до 80 раз, и наиболее целесообразно, приблизительно от 10 до 50 раз, в расчете на суммарную скорость подачи оксигенатов в реактор. Целесообразно, часть катализатора, включающего молекулярное сито и любые другие материалы, такие как связующие, наполнители и др., отводится из реактора для регенерации и возвращается обратно в реактор со скоростью циркуляции приблизительно от 0,1 до 10 раз, более предпочтительно, приблизительно от 0,2 до 5 раз, и наиболее целесообразно, приблизительно от 0,3 до 3 раз, в расчете на суммарную скорость подачи оксигенатов в реактор. Температура, используемая для превращения оксигенатов в легкие олефины, изменяется в широких пределах, которые, по меньшей мере частично, зависят от типа катализатора, доли регенерированного катализатора в катализаторной смеси, и от конфигурации реакторного устройства и реактора. Хотя в настоящем изобретении не оговаривается конкретная температура, наилучшие результаты получаются в случае проведения процесса при температуре приблизительно от 316 до 700C, целесообразно приблизительно от 316 до 600C, и наиболее целесообразно приблизительно от 316 до 500C. Понижение температуры обычно приводит к снижению скорости реакции, и скорость образования целевого продукта, легких олефинов, обычно становится заметно ниже. Однако при температуре выше 700C существует вероятность того, что в этом процессе образовавшееся количество легких олефиновых продуктов не будет оптимальным, причем скорость образования кокса и легких насыщенных углеводородов на катализаторе станет очень высокой. Легкие олефины могут образоваться (хотя необязательно в оптимальном количестве) в широком диапазоне давлений, включая автогенное давление и значения давления приблизительно от 0,1 кПа до 100 МПа, без ограничения этими значениями. Целесообразное давление составляет приблизительно от 6,9 кПа до 34 МПа и наиболее целесообразно приблизительно от 20 кПа до 500 кПа. Указанное выше давление не включает давление паров разбавителя, если он имеется, и относится к парциальному давлению сырья, когда оно означает оксигенатные соединения и/или их смеси. Типично применение давления вне оговоренных диапазонов, причем они не исключаются из объема этого изобретения. В некоторых случаях, пониженные и повышенные предельные значения давления отрицательно влияют на селективность, превращение, скорость образования кокса, и/или на скорость реакции; однако в этих условиях-5 007055 легкие олефины все-таки образуются и по этой причине эти предельные значения давления составляют часть настоящего изобретения. Процесс настоящего изобретения продолжается в течение времени, которое является достаточным для получения желаемых легких олефинов. В течение этого периода времени реализуется стационарный или квазистационарный режим образования легких олефинов, что определяется главным образом температурой процесса, давлением, выбранным катализатором, количеством рециркулирующего отработанного катализатора, степенью регенерации катализатора, весовой скоростью подачи сырья, поверхностной скоростью газового потока и другими выбранными конструктивными характеристиками процесса. В настоящем изобретении процесс превращения оксигенатов осуществляется в широком интервале значений ВСПС, которая определяется как отношение суммарной массы оксигенатов, подаваемой за 1 час в реакционную зону, к массе молекулярного сита в катализаторе, находящемся в реакционной зоне. Масса оксигенатов в реакционной зоне включает все оксигенаты, находящиеся как в паровой, так и в жидкой фазе. Хотя катализатор часто содержит другие материалы, которые представляют собой инертные наполнители или связующие, значение ВСПС рассчитывается только на массу молекулярного сита в катализаторе, находящемся в реакционной зоне. Целесообразное значение ВСПС является достаточно высоким, для того чтобы поддерживать флюидизированное состояние катализатора в условиях процесса и для заданной конфигурации и конструкции реактора. Обычно значение ВСПС составляет приблизительно от 1 до 5000 ч-1 , целесообразно приблизительно от 2 до 3000 ч-1, и наиболее целесообразно приблизительно от 5 до 1500 ч-1. Для сырья, которое включает в себя метанол, диметиловый эфир, или их смеси, целесообразно значение ВСПС составляет по меньшей мере приблизительно 20 ч-1 и более целесообразно приблизительно от 20 до 300 ч-1. Степень превращения оксигенатов необходимо поддерживать на достаточно высоком уровне, чтобы устранить необходимость в высокой степени рециркуляции сырья, что экономически неприемлемо. Хотя превращение оксигенатов на 100% является желательным с целью полного устранения рециркуляции сырья, часто наблюдается уменьшение образования нежелательных побочных продуктов, когда степень превращения составляет около 98% или ниже. Поскольку рециркуляция сырья в количестве приблизительно до 50% может быть экономически приемлемой, целесообразной является степень превращения сырья приблизительно от 50 до 98%. В соответствии с одним вариантом осуществления степень превращения поддерживается в этом интервале, от 50 до 98%, с использованием ряда приемов, которые известны квалифицированным специалистам в этой области техники. Примеры включают (но не обязательно ограничиваются) регулирование одного или нескольких из указанных ниже параметров, которые влияют на степень превращения: температура процесса; давление; скорость потока (весовая скорость подачи сырья и/или поверхностная скорость потока газа); кратность рециркуляции катализатора; конфигурация реакторного устройства; конфигурация реактора; состав сырья; количество жидкого сырья относительно парообразного сырья; количество рециркулирующего катализатора; степень регенерации катализатора; и другие. В ходе превращения оксигенатов в легкие олефины на катализаторе, используемом для ускорения процесса превращения, накапливаются углеродистые отложения. В то же время накопление этих углеродистых отложений вызывает снижение способности катализатора превращать оксигенатное сырье в легкие олефины. При этом катализатор частично дезактивируется. Когда катализатор уже не способен превращать оксигенаты в олефиновый продукт, считается, что катализатор полностью потерял активность. В качестве стадии способа настоящего изобретения, часть катализатора выводится из реакторного устройства и, по меньшей мере, некоторая доля от части, выведенной из реактора, частично (или полностью) подвергается регенерации в регенераторе. Термин регенерация означает, что из катализатора, по меньшей мере, частично удаляются углеродистые отложения. Целесообразно, чтобы часть катализатора,выведенного из реактора, по меньшей мере, частично была дезактивирована. Остальная часть катализатора в реакторном устройстве рециркулирует без регенерации. Затем регенерированный катализатор с охлаждением, или без охлаждения, возвращается в реактор. Целесообразно, чтобы степень выведения части катализатора на регенерацию составляла приблизительно от 0,1 до 99% от количества катализатора, выходящего из реактора. Более целесообразно, эта степень составляет приблизительно от 0,2 до 50%,и наиболее целесообразно, приблизительно от 0,5 до 5%. В соответствии с вариантом осуществления, катализатор регенерируется любым из ряда способов: периодическим, непрерывным, полунепрерывным или при сочетании этих способов. Желательным способом регенерации катализатора является непрерывная регенерация. Целесообразно, катализатор регенерируется до остаточного содержания кокса приблизительно от 0,01 до 15 мас.% от масы катализатора. Температура регенерации катализатора должна быть приблизительно от 250 до 750C, и целесообразно приблизительно от 500 до 725 С. Температура в регенераторе может регулироваться за счет отвода избыточного тепла. Целесообразно, чтобы регенерации подвергался, по меньшей мере, частично дезактивированный катализатор, из которого сначала удалена путем отпаривания наибольшая часть летучих органических материалов (органика) в колонне или в камере отпаривания. Это отпаривание может быть осуществлено путем пропускания отпаривающего газа через слой отработавшего катализатора при повышенной температуре. Подходящие для отпаривания газы включают водяной пар, азот, гелий, аргон,-6 007055 метан, СО 2, CO, водород, и их смеси. Предпочтительным газом является водяной пар. Объемная скорость подачи газа (ОСПГ, рассчитывается как отношение объема поданного газа к объему катализатора и кокса) для отпаривания составляет приблизительно от 0,1 до 20000 ч-1. Приемлемые значения температуры отпаривания составляют приблизительно от 250 до 750C, и целесообразно приблизительно от 350 до 675C. В способе настоящего изобретения для превращения оксигенатов в легкие олефины используется сырье, включающее оксигенаты. Применяемый здесь термин "оксигенат" определяется таким образом,чтобы включать (но не обязательно ограничиваться) соединения, содержащие углерод, водород и кислород, такие как следующие: алифатические спирты, простые эфиры, карбонильные соединения (альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты, карбонаты, и им подобные), и их смеси. Целесообразно, чтобы алифатическая группа обязательно содержала атомы углерода в интервале приблизительно от 1 до 10, и более предпочтительно, в интервале приблизительно от 1 до 4 атомов углерода. Представители оксигенатов включают (но не обязательно ограничиваются) низшие алифатические спирты с прямой или разветвленной цепочкой, и их ненасыщенные эквиваленты. Примеры подходящих оксигенатов включают (но не обязательно ограничиваются) следующие: метанол; этанол; н-пропанол; изопропанол; спирты С 4-С 10; метилэтиловый эфир; диметиловый эфир; диэтиловый эфир; диизопропиловый эфир; метилформиат; формальдегид; диметилкарбонат; метилэтилкарбонат; ацетон; и их смеси. Целесообразно, оксигенаты,используемые в процессе превращения, выбирают из групп, состоящей из метанола, диметилового эфира и их смесей. Более целесообразным оксигенатом является метанол. Общая загрузка сырья в реакторное устройство может содержать дополнительные компоненты, такие как разбавители. Вместе с оксигенатами в реакционную зону может быть подан один или несколько разбавителей, с тем чтобы суммарная сырьевая смесь содержала разбавитель в интервале приблизительно от 1 до 99 мол.%. Разбавители, которые могут быть использованы в этом процессе включают (но не обязательно ограничиваются) гелий, аргон, азот, монооксид углерода, диоксид углерода, водород, воду, парафины,другие углеводороды (такие как метан), ароматические соединения, и их смеси. Целесообразные разбавители включают (но не обязательно ограничиваются) воду и азот. Катализатор, подходящий для катализа процесса превращения оксигенатов в олефины согласно изобретению, включает молекулярное сито и смеси молекулярных сит. Молекулярные сита могут быть цеолитными (цеолиты) или нецеолитными (не цеолиты). Кроме того, эффективные катализаторы могут быть получены из смесей цеолитных и нецеолитных молекулярных сит. Целесообразно, чтобы катализатор включал нецеолитное молекулярное сито. Для использования в способе настоящего изобретения желательными являются молекулярные сита, в которых содержатся "тонкие" и "средние" поры. "Тонкопористые" молекулярные сита определяются как молекулярные сита, имеющие диаметр пор меньше, чем приблизительно 5,0 . "Среднепористые" молекулярные сита определяются как молекулярные сита,имеющие диаметр пор приблизительно от 5,0 до 10,0 . Молекулярные сита представляют собой пористые твердые вещества, содержащие поры различных размеров, такие как цеолиты или молекулярные сита цеолитного типа, активные угли и оксиды. Существуют аморфные и кристаллические молекулярные сита. Эти молекулярные сита включают природные,минеральные молекулярные сита, или полученные путем химического взаимодействия, синтетические молекулярные сита, которые обычно представляют собой кристаллические материалы, содержащие диоксид кремния и необязательно оксид алюминия. Большинство промышленно используемых молекулярных сит в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности известны как цеолиты. Цеолит представляет собой алюмосиликат с открытой каркасной структурой, в которой обычно сосредоточен отрицательный заряд. Этот отрицательный заряд внутри частей каркаса возникает вследствие замещения ионов кремния Si4+ на Al3+. Катионы нейтрализуют этот отрицательный заряд, сохраняя электронейтральность каркаса, причем эти катионы способны обмениваться с другими катионами и/или протонами. Синтетические молекулярные сита, особенно цеолиты, обычно синтезируют путем смешивания источников оксида алюминия и диоксида кремния в сильно щелочной водной среде, часто в присутствии агента,направляющего структуру или матричного (темплатного) агента. Формирующаяся структура молекулярного сита определяется частично растворимостью различных источников, соотношением диоксид кремния/оксид алюминия, природой катиона, температурой синтеза, последовательностью добавления, типом матричного агента, и другими параметрами. Обычно цеолит формируется с вершиной, соединяющей тетраэдры или октаэдры [SiO4] и [АlO4] через общие атомы кислорода. В общем цеолиты имеют линейную, двумерную или трехмерную кристаллическую пористую структуру с равномерно распределенными порами молекулярных размеров, в которых избирательно адсорбируются те молекулы, которые могут проникнуть в поры, а слишком большие молекулы не адсорбируются. Размер пор, форма пор, междоузельное пространство или каналы, состав,морфология кристаллов и их структура представляют собой некоторые характеристики молекулярных сит, которые определяют их применение в различных процессах адсорбции и превращения углеводородов. Существует множество различных типов цеолитов, применение которых хорошо известно для превращения сырья, особенно сырья, содержащего оксигенаты, с образованием одного или нескольких оле-7 007055 финов. Например, в патенте US5367100 описано применение хорошо известного цеолита, ZSM-5, для превращения метанола в олефины; в патенте US4062905 обсуждается превращение метанола и других оксигенатов в этилен и пропилен с использованием кристаллических алюмосиликатных цеолитов, например цеолита T, ZK5, эрионита и шабазита; и в патенте US4079095 описано применение цеолитаZSM-34 для превращения метанола в углеводородные продукты, такие как этилен и пропилен. Кристаллические алюмофосфаты, ALPO4, формирующиеся с вершиной, принадлежащей тетраэдрам[АlO2] и [РО 2], связанными общими атомами кислорода, описаны в патенте US4310440 для получения легких олефинов из спирта. Кроме того, описаны содержащие металлы (Me) алюмофосфатные молекулярные сита, MeAPO и ElAPO, для превращения спиртов в олефины. Эти MeAPO имеют тетраэдрическую микропористую структуру [МеО 2], [АlO2] и [РО 2], в которой Me представляет собой источник металла, имеющий один или несколько двухвалентных элементов из Со, Fe, Mg, Mn и Zn, и трехвалентных элементов (Fe) из Периодической таблицы элементов. Молекулярные сита ElAPO имеют тетраэдрическую микропористую структуру [ЕlO2], [АlO2] и [РО 2]. в которой El представляет собой источник металла, имеющий один или несколько элементов из As, В, Be, Ga, Ge, Li, Ti и Zr. Обычно материалы MeAPO и ElAPO синтезируют путем гидротермальной кристаллизации в реакционной смеси, содержащей источник металла, источник алюминия, источник фосфора и матричный агент. Получение MeAPO и ElAPO описано в патентах US4310440, 4500651, 4554143, 4567029, 4752651, 4853197, 4873390 и 5191141. Наиболее эффективными молекулярными ситами для превращения метанола в олефины являются те ELAPO или MeAPO, в которых источником металла является кремний, часто в виде дымящего, коллоидного или осажденного диоксида кремния. Эти молекулярные сита известны как силикаалюмофосфатные молекулярные сита. Силикаалюмофосфатные (SAPO) молекулярные сита содержат трехмерную микропористую кристаллическую каркасную структуру тетраэдрических звеньев [SiO2], [AlO2] и [РО 2] с общими вершинами. Синтез SAPO описан в патенте US4440871, который полностью введен в описание как ссылка. Обычно SAPO синтезируют путем гидротермальной кристаллизации реакционной смеси,содержащей источники кремния, алюминия и фосфора и по меньшей мере один матричный агент. Синтез молекулярного сита SAPO, приготовление рецептуры катализатора SAPO и его применение для превращения углеводородного сырья в олефины, особенно когда сырье представляет собой метанол, все это описано в патентах US4499327, 4677242, 4677243, 4873390, 5095163, 5714662 и 6166282, и полностью введено в описание как ссылка. Молекулярные сита имеют различные химические и физические характеристики каркаса. Молекулярные сита хорошо классифицируются в рамках Структурной комиссии (International Zeolite Association) в соответствии с правилами Комиссии ИЮПАК по номенклатуре цеолитов. Тип каркаса описывает связность, топологию тетраэдрически координированных атомов, составляющих каркас, и дает обобщение специфических свойств для этих материалов. Цеолитам каркасного типа и молекулярным ситам цеолитного типа, для которых установлена структура, приписывается трехбуквенный код, и они описаны в Атласе цеолитов каркасного типа (Atlas of Zeolite Framework Types, 5th edition, Elsevier, London, England(2001, который полностью включен в описание как ссылка. Примерами этих молекулярных сит (без ограничений) являются тонкопористые молекулярные сита каркасного типа, выбранные из группы, состоящей из AEI, AFT, APC, ATN, ATT, ATV, AWW, BIK,CAS, СНА, CHI, DAC, DDR, EDI, ERI, GOO, KFI, LEV, LOV, LTA, MON, PAU, PHI, RHO, ROG, THO, и их замещенных форм; среднепористые молекулярные сита каркасного типа, выбранные из группы состоящей из AFO, AEL, EUO, HEU, FER, MEL, MFI, MTW, MTT, TON, и их замещенных форм; и крупнопористые молекулярные сита каркасного типа, выбранные из группы, состоящей из EMT, FAU, и их замещенных форм. Другие молекулярные сита включают каркасные типы, выбранные из группы, состоящей из ANA, BEA, CFI, CLO, DON, GIS, LTL, MER, MOR, MWW и SOD. Примеры предпочтительных молекулярных сит (без ограничений) каркасных типов, в частности для превращения сырья, содержащего оксигенаты, в олефины, выбирают из группы, состоящей из AEL, AFY, BEA, СНА, EDI, FAU, FER,GIS, LTA, LTL, MER, MFI, MOR, MTT, MWW, ТАМ и TON. B одном предпочтительном варианте осуществления изобретения молекулярное сито имеет AEI топологию или СНА топологию, или их сочетание, наиболее предпочтительно, СНА топологию. Все материалы молекулярных сит имеют трехмерную, каркасную структуру тетраэдров ТО 4 с четырьмя связями и общими вершинами, в которых T представляет собой тетраэдрически координированный катион. Обычно эти молекулярные сита описываются в терминах размера кольца, которое определяет пору, причем этот размер определяется числом атомов T в кольце. Другие характеристики типа каркаса включают расположение колец, которые образуют полость, и когда они имеются, размер каналов, и пространства между полостями. Смотрите публикацию van Bekkum, и др., Introduction to Zeolite Scienceand Practice, Second Completely Revised and Expanded Edition, Volume 137, pages 1-67, Elsevier Science,B.V., Amsterdam, Netherlands (2001). Молекулярные сита с тонкими, средними и крупными порами имеют тип каркаса из колец с числом атомов от 4 до 12 или больше. В предпочтительном варианте осуществления цеолитные молекулярные сита имеют кольчатые структуры с 8-, 10- или 12- атомами или больше и средним размером пор в интервале приблизительно от 3 до 15 . В наиболее предпочтительном варианте осуществления изобретения-8 007055 молекулярные сита, предпочтительно силикоалюмофосфатные молекулярные сита, имеют 8-атомные кольца и средний размер пор меньше, чем приблизительно 5, предпочтительно в интервале приблизительно от 3 до 5, более предпочтительно приблизительно от 3 до 4,5, и наиболее предпочтительно приблизительно от 3,5 до 4,2. Молекулярные сита, в частности цеолиты и молекулярные сита цеолитного типа, предпочтительно имеют молекулярный каркас с одним, предпочтительно, двумя или больше тетраэдрическими звеньями с общими вершинами [ТО 4], более предпочтительно, с двумя или более тетраэдрическими звеньями [SiO4],[АlO4] и/или [РО 4], и наиболее предпочтительно, с тетраэдрическими звеньями [SiO4], [AlO4] и [РО 4]. Эти молекулярные сита на основе кремния, алюминия, и фосфора и металлсодержащие молекулярные сита на основе кремния, алюминия, и фосфора подробно описаны в многочисленных публикациях, включающих например, патент US4567029 (MeAPO, где Me представляет собой Mg, Mn, Zn, или Со), патентUS4500651, 4551236 и 4605492 (TiAPO), в патентах US4824554, 4744970 (CoAPSO), в патентах US 4735806 (GaAPSO) EP-A-0293937 (QAPSO, где Q представляет собой звено каркасного оксида [QO2]),а также в патентах US4567029, 4686093, 4781814,793984,801364, 4853197, 4917876, 4952384, 4956164,4956165, 4973785,241093, 5493066 и 5675050, которые все полностью введены в описание как ссылки. Другие молекулярные сита включают те, которые описаны в документах: EP-0888187B1(микропористые кристаллические металлофосфаты, SAPO4 (UIO-6, патент US6004898 (молекулярное сито и щелочно-земельный металл), заявке на патент US09/511943, поданной 24 февраля 2000(сокатализатор для получения гаммы углеводородов), PCT WO 01/64340, опубликован 7 сентября 2001(торийсодержащее молекулярное сито), и в справочнике по молекулярным ситам R. Szostak (Handbook ofMolecular Sieves, Van Nostrand Reinhold, New York, New York 1992), все эти материалы полностью включены в изобретение как ссылки. Более предпочтительные молекулярные сита, содержащие кремний, алюминий и/или фосфор и молекулярные сита, содержащие алюминий, фосфор, и необязательно кремний, включают алюмофосфатные (ALPO) молекулярные сита и силикоалюмофосфатные (SAPO) молекулярные сита и замещенные,предпочтительно замещенные металлом, молекулярные сита ALPO и SAPO. Наиболее предпочтительными молекулярными ситами являются молекулярные сита SAPO, и замещенные металлом молекулярные сита SAPO. В одном варианте осуществления этот металл представляет собой щелочной металл из группы IA Периодической таблицы элементов, щелочно-земельный металл группы IIА Периодической таблицы элементов, редкоземельный металл группы IIIB Периодической таблицы элементов, в том числе лантаниды: лантан, церий, празеодим, неодим, самарий, европий, гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий, туллий, иттербий и лютеций; и скандий или иттрий, переходные металлы групп IVB, VB,VIB, VIIB, VIIIB и IB Периодической таблицы элементов, или смеси любых частиц из этих металлов. В одном предпочтительном варианте осуществления этот металл выбирают из группы, состоящей из Со,Cr, Cu, Fe, Ga, Ge, Mg, Mn, Ni, Sn, Ti, Zn и Zr, и их смесей. В другом предпочтительном варианте осуществления эти атомы металлов, которые рассмотрены выше, внедряются в каркас молекулярного сита с использованием тетраэдрического звена, такого как [MeO2], при этом вносится суммарный заряд, зависящий от валентного состояния металла-заместителя. Например, в одном варианте осуществления, когда металл-заместитель имеет валентное состояние, равное +2, +3, +4, +5, или +6, суммарный заряд тетраэдрического звена находится между -2 и +2. В одном варианте осуществления молекулярное сито, которое описано во многих упомянутых выше патентах US, представлено эмпирической формулой (в безводном состоянии): mR:(MxAlyPz)O2 в которой R означает по меньшей мере один матричный агент, предпочтительно органический матричный агент; m представляет собой число молей R, приходящихся на 1 моль (MxAlyPz)O2, причем m имеет значение от 0 до 1, предпочтительно от 0 до 0,5, и наиболее предпочтительно от 0 до 0,3; х, у, и z представляют собой молярные доли of Al, P и M в виде тетраэдрических оксидов, где M означает металл, выбранный из какой-либо одной группы IA, IIА, IB, IIIB, IVB, VB, VIB, VIIB, VIIIB и лантанидов Периодической таблицы элементов, предпочтительно M выбирают из одного металла из группы, состоящей из Со,Cr, Cu, Fe, Ga, Ge, Mg, Mn, Ni, Sn, Ti, Zn и Zr. В одном варианте осуществления величина m превышает(или равна) 0,2, а величины х, у и z превышают или равны 0,01. В другом варианте осуществления величина m превышает 0,1 приблизительно до 1, величина х превышает 0 приблизительно до 0,25, величина у-9 007055 изменяется в интервале от 0,4 до 0,5, и z изменяется в интервале от 0,25 до 0,5, более предпочтительно m изменяется от 0,15 до 0,7, х изменяется от 0,015 до 0,2, у изменяется от 0,4 до 0,5, и z от 0,3 до 0,5. Не ограничивающие примеры молекулярных сит SAPO и ALPO этого изобретения включают одно молекулярное сито или сочетание из: SAPO-5, SAPO-8, SAPO-11, SAPO-16, SAPO-17, SAPO-18, SAPO20, SAPO-31, SAPO-34, SAPO-35, SAPO-36, SAPO-37, SAPO-40, SAPO-41, SAPO-42, SAPO-44 (патентUS6162415), SAPO-47, SAPO-56, ALPO-5, ALPO-11, ALPO-18, ALPO-31, ALPO-34, ALPO-36, ALPO37, ALPO-46, и эти молекулярные сита, содержащие металл. Более предпочтительные молекулярные сита цеолитного типа включают одно молекулярное сито или сочетание из SAPO-18, SAPO-34, SAPO-35,SAPO-44, SAPO-56, ALPO-18 и ALPO-34, еще более предпочтительно одно молекулярное сито или сочетание из SAPO-18, SAPO-34, ALPO-34 и ALPO-18, и эти молекулярные сита, содержащие металл, и наиболее предпочтительно, одно молекулярное сито или сочетание из SAPO-34 и ALPO-18, и эти молекулярные сита, содержащие металл. В одном варианте осуществления молекулярное сито представляет собой материал, содержащий две или больше индивидуальных фаз с кристаллическими структурами, в пределах молекулярного сита одного состава. В частности, сращенные молекулярные сита описаны в сочетании заявки на патент US порядковый 09/924016, поданной 7 августа 2001, и документе PCT WO 98/15496, опубликованном 16 апреля 1998, которые полностью введены в это изобретение как ссылки. В другом варианте осуществления молекулярное сито включает в себя по меньшей мере одну фазу сращивания каркасов типа AEI и СНА. Например, SAPO-18, ALPO-18 и RUW-18 имеют каркас типа AEI, a SAPO-34 имеет каркас типа СНА. Синтез молекулярных сит описан во многих цитированных выше ссылках. Обычно молекулярные сита синтезируют путем гидротермальной кристаллизации в смеси одного или нескольких источников алюминия, источника фосфора, источника кремния, матричного агента, и металлсодержащего соединения. Обычно сочетание источников кремния, алюминия и фосфора, необязательно с одним или несколькими матричными агентами и/или с одним или несколькими металлсодержащими соединениями, помещают в герметичную емкость под давлением, необязательно футерованную инертным пластиком, таким как политетрафторэтилен, и нагревают в условиях давления и температуры кристаллизации, пока не образуется кристаллический материал, который затем выделяют путем фильтрации, центрифугирования и/или декантирования. В предпочтительном варианте осуществления молекулярные сита синтезируют путем формирования продукта взаимодействия источника кремния, источника алюминия, источника фосфора, органического матричного агента, предпочтительно азотсодержащего органического матричного агента, и одного или нескольких полимерных оснований. Этот особенно предпочтительный вариант осуществления приводит к синтезу силикоалюмофосфатного кристаллического материала, который затем выделяют путем фильтрации, центрифугирования и/или декантирования. Не ограничивающие примеры источников кремния включают силикаты, дымящий диоксид кремния, например Aerosil-200, поставляемый фирмой Degussa Inc., New York, New York, и CAB-O-SIL M-5,соединения кремния, такие как тетраалкилортосиликаты, например тетраметилортосиликат (TMOC) и тетраэтилсиликат (ТЭОС), коллоидные диоксиды кремния или их водные суспензии, например золь Ludox-HS-40, поставляемый фирмой E.I. du Pont de Nemours, Wilmington, Delaware, кремниевая кислота,силикат щелочного металла, или их любое сочетание. Предпочтительным источником кремния является силиказоль. Не ограничивающие примеры источников алюминия включают алюминийсодержащие композиции,такие как алкоксиды алюминия, например, изопропоксид алюминия, фосфат алюминия, гидроксид алюминия, алюминат натрия, псевдобемит, гиббсит и треххлористый алюминий, или их любые сочетания. Предпочтительным источником алюминия является псевдобемит, особенно при получении силикоалюмофосфатного молекулярного сита. Не ограничивающие примеры источников фосфора, которые также могут включать композиции,содержащие алюминий и фосфор, включают фосфорсодержащие, неорганические или органические составы, такие как фосфорная кислота, органические фосфаты, такие как триэтилфосфат, и кристаллические или аморфные алюмофосфаты, такие как ALPO4, фосфорные соли, или их сочетания. Предпочтительным источником фосфора является фосфорная кислота, особенно при получении силикоалюмофосфата. Матричные агенты обычно представляют собой соединения, которые содержат элементы VA группы Периодической таблицы элементов, конкретно азот, фосфор, мышьяк и сурьму, более предпочтительно азот или фосфор, и наиболее предпочтительно азот. Кроме того, типичные матричные агенты с элементом VA группы Периодической таблицы элементов содержат по меньшей мере одну алкильную или арильную группу, предпочтительно алкильную или арильную группу, имеющую от 1 до 10 атомов углерода, и более предпочтительно от 1 до 8 атомов углерода. Предпочтительно матричные агенты представляют собой азотсодержащие соединения, такие как амины и соединения четвертичного аммония. В одном варианте осуществления соединения четвертичного аммония представлены общей формулой R4N+, в которой каждый радикал R означает водород или углеводородную группу или замещенную- 10007055 углеводородную группу, предпочтительно алкильную группу или арильную группу, содержащую от 1 до 10 атомов углерода. В одном варианте осуществления матричные агенты включают сочетания одного или нескольких соединений четвертичного аммония и одного или нескольких моно-, ди- или триамина. Не ограничивающие примеры матричных агентов включают тетраалкиламмониевые соединения, в том числе их соли, такие как тетраметиламмониевые соединения, в том числе их соли, тетраэтиламмониевые соединения, в том числе их соли, тетрапропиламмониевые соединения, в том числе их соли, и тетрабутиламмониевые соединения, включая их соли, циклогексиламин, морфолин, ди-н-пропиламин(ДПА), трипропиламин, триэтиламин (ТЭА), триэтаноламин, пиперидин, циклогексиламин, 2 метилпиридин,N,N-диметилбензиламин,N,N-диэтилэтаноламин,дициклогексиламин,N,Nдиметилэтаноламин,холин,N,N'-диметилпиперазин,1,4-диазабицикло(2,2,2)октан,N',N',N,Nтетраметил-(1,6)гександиамин, N-метилдиэтаноламин, N-метилэтаноламин, N-метилпиперидин, 3 метилпиперидин, N-метилциклогексиламин, 3-метилпиридин, 4-метилпиридин, хинуклидин, ион N,N'диметил-1,4-диазабицикло(2,2,2)октана; ди-н-бутиламин, неопентиламин, ди-н-пентиламин, изопропиламин, трет-бутиламин, этилендиамин, пирролидин, и 2-имидазолидон. Предпочтительным матричным агентом или темплатом является тетраэтиламмониевое соединение,такое как гидроксид тетраэтиламмония (ГОТЭА), фосфат тетраэтиламмония, фтористый тетраэтиламмоний, бромистый тетраэтиламмоний, хлористый тетраэтиламмоний и ацетат тетраэтиламмония. Наиболее предпочтительным матричным агентом является гидроксид тетраэтиламмония и его соли, особенно при получении силикоалюмофосфатного молекулярного сита. В одном варианте осуществления используется смесь из двух или более любых указанных выше матричных агентов в сочетании с одним или несколькими источниками кремния, алюминия, и фосфора, и полимерное основание. Кроме того, молекулярное сито может быть введено в состав твердого вещества, предпочтительно в твердые частицы, в котором молекулярное сито присутствует в количестве, эффективно катализирующем желательный процесс превращения метанола. Эти твердые частицы могут включать каталитически эффективное количество молекулярного сита и матричный материал, предпочтительно по меньшей мере один из материалов наполнителя и связующий материал, для того чтобы обеспечить желательное свойство или свойства, например, желательное разбавление катализатора, механическая прочность и т.п., в твердую композицию. Такие матричные материалы часто имеют в некоторой степени пористую природу и часто обладают некоторой неселективной каталитической активностью, способствуя образованию нежелательных продуктов, и могут быть эффективными (или неэффективными) при промотировании желательного химического превращения. Такие матричные материалы, например наполнитель и связующее,включают, например, вещества синтетического и природного происхождения, оксиды металлов, глины,диоксиды кремния, оксиды алюминия, алюмосиликаты, оксиды кремния-магния, диоксиды кремнияциркония, диоксиды кремния-тория, оксиды кремния-бериллия, диоксиды кремния-титана, алюмосиликат-диоксид тория, алюмосиликат-диоксид циркония, и смеси этих материалов. Твердая каталитическая композиция, предпочтительно, содержит молекулярное сито в количестве приблизительно от 1 до 99 мас.%, более предпочтительно приблизительно от 5 до 90%, и еще более предпочтительно приблизительно от 10 до 80 мас.%; и матричный материал в количестве приблизительно от 1 до 99 мас.%, более предпочтительно приблизительно от 5 до 90%, и еще более предпочтительно приблизительно от 10 до 80 мас.%. Твердые каталитические композиции, например твердые частицы, содержащие молекулярное сито и матричный материал, получают традиционным способом, хорошо известным из уровня техники и, поэтому он подробно не рассматривается в этом изобретении. Кроме того, катализатор может содержать связующие, наполнители, или другой материал, для того чтобы получить улучшенные характеристики катализатора, сопротивление истиранию, способность к регенерации, и другие желательные свойства. Целесообразно, чтобы катализатор мог флюидизироваться в условиях реакции. Катализатор должен иметь размер частиц приблизительно от 1 до 3000 мкм, желательно приблизительно от 5 до 300 мкм, и более целесообразно приблизительно от 5 до 200 мкм. Катализатор может подвергаться различным обработкам, для того чтобы обеспечить желаемые физические и химические характеристики. Такие обработки включают (но не обязательно ограничиваются) прокаливание, размол в шаровой мельнице, дробление, измельчение, распылительную сушку, гидротермальную обработку, кислотную обработку, щелочную обработку и их сочетания. В качестве дополнительных способов регулирования количества тепла, генерируемого за счет процесса превращения и, следовательно, разность температур в реакторе, настоящее изобретение может включать одну, или несколько, или все из следующих стадий: обеспечение в реакторе части оксигенатной доли сырья в жидком виде; обеспечение в реакторе части разбавителя в жидком виде; и обеспечение нереакционноспособных твердых веществ твердых веществ в реакторном устройстве. Когда часть сырья подается в жидком виде, эта жидкая часть сырья может представлять собой или оксигенат, или разбавитель, или их смесь. Жидкая часть сырья может вводиться в реактор непосредственно, или увлекаться с газом, или переноситься в реактор иным образом, с парообразной частью сырья или с подходящим газом-носителем/разбавителем. За счет подачи части сырья (оксигената и/или разбавителя) в жидкой фазе, можно дополнительно регулировать разность температур в реакторе. Теплота- 11007055 экзотермического процесса превращения оксигенатов частично используется в эндотермическом процессе испарения жидкой части сырья. Таким образом, путем регулирования соотношения жидкого сырья к парообразному сырью, подаваемым в реактор, можно контролировать разность температур в реакторе. Введение жидкого сырья в реактор согласуется с действием рециркуляции катализатора и нереакционноспособных твердых веществ, и обеспечивает другой независимый прием, который улучшает общее регулирование температуры в реакторе. Количество сырья, поступающего в жидком виде, независимо от того, подается ли оно отдельно или в сочетании с парообразным сырьем, составляет приблизительно от 0,1 до 85 мас.% от суммарного содержания оксигенатов вместе с разбавителем сырья. Более целесообразно, этот интервал составляет приблизительно от 1 до 75 мас.% от суммарного содержания оксигенатов вместе с разбавителем в сырье,и наиболее целесообразно, этот интервал составляет приблизительно от 5 до 65 мас.%. Жидкая и парообразная части сырья могут иметь одинаковый состав, или могут содержать одинаковые или различные оксигенаты и одинаковые или различные разбавители в различных соотношениях. Одним особенно эффективным жидким разбавителем является вода из-за относительно высокой теплоты испарения воды,что обеспечивает сильное воздействие на разность температур в реакторе при относительно небольшой скорости подачи. Другие эффективные разбавители описаны выше. Соответствующий подбор температуры и давления любого подходящего оксигената и/или разбавителя, которые подаются в реактор, может обеспечить по меньшей мере часть жидкой фазы, когда сырье поступает в реактор и/или вступает в контакт с катализатором или парообразной частью сырья и/или разбавителя. Жидкая часть сырья необязательно может быть распределена на части и введена в зону впуска и во множество положений по длине реактора. В соответствии с одним вариантом осуществления это выполняется с потоком оксигенатного сырья, или с разбавителем или с обоими потоками. Обычно это осуществляется с частью потока разбавителя сырья. В другом варианте предусматривается монтаж форсунки,через которую вводится вся жидкая часть сырья в зону впуска или в реактор таким образом, чтобы благодаря форсунке образовались капли жидкости с соответствующим распределением по размерам, которые увлекаются потоком газа и твердых веществ, введенных в зону впуска или в реактор, и постепенно испаряются по длине реактора. Для лучшего регулирования разности температур в реакторе могут быть использованы любые из этих технических решений или их сочетание. Средства ввода жидкого сырья во множество точек в реакторе или конструирование форсунки, распыляющей жидкое сырье с регулируемым распределением капель по размерам, хорошо известны из уровня техники и не рассматриваются в этом изобретении, за исключением аспекта введения жидкого топлива в регенератор. В одном варианте осуществления нереакционноспособные твердые вещества, которые не содержат молекулярное сито, смешиваются с твердыми веществами катализатора, и используются в реакторе, и рециркулируют в реактор и регенератор. Эти нереакционноспособные твердые вещества обладают такой же способностью, как и катализатор, при обеспечении инерционной массы для регулирования подъема температуры в реакторе, но являются практически инертными в отношении превращения оксигенатов. Подходящими материалами для использования в качестве нереакционноспособных твердых веществ являются металлы, оксиды металлов, и их смеси. Особенно подходящими материалами являются те, которые применяются в качестве матрицы в рецептуре катализатора, например, наполнители и связующие,такие как диоксиды кремния и оксиды алюминия, а также другие оксиды, и их смеси. Целесообразно,нереакционноспособные твердые вещества обладают теплоемкостью приблизительно от 0,05 до 1 кал/г.C, более предпочтительно от 0,1 до 0,8 кал/г.С, и наиболее предпочтительно от 0,1 до 0,5 кал/г.С. Кроме того, целесообразно, чтобы соотношение массы нереакционноспособных твердых веществ к массе катализатора составляло приблизительно от 0,01 до 10, более желательно приблизительно от 0,05 до 5. Кроме того, специалист в этой области техники может признать, что нереакционноспособные твердые вещества можно регенерировать вместе с катализатором, таким же образом, как описано выше. Целесообразно, способ настоящего изобретения проводится в реакторном устройстве, которое включает в себя зону впуска, реакционную зону, и зону отделения продуктов реакции от катализатора. В одном варианте осуществления поверхностная скорость потока газа в реакционной зоне превышает приблизительно 1 м/с и предпочтительно, превышает приблизительно 2 м/с. Когда способ настоящего изобретения проводится в реакторном устройстве этого типа, по меньшей мере часть катализатора/твердых веществ рециркулирует из зоны отделения продуктов реакции от катализатора в зону впуска, для того чтобы поддерживать в реакторе приблизительно изотермические условия. Затем по меньшей мере часть парообразного сырья смешивается с катализатором/твердыми веществами в зоне впуска и направляется в реакционную зону, в которой протекает процесс превращения оксигенатов в олефины. Необязательно,жидкое сырье и/или часть разбавителя от общего сырья или различных дробных потоков сырья может быть направлена в зону впуска и/или в одно или несколько мест в реакционной зоне. В таком устройстве катализатор/твердые вещества могут рециркулировать или внутри реакторного устройства, или снаружи реакторного устройства, когда катализатор/твердые вещества рециркулируют из зоны отделения продуктов реакции от катализатора в зону впуска и/или в реакционную зону. Как уже было описано, из реакторного устройства может необязательно удаляться дополнительное количество катализатора/твердых веществ и подаваться в регенератор, для того чтобы регенерировать катализатор. Катализатор/твердые- 12007055 вещества из регенератора могут быть возвращены в любую из этих трех зон, или могут быть направлены в трубопровод, который предусмотрен для рециркуляции катализатора/твердых веществ из зоны отделения продуктов реакции от катализатора в зону впуска или в реакционную зону. Предпочтительный вариант осуществления реакторной системы настоящего изобретения представляет собой циркуляционный реактор с флюидизированным слоем и непрерывной регенерацией катализатора, аналогично современному реактору флюидизированного каталитического крекинга. Неподвижный слой катализатора не является целесообразным для этого процесса, поскольку превращение оксигенатов в олефины представляет собой сильно экзотермический процесс, для которого требуется несколько этапов с промежуточным охлаждением, или другие устройства для охлаждения. Кроме того, этот процесс протекает с высоким перепадом давления в связи с образованием газа низкого давления с низкой плотностью. Важно, чтобы реактор был рассчитан таким образом, чтобы в нем поддерживалось относительно высокое среднее содержание кокса на катализаторе (или отношение числа атомов углерода на активный центр катализатора) в количестве больше, чем приблизительно 1,5 мас.%, предпочтительно в интервале приблизительно от 2 до 30 мас.%, наиболее предпочтительно в интервале приблизительно от 2 до 20 мас.%. Если реактор представляет собой высокоскоростной реактор с флюидизированным слоем (иногда называется вертикальным лифт-реактором), тогда часть катализатора, выходящая сверху реактора,должна возвращаться на вход реактора через трубопровод рециркулирующего катализатора. В этом состоит отличие от типичного лифт-реактора каталитического процесса флюид-крекинга (ФКК), в котором весь или большинство катализатора, выходящего сверху реактора, отправляется в регенератор. Возвращение закоксованного катализатора непосредственно в реактор, без регенерации катализатора, позволяет повысить среднее содержание кокса на катализаторе в реакторе до предпочтительного уровня. Посредством регулирования соотношения потоков закоксованного катализатора между регенератором и реактором, можно поддерживать заданный уровень закоксованности, или "желательный уровень углеродистых отложений". Если реактор с флюидизированным слоем катализатора рассчитан на малую поверхностную скорость потока газа, приблизительно ниже 2 м/с, тогда могут быть использованы только циклоны для возвращения катализаторной пыли в реакционную зону с флюидизированным слоем. Обычно в таких реакторах поддерживается высокая степень рециркуляции твердого вещества в пределах флюидизированного слоя, что позволяет поддерживать заданное содержание кокса на катализаторе. Аналогично, в одном варианте осуществления регенератор может работать с поверхностной скоростью потока газа приблизительно ниже 2 м/с, предпочтительно, выше чем приблизительно 1 м/с. Предпочтительный вариант осуществления реакторного устройства, включающий в себя вертикальную трубу, для применения в настоящем изобретении схематически изображен позицией 10 на фигуре. Метанольное сырье 12, по меньшей мере, частично испаряется в подогревателе (не показан). Это метанольное сырье смешивается с регенерированным катализатором 28 и закоксованным катализатором 22 внизу лифт-реактора 14. Для разбавления метанола, подъема потоков катализатора 22 и 28, и предотвращения попадания катализатора в линии сжатого воздуха для КИП могут быть использованы инертные газы и/или водяной пар (газлифт). Этот инертный газ и/или водяной пар смешивается с метанолом и катализатором в реакторе 14. Этот процесс является экзотермическим, причем предпочтительная температура процесса, в интервале приблизительно от 300 до 500C, поддерживается за счет отвода тепла. Отвод тепла может быть осуществлен с помощью любого подходящего средства, включающего (но не ограниченного) охлаждение реактора с использованием холодильника катализатора (не показан), подачи некоторой части метанола в виде жидкости, охлаждение катализатора, подаваемого в реактор, или любое сочетание этих приемов. Выходящий из реактора поток 16, содержащий продукты, закоксованный катализатор, разбавители и непревращенное сырье, должен проходить в зону отделения продуктов реакции от катализатора 18. В этой зоне отделения продуктов реакции от катализатора 18, закоксованный катализатор отделяется от газообразных материалов под действием гравитации и/или с помощью циклонных сепараторов. Часть закоксованного катализатора 22 возвращается на вход в реактор. Часть закоксованного катализатора 22,подлежащая регенерации, сначала поступает в зону отпаривания 29, в которой водяной пар или другой инертный газ используется для удаления с катализатора адсорбированных углеводородов. Отпаренный отработанный закоксованный катализатор 23 должен поступать в регенератор 24. Часть катализатора,поступившего в регенератор 24, должна контактировать с регенерирующей средой, предпочтительно с газом, содержащим кислород, например, воздухом 30, который вводится через зону ввода 31 регенерирующей среды в таких условиях температуры, давления, и времени пребывания, в которых возможно выгорание кокса на катализаторе с уменьшением его содержания приблизительно до 0,5 мас.% и ниже. Предпочтительно, температура в регенераторе находится в интервале приблизительно от 550 до 725C,предпочтительная концентрация кислорода в газе, выходящем из регенератора, находится в интервале приблизительно от 0,1 до 5 об.%, и предпочтительное время пребывания катализатора находится в интервале приблизительно от 1 до 100 мин. Выгорание кокса является экзотермическим процессом. Температура может поддерживаться на со- 13007055 ответствующем уровне любым подходящим способом, включающим (но не ограниченным) подачу охлаждающего газа, охлаждение катализатора в регенераторе с помощью холодильника катализатора 26,или сочетание этих приемов. Регенерированный катализатор 28 поступает в реактор 14, где он смешивается с потоком рециркулирущего закоксованного катализатора 22 и метанольным сырьем 12. Регенерированный катализатор 28 может подниматься в реактор 14 с помощью инертного газа, водяного пара или паров метанола, которые вводятся по линии 25 газлифта. Этот процесс должен повторяться в непрерывном или полунепрерывном режиме. Горячие газообразные продукты 20 из реактора должны быть охлаждены, побочный продукт,вода, конденсируется и собирается, а целевой продукт - газообразные олефины выделяются для последующей переработки. Для того чтобы определить уровень кокса в реакторе и в регенераторе, небольшие пробы катализатора могут периодически отбираться из различных точек рециркулирующей системы для измерения содержания углерода. В соответствии с этим содержанием углерода могут регулироваться параметры реакции. Как отмечалось выше, в некоторых ситуациях существует необходимость в дополнительном тепле для системы реактор/регенератор. При пуске установки от температуры, равной (или близкой к) температуре окружающей среды, регенерационная зона 24 сначала нагревается горячим воздухом, путем сжигания газообразного или жидкого пускового топлива во вспомогательной горелке 32 вместе с регенерирующей средой 30, введенной через зону входа регенерирующей среды (воздух) 31. В одном варианте осуществления это сжигание происходит вблизи (или выше) зоны входа регенерирующей среды. Когда в регенерационной зоне 24 имеется достаточное количество катализатора, например до уровня 33, для того чтобы прикрыть входной патрубок нагревающего топлива 34, и при условии, что температура в зоне 24 превышает температуру самовоспламенения жидкого топлива, тогда нагревающее топливо, например жидкое (в нормальных условиях) топливо, можно впрыскивать в регенерационную зону 24 через одну или несколько форсунок 35. Жидкое нагревающее топливо будет реагировать с воздухом, и в результате в регенераторе выделится дополнительное тепло. В одном варианте осуществления между уровнями 33 и 36 в регенерационной зоне 24 поддерживается вторая, менее плотная часть флюидизированного катализатора. Когда температура в зоне регенерации 24 уже превышает температуру самовоспламенения нагревающего топлива, это нагревающее топливо может быть введено без первоначального использования вспомогательной горелки 32. Скорость потока нагревающего топлива может изменяться в соответствии с количеством тепла, которое необходимо для повышения температуры катализатора и реагентов до температуры, при которой инициируется и поддерживается превращение оксигенатов. Нагретый катализатор может циркулировать внутри множества вертикальных трубок одновременно, в случае необходимости осуществления быстрого пуска установки. Нагревающее топливо, используемое в настоящем изобретении, обладает определенными свойствами. Оно должно быть чистым, с низким содержанием (или отсутствием) загрязняющих соединений серы, азота или металлов. Обычно такие индивидуальные примеси присутствуют в количестве меньше,чем 100 ч./млн (по массе), 10 ч./млн (по массе), 1 ч./млн (по массе), или даже меньше чем 0,5 ч./млн (по массе). Дополнительно, такое нагревающее топливо обладает низкой температурой самовоспламенения,обычно не выше чем 371C (700F), например от 232 до 271C (450-520F). Такие значения температуры могут быть достигнуты в зоне регенерации 24 с применением одной вспомогательной горелки 32. Для предотвращения образования локальных "горячих пятен" внутри реакторного устройства нагревающее топливо имеет молекулярную массу, по меньшей мере 150, например, по меньшей мере 170, для того чтобы обеспечить медленное выгорание в ходе горения. Нагревающее топливо может представлять собой факельное масло, имеющее указанные выше свойства. Парафины, имеющие описанные выше свойства и число атомов углерода в интервале от 12 до 20,особенно подходят для использования в качестве нагревающего топлива, применяемого в настоящем изобретении, и предпочтительно, представляют собой нормальную жидкость, т.е., являются жидкими в условиях окружающей среды, например, при комнатной температуре и атмосферном давлении. В предпочтительном варианте осуществления в качестве нагревающего топлива применяются линейные или нормальные парафины от C12 до С 20. Особенно предпочтительным является жидкое топливо,которое получают путем обработки дистилляционной фракции методом молекулярной эксклюзионной хроматографии, получая продукт, обогащенный нормальными парафинами. Такие материалы поставляются фирмой Exxon Mobil Chemical of Houston, Texas под названием Norpar. Все флюиды марки Norpar имеют температуру вспышки выше 60 С (140F) и представляют собой нормальные парафины, которые были выделены из керосина. Продукты Norpar 12 и Norpar 14 особенно подходят для использования в настоящем изобретении. Цифры означают среднее число атомов углерода в материале. В другом предпочтительном варианте осуществления в качестве нагревающего топлива используются разветвленные парафины С 12 to С 20. Такие материалы поставляются фирмой ExxonMobil Chemical(содержат углеводороды C14) особенно подходят для использования в настоящем изобретении. Цифры означают среднее число атомов углерода в материале. В еще одном предпочтительном варианте осуществления в качестве нагревающего топлива используются деароматизированные алифатические флюиды, которые поставляются фирмой ExxonMobilChemical, такие как Exxsol D80 (содержат углеводороды С 12-С 13), Exxsol D100 (содержат углеводороды С 13-С 14), Exxsol D110 (содержат углеводороды С 14-С 16), Exxsol D120 (содержат углеводороды С 14 С 18) и Exxsol D140 (содержат углеводороды C16-C19). ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ получения олефинового продукта из оксигенатного сырья в присутствии молекулярноситового катализатора превращения оксигенатов в олефин, который заключается в том, что: а) осуществляют контактирование по меньшей мере части катализатора со средой регенерации в зоне регенерации катализатора; б) указанную зону регенерации нагревают до первой температуры, равной по меньшей мере 225 С(437F); в) в указанную зону регенерации подают нагревающее топливо, имеющее температуру самовоспламенения ниже, чем первая температура, и содержащее меньше 500 ч./млн (по массе) серы и меньше 200 ч./млн (по массе) азота, что приводит к воспламенению нагревающего топлива и получению нагретого катализатора; и г) указанный нагретый катализатор подают в реакционную зону; и д) осуществляют контактирование сырья с указанным молекулярно-ситовым катализатором превращения оксигенатов в олефины в реакционной зоне, включающей указанный нагретый катализатор, в условиях, в которых сырье эффективно превращается в поток олефинового продукта. 2. Способ по п.1, в котором указанный катализатор нагревают в зоне регенерации по меньшей мере до 316C (600F) до стадии подачи нагревающего топлива. 3. Способ по п.1, в котором в зоне регенерации располагают входной патрубок для топлива и патрубок для воздуха, который может обеспечить поток воздуха через зону регенерации, расположенную до входного патрубка топлива относительно направления указанного потока воздуха, при этом на стадии (1) пусковое топливо, содержащее природный газ, сжигают в потоке воздуха из указанного патрубка для воздуха, и таким образом, внутри зоны регенерации обеспечивают достаточное теплосодержание для того, чтобы температура газа вблизи входного патрубка топлива была равна первой температуре, и на стадии (2) нагревающее топливо подают через указанный входной патрубок топлива. 4. Способ по п.3, в котором зону регенерации заполняют указанным катализатором до уровня, который достаточен для покрытия указанного топливного патрубка до стадии сгорания (1), и дополнительно вводят катализатор после стадии (2) подачи нагревающего топлива, для того чтобы обеспечить дополнительное количество нагретого катализатора. 5. Способ по п.3, в котором катализатор нагревают по меньшей мере до 316 С (600F) в зоне регенерации до подачи на стадию (2). 6. Способ по п.1, в котором нагревающее топливо представляет собой жидкое топливо, которое, содержит меньше 100 ч./млн (по массе) серы и меньше 100 ч./млн (по массе) азота. 7. Способ по п.1, в котором по меньшей мере 50 мас.% указанного нагревающего топлива представляют собой углеводородную фракцию С 11-С 20. 8. Способ по п.1, в котором по меньшей мере 75 мас.% указанного нагревающего топлива представляет собой углеводородную фракцию C12-C19 и указанное нагревающее топливо имеет температуру самовоспламенения, изменяющуюся в интервале от 232 до 271C (450-520F) и содержит меньше 10 ч./млн (по массе) серы и меньше 10 ч./млн (по массе) азота. 9. Способ по п.1, в котором указанная реакционная зона включает в себя вертикальную трубу. 10. Способ по п.1, в котором указанное нагревающее топливо содержит меньше чем 10 ч./млн (по массе) серы и меньше чем 10 ч./млн (по массе) азота. 11. Способ подвода дополнительного тепла в реакторную систему, в которой имеется реакционная зона превращения оксигенатов в олефины и зона регенерации катализатора, в которую катализатор подают из реакционной зоны в зону регенерации и из зоны регенерации в реакционную зону, заключающийся в том, что катализатор флюидизируют в зоне регенерации в присутствии кислородсодержащего газа; катализатор в указанной зоне регенерации нагревают до первой температуры; в зону регенерации вводят нагревающее топливо, содержащее 500 ч./млн (по массе) или меньше серы и 200 ч./млн (по массе) или меньше азота и имеющее температуру самовоспламенения выше, чем первая температура, но не выше чем 482C (900F), для того чтобы получить нагретый катализатор; и нагретый катализатор подают в реакционную зону. 12. Способ по п.11, в котором указанный катализатор контактирует с оксигенатным сырьем в условиях, обеспечивающих превращение указанного оксигената в обогащенный олефинами продукт, и ука- 15007055 занное нагревающее топливо содержит 100 ч./млн (по массе) или меньше серы и содержит 100 ч./млн (по массе) или меньше азота. 13. Способ по п.11, в котором указанное нагревающее топливо в сумме содержит не более чем 20 ч./млн (по массе) металла, выбранного из группы, состоящей из никеля и ванадия. 14. Способ первоначального повышения температуры в реакторной системе для получения олефинового продукта из оксигенатного сырья в присутствии молекулярно-ситового катализатора превращения оксигенатов в олефины, заключающийся в том, что: а) осуществляют контактирование по меньшей мере части катализатора со средой регенерации в зоне регенерации катализатора; б) указанную зону регенерации нагревают до первой температуры, равной по меньшей мере 225 С(437F),в) в указанную зону регенерации подают нагревающее топливо, имеющее температуру самовоспламенения ниже, чем первая температура, и содержащее меньше чем 100 ч./млн (по массе) серы и меньше чем 100 ч./млн (по массе) азота, что приводит к воспламенению нагревающего топлива и получению нагретого катализатора; и г) указанный нагретый катализатор подают в реакционную зону. 15. Способ по п.14, в котором осуществляют контактирование сырья с указанным молекулярноситовым катализатором превращения оксигенатов в олефины в реакционной зоне, включающей указанный нагретый катализатор, в условиях, в которых сырье эффективно превращается в поток олефинового продукта.
МПК / Метки
МПК: C07C 1/20
Метки: олефины, тепла, дополнительного, оксигенатов, систему, превращения, способ, реакторов, подвода
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/17-7055-sposob-podvoda-dopolnitelnogo-tepla-v-sistemu-reaktorov-dlya-prevrashheniya-oksigenatov-v-olefiny.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ подвода дополнительного тепла в систему реакторов для превращения оксигенатов в олефины</a>