(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロピレンを生成する方法であって、
第１の流れの第１の部分を少なくとも部分的にメタセシスして、第１のメタセシス反応生成物を形成することであって、前記第１の流れはブテンを含む、形成することと、
前記第１のメタセシス反応生成物を少なくとも部分的に分解して分解反応生成物を形成することと、
第２の流れを前記第１の流れの第２の部分と合わせて混合流を形成することであって、前記第２の流れはエチレンを含む、形成することと、
前記混合流を少なくとも部分的にメタセシスして第２のメタセシス反応生成物を形成することと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記分解反応生成物がプロピレン及びエチレンを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２のメタセシス反応生成物がプロピレンを含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の流れが少なくとも１０重量％のブテンを含む、請求項１から３いずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
プロピレンを生成する方法であって、
第１の流れを第１の部分および第２の部分に分割することであって、前記第１の流れはブテンを含む、分割することと、
前記第１の流れの前記第１の部分を少なくとも部分的にメタセシスして、第１のメタセシス反応生成物を形成することと、
前記第１のメタセシス反応生成物を少なくとも部分的に分解して分解反応生成物を形成することと、
前記第１の流れの前記第２の部分およびエチレンを含む再循環流から形成された混合物を少なくとも部分的にメタセシスして第２のメタセシス反応生成物を形成することと、
を含む、方法。
【請求項６】
前記分解反応生成物がプロピレン及びエチレンを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第２のメタセシス反応生成物がプロピレンを含む、請求項５または６に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の流れが少なくとも１０重量％のブテンを含む、請求項５から７いずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記分解反応生成物を前記第２のメタセシス反応生成物と合わせて混合流を形成することをさらに含む、請求項５から８いずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
プロピレンを生成する方法であって、
第１の流れの第１の部分を少なくとも部分的にメタセシスして、第１のメタセシス反応生成物を形成することであって、前記第１の流れはブテンを含む、形成することと、
前記第１のメタセシス反応生成物を少なくとも部分的に分解して分解反応生成物を形成することであって、前記分解反応生成物はプロピレン及びエチレンを含む、形成することと、
少なくとも前記分解反応生成物からエチレンを少なくとも部分的に分離して第１の再循環流を形成することであって、前記第１の再循環流はエチレンを含む、形成することと、
前記第１の再循環流を前記第１の流れの第２の部分と合わせて混合流を形成することと、
前記混合流を少なくとも部分的にメタセシスして第２のメタセシス反応生成物を形成することであって、前記第２のメタセシス反応生成物はプロピレンを含む、形成することと、
を含む、方法。
【請求項１１】
前記第１の流れが少なくとも１０重量％のブテンを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記分解反応生成物流及び前記第２のメタセシス反応生成物のうちの少なくとも１つからプロピレンを少なくとも部分的に分離して、少なくとも８０重量％のプロピレンを含む生成物流を形成することを更に含む、請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記分解反応生成物及び前記第２のメタセシス反応生成物のうちの少なくとも１つからブテンを少なくとも部分的に分離して、少なくとも１０重量％のブテンを含む第２の再循環流を形成することを更に含む、請求項１０から１２いずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記第２の再循環流を、前記第１の流れが第１の部分及び第２の部分に分割される上流で第１の蒸気と合わせることを更に含む、請求項１０から１３いずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本願は、２０１５年７月２日に出願された米国仮特許出願第６２／１８８，０６８号の優先権を主張し、その内容全てを参照により組み込む。
【技術分野】
【０００２】
本開示は概して、プロピレンを生成するための方法及びシステムに関し、より具体的には、ブテンを含むプロセス流からプロピレンを生成するための方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
近年、ポリプロピレン、プロピレンオキシド、及びアクリル酸の市場拡大に対応するために、ポリピレンの需要が劇的に増加している。現在、世界中で生成されているプロピレンの大部分は、主にエチレンを生成する蒸気分解ユニットからの副産物、または主にガソリンを生成するＦＣＣユニットからの副産物である。これらの方法は、プロピレン需要の急激な増加には十分に対応できない。
【０００４】
他のプロピレンの生成方法は、全プロピレン生成に寄与する。これらの方法の中には、プロパン脱水素（ＰＤＨ）、エチレン及びブテンの両方を必要とするメタセシス反応、重度のＦＣＣ、オレフィンの分解、ならびにメタノールからオレフィン（ＭＴＯ）がある。しかし、プロピレンの需要が増加し、この需要の増加に対応してプロピレンの供給が追いついていない。
【０００５】
エチレン及びブテンを必要とするメタセシスによるプロピレンの生成に関しては、一般に約１ブテン対１エチレンの化学量論比が高い収率を得るので望ましい。しかし、場合によっては、エチレンが利用できないか、またはブテン供給に比べて非常に十分な量が利用できない場合がある。したがって、ブテン及びエチレンを必要とするそのような方法は、反応のためのエチレン供給が不足しているため実現しない可能性がある。したがって、効率的にブテンをプロピレンに変換する方法、特にエチレンを必要とせずに効率的にブテンをプロピレンに変換する方法に対する必要性が存在する。
【発明の概要】
【０００６】
本開示の一実施形態によれば、プロピレンは、第１の流れの第１の部分を少なくとも部分的にメタセシスして第１のメタセシス反応生成物を形成し、第１のメタセシス反応生成物を少なくとも部分的に分解して分解反応生成物を形成し、少なくとも分解反応生成物からエチレンを少なくとも部分的に分離して第１の再循環流を形成し、第１の再循環流を第１の流れの第２の部分と合わせて混合流を形成し、ならびに混合流を少なくとも部分的にメタセシスし第２のメタセシス反応生成物を形成すること、を含む。実施形態によれば、第１の流れはブテンを含み得、分解反応生成物はプロピレン及びエチレンを含み得、第１の再循環流はエチレンを含み得、ならびに第２のメタセシス反応生成物はプロピレンを含み得る。
【０００７】
本開示の別の実施形態によれば、プロピレンは、ブテンを含む第１の流れの第１の部分を第１の反応器に導入することと、第１の流れの第１の部分を第１のメタセシス触媒で少なくとも部分的にメタセシスして第１のメタセシス反応生成物を形成することと、第１のメタセシス反応生成物を分解触媒で少なくとも部分的に分解して分解反応生成物を生成することと、第１の反応器からの分解反応生成物流を分解反応生成物流中に渡すことと、第１の再循環流を第１の流れの第２の部分と合わせて混合流を形成し、混合流を第２の反応器に導入することと、第２の反応器内で第２のメタセシス触媒で混合流を少なくとも部分的にメタセシスして第２のメタセシス反応生成物を生成し、第２の反応器からの第２のメタセシス反応生成物流を第２のメタセシス反応生成物流に渡すことと、を含む方法により生成され得る。方法は、分解反応生成物流、第２のメタセシス反応生成物流、または両者の混合物を含む流れからのエチレンを少なくとも部分的に分離して、第１の再循環流を形成することを更に含み得る。更に、方法は、分解反応生成物流、第２のメタセシス反応生成物流、または両者の混合物を含む流れからのプロピレンを少なくとも部分的に分離して、プロピレンを含む生成物流を形成することを更に含み得る。実施形態によれば、第１の反応器は、第１のメタセシス触媒及び分解触媒を含み得、分解反応生成物は、プロピレン及びエチレンを含み得、第１のメタセシス触媒は分解触媒のほぼ上流に位置付けられ得、第２の反応器は第２のメタセシス触媒を含み得、ならびに第２のメタセシス反応生成物はプロピレンを含み得る。
【０００８】
本開示の更に別の実施形態によれば、プロピレンは、ブテンを含む第１の流れの第１の部分を第１の反応器に導入し、第１の流れの第１の部分を第１のメタセシス触媒で少なくとも部分的にメタセシスして第１のメタセシス反応生成物を形成し、第１のメタセシス反応生成物を第２の反応器に導入し、第１のメタセシス反応生成物を分解触媒で少なくとも部分的に分解してプロピレン及びエチレンを含む分解反応生成物を生成させ、第２の反応器からの分解反応生成物流を分解反応生成物流中に通過させ、エチレン再循環流を、ブテンを含む第１の流れの第２の部分と合わせて混合流を形成し、混合流を第３の反応器に導入し、第３の反応器内で第２のメタセシス触媒で混合流を少なくとも部分的にメタセシスしてプロピレンを含む第２のメタセシス反応生成物を生成し、ならびに第３の反応器からの第２のメタセシス反応生成物流を第２のメタセシス反応生成物流に通過させること、を含む方法により生成され得る。方法は、分解反応生成物流、第２のメタセシス反応生成物流、または両者の混合物を含む流れからのエチレンを少なくとも部分的に分離して、エチレン再循環流を形成することを更に含み得る。更に、方法は、分解反応生成物流、第２のメタセシス反応生成物流、または両者の混合物を含む流れからのプロピレンを少なくとも部分的に分離して、プロピレンを含む生成物流を形成することを更に含み得る。実施形態によれば、第１の反応器は、第１のメタセシス触媒及び分解触媒を含み得、第３の反応器は、第２のメタセシス触媒を含み得る。
【０００９】
本開示の更に別の実施形態によれば、システムは、本開示において記載されるプロピレンを生成するための方法を実行するように動作可能であり得る。
【００１０】
本開示で説明される技術の追加の特徴及び利点は、以下の詳細な説明に記載され、部分的に、該説明から当業者には容易に明らかである、または以下の詳細な説明、特許請求の範囲、及び添付の図面を含む、本開示に記載される技術を実施することによって認識されよう。
【００１１】
本開示の特定の実施形態の以下の詳細な説明は、同様の構造体が同様の参照番号で示されている以下の図面と併せて読むと、最もよく理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本開示に記載の１つ以上の実施形態による、第１のブテン変換システムの一般化された図である。
【図２】本開示に記載の１つ以上の実施形態による、第２のブテン変換システムの一般化された図である。
【図３】本開示に記載の１つ以上の実施形態による図１のシステムの重量％（重量パーセント）での生成物分布を表示する棒グラフを示す。
【図４】本開示に記載の１つ以上の実施形態による図２のシステムの生成物分布（重量％）を表示する棒グラフを示す。
【００１３】
図１及び図２の簡略化された概略図及び説明のために、特定の製油所操作の当業者に採用され、よく知られている多数のバルブ、温度センサ、電子コントローラなどは含まれていない。更に、例えば空気供給機、触媒ホッパー、及び煙道ガス処理のような触媒変換プロセスを含む従来の製油所運転に付随する構成要素は示されていない。しかしながら、本開示に記載された実施形態には、前に説明したような動作構成要素を追加することができる。
【００１４】
図面中の矢印は、２つ以上のシステム構成要素間で蒸気を移送するのに役立つ移送ラインを指すことを更に留意すべきである。更に、システム構成要素に接続する矢印は、各システム構成要素の入口または出口、あるいはその両方を定義する。矢印の方向は、矢印によって示される物理的移送ライン内に含まれる流れの材料の主な移動方向に概ね対応する。更に、２つ以上のシステム構成要素に接続しない矢印は、図示されたシステムを出る生成物流または図示されたシステムに入るシステム入口流を意味する。生成物流は、付随する化学処理システムで更に処理されてもよく、または最終生成物として市販されてもよい。システム入口流は、付随する化学処理システムから移送される流れであってもよいし、未処理の供給原料流であってもよい。
【００１５】
様々な実施形態をより詳細に参照し、そのいくつかの実施形態が添付の図面に示される。可能な限り、図面全体を通して同じまたは類似の部分を指すために同じ参照番号が使用される。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
概して、本開示には、ブテンをプロピンレンに変換するためのシステム及び方法の様々な実施形態が記載されている。概して、変換システムは、ブテンを含む流れを２つの部分に分割し、第１の部分がメタセシス反応及び分解反応を受けてプロピレン及びエチレンを形成する方法を実施するように操作可能な構成要素を含む。ブテンを含む流れの第２の部分はエチレンを含む流れと組み合わされる。ブテン及びエチレンを含む組み合わされた流れがメタセシスされる。したがって、ブテンを含む流れに関して、メタセシス／分解反応及びメタセシス反応は、並列システム配置で行われる。これら２つの反応器ユニットの生成物（すなわち、メタセシス／分解生成物流及び分解生成物流）を任意に組み合わせて、２つの流れの構成要素を１つ以上の分離プロセスによって回収し得る。例えば、プロピレン流は、メタセシス／分解生成物流、分解生成物流、または２つの流れの混合物うちの少なくとも１つからプロピレンを少なくとも部分的に分離することによって回収され得る。更に、ブテンを含む流れの第２の部分と組み合わされるエチレンを含む流れは、１つ以上の生成物流れの他の構成要素からのエチンの分離から誘導されるシステム再循環流であり得る。
【００１７】
更に、ブテンを含む流れの第１の部分と第２の部分との反応に続いて、反応生成物流を複数のプロセス流に分離することができ、ここで、いくつかの流れを場合によりシステム内に再び再循環させることができる。したがって、システムは、ナフサ分解プロセスから生成されたラフィネート流のような、少なくとも約５０重量％のブテンを含む単一システム入口流で操作され得る。システムは、システムの反応において消費されるエチレンがブテン流の第１の部分のメタセシス反応から自己生成されるので、エチレンを含むシステム入口を概して必要としない。
【００１８】
本開示で使用されるように、「移送ライン」は、パイプ、導管、チャネル、または１つ以上のシステム構成要素と１つ以上の他のシステム構成要素との流体導通によって接続する他の適切な物理的移送ラインを含むことができる。本開示で使用されるように、「システム構成要素」とは、限定するものではないが、分離ユニット、反応器、ヒーター及び熱交換器のような熱伝達装置、フィルター、不純物除去装置、それぞれの組み合わせなどのシステムに含まれる任意の装置を指す。移送ラインは概して、２つ以上のシステム構成要素間のプロセス流を運ぶことができる。概して、移送ラインは複数のセグメントを含むことができ、移送ラインの「セグメント」は移送ラインの１つ以上の部分を含み、その結果、移送ラインは複数の移送ラインセグメントを含むことができる。概して、特定の移送ラインにおけるプロセス流の化学組成は、移送ラインの全長にわたって類似または同一である。しかし、プロセス流の温度、圧力、または他の物理的特性は、移送ラインを通して、特に異なる移送ラインセグメントにおいて、変化し得ることを理解されたい。また、不純物の除去のような、移送ラインの長さにわたって、プロセス流における比較的小さな組成変化が起こることがある。また、本開示で記載されるシステムは、「ブテン変換システム」と呼ばれることもあり、ブテンを少なくとも部分的に１つ以上の他の化学種に変換する任意のシステムを指す。例えば、いくつかの実施形態では、ブテンは、少なくとも部分的に、プロピレンに変換される。本開示に記載されているように、ブテン変換システムは、かなりの量のプロピレンを含む生成物プロセス流中に、他のアルケンを実質的に含まない流れ（例えば、エチレン、プロペン）を含むブテンを含む流れを処理するのに適している。本開示で使用されるように、流れまたは組成物は、その構成要素が０．１重量％未満の量で存在する場合、構成要素を「実質的に含まない」または構成要素は「実質的にない」。
【００１９】
本開示で使用されるように、「分離ユニット」は、プロセス流中で互いに混合される１つ以上の化学物質を少なくとも部分的に分離する任意の分離装置を指す。例えば、分離ユニットは、異なる化学種を互いに選択的に分離して、１つ以上の化学留分を形成することができる。分離ユニットの例には、蒸留カラム、フラッシュドラム、ノックアウトドラム、ノックアウトポット、遠心分離機、濾過装置、トラップ、スクラバー、膨張装置、膜、溶媒抽出装置などが含まれるが、これらに限定されない。本開示に記載された分離方法は、１つの化学的一貫性の全てを別の化学的成分の全てから完全に分離することはできないことを理解されたい。本開示に記載された分離方法は、異なる化学的構成要素を互いに少なくとも「部分的に」分離し、明示していないとしても、分離は部分的な分離のみを含み得ることを理解すべきである。本開示で使用されるように、１つ以上の化学成分をプロセス流から「分離して」新しいプロセス流を形成することができる。一般に、プロセス流は、分離ユニットに入り、所望の組成の２つ以上のプロセス流に分割または分離されてもよい。更に、いくつかの分離方法では、「軽質留分」及び「重質留分」が分離ユニットから出てもよく、概して、軽質留分流は重質留分流よりも低い沸点を有する。
【００２０】
本開示で使用されるように、「反応器」は、任意に１つ以上の触媒の存在下で１つ以上の反応物間で１つ以上の化学反応が起こり得る容器を指す。例えば、反応器は、バッチ反応器、連続攪拌タンク反応器（ＣＳＴＲ）、またはプラグフロー反応器として動作するように構成されたタンクまたは管状反応器を含むことができる。反応器の例には、固定床反応器及び流動床反応器のような充填床反応器が含まれる。反応器は、触媒床などの１つ以上の触媒部分を含むことができ、ここで、「部分」は、特定の触媒または複数の触媒の群を収容する反応器の領域である。別の実施形態では、分離及び反応は、反応性分離ユニットで行うことができる。
【００２１】
本開示で使用されように、「触媒」は、特定の化学反応の速度を増加させる任意の物質を指す。本開示に記載された触媒は、メタセシスまたは分解反応、あるいはその両方などの様々な反応を促進するために利用することができるが、これらに限定されない。本開示で使用されるように、「メタセシス触媒」はメタセシス反応の速度を増加させ、「分解触媒」は分解反応の速度を増加させる。本開示において使用される「メタセシス」は、一般に、アルケン（オレフィン）の断片がアルケン結合の切断及び再生によって再分配される化学反応を指す。また、本開示で用いられるように、「分解」は、一般に、炭素−炭素結合を有する分子が、１つ以上の炭素−炭素結合の切断によって２つ以上の分子に分解される化学反応を指す。得られた分解された分子は、分解前の元の分子と同じ数の炭素原子が組み合わさっていてもよい。
【００２２】
メタセシス触媒及び分解触媒の例は、同時係属する  “Ｄｕａｌ  Ｃａｔａｌｙｓｔ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ  Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ”  （Ａｔｔｏｒｎｅｙ  Ｄｏｃｋｅｔ  ＳＡ  ６０１９  ＭＡ）という表題のＳａｕｄｉ  Ａｒａｍｃｏの米国仮特許出願第６２／１８８，１７８号、及び同時係属する“Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ  Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  Ｕｓｉｎｇ  ａ  Ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓ  Ｓｉｌｉｃａ  Ｆｏａｍ  Ｍｅｔａｔｈｅｓｉｓ  Ｃａｔａｌｙｓｔ”  （Ａｔｔｏｒｎｅｙ  Ｄｏｃｋｅｔ  ＳＡ  ６０１６  ＭＡ）という表題のＳａｕｄｉ  Ａｒａｍｃｏの米国仮特許出願第６２／１８８，１２９号に開示され、そのそれぞれは本開示においてその全体が参照により組み込まれる。本開示で言及したように、好適なメタセシス触媒は、金属酸化物を含浸させたメソポーラスシリカ触媒を含むことができる。適切な分解触媒は、モルデナイト骨格反転（ＭＦＩ）構造のシリカ触媒を含むことができる。メソポーラスシリカ触媒は、約２．５ｎｍ〜約４０ｎｍの細孔径分布及び少なくとも約０．６００ｃｍ３／ｇ（立方センチメートル／グラム）の全細孔体積を含むことができる。しかしながら、本開示に記載されるシステムは、将来の発見の対象である市販の触媒または触媒のような任意の適切なメタセシス触媒及び分解触媒を含み得ることが理解されるべきである。
【００２３】
本開示に記載されるメタセシス及び分解反応のための適切な反応条件は、使用される触媒組成によって変わり得る。しかし、いくつかの実施形態では、メタセシスまたは分解反応、あるいはその両方は、大気圧下で約５００℃（摂氏）〜約６００℃の温度で行うことができる。
【００２４】
本開示に記載されるように、「ブテン」は、少なくとも１−ブテン、イソブテン、シス−２−ブテン、トランス−２−ブテン  ２−メチル−２−ブテン、３−メチル−１−ブテン、２−メチル−１−ブテン、シクロブテンなどを含み得る。ブテンはブチレンと呼ばれることがあり、用語「ブテン」及び「ブチレン」は、本開示では互換的に使用されてもよい。本開示に記載されるように、「ペンテン」は、少なくとも１−ペンテン、シス−２−ペンテン、トランス−２−ペンテン、４−メチル−トランス−２−ペンテン、シクロペンテン、及び２−メチル−２−ペンテンを含み得る。本開示に記載されるように、「ヘキセン」は、少なくともトランス−２−ヘキセン、トランス−３−ヘキセン、シス−３−ヘキセン、及びシクロヘキセンを含み得る。本開示において、特定の化学物質は、簡略表記で表記され得、Ｃ２はエタン、Ｃ３はプロパン、Ｃ４はエタン、Ｃ５はペンタン、Ｃ６はヘキサン、Ｃ３＝はプロピレン（またはプロペン）、Ｃ４＝はブテン（またはブチレン）、Ｃ５＝はペンテン、及びＣ６＝はヘキセンを表す。
【００２５】
２つ以上のプロセス流が「混合され」または「合わされる」場合、図１及び図２の概略的な流れ図において２つ以上のラインが交差する場合であると理解されるべきである。混合または組み合わせは、両方の流れを同様の反応器、分離装置、または他のシステム構成要素に直接導入することによって混合することを含むこともできる。
【００２６】
図１及び図２の実施形態は、様々な機械装置またはプロセス流組成物、またはその両方を有してもよく、これらの実施形態は概して、同じシステム構成要素及び移送ラインの多くを共有する。このように、図１及び図２の様々な実施形態における同様のシステム構成要素で生じる方法は、互いに類似または同一であってもよい。例えば、同一の参照番号が付された図１及び図２のシステム構成要素は、様々な実施形態において類似または同一の動作を実行することができる。図１及び図２の実施形態におけるいくつかのプロセス流は、類似または同一の組成物を含むことができ、一方で他の組成物は含まないことができる。分かりやすくするために、図１及び図２の実施形態の移送ラインは、それらに含まれる流れの組成物を容易に識別できるように、それぞれ異なる参照番号が与えられている。しかしながら、いくつかの移送ラインは、図１及び図２の様々な実施形態において同様の領域にあり、同様の機能を有することができるが、それらは、（再循環流が存在する場合や再循環流が異なるシステム位置に再導入する場合など）実質的に異なる組成物を有することができる。図１及び図２の同様の領域に含まれるいくつかのプロセス流は、同様の処理条件（例えば、入口流組成物等）において類似または同一であってもよい。例えば、限定されないが、移送ライン／セグメントの流れは、２１０及び３０１Ａは、組成が類似または実質的に同一であり得、２３６及び３３６は、組成が類似または実質的に同一であり得、２３４及び３３４は、組成が類似または実質的に同一であり得、２０７及び３０７は、組成が類似または実質的に同一であり得、２１６及び３１６は、組成が類似または実質的に同一であり得、ならびに２０６及び４０６は、組成が類似または実質的に同一であり得る。本開示において提供される実施例は、様々な実施形態の間の流れ組成の差異を更に明確にする。
【００２７】
ここで図１のプロセスフロー図を参照すると、一実施形態では、ブテン変換システム１００は、メタセシス触媒部分１２２と分解触媒部分１２４とを含むメタセシス／分解反応器１２０を含み得る。概して、ブテンを含むシステム入口流は、移送ライン２１０を介してブテン変換システム１００に入る。システム入口流は概して、少なくともブテンを含み、場合により、ブタンのような他の化学種を含んでもよい。例えば、システム入口流は、少なくとも約２０重量％、３０重量％、４０重量％、５０重量％、５５重量％、６０重量％、６５重量％、または更には、少なくとも約７０重量％のブテンを含み得る。移送ライン２１０のシステム入口流は、少なくとも約１５重量％、２０重量％、２５重量％、３０重量％、または少なくとも約３５重量％のブタンを含み得、０重量％〜約１０重量％、８重量％、２重量％、または４重量％のエチレンを含むことができ、あるいはエチレンを実質的に含まなくてもよい。移送ライン２１０のシステム入口流は、移送ライン２１２の再循環流と組み合わされて、移送ライン２０１に存在する混合流を形成する。混合流は、移送ラインセグメント２０１Ａ、２０１Ｂ、２０１Ｃ、及び２０１Ｄを通過し、移送ラインセグメント２０１Ｅ及び２０１Ｆに位置する２つの混合流部分に分割される。移送ラインセグメント２０１Ｅの混合流は、メタセシス／分解反応器１２０に注入される。
【００２８】
実施形態では、移送ライン２１２の再循環流は、ブテン及びブタンを含むことができる。例えば、移送ライン２１２の再循環流は、少なくとも約５重量％、１０重量％、１５重量％、または少なくとも約２０重量％のブテンを含み得、かつ少なくとも約５０重量％、６０重量％、７０重量％、または約８０重量％を超えるブタンを含み得る。移送ライン２１２の再循環流は、少なくとも約８０重量％、９０重量％、または少なくとも約９５重量％のブタン及びブテンを含み得る。移送ライン２０１の混合流は、ブタンとブテンとを含み得る。例えば、移送ライン２０１の混合流は、少なくとも約５重量％、１０重量％、１５重量％、２０重量％、２５重量％、３０重量％、または少なくとも約３５重量％のブテンを含み得、かつ少なくとも約４０重量％、５０重量％、６０重量％、７０重量％、または約８０重量％を超えるブタンを含み得る。移送ライン２０１の混合流は、少なくとも約８０重量％、９０重量％、または少なくとも約９５重量％のブタン及びブテンの組み合わせを含み得る。
【００２９】
一実施形態では、混合流は、移送ラインセグメント２０１Ｅ内の第１の混合流部分と、移送ラインセグメント２０１Ｆ内の第２の混合流部分とに分割され得、ここで、第１の混合流部分の質量流量と第２の混合流部分の流量との比は、約２：１及び３：１、１．５：１及び４：１、または１：１〜６：１の間である。
【００３０】
混合流は、セグメント２０１Ｅ及び２０１Ｆの流れに分割される前に、１つまたは複数のシステム構成要素によって処理されてもよい。いくつかの実施形態では、移送ライン２０１は、不純物除去装置１１０、熱伝達装置１１２、及び熱伝達装置１１４などのシステム構成要素によって分離され得るいくつかのセグメント（２０１Ａ、２０１Ｂ、２０１Ｃ及び２０１Ｄとして示される）を含み得る。不純物除去装置１１０は、混合流中に存在する酸素化物を除去することができる。一実施形態では、不純物除去装置は触媒床を含む。熱伝達装置１１２は、伝達ライン２０３Ａに存在する流れとエネルギーを交換することによって、混合流の温度を上昇させるように働く熱交換器であってもよい。熱伝達装置１１４は、混合流を更に加熱するように働くヒーターとすることができる。不純物除去装置１１０、熱伝達装置１１２及び熱伝達装置１１４は、ブテン変換システム１００内の任意の構成要素であることを理解されたい。システム入口流の化学組成、温度、または他の特性が、様々なセグメント２０１Ａ、２０１Ｂ、２０１Ｃ、２０１Ｄ、２０１Ｅ、及び２０１Ｆにおいて異なっていてもよいが、移送ライン２０１の様々なセグメント（すなわち、２０１Ａ、２０１Ｂ、２０１Ｃ、２０１Ｄ、２０１Ｅ、及び２０１Ｆ）に位置する全ての流れは、混合流の一部と理解されるべきである。
【００３１】
更に図１を参照すると、メタセシス触媒部分１２２は、分解触媒部分１２４のほぼ上流に位置付けられ、すなわち、分解触媒部分１２４は、メタセシス触媒部分１２２のほぼ下流に位置付けられている。セグメント２０１Ｅの混合流の一部は、メタセシス／分解反応器１２０に入り、メタセシス触媒部分１２２においてメタセシス反応を受けて、メタセシス反応生成物を形成する。メタセシス反応に続いて、メタセシス反応生成物は分解触媒部分１２４内の分解反応で分解される。分解反応は分解反応生成物を形成する。一般に、分解またはメタセシス、またはその両方を受ける反応物は、反応中に各触媒と緊密に混合する。
【００３２】
本明細書中で使用される場合、「メタセシス反応生成物」とは、メタセシス反応から生じ、メタセシスを受けないメタセシス生成物流の任意の部分を含む生成物混合物全体を指す。更に、本開示では、「分解反応生成物」は、分解反応から生じ、分解を受けない分解生成物混合物の任意の部分を含む生成物混合物全体を指す。
【００３３】
分解反応生成物は、分解反応生成物流中のメタセシス／分解反応器１２０から移送ライン２３２を介して抜き出される。移送ライン２３２の分解反応生成物は、限定されないが、エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、及びヘプタンのうちの１つ以上を含むアルカン及びアルケンの混合物を含む、からなる、またはから本質的になり得る。分解反応生成物は、少なくとも約２重量％、４重量％、６重量％、８重量％、１０重量％、１２重量％、１４重量％、１６重量％、１８重量％、２０重量％、２２重量％、２４重量％、２６重量％、２８重量％、または少なくとも約３０重量％のプロピレンを含み得る。
【００３４】
セグメント２０１Ｆ内に存在する混合流の部分は、移送ライン２３４に存在するエチレン再循環流と合わされる。エチレン再循環流は、本開示で説明する分離ユニット１３０の分離プロセスから生成され得る。概して、移送ライン２３４のエチレン再循環流は、少なくとも約５０重量％、６０重量％、７０重量％、８０重量％、９０重量％、９５重量％、９６重量％、９７重量％、９８重量％、または少なくとも約９９重量％のエチレンを有する。セグメント２０１Ｆの混合流と移送ライン２３４のエチレン再循環流の組み合わせは、移送ライン２３８に存在するブテン／エチレン混合流を形成する。
【００３５】
更に図１を参照すると、メタセシス反応器１４０は、メタセシス触媒床などのメタセシス触媒部分１４１を含む。メタセシス反応器１４０及びメタセシス／分解反応器１２０は、移送ライン２０１の混合流に対して平行に配置される。移送ライン２３８からのブテン／エチレン流は、メタセシス反応器１４０に入り、メタセシス触媒部分１４１でメタセシス反応を経て、メタセシス反応生成物を形成する。メタセシス反応生成物は、メタセシス反応生成物流中のメタセシス反応器から移送ライン２４０を介して抜き出される。移送ライン２４０のメタセシス反応生成物は、限定されないが、エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、及びヘプタンのうちの１つ以上を含むアルカン及びアルケンの混合物を含む、からなる、またはから本質的になり得る。移送ライン２４０のメタセシス反応生成物は、少なくとも約２重量％、４重量％、６重量％、８重量％、１０重量％、１２重量％、１４重量％、１６重量％、１８重量％、２０重量％、２２重量％、２４重量％、２６重量％、２８重量％、または少なくとも約３０重量％のプロピレンを含み得る。
【００３６】
移送ライン２４０のメタセシス反応生成物流は、移送ライン２３２の分解反応生成物流と組み合わされて、移送ライン２０３（セグメント２０３Ａ及び２０３Ｂを含む）の混合生成物流を形成することができる。一実施形態では、図１に示すように、移送ライン２０３の混合生成物流は、熱伝達装置１１２を介してセグメント２０１Ｂの混合流と熱交換することができる。
【００３７】
移送ラインセグメント２０３Ｂの混合反応生成物流は、所望の組成を有する１つ以上の流れに分離され得る。概して、図１の移送ライン２０７に示されるような、プロピレンを含む生成物流は、混合反応生成物流中のプロピレンを分離することによって形成され得る。更に、移送ライン２３４のエチレ再循環流は、移送ラインセグメント２０３Ｂの混合反応生成物流から分離することができる。プロピレン生成物流は、少なくとも約５０重量％、６０重量％、７０重量％、８０重量％、９０重量％、９５重量％、９６重量％、９７重量％、９８重量％、または少なくとも約９９重量％のプロピレンを含み得る。プロピレンを含む生成物流を生成するために、多種多様な分離プロセスを利用できることを理解されたい。
【００３８】
一実施形態では、図１に示すように、移送ラインセグメント２０３Ｂの混合反応生成物流は、分離ユニット１３０などの１つ以上の分離ユニットに導入され得る。混合反応生成物は、エタン及びエチレンなどの軽質成分が除去され得る分離ユニット１３０に入ることができる。エチレンなどの軽質成分は、移送ライン２３６を介してブテン変換システム１００からパージされてもよく、または移送ライン２３４を介してエチレン再循環流として利用されてもよい。移送ライン２３４及び移送ライン２３６に含まれる流れは、エチレンを含んでいてもよく、実質的にエチレンからなっていてもよい。例えば、移送ライン２０４または移送ライン２０５、あるいはその両方の流れは、少なくとも約５０重量％、６０重量％、７０重量％、８０重量％、９０重量％、９５重量％、９６重量％、９７重量％、９８重量％、または少なくとも約９９重量％のエチレンを含む。分離ユニット１３０からの重質留分は、移送ライン２０６を介して分離ユニット１３０から出てもよい。ライン２０６の流れは、限定されないが、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、及びヘプタンのうちの１つ以上を含むアルカン及びアルケンの混合物を含み得る。移送ライン２０６の流れは分離ユニット１４０に入り、ここで、プロピレンは他の成分から分離される。軽質留分（すなわち、プロピレン）は、プロピレン生成物流として、移送ライン２０７を介して分離ユニット１４０から出ることができる。移送ライン２０７に含まれるプロピレン生成物流は、プロピレンを含む、プロピレンからなる、またはプロピレンから本質的になり得る。例えば、移送ライン２０４または移送ライン２０５、あるいはその両方の流れは、少なくとも約５０重量％、６０重量％、７０重量％、８０重量％、９０重量％、９５重量％、９６重量％、９７重量％、９８重量％、または少なくとも約９９重量％のプロピレンを含む。分離ユニット１４０からの重質留分は、移送ライン２０８を介して分離ユニット１４０から出てもよい。ライン２０８の流れは、限定されないが、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、及びヘプタンのうちの１つ以上を含むアルカン及びアルケンの混合物を含み得る。
【００３９】
移送ライン２０８の流れは、分離ユニット１５０に注入されてもよく、ここで、１つ以上の留分が互いに分離され得る。一実施形態では、底部留分は、移送ライン２１４に含まれる流れ中の分離ユニット１５０から出てもよい。移送ライン２１４の流れは、ブテン、ペンテン、ペンタン、ヘキセン、ヘプテン及びブタンのうちの１つ以上を含み得る。主にブテン及びブタンを含む上部留分は、移送ライン２１２に含まれる再循環流れ中の分離ユニット１５０を出てもよい。移送ライン２１２に含まれる再循環流の一部は、移送ライン２１６を介してシステム１００からパージされてもよい。残りの部分は、移送ライン２１２の再循環流を移送ライン２１０のシステム入口流と合わせることによってシステム１００に再循環することができる。実施形態では、移送ライン２１２の再循環流は、少なくとも約５重量％、１０重量％、１５重量％、２０重量％、２５重量％、３０重量％、または少なくとも約３５重量％のブテンを含み得、かつ少なくとも約４０重量％、５０重量％、６０重量％、７０重量％、または約８０重量％を超えるブタンを含み得る。移送ライン５１２の再循環流は、少なくとも約８０重量％、９０重量％、または少なくとも約９５重量％のブタン及びブテンを含み得る。
【００４０】
図２は、図１の実施形態と同様の実施形態を示すが、ブテン（移送ライン３１２に示される）を含む再循環流は、ブテン変換システム２００の異なる部分に混入する。図２に示すように、ブテン変換システム２００は、移送ラインセグメント３０１Ｆ及び移送ライン３３４の流れと合わされる移送ライン３１２（セグメント３１２Ａ及び３１２Ｂを含む）内の再循環流を含む。実施形態では、移送ライン３１２の再循環流は、少なくとも約５重量％、１０重量％、１５重量％、２０重量％、２５重量％、３０重量％、または少なくとも約３５重量％のブテンを含み得、かつ少なくとも約４０重量％、５０重量％、６０重量％、７０重量％、または約８０重量％を超えるブタンを含み得る。移送ライン５１２の再循環流は、少なくとも約８０重量％、９０重量％、または少なくとも約９５重量％のブタン及びブテンを含み得る。
【００４１】
図２に示すように、移送ライン３１２の再循環流は入口流３０１と合わさらないので、メタセシス／分解反応器１２０に入るプロセス流は移送ライン３０１の入口流である。移送ライン３３２の分解反応生成物は、限定されないが、エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、及びヘプタンのうちの１つ以上を含むアルカン及びアルケンの混合物を含む、からなる、またはから本質的になり得る。分解反応生成物は、少なくとも約２重量％、４重量％、６重量％、８重量％、１０重量％、１２重量％、１４重量％、１６重量％、１８重量％、２０重量％、２２重量％、２４重量％、２６重量％、２８重量％、または少なくとも約３０重量％のプロピレンを含み得る。
【００４２】
本開示に記載のブテン変換システムは、（図１の実施形態の２１２の移送ライン及び図２の実施形態の移送ライン３１２に存在するように）ブテンを含む再循環流を必要としないことを理解されたい。例えば、実施形態では、移送ライン２０８のプロセス流は、ブテン変換システムから排出されてもよい。他の実施形態では、図１及び図２は同じシステム内で使用することができる。
【００４３】
図１及び図２の実施形態を参照すると、移送ライン２３６及び３３６のプロセス流の流量は、外部プロセスまたは商業的利益のための売却において移送ライン２３６及び３３６のエチレンを利用するという要望に基づいて制御され得ることを理解されたい。例えば、エチレンがプロピレンに対して市販されている場合、その流量は増加する可能性がある。更に、他のシステム流は、移送ライン２３６及び３３６の流量の変化に反応して変更されてもよいことを理解されたい。例えば、移送ライン２３６または３３６の流量が増加すると、反応器１４０内でのメタセシス反応に利用されるエチレンが少なくなる。したがって、いくつかの実施形態では、メタセシス反応器１４０に供給されるプロピレンの量は、少なくとも移送ラインセグメント２０１Ｆ、３０１Ｆ、または３１２Ａ、あるいはそれぞれの流量を減少させることによって低減されるべきである。
【００４４】
別の実施形態では、本開示に記載のブテン変換システムは、メタセシス／分解反応器１２０の代わりに複数の反応器を直列に含むことができる。いくつかの実施形態では、メタセシス反応及び分解反応が異なる条件（温度または圧力など）で行われる場合、反応器を直列に利用することが有利であり得る。そのような実施形態では、システムは、メタセシス触媒床などのメタセシス触媒部分と、分解触媒床などの分解触媒部分を含む分解反応器とを含むメタセシス反応器を含むことができる。そのような実施形態では、メタセシス反応器及び分解反応器は、直列に配置され、ここで、メタセシス反応器が分解反応器のほぼ上流に位置付けられるように直列に配置され、すなわち、分解反応器は概してメタセシス反応器のほぼ下流に位置付けられる。図１を参照すると、セグメント２０１Ｅからの入口流はメタセシス反応器に入り、メタセシス反応を経てメタセシス反応生成物を形成する。次いで、メタセシス反応生成物は、メタセシス反応生成物流中のメタセシス反応器から抜き出され得る。次いで、メタセシス反応生成物流は、分解反応器に入り、分解反応で分解される。分解反応は分解反応生成物を形成する。分解反応生成物は、図１の流れ２３２と同様に、分解反応生成物流中で分解反応器から抜き出される。直列配置された別個のメタセシス反応器及び分解反応器の例は、同時係属中の“Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ  Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ”  （Ａｔｔｏｒｎｅｙ  Ｄｏｃｋｅｔ  ＳＡ  ６０１７  ＭＡ）という表題のＳａｕｄｉ  Ａｒａｍｃｏの米国仮特許出願第６２／１８８，０５２号において利用され、それは本開示においてその全てが参照により組み込まれる。このような二重反応器システムは、反応器１２０を直列の２つの反応器に置き換えることによって、図１及び図２のシステムに統合することができる。
【００４５】
一般に、本開示に記載された実施形態における入口流として適したブタン及びブテンを含有する流れは、精製操作から生成され得る。ブタンとブテンを含むこの流れは、第１のラフィネート、第２のラフィネート、及び第３のラフィネートを形成するために留分に分離され得る。一実施形態では、システム入口流は、従来の製油所などのオレフィン精製システムからのラフィネート流であってもよい。精製操作から生成された流れは、概してブタン、ブテン及びブタジエンを含むＣ４アルカン及びアルケンを含むことができる。流れ中の他のＣ４成分から１，３−ブタジエンを分離することにより、「第１のラフィネート」を生成することができる。第１のラフィネートは、イソブチレン、シス−２−ブテン、及びトランス−２−ブテンを含み得る。例えば、第１のラフィネートは、約４０重量％〜約５０重量％、約３５重量％〜約５５重量％、または約３０重量％〜約６０重量％のイソブテン、ならびに約３０重量％〜約３５重量％、約２５重量％〜約４０重量％、または約２０重量％〜約４５重量％のシス−２−ブテン及びトランス−２−ブテンの合計を含む、またはから本質的になり得る。第１のラフィネート中の他のＣ４成分からイソブチレンを分離することにより、「第２のラフィネート」を生成することができる。例えば、第２のラフィネートは、約５０重量％〜約６０重量％、約４５重量％〜約６５重量％、または約４０重量％〜約７０重量％のシス−２−ブテン及びトランス２−ブテンの合計、約１０重量％〜約１５重量％、約５重量％〜約２０重量％、または約０重量％〜約２５重量％の１−ブテン、ならびに約１５重量％〜約２５重量％、約１０重量％〜約３０重量％、または約５重量％〜約３５重量％のブタンを含む、またはから本質的になり得る。本明細書に記載されたシステムの入口流は実質的にイソブテンを含まなくてもよく、２−ブテンとｎ−ブタンから本質的になってもよい。
【実施例】
【００４６】
流動触媒分解による軽質燃料留分及び重質燃料留分の分解のための方法及びシステムの様々な実施形態は、以下の実施例によって更に明らかになるであろう。これらの実施例は本質的に例示的なものであり、本開示の主題を限定するものではないと理解されるべきである。
実施例１
図１のシステムもまた、Ａｓｐｅｎ  Ｐｌｕｓ（登録商標）（ＡｓｐｅｎＴｅｃｈから市販）を使用してコンピュータモデル化された。後続の表（表１〜４）は、選択された流れの流れ組成及び流速ならびに熱特性を示す。同時係属のＳａｕｄｉ  Ａｒａｍｃｏの“Ｄｕａｌ  Ｃａｔａｌｙｓｔ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ  Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ”  （Ａｔｔｏｒｎｅｙ  Ｄｏｃｋｅｔ  ＳＡ  ６０１９  ＭＡ）という表題の米国仮特許出願第６２／１８８，１７８号の実施例１、３及び６に記載されるように、シミュレーションのために提供された反応速度は、メタセシス触媒Ｗ−ＳＢＡ−１５及び分解触媒ＭＦＩ−２０００の実験反応速度の代表値である。３５重量％のシス−２−ブテン、３５重量％のトランス−２−ブテン、及び３０重量％のｎ−ブタンのシステム入口流をモデルに使用した。流れ番号は、図１に示す流れまたは流れセグメントに対応する。シミュレーションは１００％効率と８０％効率について実行された。シミュレーション用のデータは、各シミュレーションの重量基準及びモル基準で提供される。特に、表１は、１００％効率を有する図１のシステムのシミュレーション用のデータを示し、重量基準で構成要素を示す。表２は、１００％効率を有する図１のシステムのシミュレーション用のデータを示し、モル基準で構成要素を示す。表３は、８０％効率を有する図１のシステムのシミュレーション用のデータを示し、重量基準で構成要素を示す。表４は、８０％効率を有する図１のシステムのシミュレーション用のデータを示し、モル基準で構成要素を示す。更に、図３は、表１に示すように、図１のシステムの生成物分布を表示する棒グラフを示し、ここで、棒グラフでは、「プロピレン」は移送ライン２０７の流れに対応し、「軽質パージ」は、移送ライン２３６の流れに対応し、「Ｃ４パージ」は移送ライン２１６の流れに対応し、「Ｃ５＋重質」は移送ライン２１４の流れに対応する。
【００４７】
【表１−１】
0006803861.tif 000002
【００４８】
【表１−２】
0006803861.tif 000003
【００４９】
【表２−１】
0006803861.tif 000004
【００５０】
【表２−２】
0006803861.tif 000005
【００５１】
【表３−１】
0006803861.tif 000006
【００５２】
【表３−２】
0006803861.tif 000007
【００５３】
【表４−１】
0006803861.tif 000008
【００５４】
【表４−２】
0006803861.tif 000009
【００５５】
実施例２
図２のシステムもまた、Ａｓｐｅｎ  Ｐｌｕｓ（登録商標）を使用してコンピュータモデル化された。後続の表（表９〜１６）は、選択された流れの流れ組成及び流速ならびに熱特性を示す。モデルに使用されたシステム入口流組成及び触媒反応速度は、実施例１のものと同じであった。３５重量％のシス−２−ブテン、３５重量％のトランス−２−ブテン、及び３０重量％のｎ−ブタンのシステム入口流をモデルに使用した。流れ番号は、図２に示す流れまたは流れセグメントに対応する。シミュレーションは１００％効率と８０％効率について実行された。更に、データは、各シミュレーションの重量基準及びモル基準で提供される。表５は、１００％効率を有する図２のシステムのシミュレーション用のデータを示し、重量基準で構成要素を示す。表６は、１００％効率を有する図２のシステムのシミュレーション用のデータを示し、モル基準で構成要素を示す。表７は、８０％効率を有する図２のシステムのシミュレーション用のデータを示し、重量基準で構成要素を示す。表８は、８０％効率を有する図２のシステムのシミュレーション用のデータを示し、モル基準で構成要素を示す。更に、図４は、表５に示すように、図２のシステムの生成物分布を表示する棒グラフを示し、ここで、棒グラフでは、「プロピレン」は移送ライン３０７の流れに対応し、「軽質パージ」は、移送ライン３３６の流れに対応し、「Ｃ４パージ」は移送ライン３１６の流れに対応し、「Ｃ５＋重質」は移送ライン３１４の流れに対応する。
【００５６】
【表５−１】
0006803861.tif 000010
【００５７】
【表５−２】
0006803861.tif 000011
【００５８】
【表６−１】
0006803861.tif 000012
【００５９】
【表６−２】
0006803861.tif 000013
【００６０】
【表７−１】
0006803861.tif 000014
【００６１】
【表７−２】
0006803861.tif 000015
【００６２】
【表８−１】
0006803861.tif 000016
【００６３】
【表８−２】
0006803861.tif 000017
【００６４】
実施例２
表１７は、図１及び２の実施形態のブテン変換、プロピレン選択性、及びプロピレン収率を示す。データは、Ａｓｐｅｎ  Ｐｌｕｓ（登録商標）を用いて、表１及び表９に示された条件と同じ条件で決定した。
【００６５】
ブテン変換率は以下のように定義される。
【００６６】
【数１】
0006803861.tif 000018
【００６７】
プロピレンの選択性は以下のように定義される。
【００６８】
【数２】
0006803861.tif 000019
【００６９】
プロピレン収率は以下のように定義される。
【００７０】
【数３】
0006803861.tif 000020
【００７１】
0006803861.tif 000021
【００７２】
本開示を説明及び定義する目的のために、本開示において、「約」という用語は、定量的な比較、値、測定または他の表現に起因し得る不確実性の固有の程度を表すために利用されることに留意されたい。「約」という用語は、本開示において、定量的表現が、問題の主題の基本的機能に変化をもたらさずに、記載された基準と異なる程度を表すためにも利用される。更に、「本質的に〜からなる」という用語は、本開示において、本開示の基本的かつ新規な特性（複数可）に実質的に影響を与えない定量値を指すために使用される。例えば、特定の化学成分または化学成分の群から「本質的になる」化学流は、その流れがその特定の化学成分または化学成分の群の少なくとも約９９．５％を含むことを意味すると理解されるべきである。
【００７３】
以下の請求項のうちの１つ以上は、用語「ここで」を過渡的なフレーズとして利用することに留意されたい。本技術を定義する目的で、この用語は、構造の一連の特性の記載を導入するために使用されるオープンエンドの遷移句として請求項に導入され、より一般的に使用されるオープンエンドプリアンブル用語「含む」と同様に解釈されるべきである。
【００７４】
特性に割り当てられた任意の２つの定量値がその特性の範囲を構成することができ、所与の特性の全ての記載された定量値から形成される範囲の全ての組み合わせが本開示で考慮されることを理解されたい。流れまたは反応器中の化学成分の組成範囲は、いくつかの実施形態では、その成分の異性体の混合物を含むものとして理解されるべきである。例えば、ブテンを特定する組成範囲は、ブテンの種々の異性体の混合物を含み得る。実施例は、様々な流れの組成範囲を提供し、特定の化学組成の異性体の総量が範囲を構成し得ることを理解されたい。
【００７５】
本開示の主題を詳細に、かつ特定の実施形態を参照して説明したが、本開示に記載された様々な詳細は、これらの詳細が本開示に記載された様々な実施形態の必須構成要素である要素に関係することを暗示するものではなく、本明細書に付随する各図面に特定の要素が示されている場合であっても、本発明の範囲内である。むしろ、本明細書に添付された請求項は、本開示の幅及び本開示に記載の様々な実施形態の対応する範囲の唯一の表現として解釈されるべきである。更に、添付の請求項の範囲から逸脱することなく、変更及び変形が可能であることは明らかであろう。
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
実施形態１
プロピレンを生成する方法であって、
第１の流れの第１の部分を少なくとも部分的にメタセシスして、第１のメタセシス反応生成物を形成することであって、前記第１の流れはブテンを含む、形成することと、
前記第１のメタセシス反応生成物を少なくとも部分的に分解して分解反応生成物を形成することであって、前記分解反応生成物はプロピレン及びエチレンを含む、形成することと、
少なくとも前記分解反応生成物からエチレンを少なくとも部分的に分離して第１の再循環流を形成することであって、前記第１の再循環流はエチレンを含む、形成することと、
前記第１の再循環流を前記第１の流れの第２の部分と合わせて混合流を形成することと、
前記混合流を少なくとも部分的にメタセシスして第２のメタセシス反応生成物を形成することであって、前記第２のメタセシス反応生成物はプロピレンを含む、形成することと、
を含む、方法。
実施形態２
前記第１の流れが少なくとも１０重量％のブテンを含む、実施形態１に記載の方法。
実施形態３
前記分解反応生成物流及び前記第２のメタセシス反応生成物のうちの少なくとも１つからプロピレンを少なくとも部分的に分離して、少なくとも８０重量％のプロピレンを含む生成物流を形成することを更に含む、実施形態１に記載の方法。
実施形態４
前記分解反応生成物及び前記第２のメタセシス反応生成物のうちの少なくとも１つからブテンを少なくとも部分的に分離して、少なくとも１０重量％のブテンを含む第２の再循環流を形成することを更に含む、実施形態１に記載の方法。
実施形態５
前記第２の再循環流を、前記第１の流れが第１の部分及び第２の部分に分割される上流で第１の蒸気と合わせることを更に含む、実施形態４に記載の方法。
実施形態６
前記第２の再循環流を前記第１の蒸気の第２の部分と合わせることを更に含む、実施形態４に記載の方法。
実施形態７
前記第１の再循環流が少なくとも８０重量％のエチレンを含む、実施形態１に記載の方法。
実施形態８
前記第１の分解反応生成物及び前記第２のメタセシス反応生成物が１つ以上の分離プロセスの前に混合される、実施形態１に記載の方法。
実施形態９
前記第１の分解反応生成物及び前記第２のメタセシス反応生成物の前記混合物が、少なくとも１０重量％のプロピレンを含む、実施形態８に記載の方法。
実施形態１０
前記第１の流れの前記第１の部分がメタセシス触媒でメタセシスされ、前記第１のメタセシス反応生成物が分解触媒で分解される、実施形態１に記載の方法。
実施形態１１
前記分解触媒が、モルデナイト骨格反転（ＭＦＩ）構造のシリカ触媒である、実施形態１０に記載の方法。
実施形態１２
前記メタセシス触媒が、金属酸化物を含浸させたメソポーラスシリカ触媒である、実施形態１０に記載の方法。
実施形態１３
プロピレンを生成する方法であって、
ブテンを含む第１の流れの第１の部分を第１の反応器に導入することであって、ここで、前記第１の反応器は第１のメタセシス触媒及び分解触媒を含み、前記第１のメタセシス触媒は前記分解触媒のほぼ上流に位置付けられる、導入することと、
前記第１の流れの前記第１の部分を前記第１のメタセシス触媒で少なくとも部分的にメタセシスして第１のメタセシス反応生成物を形成することと、
前記第１のメタセシス反応生成物を前記分解触媒で少なくとも部分的に分解して、プロピレン及びエチレンを含む分解反応生成物を生成することと、
前記第１の反応器からの前記分解反応生成物を分解反応生成物流に渡すことと、
第１の再循環流を前記第１の流れの第２の部分と合わせて混合流を形成し、第２の反応器に前記混合流を導入することであって、前記第２の反応器は第２のメタセシス触媒を含む、導入することと、
前記混合流を前記第２の反応器中の前記第２のメタセシス触媒で少なくとも部分的にメタセシスして、プロピレンを含む第２のメタセシス反応生成物を生成し、前記第２の反応器からの前記第２のメタセシス反応生成物を第２のメタセシス反応生成物流に渡すことと、
前記分解反応生成物流、前記第２のメタセシス反応生成物流、またはこれらの両方の混合物を含む流れからエチレンを少なくとも部分的に分離して、前記第１の再循環流を形成することと、
前記分解反応生成物流、第２のメタセシス反応生成物流、またはこれら両方の混合物を含む流れからプロピレンを少なくとも部分的に分離して、プロピレンを含む生成物流を形成することと、
を含む方法。
実施形態１４
前記第１の流れが少なくとも１０重量％のブテンを含む、実施形態１３に記載の方法。
実施形態１５
前記分解反応生成物及び前記第２のメタセシス反応生成物が１つ以上の分離プロセスの前に混合される、実施形態１３に記載の方法。
実施形態１６
前記第１の分解反応生成物及び前記第２のメタセシス反応生成物の前記混合物が、少なくとも１０重量％のプロピレンを含む、実施形態１６に記載の方法。
実施形態１７
前記第１の流れの前記第１の部分と前記第１の流れの前記第２の部分との質量流量比が１：１〜６：１である、実施形態１３に記載の方法。
実施形態１８
前記分解反応生成物流及び前記第２のメタセシス反応生成物流のうちの少なくとも１つからブテンを少なくとも部分的に分離して、少なくとも１０重量％のブテンを含む第２の再循環流を形成することを更に含む、実施形態１３に記載の方法。
実施形態１９
プロピレンを生成する方法であって、
ブテンを含む第１の流れの第１の部分を第１の反応器に導入することであって、ここで、前記第１の反応器が第１のメタセシス触媒を含む、導入することと、
前記第１の流れの前記第１の部分を前記第１のメタセシス触媒で少なくとも部分的にメタセシスして第１のメタセシス反応生成物を形成することと、
前記第１のメタセシス反応生成物を第２の反応器に渡すことであって、ここで、前記第１の反応器は分解触媒を含む、渡すことと、
前記第１のメタセシス反応生成物を前記分解触媒で少なくとも部分的に分解して、プロピレン及びエチレンを含む分解反応生成物を生成することと、
前記第２の反応器からの前記分解反応生成物を分解反応生成物流に渡すことと、
エチレン再循環流を、ブテンを含む前記第１の流れの第２の部分と合わせて混合流を形成し、第３の混合器に前記混合流を導入することであって、前記第３の反応器は第２のメタセシス触媒を含む、導入することと、
前記混合流を前記第３の反応器中の前記第２のメタセシス触媒で少なくとも部分的にメタセシスして、プロピレンを含む第２のメタセシス反応生成物を生成し、前記第３の反応器からの前記第２のメタセシス反応生成物を第２のメタセシス反応生成物流に渡すことと、
前記分解反応生成物流、前記第２のメタセシス反応生成物流、またはこれら両方の混合物を含む流れからエチレンを少なくとも部分的に分離して、前記エチレン再循環流を形成することと、
前記分解反応生成物流、前記第２のメタセシス反応生成物流、またはこれら両方の混合物を含む流れからプロピレンを少なくとも部分的に分離して、プロピレンを含む生成物流を形成することと、
を含む方法。
実施形態２０
前記第１の流れが少なくとも１０重量％のブテンを含む、実施形態１９に記載の方法。
実施形態２１
前記分解反応生成物及び前記第２のメタセシス反応生成物が１つ以上の分離プロセスの前に混合される、実施形態１９に記載の方法。
実施形態２２
前記分解反応生成物及び前記第２のメタセシス反応生成物の前記混合物が、少なくとも１０重量％のプロピレンを含む、実施形態２１に記載の方法。
実施形態２３
前記分解反応生成物流及び前記第２のメタセシス反応生成物流のうちの少なくとも１つからブテンを少なくとも部分的に分離して、少なくとも１０重量％のブテンを含むシステム再循環第２を形成することを更に含む、実施形態１９に記載の方法。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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