[發明專利]含氧化合物轉化制低碳烯烴的方法

有效

• 申請號: 200710037237.7
• 申請日: 2007-02-07
• 公開（公告）號: CN101239873A
• 公開（公告）日: 2008-08-13
• 發明（設計）人: 謝在庫;齊國禎;楊為民;鐘思青
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類號: C07C1/20
• 分類號: C07C1/20;C07C11/02;B01J8/24
• 代理公司: 上海浦東良風專利代理有限責任公司
• 代理人: 張惠明

技術領域

本發明涉及一種含氧化合物轉化制低碳烯烴的方法。

技術背景

低碳烯烴，主要是乙烯和丙烯，是兩種重要的基礎化工原料，其需求量在不斷增加。一般地，乙烯、丙烯是通過石油路線來生產，但由于石油資源有限的供應量及較高的價格，由石油資源生產乙烯、丙烯的成本不斷增加。近年來，人們開始大力發展替代原料轉化制乙烯、丙烯的技術。其中，一類重要的用于低碳烯烴生產的替代原料是含氧化合物，例如醇類(甲醇、乙醇)、醚類(二甲醚、甲乙醚)、酯類(碳酸二甲酯、甲酸甲酯)等，這些含氧化合物可以通過煤、天然氣、生物質等能源轉化而來。某些含氧化合物已經可以達到較大規模的生產，如甲醇，可以由煤或天然氣制得，工藝十分成熟，可以實現上百萬噸級的生產規模。由于含氧化合物來源的廣泛性，再加上轉化生成低碳烯烴工藝的經濟性，所以由含氧化合物轉化制烯烴(OTO)的工藝，特別是由甲醇轉化制烯烴(MTO)的工藝受到越來越多的重視。

US4499327專利中對磷酸硅鋁分子篩催化劑應用于甲醇轉化制烯烴工藝進行了詳細研究，認為SAPO-34是MTO工藝的首選催化劑。SAPO-34催化劑具有很高的低碳烯烴選擇性，而且活性也較高，可使甲醇轉化為低碳烯烴的反應時間達到小于10秒的程度，更甚至達到提升管的反應時間范圍內。

另外，本領域所公知的，要保證高的低碳烯烴選擇性，SAPO-34催化劑上需要積上一定量的碳，而且MTO工藝的劑醇比很小，生焦率較低，要實現較大的、容易控制的催化劑循環量，就需要在再生區中將催化劑上的積炭量控制在一定水平，進而達到控制反應區內催化劑平均積炭量的目的。因此，MTO技術中如何將反應區內的催化劑平均積炭量控制在某一水平是關鍵。

US20060025646專利中涉及一種控制MTO反應器反應區中催化劑積炭量的方法，是將失活的催化劑一部分送入再生區燒炭，另一部分失活催化劑返回到反應區繼續反應。

上述方法中會使得進入反應器內的兩股催化劑之間的碳差很大，而含有較多碳的催化劑以及含有很少碳的催化劑都對低碳烯烴的選擇性不利，存在產物選擇性波動較大、目的產物選擇性較低的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是現有技術中存在的再生器內催化劑燒炭再生程度不好控制、反應器內催化劑平均積炭水平不好保證的問題，提供一種新的含氧化合物轉化制低碳烯烴的方法。該方法用于低碳烯烴的生產中，具有再生器內催化劑燒炭再生程度方便控制、反應器內催化劑平均積炭水平更為合理、產品中低碳烯烴收率較高的優點。

為解決上述問題，本發明采用的技術方案如下：一種含氧化合物轉化制低碳烯烴的方法，包括以下步驟：a)以含氧化合物為原料，原料從流化床反應器底部進入反應區，與催化劑接觸生成含乙烯、丙烯的物流1；b)物流1經旋風分離器分離后，含乙烯、丙烯的氣相從反應器頂部排出，經旋風分離后得到的待再生催化劑進入汽提器，經分離，氣相返回流化床反應器，待再生催化劑從汽提器底部流出進入再生器的底部；c)待再生的催化劑經再生器再生、汽提器汽提后返回到反應器下部；其中再生器為提升管。

上述技術方案中，優選方案為反應區內至少一個位置的氣體表觀速度至少大于0.9米/秒；所述催化劑為SAPO型分子篩，優選方案為SAPO-34分子篩；含氧化合物包括甲醇、二甲醚或其混合物；經再生器燒炭再生后的催化劑平均積炭量小于6％(重量)；再生器內至少一個位置上的氣體表觀速度為3～12米/秒，優選方案為5～12米/秒；再生器內的溫度為550～700℃之間，優選方案為600～650℃；再生器內的壓力以表壓計為0～1MPa，優選方案為0.1～0.3MPa；反應區的溫度為350～600℃，優選方案為400～550℃，更優選方案為425～500℃；反應器內的壓力以表壓計為0～1MPa，優選方案為0.1～0.3MPa；原料重量空速為0.1～20小時^-1，優選方案為3～8小時^-1。

失活后的催化劑在汽提后通過輸送管線進入再生區，在再生區內催化劑采用空氣或空氣與惰性氣體的混合氣體進行燒炭。由于要將控制反應區內催化劑的平均積炭水平，且容易對整個反再系統進行控制，需要控制再生區內催化劑的再生程度。控制催化劑的燒炭程度的途徑有控制再生介質中氧的濃度、再生時間、再生溫度等。本發明優選從再生時間上控制燒炭的程度，即采用氣固流動接近于活塞流的提升管進行催化劑的再生，使得催化劑的再生速度處于再生動力學控制區。