[發明專利]含氧化合物轉化過程中提高乙烯、丙烯收率的方法

有效

• 申請號: 200710039088.8
• 申請日: 2007-04-04
• 公開（公告）號: CN101279877A
• 公開（公告）日: 2008-10-08
• 發明（設計）人: 齊國禎;張惠明;鐘思青;劉俊濤
• 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;C07C11/04;C07C11/06
• 代理公司: 上海東方易知識產權事務所
• 代理人: 沈原

技術領域

本發明涉及一種含氧化合物轉化過程中提高乙烯、丙烯收率的方法。

背景技術

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。

US?4499327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收率，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。

世界范圍內，有數量相當可觀的C₄烴原料等待進一步深加工，而且在甲醇或二甲醚轉化為低碳烯烴反應過程中，也會產生相當數量的混合C₄烴，混合C₄烴的碳基收率一般在10wt％左右。混合C₄烴的主要成分為丁烯-1、丁烯-2、正丁烷、異丁烷等。如果能將部分混合C₄烴全部或部分轉化為具有更高附加值的產品，如乙烯、丙烯等，將會顯著提升整個甲醇或二甲醚轉化成低碳烯烴工藝的經濟性。

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。

US?20060025646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，存在產物收率波動較大、目的產物收率較低的問題。

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乙烯和丙烯收率較低、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過程中提高乙烯、丙烯收率的方法。該方法用于乙烯、丙烯的生產中，具有再生器內反應器溫度易控、能量利用合理、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過程中提高乙烯、丙烯收率的方法，該方法包括如下步驟：a)以含氧化合物為原料，原料從第一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、C₄及以上烴和催化劑的流出物1；b)流出物1在第一流化床反應器上部的沉降段經沉降和旋風分離器分離后，含乙烯、丙烯及C₄及以上烴的氣相從第一流化床反應器頂部排出，進入后續的分離工段，經分離得到C₄及以上烴類流出物2、乙烯產品和丙烯產品；c)流出物2進入第二反應器上部，與從再生催化劑汽提器輸送來的再生催化劑接觸生成含乙烯、丙烯、C₄及以上烴和催化劑的流出物3；d)流出物3進入第二反應器下部的氣固分離區及汽提區，含乙烯、丙烯、C₄及以上烴的氣相與流出物1混合后進入后續的分離工段，分離出的催化劑經汽提后進入再生器底部；e)第一流化床反應器上部沉降段中分離出的待再生催化劑經汽提后進入再生器的底部；f)從d)步驟和e)步驟來的待再生催化劑經再生器再生、汽提器汽提后一部分返回到第一流化床反應器的下部反應區，另一部分進入第二反應器上部的催化劑料斗；其中第二反應器為下行床，再生器為提升管。