[發明專利]含氧化合物制備低碳烯烴催化劑的高效再生方法

有效

• 申請號: 200810043484.2
• 申請日: 2008-06-12
• 公開（公告）號: CN101327445A
• 公開（公告）日: 2008-12-24
• 發明（設計）人: 齊國禎;鐘思青;張惠明;王洪濤
• 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: B01J29/90
• 分類號: B01J29/90;B01J29/85;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制備低碳烯烴催化劑的高效再生方法。

背景技術

低碳烯烴，即乙烯和丙烯，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，一類重要的用于輕質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，再加上轉化生成輕質烯烴工藝的經濟性，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催化劑具有很高的輕質烯烴選擇性，而且活性也較高，可使甲醇轉化為輕質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。

US6166282中公布了一種氧化物轉化為低碳烯烴的技術和反應器，采用快速流化床反應器，氣相在氣速較低的密相反應區反應完成后，上升到內徑急速變小的快分區后，采用特殊的氣固分離設備初步分離出大部分的夾帶催化劑。由于反應后產物氣與催化劑快速分離，有效的防止了二次反應的發生。經模擬計算，與傳統的鼓泡流化床反應器相比，該快速流化床反應器內徑及催化劑所需藏量均大大減少。

CN1723262中公布了帶有中央催化劑回路的多級提升管反應裝置用于氧化物轉化為低碳烯烴工藝，該套裝置包括多個提升管反應器、氣固分離區、多個偏移組件等，每個提升管反應器各自具有注入催化劑的埠，匯集到設置的分離區，將催化劑與產品氣分開。

現有技術中，對于含氧化合物制備低碳烯烴的失活催化劑再生的方式一般分為貧氧再生和富氧再生，均不可避免的存在CO在分離區“尾燃”的問題，造成對再生器內部設備的損害和加大催化劑的跑損。現有技術在解決這一問題時，一般均采用在再生器內添加CO助燃劑的方式，使CO能夠在再生區內部燃燒，從而避免“尾燃”現象的發生。但是CO助燃劑一般為貴金屬催化劑，如Pt、Pd等，均會對含氧化合物的轉化產生負面的影響，從而降低低碳烯烴的收率。因此，迫切需要一種新的再生方法，既可以避免CO的“尾燃”，又不需要添加CO助燃劑。本發明的方法有針對性的解決了該問題。

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溫度波動較大的問題，提供一種新的含氧化合物制備低碳烯烴催化劑的高效再生方法。該方法用于低碳烯烴的生產中，具有再生溫度穩定、操作控制容易的優點。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：一種含氧化合物制備低碳烯烴催化劑的高效再生方法，所述方法包括以下步驟：a.提供一種快速流化床再生器，包括再生區、高效再生區、氣固分離區、脫氣區、循環區；b.溫度為100～300℃的再生介質進入快速流化床再生器的再生區，與包括帶有0.5～7.5％重量積炭的硅鋁磷酸鹽分子篩待生催化劑接觸，在600～700℃的再生溫度下發生氧化反應，生成包含O₂、CO、CO₂的氣相物流的同時生成熱量，所述熱量通過再生器外取熱器移出再生區；c.再生區內生成的所述氣相物流攜帶催化劑進入高效再生區，催化劑上的剩余積炭繼續與剩余的O₂發生氧化反應，同時伴隨生成的CO與剩余的O₂發生氧化反應，形成再生煙氣物流，攜帶催化劑進入氣固分離區，保證高效再生區出口處的O₂含量不大于0.1％體積；d.經過氣固分離的再生煙氣進入后續的能量回收系統，而分離出的再生催化劑經過與脫氣介質接觸后，分為兩部分，第一部分通過催化劑外循環管返回再生區的底部，第二部分通過催化劑再生斜管返回反應系統；其中，再生催化劑的積炭量小于0.5％重量，氣固分離區的最高溫度與再生區的最高溫度之差小于100℃，所述第一部分催化劑與第二部分催化劑的重量比為0.5～2.0∶1。