[發明專利]甲醇或二甲醚生產輕質烯烴過程中提高產品收率的方法

有效

• 申請號: 201010116370.3
• 申請日: 2010-03-03
• 公開（公告）號: CN102190537A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: 齊國禎;鐘思青;張惠明
• 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;C07C7/05;C07C11/02
• 代理公司: 上海東方易知識產權事務所 31121
• 代理人: 沈原

技術領域

本發明涉及一種甲醇或二甲醚生產輕質烯烴過程中提高產品收率的方法。

技術背景

輕質烯烴，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輕質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輕質烯烴工藝，該套裝置包括多個提升管反應器、氣固分離區、多個偏移元件等，每個提升管反應器各自具有注入催化劑的端口，匯集到設置的分離區，將催化劑與產品氣分開。

甲醇或二甲醚生產輕質烯烴的過程中，由于產品大部分為帶雙鍵的烯烴，極易吸附在催化劑上發生二次反應，因此，在反應結束后，如果不進行催化劑和產品的快速分離，就會增加二次反應的幾率，從而降低輕質烯烴收率?，F有技術中往往烯烴產品在反應結束后停留在反應器內的時間過長，造成輕質烯烴收率的降低。本發明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輕質烯烴收率不高的問題，提供一種新的甲醇或二甲醚生產輕質烯烴過程中提高產品收率的方法。該方法用于輕質烯烴的生產中，具有輕質烯烴收率較高、輕質烯烴生產工藝經濟性較高的優點。

為解決上述問題，本發明采用的技術方案如下：一種甲醇或二甲醚生產輕質烯烴過程中提高產品收率的方法，所述方法包括：(a)包括甲醇或二甲醚的原料經加熱后進入快速流化床反應器的反應區與硅鋁磷酸鹽分子篩催化劑接觸，在有效條件下使所述原料轉化成含乙烯、丙烯的烯烴產品物流，并在所述催化劑上形成積炭；(b)自反應區而來的所述產品物流與催化劑進入旋分預汽提器，產品物流再經旋風分離器分離后進入分離工段，分離出的帶有積炭的催化劑經二次汽提后分成兩部分，第一部分進入再生器再生；第二部分返回到反應區；(c)經過再生的催化劑返回到反應區；和(d)重復步驟(a)～(c)。

上述技術方案中，所述硅鋁磷酸鹽分子篩選自SAPO-5、SAPO-11、SAPO-17、SAPO-18、SAPO-34、SAPO-35、SAPO-44或SAPO-56中的至少一種，優選方案選自SAPO-18、SAPO-34中的至少一種，更優選方案選自SAPO-34；所述快速流化床反應區內的平均線速為0.6～2.5米/秒，優選方案為1.0～2.0米/秒；第一部分催化劑與第二部分催化劑的重量比為0.1～2.0∶1；所述原料與催化劑在400～500℃的反應溫度范圍內接觸，原料重時空速為6～25時^-1；所述再生催化劑部分含有0.05～0.5％重量的積炭；所述旋分汽提器中的汽提段與氣固快速旋分催化劑出口端相連，通入水蒸氣進行汽提。

本發明所述的積炭量計算方法為一定質量的催化劑上的積炭質量除以所述的催化劑質量。催化劑上的積炭質量測定方法如下：將混合較為均有的帶有積炭的催化劑混合，然后精確稱量一定質量的帶碳催化劑，放到高溫碳分析儀中燃燒，通過紅外測定燃燒生成的二氧化碳質量，從而得到催化劑上的碳質量。