[發明專利]提高含氧化合物轉化制低碳烯烴選擇性的方法

有效

• 申請號: 201010199721.1
• 申請日: 2010-06-11
• 公開（公告）號: CN102276381A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 王洪濤;齊國禎;俞志楠;陳偉
• 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 31121
• 代理人: 沈原

技術領域

本發明涉及一種提高含氧化合物轉化制低碳烯烴選擇性的方法。

背景技術

低碳烯烴，這里定義為乙烯和丙烯，是兩種重要的基礎化工原料，其需求在不斷增加。乙烯、丙烯傳統上主要是通過石油路線制得，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能源轉化技術，如含氧化合物轉化制烯烴(OTO)的工藝，含氧化合物包括甲醇、乙醇、二甲醚、甲乙醚、碳酸二甲酯等。有許多技術可用來生產含氧化合物，原料包括煤、天然氣、生物質等。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。

對于MTO技術而言，SAPO-34催化劑上積上一定量的碳可以有效提高反應產物中低碳烯烴的選擇性，并且有一個最佳的催化劑積炭量范圍使得低碳烯烴的選擇性最高。因此，要將進入反應器的催化劑上控制一定的積炭量，進而達到控制較高低碳烯烴選擇性的目的。此外，對于具有最佳積炭量的催化劑而言，催化劑顆粒上的積炭越平均，產物中低碳烯烴的選擇性就越高。因此，MTO技術中如何將反應區內的催化劑積炭量均勻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，致使低碳烯烴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反應器內催化劑平均積炭水平不佳的問題，提供一種新的提高含氧化合物轉化制低碳烯烴選擇性的方法。該方法用于低碳烯烴的生產中，具有反應器內催化劑積炭較平均、產品中低碳烯烴選擇性較高的優點。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下，一種提高含氧化合物轉化制低碳烯烴選擇性的方法，主要包括以下步驟：a)含氧化合物的原料在流化床反應器內與分子篩催化劑接觸，生成包含低碳烯烴和積炭催化劑的產物物流Ⅰ；b)物流Ⅰ經氣固分離后，含低碳烯烴的氣相產物從反應器頂部流出，其固相積炭催化劑進入反應器沉降段；c)反應器沉降段內積炭催化劑至少分為兩部分，第一部分經反應器循環管線進入反應器，第二部分經待生管線進入再生器；d)積炭催化劑經再生器再生后進入再生器沉降段，保證再生器沉降段內催化劑床層高度使催化劑經汽提后自然流入到反應器沉降段；e)再生器沉降段內一部分催化劑經再生器循環管線返回再生器；其中，再生器為提升管。

上述技術方案中，原料中的含氧化合物為甲醇或二甲醚中的至少一種，所述分子篩催化劑選自SAPO型分子篩。原料中的含氧化合物優選為甲醇，SAPO型分子篩選自SAPO-34分子篩。反應器的溫度為350～600℃，反應器內的壓力以表壓計為0～1MPa，原料重量空速為0.1～20小時^-1之間；再生器內的溫度為550～700℃之間，再生器內以表壓計壓力為0～1MPa。反應器的溫度優選為420～500℃，反應器內的壓力以表壓計優選為0.1～0.3MPa，原料重量空速優選為3～8小時^-1；再生器內的溫度優選為600～650℃，再生器內以表壓計壓力優選為0.1～0.3MPa。沉降段內積碳催化劑以質量流量比計第一部分∶第二部分＝1∶0.01～2；沉降段內積碳催化劑以質量流量比計優選第一部分∶第二部分＝1∶0.05～0.5。反應器沉降段內催化劑的平均積炭量為1～9％；反應器沉降段內催化劑的平均積炭量為2～6％。