[發明專利]甲醇制備低碳烯烴的反應裝置

有效

• 申請號: 201010208252.5
• 申請日: 2010-06-24
• 公開（公告）號: CN102295505A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發明（設計）人: 齊國禎;鐘思青;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

本發明涉及一種甲醇制備低碳烯烴的反應裝置。

技術背景

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。經計算，該方法中的低碳烯烴收率最高達到80％。

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。該方法存在低碳烯烴收率較低的問題。經計算，該方法中的低碳烯烴收率最高達到80％。

現有技術均存在低碳烯烴收率較低的問題。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低碳烯烴收率較低的問題，提供一種新的甲醇制備低碳烯烴的反應裝置。該裝置用于低碳烯烴的生產中，具有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：一種甲醇制備低碳烯烴的反應裝置，主要包括流化床反應區9、沉降汽提器17、再生器13、催化劑混合器7和催化劑輸送管線；流化床反應區9出口與沉降汽提器17相連，沉降汽提器17位于再生器13上方，沉降汽提器17下部的汽提區18頂部設有待生立管11，待生立管11底部通過催化劑流量控制閥2與再生器13相連，汽提區18和再生器13下部分別開有催化劑出口與催化劑混合器7相連，催化劑混合器7下部開有催化劑出口與流化床反應區9相連，再生器13上部和沉降汽提器17頂部各開有氣體出口。

上述技術方案中，所述快速流化床出口端直徑縮小至快速流化床直徑的10～30％；所述再生器13上部和沉降汽提器17上部設有氣固旋風分離器；所述汽提介質為水蒸氣；催化劑混合器7內的流化介質為水蒸氣；所述汽提區18內設有人字型擋板；所述流化床反應區9和再生器13并列布置。

催化劑混合器本質上為一個密相流化床，底部設有流化介質進料分布板，內部可設置擋板，加強催化劑的返混，當兩股催化劑進入后，能夠實現均勻的混合，混合器頂部設有氣相出口。

本領域所公知的，由于甲醇制烯烴特定的反應特點決定了返混較小的快速流化床是適合的反應器。但是快速流化床反應器為了保持其催化劑床層密度要求，需要反應器出口的催化劑大量返回快速床中，這就存在待生催化劑與再生催化劑在快速床底部的混合問題。若混合不均勻，將直接導致低碳烯烴收率的降低。采用本發明的方法，設置一個催化劑混合器，將待生催化劑和再生催化劑先混合均勻后，實現溫度和積碳的一致，然后進入快速流化床反應器中，有效解決了現有技術混合不均勻的問題，提高了低碳烯烴的收率。

采用本發明的技術方案：所述快速流化床出口端直徑縮小至快速流化床直徑的10～30％；所述再生器13上部和沉降汽提器17上部設有氣固旋風分離器；所述汽提介質為水蒸氣；催化劑混合器7內的流化介質為水蒸氣；所述汽提區18內設有人字型擋板；所述流化床反應區9和再生器13并列布置，低碳烯烴碳基收率可達到83.01％(重量)，取得了較好的技術效果。

附圖說明

圖1為本發明所述方法的流程示意圖。