[發明專利]甲醇或二甲醚轉化為低碳烯烴的方法

有效

• 申請號: 201010208266.7
• 申請日: 2010-06-24
• 公開（公告）號: CN102295507A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發明（設計）人: 齊國禎;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: C07C1/20
• 分類號: C07C1/20;C07C11/04;C07C11/06;B01J29/90
• 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轉化為低碳烯烴的方法。

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。

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。

US?6166282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，該方法低碳烯烴收率最高達到80％左右，存在低碳烯烴收率較低的問題。而且該方法中反應器和再生器并列布置，占地空間較大。

CN?1723262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。經計算，該方法低碳烯烴收率最高達到80％左右，存在低碳烯烴收率較低的問題。而且該方法中反應器和再生器并列布置，占地空間較大。

CN?1356299A，公開了一種由甲醇或二甲醚生產低碳烯烴的工藝方法及其系統。該工藝采用磷酸硅鋁分子篩(SAPO-34)作為催化劑，利用氣固并流下行式流化床超短接觸反應器，催化劑與原料在氣固并流下行式流化床超短接觸反應器中接觸、反應物流方向為下行；催化劑及反應產物出反應器后進入設置在該反應器下部的氣固快速分離器進行快速分離；分離出的催化劑進入再生器中燒碳再生，催化劑在系統中連續再生，反應循環進行。該工藝二甲醚或甲醇的轉化率大于98％。但該方法中反應器和再生器并列布置，占地空間較大。

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，提供一種新的甲醇或二甲醚轉化為低碳烯烴的方法。該方法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：一種甲醇或二甲醚轉化為低碳烯烴的方法，所述方法包括以下步驟：(a)含有甲醇或二甲醚至少一種的原料與包括硅鋁磷酸鹽分子篩催化劑在流化床反應器中接觸，在有效條件下生成包括低碳烯烴的產品物流，進入分離工段，同時形成待生催化劑；(b)所述待生催化劑進入汽提器，與汽提介質接觸，經汽提后的待生催化劑進入流化床反應器下部的再生器再生，形成再生催化劑；(c)所述再生催化劑經脫氣后進入提升管，與提升介質接觸，將再生催化劑提升至流化床反應器；其中，所述提升介質包括所述分離工段分離出的含氧化合物或碳四以上烴中的至少一種，再生催化劑活性指數大于0.8。

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-34；所述含氧化合物包括甲醇、二甲醚；所述流化床反應器與再生器同軸布置，流化床反應器底部與再生器頂部相連；所述汽提介質為水蒸氣；所述有效條件為：反應壓力以表壓計為0.01～0.3MPa，反應溫度為400～500℃，氣相線速為0.4～1.0米/秒，流化床反應器中的催化劑平均積炭量為1.5～5.5％重量；所述提升管內的反應條件為：反應壓力以表壓計為0.01～0.3MPa，反應溫度為530～650℃，氣相線速為4～10米/秒。