[發明專利]甲醇制備低碳烯烴的方法

有效

• 申請號: 201010261925.3
• 申請日: 2010-08-23
• 公開（公告）號: CN102372569A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 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: C07C11/04
• 分類號: C07C11/04;C07C11/06;C07C1/20;B01J8/18
• 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，一類重要的用于低碳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。

US6166282中公布了一種甲醇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。但該方法存在低碳烯烴收率較低的問題。

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。該方法同樣存在低碳烯烴收率較低的問題。

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：一種甲醇制備低碳烯烴的方法，主要包括以下步驟：(1)提供一種反應裝置，包括反應區、沉降區、汽提區、進料分布區，所述進料分布區內嵌于反應區內，通過環形隔板與反應區隔開，進料分布區的高度為1/5～4/5反應區高度，環形隔板與反應區內壁的間距均等且與反應區直徑的比例為0.05～0.2∶1，環形隔板軸向方向上開有至少兩個原料出口，環形隔板底部開有至少一個原料出口；(2)主要為甲醇的原料進入所述進料分布區，從所述進料分布區的環形隔板的所述原料出口進入反應區，與催化劑接觸，生成包括低碳烯烴的產品。

上述技術方案中，所述催化劑選自SAPO-34；所述環形隔板軸向方向上開有至少四個原料出口，優選方案為至少八個原料出口，更優選方案為至少十二個原料出口；環形隔板底部開有至少四個原料出口；所述反應區內反應條件為：反應溫度為400～500℃，反應壓力以表壓計為0.01～0.3MPa，氣相線速為1.0～3.0米/秒；所述甲醇經加熱至150～300℃后進入進料分布區。

本發明所述的環形擋板將進料分布區和反應區在高度為1/5～4/5反應區高度的空間分為兩個區域，原料在進入反應區和催化劑接觸前，先進入進料分布區，將甲醇原料在隔開的多個進料口送入反應區內，不但降低了甲醇分壓，而且減少了反應區器壁出的返混，有效提高了低碳烯烴的選擇性。另外，在未設置進料分布區的反應區域內，可以保證甲醇的高轉化率，從而達到提高低碳烯烴收率的目的。

采用本發明的技術方案：所述催化劑選自SAPO-34；所述環形隔板軸向方向上開有至少四個原料出口，環形隔板底部開有至少四個原料出口；所述反應區內反應條件為：反應溫度為400～500℃，反應壓力以表壓計為0.01～0.3MPa，氣相線速為1.0～3.0米/秒；所述甲醇經加熱至150～300℃后進入進料分布區，低碳烯烴碳基收率達到82.79％(重量)，比現有技術的低碳烯烴碳基收率高出約2個百分點，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。

圖2為圖1中的A-B剖視圖。