[發明專利]由甲醇生產低碳烯烴的反應裝置

有效

• 申請號: 201110193415.1
• 申請日: 2011-07-12
• 公開（公告）號: CN102875292A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 齊國禎;李曉紅;盛世春;王菊
• 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
• 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

本發明涉及一種由甲醇生產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。

US?6166282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。但該方法中低碳烯烴碳基收率一般均在77％左右，存在低碳烯烴收率較低的問題。

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。該方法中低碳烯烴碳基收率一般均在75～80％之間，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，提供一種新的由甲醇生產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：一種由甲醇生產低碳烯烴的反應裝置，主要包括第一反應區3、第二反應區5、分布板2、分布管4、沉降器13，第一反應區3底部設有進料管線1、分布板2，上部設有進料管線1、分布管4，同時第一反應區3還開有催化劑入口分別與催化劑循環斜管6、再生斜管12相連，第一反應區3頂部與第二反應區5相接且連通，第二反應區5出口設有氣固分離設備7，沉降器13位于第二反應區5上方，沉降器13下部開有兩個催化劑出口，分別與催化劑循環斜管6、待生斜管15相接。

上述技術方案中，所述分布板開孔率為0.55～0.75，分布管為樹枝型，分布管上的氣體出口方向偏向下；所述催化劑包括SAPO-34分子篩；所述第二反應區5與第一反應區3的直徑之比為0.3～0.9∶1；所述沉降器13內設有氣固旋風分離器8。

本發明中，開孔率是指分布板的有效面積，也就是指分布板面上孔的面積總和與分布板面總面積的比值。

本發明中，沉降器13下部的待生催化劑經汽提后10～50％重量去再生，50～90％重量返回第一反應區；所述第一反應區反應條件為：反應溫度為350～450℃，反應壓力以表壓計為0.01～0.3MPa，氣相線速為0.3～0.8米/秒；第二反應區反應條件為：反應溫度為420～500℃，反應壓力以表壓計為0.01～0.3MPa，氣相線速為0.9～3.0米/秒；所述再生催化劑平均積碳量質量分數為0.01～1.6％；所述甲醇進料溫度在100～300℃之間，優選方案為120～210℃之間。

本發明所述平均積炭量的計算方法為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：將混合較為均勻的帶有積炭的催化劑混合，然后稱量0.1～1克的帶碳催化劑，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。