[發(fā)明專利]一種用于輕烯烴裂解、甲醇制烯烴的流化床反應(yīng)器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310421203.3
• 申請(qǐng)日: 2013-09-16
• 公開（公告）號(hào): CN104437274B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李春義
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)（華東）
• 主分類號(hào): B01J8/24
• 分類號(hào): B01J8/24;C07C4/06;C07C1/20;C07C11/02
• 代理公司: 北京元中知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司11223
• 代理人: 王彩霞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于輕烯烴裂解、甲醇制烯烴流化床反應(yīng)器，具體的，涉及一種用于輕烯烴裂解、甲醇制烯烴的高氣固接觸效率密相流化床反應(yīng)器。

背景技術(shù)

丁烯、戊烯和己烯是非常好的催化裂解生產(chǎn)丙烯或生產(chǎn)乙烯和丙烯的原料，這里所說的輕烯烴裂解，就是指丁烯、戊烯和己烯的催化裂解，裂解的目的產(chǎn)物可以是丙烯，也可以是乙烯和丙烯。

催化裂解所用的催化劑活性組分都是酸性分子篩，輕烯烴裂解生成的目的產(chǎn)物乙烯、丙烯，在酸性分子篩材料上很容易發(fā)生二次反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成烷烴等低附加值產(chǎn)物。因而，作為輕烯烴催化裂解反應(yīng)器，既要保證輕烯烴單程通過能夠充分轉(zhuǎn)化，又要盡量減少乙烯、丙烯發(fā)生二次反應(yīng)轉(zhuǎn)化成低附加值產(chǎn)物。

采用固定床反應(yīng)器，固然有利于氣相反應(yīng)物與固體催化劑充分接觸、反應(yīng)，反應(yīng)器接近平推流也有利于減少目的產(chǎn)物的二次反應(yīng)；但是，無論是輕烯烴裂解還是甲醇制烯烴，催化劑都存在結(jié)焦失活現(xiàn)象，需要定期進(jìn)行催化劑的燒焦再生，存在一定的安全隱患，也不利于提高裝置的生產(chǎn)效率。此外，輕烯烴催化裂解是吸熱反應(yīng)，甲醇制烯烴為放熱反應(yīng)，前者需要供熱，后者需要取熱，固定床固有的傳熱特點(diǎn)，決定了對(duì)于大型固定床反應(yīng)器，及時(shí)給催化劑床層供熱或取熱，并保證催化劑床層溫度盡量均勻，尤其是產(chǎn)物分布對(duì)溫度比較敏感的甲醇制烯烴反應(yīng)，要保證溫度的均勻，都是不太好解決的問題。并且，在反應(yīng)器內(nèi)布置供熱獲取熱裝置，也降低了需要長(zhǎng)期運(yùn)行的反應(yīng)器的可靠性。

絕熱操作是固定床反應(yīng)器最理想的選擇，對(duì)于輕烯烴裂解，原料的預(yù)熱溫度過高，則烯烴會(huì)熱解，必須采用多段絕熱固定床反應(yīng)器；對(duì)于甲醇制烯烴，采用多段絕熱固定床反應(yīng)器，烯烴產(chǎn)物則容易發(fā)生二次反應(yīng)轉(zhuǎn)化成烷烴等低附加值產(chǎn)物。

由此可見，無論是從反應(yīng)器的傳熱特性，還是從裝置的安全性、長(zhǎng)周期運(yùn)行的可靠性和操作的便利性考慮，可以連續(xù)進(jìn)行反應(yīng)和催化劑再生的循環(huán)流化床，都是輕烯烴裂解和甲醇制烯烴反應(yīng)的理想反應(yīng)器。

然而，如果采用催化裂化過程中的提升管反應(yīng)器，其中的催化劑處于稀相輸送狀態(tài)，以分子形式分散的輕烯烴或甲醇并不能與催化劑充分接觸，因而單程轉(zhuǎn)化率不高；如果采用鼓泡床或湍流床，催化劑和油氣的返混較為嚴(yán)重，造成目的產(chǎn)物小分子烯烴發(fā)生二次反應(yīng)轉(zhuǎn)化成低附加值產(chǎn)物，并且在這兩類流化床的密相段中容易形成大氣泡或溝流現(xiàn)象，從而降低了氣固接觸的效率。

鑒于上述缺陷，特提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于輕烯烴裂解、或甲醇制烯烴的流化床反應(yīng)器，該反應(yīng)器是一種氣固接觸效率高、油氣和催化劑返混程度小的新型氣固流化床反應(yīng)器，可極大地改善輕烴裂解和甲醇制烯烴反應(yīng)單程通過的轉(zhuǎn)化率和目的產(chǎn)物小分子烯烴的選擇性，尤其是提高丙烯選擇性。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種利用上述反應(yīng)器的輕烯烴裂解的方法。

本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種利用上述反應(yīng)器的甲醇制烯烴的方法。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的發(fā)明目的，采取如下技術(shù)方案：

一種用于輕烯烴裂解、或甲醇制烯烴的流化床反應(yīng)器，包括反應(yīng)器、沉降器、催化劑待生斜管、催化劑再生器、預(yù)提升管和催化劑再生斜管；其中，所述的反應(yīng)器包括密相流化床反應(yīng)器和稀相輸送反應(yīng)器兩部分，密相流化床反應(yīng)器和稀相輸送反應(yīng)器在同一軸線上，預(yù)提升管和稀相輸送反應(yīng)器分別位于密相流化床反應(yīng)器的上部和下部；預(yù)提升管的直徑小于密相流化床反應(yīng)器的直徑，預(yù)提升管的上部分延伸到密相流化床反應(yīng)器內(nèi)；

其特征在于，位于密相流化床反應(yīng)器內(nèi)的預(yù)提升管的上端口是密封的，在延伸入密相流化床反應(yīng)器內(nèi)的預(yù)提升管的管壁上設(shè)有開孔；或者，位于密相流化床反應(yīng)器內(nèi)的預(yù)提升管的上端為開口，在開口的上部設(shè)有擋板。

所述稀相輸送反應(yīng)器的直徑小于密相流化床反應(yīng)器的直徑。

從預(yù)提升管上端口到擴(kuò)徑密相流化段的底部之間，在密相流化床反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有進(jìn)料分布器。

從預(yù)提升管上端口到進(jìn)料分布器之間，在密相流化床反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有分布板或者格柵。

優(yōu)選的，在進(jìn)料分布器以上的預(yù)提升管的管壁設(shè)有開孔，開孔的數(shù)量為2個(gè)以上。所述開孔可以有規(guī)律排列，也可以隨機(jī)排列。

所述開孔的形狀可以為任何形狀，優(yōu)選為圓形、方形、六方形，更優(yōu)選為圓形。

為了保證催化劑在密相流化床反應(yīng)器的徑向上能夠均勻分布，優(yōu)選的，在預(yù)提升管的管壁的各個(gè)方向上，開孔的數(shù)量相同和開孔的面積相同。

更優(yōu)選，在預(yù)提升管的同一橫截面上，沿預(yù)提升管圓周等距離開孔，開孔的直徑相同。