[發(fā)明專利]一種甲烷制芳烴催化劑在循環(huán)流化反應系統(tǒng)中的活化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310744964.2
• 申請日: 2013-12-27
• 公開（公告）號: CN103736518A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)明（設計）人: 張新莊;閆鵬;楊帆;程序;李大鵬;王明峰;馬曉迅;霍鵬舉;李曉宏;黃傳峰
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西延長石油（集團）有限責任公司碳氫高效利用技術(shù)研究中心
• 主分類號: B01J29/48
• 分類號: B01J29/48;C07C2/76;C07C15/04;C07C15/24
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于催化劑技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種甲烷制芳烴的催化劑，尤其是一種甲烷制芳烴催化劑在循環(huán)流化反應系統(tǒng)中的活化方法。

背景技術(shù)

甲烷是天然氣、煤層氣及頁巖氣等的主要成分，在世界范圍內(nèi)越來越多的甲烷被用于生產(chǎn)乙烯和芳烴等高附加值的化工產(chǎn)品。借助于以Mo基分子篩為代表的芳構(gòu)化催化劑的作用，甲烷芳構(gòu)化反應可以在常壓、高溫下得到一定量的芳烴產(chǎn)品，被認為是未來甲烷轉(zhuǎn)化的一個重要領(lǐng)域。甲烷制芳烴催化劑在促進芳烴生成的同時，也會在催化劑表面和孔道內(nèi)產(chǎn)生相當量的積碳，致使催化劑逐漸失活，反應的轉(zhuǎn)化率、芳烴選擇性和收率不斷降低。循環(huán)流化反應系統(tǒng)中同時進行著原料轉(zhuǎn)化和催化劑再生兩個過程，既能最大程度的恢復催化劑的反應活性和穩(wěn)定性，又易于實現(xiàn)，且處理量大。但芳構(gòu)化催化劑在反應前需要進行活化處理，生成起催化作用的活性組分，針對循環(huán)流化系統(tǒng)，這就產(chǎn)生了是采用催化劑系統(tǒng)外活化還是系統(tǒng)內(nèi)活化的問題，系統(tǒng)外活化雖易于實現(xiàn)，但活化后的催化劑不便于保存，且需要單獨的活化裝置以及活化裝置與反應裝置間的催化劑運移設備，不僅對催化劑活性產(chǎn)生影響，而且會增加設備和運行費用。因此，循環(huán)流化反應系統(tǒng)內(nèi)的催化劑活化成為解決以上問題的一種新的途徑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種甲烷制芳烴催化劑在循環(huán)流化反應系統(tǒng)中的活化方法，該方法能夠避免循環(huán)反應系統(tǒng)外單獨活化催化劑時，在催化劑儲存、裝填、輸送等過程中造成催化劑活性損失，能夠最大限度發(fā)掘甲烷制芳烴催化劑的反應性能。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

這種甲烷制芳烴催化劑在循環(huán)流化反應系統(tǒng)中的活化方法，使催化劑在流化介質(zhì)下，于循環(huán)流化反應系統(tǒng)中依次經(jīng)歷部分活化、部分表面除碳再生、部分活化的循環(huán)過程，實現(xiàn)在循環(huán)流化反應系統(tǒng)中對催化劑進行活化處理。

進一步，上述循環(huán)流化反應系統(tǒng)由反應器、提升管或循環(huán)管、氣固分離器、再生器、降料管或循環(huán)管、催化劑循環(huán)速度控制器、連續(xù)或間歇供料裝置、連續(xù)或間歇卸料裝置的全部或部分組合而成。

進一步，上述催化劑在流化介質(zhì)下的溫度為450-750℃。

進一步，上述循環(huán)流化反應系統(tǒng)的反應器內(nèi)適宜流化介質(zhì)為CH₄、CH₄/惰性氣體、CH₄/弱氧化性氣體、CH₄/H₂中的一種或幾種組合；所述反應器內(nèi)適宜流化線速度為1-8cm/s。

進一步，上述循環(huán)流化反應系統(tǒng)的再生器內(nèi)適宜流化介質(zhì)為H₂、H₂/CH₄、H₂/CO₂中的一種或幾種組合；再生器內(nèi)適宜流化線速度為0.5-6cm/s。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明的甲烷制芳烴催化劑在循環(huán)流化反應系統(tǒng)中的活化方法解決了甲烷制芳烴循環(huán)流化反應起始活性催化劑的來源問題，避免了循環(huán)反應系統(tǒng)外單獨活化催化劑時，在催化劑儲存、裝填、輸送等過程中造成催化劑活性損失，以便最大限度發(fā)掘甲烷制芳烴催化劑的反應性能，同時，也有利于中試及工業(yè)裝置節(jié)省場地、減少設備投資。

附圖說明

圖1為適用于本發(fā)明方法的其中一種循環(huán)流化反應系統(tǒng)連接框圖。

其中：1為反應器；2為氣固分離器；3為再生器；4為催化劑循環(huán)速度控制器；5為連續(xù)或間歇供料裝置；6為連續(xù)或間歇卸料裝置。

具體實施方式

本發(fā)明的甲烷制芳烴催化劑在循環(huán)流化反應系統(tǒng)中的活化方法是使新鮮催化劑在適宜溫度、適宜流化介質(zhì)及適宜流化線速度下，于循環(huán)流化反應系統(tǒng)中依次經(jīng)歷“部分活化-部分表面除碳再生-部分活化”的循環(huán)過程，實現(xiàn)在循環(huán)流化反應系統(tǒng)中對催化劑進行活化處理。所述催化劑在流化介質(zhì)下的溫度為450-750℃。

所述循環(huán)流化反應系統(tǒng)由反應器（或反應區(qū)）、提升管（或循環(huán)管）、氣固分離器、再生器（或再生區(qū)）、降料管（或循環(huán)管）、催化劑循環(huán)速度控制器、連續(xù)或間歇供料裝置、連續(xù)或間歇卸料裝置等的全部或部分組合而成。如圖1是適用于本發(fā)明方法的其中一種循環(huán)流化反應系統(tǒng)連接框圖：反應器1連接連續(xù)或間歇卸料裝置6、催化劑循環(huán)速度控制器4和氣固分離器2；再生器3與連續(xù)或間歇供料裝置5連接，氣固分離器2連接在再生器3與連續(xù)或間歇供料裝置5之間的管路上，催化劑循環(huán)速度控制器4連接到再生器3上。