[發(fā)明專利]帶催化劑混合器的甲醇制烯烴裝置及反應(yīng)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410539939.5
• 申請(qǐng)日: 2014-10-14
• 公開（公告）號(hào): CN105561895A
• 公開（公告）日: 2016-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐俊;顧松園;鐘思青;齊國(guó)禎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類號(hào): B01J8/24
• 分類號(hào): B01J8/24;C07C1/20;C07C11/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種帶催化劑混合器的甲醇制烯烴裝置及反應(yīng)方法，主要解決進(jìn)口區(qū)再生催化劑、換熱催化劑與調(diào)碳催化劑混合不均勻，氣體原料與催化劑顆粒接觸不充分，低碳烯烴收率較低的問題。本發(fā)明通過一種帶催化劑混合器的甲醇制烯烴裝置及反應(yīng)方法，再生催化劑、換熱催化劑與調(diào)碳待生催化劑共同進(jìn)入內(nèi)部為鼓泡流化床的催化劑混合器中后，由進(jìn)料噴嘴的高速氣體原料卷吸夾帶進(jìn)入流化床反應(yīng)器中，反應(yīng)生成烯烴產(chǎn)物，同時(shí)形成待生的積炭催化劑，待生催化劑分別作為調(diào)碳催化劑、經(jīng)外換熱器換熱的換熱催化劑以及經(jīng)過再生的再生催化劑返回催化劑混合器的技術(shù)方案，較好的解決了上述技術(shù)問題，可應(yīng)用于甲醇制烯烴工業(yè)生產(chǎn)中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于甲醇制烯烴工藝的帶催化劑混合器的甲醇制烯烴裝置及反應(yīng)方法。

背景技術(shù)

乙烯與丙烯作為現(xiàn)代石油化工領(lǐng)域最為關(guān)鍵的兩大基礎(chǔ)原料，為工農(nóng)業(yè)、交通、國(guó)防等領(lǐng)域提供著化工原料。乙烯的大量下游產(chǎn)品主要有聚乙烯、苯乙烯、醋酸乙烯、環(huán)氧乙烷、乙二醇等。乙烯產(chǎn)量的大小是衡量石化工業(yè)乃至國(guó)民經(jīng)濟(jì)的標(biāo)志。丙烯主要用于生產(chǎn)聚丙烯、丙烯腈、環(huán)氧丙烷、異丙醇等。目前世界上近67%的丙烯來自于蒸汽裂解生產(chǎn)乙烯的副產(chǎn)品，約30%的產(chǎn)品來自于催化裂化煉油工藝中生產(chǎn)汽、柴油的副產(chǎn)品，還有少量丙烯產(chǎn)品來自于丙烷脫氫與乙烯-丁烯易位反應(yīng)。

而近些年來，乙烯與丙烯的需求持續(xù)走高，而石油資源日趨匱乏的情況下，非石油資源生產(chǎn)乙烯、丙烯的煤化工技術(shù)，能夠極大緩解我國(guó)石油供應(yīng)緊張的局面，促進(jìn)我國(guó)重化工的跨越式發(fā)展和原料路線的結(jié)構(gòu)性調(diào)整，具有重要的戰(zhàn)略意義以及社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。

當(dāng)前，甲醇制烯烴工藝無論從技術(shù)還是從經(jīng)濟(jì)上都具備了工業(yè)化應(yīng)用的基礎(chǔ)與條件，目前甲醇制烯烴工藝流程與催化裂化裝置相似，采用的是連續(xù)反應(yīng)-再生方式。對(duì)甲醇制烯烴工藝的工程技術(shù)特點(diǎn)的分析研究表明，甲醇制烯烴工藝所用的SAPO催化劑不同于催化裂化的分子篩催化劑，有著其獨(dú)特的對(duì)工程技術(shù)的要求。具體表現(xiàn)在反應(yīng)原料的狀態(tài)、進(jìn)料分布方式、催化劑流化、催化劑循環(huán)、劑醇比、反應(yīng)溫度、生焦率等。

對(duì)于快速反應(yīng)系統(tǒng)，下行床反應(yīng)器在石油化工、煤化工及生物質(zhì)加工等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。這種氣固順重力場(chǎng)并流向下的流動(dòng)特性中，氣固軸向返混較低，顆粒濃度的徑向分布較為均勻，且強(qiáng)化了氣固接觸。

文獻(xiàn)CN1390916A公布了一種利用下行床反應(yīng)器進(jìn)行烴類催化熱裂解的方法，應(yīng)用在石油產(chǎn)品分餾裂解技術(shù)中。它以下行床為反應(yīng)器，使原料油在高溫與催化劑作用下進(jìn)行催化裂解反應(yīng)，生成烯烴產(chǎn)物。該方法中的下行床反應(yīng)器能夠?qū)崿F(xiàn)氣固的超短接觸反應(yīng)，具有均勻的氣固徑向流動(dòng)結(jié)構(gòu)，可以提高輕烯烴收益，有效抑制甲烷與焦炭等副產(chǎn)物的抑制。

文獻(xiàn)US166282中公布了一種氧化物轉(zhuǎn)化為低碳烯烴的方法與反應(yīng)器，采用的是快速流化床反應(yīng)器，氣體在氣速較低的反應(yīng)區(qū)反應(yīng)完成后，上升到內(nèi)徑急劇變小的快分區(qū)后，采用粗旋進(jìn)行初步分離出夾帶催化劑。由于產(chǎn)物氣與催化劑分離快速，有效防止了二次反應(yīng)的發(fā)生。

文獻(xiàn)CN103120918A公布了一種含氧化合物轉(zhuǎn)化制低碳烯烴的反應(yīng)裝置。裝置中設(shè)有兩個(gè)反應(yīng)區(qū)，第一反應(yīng)區(qū)以積炭催化劑用于甲醇轉(zhuǎn)化制低碳烯烴，第二反應(yīng)區(qū)為倒“U”型復(fù)合反應(yīng)區(qū)，耦合提升管與下行床的結(jié)構(gòu)，保證足夠的反應(yīng)時(shí)間，最大化地轉(zhuǎn)化碳四烯烴為低碳烯烴。該發(fā)明方法有效提高了產(chǎn)物低碳烯烴的收率。

根據(jù)甲醇制烯烴的工藝中的反應(yīng)過程的傳統(tǒng)流程中，通常可以將整個(gè)流化床反應(yīng)器分為進(jìn)口區(qū)、反應(yīng)區(qū)、上行區(qū)與出口快速分離區(qū)四個(gè)部分。傳統(tǒng)進(jìn)口區(qū)是由再生催化劑、換熱催化劑與調(diào)碳催化劑這三股不同狀況的催化劑顆粒直接進(jìn)入反應(yīng)區(qū)中，催化原料氣體進(jìn)行反應(yīng)。這三股催化劑的混合效果直接關(guān)系到烯烴選擇性。進(jìn)口區(qū)的氣固流動(dòng)、氣體與催化劑顆粒的混合效果與進(jìn)口區(qū)的反應(yīng)行為對(duì)整個(gè)反應(yīng)器的效果產(chǎn)生顯著的影響。上述文獻(xiàn)沒有針對(duì)進(jìn)口區(qū)的顆粒混合以及進(jìn)入反應(yīng)區(qū)后氣體與催化劑顆粒的接觸效率的問題提出解決思路。