[發(fā)明專利]一種一步法甲醇制丙烯的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410766339.2
• 申請日: 2014-12-15
• 公開（公告）號: CN104649860B
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發(fā)明（設計）人: 郭金寶;張瑞馳;張芳;張瑞寶;苗鵬杰;李順利;丁艷明;牛艷衛(wèi)
• 申請（專利權）人: 北京惠爾三吉綠色化學科技有限公司
• 主分類號: C07C1/20
• 分類號: C07C1/20;C07C11/06
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本發(fā)明涉及一種一步法甲醇制丙烯的方法，主要解決固定床甲醇制丙烯反應器結構復雜、反應溫度不易控制，丙烯收率低、副產(chǎn)品多的問題。本發(fā)明通過采用固定床反應器催化劑分段裝填，每段裝填不同種類或不同活性的催化劑，在反應溫度280～550℃、反應壓力0.01～0.5MPa、空速0.3～3.0h?1，甲醇一步法制丙烯，使丙烯的選擇性達到50％以上。

技術領域

本發(fā)明涉及一種利用甲醇制丙烯的工藝方法，特別是固定床反應器中，甲醇一步法在不同種類和不同活性催化劑上轉(zhuǎn)化制烯烴的方法。

背景技術

丙烯和乙烯一樣是石油化工最重要的基礎原料，丙烯最大用途是生產(chǎn)聚丙烯(約占53％)，其次是丙烯腈、環(huán)氧丙焼、異丙苯和丁辛醇等。丙烯主要來源是乙烯裂解裝置和煉油廠催化裂化裝置，這兩種方式的實質(zhì)都是從石油制取丙烯。隨著我國國民經(jīng)濟的持續(xù)、快速發(fā)展，我國對丙烯及其下游產(chǎn)品的需求呈大幅度上升趨勢，丙烯短缺的問題日益突出。

我國石油資源比較貧乏，人均石油資源量只有世界人均水平的1/15。與石油相比我國更擁有豐富的煤炭資源和頁巖氣資源，我國是世界最大的煤炭生產(chǎn)國和消費國，并且我國的天然氣、頁巖氣也很豐富。利用豐富的煤、天然氣和頁巖氣等資源，通過甲醇途徑制丙烯，是丙烯生產(chǎn)的另一個增長點。

很多公司和企業(yè)致力于甲醇制丙烯的研究，最具代表性的是Lurgi公司MTP工藝。上世紀90年代末Lurgi公司成功開發(fā)了這一工藝并已實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。我國大唐國際發(fā)電有限公司和神華寧夏煤業(yè)集團于2006年先后引進Lurgi技術，建成世界上最大的兩套煤制丙烯裝置。

Lurgi公司的MTP工藝采用固定床反應器和南方化學公司提供的專用ZSM-5催化劑。具體反應過程為：原料甲醇進入固定床二甲醚預反應器，甲醇轉(zhuǎn)化為二甲醚和水；二甲醚、水、未反應的甲醇、回煉的C2、C3、C4、C5等反應物流繼續(xù)預熱后，進入多段床層的MTP反應器。最后，反應混合物冷凝并分離氣體產(chǎn)物。氣體產(chǎn)物經(jīng)壓縮、移出水、C02和二甲醚后，進一步精制分離出產(chǎn)品丙烯、汽油組分和燃料氣。分離出的含烯輕物流返回至MTP反應器，以增加丙烯產(chǎn)量。MTP工藝可把甲醇原料中70％的碳轉(zhuǎn)化為丙烯，副產(chǎn)品是燃料氣、液化氣、汽油和水。

甲醇制丙烯的方法，反應器有流化床、移動床和固定床，其中固定床的技術最多。CN103030505A采用多段固定床反應器，各催化劑床層段間設置激冷物料分布器和內(nèi)取熱器，激冷物流通過激冷物料分布器進入各催化劑床層段間，以達到穩(wěn)定控制反應溫度，從而控制丙烯產(chǎn)率的穩(wěn)定性。CN103980082A公開了一種甲醇制丙烯的方法，包括利用第一反應器和第二反應器進行甲醇制丙烯反應；第一反應器用于甲醇合成二甲醚反應，以得到第一產(chǎn)物流；第二反應器用于第一產(chǎn)物流制丙烯反應，以得到第二產(chǎn)物；并且在第二反應器內(nèi)沿縱向設有多個催化劑床層，催化劑床層上填裝有第一催化劑和第二催化劑；第二產(chǎn)物經(jīng)分離得到包含C₂、C₄、C₅和C₆組分的循環(huán)烴產(chǎn)物流，將所述循環(huán)烴產(chǎn)物流重新送至所述第二反應器的各催化劑床層。該發(fā)明的方法可以避免反應過程中目標產(chǎn)物(烯烴)在酸性較強的催化劑床層中發(fā)生氫轉(zhuǎn)移生成烷烴和大分子芳烴；同時，利用吸熱的烴類裂解來吸收反應過程 中所釋放的大量反應熱，進一步有利于提高低碳烯烴產(chǎn)量。

現(xiàn)有的固定床甲醇制丙烯方法，主要是兩步法，甲醇在預反應器中變成二甲醚，然后二甲醚加熱升溫，進入主反應器中，轉(zhuǎn)化成生產(chǎn)丙烯、乙烯等產(chǎn)品。為了達到高的甲醇轉(zhuǎn)化率，進入主反應器的溫度較高，由于反應是強放熱的，放出的熱量使床層溫度更高，為降低溫度，采用急冷物料從側線注入；由于急冷物料含有甲醇和二甲醚，這些原料接觸催化劑的時間短，造成轉(zhuǎn)化不完全。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術問題是現(xiàn)有固定床反應器工藝中存在反應器結構復雜，反應溫度不易控制，甲醇轉(zhuǎn)化不完全、丙烯收率不高、副產(chǎn)品多的問題。本發(fā)明提供一種新的一步法甲醇制丙烯的方法，該方法用于甲醇制丙烯的過程中，具有反應器結構簡單，反應單程周期長，丙烯收率高、反應能耗低等優(yōu)點。