[發明專利]用來進行氣-固流化床反應的方法

有效

• 申請號: 201410837986.8
• 申請日: 2014-12-24
• 公開（公告）號: CN105771818A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 謝苗苗;唐登銀;葉厚盈;羅艷寧
• 申請（專利權）人: 上海碧科清潔能源技術有限公司
• 主分類號: B01J8/24
• 分類號: B01J8/24;C07C11/02;C07C1/20
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 江磊

一種進行氣?固循環流化床反應的方法，該方法包括：(1)在流化床反應器中，氣態原料與固態的催化劑相接觸的條件下進行放熱反應，生成包含氣態產物和固態催化劑的混合產物；(2)在反應器上部進行氣?固分離，一部分積碳催化劑送至催化劑再生器；(3)在催化劑再生器中，積炭的固態催化劑與再生空氣接觸發生燒炭反應，催化劑活性得以恢復并生成煙氣；(4)再生催化劑輸送管送至流化床反應器；(5)用于輸送和汽提的蒸汽的溫度與再生催化劑汽提段中的固體催化劑的溫度之差的絕對值為0～100℃；用于輸送的輸送空氣的溫度與待生催化劑汽提段中的固體催化劑的溫度之差的絕對值為0～100℃。本發明的方法有效地減少了由于熱脹冷縮導致的催化劑粉化破損。

技術領域

本發明涉及流化床反應工藝領域，更具體來說，本發明涉及用于對氣-固循環流化床反應的整體溫度進行調控的方法。

背景技術

氣固循環流化床反應器是一種利用氣體通過顆粒狀固體層而使固體顆粒處于懸浮運動狀態，并進行氣固相反應過程的反應器。在進行上述氣-固相流化床反應之后，將產生的產物以氣相形式送至后續處理單元。與此同時，固體顆粒狀的催化劑在反應過程中會發生積炭，因此需要將催化劑連續輸送到再生器，通過高溫燒碳再生之后，再將再生催化劑送回流化床反應器中。與固定床反應器相比，流化床反應器的優點是：①可以實現固體物料的連續輸入和輸出；②流體和顆粒的運動使床層具有良好的傳熱性能，床層內部溫度均勻，而且易于控制，特別適用于強放熱反應；③便于進行催化劑的連續再生和循環操作，適于催化劑失活或積炭速率高需連續再生的過程。

因此，循環流化床在煉油和化工領域應用及其廣泛，尤其是對于反應放熱量較大且催化劑需連續再生的生產工藝領域，如煉油催化裂化(FCC)、甲醇制烯烴(MTO)、甲醇制芳烴(MTA)、烷烴脫氫制烯烴以及流化催化加氫等。

然而，由于流態化技術的固有特性以及流化過程影響因素的多樣性，對于反應器來說，流化床又存在很明顯的局限性。缺點之一在于催化劑在流化過程中的劇烈撞擊和摩擦，催化劑粉化破碎，氣體會帶出一部分旋風分離器無法回收的細催化劑顆粒，造成催化劑流失。同時催化劑在反應器和再生器之間循環，需要經過汽提和輸送過程，但目前普遍使用50～150℃的低溫氣體進行汽提、輸送以及吹掃松動，而高溫的催化劑和低溫的氣體接觸勢必造成其頻繁地熱脹冷縮而導致催化劑加速磨損粉化。以目前工業上的一套年產150～180萬噸/年的MTO裝置為例，每年催化劑由于磨損粉化其損耗量約600噸，催化劑價格約200,000元/噸，每年催化劑因磨損而造成的經濟損失為120,000,000元。同時催化劑進入后續分離單元也增加了分離成本和固廢處理成本。

針對流化床及其催化劑的特點，充分利用其優點，同時尋求減少催化劑磨損的方法，提高催化劑壽命和利用率，對于流化床反應器的設計與優化具有重要意義。

發明內容

為了解決以上所述的技術問題，本發明提供了一種用來進行氣-固循環流化床反應的方法，旨在減緩催化劑的磨損。該方法使用氣-固循環流化床反應系統，該系統包括：

流化床反應器、催化劑再生器、催化劑循環管道、蒸汽溫控系統和輸送空氣溫控系統；

所述流化床反應器包括再生催化劑入口、原料甲醇入口、旋風分離器、氣態產物出口、待生催化劑汽提段；

所述催化劑再生器包括待生催化劑入口、再生空氣入口、旋風分離器、煙氣出口、再生催化劑汽提段；

所述催化劑循環管道包括待生催化劑輸送管和再生催化劑輸送管；

所述流化床反應器的再生催化劑入口通過再生催化劑輸送管與再生催化劑汽提段相連，所述催化劑再生器的待生催化劑入口通過待生催化劑輸送管與待生催化劑汽提段相連；

所述蒸汽溫控系統包括蒸汽加熱器、汽提蒸汽管、輸送蒸汽管，根據再生催化劑汽提段溫度控制蒸汽加熱器出口溫度，汽提蒸汽管與再生催化劑汽提段和待生催化劑汽提段相連，輸送蒸汽管與再生催化劑輸送管相連；