[發明專利]一種催化轉化反應方法和反應器

有效

• 申請號: 201710063754.5
• 申請日: 2017-02-03
• 公開（公告）號: CN108212029B
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 石寶珍
• 申請（專利權）人: 青島京潤石化設計研究院有限公司
• 主分類號: B01J8/32
• 分類號: B01J8/32;B01J8/38;C07C1/20;C07C11/04;C07C11/06;C07C15/00;C10G3/00
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本發明涉及甲醇流化床催化轉化加工技術領域，具體涉及一種催化轉化反應方法和反應器。提供的催化轉化反應方法，反應原料催化轉化反應過程在催化轉化反應器的下層反應器（1）和上層反應器（2）內并行完成，完成反應后的下層反應器反應產品氣和上層反應器反應產品氣分別用設在氣固分離區（3）各自獨立的旋風分離器分離出催化劑后流出催化轉化反應器，或者在共用的旋風分離器內分離出催化劑后，流出催化轉化反應器。本發明采用并聯上下雙層重疊布置的方式，可以在不增加催化轉化反應器直徑的前提下大幅度提高裝置加工量；在下層反應器和上層反應器氣固分離獨立設置時，能夠完成兩套催化轉化反應器的功能，節省投資。

技術領域

本發明涉及甲醇流化床催化轉化加工技術領域，具體涉及一種催化轉化反應方法和反應器，尤其適用于流化床甲醇制烯烴和芳烴。

背景技術

甲醇催化轉化制取烯烴或芳烴是煤化工的重要工藝技術，得到了各國的高度重視。很多甲醇制取烯烴或芳烴反應采用氣固流化床或循環流化床反應方法。

目前流化床甲醇制烴類產品技術，如DMTO，SMTO，FMTP，FMTA，使用的催化劑為微球型，平均直徑約50～70微米。已有甲醇制烯烴或芳烴技術反應過程使用的有流化床和循環流化床兩類。循環流化床借鑒了FCC技術的燒焦罐再生技術。由于甲醇反應生焦遠低于FCC，反應器和再生器間的催化劑循環量很低，劑醇比只有對應FCC劑油比的二十分之一到三十分之一。使用循環流化床時，為了使反應器內達到反應需要的催化劑密度和藏量或空速，只能使催化劑在反應器自身重復循環，且循環量遠遠大于反應器和再生器間本來的循環量，必然增加催化劑的破碎和操作能耗。

已有流化床反應甲醇催化轉化技術的優點是氣體和催化劑流動速度低；反應過程自身催化劑僅僅是流化床狀態，除氣體稀項攜帶的少量催化劑外，反應器內不發生催化劑的循環。流化床反應過程催化劑的破碎遠少于循環流化床。流化床形式的反應是比較理想的反應狀態。

甲醇轉化反應溫度500℃左右，反應壓力也比較低，隨著甲醇加工量的增加，流化床的直徑比較大。如180萬噸/年甲醇進料的DMTO流化床反應器直徑達到12米。由于甲醇轉化反應僅需要2秒左右的反應時間，理想的流化床催化劑床層高度僅有2米左右，反應器內催化劑流化床區的高徑比已經很低。為保持良好的催化劑流化和反應均勻，對甲醇進料和循環催化劑的分配要求較高。受流態化和反應均勻性要求的限制，采用流化床反應器時反應器的設計甲醇加工量難以進一步提高。實際應用中單套裝置能力按180萬噸/年設計，需要更大規模時，采用多套建設。

在基本不增加反應器直徑、不影響催化劑流化狀態、不改變反應條件的前提下，開發提高甲醇加工能力的技術可以明顯降低對應單位原料的投資和操作能耗，很有意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種能明顯提高甲醇處理量的催化轉化反應方法，采用并聯上下雙層重疊布置的方式，可以在不增加催化轉化反應器直徑的前提下大幅度提高裝置加工量；在下層反應器和上層反應器氣固分離獨立設置時，能夠完成兩套催化轉化反應器的功能，節省投資。本發明同時提供了一種催化轉化反應器。

本發明采用下述技術方案：

一種催化轉化反應方法，用于甲醇催化轉化制取烴類產品，反應原料催化轉化反應過程在催化轉化反應器的下層反應器和上層反應器內并行完成，反應原料分別經過原料分布器進入下層反應器和上層反應器底部的反應區，即經下層原料分布器進入下層反應區，經上層原料分布器進入上層反應區，完成反應后的下層反應器反應產品氣和上層反應器反應產品氣進入催化轉化反應器上方的氣固分離區，分離出催化劑后流出催化轉化反應器；

上述下層反應區和上層反應區上方均設置有相應的反應器稀相空間，反應產品氣離開下層反應區和上層反應區后先進入相應的反應器稀相空間，再進入氣固分離區；所述氣固分離區設置重力稀相沉降區、旋風分離區；