[發明專利]一種積碳催化劑再生并聯產二氧化碳的方法

有效

• 申請號: 201811036753.2
• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN110878002B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 趙銀峰;葉茂;徐星;劉中民
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: C07C1/24
• 分類號: C07C1/24;C07C1/20;C01B32/50;B01J38/14;B01J38/06;B01J38/02;B01J29/90;C07C11/04;C07C11/06;C07C11/08
• 代理公司: 北京元周律知識產權代理有限公司 11540
• 代理人: 潘欣欣

一種積碳催化劑再生并聯產二氧化碳的方法，其特征在于，將所述積碳催化劑與含有氧氣、水蒸氣和二氧化碳的再生氣接觸，在催化劑再生過程中聯產二氧化碳。本申請能產生的有益效果包括：本發明的再生方法中通過使用水蒸氣作為再生氣的組分可以起到吸收反應熱量防止反應器飛溫的作用；煙氣處理方法簡便；解決了甲醇制烯烴再生過程一氧化碳排放問題；本發明的富集方法通過分離能夠得到高純度二氧化碳，有利于二氧化碳的封存和利用。

技術領域

本申請涉及一種積碳催化劑再生并聯產二氧化碳的方法，屬于化工催化劑領域。

背景技術

乙烯和丙烯是重要的基礎化工原料，需求量逐年增加。傳統工藝中，乙烯和丙烯主要來源于石油化工。而石油資源的日益枯竭和價格波動劇烈，使得生產乙烯和丙烯的新技術得到了大力開發。其中以煤為源頭經甲醇制取低碳烯烴的技術取得了重大突破，取得了非常好的經濟效益和社會效益。工業上甲醇制烯烴采用包含反應器和再生器的循環流化床工藝，反應器內失活催化劑可以在再生器中迅速再生，保持催化劑的高活性。目前再生器中主要通過空氣、氮氣與空氣、水蒸氣與空氣混合氣等作為再生氣體，對積碳催化劑進行再生。再生過程中積碳以二氧化碳的形式排放到大氣中。二氧化碳作為主要的溫室氣體，其捕集、封裝、利用受到了廣泛的關注。以空氣為再生氣體時，煙氣中的氮氣濃度較高，而二氧化碳濃度較低，很難對二氧化碳進行捕集。

發明內容

本申請提供了一種積碳催化劑再生并聯產二氧化碳的方法，在催化劑再生過程中聯產二氧化碳，為碳的循環利用提供了新的方案。

本申請采用的技術方案如下：將所述積碳催化劑與含有氧氣、水蒸氣和二氧化碳的再生氣接觸，在催化劑再生過程中聯產二氧化碳。

本申請中催化劑循環量、再生器催化劑藏量、催化劑再生前后積碳量不受限制，技術人員根據工藝要求進行調整，既可以消除催化劑積碳，又可以控制煙氣組分中氧氣、一氧化碳和二氧化碳的濃度，煙氣經過進一步燃燒處理，將一氧化碳轉化為二氧化碳，得到高濃度二氧化碳混合氣。同時水蒸氣和二氧化碳與積碳之間反應會吸收一部分熱量，有利于防止再生器“飛溫”。

優選地，本發明提供的方法包括一種甲醇和/或二甲醚制低碳烯烴并聯產二氧化碳的方法，包括以下步驟：

a)將含有甲醇和/或二甲醚的原料氣在反應器中與催化劑接觸，得到含有低碳烯烴的物料I和積碳催化劑；分離所述物料I得到產物低碳烯烴；

b)將所述積碳催化劑輸送至再生器，與含有氧氣、水蒸氣和二氧化碳的再生氣接觸，得到物料II；對所述物料II進行燃燒處理得到產物CO₂；

所述物料II中，二氧化碳的體積百分含量≥90。

優選地，所述再生氣中，氧氣含量為所需氧氣量V的1.2～1.5倍，所述所需氧氣量V由下式計算：

其中，

V為所需氧氣量，是積炭轉化為二氧化碳和水所消耗的氧氣量，單位為立方米/小時；

W為催化劑的循環量，單位為噸/小時；

C為消除炭差量百分含量，即催化劑再生前積碳量與再生后積碳量之差；

R為所述積碳催化劑上積炭的碳氫比。

所述碳氫比通過積碳燃燒后色譜分析取得的氣相產物中一氧化碳、二氧化碳和水的含量計算得到，由下式計算：

C_CO為再生煙氣中一氧化碳的質量濃度；

C_CO2為再生煙氣中二氧化碳的質量濃度；

C_H2O為再生煙氣中水的質量濃度；