[發明專利]一種甲醇制烯烴的方法和裝置

有效

• 申請號: 201910020682.5
• 申請日: 2019-01-09
• 公開（公告）號: CN111423302B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發明（設計）人: 朱偉平;李飛;薛云鵬;郭磊;郭智慧;張默之;孫琦;繆平
• 申請（專利權）人: 國家能源投資集團有限責任公司;北京低碳清潔能源研究院
• 主分類號: C07C11/04
• 分類號: C07C11/04;C07C11/06;C07C1/20
• 代理公司: 北京信諾創成知識產權代理有限公司 11728
• 代理人: 胡婷婷;陳悅軍

本發明涉及甲醇制低碳烯烴(MTO)領域，公開了一種甲醇制烯烴的方法和裝置。所述方法包括如下步驟：1)將含有甲醇的原料與甲醇制烯烴催化劑進行接觸反應，得到第一物流和失活的甲醇制烯烴催化劑；2)將所述失活的甲醇制烯烴催化劑進行完全再生，得到完全再生催化劑；3)將所述完全再生催化劑與C4和/或C5+的烴類物流進行接觸反應，得到預積炭催化劑和第二物流；4)將所述預積炭催化劑循環至步驟1)作為甲醇制烯烴催化劑與含有甲醇的原料進行接觸反應。本發明提供的方法和裝置應用于甲醇制低碳烯烴反應時，具有甲醇單耗低、低碳烯烴收率高、合理應用副產物等特點。

技術領域

本發明涉及甲醇制低碳烯烴(MTO)領域，具體地，涉及一種甲醇制烯烴的方法和裝置。

背景技術

低碳烯烴(乙烯、丙烯)作為石油化學工業最重要的基礎原料，其工業生產主要依賴于石油路線，低碳烯烴制備路線的多元化一直是尋求的方向。隨著石油資源的持續短缺以及可持續發展戰略的要求，世界上許多國家的石油公司都致力開發非石油合成低碳烯烴的技術路線。以煤、天然氣等為原料經由甲醇合成低碳烯烴(MTO)技術尤其受到重視，是目前技術經濟上具有較強競爭力的合成路線。當前甲醇制烯烴代表技術主要有環球石油公司和海德魯公司共同開發的UOP/Hydro?MTO技術，中國科學院大連化學物理研究所自主開發的DMTO技術(DMTO-I和DMTO-Ⅱ)、中國石化自主開發的SMTO技術和神華集團自主開發的SHMTO技術。

當前的MTO技術中，烴類產物中乙烯和丙烯的質量總和可以達到80％左右，混合C4約為13％，其組分以1-丁烯和2-丁烯為主(占90％)，其余組分是丁烷、異丁烯、丁二烯和丁炔等，而丙烷為2％～3％，混合C5為約2％，C6+在1％左右。每生成1t乙烯約產生0.34t的C4～C5+烴類，這導致甲醇單耗較大。當前MTO技術甲醇單耗都大于3(甲醇單耗是指生產每噸目標低碳烯烴(乙烯+丙烯)所消耗的甲醇量)，這也使得甲醇制烯烴技術經濟性受到挑戰。因此，降低甲醇單耗、如何利用這些副產物使之更多、更有效地轉化為目標產品——乙烯和丙烯，是目前甲醇制烯烴研究的主要方向。

CN103804110A公開了一種有機含氧化合物制低碳烯烴與C5+烴催化裂解耦合工藝，即在有機含氧化合物制低碳烯烴的反應器中，經催化劑作用將有機含氧化合物轉變為低碳烯烴，同時失活催化劑進入再生器中被加熱氧化除碳，成為再生催化劑，并經再生催化劑輸送管道重新回到反應器中，其中，向再生催化劑輸送管道中通入C5+烴，并在催化劑催化作用下，使其催化裂解為低碳烯烴，所產生的低碳烯烴與再生催化劑一起經再生催化劑輸送管道進入反應器中。但在現今MTO技術的烴類產物中C5烴約2％，C6+烴在1％左右，因此，在發明僅僅利用了3％左右副產物，副產物利用率較低，而且僅在再生催化劑輸送管道中通入C5+烴，烯烴收率提高有限，同時生成的產物會部分伴隨催化劑進入反應器，與原料甲醇發生競爭反應，降低烯烴收率。

CN101402538A公開了一種提高低碳烯烴收率的方法，該方法是采用在甲醇轉化為低碳烯烴的第一反應區上部設置一個第二反應區，且該第二反應區直徑大于第一反應區，以增加第一反應區出口的產品氣在第二反應區內的停留時間，使得未反應的甲醇、生成的二甲醚和C4+烴繼續反應，達到提高低碳烯烴收率的目的，該方法還包括第二反應區的進料可以是經過分離的C4+烴。該方法雖然可以在一定程度上提高低碳烯烴的收率，但是由于第一反應區出來的催化劑已經帶有較多的積炭，而C4+烴裂解需要較高的催化劑活性，因此該方法中第二反應區內的C4+烴轉化效果仍然偏低。