[發明專利]提高甲醇至輕烯烴轉化過程安全性的方法和反再裝置

在審

• 申請號: 202010193705.5
• 申請日: 2020-03-19
• 公開（公告）號: CN113493366A
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發明（設計）人: 齊國禎;曹靜;李曉紅;俞志楠
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類號: C07C1/20
• 分類號: C07C1/20;C07C11/04;C07C11/06
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本發明涉及一種提高甲醇至輕烯烴轉化過程安全性的方法和反再裝置。所述方法包括：當發生下述情況時：1)產品物流中二甲醚含量大于2重量％；和/或，2)所述流化床反應器內任一點的溫度大于500℃；和/或，3)待生管線和/或再生管線上的截流裝置前后的壓力之差小于15KPa；向所述流化床反應器中引入高溫惰性物流。所述方法可用于輕烯烴的工業生產中。

技術領域

本發明涉及一種提高甲醇至輕烯烴轉化過程安全性的方法和反再裝置。

背景技術

乙烯和丙烯(即輕烯烴)，是兩種重要的基礎化工原料，其需求量在不斷增加。含氧化合物轉化制烯烴(OTO)的工藝，特別是由甲醇轉化制烯烴(MTO)的工藝已經成為烯烴生產的新興領域中具有重大經濟利益的主題。

OTO和MTO方法通常使用分子篩催化劑，特別是硅鋁磷酸鹽(SAPO)分子篩催化劑。文獻US4499327對磷酸硅鋁分子篩催化劑應用于甲醇轉化制烯烴工藝進行了詳細研究，認為SAPO-34是MTO工藝的首選催化劑。SAPO-34催化劑具有很高的低碳烯烴選擇性，而且活性也較高，可使甲醇轉化為低碳烯烴的反應時間達到小于10秒的程度，更甚至達到提升管的反應時間范圍內。文獻CN102317238B公開了一種將包括含氧化合物的原料轉化成包括輕質烯烴的產物的方法。具體來說，在反應設備中用硅鋁磷酸鹽催化劑將含氧化合物原料轉化成包括輕質烯烴的產物。

文獻CN100443452C公布了由含有含氧物的原料制備烯烴產品的方法，該方法包括：a)在有效地將原料轉化成烯烴產物流和提供未再生催化劑顆粒的條件下，使在反應區內的原料與催化劑顆粒接觸，所述催化劑顆粒包括含有酸性位的分子篩，且平均焦炭負載量為1-10個碳原子/個所述分子篩的酸性位；b)從所述反應區中取出一部分所述催化劑顆粒，和在再生區內，在有效地獲得再生催化劑顆粒的條件下，使所述部分與再生介質接觸，其中所述再生催化劑顆粒的平均焦炭負載量不大于10個碳原子/個所述分子篩的酸性位；和c)將所述再生催化劑顆粒引入到所述反應區內，提供未再生催化劑顆粒和再生催化劑顆粒的催化劑混合物，其含量足以在所述催化劑混合物上提供含量范圍為1-10個碳原子/個所述分子篩的酸性位的平均焦炭負載量。

文獻CN101052461B公開了向反應系統和在反應系統內轉移催化劑顆粒的方法。該轉移方法提供了向反應系統和在反應器內轉移催化劑，從而防止由于與水分子接觸而能夠發生的催化活性損失的適當手段。

然而，隨著市場上對乙烯、丙烯需求量的不斷增加，對低碳烯烴生產技術提出了更高的要求。

發明內容

本發明的發明人發現，甲醇轉化為低碳烯烴的過程，反應速度很快，屬于秒級反應；但同時，積碳速度也很快。當反應器內催化劑失活嚴重時，甲醇轉化率、低碳烯烴選擇性快速降低，放熱量也大幅降低，從而導致反應器溫度迅速降低、積炭量迅速升高，如果不及時處理會導致停車。本發明的發明人通過研究發現，產品氣中二甲醚的含量與催化劑活性密切相關。通過監測產品氣中二甲醚的含量，可以快速反映MTO反應過程。當二甲醚含量超過設定值后，通過向反應器內注入高溫惰性物流，可以快速解決前述問題，消除安全隱患。

本發明的發明人還發現，反應器內的溫度能夠反映反應器內的轉化狀態。

本發明的發明人還發現，MTO反再系統中，反應器與再生器之間的催化劑循環管路的“推動力”將直接影響兩器之間的催化劑循環。如果“推動力”不足，因為反應器側為甲醇和烯烴環境、再生器側為空氣環境，從而會有兩器互相串氣的安全風險。本發明的發明人通過研究發現，催化劑循環管路上(例如待生管路和再生管路)截流裝置前后的壓差，可以快速地反映“推動力”的情況。當壓差低于設定值后，通過向反應器內注入高溫惰性物流，可以快速解決前述問題，消除安全隱患。

本發明基于這些發現而完成。

具體而言，本發明涉及以下方面的內容：