[发明专利]生产乙烯、丙烯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生产乙烯、丙烯的方法，特别是关于乙醇为稀释剂的甲醇与二甲醚催化转化生产乙烯、丙烯的方法。

背景技术

石油化工是国民经济中重要的支柱产业，为工业、农业、交通和国防等部门提供大量化工原料，是国民经济中关联和带动性较强的产业部门之一。而丙烯与乙烯则是构成现代石油化工最为重要的两大基础原料。

丙烯主要用于生产聚丙烯、异丙苯、羰基醇、丙烯腈、环氧丙烷、丙烯酸、异丙醇等，其中聚丙烯占世界丙烯需求的一半以上。目前，世界上67％的丙烯来自蒸汽裂解生产乙烯的副产品，30％来自炼油厂催化裂化(FCC)生产汽、柴油的副产品，少量(约3％)由丙烷脱氢和乙烯-丁烯易位反应得到。预计未来丙烯需求增长速度快于供应。

鉴于丙烯的需求增长率较高，而传统的生产模式呈现“供不应求”的紧张状况，因此补充丙烯需求需要借助于其他各种增产丙烯新技术。

一直以来，煤或天然气制合成气、合成气制甲醇和烯烃分离技术已经具有规模化成熟经验，但是由甲醇到烯烃的过程是合成气到烯烃这个工业链条的断点和难点，而该关键技术的解决可以为由非石油资源生产基本有机原料乙烯、丙烯提供一条新的原料路线。尤其是近些年来，乙烯及丙烯的需求持续走高，而石油资源日趋匮乏的情况下。如何开辟出一条非石油资源生产丙烯的煤化工新路线，对于极大地缓解我国石油供应紧张的局面，促进我国重化工的跨越式发展和原料路线的结构性调整，具有重要的战略意义和社会、经济效益。

文献CN1166478A，公开一种由甲醇或二甲醚制取乙烯、丙烯等低碳烯烃的方法，该方法以磷酸铝分子筛为催化剂，采用上行式密相床循环流化式工艺方法，在优选的反应温度500～570℃，空速2～6小时^-1及0.01～0.05MPa条件下，使甲醇或二甲醚裂解制取乙烯、丙烯等低碳烯烃。该方法一方面，温度较高，目的产物的选择性低，同时采用流化床技术具有投资成本及操作成本较高的技术缺点。

文献CN1356299A，公开了一种由甲醇或二甲醚生产低碳烯烃的工艺方法及其系统。该工艺采用磷酸硅铝分子筛(SAPO-34)作为催化剂，利用气固并流下行式流化床超短接触反应器，催化剂与原料在气固并流下行式流化床超短接触反应器中接触、反应物流方向为下行；催化剂及反应产物出反应器后进入设置在该反应器下部的气固快速分离器进行快速分离；分离出的催化剂进入再生器中烧碳再生，催化剂在系统中连续再生，反应循环进行。该工艺二甲醚或甲醇的转化率大于98％。但该方法同样存在乙烯丙烯选择性低、投资成本及操作成本较高的技术缺点。

文献CN1704390A公开了一种甲醇转化制烯烃的方法，该方法采用Zn-SAPO-34分子筛以及粘结剂作为甲醇转化制烯烃的催化剂，在反应温度300～500℃，反应压力为常压，甲醇重量空速为1.0～10小时^-1，水/甲醇重量比为0～5条件下反应生成低碳烯烃。该方法催化剂寿命短，需借助流化床工艺，流程复杂。

上述文献报道的技术，主要存在催化剂的寿命较短，需要采用流化床技术，投资高，能耗大等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服以往文献技术中存在的催化剂的寿命较短，投资高，能耗大的问题，提供一种新的生产乙烯、丙烯的方法。该方法具有催化剂稳定性好，能量有效利用率高，丙烯收率高的优点。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种生产乙烯、丙烯的方法，以甲醇和二甲醚为原料，乙醇为稀释剂，其中甲醇与二甲醚的重量比为0～100∶100～0，原料与乙醇重量比为＞0～6∶1，在反应温度为400～580℃，反应重量空速为0.1～20小时^-1，反应压力为0.01～2MPa条件下，原料与硅铝摩尔比SiO₂/Al₂O₃至少为10的结晶硅铝酸盐催化剂接触，生成含有乙烯、丙烯的反应流出物，经分离得到乙烯、丙烯产品。

上述技术方案中结晶硅铝酸盐催化剂优选方案为选自ZSM分子筛、β分子筛或丝光沸石中的至少一种，其硅铝摩尔比SiO₂/Al₂O₃为20～600；更优选方案为ZSM-5分子筛，其硅铝摩尔比SiO₂/Al₂O₃优选范围为40～400。反应温度优选范围为450～510℃，反应重量空速优选范围为0.5～10小时^-1，反应压力优选范围为0.05～1MPa；原料与乙醇重量比优选范围为0.5～3∶1。