[发明专利]由含氧化物生产低碳烯烃的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种由含氧化物生产低碳烯烃的方法，具体地说涉及一种使用连续催化剂再生流化床反应和再生系统由含氧化物生产低碳烯烃的方法。

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。而乙烯和丙烯则是构成现代石油化工最为重要的两大基础原料。

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US6846405B2，公开一种由含氧化合物制取乙烯、丙烯等低碳烯烃的循环流化床反应器，含氧化合物和分子筛催化剂在提升管反应器中进行接触并反应，含氧化合物转化为低碳烯烃。将分子筛催化剂和低碳烯烃导入分离区进行分离，分离后的分子筛催化剂被导入立管中，并经斜管进入提升管反应器，采用提升管反应器可有效提高装置的利用效率。US6166282公开了一种应用于MTO的快速流化床反应器，该反应器包括下部反应区中密相区和延伸至催化剂分离区的过渡区。部分催化剂从分离区循环至下方的密相区，这样的布置能够减少催化剂的藏量。上述两个反应器系统都大幅度提高了原料的处理能力，但均未考虑催化剂再生后夹带部分N₂、O₂、CO_X、NO_X等杂质进入反应器，对产物组成的影响。

在催化剂再生时会生产微量的NO_X，对乙烯装置的深冷系统产生安全方面的影响。再生催化剂夹带N₂和O₂随产品进入乙烯分离系统，作为惰性气体进入粗氢和甲烷氢尾气中，会对冷箱、甲烷化反应器及烧嘴的运行产生影响。CO_X等酸性气体的存在对深冷分离和烯烃的进一步加工有害，酸性气体不但会使催化剂中毒，还会腐蚀和堵塞管道。水份和二氧化碳在低温下会凝结成冰和固态水合物，堵塞设备，影响分离操作。因此应尽量降低反应器出口产物中N₂、O₂、CO_X、NO_X等杂质的含量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是由含氧化物生产低碳烯烃的过程中，催化剂在反应器中失活比较快，在连续再生的过程中，催化剂夹带部分N₂、O₂、CO_X、NO_X等杂质进入反应器，这些杂质会给产物的分离带来困难甚至造成很大的危害的问题，提供一种新的由含氧化物生产低碳烯烃的方法。该方法具有在催化剂连续再生过程中能有效控制N₂、O₂、CO_X、NO_X等杂质进入反应器，从而降低了产物分离的难度，有利于得到更纯的目标产物乙烯、丙烯的优点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种由含氧化物生产低碳烯烃的方法，包括以下步骤：(a)以含氧化物为原料，在反应温度为400～600℃，反应压力为0.02～0.5MPaG，重量空速为0.2～20小时^-1条件下，原料通过催化剂连续再生的反再系统的流化床反应器与SAPO-34分子筛催化剂接触反应生成含有乙烯、丙烯、丁烯的低碳烯烃的流出物，经分离得乙烯、丙烯和丁烯产品；(b)待生催化剂经汽提器汽提后进入再生器再生；(c)经再生的催化剂循环回流化床反应器；其中再生后催化剂先经过脱气罐后循环回流化床反应器。

上述技术方案中，再生后的催化剂通过脱气罐脱出催化剂夹带的少量氮气、氧气、COx和NOx后，进入反应器；脱气罐有两个汽提蒸汽段，且使下部汽提段的线速为0.05～0.2米/秒，上部汽提段的线速为0.25～0.5米/秒；含氧化物选自甲醇、乙醇或二甲醚中的至少一种。

含氧化物生产低碳烯烃工艺中的催化剂连续再生的反再系统，包括流化床反应器(1)、流化床再生器(2)、汽提器(3)、脱气罐(4)、旋风分离器(5)以及提升管(6)、催化剂循环管(7)等构成，见附图1。