[发明专利]含氧化合物制备低碳烯烃的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含氧化合物制备低碳烯烃的方法。

技术背景

低碳烯烃，即乙烯和丙烯，是两种重要的基础化工原料，其需求量在不断增加。一般地，乙烯、丙烯是通过石油路线来生产，但由于石油资源有限的供应量及较高的价格，由石油资源生产乙烯、丙烯的成本不断增加。近年来，人们开始大力发展替代原料转化制乙烯、丙烯的技术。其中，一类重要的用于轻质烯烃生产的替代原料是含氧化合物，例如醇类(甲醇、乙醇)、醚类(二甲醚、甲乙醚)、酯类(碳酸二甲酯、甲酸甲酯)等，这些含氧化合物可以通过煤、天然气、生物质等能源转化而来。某些含氧化合物已经可以达到较大规模的生产，如甲醇，可以由煤或天然气制得，工艺十分成熟，可以实现上百万吨级的生产规模。由于含氧化合物来源的广泛性，再加上转化生成轻质烯烃工艺的经济性，所以由含氧化合物转化制烯烃(OTO)的工艺，特别是由甲醇转化制烯烃(MTO)的工艺受到越来越多的重视。

US4499327专利中对磷酸硅铝分子筛催化剂应用于甲醇转化制烯烃工艺进行了详细研究，认为SAPO-34是MTO工艺的首选催化剂。SAPO-34催化剂具有很高的轻质烯烃选择性，而且活性也较高，可使甲醇转化为轻质烯烃的反应时间达到小于10秒的程度，更甚至达到提升管的反应时间范围内。

US6166282中公布了一种氧化物转化为低碳烯烃的技术和反应器，采用快速流化床反应器，气相在气速较低的密相反应区反应完成后，上升到内径急速变小的快分区后，采用特殊的气固分离设备初步分离出大部分的夹带催化剂。由于反应后产物气与催化剂快速分离，有效的防止了二次反应的发生。经模拟计算，与传统的鼓泡流化床反应器相比，该快速流化床反应器内径及催化剂所需藏量均大大减少。

CN1723262中公布了带有中央催化剂回路的多级提升管反应装置用于氧化物转化为低碳烯烃工艺，该套装置包括多个提升管反应器、气固分离区、多个偏移元件等，每个提升管反应器各自具有注入催化剂的端口，汇集到设置的分离区，将催化剂与产品气分开。

本领域所公知的，要保证高的低碳烯烃选择性，催化剂上需要一定数量的积碳，而且含氧化合物转化为低碳烯烃的过程中对反应温度等工艺参数十分敏感。现有技术均存在反应区内催化剂积炭分布不均、反应温度波动大等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在的低碳烯烃收率不高的问题，提供一种新的含氧化合物制备低碳烯烃的方法。该方法用于低碳烯烃的生产中，具有低碳烯烃收率较高、低碳烯烃生产工艺经济性较高的优点。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：一种含氧化合物制备低碳烯烃的方法，所述方法包括以下步骤：(a)提供一种流化床反应器，包括反应区、循环区、汽提区、分离区，使包括所述含氧化合物的原料与包括硅铝磷酸盐分子筛催化剂在所述反应区的有效条件下接触，形成包括低碳烯烃、催化剂的物流1；(b)所述物流1中的催化剂在分离区中被分离出来，形成待生催化剂，所述待生催化剂进入汽提区；(c)将经过汽提的所述待生催化剂分为两部分，其中第一部分通过催化剂输送管线进入再生器与再生介质接触，形成再生催化剂，第二部分通过催化剂输送管线进入换热器，与换热介质换热后返回到所述反应区的底部；(d)所述再生催化剂的至少一部分进入催化剂输送立管中，与提升介质接触，所述至少一部分的再生催化剂被提升到所述反应器的分离区，通过气固旋风分离器分离后，所述至少一部分的再生催化剂进入汽提区，与所述待生催化剂混合；其中，所述换热介质选自原料或产品中的至少一种，换热介质与原料的重量流率之比为0.01～0.5∶1，换热介质与第二部分催化剂换热后并入原料进料管线，从所述反应器底部进入反应区。