[发明专利]甲醇制低碳烯烃反应-再生装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种甲醇制低碳烯烃反应-再生装置。

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，而且甲醇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。现有技术均存在由于反应区内催化剂积炭分布不均、反应温度波动大而导致的低碳烯烃收率较低的问题。另外，在甲醇制备低碳烯烃的过程中，不可避免的会产生某些副产物，如碳四以上烃等，若将这些副产物进一步转化为目的产物，将会提高低碳烯烃的收率和工艺经济性。本发明有针对性的解决了上述问题。

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，提供一种新的甲醇制低碳烯烃反应-再生装置。该装置用于低碳烯烃的生产中，具有低碳烯烃收率较高的优点。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：一种甲醇制低碳烯烃反应-再生装置，主要包括甲醇转化反应器3、副产物转化反应器11、再生器18、溢流管12、提升管10，副产物转化反应器11上部与再生器18相连，下部与甲醇转化反应器3相连，再生器18内部设有脱气区20，脱气区20内催化剂通过溢流管12进入副产物转化反应器11，副产物转化反应器11下部开有催化剂出口，通过催化剂输送管5与甲醇转化反应器3相连，甲醇转化反应器3内部设有汽提区6，汽提区6内催化剂通过提升管10进入再生器18，甲醇转化反应器3和副产物转化反应器11上部开有产品出口，再生器18顶部开有烟气出口。

上述技术方案中，所述催化剂包括SAPO-34分子筛；所述产品出口和烟气出口前均设置气固旋风分离器；所述脱气区20脱气介质选自水蒸气，汽提区6汽提介质选自水蒸气，提升管10提升介质选自水蒸气；所述再生器18通过内置取热器控制再生温度；所述甲醇转化反应器3可设置外置或内置取热器控制反应温度；所述脱气区20和汽提区6侧壁上部开有至少一个催化剂入口；所述副产物转化反应器11产品和甲醇转化反应器3产品共用一套分离流程；所述副产物为碳四～碳六混合烃；所述混合烃中碳四烃质量含量大于80％，烯烃质量含量大于60％。