[发明专利]轻质烯烃的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种轻质烯烃的生产方法。

技术背景

轻质烯烃，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轻质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。但该方法所述的轻质烯烃收率一般在32～34％之间，存在轻质烯烃收率较低的问题。

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轻质烯烃工艺，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。但该方法所述的轻质烯烃收率一般在32～34％之间，存在轻质烯烃收率较低的问题。

现有技术均存在轻质烯烃收率较低的问题。本发明有针对性的解决了该问题。

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轻质烯烃收率不高的问题，提供一种新的轻质烯烃的生产方法。该方法用于轻质烯烃的生产中，具有轻质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：一种轻质烯烃的生产方法，所述方法包括以下步骤：(a)主要为甲醇的原料与包括硅铝磷酸盐分子筛的催化剂在快速流化床反应器内接触，生成包括低碳烯烃的产品物流I，同时形成待生催化剂；(b)所述待生催化剂进入再生器第一再生区再生，在第一再生区内再生完成的催化剂积碳量质量分数在0.8～2.5％之间，且至少一部分返回快速流化床反应器；(c)第一再生区的剩余部分催化剂进入第二再生区再生，得到积碳量质量分数小于0.5％的再生催化剂，进入提升管反应器，与包括碳四单烯烃的原料接触，生成包括低碳烯烃的产品物流II；(d)所述产品物流II和提升管反应器中的催化剂进入快速流化床反应器的气固分离区，经气固分离后，产品物流II与产品物流I一起进入分离工段；其中，所述主要为甲醇的原料与快速流化床反应器出口气相物流换热至120～250℃后进入快速流化床反应器，所述包括碳四单烯烃的原料与所述再生器出口烟气物流换热至250～450℃后进入提升管反应器。。

上述技术方案中，所述硅铝磷酸盐分子筛选自SAPO-5、SAPO-11、SAPO-17、SAPO-18、SAPO-34、SAPO-35、SAPO-44或SAPO-56中的至少一种，优选方案选自SAPO-34；所述包括碳四烯烃的原料中还包括甲醇或二甲醚；所述再生器第一再生区采用贫氧再生方式，第二再生区采用富氧再生方式；所述快速流化床反应器反应条件为：反应压力以表压计为0.01～0.3MPa，反应温度为400～500℃，原料重时空速为6～25时^-1，反应区催化剂平均积炭量为1～4％；提升管反应器反应条件为：反应压力以表压计为0.01～0.3MPa，反应温度为500～650℃，气相线速为5～12米/秒；所述第一再生区内再生完成的催化剂重量的20～70％返回快速流化床反应器，30～80％进入第二再生区再生。

本发明所述重时空速定义为包括单位时间内的原料进料量除以反应区内催化剂的活性组分(如分子筛)含量。