[发明专利]甲醇或二甲醚生产低碳烯烃的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种甲醇或二甲醚生产低碳烯烃的方法。

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。

US 4499327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。

US 6166282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。但是，经计算，该方法中的低碳烯烃收率最高才达到80％，存在低碳烯烃收率较低的问题。

CN 1723262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。但是，经计算，该方法中的低碳烯烃收率最高才达到80％，存在低碳烯烃收率较低的问题。

现有技术均存在低碳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低碳烯烃收率较低的问题，提供一种新的甲醇或二甲醚生产低碳烯烃的方法。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：一种甲醇或二甲醚生产低碳烯烃的方法，所述方法包括以下步骤：(a)提供一个带有挡板的生产低碳烯烃的反应区域，所述挡板底部与反应区域底部相连，挡板高度为所述反应区域高度的1/4～3/4，该挡板将所述反应区域分为三部分，分别为第一反应区、第二反应区和第三反应区；(b)含有甲醇或二甲醚至少一种的原料分别进入第一反应区、第二反应区，与催化剂接触，生成的气相物流和催化剂一起进入第三反应区，生成包括低碳烯烃的产品，同时形成待生催化剂；(c)所述待生催化剂至少分为三部分，一部分返回至第一反应区，一部分返回至第二反应区，一部分去再生器再生；(d)再生完成的再生催化剂返回至第一反应区。

上述技术方案中，所述催化剂选自SAPO-18、SAPO-34中的至少一种，优选方案为SAPO-34；所述挡板垂直安装，挡板为弧形或直板形，第一反应区与第二反应区的体积比为0.4～0.8∶1；所述进入第一反应区与进入第二反应区的原料质量流量之比为0.3～1.0∶1；所述待生催化剂分为三部分，15～30％返回至第一反应区，35～55％返回至第二反应区，15～50％去再生器再生；所述第一反应区条件为：反应温度为425～500℃，气相线速为1.0～3.0米/秒；第二反应区条件为：反应温度为400～475℃，气相线速为1.0～3.0米/秒；第三反应区催化剂平均积碳量质量分数为2.5～5.0％；所述再生催化剂平均积碳量质量分数为0.01～1.5％。

本发明所述的平均积炭量计算方法为一定质量的催化剂上的积炭质量除以所述的催化剂质量。催化剂上的积炭质量测定方法如下：将混合较为均有的带有积炭的催化剂混合，然后称量一定质量的带碳催化剂，放到高温碳分析仪中燃烧，通过红外测定燃烧生成的二氧化碳质量，从而得到催化剂上的碳质量。