[发明专利]甲醇或二甲醚生产低碳烯烃的反应装置

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反应装置。

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。

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反应装置。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：一种甲醇或二甲醚生产低碳烯烃的反应装置，主要包括挡板5、第一反应区6、第二反应区7、第三反应区16、汽提区15和催化剂循环管路，挡板5底部与反应装置底部相连，第一反应区6和第二反应区7被挡板5隔开，第一反应区6和第二反应区7出口与第三反应区16底部相连，第三反应区16出口与气固快速分离设备18相连，汽提区15位于第三反应区16上部，汽提区15下部开有至少三个催化剂出口，一个与待生斜管12相连，一个通过催化剂循环管13与第一反应区6相连，一个通过催化剂循环管14与第一反应区7相连，第一反应区6下部开有催化剂入口与再生斜管17相连。

上述技术方案中，所述挡板5垂直安装，挡板为弧形或直板形，第一反应区6与第二反应区7的体积比为0.4～0.8∶1；所述挡板5高度为总反应区高度的1/4～3/4，总反应区高度是指第一反应区6或第二反应区7和第三反应区16的高度之和；所述汽提区15上部与沉降区9相连，沉降区9内设有气固旋风分离器8；所述第一反应区6和第二反应区7底部均设有原料进料分布板。

本发明中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％。