[发明专利]甲醇制低碳烯烃过程中催化剂的置换方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种甲醇制低碳烯烃过程中催化剂的置换方法。

背景技术

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，一类重要的用于低碳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，再加上转化生成低碳烯烃工艺的经济性，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催化剂具有很高的低碳烯烃选择性，而且活性也较高，可使甲醇转化为低碳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 中公布了一种甲醇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。

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。该方法中低碳烯烃碳基收率一般均在75～80%之间，同样存在低碳烯烃收率较低的问题。

本领域所公知的，在MTO工艺中，存在多产乙烯、多产丙烯等不同的操作状态，对于MTO操作状态切换的问题，现有技术尚未涉及。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操作状态切换的操作问题，提供一种新的甲醇制低碳烯烃过程中催化剂的置换方法。该方法用于低碳烯烃的生产中，具有操作状态切换时间短、操作连续性好的优点。

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过程中催化剂的置换方法，包括以下步骤：(a)原料负荷降至20～80%，补入温度为300～550℃的水蒸气，维持反应器气相线速，保证反应器出口二甲醚质量含量低于0.2%；(b)再生器温度降至450～600℃时，从再生器大型装卸剂线卸出占总藏量20～60%的状态A催化剂；(c)将反应器的状态A催化剂导入再生器，再生器催化剂料位控制在设计值的75～125%；(d)从反应器大型装卸剂线装入状态B催化剂，将反应器催化剂料位控制在设计值的75～125%；(e)从再生器大型装卸剂线继续卸出催化剂，直至再生器催化剂料位达到设计低限值；(f)反应器、再生器间建立正常循环；(g)逐渐恢复原料负荷，调整工艺条件，装置开始进入状态B操作；(h)采用小型加剂线向再生器补充状态B催化剂。

上述技术方案中，所述催化剂包括SAPO-34分子筛；所述从反应器大型装卸剂线装入状态B催化剂时采用温度为200～550℃的水蒸气输送，优选方案为采用温度为350～550℃的水蒸气输送；所述从再生器卸出催化剂和从反应器装入催化剂可同时进行；所述小型加剂线向再生器补充状态B催化剂时采用空气或氮气输送；所述原料负荷降至50～70%；所述反应器的状态A催化剂通过待生斜管导入再生器；所述催化剂置换过程中，反应器内温度不低于375℃；所述再生器卸剂过程中，控制卸剂速度，保证再生器大型装卸剂线温度不超过500℃。