[发明专利]甲醇制烯烃反应过程中用于提高乙烯、丙烯收率的反应装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种甲醇制烯烃反应过程中用于提高乙烯、丙烯收率的反应装置。 

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。 

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。但该方法中低碳烯烃收率一般均在77%左右，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。该方法中低碳烯烃收率一般均在75～80%之间，同样存在低碳烯烃收率较低的问题。 

现有技术仍然存在乙烯、丙烯收率较低的缺点，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乙烯、丙烯收率较低的问题，提供一种新的甲醇制烯烃反应过程中用于提高乙烯、丙烯收率的反应装置。该装置用于乙烯、丙烯的生产中，具有产品中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：一种甲醇制烯烃反应过程中用于提高乙烯、丙烯收率的反应装置，主要包括外环反应区8、中环反应区6、内环反应区2、沉降区10，外环反应区8上部与沉降区10相接，外环反应区8下部设有原料入口4和开有催化剂入口与外循环管13相连，中环反应区6位于外环反应区8内部，中环反应区6侧壁开有催化剂流通口5，内环反应区2出口位于中环反应区6内，内环反应区2出口处距离中环反应区6底部1/5～2/3中环反应区6高度，内环反应区2入口位于中环反应区6、外环反应区8外部，内环反应区2下部开有催化剂入口与再生斜管7相连，沉降区10下部开有催化剂出口，分别与待生斜管9和外循环管13相连。 

上述技术方案中，所述催化剂包括SAPO-34分子筛；所述外环反应区8、中环反应区6、内环反应区2直径之比为2～8:1.5～3:1；所述沉降区10内设有气固旋风分离器11；所述沉降区10通过至少一根外循环管13与外环反应区8相连，优选方案为两根，两根外循环管13呈对称排列；所述中环反应区6底部开有原料入口3和14；所述沉降区10顶部开有产品气出口12；所述中环反应区6、内环反应区2器壁内侧、外侧均涂有耐磨衬里；所述内环反应区2为提升管。