[发明专利]甲醇制烯烃反应过程中提高乙烯、丙烯收率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种甲醇制烯烃反应过程中提高乙烯、丙烯收率的方法。 

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。

US6166282 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。

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提高乙烯、丙烯收率的方法。该方法用于乙烯、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提高乙烯、丙烯收率的方法，包括以下步骤：(1)提供一种反应器，包括环形反应区、沉降区，所述环形反应区包括外环反应区、中环反应区、内环反应区；(2)主要为甲醇的原料以质量计50～99%进入外环反应区，1～50%进入中环反应区，与包括硅铝磷酸盐分子筛的催化剂接触，生成的产品物流在沉降区内经气固分离后进入分离工段，分离出低碳烯烃产品、碳四以上烃、含氧化合物物流，沉降区内分离出的催化剂一部分去再生，一部分返回外环反应区；(3)再生后的催化剂进入内环反应区，与所述碳四以上烃物流接触，生成的产品物流进入中环反应区；(4)所述含氧化合物物流进入中环反应区。

上述技术方案中，所述硅铝磷酸盐分子筛选自SAPO-34；所述内环反应区出口位于中环反应区内，内环反应区出口处距离中环反应区底部1/5～2/3中环反应区高度，内环反应区入口位于中环反应区、外环反应区外部，外环反应区与中环反应区通过催化剂流通口相通；所述外环反应区的反应条件为：反应压力以表压计为0.01～0.3MPa、平均温度为400～500℃、催化剂平均积炭量为1.5～3.5%重量、气相线速为0.5～5.0米/秒；所述中环反应区的反应条件为：反应压力以表压计为0.01～0.3MPa、平均温度为400～500℃、气相线速为0.3～2.0米/秒；所述内环反应区的反应条件为：反应压力以表压计为0.01～0.3MPa、平均温度为500～680℃、气相线速为2～10.0米/秒；所述再生后的催化剂平均积碳量质量分数为0.01～0.5%；所述沉降区内分离出的催化剂以质量计20～60%去再生，40～80%返回外环反应区；所述碳四以上烃物流中烯烃质量百分含量大于60%，含氧化合物物流中包括甲醇、二甲醚。