[发明专利]一种用于轻烯烃裂解、甲醇制烯烃的流化床反应器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于轻烯烃裂解、甲醇制烯烃流化床反应器，具体的，涉及一种用于轻烯烃裂解、甲醇制烯烃的高气固接触效率密相流化床反应器。

背景技术

丁烯、戊烯和己烯是非常好的催化裂解生产丙烯或生产乙烯和丙烯的原料，这里所说的轻烯烃裂解，就是指丁烯、戊烯和己烯的催化裂解，裂解的目的产物可以是丙烯，也可以是乙烯和丙烯。

催化裂解所用的催化剂活性组分都是酸性分子筛，轻烯烃裂解生成的目的产物乙烯、丙烯，在酸性分子筛材料上很容易发生二次反应，转化成烷烃等低附加值产物。因而，作为轻烯烃催化裂解反应器，既要保证轻烯烃单程通过能够充分转化，又要尽量减少乙烯、丙烯发生二次反应转化成低附加值产物。

采用固定床反应器，固然有利于气相反应物与固体催化剂充分接触、反应，反应器接近平推流也有利于减少目的产物的二次反应；但是，无论是轻烯烃裂解还是甲醇制烯烃，催化剂都存在结焦失活现象，需要定期进行催化剂的烧焦再生，存在一定的安全隐患，也不利于提高装置的生产效率。此外，轻烯烃催化裂解是吸热反应，甲醇制烯烃为放热反应，前者需要供热，后者需要取热，固定床固有的传热特点，决定了对于大型固定床反应器，及时给催化剂床层供热或取热，并保证催化剂床层温度尽量均匀，尤其是产物分布对温度比较敏感的甲醇制烯烃反应，要保证温度的均匀，都是不太好解决的问题。并且，在反应器内布置供热获取热装置，也降低了需要长期运行的反应器的可靠性。

绝热操作是固定床反应器最理想的选择，对于轻烯烃裂解，原料的预热温度过高，则烯烃会热解，必须采用多段绝热固定床反应器；对于甲醇制烯烃，采用多段绝热固定床反应器，烯烃产物则容易发生二次反应转化成烷烃等低附加值产物。

由此可见，无论是从反应器的传热特性，还是从装置的安全性、长周期运行的可靠性和操作的便利性考虑，可以连续进行反应和催化剂再生的循环流化床，都是轻烯烃裂解和甲醇制烯烃反应的理想反应器。

然而，如果采用催化裂化过程中的提升管反应器，其中的催化剂处于稀相输送状态，以分子形式分散的轻烯烃或甲醇并不能与催化剂充分接触，因而单程转化率不高；如果采用鼓泡床或湍流床，催化剂和油气的返混较为严重，造成目的产物小分子烯烃发生二次反应转化成低附加值产物，并且在这两类流化床的密相段中容易形成大气泡或沟流现象，从而降低了气固接触的效率。

鉴于上述缺陷，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于轻烯烃裂解、或甲醇制烯烃的流化床反应器，该反应器是一种气固接触效率高、油气和催化剂返混程度小的新型气固流化床反应器，可极大地改善轻烃裂解和甲醇制烯烃反应单程通过的转化率和目的产物小分子烯烃的选择性，尤其是提高丙烯选择性。

本发明的另一个目的是提供一种利用上述反应器的轻烯烃裂解的方法。

本发明的再一个目的是提供一种利用上述反应器的甲醇制烯烃的方法。

为实现本发明的发明目的，采取如下技术方案：

一种用于轻烯烃裂解、或甲醇制烯烃的流化床反应器，包括反应器、沉降器、催化剂待生斜管、催化剂再生器、预提升管和催化剂再生斜管；其中，所述的反应器包括密相流化床反应器和稀相输送反应器两部分，密相流化床反应器和稀相输送反应器在同一轴线上，预提升管和稀相输送反应器分别位于密相流化床反应器的上部和下部；预提升管的直径小于密相流化床反应器的直径，预提升管的上部分延伸到密相流化床反应器内；

其特征在于，位于密相流化床反应器内的预提升管的上端口是密封的，在延伸入密相流化床反应器内的预提升管的管壁上设有开孔；或者，位于密相流化床反应器内的预提升管的上端为开口，在开口的上部设有挡板。

所述稀相输送反应器的直径小于密相流化床反应器的直径。

从预提升管上端口到扩径密相流化段的底部之间，在密相流化床反应器内设有进料分布器。

从预提升管上端口到进料分布器之间，在密相流化床反应器内设有分布板或者格栅。

优选的，在进料分布器以上的预提升管的管壁设有开孔，开孔的数量为2个以上。所述开孔可以有规律排列，也可以随机排列。

所述开孔的形状可以为任何形状，优选为圆形、方形、六方形，更优选为圆形。

为了保证催化剂在密相流化床反应器的径向上能够均匀分布，优选的，在预提升管的管壁的各个方向上，开孔的数量相同和开孔的面积相同。

更优选，在预提升管的同一横截面上，沿预提升管圆周等距离开孔，开孔的直径相同。