[发明专利]甲醇转化为低碳烯烃的方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种甲醇转化为低碳烯烃的方法。

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。

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碳基收率一般均在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。

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，提供一种新的甲醇转化为低碳烯烃的方法。该方法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：一种甲醇转化为低碳烯烃的方法，包括以下步骤：(a)主要为甲醇的原料进入快速床反应区，与包括硅铝磷分子筛的催化剂接触，生成包括低碳烯烃、C4烃的气相物流和待生催化剂，气相物流进入分离工段；(b)所述待生催化剂至少分为三部分，第一部分经取热后返回快速床反应区的底部，第二部分返回快速床反应区距离快速床反应区底部1/3-2/3反应区高度处，第三部分进入汽提器汽提后经待生斜管进入烧焦罐式再生器再生，形成再生催化剂；(c)所述再生催化剂经脱气罐脱气后经再生斜管进入再生催化剂提升管，与包括C4烃的原料接触，再生催化剂提升管出口端在距离快速床反应区底部1/3-2/3反应区高度处进入快速床反应区，且再生催化剂提升管出口端进入快速床反应区的位置与第二部分待生催化剂返回快速床反应区的位置的高度差小于1/5反应区高度。

上述技术方案中，所述C4烃中C4烯烃质量含量大于75%；所述硅铝磷分子筛包括SAPO-34；所述快速床反应区反应条件为：反应温度为400～500℃，反应压力以表压计为0.01～0.3MPa，气相线速为1～3米/秒；再生催化剂提升管反应条件为：反应温度为530～680℃，反应压力以表压计为0.01～0.3MPa，气相线速为4～12米/秒；再生器再生条件为：再生温度为550～700℃，再生压力以表压计为0.01～0.3MPa，再生气相线速为1～3米/秒；所述再生催化剂平均积碳量质量分数为0.01～0.5%；所述待生催化剂至少分为三部分，以质量分数计，20～40%经取热后返回快速床反应区的底部，20～50%返回快速床反应区距离快速床反应区底部1/3-2/3反应区高度处，10～60%进入汽提器汽提后经待生斜管进入烧焦罐式再生器再生；所述烧焦罐式再生器设置一次通过式外取热器；所述待生斜管上设置滑阀控制待生催化剂流量，滑阀压差大于20千帕；所述汽提器汽提介质为水蒸气，脱气罐脱气介质为水蒸气或氮气；所述快速床反应区出口温度比底部温度高5～20℃。