[发明专利]基于高密度反应器的甲醇制烯烃的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于高密度反应器的甲醇制烯烃的方法。

背景技术

乙烯与丙烯作为现代石油化工领域最为关键的两大基础原料，为工农业、交通、国防等领域提供着化工原料。乙烯的大量下游产品主要有聚乙烯、苯乙烯、醋酸乙烯、环氧乙烷、乙二醇等。乙烯产量的大小是衡量石化工业乃至国民经济的标志。丙烯主要用于生产聚丙烯、丙烯腈、环氧丙烷、异丙醇等。目前世界上近67％的丙烯来自于蒸汽裂解生产乙烯的副产品，约30％的产品来自于催化裂化炼油工艺中生产汽、柴油的副产品，还有少量丙烯产品来自于丙烷脱氢与乙烯-丁烯易位反应。

而近些年来，乙烯与丙烯的需求持续走高，而石油资源日趋匮乏的情况下，非石油资源生产乙烯、丙烯的煤化工技术，能够极大缓解我国石油供应紧张的局面，促进我国重化工的跨越式发展和原料路线的结构性调整，具有重要的战略意义以及社会、经济效益。

当前，甲醇制烯烃工艺无论从技术还是从经济上都具备了工业化应用的基础与条件，目前甲醇制烯烃工艺流程与催化裂化装置相似，采用的是连续反应-再生方式。对甲醇制烯烃工艺的工程技术特点的分析研究表明，甲醇制烯烃工艺所用的SAPO催化剂不同于催化裂化的分子筛催化剂，有着其独特的对工程技术的要求。具体表现在反应原料的状态、进料分布方式、催化剂流化、催化剂循环、剂醇比、反应温度、生焦率等等。

文献US166282中公布了一种氧化物转化为低碳烯烃的方法与反应器，采用的是快速流化床反应器，气体在气速较低的反应区反应完成后，上升到内径急剧变小的快分区后，采用粗旋进行初步分离出夹带催化剂。由于产物气与催化剂分离快速，有效防止了二次反应的发生。该文献采用传统的上行快速流化床作为反应器。

文献US6166282中公布了一种甲醇转化为低碳烯烃的技术与反应器，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装置初步分离大部分的夹带催化剂，由于反应产物气与催化剂快速分离，有效防止了二次反应的发生，但该方法的低碳烯烃收率一般为77％左右，收率偏低。

文献CN101164685A公布了一种用于甲醇或乙二醚催化反应的组合式快速流化床反应器。提出将沉降段的分离装置外置，有效缩小了沉降器的空间，提高催化剂沉降速度，减小烯烃停留时间，有效解决了乙烯及丙烯选择性低、收率低的技术问题。相对于传统沉降器外置的快速流化床反应器而言，乙烯收率可提高大于4％，丙烯收率可提高大于3％。

文献CN102875305A公布了一种甲醇制低碳烯烃的方法，通过设置两个反应区：下行床反应区(用于甲醇转化低碳烯烃)与提升管反应区(用于转化甲醇生产的C4以上烯烃为低碳烯烃)，但是下行床中的颗粒浓度偏低，且结构复杂。

综上所述，上述文献中主要采用传统并列式甲醇制烯烃反应再生装置，反应器为传统上行快速流化床反应器，这种反应器具有颗粒径向浓度分布非常不均匀、颗粒径向扩散较为剧烈、颗粒轴向返混严重、反应器上半段的催化剂活性较弱等特点，此外由于甲醇制烯烃是放热反应，在反应器内部的温度较高，尤其在反应器的末端温度过高，容易发生飞温现象，容易导致正常运转的破坏，产生副产物，甚至烧毁催化剂，而本发明有针对性地解决了这些问题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是现有技术中甲醇制烯烃流化床反应器具有反应器内平均催化剂固含率偏低、颗粒浓度分布非常不均匀、颗粒轴向返混严重、反应器的末端温度过高容易发生飞温现象等的问题，提供一种新的基于高密度反应器的甲醇制乙烯的方法。该方法中流化床反应器具有颗粒循环速率高处理量较大的特点，反应器内颗粒浓度得到大幅度提高，且反应器顶部的浓度提高尤为明显。同时反应器内，颗粒浓度分布均匀、颗粒轴向返混小的特点。由于这种反应器的特殊性，使得其能够在温度相对较高容易发生飞温现象的反应器后半段注入低温的气体换热，保证反应的高效与稳定。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种基于高密度反应器的甲醇制烯烃的方法，包括以下步骤：

1)、以甲醇为原料进入下行床反应器中，与新鲜催化剂接触反应，生成产物气与待

生催化剂，

2)、经过来自补气管线的低温气体，使反应器内部减温，同时使产物气体和催化剂颗粒加速，

3)、加速后的气体和催化剂颗粒进入反应器扩大段中，经过粗旋与旋风分离器(4)分离，得到烯烃产物与待生催化剂，待生催化剂经过提升管进入再生器，反应再生后返回气固分配器内。