[发明专利]一种催化转化反应方法和反应器

说明书

本发明涉及甲醇流化床催化转化加工技术领域，具体涉及一种催化转化反应方法和反应器。提供的催化转化反应方法，反应原料催化转化反应过程在催化转化反应器的下层反应器（1）和上层反应器（2）内并行完成，完成反应后的下层反应器反应产品气和上层反应器反应产品气分别用设在气固分离区（3）各自独立的旋风分离器分离出催化剂后流出催化转化反应器，或者在共用的旋风分离器内分离出催化剂后，流出催化转化反应器。本发明采用并联上下双层重叠布置的方式，可以在不增加催化转化反应器直径的前提下大幅度提高装置加工量；在下层反应器和上层反应器气固分离独立设置时，能够完成两套催化转化反应器的功能，节省投资。

技术领域

本发明涉及甲醇流化床催化转化加工技术领域，具体涉及一种催化转化反应方法和反应器，尤其适用于流化床甲醇制烯烃和芳烃。

背景技术

甲醇催化转化制取烯烃或芳烃是煤化工的重要工艺技术，得到了各国的高度重视。很多甲醇制取烯烃或芳烃反应采用气固流化床或循环流化床反应方法。

目前流化床甲醇制烃类产品技术，如DMTO，SMTO，FMTP，FMTA，使用的催化剂为微球型，平均直径约50～70微米。已有甲醇制烯烃或芳烃技术反应过程使用的有流化床和循环流化床两类。循环流化床借鉴了FCC技术的烧焦罐再生技术。由于甲醇反应生焦远低于FCC，反应器和再生器间的催化剂循环量很低，剂醇比只有对应FCC剂油比的二十分之一到三十分之一。使用循环流化床时，为了使反应器内达到反应需要的催化剂密度和藏量或空速，只能使催化剂在反应器自身重复循环，且循环量远远大于反应器和再生器间本来的循环量，必然增加催化剂的破碎和操作能耗。

已有流化床反应甲醇催化转化技术的优点是气体和催化剂流动速度低；反应过程自身催化剂仅仅是流化床状态，除气体稀项携带的少量催化剂外，反应器内不发生催化剂的循环。流化床反应过程催化剂的破碎远少于循环流化床。流化床形式的反应是比较理想的反应状态。

甲醇转化反应温度500℃左右，反应压力也比较低，随着甲醇加工量的增加，流化床的直径比较大。如180万吨/年甲醇进料的DMTO流化床反应器直径达到12米。由于甲醇转化反应仅需要2秒左右的反应时间，理想的流化床催化剂床层高度仅有2米左右，反应器内催化剂流化床区的高径比已经很低。为保持良好的催化剂流化和反应均匀，对甲醇进料和循环催化剂的分配要求较高。受流态化和反应均匀性要求的限制，采用流化床反应器时反应器的设计甲醇加工量难以进一步提高。实际应用中单套装置能力按180万吨/年设计，需要更大规模时，采用多套建设。

在基本不增加反应器直径、不影响催化剂流化状态、不改变反应条件的前提下，开发提高甲醇加工能力的技术可以明显降低对应单位原料的投资和操作能耗，很有意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种能明显提高甲醇处理量的催化转化反应方法，采用并联上下双层重叠布置的方式，可以在不增加催化转化反应器直径的前提下大幅度提高装置加工量；在下层反应器和上层反应器气固分离独立设置时，能够完成两套催化转化反应器的功能，节省投资。本发明同时提供了一种催化转化反应器。

本发明采用下述技术方案：

一种催化转化反应方法，用于甲醇催化转化制取烃类产品，反应原料催化转化反应过程在催化转化反应器的下层反应器和上层反应器内并行完成，反应原料分别经过原料分布器进入下层反应器和上层反应器底部的反应区，即经下层原料分布器进入下层反应区，经上层原料分布器进入上层反应区，完成反应后的下层反应器反应产品气和上层反应器反应产品气进入催化转化反应器上方的气固分离区，分离出催化剂后流出催化转化反应器；

上述下层反应区和上层反应区上方均设置有相应的反应器稀相空间，反应产品气离开下层反应区和上层反应区后先进入相应的反应器稀相空间，再进入气固分离区；所述气固分离区设置重力稀相沉降区、旋风分离区；