[发明专利]生产低碳烯烃的反应器及方法

说明书

本发明涉及一种用于生产低碳烯烃的反应器及方法，主要解决甲醇转化生产烯烃过程中低碳烯烃目标产物选择性较低的问题。所述反应器由多段反应区间组成，反应区间下方设汽提区；每段反应区间主要由催化剂下料管、原料分布器、剂料接触区、反应沉降区及产品气导流管组成，通过强化剂料接触后低碳烯烃反应生成过程，提高目标产物选择性；不同区间之间的产品气导流管采用特定结构连接，进一步降低停留时间减少副产。该方法反应时间短，催化剂积碳量低，可直接循环利用，极大降低再生器使用负荷，可应用于甲醇转化烯烃领域。

技术领域

本发明涉及甲醇制烯烃领域，具体而言，涉及一种生产低碳烯烃的反应器及方法。

背景技术

烯烃，特别是如乙烯、丙烯等低碳烯烃是重要的基础有机化工原料，烯烃的年产量可以衡量一个国家的化工发展水平。甲醇转化生产烯烃是指由天然气或煤为原料经合成气生产甲醇，然后甲醇在催化剂作用下生成乙烯、丙烯等低碳烯烃的技术，其产品已证实完全适用于聚烯烃等产品的生产。

目前，我国低碳烯烃的自给率在50％左右，随着国民经济和化学工业迅速发展，对低碳烯烃的需求不断增加，供需矛盾日益突出。结合我国多煤、贫油、少气的能源现状，利用甲醇为原料转化生产烯烃，不仅可以减小我国原油供应不足的压力，对推动化工行业向前发展也具有重要意义，是非常规石油资源合成烯烃的研究重点。

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公开了一种甲醇转化为低碳烯烃的技术和反应器的发明专利，所述发明采用快速流化床反应器，气相在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，其低碳烯烃收率在77％左右。

CN205024117公开了一种甲醇制烯烃反应设备的发明专利，所述发明采用底部带有特定结构横向格栅的密相流化床反应器，该设备可破碎气泡增强气固混合，另方面可缩短反应设备上部自由空间，减少气固反应时间，从而提高产物选择性及烯烃收率。根据其专利，所述甲醇制烯烃反应设备的气体反应停留时间可缩短至1-2s。

CN207012952公开了一种超短接触流化床反应器的实用新型，该实用新型可用于MTO甲醇制烯烃反应过程，该反应器主要由催化剂分布管、进料喷嘴、剂料接触区、沉降器和气/汽提器组成，剂料接触区位于沉降器一侧，催化剂分布管垂直布置在剂料接触区正上方，进料喷嘴则水平布置，二者相互垂直，缩短气固反应时间，且该反应器内可实现反应产物与催化剂三次分离，减少了二次反应，提高产物收率。

目前MTO反应器包括鼓泡流化床、密相流化床、快速流化床等流态化型式，仍然存在低碳烯烃选择性难以进一步提高的问题。本专利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之一是甲醇转化生产低碳烯烃现有技术中低碳烯烃选择性较低的问题，为此提供一种生产低碳烯烃的反应器。该生产低碳烯烃反应器具有如下优点，通过特定结构实现原料和催化剂的快速接触快速分离，达到提高低碳烯烃目标产物的选择性，且反应过程催化剂积碳少。

本发明所要解决的技术问题之二，是提供一种与解决技术问题之一相对应的工艺方法。该技术方案中使用催化剂为活性组分为SAPO-34分子筛催化剂。