[发明专利]分区分功能将甲醇转化为芳烃的流化床装置及方法

权利要求书

1.一种分区分功能将甲醇转化为芳烃的转化方法，基于流化床装置实现，所述流化床装置包括三段流化床(1)，所述三段流化床(1)底部设置有气体进口(2)，下段与中段之间设置有多孔分布板一(3)，中段与上段之间设置有多孔分布板二(4)；在三段流化床(1)外部设置有连接下段与上段的催化剂引流管与气体脱气管(5)，在中段设置有再生后的催化剂进口(6)，在上段设置有失活催化剂出口(7)、催化剂补加口(8)、气体出口(9)和反应器进口(10)，其中催化剂引流管与气体脱气管(5)中的气体连接反应器的进口(10)；

其特征在于，包括如下步骤：

(1)，由催化剂补加口(8)向三段流化床(1)中装填催化剂，预热至250-300℃后，从气体进口(2)通入含甲醇物料，依次经过气体进口(2)与多孔分布板一(3)之间，多孔分布板一(3)与多孔分布板二(4)之间，多孔分布板二(4)与气体出口(9)之间的催化剂堆积区进行反应；

(2)，控制温度，反应后生成包括水、芳烃与轻烃及氢气的混合物，从气体出口(9)出三段流化床(1)，进行后处理；

(3)，催化剂在高温反应环境中逐渐积碳，到达多孔分布板二(4)与气体出口(9)之间时，催化剂积碳量最高，将催化剂经失活催化剂出口(7)抽出，在外部再生，然后经再生后的催化剂进口(6)送回多孔分布板一(3)与多孔分布板二(4)之间的催化剂堆积区，形成反应器中间区，即多孔分布板一(3)与多孔分布板二(4)之间的区域，该区域为温度最高，催化剂积碳量最低，活性最高的状态；

(4)，多孔分布板一(3)与多孔分布板二(4)之间的催化剂在气流的作用下，分别向下经过多孔分布板一(3)，向上经过多孔分布板二(4)流动，在不同区域进行分配，形成反应器下部即气体进口(2)与多孔分布板一(3)之间区域与上部即多孔分布板二(4)与气体出口(9)之间区域，该两个区域为温度相对较低，催化剂积碳量相对较高，且活性较低的状态；

其中，气体进口(2)与多孔分布板一(3)之间堆积催化剂，反应温度为380-490℃；多孔分布板一(3)与多孔分布板二(4)之间堆积催化剂，反应温度为550-580℃；多孔分布板二(4)与气体出口(9)之间堆积催化剂，反应温度为450-500℃；

(5)，当多孔分布板二(4)与气体出口(9)之间的催化剂较多时，通过催化剂引流管与气体脱气管(5)回到气体进口(2)与多孔分布板一(3)之间的区域；

(6)，催化剂引流管与气体脱气管(5)中有微量甲醇气体，经过脱气，经反应器进口(10)进入反应器，继续反应，气体产物合并后，经气体出口(9)出三段流化床(1)。

2.根据权利要求1所述分区分功能将甲醇转化为芳烃的转化方法，其特征在于，所述含甲醇物料中甲醇的质量分数为50-100％，除甲醇外的成分为质量分数为0-50％的C₂-C₁₀混合醇、酯或C₃-C₁₀酮以及质量分数为0-50％的C₄-C₁₀烃中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述分区分功能将甲醇转化为芳烃的转化方法，其特征在于，所述催化剂包括：

具有脱氢功能的金属或金属氧化物；

具有酸性与择形功能的分子筛，

以及结构助剂；

其中金属或金属氧化物为铁、铜、锌、镓、氧化锌、氧化铁、氧化钼、氧化镓、氧化镧、氧化铬、氧化钨和氧化铈中的一种或多种，在催化剂中的质量分数为0-50％；分子筛为ZSM-5、ZSM-12和ZSM-11中的一种或多种，在催化剂中的质量占比为30-80％；结构助剂为高岭土、氧化铝、氧化硅和氧化锆中的一种或多种，在催化剂中的质量分数为20-70％。

4.根据权利要求1或3所述分区分功能将甲醇转化为芳烃的转化方法，其特征在于，所述催化剂处理甲醇的空速为：0.1-20kg甲醇/kg催化剂/小时。

5.根据权利要求1所述分区分功能将甲醇转化为芳烃的转化方法，其特征在于，所述在外部再生是在外部的再生装置上通空气在600-680℃下再生。