[发明专利]一种甲醇高效转化制低碳烯烃的装置及方法

说明书

本发明公开了一种甲醇高效转化制低碳烯烃的装置，包括第一提升管反应器、密相流化床反应器、第二提升管反应器和再生器；第一提升管反应器与设置在第一沉降器内的第一气固快速分离设备相连接；密相床反应器通过预积碳催化剂输送管线与第一沉降器相连接，第二沉降器内设有第二气固快速分离设备，密相床反应器出口连接第二提升管反应器，第二提升管反应器与第二气固快速分离设备相连接；再生器通过待生催化剂输送管线与第二沉降器相连接，且再生器通过再生剂输送管线与第一提升管反应器相连接。本发明还公开一种甲醇高效转化制低碳烯烃的方法。本发明采用完全再生催化剂转化C4以上烃类组分，并对催化剂进行预积碳，显著提高低碳烯烃选择性和收率。

技术领域

本发明涉及一种甲醇高效转化制低碳烯烃的装置及方法，属于化工技术领域。

背景技术

乙烯、丙烯等低碳烯烃是重要的基础化工原料，广泛应用于各种聚合材料领域，涉及农业、汽车、日用品等各行业，随着国家经济的发展，其需求增长快速。传统的生产工艺主要来自石脑油催化裂解。近年来，由于页岩气开采技术的成熟，副产的丙烷、乙烷资源增多，以乙烷、丙烷为原料裂解生产乙烯、丙烯技术成熟，生产装置逐渐增多，已成为烯烃产能的重要补充。然而，乙烷丙烷气主要来自进口，我国国内资源较少，国外对原料的控制始终会影响装置的稳定运行。我国煤炭资源丰富，以煤为原料、经由甲醇制低碳烯烃的MTO工艺是符合我国能源现状的替代石油与烷烃裂解工艺路线的重要途径，其经济性好，原料来源可控，可有效缓解对进口原材料的依赖，满足国内需求。

SAPO-34分子筛的发现是MTO技术实现工业化的关键。因其具有独特的三维孔道八元环结构与适宜的酸性中心和良好的水热稳定性，在甲醇制低碳烯烃反应中呈现出优异的催化性能。目前，工业上成熟的MTO工艺主要有中石化S-MTO工艺，大连化物所DMTO工艺，美国UOP公司MTO工艺。采用的催化剂都是SAPO-34活性组分。SAPO-34催化的甲醇制烯烃反应存在明显的诱导期，即反应初始阶段，转化率和烯烃选择性随着催化剂积碳的增加而增加，由于催化剂积碳后失活迅速，MTO反应采用循环流化床工艺，失活后的催化剂进行烧炭再生，来恢复催化剂的甲醇转化活性。

甲醇经MTO反应过程生产乙烯、丙烯的同时，会副产大量的混合C4、C5+组分，碳基收率合计约占13-15%，这部分产品附加值较低，通常的利用方式有直接作为副产品销售，或分离提纯利用，或经烯烃裂解工艺进行裂解增产乙烯和丙烯产品，其中经裂解工艺增产乙烯和丙烯产品具有较强的经济性。

现有技术涉及较多的C4以上组分裂解增产乙烯和丙烯收率的技术，可以设置辅助反应器与再生系统，对分离后的C4及以上组分进行裂解反应，或通过分离后将C4及以上组分返回主反应器进行裂解反应。将C4及以上组分返回主反应器存在C4处理量受限制，转化率不高的问题，C4及以上组分设置单独的裂解装置，C4转化后失活的催化剂仍具有转化甲醇制烯烃的活性，没有被充分利用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种甲醇高效转化制低碳烯烃的装置及方法，通过设置提升管反应器处理C4及以上烃类组分，积碳后催化剂经过沉降器分离后部分循环回提升管反应器，继续转化C4及以上组分，可以有效的解决C4处理量低的问题，又采用同一催化剂，积碳后的催化剂进入主反应系统，继续参与甲醇制烯烃反应，大幅提高了甲醇制低碳烯烃反应的选择性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种甲醇高效转化制低碳烯烃的装置，其特征是， 包括第一提升管反应器、密相流化床反应器、第二提升管反应器和再生器；第一提升管反应器与设置在第一沉降器内的第一气固快速分离设备相连接；密相床反应器通过预积碳催化剂输送管线与第一沉降器相连接，第二沉降器内设有第二气固快速分离设备，密相床反应器出口连接第二提升管反应器，第二提升管反应器与第二气固快速分离设备相连接；再生器通过待生催化剂输送管线与第二沉降器相连接，且再生器通过再生剂输送管线与第一提升管反应器相连接。