[发明专利]流化床反应器、装置以及含氧化合物制备低碳烯烃的方法

说明书

本申请公开了一种流化床反应器、装置以及含氧化合物制备低碳烯烃的方法，所述流化床反应器包括反应器壳体、反应区、焦调控区和输送管；所述焦调控区内设置有n个挡板，n个所述挡板将焦调控区分割为n个子焦调控区，所述n个子焦调控区包括第1子焦调控区、第2子焦调控区至第n子焦调控区；n‑1个所述挡板上均设有至少一个催化剂流通孔，以使催化剂在焦调控区内沿着环形流动；n为整数。本申请所述的装置和方法可以适应高甲醇处理能力、高低碳烯烃选择性的新一代DMTO催化剂，生产单耗为2.50‑2.58吨甲醇/吨低碳烯烃。

技术领域

本申请涉及一种流化床反应器、装置以及含氧化合物制备低碳烯烃的方法，属于化工催化领域。

背景技术

甲醇制烯烃技术(MTO)主要有中国科学院大连化学物理研究所的DMTO(甲醇制烯烃)技术和美国UOP公司的MTO技术。2010年，采用DMTO技术的神华包头甲醇制烯烃工厂建成投产，此为MTO技术的全球首次工业化应用，截至2019年底，已有14套DMTO工业装置投产，低碳烯烃产能共计约800万吨/年。

最近几年，DMTO技术进一步发展，性能更加优良的新一代DMTO催化剂逐渐开始工业化应用，为DMTO工厂创造了更高的效益。新一代DMTO催化剂具有更高的甲醇处理能力和低碳烯烃选择性。现有的DMTO工业装置难以充分利用新一代DMTO催化剂的优势，因此，需要开发出一种可以适应高甲醇处理能力、高低碳烯烃选择性的新一代DMTO催化剂需求的DMTO装置及生产方法。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种流化床反应器，该流化床反应器可以通过焦调控反应在线改性DMTO催化剂，本申请中的改性指的是调控DMTO催化剂中的焦含量、焦含量分布和焦物种，从而控制DMTO催化剂性能，提高低碳烯烃选择性。

本申请中所述的低碳烯烃是指乙烯和丙烯。

申请人研究发现，影响DMTO催化剂的活性和低碳烯烃选择性的主要因素是催化剂中的焦含量、焦含量分布和焦物种。催化剂的平均焦含量相同时，焦含量分布窄，则低碳烯烃选择性高、活性高。催化剂中的焦物种包含多甲基芳烃和多甲基环烷烃等，其中，多甲基苯和多甲基萘能促进乙烯的生成。因此，控制催化剂中的焦含量、焦含量分布以及焦物种是控制DMTO催化剂活性、提高低碳烯烃选择性的关键。

根据本申请的第一方面，提供了一种流化床反应器，所述流化床反应器包括反应器壳体、反应区、焦调控区和输送管；

所述反应器壳体包括下壳体和上壳体；所述下壳体围合成反应区；所述输送管设于所述反应区的上方并与所述反应区连通；所述输送管的外周设有上壳体；所述上壳体与所述输送管围合形成空腔；所述空腔包括焦调控区；

所述输送管的上部设有气体出口；

所述反应区包括反应原料进口和焦调控催化剂进口；

所述焦调控区包括催化剂进口、焦调控催化剂出口、焦调控气体出口和焦调控原料进口；

所述焦调控区为环状的腔体；

所述焦调控区内设置有n个挡板，n个所述挡板将焦调控区分割为n个子焦调控区，所述n个子焦调控区包括第1子焦调控区、第2子焦调控区至第n子焦调控区；

n-1个所述挡板上均设有至少一个催化剂流通孔，以使催化剂在焦调控区内沿着环形流动；n为整数；

所述催化剂进口设于第1子焦调控区；所述焦调控催化剂出口设于第n个子焦调控区；所述焦调控气体出口设于相邻两个挡板之间。