一种有机氧化物催化转化制芳烃催化剂的再生方法技术

技术编号:13791135 阅读:94 留言:0更新日期:2016-10-05 23:59
本发明专利技术公开了一种有机氧化物催化转化制芳烃催化剂的再生方法,该方法包括:将来自有机氧化物催化转化制芳烃反应系统的待生催化剂送入第一再生器与一再贫氧主风接触并进行一再再生,得到半再生催化剂和第一再生烟气;将所述半再生催化剂送入第二再生器与二再贫氧主风接触并进行二再再生;其中,以体积计,所述一再贫氧主风和所述二再贫氧主风的氧气含量均低于空气的氧气含量。本发明专利技术的有机氧化物催化转化制芳烃催化剂的再生方法与现有再生方法相比,该方法可以有效增加再生器体积,保证待生催化剂的烧焦时间和烧焦效果,还可以适应反应器不同的处理量和生焦量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种有机氧化物催化转化制芳烃催化剂的再生方法
技术介绍
芳烃是一种重要的有机化工基础原料,其中苯、甲苯和二甲苯(包括邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯)用途十分广泛,其终端产品的应用包括合成树脂、合成纤维、合成橡胶、涂料、染料和医药等领域。随着我国经济社会发展,对芳烃的需求也日益增长,目前我国每年芳烃的消费量超过2000万吨,有一半需从国外进口。苯、甲苯和二甲苯主要来源于石油化工工业,国内石油化工路线生产芳烃约占芳烃生产总量85%以上,生产技术主要包括:石脑油催化重整、乙烯裂解石脑油加氢抽提和低碳烃类芳构化等,其中石脑油催化重整芳烃产量约占石油化工路线芳烃产量80%,乙烯裂解石脑油加氢抽提芳烃产量约占16%。随着石油资源的日益枯竭,原油价格居高不下,给石油化工路线制取芳烃带来了较大的成本压力。我国的能源现状是多煤少油缺气,20世纪90年代以来伴随经济的持续增长,我国对外石油依赖度不断增加,1993年至1996年,我国对外石油依赖度基本在10%以内,到2000年首次超过30%,2007年达到50.5%,2013年达到57.39%,远超过国际上公认的30%警戒线。另一方面,我国煤炭资源丰富,近年来在国家政策支持下,煤制甲醇、二甲醚和乙二醇行业迅速发展,据统计2013年我国甲醇产量近2900万吨。因此,发展有机氧化物催化转化制芳烃技术以替代传统的石油化工路线,可以降低芳烃对石油原料的依赖度,对我国能源安全和芳烃生产行业有着重要的作用。利用有机氧化物催化转化制芳烃的技术,早期由美国美孚石油公司提出,其1979年申请的专利US4156698A公开了利用含有分子筛的复合催化剂将C1-C4醇类或醚类化合物转化为低碳烯烃和芳烃的方法;1985年申请的专利US4590321A中提出了利用ZSM-5或ZSM-11等分子筛催化剂将C2-C12烷烃、C2-C12烯烃、C1-C5醇类和C2-C12醚类等非芳化合物转化为芳烃的工艺;美国专利US4686312A、US4724270A、US4822939A、US4822939A、US4049573A等也公开了在不同催化剂作用下甲醇或二甲醚制芳烃的方法。但这些美国专利的重点主要在于研究催化剂组成以及反应操作条件对芳烃转化率和选择性的影响,个别专利提出甲醇或二甲醚制芳烃的反应流程,但均没有明确提出有机氧化物制芳烃技术的反应再生系统、反应再生方法以及反应器和再生器型式。目前,国内也有多家研究院所对有机氧化物制芳烃技术进行研发,主要包括清华大学、中国科学院山西煤炭化学研究所、中国石化上海石油化工研究院、中国科学院大连化学物理研究所等。中国专利CN 1880288A公开了以甲醇为原料在改性ZSM-5分子筛催化剂作用下制芳烃的工艺,该专利将一段反应器甲醇芳构化气相产物冷却后分离出低碳烃类和液相产物,液相产物经萃取分离得到芳烃和非芳烃,低碳烃类进入二段反应器进一步芳构化,从而提高芳烃的总选择性。中国专利CN 101823929B提出了一种甲醇或二甲醚制取芳烃的系统和工艺,甲醇或二甲醚先在芳构化反应器反应,反应产物中氢气、甲烷、混合C8芳烃和部分C9+烃类作为产品,C2+非芳烃和除混合C8芳烃及部分C9+烃类之外的芳烃则会循环入另一个反应器进一步芳构化,提高芳烃的收率和选择性。中国专利CN 101607858B、CN 102190546B、CN 102371176B、CN 102371177B等也分别公开了有机氧化物催化转化制芳烃工艺、有机氧化物催化转化制芳烃催化剂及制备方法。上述专利同样着重于考察不同催化剂组成以及稀有金属、稀土金属改性对芳构化过程的影响,
CN 1880288A和CN 101823929B主要提出反应产物循环芳构化对芳烃收率的影响。有机氧化物催化转化制芳烃反应产品除了苯、甲苯和二甲苯等芳烃外,还副产大量的水和乙烯、丙烯等低碳烯烃、C5+汽油及有机氧化物,气体量大,气体产品平均分子量小,反应工艺气的体积流量大;相应的,有机氧化物芳构化过程生焦率很低,只有重油催化裂化的十分之一左右,为降低催化剂的水热失活,有机氧化物催化转化制芳烃再生系统采用不完全再生,再生烟气中含有CO,耗风指标低,因此,再生烟气体积流量小,反应器工艺气量约为再生器烟气量的8倍。因此,有机氧化物芳构化反应再生特点决定了反应器远大于再生器。由于再生烟气量低,为保持再生器中催化剂的流化状态,再生器直径只有反应器直径的1/4~1/3;另一方面,有机氧化物催化转化制芳烃生产的焦炭特点决定了待生催化剂必须有足够的停留时间,才能完全烧掉待生催化剂夹带的焦炭,这又要求再生器体积必须足够大才行;从而使得再生器可能又细又长,密相床层高度很高,导致烧焦用主风出口压力增加、反应器和再生器立面布置存在困难等问题。中国专利CN 103657744A公开了一种甲醇芳构化过程的催化剂再生器及再生方法,在多段再生流化床中轴向设置一个至多个横向多孔挡板,形成两个或多个堆积催化剂的密相区。在一个或多个催化剂密相区中设置换热器,控制各个密相区操作温度沿轴向(从低到高)逐渐降低的变温操作;同时在一个或多个催化剂密相区设置惰性气体注入点,注入氮气、氩气和氦气中的一种或多种,惰性气体体积为再生器烧焦用含氧气体体积的0.05~1倍,主要作用是脱除进入反应系统再生催化剂上携带的再生烟气,减少反应器中CO2、CO和脂肪酸类副产物的生成。该专利技术注入惰性气体的注入量较少,对再生器体积影响不大。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种有机氧化物催化转化制芳烃催化剂的再生方法,该方法可以有效增加再生器体积,保证待生催化剂的烧焦时间和烧焦效果,还可以适应反应器不同的处理量和生焦量。为了实现上述目的,本专利技术提供一种有机氧化物催化转化制芳烃催化剂的再生方法,该方法包括:将来自有机氧化物催化转化制芳烃反应系统的待生催化剂送入第一再生器与一再贫氧主风接触并进行一再再生,得到半再生催化剂和第一再生烟气;将所述半再生催化剂送入第二再生器与二再贫氧主风接触并进行二再再生,得到再生催化剂和第二再生烟气;将所述再生催化剂送回到有机氧化物催化转化制芳烃反应系统中;其中,以体积计,所述一再贫氧主风和所述二再贫氧主风的氧气含量均低于空气的氧气含量。优选地,其中,所述有机氧化物为选自C1-C10醇类、C2-C12醚类和C3-C12酮类中的至少一种;所述催化剂为含有分子筛和载体的微球催化剂。优选地,其中,控制所述一再再生的温度为500-700℃;控制所述二再再生的温度为600-800℃。优选地,其中,控制所述半再生催化剂所含焦炭的氢元素重量为所述待生催化剂所含焦炭的氢元素重量的0-40重%,控制所述半再生催化剂所含焦炭的碳元素重量为所述待生催化剂所含焦炭的碳元素重量的10-50重%;控制所述再生催化剂中焦炭的含量为0.01-0.1重%。优选地,其中,该方法还包括:将空气与惰性气体混合,得到总贫氧主风,将所述总贫氧主风分成所述一再贫氧主风和所述二再贫氧主风;将所述一再贫氧主风送入所述第一再生器中,将所述二再贫氧主风送入所述第二再生器中;所述惰性气体为选自氮气、氩气、氦气、二氧化碳和烟气中的至少一种,所述烟气为选自所述第一再生烟气、所述第二再生烟气、以及第一再
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【技术保护点】
一种有机氧化物催化转化制芳烃催化剂的再生方法,该方法包括:将来自有机氧化物催化转化制芳烃反应系统的待生催化剂送入第一再生器与一再贫氧主风接触并进行一再再生,得到半再生催化剂和第一再生烟气;将所述半再生催化剂送入第二再生器与二再贫氧主风接触并进行二再再生,得到再生催化剂和第二再生烟气;将所述再生催化剂送回到有机氧化物催化转化制芳烃反应系统中;其中,以体积计,所述一再贫氧主风和所述二再贫氧主风的氧气含量均低于空气的氧气含量。

【技术特征摘要】
1.一种有机氧化物催化转化制芳烃催化剂的再生方法,该方法包括:将来自有机氧化物催化转化制芳烃反应系统的待生催化剂送入第一再生器与一再贫氧主风接触并进行一再再生,得到半再生催化剂和第一再生烟气;将所述半再生催化剂送入第二再生器与二再贫氧主风接触并进行二再再生,得到再生催化剂和第二再生烟气;将所述再生催化剂送回到有机氧化物催化转化制芳烃反应系统中;其中,以体积计,所述一再贫氧主风和所述二再贫氧主风的氧气含量均低于空气的氧气含量。2.根据权利要求1的再生方法,其中,所述有机氧化物为选自C1-C10醇类、C2-C12醚类和C3-C12酮类中的至少一种;所述催化剂为含有分子筛和载体的微球催化剂。3.根据权利要求1的再生方法,其中,控制所述一再再生的温度为500-700℃;控制所述二再再生的温度为600-800℃。4.根据权利要求1的再生方法,其中,控制所述半再生催化剂所含焦炭的氢元素重量为所述待生催化剂所含焦炭的氢元素重量的0-40重%,控制所述半再生催化剂所含焦炭的碳元素重量为所述待生催化剂所含焦炭的碳元素重量的10-50重%;控制所述再生催化剂中焦炭的含量为0.01-0.1重%。5.根据权利要求1的再生方法,其中,该方法还包括:将空气与惰性气体混合,得到总贫氧主风,将所述总贫氧主风分成所述一再贫氧主风和所述二再贫氧主风;将所述一再贫氧主风送入所述第一再生器中,将所述二再贫氧主风送入所述第二再生器中;所述惰性气体为选自氮气、氩气、氦气、
\t二氧化碳和烟气中的至少一种,所述烟气为选自所述第一再生烟气、所述第二再生烟气、以及第一再生烟气和第二再生烟气的混合物经进一步燃烧后所得的气体中的至少一种。6.根据权利要求5的再生方法,其中,以相同压力下的体积计,控制所述一再贫氧主风的流量占所述总贫氧主风流量的5-95体%,控制所述二再贫氧主风的流量占所述总贫氧主风流量的5-95体%。7....

【专利技术属性】
技术研发人员:吴雷江盛阳余龙红程建民杨启业段丹黄泽川
申请(专利权)人:中国石化工程建设有限公司中石化炼化工程集团股份有限公司
类型:发明
国别省市:北京;11

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