一种用于移动床反应器的急冷方法技术

本发明专利技术公开了一种用于移动床反应器的急冷方法。在多级移动床反应器中，相邻的两个移动床反应器之间均设有串连安装的一级急冷混合器(6)和二级急冷混合器(7)。将甲醇醚化反应器(1)的出口物流分成多股，一股进入第一级移动床反应器发生转化反应；其余各股作为第一急冷进料分别进入各一级急冷混合器，与来自上一级移动床反应器的高温反应气体混合。一级急冷混合器混合物进入二级急冷混合器，与进入二级急冷混合器的作为第二急冷进料的稀释剂(9)混合。二级急冷混合器混合物分别进入下一级移动床反应器发生转化反应。本发明专利技术主要用于甲醇转化制丙烯领域的移动床反应器的急冷。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于甲醇转化制丙烯
，涉及一种用于移动床反应器的急冷方法。
技术介绍
甲醇转化制丙烯反应属于强放热反应，且目的产物丙烯的选择性对温度比较敏感。目前世界上比较成熟的甲醇转化制丙烯技术中，UOP/Hydro联合开发的MTO工艺采用流化床反应器，传热效果较好，反应温度较容易控制；但是催化剂在流化过程中容易磨损，因此对催化剂的耐磨性能要求较高。Lurgi公司的MTP工艺采用固定床反应器，丙烯选择性较高；但是固定床反应器的传热效果较差，因此Lurgi在其MTP工艺中采用设置预反应器、薄层主反应器、级间设置急冷盘和加入急冷物流等方法来增加传热、控制反应温度。移动床技术由于床层内物流返混少、反应接近平推流，因此原料转化率高；且床层内的催化剂不断移动、能保持良好的催化剂性能，因而越来越受到研究人员的重视。中国专利CN102276407B公开了一种多级移动床反应器温度控制的方法，CN102240527A公开了一种用于甲醇制备丙烯工艺的多级移动床反应系统的装置。上述方法和装置中，用于控制移动床反应器温度的急冷原料为甲醇醚化反应产物(包括甲醇、二甲醚和水的平衡混合物)的一部分，经热量综合利用(即对甲醇原料进行预热)后温度降低，气相质量分率为0.3～0.9。冷却后的急冷原料分配至各级间处理区或级间混合器，与来自上一级移动床反应器的高温反应气体混合使高温反应气体降温，再进入下一级移动床反应器，以此来移除甲醇制丙烯反应的强放热。存在的问题是：(1)冷却后的急冷原料为气液两相流，气液两相不容易根据需要的流量均匀地分配至各级间处理区或级间混合器与高温反应气体混合；由各级间处理区或级间混合器流出的混合物的温度会出现波动，因而难以平稳控制各下级移动床反应器的物流入口温度，更难以稳定各下级移动床反应器的反应温度。(2)设置热量综合利用装置(例如换热器)对甲醇醚化反应产物和甲醇原料进行换热，投资较高且操作较复杂。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于移动床反应器的急冷方法，以解决现有的用于移动床反应器的急冷技术所存在的冷却后的急冷原料为气液两相流、气液两相不容易根据需要的流量均匀地分配至各级间处理区或级间混合器与高温反应
气体混合所造成的问题，以及设置热量综合利用装置对甲醇醚化反应产物和甲醇原料进行换热存在着投资较高且操作较复杂的问题。为解决上述问题，本专利技术采用的技术方案是：一种用于移动床反应器的急冷方法，将甲醇醚化反应器的出口物流分成多股；一股作为多级移动床反应器中第一级移动床反应器的进料，与返回烃(主要组成是碳2、碳4、碳5、碳6)和稀释剂混合并在加热装置中加热后(一般是加热至450～480℃)进入第一级移动床反应器，与催化剂错流接触发生转化反应。在多级移动床反应器中，相邻的两个移动床反应器之间均设有串连安装的一级急冷混合器和二级急冷混合器，甲醇醚化反应器出口物流的其余各股作为第一急冷进料分别进入各一级急冷混合器，与来自上一级移动床反应器的高温反应气体混合。在各一级急冷混合器内形成的一级急冷混合器混合物由各一级急冷混合器流出，进入与相应的一级急冷混合器串连安装的二级急冷混合器，与进入二级急冷混合器的作为第二急冷进料的稀释剂混合。在各二级急冷混合器内形成的二级急冷混合器混合物由各二级急冷混合器流出，分别进入下一级移动床反应器，与催化剂错流接触发生转化反应。在上述的急冷方法中，甲醇醚化反应器的出口物流为包括甲醇、二甲醚和水的平衡混合物，温度一般为220～300℃，相态为气相。上一级移动床反应器的高温反应气体为包括二甲醚、水和碳2～碳6烃以及少量甲醇、甲烷、碳7以上烃的混合物，温度一般为480～530℃。稀释剂为0.5～1.0MPa(本专利技术提到的压力为表压)的饱和工艺水蒸汽。由各一级急冷混合器流出的一级急冷混合器混合物的温度一般为475～500℃，此温度亦即高温反应气体在一级急冷混合器内被第一急冷进料冷却到的温度。第一急冷进料的流量，主要根据上述温度及其自身的温度、高温反应气体的流量和温度确定。由各二级急冷混合器流出的二级急冷混合器混合物的温度一般为450～470℃，此温度亦即在一级急冷混合器内被第一急冷进料冷却后的高温反应气体在二级急冷混合器内被第二急冷进料冷却到的温度，该温度能够满足下一级移动床反应器对进料温度的要求。第二急冷进料的流量，主要根据上述温度及其自身的温度、一级急冷混合器混合物的流量和温度确定。多级移动床反应器的总级数可以为2级～10级，各级移动床反应器串连安装。由于甲醇制丙烯反应是强放热反应，因此采用多级移动床反应器；既可分散反应热、降低级间高温反应气体的温度，又能将单级反应床层的反应温升控制在50℃以内(最好是控制在40℃以内)。同时，通过增设级间急冷设施，能将
进入下一级移动床反应器的物流温度控制在要求的范围内。一级急冷混合器的数量和二级急冷混合器的数量，第一急冷进料的股数和第二急冷进料的股数，均比多级移动床反应器的总级数少1。多级移动床反应器中，最后一级移动床反应器出来的反应产物经脱酸、能量回收以及脱除氧化物后，送至分离区。采用本专利技术，具有如下的有益效果：(1)本专利技术用于移动床反应器的急冷方法，将来自上一级移动床反应器的高温反应气体于移动床反应器外依次在一级急冷混合器和二级急冷混合器内与第一急冷进料和第二急冷进料充分混合，温度降低至要求的范围之内后再送入下一级移动床反应器。甲醇醚化反应器出口物流不经热量综合利用使温度降低、直接作为第一急冷进料，相态为单一的气相，作为第二急冷进料的稀释剂的相态也为单一的气相；因为可以避免现有技术中冷却后的急冷原料为气液两相流而存在的气液两相不容易根据需要的流量均匀分配的问题，所以本专利技术易于控制一级急冷混合器混合物和二级急冷混合器混合物的温度，尤其是易于将各股二级急冷混合器混合物的温度控制得比较稳定、防止该温度出现波动。这样，就易于平稳控制各下级移动床反应器的物流入口温度，易于稳定各下级移动床反应器的反应温度。(2)与现有技术相比，本专利技术不设置热量综合利用装置对甲醇醚化反应器出口物流和甲醇原料进行换热，没有这一部分的较高投资和复杂操作。本专利技术虽然在每相邻的两个移动床反应器之间多使用一个急冷混合器，但急冷混合器属于小型设备，其投资较低，操作也比较简单。本专利技术主要用于甲醇转化制丙烯领域的移动床反应器的急冷，能够有效地移除甲醇制丙烯反应热、维持反应的稳定性、提高丙烯选择性。本专利技术不需要在移动床反应器内设置换热部件，使反应器的结构简单且急冷效果好，提高了操作的可行性。下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。附图和具体实施方式并不限制本专利技术要求保护的范围。附图说明图1是本专利技术用于移动床反应器急冷方法的流程示意图。图2是本专利技术提出的一级急冷混合器的结构示意图。图3是本专利技术提出的二级急冷混合器的结构示意图。图1至图3中，相同附图标记表示相同的技术特征。具体实施方式参见图1，所示的多级移动床反应器为3级移动床反应器，包括串连安装的
第一级移动床反应器21、第二级移动床反应器22、第三级移动床反应器23。在相邻的第一级移动床反应器21和第二级移动床反应器22中，第一级移动床反应器21为上一级移动床反应器，第二级移动床反应器22为下一级本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于移动床反应器的急冷方法，将甲醇醚化反应器(1)的出口物流分成多股，一股作为多级移动床反应器中第一级移动床反应器的进料进入第一级移动床反应器发生转化反应，其特征在于：在多级移动床反应器中，相邻的两个移动床反应器之间均设有串连安装的一级急冷混合器(6)和二级急冷混合器(7)，甲醇醚化反应器(1)出口物流的其余各股作为第一急冷进料分别进入各一级急冷混合器(6)，与来自上一级移动床反应器的高温反应气体混合，在各一级急冷混合器(6)内形成的一级急冷混合器混合物进入与相应的一级急冷混合器(6)串连安装的二级急冷混合器(7)，与进入二级急冷混合器(7)的作为第二急冷进料的稀释剂(9)混合，在各二级急冷混合器(7)内形成的二级急冷混合器混合物分别进入下一级移动床反应器发生转化反应。

【技术特征摘要】
1.一种用于移动床反应器的急冷方法，将甲醇醚化反应器(1)的出口物流分成多股，一股作为多级移动床反应器中第一级移动床反应器的进料进入第一级移动床反应器发生转化反应，其特征在于：在多级移动床反应器中，相邻的两个移动床反应器之间均设有串连安装的一级急冷混合器(6)和二级急冷混合器(7)，甲醇醚化反应器(1)出口物流的其余各股作为第一急冷进料分别进入各一级急冷混合器(6)，与来自上一级移动床反应器的高温反应气体混合，在各一级急冷混合器(6)内形成的一级急冷混合器混合物进入与相应的一级急冷混合器(6)串连安装的二级急冷混合器(7)，与进入二级急冷混合器(7)的作为第二急冷进料的稀释剂(9)混合，在各二级急冷混合器(7)内形成的二级急冷混合器混合物分别进入下一级移动床反应器发生转化反应。2.根据权利要求1所述的急冷方法，其特征在于：甲醇醚化反应器(1)的出口物流的温度为220～300℃，相态为气相，上一级移动床反应器的高温反应气体的温度为480～530℃，稀释剂(9)为0.5～1.0MPa(表压)的饱和工艺水蒸汽，由各一级急冷混合器(6)流出的一级急冷混合器混合物的温度为475～500℃，由各二级急冷混合器(7)流出的二级急冷混合器混合物的温度一般为450～470℃。3.根据权利要求1所述的急冷方法，其特征在于：多级移动床反...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐又春，郭劲鹤，孙秋荣，李爱国，杨旭东，寇肖，董海芳，王发辉，孙晓娟，张钟岩，罗妍，杨红斌，李健，田纪伟，曾菁，冯好喆，
申请(专利权)人：中石化广州工程有限公司，中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44