分离装置、反应再生设备和烯烃制备方法和芳烃制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及分离装置、反应再生设备和烯烃制备方法和芳烃制备方法。该分离装置用于流化床反应器，包括与流化床反应器连通的气固粗分离器，竖直设置的缓冲器，气固粗分离器的固体出口与缓冲器的下部区域连通，气固粗分离器的气体出口与缓冲器的上部区域连通，气固精分离器的入口与缓冲器的上部区域连通，气固精分离器的固体出口与缓冲器的下部区域连通。夹带有催化剂的产物进入气固粗分离器，固态的催化剂被分离出来并进入缓冲器的下部区域；夹带有余量的催化剂的产物进入到缓冲器的上部区域内，然后再进入气固精分离器，余量的催化剂被分离出来并进入缓冲器的下部区域，从气固精分离器的气体出口得到产物。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请要求享有于2014年10月14日提交的名称为“甲醇制烯烃多区耦合强化方法”的中国专利申请CN201410539938.0的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文中。
本专利技术涉及化工领域，特别是一种用于流化床反应器的分离装置。本专利技术还涉及包括这种分离装置的反应再生设备，以及制备烯烃的方法和制备芳烃的方法。
技术介绍
在现代石油化工领域中，乙烯和丙烯是最为关键的两大基础原料。乙烯可用于制备聚乙烯、苯乙烯、醋酸乙烯、环氧乙烷、乙二醇等下游产品。丙烯可用于制备聚丙烯、丙烯腈、环氧丙烷、异丙醇等下游产品。乙烯、丙烯以及其下游产品均在工农业、交通、国防等领域有着广泛的应用。近年来，乙烯与丙烯的需求持续走高，然而在石油资源日趋匮乏的情况下，非石油资源生产乙烯、丙烯的煤化工技术能够极大缓解我国石油供应紧张的局面，这对于促进我国重化工的发展具有重要的意义。这种煤化工技术是由煤制备甲醇，然后由甲醇制备烯烃。当前，目前甲醇制烯烃的装置与催化裂化装置相似，均为连续反应-再生方式。在美国专利US166282中公布了一种氧化物转化为低碳烯烃的方法与反应器。该专利文件的技术方案使用了快速流化床反应器。气体在气速较低的反应区反应完成后，上升到内径急剧变小的快分区。采用粗旋进行初步分离出产物中夹带的催化剂。由于产物与催化剂分离快速，有效防止了二次反应的发生。该文献采用上行快速流化床作为反应器，其进料入口是传统型入口。公开号为CN103121901A的中国专利申请记载了一种含氧化合物转化制低碳烯烃的方法。该方法采用一个催化剂混合器将待生催化剂与再生催化剂先进行预混合后再进入反应器，有针对性地解决了反应区催化剂混合不均匀、低碳烯烃收益低的问题。公开号为CN101164685A的中国专利申请记载了一种用于甲醇或乙二醚催化反应的组合式快速流化床反应器，其中将沉降段的分离装置外置，这有效缩小了沉降器的空间，提高催化剂沉降速度，减小烯烃停留时间，还有效解决了乙烯及丙烯选择性低、收率低的技术问题。相对于传统的沉降器外置的快速流化床反应器，乙烯收率可提高大于4％，丙烯收率可提高大于3％。在现有技术中，为了提高催化剂的沉降分离效果，沉降器构造为尺寸较大，内部空间也较大。然而，在这种情况下，沉降器内的气体流速比较小，导致气体在沉降器内部的停留时间较长，这使得产物非常容易与夹混的催化剂发生二次反应。最终获得的产物也因此而包含非常多的杂质，这对于烯烃、芳烃的制备是非常不利的。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出了一种用于流化床反应器的分离装置。在产物离开流化床反应器后，产物中的催化剂立即被分离装置快速分离出来。这样，产物就不会再发生二次反应，最终获得的产物中的杂质也因此而更少。此外，本专利技术还涉及包括这种分离装置的反应再生设备，以及制备烯烃的方法和制备芳烃的方法。根据本专利技术的第一方面，提出了一种分离装置，其用于流化床反应器。该分离装置包括：与流化床反应器的出口连通的气固粗分离器，竖直设置的缓冲器，该气固粗分离器的固体出口与缓冲器的下部区域连通，气固粗分离器的气体出口与缓冲器的上部区域连通，气固精分离器，该气固精分离器的入口与缓冲器的上部区域连通，气固精分离器的固体出口与缓冲器的下部区域连通。该分离装置构造为：来自流化床反应器的夹带有催化剂的产物进入气固粗分离器，固态的催化剂被分离出来并进入缓冲器的下部区域；夹带有余量的催化剂的产物进入到缓冲器的上部区域内，然后再进入气固精分离器，余量的催化剂被分离出来并进入缓冲器的下部区域，从气固精分离器的气体出口得到产物。根据本专利技术，分离装置中的气固粗分离器和气固精分离器能够来自流化床反应器的产物中被夹带的催化剂快速分离出去。与现有技术中的沉降分离相比，本专利技术的分离装置的分离速度更快，从而有效地避免了产物在仍具有活性的待生催化剂的催化作用下发生二次反应的问题。较快的分离速度也大大提高了生产效率。此外，通常而言，来自流化床反应器的产物具有很高的速度，这会对接受该高速的产物的装置产生很大的冲击而导致装置发生剧烈的振动，甚至被损坏。在本专利技术中，在气固粗分离器和气固精分离器之间设置了缓冲器，气固粗分离器和缓冲器共同承担了高速的产物的冲击，避免了整个分离装置被损坏，并且气固粗分离器和缓冲器中的每一个也无需较大的尺寸。在一个实施例中，缓冲器的上部区域的直径小于下部区域的直径。优选地，上部区域的直径与下部区域的直径之比在0.05到0.5之间。缓冲器的直径较小的上部区域能迅速降低由流化床反应器快速进入上部区域的产物带来的气流波动，以使得缓冲器的下部区域仍处于较为平静的状态，这使得催化剂能够稳定地容纳在缓冲器的下部区域内，这提高了气固分离效率。在一个实施例中，缓冲器的下部区域构造并设置成能够进行汽提操作。例如，可以在缓冲器的下端设置蒸汽入口，并且在缓冲器的下部区域的内部设置适于进行汽提操作的结构或构件，这里结构或构件是本领域的技术人员所熟知的。通过从缓冲器的下端向缓冲器的下部区域内充入蒸汽，例如水蒸气，可以将被催化剂夹带的产物与催化剂分离。所分离的产物会随着水蒸气上升到缓冲器的上部区域而与产物混合，这样就大大提高了产物的收率。此外，如上文所述，缓冲器的结构使得缓冲器的下部区域内不会发生剧烈的气流波动，这也非常有利于汽提操作。在一个实施例中，气固粗分离器的气体出口与缓冲器的连接位置在气固精分离器的入口与缓冲器的连接位置的下方。这种结构使得当产物在缓冲器内向上流动时，被夹带的催化剂可从产物中沉淀下来，这进一步提高了气固分离效率。在一个实施例中，气固粗分离器和气固精分离器均为单个的旋风分离器。在一个优选的实施例中，气固粗分离器为单个的旋风分离器，气固精分离器包括两级或多级串联的旋风分离器，其中，该两级或多级串联的旋风分离器构造为：第一级的旋风分离器的入口与缓冲器的上部区域连通，从最后一级的旋风分离器气体出口得到产物，上游的旋风分离器的气体出口与下游相邻的旋风分离器的入口连通，旋风分离器的固体出口与缓冲器的下部区域相连通。旋风分离器能够将催化剂和产物快速分离，而且其结构简单，价格也较低。此外，多个串联使用的旋风分离器能够提高从产物中分离催化剂的效果，这有助于提高催化剂的回收效率，并且所得到的产物中的杂质也更少。在一个实施例中，在缓冲器的上部区域构造有用以与气固粗分离器的气体出口连通的入口，入口构造为与上部区域的侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分离装置，其用于流化床反应器，包括，与流化床反应器的出口连通的气固粗分离器，竖直设置的缓冲器，所述气固粗分离器的固体出口与所述缓冲器的下部区域连通，所述气固粗分离器的气体出口与所述缓冲器的上部区域连通，气固精分离器，所述气固精分离器的入口与所述缓冲器的上部区域连通，所述气固精分离器的固体出口与所述缓冲器的下部区域连通，所述分离装置构造为：来自所述流化床反应器的夹带有催化剂的产物进入所述气固粗分离器，固态的催化剂被分离出来并进入所述缓冲器的下部区域；夹带有余量的催化剂的产物进入到所述缓冲器的上部区域内，然后再进入所述气固精分离器，所述余量的催化剂被分离出来并进入所述缓冲器的下部区域，从所述气固精分离器的气体出口得到产物。

【技术特征摘要】
2014.10.14 CN 20141053993801.一种分离装置，其用于流化床反应器，包括，
与流化床反应器的出口连通的气固粗分离器，
竖直设置的缓冲器，所述气固粗分离器的固体出口与所述缓冲器的下部区域
连通，所述气固粗分离器的气体出口与所述缓冲器的上部区域连通，
气固精分离器，所述气固精分离器的入口与所述缓冲器的上部区域连通，所
述气固精分离器的固体出口与所述缓冲器的下部区域连通，
所述分离装置构造为：来自所述流化床反应器的夹带有催化剂的产物进入所
述气固粗分离器，固态的催化剂被分离出来并进入所述缓冲器的下部区域；夹带
有余量的催化剂的产物进入到所述缓冲器的上部区域内，然后再进入所述气固精
分离器，所述余量的催化剂被分离出来并进入所述缓冲器的下部区域，从所述气
固精分离器的气体出口得到产物。
2.根据权利要求1所述的分离装置，其特征在于，所述缓冲器的上部区域
的直径小于所述下部区域的直径。
3.根据权利要求2所述的分离装置，其特征在于，所述上部区域的直径与
所述下部区域的直径之比在0.05到0.5之间。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的分离装置，其特征在于，所述气固
粗分离器的气体出口与所述缓冲器的连接位置在所述气固精分离器的入口与所
述缓冲器的连接位置的下方。
5.根据权利要求1到4中任一项所述的分离装置，其特征在于，所述气固
粗分离器和气固精分离器均为单个的旋风分离器。
6.根据权利要求1到4中任一项所述的分离装置，其特征在于，所述气固
粗分离器为单个的旋风分离器，所述气固精分离器包括两级或多级串联的旋风分
离器，
其中，所述两级或多级串联的旋风分离器构造为：第一级的旋风分离器的入
口与所述缓冲器的上部区域连通，从最后一级的旋风分离器气体出口得到产物，
上游的旋风分离器的气体出口与下游相邻的旋风分离器的入口连通，所有旋风分
离器的固体出口与所述缓冲器的下部区域相连通。
7.根据权利要求1所述的分离装置，其特征在于，在所述缓冲器的上部区

\t域构造有用以与所述气固粗分离器的气体出口连通的入口，所述入口构造为与上
部区域的侧壁相切。
8.根据权利要求1到7中任一项所述的分离装置，其特征在于，所述缓冲
器的下部区域构造并设置成能够进行汽提操作。
9.一种反应再生设备，其包括根据权利要求1到8中任一项所述的分离装
置，还包括：流化床反应器和催化剂再生装置，
所述流化床反应器包括处于下方的入口区、处于上方的出口区，以及处于所
述入口区和出口区之间的反应区，并且所述出口区与所述分离装置的气固粗分离
器相连通，
所述催化剂再生装置包括处于下方的进料区和处于上方的出料区，所述进料
区设置为低于所述缓冲器的下部区域，所述出料区设置为高于所述流化床反应器
的入口区，
其中，所述缓冲器的下部区域通过第二管道与所述催化剂再生装置的进料区
相连通，所述催化剂再生装置的出料区通过第三管道与所述流化床反应器的入口
区相连通。
10.根据权利要求9所述的反应再生设备，其特征在于，在所述第三管道的
内壁的顶部上设置有挡流件。
11.根据权利要求10所述的反应再生设备，其特征在于，所述挡流件为朝
向所述流化床反应器倾斜的挡板。
12.根据权利要求11所述的反应再生设备，其特征在于，所述挡板的面积
与所述第三管道的横截面积之比在0.1到1之间。
13.根据权利要求11或12所述的反应再生设备，其特征在于，所述挡板的
形状为扇形或矩形。
14.根据权利要求11到13中任一项所述的反应再生设备，其特征在于，所
述挡板与所述流化床反应器的距离与所述第三管道的长度之比在0.01到0.5之
间。
15.根据权利要求11到14中任一项所述的反应再生设备，其特征在于，所
述挡板与所述第三管道的轴线形成的夹角在10度到75度之间。
16.根据权利要求11到15中任一项所述的反应再生设备，其特征在于，所
述挡板的数量为多个，并且所述多个挡板设置为彼此平行。
17.根据权利要求10所述的反应再生设备，其特征在于，所述挡流件为径
向向里凸出的挡齿。
18.根据权利要求17所述的反应再生设备，其特征在于，所述挡齿的数量
为多个，并且所述多个挡齿沿着所述第三管道的轴线成排地设置。
19.根据权利要求18所述的反应再生设备，其特征在于，所述多个挡齿中
的每一个的长度与所述第三管道的直径的比值为0.1到0.5之间。
20.根据权利要求17到19中任一项所述的反应再生设备，其特征在于，所
述多个挡齿中的任一个的横截面形状为三角形、矩形或扇形。
21.根据权利要求9到20中任一项所述的反应再生设备，其特征在于，在
所述流化床反应器的出口区设置有提速气入口。
22.根据权利要求21所述的反应再生设备，其特征在于，所述提速气入口
构造为从下方斜朝向上方延伸。
23.根据权利要求22所述的反应再生设备，其特征在于，所述提速气入口
与所述流化床反应器的纵向轴线的夹角在5度到39度之间。
24.根据权利要求21到23中任一项所述的反应再生设备，其特征在于，所
述提速气入口的直径与所述流化床反应器的出口区的直径之比在0.01到0.1之
间。
25.根据权利要求21到24中任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐俊，顾松园，钟思青，金永明，俞志楠，齐国祯，李晓红，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11