一种甲醇转化反应器及反应系统和甲醇转化的方法技术方案

本发明专利技术公开了一种甲醇转化反应器及反应系统和甲醇转化的方法。该反应器包括：壳体2、在壳体2的顶端开设的原料气入口4、在壳体2的底端开设的反应气体出口1、在壳体2的顶部侧面开设的催化剂入口和在壳体2的底部侧面开设的待生剂出口；其中，在壳体2内还设置多个倾斜延伸穿过壳体2的截面且相互之间间隔开的催化剂支撑板3，用于使催化剂从壳体2的顶部滑落到壳体2的底部；在催化剂支撑板3的低端开设缺口，用作催化剂的滑落通道；催化剂支撑板3设置多个小孔，供反应气体向下流动。采用本发明专利技术可以提高接触效率，降低副反应，提高原料的转化率和目的产物的选择性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种甲醇转化反应器及反应系统和甲醇转化的方法。具体地，涉及一种气固并流循环移动床反应器，含有该反应器的甲醇转化反应系统以及采用该反应系统进行甲醇转化制低碳烯烃或汽油的方法。
技术介绍
甲醇转化制低碳烯烃或汽油是重要的“碳一”化工工艺，可以用于解决甲醇的用途并增加低碳烯烃或汽油产品。甲醇转化反应多为非均相催化反应过程，催化剂上发生的反应为平行和顺序反应混合的复杂反应，不同反应对催化剂的活性要求不同，产物分布也不同。因此工业上要想得到有合适收率和选择性的目标产物需要对反应过程有合理的控制，采取适当的催化剂与反应物料的接触方式。埃克森美孚采用固定床反应器进行甲醇制汽油生产，五个固定床反应器并列，四开一备，每个反应器运行14天再生一次。再生前须用惰性气体吹扫反应器，待反应器可燃气体浓度降至一定值，通空气或含氧气体进行烧焦再生，使催化剂恢复活性，烧焦结束后，再通惰性气体吹扫反应器，至反应器中的氧浓度低于一定值，再通甲醇蒸汽，约需要2.5天。由于各个反应器需要频繁再生，且再生过程复杂，这大大增加了操作的复杂度及操作成本，并且反应器为高压反应器，而再生过程为常压过程，这也增加了设备投资，提高了企业的生产经营成本。鲁奇公司采用固定床反应器进行甲醇制丙烯过程，与埃克森美孚的甲醇制汽油过程类似，三开一备，不同反应器间切换再生。但各反应器均几乎为常压操作，不需要频繁的升压、降压过程，较甲醇制汽油过程相对简单，但频繁吹扫、再生仍大大增加了操作成本和复杂度。UOP和大化所采用流化床甲醇制烯烃工艺，但床层返混严重，不同积炭量的催化剂掺混在一起，近似呈全混釜。但是在流化床内，沿轴向呈现不同气体浓度的空间分布，不同的气体浓度条件下所需的催化剂特征也不相同，全混状态的催化剂无法满足这些要求，影响催化效果，得到的产物分布以及转化率不理想。现有技术中装置操作复杂，且催化反应效果差。因此，需要一种能够实现甲醇转化有更好效果，尽可能多地得到低碳烯烃或汽油，并尽量少地得到甲烷、乙烷、丙烷等小分子烷烃产物的甲醇转化方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术甲醇转化效果差的缺陷，提供一种甲醇转化反应器及反应系统和甲醇转化的方法。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种甲醇转化反应器，该反应器包括：壳体2、在壳体2的顶端开设的原料气入口4、在壳体2的底端开设的反应气体出口1、在壳体2的顶部侧面开设的催化剂入口和在壳体2的底部侧面开设的待生剂出口；其中，在壳体2内还设置多个倾斜延伸穿过壳体2的截面且相互之间间隔开的催化剂支撑板3，用于使催化剂从壳体2的顶部滑落到壳体2的底部；在催化剂支撑板3的低端开设缺口，用作催化剂的滑落通道；催化剂支撑板3上开设多个小孔，供反应气体向下流动。本专利技术还提供了一种甲醇转化的反应系统，该系统包括：甲醇转化反应器、汽提器9和再生器12；甲醇转化反应器的催化剂入口通过催化剂输送管线5连通到再生器12；甲醇转化反应器的待生剂出口连通到汽提器9；汽提器9的底端通过待生剂输送管线17连通到再生器12的底端；所述甲醇转化反应器为本专利技术提供的反应器。本专利技术还提供了一种甲醇转化的方法，该方法包括：在甲醇转化的条件下，将甲醇引入甲醇转化的反应系统与催化剂并流向下接触，进行甲醇转化反应；所述甲醇转化的反应系统为本专利技术提供的甲醇转化的反应系统。本专利技术提供的反应器中设置倾斜的催化剂支撑板，使催化剂在支撑板间由上向下呈折流移动，而反应物原料甲醇自上而下竖直移动，使气固两相物质均近似呈平推流，可以提高甲醇与催化剂的接触效率，使醇剂接触方式与反应特点相结合，降低副反应，提高原料的转化率和目的产物的选择性。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是本专利技术提供的甲醇转化的反应系统的示意图。附图标记说明1、反应气体出口2、壳体3、催化剂支撑板4、原料气入口5、催化剂输送管线6、再生剂输送阀7、松动气入口8、汽提气出口9、汽提器10、汽提气入口11、再生气体出口12、再生器13、再生气体入口14、待生剂输送阀15、输送气入口16、筛板17、待生剂输送管线18、新鲜剂入口具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。在本专利技术中，甲醇转化反应器为竖立垂直放置，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、顶部、顶端”通常是指向反应器的原料气入口4的方向，“下、底部、底端”通常是指向反应器的反应气体出口1的方法。本专利技术提供了一种甲醇转化反应器，如图1所示，该反应器包括：壳体2、在壳体2的顶端开设的原料气入口4、在壳体2的底端开设的反应气体出口1、在壳体2的顶部侧面开设的催化剂入口和在壳体2的底部侧面开设的待生剂出口；其中，在壳体2内还设置多个倾斜延伸穿过壳体2的截面且相互之间间隔开的催化剂支撑板3，用于使催化剂从壳体2的顶部滑落到壳体2的底部；在催化剂支撑板3的低端开设缺口，用作催化剂的滑落通道；催化剂支撑板3上开设多个小孔，供反应气体向下流动。根据本专利技术，催化剂支撑板3与水平面间有一定的夹角，该夹角可以保证催化剂在催化剂支撑板3上滑落，可以大于或等于催化剂颗粒在催化剂支撑板3上的静止滑落角。优选情况下，将催化剂支撑板3倾斜与水平面形成的夹角α为15-45°。根据本专利技术，在反应器内，自上而下，多个催化剂支撑板3的倾斜情况可以不变或有变化。优选情况下，在壳体2内，多个催化剂支撑板3的夹角α相同；或者沿着壳体2的顶部到壳体2的底部的方向，多个催化剂支撑板3的夹角α逐渐增加。该夹角的变化可以根据不同积碳的催化剂的流态化特性、催化剂的循环速率具体设定，例如可以自上而下，多个催化剂支撑板3依次增加或不增加夹角α的度数，相邻的两个催化剂支撑板中，下方的一块催化剂支撑板比上方的一块催化剂支撑板的夹角α增加0-10°。根据本专利技术，反应器一般为圆柱形，反应器的水平横截面为圆形。催化剂支撑板3倾斜延伸穿过壳体2的截面，不完全为圆形，但因催化剂支撑板3与水平面倾斜的夹角α不太大，催化剂支撑板3的实际形状偏离圆形不严重。优选情况下，催化剂支撑板3的形状近似为圆形，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种甲醇转化反应器，该反应器包括：壳体(2)、在壳体(2)的顶端开设的原料气入口(4)、在壳体(2)的底端开设的反应气体出口(1)、在壳体(2)的顶部侧面开设的催化剂入口和在壳体(2)的底部侧面开设的待生剂出口；其特征在于，在壳体(2)内还设置多个倾斜延伸穿过壳体(2)的截面且相互之间间隔开的催化剂支撑板(3)，用于使催化剂从壳体(2)的顶部滑落到壳体(2)的底部；在催化剂支撑板(3)的低端开设缺口，用作催化剂的滑落通道；催化剂支撑板(3)上开设多个小孔，供反应气体向下流动。

【技术特征摘要】
1.一种甲醇转化反应器，该反应器包括：壳体(2)、在壳体(2)的顶
端开设的原料气入口(4)、在壳体(2)的底端开设的反应气体出口(1)、
在壳体(2)的顶部侧面开设的催化剂入口和在壳体(2)的底部侧面开设的
待生剂出口；其特征在于，在壳体(2)内还设置多个倾斜延伸穿过壳体(2)
的截面且相互之间间隔开的催化剂支撑板(3)，用于使催化剂从壳体(2)
的顶部滑落到壳体(2)的底部；在催化剂支撑板(3)的低端开设缺口，用
作催化剂的滑落通道；催化剂支撑板(3)上开设多个小孔，供反应气体向
下流动。
2.根据权利要求1所述的反应器，其中，将催化剂支撑板(3)倾斜与
水平面形成的夹角α为15-45°。
3.根据权利要求2所述的反应器，其中，在壳体(2)内，多个催化剂
支撑板(3)的夹角α相同；或者沿着壳体(2)的顶部到壳体(2)的底部
的方向，多个催化剂支撑板(3)的夹角α逐渐增加。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的反应器，其中，催化剂支撑板
(3)的形状近似为圆形，催化剂支撑板(3)上的缺口为圆心角不大于90
°的弓形，且相邻的催化剂支撑板(3)上的缺口为错位开设。
5.根据权利要求4所述的反应器，其中，在所述缺口的直线部分的下
方连接挡板，该挡板朝向壳体(2)的底部方向延伸，用于与壳体(2)形成
催化剂的滑落通道。
6.根据权利要求1-3中任意一项所述的反应器，其中，催化剂支撑板

\t(3)的小孔的直径小于催化剂颗粒的粒径。
7.根据权利要求1-3中任意一项所述的反应器，其中，在全部催化剂
支撑板(3)的下方设置倾斜延伸穿过壳体(2)的截面且无缺口的筛板(16)，
筛板(16)的低端连接所述待生剂出口，筛板(16)上开设多个直径小于催
化剂颗粒粒径的小孔。
8.一种甲醇转化的反应系...

【专利技术属性】
技术研发人员：武雪峰，侯栓弟，张同旺，宗保宁，慕旭宏，罗一斌，杨克勇，袁清，李明罡，宋宁宁，
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石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11