含氧化合物转化为低碳烯烃的方法技术

本发明专利技术涉及一种含氧化合物转化为低碳烯烃的方法，主要解决现有技术中低碳烯烃收率不高的问题。本发明专利技术通过采用将再生催化剂通过催化剂立管返回到汽提区，将汽提区作为催化剂混合区域的技术方案较好地解决了上述问题，可用于低碳烯烃的工业生产中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
低碳烯烃，即乙烯和丙烯，是两种重要的基础化工原料，其需求量在不断增加。 一般 地，乙烯、丙烯是通过石油路线来生产，但由于石油资源有限的供应量及较高的价格，由 石油资源生产乙烯、丙烯的成本不断增加。近年来，人们开始大力发展替代原料转化制乙 烯、丙烯的技术。其中， 一类重要的用于轻质烯烃生产的替代原料是含氧化合物，例如醇 类(甲醇、乙醇)、醚类(二甲醚、甲乙醚)、酯类(碳酸二甲酯、甲酸甲酯)等，这些含氧化合 物可以通过煤、天然气、生物质等能源转化而来。某些含氧化合物已经可以达到较大规模 的生产，如甲醇，可以由煤或天然气制得，工艺十分成熟，可以实现上百万吨级的生产规 模。由于含氧化合物来源的广泛性，再加上转化生成轻质烯烃工艺的经济性，所以由含氧 化合物转化制烯烃(OTO)的工艺，特别是由甲醇转化制烯烃(MTO)的工艺受到越来越多的 重视。US4499327专利中对磷酸硅铝分子筛催化剂应用于甲醇转化制烯烃工艺进行了详细 研究，认为SAPO-34是MTO工艺的首选催化剂。SAPO-34催化剂具有很高的轻质烯烃选 择性，而且活性也较高，可使甲醇转化为轻质烯烃的反应时间达到小于10秒的程度，更 甚至达到提升管的反应时间范围内。US6166282中公布了一种氧化物转化为低碳烯烃的技术和反应器，采用快速流化床反 应器，气相在气速较低的密相反应区反应完成后，上升到内径急速变小的快分区后，采用 特殊的气固分离设备初步分离出大部分的夹带催化剂。由于反应后产物气与催化剂快速分 离，有效的防止了二次反应的发生。经模拟计算，与传统的鼓泡流化床反应器相比，该快 速流化床反应器内径及催化剂所需藏量均大大减少。CN1723262中公布了带有中央催化剂回路的多级提升管反应装置用于氧化物转化为 低碳烯烃工艺，该套装置包括多个提升管反应器、气固分离区、多个偏移元件等，每个提 升管反应器各自具有注入催化剂的端口，汇集到设置的分离区，将催化剂与产品气分开。本领域所公知的，要保证高的低碳烯烃选择性，催化剂上需要一定数量的积碳，而且 含氧化合物转化为低碳烯烃的过程中对反应温度等工艺参数十分敏感。现有技术均存在反 应区内催化剂积炭分布不均、反应温度波动大等问题。本专利技术有针对性的解决了该问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是现有技术中存在的低碳烯烃选择性不高的问题，提供一 种新的。该方法用于低碳烯烃的生产中，具有低碳烯烃 选择性较高、低碳烯烃生产工艺经济性较高的优点。为解决上述问题，本专利技术采用的技术方案如下 一种含氧化合物转化为低碳烯烃的方 法，所述方法包括以下步骤(a)提供一种流化床反应器，包括反应区、循环区、汽提区、 分离区，使包括所述含氧化合物的原料与包括硅铝磷酸盐分子筛催化剂在所述反应区的有 效条件下接触，形成包括低碳烯烃、催化剂的物流h (b)所述物流l中的催化剂在分离区 中被分离出来，形成待生催化剂，所述待生催化剂进入汽提区；(C)将经过汽提的所述待生 催化剂至少分为两部分，其中第一部分通过催化剂输送管线返回到所述反应区的底部，其 中第二部分通过催化剂输送管线进入再生器与再生介质接触，形成再生催化剂；(d)所述再 生催化剂的至少一部分进入催化剂输送立管中，与提升介质接触，所述至少一部分的再生 催化剂被提升到所述反应器的分离区，通过气固旋风分离器分离后，所述至少一部分的再 生催化剂进入汽提区，与所述待生催化剂混合。上述技术方案中，所述含氧化合物原料选自甲醇、二甲醚中的至少一种，优选方案选 自甲醇；硅铝磷酸盐分子筛选自SAPO-5、 SAPO-ll、 SAPO-17、 SAPO-18、 SAPO-34、 SAPO-35、 SAPO-44或SAPO-56中的至少一种，优选方案选自SAPO-34;所述反应器为 快速流化床或提升管，优选方案选自快速流化床；所述汽提区中的汽提介质为水蒸气；所 述催化剂输送立管中的提升介质为包括甲醇、二甲醚的含氧化合物、水蒸气或反应产品中 的至少一种，优选方案为选自包括甲醇、二甲醚的含氧化合物、水蒸气或C4以上烃，更 优选方案为选自C4以上烃；所述第一部分催化剂经过换热后返回反应区底部，换热介质 为水蒸气；所述有效条件为反应压力以表压计为0 1MPa，反应温度为300 600°C， 原料重时空速为1 50小时—1，反应区催化剂平均积炭量为0.01 7%重量，优选方案的所 述有效条件为反应压力以表压计为0.01 0.3MPa，反应温度为400 500°C，原料重时 空速为6 25小时—、反应区催化剂平均积炭量为1 4%重量；所述第二部分通过催化剂 输送管线进入再生器的待生催化剂占总待生催化剂的5 90%重量，优选方案为15 40% 重量；所述再生催化剂的10 100%重量进入催化剂输送立管中，与提升介质接触，优选方案选自50 100%重量。本专利技术所述重时空速定义为包括单位时间内的原料进料量除以反应区内催化剂的活 性组分(如分子筛)含量。本专利技术所述的积炭量计算方法为一定质量的催化剂上的积炭质量除以所述的催化剂 质量。催化剂上的积炭质量测定方法如下将混合较为均有的带有积炭的催化剂混合，然 后精确称量一定质量的带碳催化剂，放到高温碳分析仪中燃烧，通过红外测定燃烧生成的 二氧化碳质量，从而得到催化剂上的碳质量。在反应器进料中还可以非强制性的添加一定比例的稀释剂共同进料，稀释剂可以是低 碳垸烃(甲烷、乙垸)、CO、氮气、水蒸气、C4烃、单环芳烃等，其中，优选低碳烷烃、水蒸气，最优选方案为水蒸气，稀释剂的量与原料的体积比在o.i io: i范围内调节。由于含氧化合物转化为低碳烯烃的反应过程中，需要催化剂上带上一定量的碳，以提 高低碳烯烃的选择性。 一般的，采用将待生催化剂和再生催化剂混合的方法，以达到所需 的积炭量要求。而更加重要的是，在混合催化剂接触原料前，催化剂要求混合均匀，才能 实现最大化的选择性要求。本领域所公知的，现有循环流化床技术中，如流化催化裂化(FCC)，是将再生催化剂直接返回到提升管反应区与原料接触，但由于现有技术一般都要求反应区催化剂的平均含碳量越低越好，并不涉及不同带碳量催化剂的混合问题。另外， 由于含氧化合物转化为低碳烯烃的反应对于反应温度十分敏感，反应区反应温度的波动将 直接影响反应效果，若温度较高的再生催化剂直接返回到反应区，势必会影响反应区的反 应温度。因此，总的来说，在含氧化合物转化为低碳烯烃的过程中，再生催化剂输送管线的固体流量主要起到两个作用 一是控制合适的流量与待生催化剂混合，达到所需的催化剂平均积炭量；二是控制合适的流量进入反应区，保证反应区所需的热量及反应温度的稳定。而在现有技术中，上述两个作用往往会产生矛盾，如再生催化剂流量大，则反应区获得的热量高，反应温度升高，但由于混合催化剂中再生催化剂的比例增大，则降低了混 合催化剂的平均积炭量。采用本专利技术所述的方法，将再生催化剂通过催化剂立管返回到汽 提区，而将汽提区作为催化剂的混合区域，同时降低了再生催化剂的温度，有效的解决了 上述问题。另外，本专利技术的方法还在一定程度上降低了再生器的高度。采用本专利技术所述的方法，通过提升介质将再生催化剂提升到反应器的分离区，以便于 和待生催化剂混合均匀，还能够达到最小化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含氧化合物转化为低碳烯烃的方法，所述方法包括以下步骤：　　　　（ａ）提供一种流化床反应器，包括反应区、循环区、汽提区、分离区，使包括所述含氧化合物的原料与包括硅铝磷酸盐分子筛催化剂在所述反应区的有效条件下接触，形成包括低碳烯烃、催化剂的物流１；　　　　（ｂ）所述物流１中的催化剂在分离区中被分离出来，形成待生催化剂，所述待生催化剂进入汽提区；　　　　（ｃ）将经过汽提的所述待生催化剂分为两部分，其中第一部分通过催化剂输送管线返回到所述反应区的底部，其中第二部分通过催化剂输送管线进入再生器与再生介质接触，形成再生催化剂；　　　　（ｄ）所述再生催化剂的至少一部分进入催化剂输送立管中，与提升介质接触，所述至少一部分的再生催化剂被提升到所述反应器的分离区，通过气固旋风分离器分离后，所述至少一部分的再生催化剂进入汽提区，与所述待生催化剂混合。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：谢在库，齐国祯，钟思青，张惠明，
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：11[中国|北京]