含氧化合物生产乙烯、丙烯的方法技术

本发明专利技术涉及一种含氧化合物生产乙烯、丙烯的方法，主要解决现有技术中乙烯和丙烯收率低、再生器烧炭程度不好控制、反应器内催化剂平均活性水平不好保证的问题。本发明专利技术通过采用以选自甲醇、二甲醚中的至少一种为原料，以选自水、Ｃ↓［２］～Ｃ↓［５］醇、Ｃ↓［２］～Ｃ↓［５］醚、Ｃ↓［４］以上烃类或Ｃ↓［６］～Ｃ↓［１２］的芳烃中的至少一种为终止剂，包括以下步骤：ａ）原料首先从流化床反应器底部进入反应区，与催化剂接触生成含乙烯、丙烯的物流１；ｂ）物流１在流化床反应器反应区上部的气固快速分离区的底部与终止剂接触生成含乙烯、丙烯的流出物２；ｃ）流出物２经气固快速分离后的物流２再经旋风分离器分离后，含乙烯、丙烯的气相从反应器顶部排出，待再生催化剂进入汽提器，然后进入再生器的底部；ｄ）待再生的催化剂经再生器再生、汽提器汽提后返回到反应器下部反应区；其中再生器为提升管的技术方案，较好地解决了该问题，可用于乙烯、丙烯的工业生产中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
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， 一类重要的用于低碳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，再加上转化生成低碳烯经工艺的经济性，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。US 4499327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催化剂具有很高的低碳烯烃选 择性，而且活性也较高，可使甲醇转化为低碳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。另外，本领域所公知的，要保证高的低碳烯烃选择性，SAPO-34催化剂上需要积上一 定量的碳，而且MTO工艺的剂醇比很小，生焦率较低，要实现较大的、容易控制的催化 剂循环量，就需要在再生区中将催化剂上的积炭量控制在一定水平，进而达到控制反应区 内催化剂平均积炭量的目的。因此，MTO技术中如何将反应区内的催化剂平均积炭量控 制在某一水平是关键。US 20060025646专利中涉及一种控制MTO反应器反应区中催化剂积炭量的方法，是 将失活的催化剂一部分送入再生区烧炭，另一部分失活催化剂返回到反应区继续反应。上述方法中会使得进入反应器内的两股催化剂之间的碳差很大，而含有较多碳的催化 剂以及含有很少碳的催化剂都对低碳烯烃的选择性不利，存在产物选择性波动较大、目的产物选择性较低的问题。
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乙烯和丙烯收率低、再生器内催化剂 烧炭再生程度不好控制、反应器内催化剂平均积炭水平不好保证的问题，提供一种新的含 氧化合物生产乙烯、丙烯的方法。该方法用于乙烯、丙烯的生产中，具有再生器内催化剂 烧炭再生程度方便控制、反应器内催化剂平均积炭水平更为合理、产品中低碳烯烃选择性 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 一种含氧化合物生产乙烯、丙烯的方 法，以选自甲醇、二甲醚中的至少一种为原料，以选自水、C2 C5醇、C2 Q醚、C4以 上烃类或C6 C,2的芳烃中的至少一种为终止剂，包括以下步骤a)原料首先从流化床反 应器底部进入反应区，与催化剂接触生成含乙烯、丙烯的物流l; b)物流l在流化床反应 器反应区上部的气固快速分离区的底部与终止剂接触生成含乙烯、丙烯的流出物2，流出物2进入流化床反应器上部的气固快速分离区进行气固快速分离；C)经气固快速分离后的 物流2在流化床反应器上部的沉降段再经旋风分离器分离后，含乙烯、丙烯的气相从反应器顶部排出，经旋风分离后得到的待再生催化剂进入汽提器，经分离，气相返回流化床反应器，待再生催化剂从汽提器底部流出进入再生器的底部；d)待再生的催化剂经再生器再 生、汽提器汽提后返回到反应器下部反应区；其中再生器为提升管。上述技术方案中，优选方案为反应区内至少一个位置的气体表观速度至少大于0.9米/ 秒；所述催化剂为SAPO型分子筛，优选方案为SAPO-34分子筛；经再生器烧炭再生后 的催化剂平均积炭量小于6%(重量)；再生器内至少一个位置上的气体表观速度为3 12 米/秒，优选方案为5 12米/秒；再生器内的温度为550 70(TC之间，优选方案为600 65(TC;再生器内的压力以表压计为0 1MPa，优选方案为0.1 0.3MPa;反应区的温度为 350 60(TC，优选方案为400 550°C，更优选方案为425 500°C;反应器内的压力以表 压计为0 lMPa，优选方案为0.1 0.3MPa;原料重量空速为0.1 20小时"，优选方案为 3 8小时—、终止剂优选方案为C2 C5醇或C4烯烃，原料与终止剂的重量比为5 100: 1，终止剂进料温度为10 200°C。失活后的催化剂在汽提后通过输送管线进入再生区，在再生区内催化剂采用空气或空 气与惰性气体的混合气体进行烧炭。由于要控制反应区内催化剂的平均积炭水平，且容易 对整个反再系统进行控制，需要控制再生区内催化剂的再生程度。控制催化剂的烧炭程度 的途径有控制再生介质中氧的浓度、再生时间、再生温度等。本专利技术优选从再生时间上控制烧炭的程度，即采用气固流动接近于活塞流的提升管进行催化剂的再生，使得催化剂的 再生速度处于再生动力学控制区。提升管再生器出口再生催化剂的平均积炭量应保证在与反应区内的催化剂混合后可 以达到所要求的平均积炭水平。再生器出口催化剂平均积炭量的控制可以通过本专利技术的方 法来实现。若再生器出口的催化剂平均积炭量高于所要求值，可以全部或部分返回到再生 器入口继续进行再生。达到含炭量要求的再生催化剂经汽提后通过催化剂输送管线进入反 应器的反应区，与反应区内的已有催化剂混合，达到所需的平均积炭水平，并与原料进行 接触。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(甲垸、乙烷、丙垸等)、低碳醇(乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇等)、CO、 氮气、水蒸气、C4烃、单环芳烃等，其中，优选低碳垸烃、低碳醇、水蒸气，更优选低碳醇、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。在甲醇或二甲醚转化为乙烯、丙烯的反应过程中，乙烯、丙烯只是反应的中间产物， 中间产物在与催化剂的长时间接触下，会继续发生二次反应，尤其在流化床反应器的沉降 区域，大量未分离的催化剂在高温状态下会继续与反应产物反应，使得产品中的副产物比 例增多，造成乙烯、丙烯的收率降低。本专利技术通过在催化剂与反应产物离开反应区的出口 位置区域注入终止剂， 一方面，温度较低的终止剂与高温反应混合物及催化剂接触，可以 大幅度降低反应混合物及催化剂的温度，同时由于优选的终止剂本身可直接参与反应，且 是强吸热反应，这不仅进一步加速高温反应混合物及催化剂的急剧降温，同时，终止剂的 反应产物可进一步提高目的产物的收率。温度急剧降低的反应混合物及催化剂离开反应区 后，副反应少，进一步提高了目的产物的收率及选择性。通过本专利技术中控制再生程度、调整反应区积炭量的方法，还可以在较宽的范围内调整反应区中生成的乙烯与丙烯的比例。MTO反应中调整乙烯/丙烯的显著方法主要有调整反应区的温度、调整反应区的积炭水平等，本专利技术所述方法可以在调整反应温度的同时，调 整反应区的平均积炭量，从而可以在较大范围内调整乙烯/丙烯比。采用本专利技术的方法，可以实现在再生器内控制烧炭的程度，使得再生催化剂保持一定 的含碳量进入反应区，从而达到控制反应区内催化剂平均积炭量的目的。将反应区内的催 化剂平均积炭量控制合适的值时，可使得低碳烯烃选择性达到最大值。因此，本专利技术所述的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含氧化合物生产乙烯、丙烯的方法，以选自甲醇、二甲醚中的至少一种为原料，以选自水、Ｃ↓［２］～Ｃ↓［５］醇、Ｃ↓［２］～Ｃ↓［５］醚、Ｃ↓［４］以上烃类或Ｃ↓［６］～Ｃ↓［１２］的芳烃中的至少一种为终止剂，包括以下步骤：　　　　ａ）原料首先从流化床反应器底部进入反应区，与催化剂接触生成含乙烯、丙烯的物流１；　　　　ｂ）物流１在流化床反应器反应区上部的气固快速分离区的底部与终止剂接触生成含乙烯、丙烯的流出物２，流出物２进入流化床反应器上部的气固快速分离区进行气固快速分离；　　　　ｃ）经气固快速分离后的物流２在流化床反应器上部的沉降段再经旋风分离器分离后，含乙烯、丙烯的气相从反应器顶部排出，经旋风分离后得到的待再生催化剂进入汽提器，经分离，气相返回流化床反应器，待再生催化剂从汽提器底部流出进入再生器的底部；　　　　ｄ）待再生的催化剂经再生器再生、汽提器汽提后返回到反应器下部反应区；　　　　其中再生器为提升管。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：齐国祯，钟思青，刘俊涛，王华文，
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]