一种联合烃类催化转化从乙醇生产乙烯的方法技术

一种联合烃类催化转化从乙醇生产乙烯的方法，乙醇原料与含Ｙ型沸石的催化剂接触，反应产物流经分离器得到积炭催化剂和目的产物乙烯；烃类原料与含Ｙ型沸石的催化剂接触，反应产物流经分离器得到待生催化剂和反应油气，油气进一步分离得到气体、汽油等液体产品；积炭催化剂或待生催化剂全部或部分进入再生器进行烧焦再生，再生催化剂分为两部分，其中一部分返回与烃类原料接触，另一部分冷却后返回与乙醇原料接触。该方法既合理使用了烃类催化转化的过剩热能，又解决了乙醇转化的供热问题，保证乙醇连续地转化为乙烯，并且乙醇的催化转化气体产物中乙烯的含量高达９５体％以上，乙醇的转化率高达９９％以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种从乙醇生产乙烯的方法，更具体地说，本专利技术属于一种联合烃类催化转化从乙醇生产乙烯的方法。
技术介绍
人类刚刚进入21世纪，全球石油的供需矛盾日益突出。随着各种石油石化产品需求量的增加，市场上原油价格持续走高。这种形势导致了以石油石化产品为原料的重要化工产品低碳烯烃(特别是乙烯、丙烯)、低分子醚(如二甲醚、乙醚等)的市场价格高居不下。因此，寻找其它替代原料如农林副产乙醇、由天然气或煤制得的甲醇生产低碳烯烃、低分子醚成为解决问题的一种选择。从乙醇制备乙烯的方法是在合适的催化剂作用下，在140～400℃温度范围内发生脱水反应：CH3CH2OH→CH2＝CH2+H2O。上世纪80年代初，印度和巴西建立了工业规模乙醇转化生产乙烯的装置，以硅-铝为催化剂，先后采用了固定床、流化床反应器形式。为了维持热平衡，在催化剂再生时要附加一部分燃料。US6,441,261公开的方法是在在较高压力下，在磷铝硅分子筛催化剂上将含氧化合物(甲醇等)转化成低碳烯烃乙烯和丙烯。US6,303,839和US5,914,433将含氧化合物(甲醇等)转化成低碳烯烃，将其中的丙烯和/或丁烯分馏出来进行裂化，从而提高乙烯和丙烯的产率。虽然上述方法也采用流化床操作，但是从其实施例数据来看，焦炭产率仅2％。焦炭产率低，系统热平衡难以维系，一般需要外部热量供应。US6,049,017通过将含有碳4组分的产物分离并在非分子筛催化剂上转化成乙烯和丙烯的方法来增产低碳烯烃，该方法可用于催化裂化或甲醇脱水生产乙烯和丙烯工艺过程。US4,148,835采用择型及其改性分子筛催化剂将醇类(特别是甲醇)转化成主要含低碳烯烃的产物，该专利没有提及工艺方法。乙醇的脱水反应为吸热反应，需要在一定温度下完成。反应过程中虽然有结焦现象，但焦炭量不足以维持工艺过程的热量平衡。综上所述，-->现有技术均采用预热原料或外供燃料的方式提供热量，使得工艺过于复杂或能耗过高。
技术实现思路
本专利技术的目的是在现有技术的基础上提供一种联合烃类催化转化从乙醇生产乙烯的方法。本专利技术提供的联合烃类催化转化从乙醇生产乙烯的方法包括下列步骤：(1)、乙醇原料与含Y型沸石的催化剂接触，反应物流经分离得到积炭催化剂和目的产物乙烯；(2)、烃类原料与含Y型沸石的催化剂接触，反应物流经分离得到待生催化剂和反应油气，油气进一步分离得到气体、汽油等产品；(3)、步骤(1)的积炭催化剂部分或全部、步骤(2)的待生催化剂全部或部分进入再生器进行烧焦再生，再生催化剂分为两部分，其中一部分返回步骤(2)，另一部分冷却后返回步骤(1)。本专利技术所述乙醇原料中乙醇的含量为50-100重％优选70-100重％更优选90-100重％，可以含有少量杂质如水、甲醇等。所述烃类原料选自C4+烃类、原油、汽油、柴油、减压瓦斯油、焦化瓦斯油、脱沥青油、加氢尾油、常压渣油、减压渣油中的一种或一种以上的混合物，优选减压瓦斯油、焦化瓦斯油、脱沥青油、加氢尾油、常压渣油、减压渣油中的一种或一种以上的混合物。所述含Y系列沸石的催化剂可以是不含无机氧化物和粘土的Y系列沸石和任选的其它分子筛，其中其它分子筛与Y系列沸石的重量比为0-10；优选含无机氧化物、粘土、Y系列沸石、任选的其它分子筛，其中其它分子筛与Y系列沸石的重量比为0-10，其它分子筛与Y系列沸石之和占催化剂总重量的10-60重％。其中Y系列沸石包括Y型及其衍生或改性沸石，选自Y、HY、REY、REHY、USY、REUSY中的一种或一种以上的混合物。所述其它分子筛选自中孔沸石、Beta沸石、SAPO分子筛中的一种或几种。中孔沸石包括ZRP系列(稀土改性)、ZSP系列(铁改性)、ZSM系列沸石及其衍生或改性沸石，有关ZRP更为详尽的描述参见US5,232,675，ZSM系列沸石选自ZSM-5、ZSM-11、ZSM-12、ZSM-22、-->ZSM-23、ZSM-35、ZSM-38、ZSM-48和其它类似结构的沸石之中的一种或一种以上的混合物，有关ZSM-5更为详尽的描述参见US3,702,886。更优选的催化剂含Y系列沸石、中孔沸石、无机氧化物和粘土，其中中孔沸石与Y系列沸石的重量比为0.1-10，中孔沸石与Y系列沸石之和占催化剂总重量的10-60重％。所述无机氧化物选自氧化铝、氧化硅、无定型硅铝中的一种或一种以上的混合物，粘土为高岭土或/和多水高岭土。步骤(1)的反应条件如下：温度200～450℃优选250～400℃，压力(表压)0～0.8MPa，催化剂与乙醇原料的重量比为0.05～20，重时空速0.05～10h-1优选0.1～5h-1。步骤(2)的反应条件如下：温度400～700℃优选450～600℃，压力(表压)0～0.8MPa，催化剂与烃类原料的重量比为1～30，接触时间1～10s。步骤(2)的催化转化工艺包括常规催化裂化工艺及其各种家族工艺技术如DCC工艺、CPP工艺、MIP工艺、MIP-CGP工艺、MGD工艺、MGG工艺、ARGG工艺、SHMP工艺等。步骤(1)的积炭催化剂中参与烧焦的部分占积炭催化剂总重量的0.5-100％。当步骤(1)的部分积炭催化剂进入再生器进行烧焦再生的情况下，剩余的积炭催化剂返回步骤(1)或/和步骤(2)。所述部分积炭催化剂占积炭催化剂总重量的0.5-99％。步骤(2)的待生催化剂中参与烧焦的部分占待生催化剂总重量的1-100％。当步骤(2)的部分待生催化剂进入再生器进行烧焦再生的情况下，剩余的待生催化剂返回步骤(1)。所述部分待生催化剂占待生催化剂总重量的1-99％。步骤(3)所述再生为单段再生或两段再生，所述再生催化剂为部分再生催化剂(即半再生催化剂)或/和完全再生催化剂。步骤(1)、步骤(2)所用的反应器均为催化剂可移动的反应器，选自流化床、提升管、下行式输送线反应器、移动床、由提升管与流化床构成的复合反应器、由提升管与下行式输送线构成的复合反应器、由两个或两个以上的提升管构成的复合反应器、由两个或两个以上的流化床构成的复合反应器、由两个或两个以上的下行式输送线构成的复合反应器、由两个或两个以上的移动床构成的复合反应器，上述每种反应器可以分成两个或两个以上的反应区。步骤(1)优选的反应器为流化床-->更优选密相流化床；步骤(2)优选的反应器为提升管。所述提升管选自等直径提升管、等线速提升管、各种变直径提升管中的一种或几种。所述流化床选自固定流化床、散式流化床、鼓泡床、湍动床、快速床、输送床、密相流化床中的一种或几种。上述反应器可以使用现有的催化裂化反应器，也可以对现有的催化裂化反应器进行必要的改造，还可以使用与现有催化裂化反应器结构和功能类似的反应器。步骤(1)、步骤(2)所用的产品分离装置可以共用同一个，也可分别用不同的。步骤(2)分离的C4+低碳烃可以返回步骤(1)或/和步骤(2)。返回步骤(1)反应器的再生催化剂先经冷却至200-450℃。可采用直接或间接换热方式冷却。直接换热方式就是用温度较低的空气与再生催化剂直接接触换热。这股空气是经空压机压缩被送往再生器空气的全部或一部分，即利用部分再生剂的高温热能预热进入再生器的空气。直接换热器形式为流化床或提升管，经旋风分离器分离的被冷却的催化剂经过热水蒸汽汽提杂质气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从醇生产低碳烯烃或／和低分子醚的方法，其特征在于该方法包括下列步骤：（１）、乙醇原料与含Ｙ型沸石的催化剂接触，反应物流经分离得到积炭催化剂和目的产物乙烯；（２）、烃类原料与含Ｙ型沸石的催化剂接触，反应物流经分离器得到待生催化剂和反应油气，油气进一步分离；（３）、步骤（１）的积炭催化剂部分或全部、步骤（２）的待生催化剂全部或部分进入再生器进行烧焦再生，再生催化剂分为两部分，其中一部分返回步骤（２），另一部分冷却后返回步骤（１）。

【技术特征摘要】
1.一种从醇生产低碳烯烃或/和低分子醚的方法，其特征在于该方法包括下列步骤：(1)、乙醇原料与含Y型沸石的催化剂接触，反应物流经分离得到积炭催化剂和目的产物乙烯；(2)、烃类原料与含Y型沸石的催化剂接触，反应物流经分离器得到待生催化剂和反应油气，油气进一步分离；(3)、步骤(1)的积炭催化剂部分或全部、步骤(2)的待生催化剂全部或部分进入再生器进行烧焦再生，再生催化剂分为两部分，其中一部分返回步骤(2)，另一部分冷却后返回步骤(1)。2.按照权利要求1的方法，其特征在于所述乙醇原料中乙醇的含量为50-100重％。3.按照权利要求1的方法，其特征在于所述乙醇原料中乙醇的含量为70-100重％。4.按照权利要求1的方法，其特征在于所述乙醇原料中乙醇的含量为90-100重％。5.按照权利要求1的方法，其特征在于所述烃类原料选自C4+烃类、原油、汽油、柴油、减压瓦斯油、焦化瓦斯油、脱沥青油、加氢尾油、常压渣油、减压渣油中的一种或一种以上的混合物。6.按照权利要求1的方法，其特征在于所述烃类原料选自减压瓦斯油、焦化瓦斯油、脱沥青油、加氢尾油、常压渣油、减压渣油中的一种或一种以上的混合物。7.按照权利要求1的方法，其特征在于所述含Y系列沸石的催化剂是不合无机氧化物和粘土的Y系列沸石和任选的其它分子筛。8.按照权利要求1的方法，其特征在于所述含Y系列沸石的催化剂包括含无机氧化物、粘土、Y系列沸石和任选的其它分子筛。9.按照权利要求7或8的方法，其特征在于所述其它分子筛选自中孔沸石、Beta沸石、SAPO分子筛中的一种或几种。10.按照权利要求7或8的方法，其特征在于所述其它分子筛与Y系列沸石的重量比为0-10。11.按照权利要求1的方法，其特征在于所述含Y系列沸石的催化剂包括Y系列沸石、中孔沸石、无机氧化物和粘土。12.按照权利要求11的方法，其特征在于所述中孔沸石与Y系列分子筛的重量比为0.1-10，中孔沸石与Y系列沸石之和占催化剂总重量的10-50重％。13.按照权利要求1、7或8的方法，其特征在于所述Y系列沸石选自Y、HY、REY、REHY、USY、REUSY中的一种或一种以上的混合物。14.按照权利要求9或11的方法，其特征在于所述中孔沸石包括ZRP系列、ZSP系列、ZSM系列沸石及其衍生或改性沸石。15.按照权利要求7或8的方法，其特征在于所述无机氧化物选自氧化铝、氧化硅、无定型硅铝中的一种或一种以上的混合物，粘土为高岭土或/和多水高岭土。16.按照权利要求1的方法，其特征在于步骤(1)的反应条件如下：温度200～450℃，压力(表压)0～0.8MPa，催化剂与乙醇原料的重量比...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴治国，谢文华，谢朝钢，刘强，慕旭宏，张久顺，罗一斌，舒兴田，颜承汉，
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：11[中国|北京]