甲醇转化制芳烃的方法技术

本发明专利技术涉及一种甲醇催化转化制芳烃的方法，主要解决现有技术中芳烃收率低、催化剂水热失活严重的问题。本发明专利技术通过甲醇原料进入流化床反应器和改性ZSM‑5催化剂接触反应得到包含芳烃的产物和待生催化剂，汽提后的待生催化剂进入提升管再生器和再生介质Ⅰ接触于500～600℃的条件下烧焦，提升管再生器出口和至少一组封闭式旋风分离器相连，经封闭式旋风分离器分离得到的半再生催化剂进入流化床再生器和再生介质Ⅱ接触于630～700℃的条件下继续烧焦得到再生催化剂，再生催化剂进入脱气罐，脱气产物返回流化床再生器的技术方案，较好地解决了该问题，可用于芳烃工业生产中。

【技术实现步骤摘要】
甲醇转化制芳烃的方法
本专利技术涉及一种甲醇催化转化制芳烃的方法。
技术介绍
芳烃(尤其是三苯，苯、甲苯、二甲苯，即BTX)是重要的基本有机合成原料。受下游衍生物需求的驱动，芳烃的市场需求持续增长。催化重整、蒸汽裂解工艺是芳烃的主要生产工艺，属于石油路线生产技术。我国煤炭资源相对丰富。随着近年高效、长周期甲醇催化剂与甲醇装置大型化技术的开发成功，煤基甲醇的生产成本大幅度降低，这为甲醇下游产品(烯烃、芳烃等)生产提供了廉价的原料来源。因此，考虑以甲醇为原料制备芳烃。该技术最初见于1977年Mobil公司的Chang等人(JournalofCatalysis，1977，47，249)报道了在ZSM-5分子筛催化剂上甲醇及其含氧化合物转化制备芳烃等碳氢化合物的方法。1985年，Mobil公司在其申请的美国专利US1590321中，首次公布了甲醇、二甲醚转化制芳烃的研究结果，该研究采用含磷为2.7重量％的ZSM-5分子筛为催化剂，反应温度为400～450℃，甲醇、二甲醚空速1.3小时-1。该领域的相关报道和专利较多。甲醇制芳烃催化剂的专利：中国专利CN102372535、CN102371176、CN102371177、CN102372550、CN102372536、CN102371178、CN102416342、CN101550051，美国专利US4615995、US2002/0099249A1等。甲醇制芳烃工艺方面的专利：美国专利US4686312，CN101244969、CN1880288、CN101602646、CN101823929、CN101671226、CN101607858、CN102199069、CN102199446、CN1880288、CN102146010、CN104326859、CN105457568、CN105457569、CN105457570、CN105461497等。其中，CN105457568、CN105457569、CN105457570、CN105461497专利介绍减少催化剂水热失活问题的双再生流化床技术。这些技术中，第一再生器为快床或湍动床，在500～600℃条件下再生，但均未明确第一再生器的烧氢或烧碳效果，不能精确控制高温再生条件下第二再生器内的水分压，难以最大限度地抑制催化剂水热失活。由此可见，现有专利技术都存在催化剂水热失活严重、芳烃收率低的问题。本专利技术针对性地提出了技术方案，解决了上述问题。
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芳烃收率低的技术问题，提供一种甲醇催化转化制芳烃的方法，该方法具有芳烃收率高的优点。为解决上述问题，本专利技术采用的技术方案如下：甲醇原料进入流化床反应器和改性ZSM-5催化剂接触反应得到包含芳烃的产物和待生催化剂，汽提后的待生催化剂进入提升管再生器和再生介质Ⅰ接触于500～600℃的条件下烧焦，提升管再生器出口和至少一组封闭式旋风分离器相连，经封闭式旋风分离器分离得到的半再生催化剂进入流化床再生器和再生介质Ⅱ接触于630～700℃的条件下继续烧焦得到再生催化剂，再生催化剂进入脱气罐，脱气产物返回流化床再生器；所述脱气后再生催化剂的温度为450～550℃；所述脱气后再生催化剂的50～90％返回提升管再生器；所述脱气后再生催化剂的10～50％返回流化床反应器；所述提升管再生器内催化剂停留时间为1～5秒；所述半再生催化剂上焦炭的氢和碳元素质量比不大于0.08；所述再生介质Ⅰ中氧气的体积百分含量为21～30％。上述技术方案中，优选地，所述半再生催化剂上焦炭的氢和碳元素质量比不大于0.06。本专利技术一实施例中，为0.02。上述技术方案中，优选地，所述脱气罐设置至少一个取热器，脱气介质为氮气。上述技术方案中，优选地，所述取热器为内置取热器或外置取热器。上述技术方案中，优选地，流化床反应器的催化剂床层温度为420～550℃，原料的重量空速为0.2～15小时-1，反应表压为0～1兆帕。上述技术方案中，优选地，流化床反应器的催化剂床层温度为480～530℃，原料的重量空速为0.6～10小时-1，反应表压为0.02～0.8兆帕。上述技术方案中，优选地，提升管再生器内温度为500～570℃。本专利技术一实施例中，为550℃。上述技术方案中，优选地，提升管再生器内催化剂停留时间为2～4秒。本专利技术一实施例中，为3s。上述技术方案中，优选地，流化床再生器内温度为630～680℃。本专利技术一实施例中，为650℃。上述技术方案中，优选地，本专利技术一实施例中，脱气后再生催化剂的70％返回提升管再生器；脱气后再生催化剂的30％返回流化床反应器。上述技术方案中，优选地，改性ZSM-5分子筛催化剂的所述改性元素为Zn、La、P、Ga、Mn、Ag、Cu中的至少一种，以催化剂的重量百分比计，改性元素含量为0.01～15％。上述技术方案中，优选地，所述再生催化剂的碳含量，以催化剂质量百分比计，低于0.4％。上述技术方案中，优选地，所述甲醇原料中甲醇的质量百分含量为至少10％。上述技术方案中，优选地，所述再生介质Ⅰ和再生介质Ⅱ均经过脱水后进入所述提升管再生器和流化床再生器。上述技术方案中，优选地，所述再生介质Ⅰ和再生介质Ⅱ20℃条件下的水分压不高于2千帕。再生介质为含氧气体，一般为空气、空气和氮气的混合物。芳烃单程碳基收率＝产物中芳烃质量/(甲醇进料量×14/32)×100％本专利技术提供双再生器的技术方案，第一再生器为提升管反应器，主要完成烧氢过程，第二再生器完成烧碳过程，而且，半再生催化剂在第二再生器内再生时，产生的水分压低于明显引起催化剂水热失活的水分压。通过这一措施，可有效地减弱金属改性的ZSM系列催化剂水热失活现象，维持催化剂活性，得到较高的芳烃收率。采用本专利技术的技术方案，运转1000小时，芳烃单程碳基收率可一直维持65重量％以上，取得了较好的技术效果。附图说明图1为本专利技术的流程示意图。图1中，1为流化床反应器；2为提升管再生器；3为流化床再生器；4为脱气罐；5为汽提器；6为脱气罐斜管；7为再生斜管；8为脱气罐返回斜管；9为待生斜管；10为汽提器斜管；11为流化床再生器旋风分离器；12为封闭式旋风分离器；13为流化床反应器旋风分离器；14为取热器；15为甲醇原料；16为再生介质Ⅰ；17为再生介质Ⅱ，18烟气；19为反应产物；20为脱气产物；21为汽提产物；22为汽提介质；23为脱气介质。下面通过实施例对本专利技术作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。具体实施方式【实施例1】甲醇原料进入流化床反应器和改性ZSM-5催化剂接触反应得到包含芳烃的产物和待生催化剂，汽提后的待生催化剂进入提升管再生器和再生介质Ⅰ接触于500℃的条件下烧焦，提升管再生器出口和一组封闭式旋风分离器相连，经封闭式旋风分离器分离得到的半再生催化剂进入流化床再生器和再生介质Ⅱ接触于630℃的条件下继续烧焦得到再生催化剂，再生催化剂进入脱气罐，脱气产物返回流化床再生器；脱气后再生催化剂的温度为450℃；脱气后再生催化剂的50％返回提升管再生器；脱气后再生催化剂的50％返回流化床反应器；提升管再生器内催化剂停留时间为5秒；半再生催化剂上焦炭的氢和碳元素质量比为0.08；再生介质Ⅰ中氧气的体积百分含量为21％。再生催本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种甲醇催化转化制芳烃的方法，甲醇原料进入流化床反应器和改性ZSM‑5催化剂接触反应得到包含芳烃的产物和待生催化剂，汽提后的待生催化剂进入提升管再生器和再生介质Ⅰ接触于500～600℃的条件下烧焦，提升管再生器出口和至少一组封闭式旋风分离器相连，经封闭式旋风分离器分离得到的半再生催化剂进入流化床再生器和再生介质Ⅱ接触于630～700℃的条件下继续烧焦得到再生催化剂，再生催化剂进入脱气罐，脱气产物返回流化床再生器；所述脱气后再生催化剂的温度为450～550℃；所述脱气后再生催化剂的50～90％返回提升管再生器；所述脱气后再生催化剂的10～50％返回流化床反应器；所述提升管再生器内催化剂停留时间为1～5秒；所述半再生催化剂上焦炭的氢和碳元素质量比不大于0.08；所述再生介质Ⅰ中氧气的体积百分含量为21～30％。

【技术特征摘要】
1.一种甲醇催化转化制芳烃的方法，甲醇原料进入流化床反应器和改性ZSM-5催化剂接触反应得到包含芳烃的产物和待生催化剂，汽提后的待生催化剂进入提升管再生器和再生介质Ⅰ接触于500～600℃的条件下烧焦，提升管再生器出口和至少一组封闭式旋风分离器相连，经封闭式旋风分离器分离得到的半再生催化剂进入流化床再生器和再生介质Ⅱ接触于630～700℃的条件下继续烧焦得到再生催化剂，再生催化剂进入脱气罐，脱气产物返回流化床再生器；所述脱气后再生催化剂的温度为450～550℃；所述脱气后再生催化剂的50～90％返回提升管再生器；所述脱气后再生催化剂的10～50％返回流化床反应器；所述提升管再生器内催化剂停留时间为1～5秒；所述半再生催化剂上焦炭的氢和碳元素质量比不大于0.08；所述再生介质Ⅰ中氧气的体积百分含量为21～30％。2.根据权利要求1所述的甲醇催化转化制芳烃的方法，其特征在于所述半再生催化剂上焦炭的氢和碳元素质量比不大于0.06。3.根据权利要求1所述的甲醇催化转化制芳烃的方法，其特征在于所述脱气罐设置至少一个取热器，脱气介质为氮气。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓红，齐国祯，金永明，王艳学，
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