本发明专利技术涉及一种甲醇转化制烯烃的反应系统及其反应方法，主要解决现有技术中烯烃收率低的问题。本发明专利技术通过甲醇原料进入流化床反应器下部和再生催化剂接触反应，得到富含烯烃的反应产物和待生催化剂，反应产物经旋风分离器进入后续分离系统，待生催化剂上行经流化床内反应器和催化剂分配器进入二密床；二密床内的部分待生催化剂经溢流管流出并下行经流化床反应器内环形通道进入流化床反应器下部，二密床内部分待生催化剂经待生斜管进入再生器再生得到再生催化剂；再生催化剂经再生斜管进入流化床反应器下部的技术方案，较好地解决了该问题，可用于烯烃工业生产中。
Reaction system and method of methanol conversion to olefin
【技术实现步骤摘要】
甲醇转化制烯烃的反应系统及其反应方法
本专利技术涉及一种甲醇转化制烯烃的反应系统及其反应方法。
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。US6166282中公布了一种甲醇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。目前MTO反应器包括鼓泡流化床、湍动流化床、快速流化床等流态化型式，仍然存在低碳烯烃选择性较低的问题。本专利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之一是现有技术中烯烃收率低的技术问题，提供一种甲醇转化制烯烃的反应系统。该反应系统具有烯烃收率高的优点。本专利技术所要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一相对应的反应方法。为解决上述问题之一，本专利技术采用的技术方案如下：一种甲醇转化制烯烃的反应系统，包括流化床反应器(1)、二密床(2)、流化床反应器内环形通道(3)、流化床内反应器(4)、溢流管(15)；其中：流化床反应器(1)和流化床内反应器(4)和二密床(2)同轴；二密床(2)和流化床内反应器(4)和流化床反应器内环形通道(3)和旋风分离器(6)均位于流化床反应器(1)内；待生斜管(13)和二密床(2)相连，再生斜管(12)和流化床反应器下部(17)相连；所述旋风分离器的料腿(7)在二密床(2)内；流化床内反应器(1)出口和催化剂分配器(8)相连。上述技术方案中，优选地，所述催化剂分配器(8)催化剂出口为均匀分布的支管(16)组成，支管(16)开口垂直向下，相邻支管(16)的各自中心线间夹角α的范围为15°～90°。上述技术方案中，优选地，所述溢流管(15)和二密床(2)间的夹角β的范围为20°～70°；溢流管(15)开口到二密床(2)底部的高度低于二密床(2)内催化剂床层的高度。上述技术方案中，优选地，所述流化床反应器下部(17)和流化床反应器中部(18)直径之比为(0.3～0.7)︰1。上述技术方案中，优选地，所述流化床内反应器(4)和流化床反应器中部(18)直径之比为(0.7～0.95)︰1。为解决上述问题之二，本专利技术采用的技术方案如下：一种甲醇转化制烯烃的反应方法，采用上述反应系统，所述的反应方法包括以下几个步骤：a)甲醇原料(5)进入流化床反应器下部(17)和再生催化剂(10)接触反应，得到富含烯烃的反应产物(9)和待生催化剂(11)，反应产物(9)经旋风分离器(6)进入后续分离系统，待生催化剂(11)上行经流化床内反应器(4)和催化剂分配器(8)进入二密床(2)；b)二密床(2)内的部分待生催化剂(11)经溢流管(15)流出并下行经流化床反应器内环形通道(3)进入流化床反应器下部(17)，二密床(2)内部分待生催化剂(11)经待生斜管(13)进入再生器再生得到再生催化剂(10)；c)再生催化剂(10)经再生斜管(12)进入流化床反应器下部(17)。上述技术方案中，优选地，所述二密床(2)经溢流管(15)流出的部分待生催化剂和进入再生斜管(12)的部分待生催化剂量之比为(0.5～3):1。上述技术方案中，优选地，所述流化床反应器(1)内反应温度为450～520℃，甲醇原料的重量空速为3～20小时-1，催化剂床层密度为70～250千克/立方米，反应表压为0～0.5兆帕。上述技术方案中，优选地，所述二密床流化气(14)为水蒸汽和/或氮气和/或轻烃原料。上述技术方案中，优选地，所述轻烃原料为碳四及碳四以上烃类，烯烃质量百分含量大于60％。本专利技术提供嵌套式流化床反应器的技术方案，待生催化剂通过流化床反应器内环形通道进入流化床下部和新鲜再生剂混合，保证流化床下部主反应区内催化剂一定的积炭量。因为待生催化剂环形分布进入流化床下部，分布比较均匀，流化床反应器内催化剂的碳含量均匀，利于甲醇高效转化为乙烯和丙烯，得到非常高的收率。采用本专利技术的技术方案，乙烯和丙烯碳基总收率达到89.6重量％，取得了较好的技术效果。附图说明图1、2、3为本专利技术所述技术方案的装置示意图。图中1中，1为流化床反应器；2为二密床；3为流化床反应器内环形通道；4为流化床内反应器；5为甲醇原料；6为旋风分离器；7为旋风分离器料腿；8为催化剂分配器；9为反应产物；10为再生催化剂；11为待生催化剂；12为再生斜管；13为待生斜管；14为二密床流化气；15为溢流管；16为支管；17为流化床反应器下部；18为流化床反应器中部。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】采用如图1所示装置，流化床反应器(1)和流化床内反应器(4)和二密床(2)同轴；二密床(2)和流化床内反应器(4)和流化床反应器内环形通道(3)和旋风分离器(6)均位于流化床反应器(1)内；待生斜管(13)和二密床(2)相连，再生斜管(12)和流化床反应器下部(17)相连；所述旋风分离器的料腿(7)在二密床(2)内；流化床内反应器(1)出口和催化剂分配器(8)相连。催化剂分配器(8)催化剂出口为均匀分布的支管(16)组成，支管(16)开口垂直向下，相邻支管(16)的各自中心线间夹角α的范围为15°。溢流管(15)和二密床(2)间的夹角β的范围为40°；本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种甲醇转化制烯烃的反应系统，包括流化床反应器(1)、二密床(2)、流化床反应器内环形通道(3)、流化床内反应器(4)、溢流管(15)；/n其中：流化床反应器(1)和流化床内反应器(4)和二密床(2)同轴；二密床(2)和流化床内反应器(4)和流化床反应器内环形通道(3)和旋风分离器(6)均位于流化床反应器(1)内；待生斜管(13)和二密床(2)相连，再生斜管(12)和流化床反应器下部(17)相连；所述旋风分离器的料腿(7)在二密床(2)内；流化床内反应器(1)出口和催化剂分配器(8)相连。/n
【技术特征摘要】
1.一种甲醇转化制烯烃的反应系统，包括流化床反应器(1)、二密床(2)、流化床反应器内环形通道(3)、流化床内反应器(4)、溢流管(15)；
其中：流化床反应器(1)和流化床内反应器(4)和二密床(2)同轴；二密床(2)和流化床内反应器(4)和流化床反应器内环形通道(3)和旋风分离器(6)均位于流化床反应器(1)内；待生斜管(13)和二密床(2)相连，再生斜管(12)和流化床反应器下部(17)相连；所述旋风分离器的料腿(7)在二密床(2)内；流化床内反应器(1)出口和催化剂分配器(8)相连。
2.根据权利要求1所述的甲醇转化制烯烃的反应系统，所述催化剂分配器(8)催化剂出口为均匀分布的支管(16)组成，支管(16)开口垂直向下，相邻支管(16)的各自中心线间夹角α的范围为15°～90°。
3.根据权利要求1所述的甲醇转化制烯烃的反应系统，所述溢流管(15)和二密床(2)间的夹角β的范围为20°～70°；溢流管(15)开口到二密床(2)底部的高度低于二密床(2)内催化剂床层的高度。
4.根据权利要求1所述的甲醇转化制烯烃的反应系统，所述流化床反应器下部(17)和流化床反应器中部(18)直径之比为(0.3～0.7)︰1。
5.根据权利要求1所述的甲醇转化制烯烃的反应系统，所述流化床内反应器(4)和流化床反应器中部(18)直径之比为(0.7～0.95)︰1。
6.一种甲醇转化制烯烃...
【专利技术属性】
技术研发人员：李晓红，齐国祯，俞志楠，王菊，
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
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