本发明专利技术提供一种利用甲醇生产烯烃的装置，包括：甲醇转化反应器、分离装置和还原反应器；其中，所述甲醇转化反应器的出料口与所述分离装置的第一进料口相连接，所述分离装置的第一出料口与所述还原反应器的进料口相连接，所述分离装置的第二出料口与所述甲醇转化反应器的进料口相连接，所述还原反应器的出料口与所述分离装置的第二进料口相连接。本发明专利技术所提供的装置实现了富含含氧化合物物流的有效利用，进而使得本发明专利技术所提供的利用甲醇生产烯烃的方法具有较高的选择性。方法具有较高的选择性。方法具有较高的选择性。
【技术实现步骤摘要】
一种利用甲醇生产烯烃的装置及方法
[0001]本专利技术涉及化工
，具体涉及一种利用甲醇生产烯烃的装置及方法。
技术介绍
[0002]传统烯烃制造方法是将石油原料裂化成烯烃。通过催化裂化、蒸汽裂化或这两种方法的一些组合进行石油原料的裂化。制成的烯烃通常是轻烯烃，如乙烯和丙烯。乙烯和丙烯的轻烯烃产品有很大市场。由于来自原油的石油原料面临越来越高的价格，提供乙烯和丙烯的其它来源是有利的。
[0003]甲醇，作为化工原料，采用SAPO-34、ZSM-5催化剂，反应可得到乙烯、丙烯、芳烃和汽油产品。由煤或天然气制甲醇的工艺十分成熟，在我国由于煤炭资源丰富，甲醇价格便宜。甲醇催化转化制乙烯、丙烯、芳烃和汽油受到越来越多的重视，相关技术研究和专利非常多。
[0004]无论甲醇催化转化的目的产物是什么，不可避免会副产酮、醛、醚等含氧化合物。在现有技术中，这部分含氧化合物一般作为危废处理，近年来，处理成本越来越高。如何有效利用这部分含氧化合物，变废为宝，减少原料的碳基损失，逐渐成为甲醇催化转化过程急需解决的一个难题。
[0005]现有甲醇制烯烃(MTO)技术中，将这部分含氧化合物和未转化的甲醇直接返回MTO反应器。然而，该路线存在含氧化合物转化率低的问题。
[0006]CN105745012公开了一种再循环的含氧物在MTO中提高的转化方法，有两个流化床反应器，其中分离单元得到的富含氧物料流在第二反应器和一部分经再生的催化剂料流反应。该方法中，在第二反应器中，采用再生的催化剂，其实质上仍是使未反应的甲醇进一步发生MTO反应，与上述将含氧化合物和未转化的甲醇直接返回MTO反应器的技术在本质上并无不同。另外，该方法因装置设有两个反应器，流程复杂。
[0007]综上所述，目前亟需开发一种新的MTO工艺，以提高副产物富含氧物料的利用率。
技术实现思路
[0008]鉴于上述现有技术中存在的富含含氧化合物物流利用率低的问题，本专利技术的目的在于提供一种利用甲醇生产烯烃的装置及方法，实现了富含含氧化合物物流的有效利用，进而使得本专利技术所提供的利用甲醇生产烯烃的方法具有较高的选择性。
[0009]本专利技术一方面提供一种利用甲醇生产烯烃的装置，包括：甲醇转化反应器、分离装置和还原反应器；
[0010]其中，所述甲醇转化反应器的出料口与所述分离装置的第一进料口相连接，所述分离装置的第一出料口与所述还原反应器的进料口相连接，所述分离装置的第二出料口与所述甲醇转化反应器的进料口相连接，所述还原反应器的出料口与所述分离装置的第二进料口相连接。
[0011]根据本专利技术，还原反应器为固定床反应器。
[0012]根据本专利技术，甲醇转化反应器是用于实现甲醇转化为烯烃的反应，还原反应器主要是用于实现醛酮类化合物转化为烯烃的反应。
[0013]本专利技术再一方面提供一种利用甲醇生产烯烃的方法，包括：
[0014]a)使包含甲醇的原料物流进入甲醇转化反应器发生甲醇制烯烃反应，从而生成包含烯烃的第一产物物流；
[0015]b)使所述第一产物物流进入分离装置，经过分离得到富含烯烃的物流和富含含氧化合物物流；
[0016]c)使所述富含烯烃的物流作为产品输出；以及
[0017]d)使所述富含含氧化合物物流分为至少两部分，其中，一部分作为循环物流循环至所述甲醇转化反应器，另一部分作为待还原物流进入还原反应器发生还原反应，从而得到第二产物物流。
[0018]根据本专利技术，在本专利技术中，术语“烯烃”包括乙烯和/或丙烯。
[0019]根据本专利技术，所述还原反应是指富含含氧化合物物流中的醇类化合物、醛类化合物、酮类化合物和羧酸类化合物在催化剂的作用下，先发生羟醛缩合反应实现碳链增长，再裂解得到乙烯、丙烯、碳四烃等轻烃。
[0020]根据本专利技术，MTO反应可在本领域公知的条件下进行，只要能够实现本专利技术的专利技术目的即可。
[0021]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述方法还包括：
[0022]e)使所述第二产物物流进行气液分离后再返回至所述分离装置。
[0023]根据本专利技术，使所述第二产物物流进行气液分离后得到气体物流和液体物流，气体物流和液体物流均返回至分离装置。
[0024]根据本专利技术，气体物流和液体物流返回至分离装置的不同位置。
[0025]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述富含含氧化合物物流中钠离子含量小于10ppm，优选小于5ppm，更优选小于2ppm；和/或所述富含含氧化合物物流的pH小于7，优选为小于6且大于1。
[0026]根据本专利技术，将富含含氧化合物物流中钠离子含量和pH值限定在上述范围内有利于保护催化剂。
[0027]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述富含含氧化合物物流包括水和含氧化合物，所述含氧化合物包括甲醇和选自C
2-C4醇、C
2-C4醛、C
3-C4酮和C
2-C4羧酸中的至少一种化合物。
[0028]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述含氧化合物包括甲醇和选自C
2-C4醛和C
3-C4酮中的至少一种化合物。
[0029]根据本专利技术，C
2-C4醇优选为乙醇、丙醇和丁醇。C
2-C4醛优选为乙醛、丙醛和丁醛。C
3-C4酮优选为丙酮和丁酮。C
2-C4羧酸优选为甲酸、乙酸和丙酸。
[0030]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述富含含氧化合物物流中所述水的含量为30wt％～80wt％，所述含氧化合物的含量为20wt％～70wt％；优选地，所述含氧化合物中醛酮类化合物的含量为50wt％～99wt％。
[0031]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述循环物流占所述富含含氧化合物物流的10％～70％，所述待还原物流占所述富含含氧化合物物流的30％～90％。
[0032]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述还原反应器内装填有催化剂，所述催化剂包括载体、活性组分以及负载在所述活性组分上的改性组分；所述载体选自氧化铝、氧化硅、拟薄水铝石、高岭土和硅藻土中的至少一种，所述活性组分选自ZSM-5分子筛、ZSM-11分子筛、ZSM-23分子筛中的至少一种，所述改性组分选自Ga、Mn、P、La、Ca、Mg和Ce中的至少一种。
[0033]在本专利技术的一些优选的实施方式中，在步骤b)中，所述分离的方法包括汽提、水洗和吸附中的至少两种分离方式。
[0034]在本专利技术的一些优选的实施方式中，以所述催化剂的总质量为计算基准，所述改性组分的含量为0.01wt％～10wt％，所述活性组分的含量为30wt％～80wt％。
[0035]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述还原反应条件包括：温度为250℃～600℃，压力为0MPa～0.3MPa，所述富含含氧化合物物流的质量空速为0.2h-1
～3.0h-1
。
[0036]根据本专利技术，反应压力指表压。
[0037]本发本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种利用甲醇生产烯烃的装置，包括：甲醇转化反应器、分离装置和还原反应器；其中，所述甲醇转化反应器的出料口与所述分离装置的第一进料口相连接，所述分离装置的第一出料口与所述还原反应器的进料口相连接，所述分离装置的第二出料口与所述甲醇转化反应器的进料口相连接，所述还原反应器的出料口与所述分离装置的第二进料口相连接。2.一种利用甲醇生产烯烃的方法，包括：a)使包含甲醇的原料物流进入甲醇转化反应器发生甲醇制烯烃反应，从而生成包含烯烃的第一产物物流；b)使所述第一产物物流进入分离装置，经过分离得到富含烯烃的物流和富含含氧化合物物流；c)使所述富含烯烃的物流作为产品输出；以及d)使所述富含含氧化合物物流分为至少两部分，其中，一部分作为循环物流循环至所述甲醇转化反应器，另一部分作为待还原物流进入还原反应器发生还原反应，从而得到第二产物物流；优选地，还包括：e)使所述第二产物物流进行气液分离后再返回至所述分离装置。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述富含含氧化合物物流中钠离子含量小于10ppm，优选小于5ppm，更优选小于2ppm；和/或所述富含含氧化合物物流的pH小于7，优选为小于6且大于1。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述富含含氧化合物物流包括水和含氧化合物，所述含氧化合物包括甲醇和选自C
2-C4醇、C
2-C4醛、C
3-C4酮和C
2-C4羧酸中的至少一种化合物；优选地，所述含氧化合物包括甲醇和选自C
2-C4醛和C
【专利技术属性】
技术研发人员：李晓红，金永明，王莉，王艳学，
申请(专利权)人：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：
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