本发明专利技术公开了一种生产低碳烯烃的装置和方法及应用。装置包括催化器混合区、集气室、反应区、布气区、待生提升管、再生器，其中所述催化器混合区与反应区相连通，集气室与反应区通过外隔板相连通，反应区与布气区通过带孔隔板相连通，待生提升管与反应区相连通，待生提升管与催化器混合区相连通，再生器通过与催化器混合区相连通。该装置反应区内部流动接近平推流、空腔与贴壁现象较弱，采用该装置制备低碳烯烃，具有低碳烯烃收率高、乙烯收率高的特点。乙烯收率高的特点。乙烯收率高的特点。
【技术实现步骤摘要】
一种生产低碳烯烃的装置和方法及应用
[0001]本专利技术涉及一种生产低碳烯烃的装置和方法及应用。
技术介绍
[0002]乙烯与丙烯作为现代石油化工领域最为关键的两大基础原料，为工农业、交通、国防等领域提供着化工原料。乙烯的大量下游产品主要有聚乙烯、苯乙烯、醋酸乙烯、环氧乙烷、乙二醇等。丙烯主要用于生产聚丙烯、丙烯腈、环氧丙烷、异丙醇等。目前世界上近67％的丙烯来自于蒸汽裂解生产乙烯的副产品，约30％的产品来自于催化裂化炼油工艺中生产汽、柴油的副产品，还有少量丙烯产品来自于丙烷脱氢与乙烯-丁烯易位反应。
[0003]当前，甲醇制烯烃工艺无论从技术还是从经济上都具备了工业化应用的基础与条件，目前甲醇制烯烃工艺流程与催化裂化装置相似，采用的是连续反应-再生方式。对甲醇制烯烃工艺的工程技术特点的分析研究表明，甲醇制烯烃工艺所用的SAPO催化剂不同于催化裂化的分子筛催化剂，有着其独特的对工程技术的要求。具体表现在反应原料的状态、进料分布方式、催化剂流化、催化剂循环、剂醇比、反应温度、生焦率等等。
[0004]US166282A公开了一种氧化物转化为低碳烯烃的方法与反应器，采用的是快速流化床反应器，气体在气速较低的反应区反应完成后，上升到内径急剧变小的快分区后，采用粗旋进行初步分离出夹带催化剂。由于产物气与催化剂分离快速，有效防止了二次反应的发生。该专利采用上行快速流化床作为反应器，其进料入口是传统型入口。
[0005]CN103121901A公开了一种含氧化合物转化制低碳烯烃的方法。该方法采用一个催化剂混合器将待生催化剂与再生催化剂先进行预混合后再进入反应器，有针对性地解决了反应区催化剂混合不均匀、低碳烯烃收益低的问题。
[0006]CN101164685A公开了一种用于甲醇或乙二醚催化反应的组合式快速流化床反应器。提出将沉降段的分离装置外置，有效缩小了沉降器的空间，提高催化剂沉降速度，减小烯烃停留时间，有效解决了乙烯及丙烯选择性低、收率低的技术问题。相对于传统沉降器外置的快速流化床反应器而言，乙烯收率可提高大于4％，丙烯收率可提高大于3％。
[0007]综上所述，上述技术中主要采用传统并列式甲醇制烯烃反应再生装置，反应器为传统上行快速流化床反应器，这类反应器存在颗粒浓度分布不均匀、颗粒轴向返混严重、反应器床层压降较大、空速偏高、低碳烯烃收率不高、乙烯选择性偏低等问题。
技术实现思路
[0008]本专利技术针对现有的上述技术问题，提供一种用于生产低碳烯烃的装置，该装置反应区内部流动接近平推流、空腔与贴壁现象较弱，采用该装置制备低碳烯烃，具有低碳烯烃收率高、乙烯收率高的特点。
[0009]在本专利技术中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右、顶部、侧面”通常是指参考附图所示的上、下、左、右、顶部、侧面；“中心、外部”是指相对于各部件本身的轮廓的中心、外部。
[0010]在本专利技术中，在未作相反说明的情况下，“依次”、“前端”、“入口”、“出口”、“尾部”是指沿流体的流动方向的依次、前端、入口、出口、尾部。
[0011]本专利技术第一方面提供了一种用于生产低碳烯烃的装置，包括催化器混合区、集气室、反应区、布气区、待生提升管、再生器，其中所述催化器混合区与反应区相连通，集气室与反应区通过外隔板相连通，反应区与布气区通过带孔隔板相连通，待生提升管与反应区相连通，待生提升管与催化器混合区相连通，再生器通过与催化器混合区相连通。
[0012]根据本专利技术所述的装置的一些实施方式，所述布气区的上部横截面积不大于下部横截面积，优选为布气区内任意上部的横截面积不大于任意下部的横截面积。
[0013]根据本专利技术所述的装置的一些实施方式，所述反应区的上部横截面积不小于下部横截面积，优选为反应区内任意上部的横截面积不小于任意下部的横截面积，更优选地，所述反应区的顶部与底部横截面积之比为1.5～10，优选为2～10。
[0014]根据本专利技术所述的装置的一些实施方式，所述反应区内部设置构件。
[0015]根据本专利技术所述的装置的一些实施方式，所述构件为格栅、开孔的环形三棱柱或开孔挡板。
[0016]根据本专利技术所述的装置的一些实施方式，格栅为上方流通纵截面积小于下方流通纵截面积。
[0017]根据本专利技术所述的装置的一些实施方式，所述环形三棱柱的纵截面为三角形，更进一步优选地，所述三角形的顶角α为15～75
°
，侧面开孔率为所开孔的面积与三棱柱侧面积的比值，侧面开孔率为3～15％。
[0018]根据本专利技术所述的装置的一些实施方式，所述开孔挡板的纵截面呈八字型 (也称“八”字型)，侧面夹角β为5～60
°
，侧面开孔率为所开孔的面积与开孔挡板侧面积的比值，侧面开孔率为3～35％。
[0019]根据本专利技术所述的装置的一些实施方式，所述带孔隔板可以选自开孔板、丝网和焊接条缝筛网中的至少一种，并通过上下连接件进行连接。带孔隔板的形状可以为锥形筒状，例如图7所示。
[0020]根据本专利技术所述的装置的一些实施方式，所述带孔隔板的开孔率为0.2～20％。
[0021]根据本专利技术所述的装置的一些实施方式，所述外隔板设置至少一个孔洞，优选地，所述外隔板的开孔率为0.1～10％。
[0022]根据本专利技术所述的装置的一些实施方式，所述外隔板可以选自开孔板、丝网和焊接条缝筛网中的至少一种，并通过上下连接件进行连接。外隔板的形状可以为圆筒状，例如图6所示。
[0023]根据本专利技术所述的装置的一些实施方式，所述反应区、布气区与集气室由中心向外部依次布置。
[0024]根据本专利技术所述的装置的一些实施方式，所述装置还包括待生斜管，用于连通待生提升管与反应区。
[0025]根据本专利技术所述的装置的一些实施方式，所述装置还包括循环斜管和/或换热斜管，用于连通待生提升管与催化器混合区。
[0026]根据本专利技术所述的装置的一些实施方式，所述装置还包括再生斜管，用于连通再生器通过与催化器混合区。
[0027]根据本专利技术所述的装置的一些具体实施方式，例如图1所示，所述装置包括但不限于：催化器混合区1、集气室4、反应区5；布气区6、待生提升管7、再生器10，其中催化器混合区1与反应区5相连通，集气室4与反应区5通过外隔板14相连通，反应区5与布气区6通过带孔隔板13相连通，待生提升管7通过待生斜管12与反应区5相连通，待生提升管7通过循环斜管8、换热斜管9与催化器混合区1相连通，再生器10通过再生斜管11与催化器混合区1相连通。
[0028]本专利技术第二方面提供了一种采用上述的装置生产低碳烯烃的方法，包括：
[0029](a)催化剂进入催化剂混合区中，催化剂经过混合均匀后进入反应区中，由上而下流动；
[0030](b)气体原料进入布气区中，通过带孔隔板流入反应区中，与反应区内的催化剂充分接触后反应生成烯烃产物，同时催化剂积炭形成待生催化剂；
[0031](c)反应后的产物本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于生产低碳烯烃的装置，包括催化器混合区、集气室、反应区、布气区、待生提升管、再生器，其中所述催化器混合区与反应区相连通，集气室与反应区通过外隔板相连通，反应区与布气区通过带孔隔板相连通，待生提升管与反应区相连通，待生提升管与催化器混合区相连通，再生器通过与催化器混合区相连通。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述布气区的上部横截面积不大于下部横截面积，优选为布气区内任意上部的横截面积不大于任意下部的横截面积。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述反应区的上部横截面积不小于下部横截面积，优选为反应区内任意上部的横截面积不小于任意下部的横截面积，更优选地，所述反应区的顶部与底部横截面积之比为1.5～10，优选为2～10。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的装置，其特征在于，所述反应区内部设置构件；优选地，所述构件为格栅、开孔的环形三棱柱或开孔挡板；优选地，所述环形三棱柱的纵截面为三角形；更进一步优选地，所述三角形的顶角α为15～75
°
；更进一步优选地，侧面开孔率为所开孔的面积与三棱柱侧面积的比值，侧面开孔率为3～15％；优选地，所述开孔挡板的纵截面呈八字型；更进一步优选地，侧面夹角β为5～60
°
；更进一步优选地，侧面开孔率为所开孔的面积与开孔挡板侧面积的比值，侧面开孔率为3～35％。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的装置，其特征在于，所述带孔隔板的开孔率为0.2～20％。6.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：金永明，李晓红，王洪涛，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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