一种将甲醇转化为丙烯的方法技术

本发明专利技术公开了一种将甲醇转化为丙烯的方法，包括：将甲醇通入甲醇反应区反应得到甲醇、二甲醚和水的混合物；将混合物分成若干股反应物流，第一股反应物流送入第一反应区反应得到产物流，产物流与其它任意一股反应物流混合后送入第一反应区反应，直至产物流与最后一股反应物流混合后送入第一反应区反应得到一次反应产物流，经分离得到丙烯、丙烷、Ｃ１－Ｃ２烃、Ｃ４烃、Ｃ５－Ｃ６烃及Ｃ７以上烃；Ｃ１－Ｃ２烃和Ｃ４烃循环至第一反应区继续反应；Ｃ５－Ｃ６烃和部分Ｃ７以上烃送入第二反应区反应得到二次反应产物流，经分离得到丙烯。该方法适合甲醇制丙烯这类强放热、温度敏感性反应，具有目标选择性高，反应连续稳定，效率较高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及丙烯的制备方法，尤其涉及。
技术介绍
丙烯是现代化学工业所必需的一种基础化工原料，随着工业经济的不断发展，未 来需求量将不断增长，传统的丙烯工业生产基本都以石油基物质为原料，如石油的蒸汽裂 化等，而石油作为一种不可再生资源，经过多年的过度开采消耗，从长远来看面临着即将枯 竭的危机，从短期来看又同时受地理、经济、政治等因素的影响价格波动剧烈，因此本领域 一直寻求一种可以替代石油为原料生产丙烯的方法。甲醇制丙烯技术是一种非石油资源丙烯生产工艺，具有重大的应用前景。目前世 界上比较成熟的主要有UOP公司的流化床甲醇制烯烃(MTO)技术和德国Lurgi公司的固定 床甲醇制丙烯(MTP)技术。前者主要制备乙烯和丙烯，而后者主要制备丙烯。流化床技术主要采用SAP0-34催化剂，该技术对低碳烯烃有很高的选择性，但是 丙烯单选择性不高，需采用产物二次反应的方式，提高丙烯选择性，因此工艺投资相对较 大。除了 UOP公司，国内还有中科院大连化学物理研究所、清华大学从事流化床工艺的开 发。固定床技术专利商主要是德国Lurgi公司，该技术丙烯单选择性较高。欧洲专利 EP0448000B1和中国专利CN1431982A中公开了德国Lurgi公司固定床甲醇制丙烯的工艺和 所使用的催化剂，根据专利所公开的内容及Lurgi公司所披露的资料，其工艺方法具有较 高的丙烯收率，同时副产少量乙烯、LPG(液化石油气)和汽油等。由于固定床中催化剂需 原位再生，因此Lurgi公司在其商业化示范装置中通过设置多个固定床反应器进行切换以 解决上述问题，但同时造成了系统设备要求高、操作复杂的问题。ZSM-5是一种具有中孔性质的分子筛催化剂，具有中等的积碳速率。移动床技术是 一种连续反应再生技术，尤其适用于具有中等积碳速度的催化剂。它既可以像循环流化床 一样连续反应再生，同时又不需要很高的耐磨性要求。公开号为CN1803738A的中国专利申请和公开号为CN101023048A的中国专利申 请中公开了一种移动床甲醇制丙烯技术，通过控制一定的催化剂循环速度和特定的处理方 法，提高丙烯的选择性。然而移动床反应器本身的撤热能力较弱，而甲醇制丙烯反应是强放 热过程，如果反应器内热量不及时移除，不仅导致反应温度迅速提高，丙烯选择性下降，严 重时将导致反应器飞温，造成安全事故。而上述两个专利申请中并未提及如何解决移动床 中的撤热问题。因此，设计开发具有强撤热能力的移动床反应器及将甲醇转化为丙烯的方法，对于提高丙烯选择性和反应稳定性具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术提供了，主要解决了目前甲醇制丙烯移动床反应器内强放热反应的撤热、生产不连续及丙烯选择性较低的问题。，包括以下步骤(1)将甲醇通入甲醇反应区与催化剂接触反应，反应得到甲醇、二甲醚和水的混合 物；(2)将上述甲醇、二甲醚和水的混合物分成若干股反应物流，第一股反应物流送入 第一反应区，与催化剂接触反应，得到产物流，产物流与其它任意一股反应物流混合后送入 第一反应区，与催化剂接触反应，直至产物流与最后一股反应物流混合后送入第一反应区， 与催化剂接触反应，得到富含丙烯的一次反应产物流；(3)将上述一次反应产物流送入分离区，经脱水及脱氧化物后，分别得到丙烯、丙 烷、C1-C2的烃、C4的烃、C5-C6的烃以及C7以上烃的重组分；(4)将C1-C2的烃和C4的烃循环至第一反应区继续反应；(5)将C5-C6的烃和部分C7以上烃的重组分送入第二反应区，与催化剂接触反应， 得到含丙烯的二次反应产物流；所述的部分C7以上烃的重组分的质量是C7以上烃的重组分总质量的30%以下， 剩余的C7以上烃的重组分作为副产物；(6)将上述二次反应产物流送入分离区，分别得到丙烯、丙烷、CrC2的烃、C4的烃、 C5-C6的烃以及C7以上烃的重组分；(7)所述的催化剂积炭后从第二反应区排出，进入再生区再生后循环至甲醇反应 区。当催化剂积碳失活至一定程度，甲醇会穿透催化剂床层，此时需要将催化剂送入再生区 再生，以维持最优的反应活性和选择性。所述的甲醇反应区、第一反应区和第二反应区优选由若干个串联连接的竖立移动 床反应器组成，使各移动床反应器的底端与其下一个移动床反应器的顶端连接(例如，可 通过管线连接)。这种设置能够保证催化剂依靠自身重力自上而下移动，并从上到下依次通 过各个移动床反应器，使原料甲醇与催化剂形成错流；同时还能降低能耗。所述的甲醇反应区为至少一个移动床反应器。所述的第一反应区为至少两个串联连接的竖立移动床反应器，所述的反应物流的 股数与第一反应区移动床反应器的个数相同。所述的第二反应区为至少一个移动床反应器。本专利技术可根据产能的大小调整各反应区移动床反应器的数量。所述的甲醇反应区、第一反应区和第二反应区中移动床反应器的总个数优选为4 个-8个，以节约成本。所述的甲醇反应区、第一反应区和第二反应区均设有换热装置。所述的换热装置 位于移动床反应器内和/或各移动床反应器之间。在移动床反应器内设置换热装置，可以 移去反应过程中产生的反应热。在各移动床反应器之间设置换热装置，便于更好的控制每 步反应的反应温度。具体设置时可将换热装置置于移动床反应器壁与催化剂床层之间和/ 或催化剂床层与催化剂床层之间。所述的第一反应区中设有激冷装置，从激冷装置流出的激冷液与任意一股反应物流混合。当放热量过大时，移动床反应器内和各移动床反应器间的换热装置仍旧无法移去反应热，此时在移动床反应器间增设激冷装置可以有效的移去多余的反应热，用于迅速的 将产物流的温度降低到下个移动床反应器的入口温度。激冷装置中的激冷液可以采用甲醇 或者水或者甲醇与水的混合物。所述的激冷液选自甲醇或水或两者的混合物，当采用甲醇或甲醇与水的混合物时 可以同时提高原料处理量。所述的催化剂可以选用甲醇制备丙烯常用的催化剂，优选ZSM-5分子筛催化剂。甲醇制丙烯反应首先由原料甲醇在催化剂上脱水生成二甲醚、甲醇和水的混合 物，随后甲醇和二甲醚在催化剂上继续反应生成含丙烯的烃类化合物，两步反应均为放热 反应，为了降低单个移动床反应器的热负荷，本专利技术将上述两步反应放在不同的反应区内 进行，即分别在甲醇反应区和第一反应区进行。甲醇脱水反应一般在250°C -300°C进行，而进一步生成含丙烯的烃类物质则需 要450°C _500°C的温度。因此，所述的甲醇反应区的入口温度为250°C _300°C，且甲醇 反应区内每个移动床反应器的入口温度均保持相同；所述的第一反应区的入口温度为 4500C -500°C，且第一反应区内每个移动床反应器的入口温度均保持相同。所述的第二反应区的入口温度优选比第一反应区的入口温度高15°C -30°C，第二 反应内每个移动床反应器的入口温度均保持相同。由于甲醇、二甲醚和水混合物进一步转变为含丙烯的烃类物质是强放热反应，因 此第一反应区内优选将反应分为多个进行，既可以分散反应热，同时通过在移动床反应器 上加设换热装置和激冷装置，可以将温升控制在较低的范围内，提高丙烯选择性。原则上， 移动床反应器个数越多，温度控制越好，但是会导致设备投资增加，操作更加复杂，因此第 一反应区一般优选为3个-5个移动床反应器。甲醇、二甲醚通过一次反应后得到富含丙烯的产物流，副本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将甲醇转化为丙烯的方法，包括以下步骤：　　（１）将甲醇通入甲醇反应区与催化剂接触反应，反应得到甲醇、二甲醚和水的混合物；　　（２）将上述甲醇、二甲醚和水的混合物分成若干股反应物流，第一股反应物流送入第一反应区，与催化剂接触反应，得到产物流，产物流与其它任意一股反应物流混合后送入第一反应区，与催化剂接触反应，直至产物流与最后一股反应物流混合后送入第一反应区，与催化剂接触反应，得到富含丙烯的一次反应产物流；　　（３）将上述一次反应产物流送入分离区，经脱水及脱氧化物后，分别得到丙烯、丙烷、Ｃ↓［１］－Ｃ↓［２］的烃、Ｃ↓［４］的烃、Ｃ↓［５］－Ｃ↓［６］的烃以及Ｃ↓［７］以上烃的重组分；　　（４）将Ｃ↓［１］－Ｃ↓［２］的烃和Ｃ↓［４］的烃循环至第一反应区继续反应；　　（５）将Ｃ↓［５］－Ｃ↓［６］的烃和部分Ｃ↓［７］以上烃的重组分送入第二反应区，与催化剂接触反应，得到含丙烯的二次反应产物流；所述的部分Ｃ↓［７］以上烃的重组分的质量是Ｃ↓［７］以上烃的重组分总质量的３０％以下；　　（６）将上述二次反应产物流送入分离区，分别得到丙烯、丙烷、Ｃ↓［１］－Ｃ↓［２］的烃、Ｃ↓［４］的烃、Ｃ↓［５］－Ｃ↓［６］的烃以及Ｃ↓［７］以上烃的重组分；　　（７）所述的催化剂积炭后从第二反应区排出，进入再生区再生后循环至甲醇反应区。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：阳永荣，虞贤波，王靖岱，严丽霞，姜坤，汪燮卿，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]