本发明专利技术涉及一种含氧化合物生产低碳烯烃的反应装置，主要解决低碳烯烃生产过程中低碳烯烃收率较低的问题。本发明专利技术通过采用一种含氧化合物生产低碳烯烃的反应装置，主要包括主反应器4、辅助反应器3、催化剂流通管12、换热管5、气固旋风分离器8，主反应器4上部与沉降段9相连，下部与辅助反应器3相连，沉降段9内部设有气固旋风分离器8，顶部开有产品气出口10，主反应器4与辅助反应器3连接部分内有催化剂流通管12，辅助反应器3内部设有换热管，下部开有催化剂出口，通过待生斜管7与再生器相连，主反应器4下部开有催化剂入口，通过再生斜管11与再生器相连的技术方案较好地解决了上述问题，可用于低碳烯烃的工业生产中。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种含氧化合物生产低碳烯烃的反应装置。
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SAP0-34是MTO工艺的首选催化剂。SAP0-34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。CN1723^52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。US 20060025646专利中涉及一种控制MTO反应器反应区中催化剂积炭量的方法， 是将失活的催化剂一部分送入再生区烧炭，另一部分失活催化剂返回到反应区继续反应。CN200910087868公布了一种乙醇脱水制乙烯用催化剂，该催化剂为金属Mn离子改性的SAP0-34分子筛，即Mn/SAPO-34，以吗啡啉为模板剂通过直接合成法在分子筛晶化前引入改性金属离子制备而成，所得分子筛为大晶粒单晶，可以直接用于流化床，乙醇转化率高，乙烯的选择性和纯度均很高。虽然乙醇制乙烯(ETO)工艺具有较高的乙烯选择性，而且较低的原料分压同样有利于乙烯选择性的提高，但目前ETO工艺存在原料生产规模小、工艺经济性等问题，如果将 ETO工艺依托于MTO工艺，节省了 ETO工艺装置的建设费用，对于某些具有大量甲醇和少量乙醇的地区发展乙烯、丙烯工业特别适用。虽然已有技术可以进行甲醇或乙醇等含氧化合物生产低碳烯烃，但是现有技术均没有很好的解决MTO与ETO的耦合问题，也没有很好解决低碳烯烃收率较低的问题，本专利技术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是现有技术中存在的低碳烯烃收率较低的问题，提供一种新的含氧化合物生产低碳烯烃的反应装置。该装置用于低碳烯烃的生产中，具有低碳烯烃收率较高的优点。为解决上述问题，本专利技术采用的技术方案如下一种含氧化合物生产低碳烯烃的反应装置，主要包括主反应器4、辅助反应器3、催化剂流通管12、换热管5、气固旋风分离器 8，主反应器4上部与沉降段9相连，下部与辅助反应器3相连，沉降段9内部设有气固旋风分离器8，顶部开有产品气出口 10，主反应器4与辅助反应器3连接部分内有催化剂流通管 12，辅助反应器3内部设有换热管，下部开有催化剂出口，通过待生斜管7与再生器相连，主反应器4下部开有催化剂入口，通过再生斜管11与再生器相连。上述技术方案中，所述硅铝磷酸盐分子筛包括SAP0-34 ；所述主反应器和辅助反应器均为流化床；所述含氧化合物包括甲醇或乙醇，主反应器进料包括甲醇，辅助反应器进料包括乙醇；所述包括甲醇的主反应器进料首先进入辅助反应器内的换热管与催化剂换热，然后进入主反应器；所述辅助反应器上部与主反应器相连，辅助反应器气相与积碳催化剂在催化剂流通管道中呈逆流流动；所述待生斜管内催化剂积碳量质量分数在2. 0 6. 0%之间；所述辅助反应器内反应温度在300 420°C之间。本专利技术人通过研究发现，甲醇制烯烃反应过程中形成的积碳催化剂，仍然保持较高的活性和选择性，具备转化某些低碳醇(如乙醇)的能力。采用本专利技术的装置，采用MTO 反应中形成的积碳催化剂转化乙醇为乙烯，同时乙烯进入MTO反应器，进一步增产丙烯，不但解决了 MTO与ETO工艺的耦合问题，同时提高了低碳烯烃，尤其是丙烯的收率。同时，辅助反应器生成的产品进入主反应器后，还降低了甲醇的分压，有助于低碳烯烃选择性的提高。由于乙醇制乙烯所需温度较低，本专利技术中采用甲醇进料在辅助反应器与积碳催化剂换热的方式，不但加热了甲醇原料，而且降低了辅助反应器的温度，保证了乙醇制乙烯反应的进行。采用本专利技术的反应装置，可保证乙醇的100%转化，提高了低碳烯烃的收率。采用本专利技术的技术方案所述硅铝磷酸盐分子筛包括SAP0-34 ；所述主反应器和辅助反应器均为流化床；所述含氧化合物包括甲醇或乙醇，主反应器进料包括甲醇，辅助反应器进料包括乙醇；所述包括甲醇的主反应器进料首先进入辅助反应器内的换热管与催化剂换热，然后进入主反应器；所述辅助反应器上部与主反应器相连，辅助反应器气相与积碳催化剂在催化剂流通管道中呈逆流流动；所述待生斜管内催化剂积碳量质量分数在2. 0 6. 0 %之间；所述辅助反应器内反应温度在300 420°C之间，甲醇转化率达到99. 82 % (重量)，乙醇转化率达到100% (重量)，乙烯收率达到18. 27% (重量)，丙烯收率达到 17.81% (重量)，取得了较好的技术效果。附图说明图1为本专利技术所述方法的流程示意图。图1中，1为包括乙醇的原料进料；2为包括甲醇的原料热进料；3为辅助反应器；4为主反应器；5为换热管；6为包括甲醇的原料冷进料管线；7为待生斜管；8为气固旋风分离器；9为主反应器沉降段；10为产品出口管线；11为再生斜管；12为催化剂流通管。包括甲醇的原料在辅助反应器3中与积碳催化剂换热后进入主反应器4，与硅铝磷酸盐分子筛催化剂接触，生成包括低碳烯烃的产品，同时形成积碳催化剂，积碳催化剂从主反应器4底部通过催化剂流通管12进入辅助反应器3，与包括乙醇的原料接触，生成包括乙烯的产品，进入主反应器4，同时形成待生催化剂，待生催化剂通过待生斜管7进入再生器再生，再生完成的催化剂通过再生斜管11返回主反应器4。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。具体实施例方式实施例1在如图1所示的反应装置上，催化剂采用SAP0-34，主反应器和辅助反应器采用流化床，主反应器采用纯度为99. 5%的甲醇进料，进料温度为210°C，设置分布板进入反应区，主反应器反应条件为反应温度为450°C、反应压力以表压计为0. OlMPa,反应器内气相线速度为0. 7米/秒；辅助反应器采用纯乙醇进料，进本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种含氧化合物生产低碳烯烃的反应装置，主要包括主反应器（４）、辅助反应器（３）、催化剂流通管（１２）、换热管（５）、气固旋风分离器（８），主反应器（４）上部与沉降段（９）相连，下部与辅助反应器（３）相连，沉降段（９）内部设有气固旋风分离器（８），顶部开有产品气出口（１０），主反应器（４）与辅助反应器（３）连接部分内有催化剂流通管（１２），辅助反应器（３）内部设有换热管（５），下部开有催化剂出口，通过待生斜管（７）与再生器相连，主反应器（４）下部开有催化剂入口，通过再生斜管（１１）与再生器相连。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：齐国祯，钟思青，王洪涛，金永明，
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：11
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