甲醇制烯烃用催化剂再生设备及利用该设备再生催化剂的方法技术

本发明专利技术提供了一种甲醇制烯烃用催化剂再生设备及利用该设备再生催化剂的方法。该设备包括：氧气供应部，用以提供氧气；压缩空气供应部，用以提供压缩空气；气体混合装置，用以混合氧气和压缩空气形成富氧主风，包括与氧气供应部相连的氧气入口、与压缩空气供应部相连的压缩空气入口，以及富氧主风出口；催化剂再生器，设置在气体混合装置下游，接收来自气体混合装置的富氧主风，利用富氧主风进行催化剂再生。该设备通过合理地控制进入再生器的总风量的氧含量，达到提高再生器烧焦能力的目的，从而实现提高甲醇制低碳烯烃装置甲醇加工量能力和经济效益的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于甲醇制烯烃领域，尤其涉及一种甲醇制烯烃用催化剂再生设备及利用 该设备再生催化剂的方法。
技术介绍
随着我国エ农业经济的持续快速发展，市场对こ烯、丙烯等基本有机原料的需求 越来越大。我国こ烯和大部分丙烯主要依靠使用石脑油、轻柴油为原料的蒸汽裂解来生产， 部分丙烯是通过催化裂化副产的石油液化气经精馏加工而得。但是，由于石油资源的短缺、 蒸汽裂解能力不足等原因，我国的こ烯产量、丙烯产量长期以来一直是供不应求，因而以こ 烯、丙烯生产的化学品(例如聚こ烯、聚丙烯、こニ醇等)的进口数量一直居高不下。为了降 低此类商品的进ロ率，在我国开启了采用煤炭等为原料生产甲醇，再将甲醇经催化转化生 产こ烯、丙烯等轻质烯烃的新篇章。我国的煤炭资源相对丰富，在我国的许多产煤区，都建设了以煤为原料来生产甲 醇或ニ甲醚的エ厂。同时我国也是焦炭生产大国，在焦炭生产区也建设了多套利用焦化装 置副产的焦炉气生产甲醇的装置。基于这些装置的设立，我国的甲醇生产能力大大高于市 场需求。而且，目前市场上以甲醇为原料制取低碳烯烃的エ艺方法也普遍得到了应用，例 如，以生产こ烯、丙烯为目标产物的甲醇制低碳烯烃エ艺技术，主要有中国科学院大连化学 物理研究所的DMTOエ艺技术、中国石化集団的SMTOエ艺技术、美国UOP公司的MTO技术， 我国已经采用中科院大连化物所的DMTO技术和中石化的SMTO技术建设并成功运转了两套 利用甲醇为原料，催化转化生产以こ烯、丙烯为目标产品的甲醇制混合轻烯烃的大型エ业 生产装置；以甲醇为原料催化转化生产以丙烯为主要目的产物的甲醇制丙烯エ艺技木，主 要有德国Lurgi公司的MTP技术、清华大学开发的FMTPエ艺技术，我国采用德国Lurgi的 MTPエ艺技术已经建成并运转了利用甲醇为原料，催化转化生产以丙烯为目标产品的甲醇 制丙烯的大型エ业生产装置。由于能够同时生产こ烯、丙烯这两种宝贵的基本化工原料，因此采用SAP0-34分 子筛作为催化剂的甲醇制低碳烯烃(こ烯、丙烯)エ艺具有产品结构合理的优势。甲醇制低 碳烯烃エ业化装置包括一个用于甲醇转化反应的反应器，甲醇在反应器中转化为低碳烯烃 的过程中除了生成こ烯、丙烯等目的产品以外，还生成一定量的水和少量的焦炭，焦炭沉积 在催化剂上会致使催化剂逐渐失去活性和选择性，因此甲醇制低碳烯烃エ业化装置也包括 一个用于催化剂烧焦的再生器。在反应器中因积碳等原因失去活性的待生催化剂被连续地 输送到再生器中进行烧焦再生，活性和选择性恢复的再生催化剂被连续地输送到反应器中 补充反应所需的活性中心。再生器的主要作用是将来自反应器的待生催化剂上携帯的大部 分焦炭烧掉，催化剂在再生器下部形成ー个密相床层，催化剂在密相床层内处于流化状态， 使催化剂保持流态化以及催化剂烧焦所用的介质是来自主风压缩机的主风(压缩空气)。在 反应器和再生器内的上部安装有一定数量的两级旋风分离器，用以回收反应器内反应产物气体物流和再生器再生烟气物流携带的催化剂颗粒，以降低催化剂的损失和加工成本。甲 醇催化转化制低碳烯烃的反应机理本身对再生催化剂的含碳量范围有一定的要求，因此再 生器采用部分燃烧(即催化剂上的焦炭与主风中的氧气发生氧化反应，部分生成C0、部分生 成co2)的操作方式，即再生烟气的C0含量高、C02含量低、02含量很低。如果工业催化剂的实际焦炭选择性比原设计值差的话，甲醇制低碳烯烃工业装置 单位时间的焦炭产量会高于再生器的烧焦能力的上限，因再生器烧焦能力受到限制而不得 不降低反应器的甲醇加工量，从而会影响工业装置的整体效益；或者是当反应器尚有提高 甲醇加工量的富裕能力时，也会因再生器的烧焦能力已经达到上限而无法进一步发挥提高 甲醇加工量的效能。甲醇制低碳烯烃装置再生器以及安装在其内部的设备(主要是旋风分 离器)的物理尺寸确定后，单位时间内再生器催化剂的烧焦量上限也就基本固定了。再生器 烧焦能力取决于催化剂上的焦炭燃烧所需要的主风(压缩空气)中的氧的数量。如果依靠提 高进入甲醇制低碳烯烃工业化装置再生器的主风(压缩空气)流量来提高烧焦量时，进入再 生器的氧气总量会随之增加、可以满足提高催化剂烧焦量的要求，但因为随着进入再生器 主风(压缩空气)流量的提高、再生烟气流量也将随之提高，再生器内再生烟气向上流动的 线速也会随之提高，因此再生烟气携带的催化剂颗粒的量也会随之提高；因再生烟气流量 提高，因此旋风分离器的入口气体的线速度会超出正常的操作范围、加之再生烟气的催化 剂颗粒浓度提高，因此旋风分离器回收催化剂的效率会下降，催化剂随再生烟气离开旋风 分离器的数量会大幅度提高，从而使甲醇催化制低碳烯烃装置偏离经济操作状态或处于不 可操作状态。本专利技术解决的问题是在甲醇制低碳烯烃装置再生器及其内部安装的旋风分离器 等设备的物理尺寸已经成为制约再生器烧焦能力进一步提高的主要因素的情况下，在不 对再生器及其内部安装的旋风分离器进行任何改动的前提下，在保持进入再生器的总风量 (或总体积流量)基本不变的条件下，不改变再生器部分燃烧的操作模式和催化剂的烧焦效 果，达到提高再生器烧焦能力的目的，从而实现提高甲醇制低碳烯烃装置甲醇加工量能力 和经济效益的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种甲醇制烯烃用催化剂再生设备及利用该设备再生催化 剂的方法，以提高再生器烧焦能力。为此，在本专利技术中提供了一种甲醇制烯烃用催化剂再生设备，包括氧气供应部， 用以提供氧气；压缩空气供应部，用以提供压缩空气；气体混合装置，用以混合氧气和压缩 空气形成富氧主风，包括与氧气供应部相连的氧气入口、与压缩空气供应部相连的压缩空 气入口，以及富氧主风出口 ；催化剂再生器，设置在气体混合装置的下游，接收来自气体混 合装置的富氧主风，利用富氧主风进行催化剂再生。进一步地，上述氧气供应部包括顺序连接的控制件及排空件，控制件的上游端连 接氧气源，气体混合装置的氧气入口通过氧气管道连接到控制件和排空件之间，控制件包 括串联设置的控压件和控流件。进一步地，上述氧气供应部中还包括过滤器，过滤器设置在控制件的上游，用以过 滤由氧气源流入的氧气。进一步地，上述气体混合装置包括主管线，连接在压缩空气入口与富氧主风出口 之间；气体分布器，设置在主管线内部，具有圆环形结构，且与主管线同轴设置，气体分布器 上设有均匀设置流出口，流出口沿压缩空气的流动方向设置，氧气入口沿垂直于主管线的 轴向方向与各气体分布器相连通。进一步地，上述催化剂再生设备还包括富氧主风监测装置，富氧主风监测装置设 置在气体混合装置和催化剂再生器之间，富氧主风监测装置包括氧含量检测组件，设置在 富氧主风混合装置和催化剂再生器之间，检测由富氧主风出口流出的富氧主风中氧含量， 发出氧含量信号；温度检测组件，设置在氧含量检测组件和催化剂再生器之间，检测由富氧 主风出口流出的富氧主风的温度，发出温度信号；安全调控组件，接收氧含量信号，当氧含 量信号超标时，开启排空件，当氧含量信号达标时，关闭排空件；同时接收温度信号，当温度 信号超标时，开启排空件，当温度信号达标时，关闭排空件。进一步地，上述富氧主风监测装置中，氧含量检测组件包括并联设置的3条第一 流路，以及分别设置在各第一流路上的3个氧含量检测器，各氧含量检测器分别发出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴秀章，关丰忠，孙保全，
申请(专利权)人：神华集团有限责任公司，中国神华煤制油化工有限公司，中国神华煤制油化工有限公司包头煤化工分公司，
类型：发明
国别省市：