專利名稱：甲醇制低碳烯烴催化劑再生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種甲醇制低碳烯烴催化劑再生裝置。
背景技術(shù)：
低碳烯烴，即乙烯和丙烯，是兩種重要的基礎(chǔ)化工原料，其需求量在不斷增加。一般地，乙烯、丙烯是通過石油路線來生產(chǎn)，但由于石油資源有限的供應(yīng)量及較高的價格，由石油資源生產(chǎn)乙烯、丙烯的成本不斷增加。近年來，人們開始大力發(fā)展替代原料轉(zhuǎn)化制乙烯、丙烯的技術(shù)。其中，一類重要的用于低碳烯烴生產(chǎn)的替代原料是含氧化合物，例如醇類 (甲醇、乙醇)、醚類(二甲醚、甲乙醚)、酯類(碳酸二甲酯、甲酸甲酯)等，這些含氧化合物可以通過煤、天然氣、生物質(zhì)等能源轉(zhuǎn)化而來。某些含氧化合物已經(jīng)可以達(dá)到較大規(guī)模的生產(chǎn)，如甲醇，可以由煤或天然氣制得，工藝十分成熟，可以實現(xiàn)上百萬噸級的生產(chǎn)規(guī)模。由于含氧化合物來源的廣泛性，再加上轉(zhuǎn)化生成低碳烯烴工藝的經(jīng)濟(jì)性，所以由含氧化合物轉(zhuǎn)化制烯烴(OTO)的工藝，特別是由甲醇轉(zhuǎn)化制烯烴(MTO)的工藝受到越來越多的重視。US 4499327專利中對磷酸硅鋁分子篩催化劑應(yīng)用于甲醇轉(zhuǎn)化制烯烴工藝進(jìn)行了詳細(xì)研究，認(rèn)為SAP0-34是MTO工藝的首選催化劑。SAP0-34催化劑具有很高的低碳烯烴選擇性，而且活性也較高，可使甲醇轉(zhuǎn)化為低碳烯烴的反應(yīng)時間達(dá)到小于10秒的程度，更甚至達(dá)到提升管的反應(yīng)時間范圍內(nèi)。US 6166282中公布了一種甲醇轉(zhuǎn)化為低碳烯烴的技術(shù)和反應(yīng)器，采用快速流化床反應(yīng)器，氣相在氣速較低的密相反應(yīng)區(qū)反應(yīng)完成后，上升到內(nèi)徑急速變小的快分區(qū)后，采用特殊的氣固分離設(shè)備初步分離出大部分的夾帶催化劑。由于反應(yīng)后產(chǎn)物氣與催化劑快速分離，有效的防止了二次反應(yīng)的發(fā)生。經(jīng)模擬計算，與傳統(tǒng)的鼓泡流化床反應(yīng)器相比，該快速流化床反應(yīng)器內(nèi)徑及催化劑所需藏量均大大減少。CN 200680029067. 1公開了一種分子篩催化劑的再生方法，為了防止再生器稀相段與密相段的溫差或減少CO尾燃的發(fā)生，向再生器內(nèi)按照一定的速率添加含有CO氧化金屬的催化劑，可以控制再生器產(chǎn)生低于200°c的尾燃溫度。CN 200810043484. 2中公開了一種高效再生含氧化合物制烯烴工藝中失活催化劑的方法，設(shè)置兩個再生區(qū)完成失活催化劑的再生操作，有效避免了 CO尾燃等問題的發(fā)生。由于甲醇制烯烴反應(yīng)為強(qiáng)放熱反應(yīng)，反應(yīng)器需要設(shè)置取熱設(shè)備以保證合適的反應(yīng)溫度?，F(xiàn)有技術(shù)均是將再生器內(nèi)的再生催化劑直接進(jìn)入脫氣罐后，然后返回反應(yīng)器，一般再生催化劑溫度均在560°C以上，均存在進(jìn)入反應(yīng)器的再生催化劑溫度較高，從而再生催化劑帶入反應(yīng)器的熱量較高的問題。本發(fā)明有針對性的解決了該問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中存在的進(jìn)入反應(yīng)器的再生催化劑溫度較高的問題，提供一種新的甲醇制低碳烯烴催化劑再生裝置。該裝置用于低碳烯烴的生產(chǎn)中，具有進(jìn)入反應(yīng)器的再生催化劑溫度較低的優(yōu)點。
為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種甲醇制低碳烯烴催化劑再生裝置，主要包括快速流化床再生器15、再生區(qū)3、二密床區(qū)18、沉降區(qū)14、外取熱器8、脫氣罐7和催化劑輸送管路；二密床區(qū)18上部與沉降區(qū)14相連，下部與再生區(qū)3相連，二密床區(qū)18和沉降區(qū)14內(nèi)部設(shè)有氣固快速分離設(shè)備13，與再生區(qū)3出口相連，沉降區(qū)14內(nèi)設(shè)有旋風(fēng)分離器16，頂部開有煙氣出口 17 ；二密床區(qū)18下部開有催化劑出口，與外取熱器8相連，外取熱器8下部開有兩個催化劑出口，一個與再生區(qū)3下部相連，一個與脫氣罐7相連， 脫氣罐7下部開有催化劑出口與反應(yīng)器相連。上述技術(shù)方案中，所述催化劑包括SAP0-34分子篩；所述二密床區(qū)18內(nèi)催化劑不直接進(jìn)入脫氣罐7中；所述再生催化劑積碳量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 01 2. 5% ；所述返回反應(yīng)器的再生催化劑溫度為400 550°C;所述通過調(diào)整外取熱器8的取熱負(fù)荷調(diào)整再生溫度；所述再生區(qū)3內(nèi)條件為再生溫度為600 700°C，氣相線速為0. 8 2.0米/秒；所述外取熱器8和脫氣罐7內(nèi)的氣相物流返回再生器沉降區(qū)14 ；所述待生斜管2與再生區(qū)3下部相連；所述再生區(qū)的再生介質(zhì)包括空氣。由于甲醇制烯烴反應(yīng)過程為強(qiáng)放熱過程，反應(yīng)器需要設(shè)置取熱設(shè)備，而再生器燒炭再生也是強(qiáng)放熱過程，也需要設(shè)置取熱設(shè)備控制再生溫度。再生溫度一般均高于反應(yīng)溫度200°C以上，這樣再生催化劑不可避免的會帶入反應(yīng)器較多的熱量，增加反應(yīng)器的取熱負(fù)荷。采用本發(fā)明的方法，采用快速流化床再生器，設(shè)置外取熱器，將再生催化劑從外取熱器中進(jìn)入脫氣罐，然后返回反應(yīng)器。由于取熱器內(nèi)的再生催化劑溫度較低，相應(yīng)帶入反應(yīng)器的熱量就較少。因此，本發(fā)明所述方法有效降低了反應(yīng)器的取熱負(fù)荷。采用本發(fā)明的技術(shù)方案所述催化劑包括SAP0-34分子篩；所述二密床區(qū)18內(nèi)催化劑不直接進(jìn)入脫氣罐7中；所述再生催化劑積碳量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 01 2. 5% ；所述返回反應(yīng)器的再生催化劑溫度為400 550°C ；所述通過調(diào)整外取熱器8的取熱負(fù)荷調(diào)整再生溫度；所述再生區(qū)3內(nèi)條件為再生溫度為600 700°C，氣相線速為0.8 2.0米/秒； 所述外取熱器8和脫氣罐7內(nèi)的氣相物流返回再生器沉降區(qū)14 ；所述待生斜管2與再生區(qū) 3下部相連；所述再生區(qū)的再生介質(zhì)包括空氣，進(jìn)入反應(yīng)器的再生催化劑溫度降低約40 70°C，有效降低了進(jìn)入反應(yīng)器的再生催化劑溫度，取得了較好的技術(shù)效果。


圖1為本發(fā)明所述方法的流程示意圖。圖1中，1為再生介質(zhì)進(jìn)料；2為待生斜管；3為再生區(qū)；4為外取熱器催化劑返回再生區(qū)管路；5為外取熱器流化介質(zhì)進(jìn)料；6為再生斜管；7為脫氣罐；8為外取熱器；9為二密床區(qū)流化介質(zhì)進(jìn)料；10為二密床區(qū)催化劑進(jìn)入外取熱器管路；11為脫氣罐內(nèi)氣相進(jìn)入沉降區(qū)管線；12為外取熱器內(nèi)氣相進(jìn)入沉降區(qū)管線；13為氣固快速分離設(shè)備；14為沉降區(qū)； 15為再生器；16為氣固旋風(fēng)分離器；17為煙氣出口 ；18為二密床區(qū)。待生催化劑從待生斜管2進(jìn)入再生器15的再生區(qū)3再生，經(jīng)過氣固快速分離設(shè)備 13和氣固旋風(fēng)分離器16分離出的再生催化劑進(jìn)入二密床區(qū)18，然后再生催化劑經(jīng)過管線 10進(jìn)入外取熱器8中，經(jīng)過取熱的再生催化劑一部分經(jīng)過管路4返回再生區(qū)3中，一部分進(jìn)入脫氣罐7中，經(jīng)過脫氣的再生催化劑通過再生斜管6返回反應(yīng)器。下面通過實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述，但不僅限于本實施例。
具體實施例方式實施例1在小型甲醇制烯烴反應(yīng)-再生裝置上，再生系統(tǒng)如圖1所示。再生器采用快速流化床，催化劑為SAP0-34，保證反應(yīng)-再生系統(tǒng)的催化劑循環(huán)量不變，待生催化劑積碳量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4. 7 %，進(jìn)入再生器再生區(qū)底部，與再生空氣接觸，再生溫度為675°C，再生區(qū)氣相線速為1. 2米/秒，形成的再生催化劑進(jìn)入二密床區(qū)，然后進(jìn)入外取熱器，與流化空氣接觸， 取熱后的再生催化劑從外取熱器下部一部分返回再生區(qū)，一部分進(jìn)入脫氣罐脫氣，脫氣后的再生催化劑積碳量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.對％，溫度為466°C。實施例2按照實施例1所述的條件，再生溫度為602°C，再生區(qū)氣相線速為0. 8米/秒，脫氣罐出來的再生催化劑積碳量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2. 48%，溫度為401°C。實施例3按照實施例1所述的條件，再生溫度為691°C，再生區(qū)氣相線速為2. 0米/秒，脫氣罐出來的再生催化劑積碳量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 02%，溫度為539°C。比較例1按照實施例1所述的條件，再生催化劑直接從二密床區(qū)進(jìn)入脫氣罐，然后返回反應(yīng)器，脫氣罐出來的再生催化劑積碳量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 43%，溫度為521°C。比較例2按照實施例3所述的條件，再生催化劑直接從二密床區(qū)進(jìn)入脫氣罐，然后返回反應(yīng)器，脫氣罐出來的再生催化劑積碳量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 1%，溫度為588°C。顯然，采用本發(fā)明的方法，有效降低了進(jìn)入反應(yīng)器的再生催化劑溫度，降低了反應(yīng)器的取熱負(fù)荷，具有較大的技術(shù)優(yōu)勢，可用于低碳烯烴的工業(yè)生產(chǎn)中。
權(quán)利要求
1.一種甲醇制低碳烯烴催化劑再生裝置，主要包括快速流化床再生器(15)、再生區(qū) (3)、二密床區(qū)(18)、沉降區(qū)(14)、外取熱器(8)、脫氣罐(7)和催化劑輸送管路；二密床區(qū) (18)上部與沉降區(qū)(14)相連，下部與再生區(qū)(3)相連，二密床區(qū)(18)和沉降區(qū)(14)內(nèi)部設(shè)有氣固快速分離設(shè)備(13)，與再生區(qū)(3)出口相連，沉降區(qū)(14)內(nèi)設(shè)有旋風(fēng)分離器(16)， 頂部開有煙氣出口(17) ；二密床區(qū)(18)下部開有催化劑出口，與外取熱器(8)相連，外取熱器(8)下部開有兩個催化劑出口，一個與再生區(qū)( 下部相連，一個與脫氣罐(7)相連， 脫氣罐(7)下部開有催化劑出口與反應(yīng)器相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述甲醇制低碳烯烴催化劑再生裝置，其特征在于所述催化劑包括 SAP0-34分子篩。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述甲醇制低碳烯烴催化劑再生裝置，其特征在于所述二密床區(qū) (18)內(nèi)催化劑不直接進(jìn)入脫氣罐(7)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述甲醇制低碳烯烴催化劑再生裝置，其特征在于所述再生催化劑積碳量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 01 2. 5%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述甲醇制低碳烯烴催化劑再生裝置，其特征在于所述返回反應(yīng)器的再生催化劑溫度為400 550°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述甲醇制低碳烯烴催化劑再生裝置，其特征在于所述通過調(diào)整外取熱器(8)的取熱負(fù)荷調(diào)整再生溫度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述甲醇制低碳烯烴催化劑再生裝置，其特征在于所述再生區(qū)(3) 內(nèi)條件為再生溫度為600 700°C，氣相線速為0. 8 2. 0米/秒。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述甲醇制低碳烯烴催化劑再生裝置，其特征在于所述外取熱器 (8)和脫氣罐(7)內(nèi)的氣相物流返回再生器沉降區(qū)(14)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述甲醇制低碳烯烴催化劑再生裝置，其特征在于所述待生斜管 (2)與再生區(qū)(3)下部相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述甲醇制低碳烯烴催化劑再生裝置，其特征在于所述再生區(qū)的再生介質(zhì)包括空氣。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種甲醇制低碳烯烴催化劑再生裝置，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中進(jìn)入反應(yīng)器的再生催化劑溫度較高的問題。本發(fā)明通過采用一種甲醇制低碳烯烴催化劑再生裝置，主要包括快速流化床再生器15、再生區(qū)3、二密床區(qū)18、沉降區(qū)14、外取熱器8、脫氣罐7和催化劑輸送管路；二密床區(qū)18上部與沉降區(qū)14相連，下部與再生區(qū)3相連，二密床區(qū)18和沉降區(qū)14內(nèi)部設(shè)有氣固快速分離設(shè)備13，與再生區(qū)3出口相連，沉降區(qū)14內(nèi)設(shè)有旋風(fēng)分離器16，頂部開有煙氣出口17；二密床區(qū)18下部開有催化劑出口，與外取熱器8相連，外取熱器8下部開有兩個催化劑出口，一個與再生區(qū)3下部相連，一個與脫氣罐7相連，脫氣罐7下部開有催化劑出口與反應(yīng)器相連的技術(shù)方案較好地解決了上述問題，可用于低碳烯烴的工業(yè)生產(chǎn)中。
文檔編號C07C1/20GK102274761SQ20101019997
公開日2011年12月14日 申請日期2010年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月11日
發(fā)明者王華文, 王莉, 鐘思青, 齊國禎 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院