專(zhuān)利名稱(chēng)：甲醇或二甲醚生產(chǎn)低碳烯烴的反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種甲醇或二甲醚生產(chǎn)低碳烯烴的反應(yīng)器。
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(guò)石油路線來(lái)生產(chǎn)，但由于石油資源有限的供應(yīng)量及較高的價(jià)格，由石油資源生產(chǎn)乙烯、丙烯的成本不斷增加。近年來(lái)，人們開(kāi)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(lèi)重要的用于輕質(zhì)烯烴生產(chǎn)的替代原料是含氧化合物，例如醇類(lèi) (甲醇、乙醇)、醚類(lèi)(二甲醚、甲乙醚)、酯類(lèi)(碳酸二甲酯、甲酸甲酯)等，這些含氧化合物可以通過(guò)煤、天然氣、生物質(zhì)等能源轉(zhuǎn)化而來(lái)。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(shí)現(xiàn)上百萬(wàn)噸級(jí)的生產(chǎn)規(guī)模。由于含氧化合物來(lái)源的廣泛性，再加上轉(zhuǎn)化生成輕質(zhì)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(lái)越多的重視。US 4499327專(zhuān)利中對(duì)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催化劑具有很高的輕質(zhì)烯烴選擇性，而且活性也較高，可使甲醇轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)烯烴的反應(yīng)時(shí)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(shí)間范圍內(nèi)。US 6166282中公布了一種氧化物轉(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。但該方法仍然存在低碳烯烴收率較低的問(wèn)題。CN 1723262中公布了帶有中央催化劑回路的多級(jí)提升管反應(yīng)裝置用于氧化物轉(zhuǎn)化為低碳烯烴工藝，該套裝置包括多個(gè)提升管反應(yīng)器、氣固分離區(qū)、多個(gè)偏移元件等，每個(gè)提升管反應(yīng)器各自具有注入催化劑的端口，匯集到設(shè)置的分離區(qū)，將催化劑與產(chǎn)品氣分開(kāi)。 但該方法仍然存在低碳烯烴收率較低的問(wèn)題CN 1356299A，公開(kāi)了一種由甲醇或二甲醚生產(chǎn)低碳烯烴的工藝方法及其系統(tǒng)。該工藝采用磷酸硅鋁分子篩(SAP0-34)作為催化劑，利用氣固并流下行式流化床超短接觸反應(yīng)器，催化劑與原料在氣固并流下行式流化床超短接觸反應(yīng)器中接觸、反應(yīng)物流方向?yàn)橄滦校淮呋瘎┘胺磻?yīng)產(chǎn)物出反應(yīng)器后進(jìn)入設(shè)置在該反應(yīng)器下部的氣固快速分離器進(jìn)行快速分離；分離出的催化劑進(jìn)入再生器中燒碳再生，催化劑在系統(tǒng)中連續(xù)再生，反應(yīng)循環(huán)進(jìn)行。該工藝二甲醚或甲醇的轉(zhuǎn)化率大于98%。但該方法存在乙烯及丙烯收率低的技術(shù)缺點(diǎn)。現(xiàn)有技術(shù)均存在低碳烯烴收率較低的問(wèn)題。本發(fā)明有針對(duì)性的解決了該問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有技術(shù)中存在的低碳烯烴收率較低的問(wèn)題，提供一種新的甲醇或二甲醚生產(chǎn)低碳烯烴的反應(yīng)器。該反應(yīng)器用于低碳烯烴的生產(chǎn)中，具有低碳烯烴收率較高的優(yōu)點(diǎn)。為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種甲醇或二甲醚生產(chǎn)低碳烯烴的反應(yīng)器，主要包括流化床反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)3、流化床反應(yīng)器沉降區(qū)9、再生催化劑分布區(qū)2、 弧形擋板13，流化床反應(yīng)區(qū)3上部與流化床沉降區(qū)9相連，流化床沉降區(qū)9內(nèi)設(shè)有氣固旋風(fēng)分離器8，上部設(shè)有產(chǎn)品氣出口 11，再生催化劑分布區(qū)2與流化床反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)3通過(guò)沿軸向的弧形擋板13隔開(kāi)，沿弧形擋板13軸向中心線上開(kāi)有催化劑出口 12，再生催化劑分布區(qū) 2上端設(shè)有再生催化劑出口導(dǎo)管4，將再生催化劑引入流化床反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)3上部的中心區(qū)域，再生催化劑分布區(qū)2下端開(kāi)有催化劑入口，流化床反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)3底部設(shè)有分布板，上部開(kāi)有催化劑出口。上述技術(shù)方案中，所述弧形擋板13的弧長(zhǎng)與流化床反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)3的半徑之比為 0. 5 2. 0 1 ；所述催化劑出口 12為圓形孔；所述催化劑出口 12至少為兩個(gè)。采用本發(fā)明所述的反應(yīng)器，在反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)置再生催化劑分布區(qū)2，可采用水蒸氣或碳四以上烴作為提升介質(zhì)，降低再生催化劑的溫度或在再生催化劑上預(yù)積碳，然后通過(guò)弧形擋板13上的催化劑出口 12將再生催化劑沿流化床反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)3軸向隔開(kāi)的多個(gè)位置引入反應(yīng)區(qū)，避免了再生催化劑直接進(jìn)入流化床反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)3底部而導(dǎo)致的混合不均勻問(wèn)題。本發(fā)明的反應(yīng)器可實(shí)現(xiàn)再生催化劑在流化床反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)3的良好分布，同時(shí)縮小流化床反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)3與再生催化劑的溫差，有效提高了流化床反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)3內(nèi)低碳烯烴的選擇性，達(dá)到提高低碳烯烴收率的目的。采用本發(fā)明的技術(shù)方案所述弧形擋板13的弧長(zhǎng)與流化床反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)3的半徑之比為0.5 2.0 1 ；所述催化劑出口 12為圓形孔；所述催化劑出口 12至少為兩個(gè)，低碳烯烴收率達(dá)到85. 11%重量，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2為圖1中的A-B剖視圖。圖1中，1為流化床反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)進(jìn)料；2為再生催化劑分布區(qū)；3為流化床反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)；4為再生催化劑分布區(qū)出口導(dǎo)管；5為提升介質(zhì)進(jìn)料；6為再生斜管；7為待生斜管； 8為氣固旋風(fēng)分離器；9為流化床反應(yīng)器沉降區(qū)；10為集氣室；11為產(chǎn)品氣出口 ；12為擋板上的催化劑出口 ； 13為弧形擋板。含有甲醇或二甲醚至少一種的原料與包括硅鋁磷酸鹽分子篩催化劑在流化床反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)3中接觸，在有效條件下生成包括低碳烯烴的產(chǎn)品物流，進(jìn)入分離工段，同時(shí)形成待生催化劑，待生催化劑進(jìn)入再生器再生，形成再生催化劑，再生催化劑進(jìn)入內(nèi)置于流化床反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)3的再生催化劑分布區(qū)2，與提升介質(zhì)接觸，再生催化劑分布區(qū)2與流化床反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)3通過(guò)弧形擋板13隔開(kāi)，沿弧形擋板軸向中心線上隔開(kāi)的至少兩個(gè)位置開(kāi)有催化劑出口 12，將再生催化劑從再生催化劑分布區(qū)2沿所述催化劑出口 12輸送至流化床反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)3中。下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述，但不僅限于本實(shí)施例。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1在如圖1所示的反應(yīng)裝置中，催化劑為SAP0-34，再生后的催化劑進(jìn)入內(nèi)置于流化床反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)的再生催化劑分布區(qū)，提升介質(zhì)為烯烴含量為90%的碳四 碳六混合烴， 其中碳四混合烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)占86%，再生催化劑分布區(qū)與流化床反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)通過(guò)弧形擋板隔開(kāi)，沿弧形擋板軸向中心線上位置開(kāi)有三個(gè)催化劑出口，分別位于從反應(yīng)區(qū)底部向上的 1/4、1/2、3/4床層高度處，再生催化劑分布區(qū)上端設(shè)有再生催化劑出口導(dǎo)管，將再生催化劑的50%引入流化床反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)的4/5床層高度處的中心區(qū)域，再生催化劑從上述催化劑出口輸送至流化床反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)。反應(yīng)區(qū)進(jìn)料為純度99. 5%的甲醇，弧形擋板的弧長(zhǎng)與流化床反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)的半徑之比為1.0 1，催化劑出口為圓形孔，流化床反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)的條件為反應(yīng)壓力以表壓計(jì)為0. OlMPa,反應(yīng)溫度為470°C，氣相線速為1. 25米/秒，流化床反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)中的催化劑平均積炭量為2. 8%重量，保持催化劑流動(dòng)控制的穩(wěn)定性，流化床反應(yīng)器出口產(chǎn)物采用在線氣相色譜分析，低碳烯烴碳基收率85. 11為％重量。實(shí)施例2按照實(shí)施例1所述的條件和步驟，只是改變?cè)偕呋瘎┓植紖^(qū)的提升介質(zhì)為水蒸氣，低碳烯烴碳基收率82. 75為％重量。實(shí)施例3按照實(shí)施例1所述的條件和步驟，只是將再生催化劑的80%從再生催化劑分布區(qū)上端的再生催化劑出口導(dǎo)管引入流化床反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)的3/5床層高度處的中心區(qū)域，低碳烯烴碳基收率81. 79為％重量。實(shí)施例4按照實(shí)施例1所述的條件和步驟，只是改變弧形擋板的弧長(zhǎng)與流化床反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)的半徑之比為0.5 1，低碳烯烴碳基收率81. 99為％重量。實(shí)施例5按照實(shí)施例1所述的條件和步驟，只是改變弧形擋板的弧長(zhǎng)與流化床反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)的半徑之比為2.0 1，低碳烯烴碳基收率83. 02為％重量。比較例1按照實(shí)施例1所述的條件和步驟，不設(shè)置再生催化劑分布區(qū)，再生催化劑直接進(jìn)入流化床反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)下部，低碳烯烴碳基收率為81. 42%重量。顯然，采用本發(fā)明的反應(yīng)器，可以達(dá)到提高低碳烯烴收率的目的，具有較大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，可用于低碳烯烴的工業(yè)生產(chǎn)中。
權(quán)利要求
1.一種甲醇或二甲醚生產(chǎn)低碳烯烴的反應(yīng)器，主要包括流化床反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)(3)、流化床反應(yīng)器沉降區(qū)(9)、再生催化劑分布區(qū)O)、弧形擋板(13)，流化床反應(yīng)區(qū)( 上部與流化床沉降區(qū)(9)相連，流化床沉降區(qū)(9)內(nèi)設(shè)有氣固旋風(fēng)分離器(8)，上部設(shè)有產(chǎn)品氣出口(11)，再生催化劑分布區(qū)( 與流化床反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)C3)通過(guò)沿軸向的弧形擋板(13)隔開(kāi)，沿弧形擋板(13)軸向中心線上開(kāi)有至少一個(gè)催化劑出口(12)，再生催化劑分布區(qū)(2) 上端設(shè)有再生催化劑出口導(dǎo)管G)，將再生催化劑引入流化床反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)C3)上部的中心區(qū)域，再生催化劑分布區(qū)( 下端開(kāi)有催化劑入口，流化床反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)C3)底部設(shè)有分布板，上部開(kāi)有催化劑出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述甲醇或二甲醚生產(chǎn)低碳烯烴的反應(yīng)器，其特征在于所述弧形擋板(13)的弧長(zhǎng)與流化床反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)(3)的半徑之比為0.5 2.0 1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述甲醇或二甲醚生產(chǎn)低碳烯烴的反應(yīng)器，其特征在于所述催化劑出口 (12)為圓形孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述甲醇或二甲醚生產(chǎn)低碳烯烴的反應(yīng)器，其特征在于所述催化劑出口(12)至少為兩個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種甲醇或二甲醚生產(chǎn)低碳烯烴的反應(yīng)器，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中低碳烯烴收率不高的問(wèn)題。本發(fā)明通過(guò)采用一種甲醇或二甲醚生產(chǎn)低碳烯烴的反應(yīng)器，主要包括流化床反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)3、流化床反應(yīng)器沉降區(qū)9、再生催化劑分布區(qū)2、弧形擋板13，流化床沉降區(qū)9內(nèi)設(shè)有氣固旋風(fēng)分離器8，上部設(shè)有產(chǎn)品氣出口11，再生催化劑分布區(qū)2與流化床反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)3通過(guò)弧形擋板13隔開(kāi)，沿弧形擋板13軸向中心線上開(kāi)有催化劑出口12，再生催化劑分布區(qū)2上端設(shè)有再生催化劑出口導(dǎo)管4，再生催化劑分布區(qū)2下端開(kāi)有催化劑入口，流化床反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)3底部設(shè)有分布板，上部開(kāi)有催化劑出口的技術(shù)方案較好地解決了上述問(wèn)題，可用于低碳烯烴的工業(yè)生產(chǎn)中。
文檔編號(hào)C07C1/20GK102294205SQ20101020826
公開(kāi)日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2010年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月24日
發(fā)明者張惠明, 楊遠(yuǎn)飛, 齊國(guó)禎 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司上海石油化工研究院