一種用于輕烯烴裂解、甲醇制烯烴的流化床反應(yīng)器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了用于輕烯烴裂解、或甲醇制烯烴的流化床反應(yīng)器，包括反應(yīng)器、預(yù)提升管等；反應(yīng)器包括密相流化床反應(yīng)器和稀相輸送反應(yīng)器兩部分，兩者在同一軸線上，預(yù)提升管和稀相輸送反應(yīng)器分別位于密相流化床反應(yīng)器的上、下；預(yù)提升管的直徑小于密相流化床反應(yīng)器的直徑，預(yù)提升管的上部分延伸到密相流化床反應(yīng)器內(nèi)；位于密相流化床反應(yīng)器內(nèi)的預(yù)提升管的上端口是密封的，在延伸入密相流化床反應(yīng)器內(nèi)的預(yù)提升管的管壁上設(shè)有開孔；或者，位于密相流化床反應(yīng)器內(nèi)的預(yù)提升管的上端為開口，在開口的上方設(shè)有擋板。該反應(yīng)器提高氣固接觸效率、油氣和催化劑返混程度小，可極大地改善輕烴裂解和甲醇制烯烴反應(yīng)單程通過的轉(zhuǎn)化率和目的產(chǎn)物小分子烯烴的選擇性。
【專利說明】-種用于捏婦炫裂解、甲醇制婦炫的流化床反應(yīng)器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于輕帰姪裂解、甲醇制帰姪流化床反應(yīng)器，具體的，涉及一種用 于輕帰姪裂解、甲醇制帰姪的高氣固接觸效率密相流化床反應(yīng)器。

【背景技術(shù)】
[0002] 下帰、戊帰和己帰是非常好的催化裂解生產(chǎn)丙帰或生產(chǎn)己帰和丙帰的原料，該里 所說的輕帰姪裂解，就是指下帰、戊帰和己帰的催化裂解，裂解的目的產(chǎn)物可W是丙帰，也 可W是己帰和丙帰。
[0003] 催化裂解所用的催化劑活性組分都是酸性分子篩，輕帰姪裂解生成的目的產(chǎn)物己 帰、丙帰，在酸性分子篩材料上很容易發(fā)生二次反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成焼姪等低附加值產(chǎn)物。因而，作 為輕帰姪催化裂解反應(yīng)器，既要保證輕帰姪單程通過能夠充分轉(zhuǎn)化，又要盡量減少己帰、丙 帰發(fā)生二次反應(yīng)轉(zhuǎn)化成低附加值產(chǎn)物。
[0004] 采用固定床反應(yīng)器，固然有利于氣相反應(yīng)物與固體催化劑充分接觸、反應(yīng)，反應(yīng)器 接近平推流也有利于減少目的產(chǎn)物的二次反應(yīng)；但是，無論是輕帰姪裂解還是甲醇制帰姪， 催化劑都存在結(jié)焦失活現(xiàn)象，需要定期進(jìn)行催化劑的燒焦再生，存在一定的安全隱患，也不 利于提高裝置的生產(chǎn)效率。此外，輕帰姪催化裂解是吸熱反應(yīng)，甲醇制帰姪為放熱反應(yīng)，前 者需要供熱，后者需要取熱，固定床固有的傳熱特點(diǎn)，決定了對于大型固定床反應(yīng)器，及時(shí) 給催化劑床層供熱或取熱，并保證催化劑床層溫度盡量均勻，尤其是產(chǎn)物分布對溫度比較 敏感的甲醇制帰姪反應(yīng)，要保證溫度的均勻，都是不太好解決的問題。并且，在反應(yīng)器內(nèi)布 置供熱獲取熱裝置，也降低了需要長期運(yùn)行的反應(yīng)器的可靠性。
[0005] 絕熱操作是固定床反應(yīng)器最理想的選擇，對于輕帰姪裂解，原料的預(yù)熱溫度過高， 則帰姪會(huì)熱解，必須采用多段絕熱固定床反應(yīng)器；對于甲醇制帰姪，采用多段絕熱固定床反 應(yīng)器，帰姪產(chǎn)物則容易發(fā)生二次反應(yīng)轉(zhuǎn)化成焼姪等低附加值產(chǎn)物。
[0006] 由此可見，無論是從反應(yīng)器的傳熱特性，還是從裝置的安全性、長周期運(yùn)行的可靠 性和操作的便利性考慮，可W連續(xù)進(jìn)行反應(yīng)和催化劑再生的循環(huán)流化床，都是輕帰姪裂解 和甲醇制帰姪反應(yīng)的理想反應(yīng)器。
[0007] 然而，如果采用催化裂化過程中的提升管反應(yīng)器，其中的催化劑處于稀相輸送狀 態(tài)，W分子形式分散的輕帰姪或甲醇并不能與催化劑充分接觸，因而單程轉(zhuǎn)化率不高；如果 采用鼓泡床或瑞流床，催化劑和油氣的返混較為嚴(yán)重，造成目的產(chǎn)物小分子帰姪發(fā)生二次 反應(yīng)轉(zhuǎn)化成低附加值產(chǎn)物，并且在該兩類流化床的密相段中容易形成大氣泡或溝流現(xiàn)象， 從而降低了氣固接觸的效率。
[0008] 鑒于上述缺陷，特提出本發(fā)明。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的是提供一種用于輕帰姪裂解、或甲醇制帰姪的流化床反應(yīng)器，該反 應(yīng)器是一種氣固接觸效率高、油氣和催化劑返混程度小的新型氣固流化床反應(yīng)器，可極大 地改善輕姪裂解和甲醇制帰姪反應(yīng)單程通過的轉(zhuǎn)化率和目的產(chǎn)物小分子帰姪的選擇性，尤 其是提高丙帰選擇性。
[0010] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種利用上述反應(yīng)器的輕帰姪裂解的方法。
[0011] 本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種利用上述反應(yīng)器的甲醇制帰姪的方法。
[0012] 為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的發(fā)明目的，采取如下技術(shù)方案：
[0013] 一種用于輕帰姪裂解、或甲醇制帰姪的流化床反應(yīng)器，包括反應(yīng)器、沉降器、催化 劑待生斜管、催化劑再生器、預(yù)提升管和催化劑再生斜管；其中，所述的反應(yīng)器包括密相流 化床反應(yīng)器和稀相輸送反應(yīng)器兩部分，密相流化床反應(yīng)器和稀相輸送反應(yīng)器在同一軸線 上，預(yù)提升管和稀相輸送反應(yīng)器分別位于密相流化床反應(yīng)器的上部和下部；預(yù)提升管的直 徑小于密相流化床反應(yīng)器的直徑，預(yù)提升管的上部分延伸到密相流化床反應(yīng)器內(nèi)；
[0014] 其特征在于，位于密相流化床反應(yīng)器內(nèi)的預(yù)提升管的上端口是密封的，在延伸入 密相流化床反應(yīng)器內(nèi)的預(yù)提升管的管壁上設(shè)有開孔；或者，位于密相流化床反應(yīng)器內(nèi)的預(yù) 提升管的上端為開口，在開口的上部設(shè)有擋板。
[0015] 所述稀相輸送反應(yīng)器的直徑小于密相流化床反應(yīng)器的直徑。
[0016] 從預(yù)提升管上端口到擴(kuò)徑密相流化段的底部之間，在密相流化床反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有進(jìn) 料分布器。
[0017] 從預(yù)提升管上端口到進(jìn)料分布器之間，在密相流化床反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有分布板或者格 柵。
[0018] 優(yōu)選的，在進(jìn)料分布器W上的預(yù)提升管的管壁設(shè)有開孔，開孔的數(shù)量為2個(gè)W上。 所述開孔可W有規(guī)律排列，也可W隨機(jī)排列。
[0019] 所述開孔的形狀可W為任何形狀，優(yōu)選為圓形、方形、六方形，更優(yōu)選為圓形。
[0020] 為了保證催化劑在密相流化床反應(yīng)器的徑向上能夠均勻分布，優(yōu)選的，在預(yù)提升 管的管壁的各個(gè)方向上，開孔的數(shù)量相同和開孔的面積相同。
[0021] 更優(yōu)選，在預(yù)提升管的同一橫截面上，沿預(yù)提升管圓周等距離開孔，開孔的直徑相 同。
[0022] 同一橫截面上開孔的總面積占預(yù)提升管該橫截面積的10?100%，最好在40? 80%之間。
[0023] 可W在預(yù)提升管的多個(gè)橫截面上，沿預(yù)提升管圓周等距離開孔，且開孔的直徑相 同。優(yōu)選，在預(yù)提升管距離進(jìn)料分布器0. 2?0. 4m W上部分的橫截面上開孔。
[0024] 開孔的橫截面數(shù)理論上不受限制，但考慮裝置的可靠性和實(shí)用性，更優(yōu)選，開孔橫 截面數(shù)為1?4 ;開孔的相鄰橫截面的間距為0. 1?1. 5m，優(yōu)選在0. 3?0. 8m之間。
[0025] 優(yōu)選的，在預(yù)提升管的具有開孔的相鄰橫截面上之間，在密相流化床反應(yīng)器內(nèi)設(shè) 有格柵或分布板。
[0026] 優(yōu)選的，在進(jìn)料分布器與預(yù)提升管的出口之間安裝1?5層格柵；最好2?3層。
[0027] 相鄰格柵之間的距離在0. 1?Im之間；最好在0. 3?0. 8m之間。
[0028] 在環(huán)狀進(jìn)料器與預(yù)提升管上端部之間形成的密相流化床，在格柵和在預(yù)提升管出 口或開孔處沿徑向噴出的催化劑的作用下，不僅催化劑沿反應(yīng)器徑向可W均勻分布，而且 不容易形成大氣泡和溝流，從而改善原料和催化劑的接觸反應(yīng)效率。氣固接觸效率的提高， 不但有利于促進(jìn)催化反應(yīng)，而且還可W利用催化劑終止自由基的傳遞作用，來減少熱反應(yīng)， 提高目的產(chǎn)物的選擇性。
[0029] -種利用上述反應(yīng)器的輕帰姪裂解的方法，輕帰姪從進(jìn)料分布器進(jìn)入密相流化床 反應(yīng)器，與催化劑接觸，并進(jìn)入稀相輸送反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行催化反應(yīng)，其中，密相流化床反應(yīng)器 內(nèi)的平均線速度控制在0. 2?1. 5m/s，反應(yīng)溫度最好控制在520?60(TC之間；優(yōu)選的，密 相流化床反應(yīng)器內(nèi)的平均線速度控制在0. 5?1. 2m/s。
[0030] 在密相流化床反應(yīng)器內(nèi)平均停留時(shí)間控制在0. 2?0. 8s。
[0031] 其中，劑油比(催化劑與輕帰姪的質(zhì)量比）大于6
[0032] 對于與密相流化床反應(yīng)器上部相連的稀相輸送反應(yīng)器內(nèi)，其溫度分布由實(shí)際操作 條件下的熱平衡決定，不人為去控制。稀相輸送高度W滿足整個(gè)反應(yīng)再生系統(tǒng)的壓力平衡， 保證催化劑能夠平穩(wěn)循環(huán)為宜。稀相輸送反應(yīng)器的直徑，按油氣在稀相輸送反應(yīng)器部分的 平均停留時(shí)間為0. 5?3s，最好在0. 8?1. 5s來控制。
[0033] -種利用上述反應(yīng)器的甲醇制備帰姪的方法，甲醇從進(jìn)料分布器進(jìn)入密相流化床 反應(yīng)器，與催化劑接觸，并進(jìn)入稀相輸送反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行催化反應(yīng)，其中，密相流化床反應(yīng)器 內(nèi)的平均線速度控制在0. 2?1. 5m/s，反應(yīng)溫度最好控制在450?55CTC之間；優(yōu)選的，密 相流化床反應(yīng)器內(nèi)的平均線速度控制在0. 5?1. 2m/s。
[0034] 在密相流化床反應(yīng)器內(nèi)平均停留時(shí)間控制在0. 5?1. 5s。
[0035] 劑醇比(催化劑與甲醇的質(zhì)量比）W催化劑能夠在系統(tǒng)中形成穩(wěn)定的循環(huán)即可，優(yōu) 選，大于5。
[0036] 對于與密相流化床反應(yīng)器上部相連的稀相輸送反應(yīng)器內(nèi)，其溫度分布由實(shí)際操作 條件下的熱平衡決定，不人為去控制。稀相輸送高度W滿足整個(gè)反應(yīng)再生系統(tǒng)的壓力平衡， 保證催化劑能夠平穩(wěn)循環(huán)為宜。稀相輸送反應(yīng)器的直徑，按油氣在稀相輸送反應(yīng)器部分的 平均停留時(shí)間為0. 5?3s，最好在0. 8?1. 5s來控制。
[0037] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明突出的優(yōu)點(diǎn)在于：
[0038] 1)氣固兩相接觸效率高，從而有利于促進(jìn)催化反應(yīng)，減少熱反應(yīng)。鼓泡床和瑞流 床，催化劑的流化密度高，應(yīng)該有利于反應(yīng)物吸附能力弱的氣固相催化反應(yīng)；然而，實(shí)際反 應(yīng)結(jié)果總是與預(yù)想的相距甚遠(yuǎn)。究其原因，催化劑的流化密度高，并不意味著氣體反應(yīng)物就 能夠與催化劑充分接觸，大氣泡、溝流現(xiàn)象的存在嚴(yán)重降低了氣固接觸效率，從而影響了原 料的催化轉(zhuǎn)化。本發(fā)明的密相流化床反應(yīng)器，利用氣、固兩相逆流、錯(cuò)流接觸，來破壞大氣泡 和減少溝流現(xiàn)象，并用格柵來進(jìn)一步強(qiáng)化該種作用，進(jìn)一步改善氣固接觸效率。氣固接觸效 率的提高，不但有利于促進(jìn)催化反應(yīng)，而且還可W利用催化劑終止自由基的傳遞作用，來減 少熱反應(yīng)，提高目的產(chǎn)物的選擇性。
[0039] 2)可W減少氣體的返混。在本發(fā)明中，無論是氣固兩相逆流也好，還是錯(cuò)流也好， 原料氣都是從反應(yīng)器底部向上流動(dòng)。反應(yīng)物輕帰姪、甲醇和反應(yīng)產(chǎn)物，在催化劑上的吸附能 力都很弱。因而，在所發(fā)明的密相流化床反應(yīng)器中，催化劑返混嚴(yán)重，但催化劑結(jié)焦失活慢， 返混并不影響其發(fā)揮催化作用，且催化劑的返混還有利于提高催化劑的流化密度，提高氣 固接觸效率；密相流化床反應(yīng)器上面直接與稀相輸送反應(yīng)器相連，密相流化床反應(yīng)器本身 基本不存在稀相空間，因而氣體的返混程度低，有利于減少目的產(chǎn)物發(fā)生二次反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成 低附加值的產(chǎn)物。
[0040] 3)反應(yīng)器的操作彈性大。所發(fā)明的密相流化床反應(yīng)器安裝在可W實(shí)現(xiàn)連續(xù)反應(yīng)和 催化劑再生的循環(huán)流化床上，反應(yīng)器內(nèi)的催化劑流化域可w是鼓泡床，也可w是瑞流床，進(jìn) 料量增大，經(jīng)稀相輸送管帶走的催化劑的量增大，但密相流化床反應(yīng)器內(nèi)的催化劑可W通 過增大整個(gè)反應(yīng)器催化劑的循環(huán)量來補(bǔ)充。此外，反應(yīng)器內(nèi)采取的破碎氣泡、減少溝流的措 施，可W有效解決因進(jìn)料量增大，氣速升高所帶來的氣固接觸效率下降的問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0041] 圖1本發(fā)明的循環(huán)流化床連續(xù)反應(yīng)再生裝置示意圖；
[0042] 圖2本發(fā)明反應(yīng)器的密相流化床反應(yīng)器的一種實(shí)施方式；
[0043] 圖3本發(fā)明反應(yīng)器的密相流化床反應(yīng)器的另一種實(shí)施方式；
[0044] 圖標(biāo)；1.密相流化床反應(yīng)器；2.稀相輸送反應(yīng)器；3.預(yù)提升管；4.進(jìn)料分布器； 5.分布板或格柵；6.開孔；7.再生斜管；8.再生滑閥；9.待生斜管；10.待生滑閥；11.再 生器；12.沉降器；13.擋板

【具體實(shí)施方式】
[0045] W下用實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說明，將有助于對本發(fā)明的技術(shù)方 案的優(yōu)點(diǎn)、效果有更進(jìn)一步的了解，但是實(shí)施例不限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0046] 實(shí)施例1
[0047] 如圖1-3所示，本發(fā)明的一種用于輕帰姪裂解、甲醇制帰姪的高氣固接觸效率密 相流化床反應(yīng)器，包括反應(yīng)器、沉降器12、催化劑待生斜管9、催化劑再生器11、預(yù)提升管3 和催化劑再生斜管7 ;所述的反應(yīng)器包括密相流化床反應(yīng)器1和稀相輸送反應(yīng)器2,密相流 化床反應(yīng)器1和稀相輸送反應(yīng)器2在同一軸線上，預(yù)提升管3和稀相輸送反應(yīng)器2分別位 于密相流化床反應(yīng)器1的上部和下部；預(yù)提升管3的直徑小于密相流化床反應(yīng)器1的直徑， 預(yù)提升管3的上部分延伸到密相流化床反應(yīng)器1內(nèi)。從預(yù)提升管3上端口到密相流化床反 應(yīng)器的底部之間，在密相流化床反應(yīng)器1內(nèi)設(shè)有進(jìn)料分布器4,從預(yù)提升管3上端口到進(jìn)料 分布器4之間，在密相流化床反應(yīng)器1內(nèi)設(shè)有分布板5或者格柵。
[0048] 如圖2所示，本發(fā)明用于輕帰姪裂解、甲醇制帰姪的反應(yīng)器一種實(shí)施方式，位于密 相流化床反應(yīng)器1內(nèi)的預(yù)提升管3的上端為開口，在開口的上部設(shè)有擋板13,在進(jìn)料分布器 4與預(yù)提升管3的出口之間安裝1?5層格柵或分布板5,優(yōu)選，安裝2-3層格柵或分布板 5。相鄰格柵或分布板5之間的距離在0. 1?Im之間；最好在0. 3?0. 8m之間。在預(yù)提升 管頂部安裝擋板，該樣，在預(yù)提升管中沿軸向向上流動(dòng)的催化劑在出口擋板的作用下，沿徑 向噴出，在進(jìn)料分布器與預(yù)提升管出口之間形成的密相流化床，在格柵或分布板和在預(yù)提 升管出口沿徑向噴出的催化劑的作用下，不僅催化劑沿反應(yīng)器徑向可W均勻分布，而且不 容易形成大氣泡和溝流，從而改善原料和催化劑的接觸反應(yīng)效率。
[0049] 如圖3所示，本發(fā)明用于輕帰姪裂解、甲醇制帰姪的反應(yīng)器一種實(shí)施方式，位于密 相流化床反應(yīng)器1內(nèi)的預(yù)提升管3的上端口是密封的，在延伸入密相流化床反應(yīng)器1內(nèi)的 預(yù)提升管3的管壁上設(shè)有開孔6,所述開孔6的形狀可W為任何形狀，優(yōu)選為圓形、方形、六 方形，更優(yōu)選為圓形。所述開孔6可W有規(guī)律排列，也可W隨機(jī)排列，優(yōu)選的，在進(jìn)料分布器 4 W上的預(yù)提升管3的管壁設(shè)有開孔6,開孔6的數(shù)量為2個(gè)W上。為了保證催化劑在密 相流化床反應(yīng)器1的徑向上能夠均勻分布；優(yōu)選的，在預(yù)提升管3的管壁的各個(gè)方向上，開 孔6的數(shù)量相同和開孔的面積相同；更優(yōu)選，在預(yù)提升管的同一橫截面上，沿預(yù)提升管圓周 等距離開孔，開孔的直徑相同。同一橫截面上開孔的總面積占預(yù)提升管該橫截面積的10? 100%，最好在40?80%之間。
[0050] 進(jìn)一步優(yōu)選，在預(yù)提升管3的多個(gè)橫截面上，沿預(yù)提升管圓周等距離開孔6,且開 孔6的直徑相同。優(yōu)選，在距離進(jìn)料分布器0. 2?0. 4m處的預(yù)提升管3的管壁的橫截面上 開孔6。
[0051] 開孔的橫截面數(shù)理論上不受限制，但考慮裝置的可靠性和實(shí)用性，更優(yōu)選，開孔橫 截面數(shù)為1?4 ;開孔的相鄰橫截面的間距為0. 1?1. 5m，優(yōu)選在0. 3?0. 8m之間。
[0052] 優(yōu)選的，在預(yù)提升管3的具有開孔6的相鄰橫截面上之間，在密相流化床反應(yīng)器1 內(nèi)設(shè)有格柵或分布板5。
[0053] 催化劑再生器11和預(yù)提升管3通過催化劑再生斜管5相連，催化劑再生器11和沉 降器12通過待生斜管9相連，稀相輸送反應(yīng)器的上端伸入沉降器12內(nèi)，在沉降器12和催 化劑再生器11內(nèi)分別設(shè)有旋風(fēng)分離器14。原料輕帰姪或甲醇在進(jìn)入密相流化床反應(yīng)器1 之前，先進(jìn)行預(yù)熱，通過進(jìn)料分布器4進(jìn)入密相流化床反應(yīng)器1，預(yù)提升氣由預(yù)提升管3下端 開口向上運(yùn)動(dòng)，在預(yù)提升氣的提升作用下，催化劑從預(yù)提升管3出口或者開孔6處噴出，進(jìn) 入密相流化床反應(yīng)器1中氣速突然減小，大部分催化劑會(huì)向下墜落，與經(jīng)分布板或格柵5重 新分布后向上流動(dòng)的原料氣發(fā)生逆流接觸，進(jìn)入稀相輸送反應(yīng)器2內(nèi)進(jìn)一步反應(yīng)；隨后進(jìn) 入沉降器內(nèi)的用于油氣和催化劑分離的旋風(fēng)分離器，反應(yīng)后的物質(zhì)經(jīng)旋風(fēng)分離器流出，催 化劑通過待生斜管9進(jìn)入催化劑再生器11內(nèi)，待生斜管9上設(shè)有待生滑閥10,用于調(diào)節(jié)催 化劑的流量；再生器11內(nèi)部還設(shè)有補(bǔ)充燃料分布器(未顯示)、空氣分布器(未顯示）和用于 改善催化劑燒焦效果的格柵(未顯示）；催化劑再生斜管上與催化劑待生斜管一樣，設(shè)有再 生滑閥6,來調(diào)節(jié)催化劑的流量，再生的催化劑利用預(yù)提升氣進(jìn)入密相反應(yīng)器內(nèi)再次使用。 對于甲醇制帰姪，催化劑在進(jìn)入反應(yīng)器之前，需要進(jìn)行取熱W降低溫度，W避免反應(yīng)器內(nèi)的 溫度過高。催化劑取熱裝置可W設(shè)置在再生器底部，也可W設(shè)置在再生斜管中，也可W采用 其它的方式，如將部分溫度較低的待生劑引入到再生斜管中與高溫再生劑混合來降低催化 劑的溫度。
[0054] 實(shí)施例2
[0055] 甲醇制帰姪反應(yīng)實(shí)施例中所采用的催化劑均為工業(yè)LTB-8催化劑，活性組分為多 級孔監(jiān)SM-11分子篩（ZL201210003750. 5)，將噴霧造粒所得微球催化劑在80(TC、100 %水 蒸汽條件下老化化后備用。
[0056] 將附2所示的密相流化床反應(yīng)器安裝到如附圖1所示的循環(huán)流化床反應(yīng)再生裝置 中，將20kg老化的LTB-8催化劑裝入如附圖1所示的循環(huán)流化床反應(yīng)再生裝置中。進(jìn)料分 布器與預(yù)提升管出口之間安裝3層格柵，格柵之間的距離為0. 4m。純甲醇進(jìn)料量為4kg/h， 預(yù)熱到20(TC，經(jīng)進(jìn)料分布器進(jìn)入密相流化床反應(yīng)器，反應(yīng)溫度控制在50(TC;氣體在密相流 化床反應(yīng)器內(nèi)的平均線速度為0. 7m/s，平均停留時(shí)間約為1. Is ;氣體在稀相區(qū)內(nèi)的平均線 速為5. 5m/s，平均停留時(shí)間約為1. Os。
[0057] 反應(yīng)結(jié)果如附表1所示。測定水中的甲醇含量，由此計(jì)算得到的甲醇轉(zhuǎn)化率。甲 醇在方案一反應(yīng)器中反應(yīng)，轉(zhuǎn)化率較高，干氣、液化氣中的己帰、丙帰含量高。
[00則 實(shí)施例3
[0059] 其它條件與實(shí)施例2相同，將純甲醇進(jìn)料量降為1.化g/h，密相流化床反應(yīng)器內(nèi)的 氣體平均線速度為0. 3m/s，平均停留時(shí)間約為2. Os ;氣體在稀相區(qū)內(nèi)的平均線速為3. Om/ S，平均停留時(shí)間約為1.8s。反應(yīng)結(jié)果如附表1所示，轉(zhuǎn)化率與實(shí)施例1相近，但由于油氣在 反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間較長，干氣、液化氣中的己帰、丙帰含量有所下降。
[0060] 實(shí)施例4
[0061] 其它條件同實(shí)施例2,將原料換成粗甲醇，其質(zhì)量組成為甲醇80. 75%、己醇3. 49%、 丙酵5. 68%、丙麗3. 64%和水6. 40 %，進(jìn)料量為lOkg/h。提高反應(yīng)壓力，使得氣體在密相流 化床反應(yīng)器內(nèi)的平均線速度為1. 2m/s，平均停留時(shí)間約為0. 7s，氣體在稀相區(qū)內(nèi)的平均線 速為10. Om/s，平均停留時(shí)間約為0. 55s。反應(yīng)結(jié)果亦列于表1中。
[0062] 粗甲醇中的己醇、丙麗和丙酵也非常容易反應(yīng)，在收集到的水相產(chǎn)物中該幾種化 合物的含量非常低，因而轉(zhuǎn)化率按如下方法計(jì)算；分析反應(yīng)生成的水相的甲醇含量，根據(jù)水 相的總量計(jì)算甲醇的量；扣除進(jìn)料中的水，作為總的進(jìn)料量；由100減去水相中的甲醇的量 除W總的進(jìn)料量，作為轉(zhuǎn)化率。
[0063] 從表1中的數(shù)據(jù)可見，粗甲醇也非常容易轉(zhuǎn)化，且產(chǎn)物分布與實(shí)施例1也十分相 近。
[0064] 實(shí)施例5
[0065] 其它條件同實(shí)施例2,進(jìn)料分布器與預(yù)提升管出口之間安裝2層格柵，格柵之間的 距離為0.5m。催化劑同樣為老化后的LTB-8,裝填量仍然是20kg。純甲醇預(yù)熱到溫度為 20(TC進(jìn)入反應(yīng)器，密相流化床反應(yīng)器內(nèi)的溫度控制在50(TC。純甲醇的進(jìn)料量為化g/h，氣 體在密相流化床反應(yīng)器內(nèi)的平均線速度為0. 62m/s，平均停留時(shí)間約為1. 24s，氣體在稀相 區(qū)內(nèi)的平均停留時(shí)間約為1. 5s。反應(yīng)結(jié)果如附表1所示，甲醇轉(zhuǎn)化率超過99%，同時(shí)保持 了很高的丙帰、己帰選擇性。
[0066] 實(shí)施例6
[0067] 將附圖3所示的密相流化床反應(yīng)器安裝到如附圖1所示的循環(huán)流化床反應(yīng)再生裝 置中，在進(jìn)料分布器到預(yù)提生管頂部之間在預(yù)提升管上等距離選取兩個(gè)截面進(jìn)行開孔，截 面間距為0. 5m，在每個(gè)截面上等間距開直徑為5mm直徑的孔6個(gè)，開孔面積占預(yù)提升管出口 截面積的50 %，在兩個(gè)開孔截面之間設(shè)置一層格柵。催化劑同樣為老化后的LTB-8，裝填量 仍然是20kg。
[0068] 與實(shí)施例5相同，純甲醇預(yù)熱到溫度為20(TC進(jìn)入反應(yīng)器，密相流化床反應(yīng)器內(nèi)的 溫度控制在50(TC。純甲醇的進(jìn)料量為化g/h，氣體在密相流化床反應(yīng)器內(nèi)的平均線速度為 0. 63m/s，平均停留時(shí)間約為1. 20s，氣體在稀相區(qū)內(nèi)的平均停留時(shí)間約為1. 48s。反應(yīng)結(jié)果 如附表1所示，甲醇轉(zhuǎn)化99% W上，液化氣和干氣中的丙帰、己帰含量比實(shí)施例5也略有提 商。
[006引 實(shí)施例7
[0070] 其它條件同實(shí)施例6,將原料換成實(shí)施例4所用的粗甲醇，進(jìn)料量為lOkg/h。提 高反應(yīng)壓力，使得氣體在密相流化床反應(yīng)器內(nèi)的平均線速度為1. 2m/s，平均停留時(shí)間約為 0. 7s，氣體在稀相區(qū)內(nèi)的平均線速為10. Om/s，平均停留時(shí)間約為0. 55s。反應(yīng)結(jié)果亦列于 表1中，與實(shí)施例4相比，甲醇的轉(zhuǎn)化率和己帰、丙帰在干氣和液化氣中的含量均有所上升， 說明附圖3所示的密相反應(yīng)器在進(jìn)料量大幅度提高的情況下，氣固接觸、反應(yīng)效率更高，有 利于改善甲醇的轉(zhuǎn)化和提高帰姪的選擇性。
[00川 實(shí)施例8
[0072] 采用與實(shí)施例6相同的反應(yīng)器，在系統(tǒng)中裝入老化后的LTB-2催化裂解催化劑 2化g。進(jìn)料異下帰的純度為99.85wt%，進(jìn)料量為15kg/h。在常壓、稀相輸送反應(yīng)器出口為 56(TC的條件下操作，調(diào)整預(yù)提升氮?dú)獾牧浚瑏砜刂朴蜌庠诿芟嗔骰卜磻?yīng)器和稀相輸送反 應(yīng)器的平均停留時(shí)間分別約為0. 7s和0. 8s。反應(yīng)結(jié)果如附表2所示。
[007引 實(shí)施例9
[0074] 采用與實(shí)施例8相同的反應(yīng)器和催化劑，反應(yīng)溫度、壓力和預(yù)提升氮?dú)獾牧恳不?本不變。進(jìn)料改為組成如附表3所示的輕汽油，進(jìn)料量為15kg/h。油氣在密相流化床反應(yīng) 器和稀相輸送反應(yīng)器的平均停留時(shí)間分別約為0. 9s和1. Os。反應(yīng)結(jié)果如附表4所示。
[00巧]實(shí)施例10
[0076] 其它條件同實(shí)施例6,在預(yù)提生管距離進(jìn)料分布器0.3m W上的H個(gè)截面進(jìn)行開 孔，相鄰截面間距為1. Om，在每個(gè)截面上，開孔面積占預(yù)提升管出口截面積的80%，在兩個(gè) 開孔截面之間設(shè)置一層格柵。催化劑同樣為老化后的LTB-8,裝填量仍然是20kg。
[0077] 將原料換成實(shí)施例4所用的粗甲醇，進(jìn)料量為lOkg/h。提高反應(yīng)壓力，使得氣體在 密相流化床反應(yīng)器內(nèi)的平均線速度為0. 2m/s，平均停留時(shí)間約為1. 4s，氣體在稀相區(qū)內(nèi)的 平均線速為10. Om/s，平均停留時(shí)間約為0. 55s。與實(shí)施例4相比，甲醇的轉(zhuǎn)化率和己帰、丙 帰在干氣和液化氣中的含量均有所上升，說明附圖3所示的密相反應(yīng)器在進(jìn)料量大幅度提 高的情況下，氣固接觸、反應(yīng)效率更高，有利于改善甲醇的轉(zhuǎn)化和提高帰姪的選擇性。
[007引對比例1
[0079] 將反應(yīng)器更換成上下等徑的提升管，且不設(shè)擋板。系統(tǒng)內(nèi)仍然裝填20kg LTB-8老 化后的催化劑。純甲醇進(jìn)料量也與實(shí)施例1相同，為4kg/h，預(yù)熱到20(TC，經(jīng)進(jìn)料分布器進(jìn) 入反應(yīng)器；與實(shí)施例1相同的控溫點(diǎn)仍然控制在50(TC;油氣在反應(yīng)器內(nèi)總的平均停留時(shí)間 約為2. Is,也與實(shí)施例1總的平均停留時(shí)間一致。反應(yīng)結(jié)果如附表1所示，轉(zhuǎn)化率比實(shí)施 例1低10個(gè)百分點(diǎn)，干氣、液化氣中的己帰、丙帰含量明顯下降。由此可見，密相流化對甲 醇的轉(zhuǎn)化和己帰、丙帰選擇性的提高是至關(guān)重要的。
[0080] 對比例2
[0081] 將實(shí)施例1中密相床反應(yīng)器的高度延長為原來的H倍，直徑為原來的1. 2倍，且不 設(shè)擋板，進(jìn)料量、反應(yīng)溫度和催化劑裝填量與實(shí)施例1相同。在進(jìn)料量為4kg/h的情況下， 密相區(qū)的線速度約為0. 5m/s。調(diào)整催化劑循環(huán)量，保證反應(yīng)器密相床的高度與實(shí)施例相近 (實(shí)施例1的密相流化床反應(yīng)器內(nèi)的催化劑都處于密相流化狀態(tài))，該樣油氣在密相床的平 均停留時(shí)間約為1. 3s。
[008引反應(yīng)結(jié)果同樣列于附表1中。從中可見，甲醇的轉(zhuǎn)化率非常高，接近99%;但由于 返混較為嚴(yán)重，干氣、液化氣中的己帰、丙帰含量都很低。
[0083] 由此可見，本發(fā)明將密相流化與稀相輸送有機(jī)結(jié)合，前者保證了甲醇單程通過能 夠充分轉(zhuǎn)化，后者則有效減少了傳統(tǒng)鼓泡床、瑞流床的稀相空間的油氣返混，從而提高了己 帰和丙帰的選擇性。
[0084] 對比例3
[0085] 將反應(yīng)器更換成對比例1所用的傳統(tǒng)的提升管反應(yīng)器，將異下帰進(jìn)料量降為 Wkg/h，其它條件與實(shí)施例8相同。油氣在整個(gè)提升管內(nèi)的平均停留時(shí)間約為1.5s，也與 實(shí)施例8相同。從附表2的結(jié)果來看，下帰的轉(zhuǎn)化率、丙帰的收率(液化氣收率與液化氣中 丙帰含量的乘積）和選擇性(丙帰收率除W轉(zhuǎn)化率）都低于采用密相流化床反應(yīng)器的實(shí)施例 8,并且，干氣的收率幾乎是實(shí)施例8的二倍。由此可見，所發(fā)明的密相流化床反應(yīng)器在促進(jìn) 下帰裂解、提高丙帰收率和選擇性方面作用顯著。
[008引對比例4
[0087] 將反應(yīng)器更換成對比例3所用的傳統(tǒng)的等徑提升管反應(yīng)器，將輕汽油進(jìn)料量降為 Wkg/h，其它條件與實(shí)施例10相同。油氣在整個(gè)提升管內(nèi)的平均停留時(shí)間約為1.9s，也與 實(shí)施例10相同。反應(yīng)結(jié)果見附表4。
[0088] 從附表4的結(jié)果來看，采用傳統(tǒng)提升管反應(yīng)器，輕汽油的轉(zhuǎn)化率(輕汽油進(jìn)料量與 收集到產(chǎn)物中汽油的量之差除W輕汽油進(jìn)料量）略低；而液化氣的收率和其中的丙帰含量 比采用密相流化床反應(yīng)器的要低得多。該說明采用密相流化床反應(yīng)器對促進(jìn)輕汽油的裂 解，尤其是在提高丙帰收率和選擇性方面具有明顯的優(yōu)勢。
[008引 1.附表
[0090] 附表1.甲醇在不同反應(yīng)器中反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物分布，wt%
[0091]

【權(quán)利要求】
1. 一種用于輕烯烴裂解、或甲醇制烯烴的流化床反應(yīng)器，包括反應(yīng)器、沉降器、催化劑 待生斜管、催化劑再生器、預(yù)提升管和催化劑再生斜管；其中，所述的反應(yīng)器包括密相流化 床反應(yīng)器和稀相輸送反應(yīng)器兩部分，密相流化床反應(yīng)器和稀相輸送反應(yīng)器在同一軸線上， 預(yù)提升管和稀相輸送反應(yīng)器分別位于密相流化床反應(yīng)器的上部和下部；預(yù)提升管的直徑小 于密相流化床反應(yīng)器的直徑，預(yù)提升管的上部分延伸到密相流化床反應(yīng)器內(nèi)； 其特征在于，位于密相流化床反應(yīng)器內(nèi)的預(yù)提升管的上端口是密封的，在延伸入密相 流化床反應(yīng)器內(nèi)的預(yù)提升管的管壁上設(shè)有開孔；或者，位于密相流化床反應(yīng)器內(nèi)的預(yù)提升 管的上端為開口，在開口的上方設(shè)有擋板。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于，從預(yù)提升管上端口到密相流化床反應(yīng) 器的底部之間，在密相流化床反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有進(jìn)料分布器；從預(yù)提升管上端口到進(jìn)料分布器 之間，在密相流化床反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有分布板或者格柵； 優(yōu)選的，在進(jìn)料分布器以上的預(yù)提升管的管壁設(shè)有開孔，開孔的數(shù)量為2個(gè)以上；優(yōu)選 的，在預(yù)提升管的管壁的各個(gè)方向上，開孔的數(shù)量相同和開孔的面積相同。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的反應(yīng)器，其特征在于，在預(yù)提升管的同一橫截面上，沿預(yù) 提升管圓周等距離開孔，開孔的直徑相同；優(yōu)選的，在預(yù)提升管的多個(gè)橫截面上，沿預(yù)提升 管圓周等距離開孔；更優(yōu)選，在預(yù)提升管的管壁上，開孔橫截面數(shù)為1?4。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的反應(yīng)器，其特征在于，同一橫截面上開孔的總面積占預(yù)提升 管該橫截面積的10?1〇〇%，最好在40?80%之間。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的反應(yīng)器，其特征在于，在預(yù)提升管距離進(jìn)料分布器0. 2? 0. 4m以上部分的橫截面上開孔；優(yōu)選，開孔的相鄰橫截面的間距為0. 1?1. 5m ;更優(yōu)選，開 孔的相鄰橫截面的間距為在〇. 3?0. 8m之間。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于，在預(yù)提升管的具有開孔的相鄰橫截面 之間，在密相流化床反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有格柵或分布板；或位于密相流化床反應(yīng)器內(nèi)的預(yù)提升管 的上端為開口的情況下，在進(jìn)料分布器與預(yù)提升管的開口之間安裝1?5層格柵；優(yōu)選， 在進(jìn)料分布器與預(yù)提升管的出口之間安裝格柵2?3層；更優(yōu)選，相鄰格柵之間的距離在 0. 1?lm之間；最好在0. 3?0. 8m之間。
7. -種利用權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述反應(yīng)器的輕烯烴裂解的方法，輕烯烴從進(jìn)料分 布器進(jìn)入密相流化床反應(yīng)器，與催化劑接觸，并進(jìn)入稀相輸送反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行催化反應(yīng)，其 中，密相流化床反應(yīng)器內(nèi)的平均線速度控制在0. 2?1. 5m/s，反應(yīng)溫度最好控制在520? 600°C之間；優(yōu)選的，密相流化床反應(yīng)器內(nèi)的平均線速度控制在0. 5?1. 2m/s。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在密相流化床反應(yīng)器內(nèi)平均停留時(shí)間控 制在0. 2?0. 8s ;催化劑與輕烯烴的質(zhì)量比大于6。
9. 一種利用權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述反應(yīng)器的甲醇制備烯烴的方法，甲醇從進(jìn)料分 布器進(jìn)入密相流化床反應(yīng)器，與催化劑接觸，并進(jìn)入稀相輸送反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行催化反應(yīng)，其 中，密相流化床反應(yīng)器內(nèi)的平均線速度控制在〇. 2?1. 5m/s，反應(yīng)溫度最好控制在450? 550°C之間；優(yōu)選的，密相流化床反應(yīng)器內(nèi)的平均線速度控制在0. 5?1. 2m/s。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，在密相流化床反應(yīng)器內(nèi)平均停留時(shí)間控 制在0. 5?1. 5s ;催化劑與甲醇的質(zhì)量比大于5。
【文檔編號】C07C4/06GK104437274SQ201310421203
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月16日
【發(fā)明者】李春義 申請人:中國石油大學(xué)(華東)