以甲醇为原料生产低碳烯烃的方法技术

本发明专利技术涉及一种以甲醇为原料生产低碳烯烃的方法，主要解决现有技术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以甲醇为原料生产低碳烯烃的方法，主要包括以下步骤：(1)包括甲醇的原料在液态状态下从初始接触区底部或从初始接触区底部附近沿轴向隔开的至少一个位置注入初始接触区，与温度为350℃～480℃的待生催化剂接触并发生热交换，形成包括气态甲醇、低碳烯烃产品的物流，和催化剂一起进入主反应区，反应生成包括低碳烯烃的产品，同时形成待生催化剂；(2)所述待生催化剂至少一部分经过待生斜管去再生器再生，至少一部分经过催化剂循环管返回初始接触区；(3)再生完成的催化剂经再生斜管返回主反应区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。
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。但该方法中，原料与催化剂在反应器底部接触时存在甲醇分解的问题，导致低碳烯烃收率较低。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。但是该方法存在低碳烯烃收率较低的问题。现有技术一般均采用甲醇气态进料方式，甲醇进料温度较高，在与催化剂接触前存在甲醇分解的问题，导致低碳烯烃收率降低。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低的问题，提供一种新的。该方法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，主要包括以下步骤(1)包括甲醇的原料在液态状态下从初始接触区底部或从初始接触区底部附近沿轴向隔开的至少一个位置注入初始接触区，与温度为350°C 480°C 的待生催化剂接触并发生热交换，形成包括气态甲醇、低碳烯烃产品的物流，和催化剂一起进入主反应区，反应生成包括低碳烯烃的产品，同时形成待生催化剂；( 所述待生催化剂至少一部分经过待生斜管去再生器再生，至少一部分经过催化剂循环管返回初始接触区； (3)再生完成的催化剂经再生斜管返回主反应区。上述技术方案中，所述催化剂选自SAP0-18、SAP0-34中的至少一种，优选方案为 SAP0-34 ；所述主反应区和初始接触区均为流化床，初始接触区顶部与主反应区底部相连； 所述液态甲醇采用雾化喷嘴进料的方法注入初始接触区，雾化蒸汽用量与液态甲醇的质量比为0.01 0.03 1，喷射速度大于20米/秒；所述主反应区内反应条件反应温度为 400 500°C，反应压力以表压计为0 0. 3MPa,气相线速度为0. 8 2. 0米/秒；所述再生催化剂温度为470 580°C，积碳量质量分数为0. 01 2. 5% ；所述原料从初始接触区底部向上小于1/2初始接触区高度处注入初始接触区。现有技术一般均选择甲醇经加热到气态状态后进入反应器，加热过程包括甲醇汽化、过热等过程，一般进料温度较高，达到200°c以上。本专利技术人通过研究发现，甲醇汽化、过热所需的热量与甲醇制烯烃反应所产生的热量相当。因此，在本专利技术所述的方法中，采用甲醇液态进料方式，先与返回的待生催化剂混合，进行热交换，达到加热甲醇、降低待生剂温度的目的，这个过程在初始接触区内完成，同时，为充分加热甲醇，采用轴向多个位置进料的方式。另外，在初始接触区内，除了完成加热甲醇外，加热后的甲醇还与待生催化剂进行反应，生成二甲醚、低碳烯烃等产品，由于待生催化剂择形性能很高，因此在初始接触区可以高选择性的生产低碳烯烃。进入主反应区后，与高活性、温度较高的再生催化剂接触，以反应未反应的甲醇或二甲醚，保证整个反应过程的甲醇转化率。同时，从初始接触区中产生的气体在主反应区内起到降低原料分压的作用，在一定程度上提高了低碳烯烃选择性。因此，采用本专利技术所述的方法，可以达到提高低碳烯烃收率的目的。采用本专利技术的技术方案所述催化剂选自SAP0-18、SAP0-34中的至少一种，优选方案为SAP0-34 ；所述主反应区和初始接触区均为流化床，初始接触区顶部与主反应区底部相连；所述液态甲醇采用雾化喷嘴进料的方法注入初始接触区，雾化蒸汽用量与液态甲醇的质量比为0. 01 0.03 1，喷射速度大于20米/秒；所述主反应区内反应条件反应温度为400 500°C，反应压力以表压计为0 0. 3MPa,气相线速度为0. 8 2. 0米/秒；所述再生催化剂温度为470 580°C，积碳量质量分数为0. 01 2. 5%，所述原料从初始接触区底部向上小于1/2初始接触区高度处注入初始接触区，低碳烯烃碳基收率达到82. 07% (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为甲醇底部进料；2为产品出口管线；3为初始接触区；4为催化剂循环管；5为再生斜管；6为初始接触区轴向进料；7为主反应区；8为待生斜管；9为沉降段；10 为气固快速分离设备；11为气固旋风分离器；12为汽提区。甲醇在液态状态下从初始接触区底部进料管线1或从初始接触区底部附近沿轴向隔开的至少一个位置6注入初始接触区3，与待生催化剂接触并发生热交换，形成包括气态甲醇、低碳烯烃产品的物流，和催化剂一起进入主反应区7，反应生成包括低碳烯烃的产品，同时形成待生催化剂，待生催化剂至少一部分经过待生斜管8去再生器再生，至少一部分经过催化剂循环管4返回初始接触区3，再生完成的催化剂经再生斜管5返回主反应区。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，主反应区位于初始接触区上方，主反应区和初始接触反应区均采用流化床，主反应区反应条件为反应温度为450°C、 反应压力以表压计为0. IMPa,反应器内气相线速度为1. 2米/秒，纯度为99. 5%的液态甲醇在一定压力下通过三个喷嘴进料方式进入初始接触区，一个进料喷嘴位于初始接触区底部，其它两个位于初始接触区底部向上1/3初始接触区高度处，采取对喷的方式，雾化蒸汽用量与液态甲醇的质量比为0.01 1，喷射速度为50米/秒。待生催化剂温度为419°C， 再生催化剂温度为536°C，再生催化剂积碳量为0. 43%，产品采用气相色谱分析组成，实验结果为甲醇转化率为99. (重量)，低碳烯烃本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种以甲醇为原料生产低碳烯烃的方法，主要包括以下步骤：（１）包括甲醇的原料在液态状态下从初始接触区底部或从初始接触区底部附近沿轴向隔开的至少一个位置注入初始接触区，与温度为３５０℃～４８０℃的待生催化剂接触并发生热交换，形成包括气态甲醇、低碳烯烃产品的物流，和催化剂一起进入主反应区，反应生成包括低碳烯烃的产品，同时形成待生催化剂；（２）所述待生催化剂至少一部分经过待生斜管去再生器再生，至少一部分经过催化剂循环管返回初始接触区；（３）再生完成的催化剂经再生斜管返回主反应区。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：齐国祯，钟思青，陈伟，王华文，
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