[发明专利]含氧化合物转化过程中提高乙烯、丙烯收率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含氧化合物转化过程中提高乙烯、丙烯收率的方法。

背景技术

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。

US 4499327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SAPO-34是MTO工艺的首选催化剂。SAPO-34催化剂具有很高的低碳烯烃收率，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。

世界范围内，有数量相当可观的C₄烃原料等待进一步深加工，而且在甲醇或二甲醚转化为低碳烯烃反应过程中，也会产生相当数量的混合C₄烃，混合C₄烃的碳基收率一般在10wt％左右。混合C₄烃的主要成分为丁烯-1、丁烯-2、正丁烷、异丁烷等。如果能将部分混合C₄烃全部或部分转化为具有更高附加值的产品，如乙烯、丙烯等，将会显著提升整个甲醇或二甲醚转化成低碳烯烃工艺的经济性。

另外，本领域所公知的，要保证高的低碳烯烃选择性，SAPO-34催化剂上需要积上一定量的碳，而且MTO工艺的剂醇比很小，生焦率较低，要实现较大的、容易控制的催化剂循环量，就需要在再生区中将催化剂上的积炭量控制在一定水平，进而达到控制反应区内催化剂平均积炭量的目的。因此，MTO技术中如何将反应区内的催化剂平均积炭量控制在某一水平是关键。

US 20060025646专利中涉及一种控制MTO反应器反应区中催化剂积炭量的方法，是将失活的催化剂一部分送入再生区烧炭，另一部分失活催化剂返回到反应区继续反应。

上述方法中会使得进入反应器内的两股催化剂之间的碳差很大，而含有较多碳的催化剂以及含有很少碳的催化剂都对低碳烯烃的选择性不利，存在产物收率波动较大、目的产物收率较低的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在的乙烯和丙烯收率较低、再生器内催化剂烧炭再生程度不好控制、反应器内催化剂平均积炭水平不好保证的问题，提供一种新的含氧化合物转化过程中提高乙烯、丙烯收率的方法。该方法用于乙烯、丙烯的生产中，具有再生器内反应器温度易控、能量利用合理、催化剂烧炭再生程度方便控制、反应器内催化剂平均积炭水平更为合理、产品中低碳烯烃收率较高的优点。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：一种含氧化合物转化过程中提高乙烯、丙烯收率的方法，该方法包括如下步骤：a)以含氧化合物为原料，原料从第一流化床反应器底部进入反应区，与催化剂接触生成含乙烯、丙烯、C₄及以上烃和催化剂的流出物1；b)流出物1在第一流化床反应器上部的沉降段经沉降和旋风分离器分离后，含乙烯、丙烯及C₄及以上烃的气相从第一流化床反应器顶部排出，进入后续的分离工段，经分离得到C₄及以上烃类流出物2、乙烯产品和丙烯产品；c)流出物2进入第二反应器上部，与从再生催化剂汽提器输送来的再生催化剂接触生成含乙烯、丙烯、C₄及以上烃和催化剂的流出物3；d)流出物3进入第二反应器下部的气固分离区及汽提区，含乙烯、丙烯、C₄及以上烃的气相与流出物1混合后进入后续的分离工段，分离出的催化剂经汽提后进入再生器底部；e)第一流化床反应器上部沉降段中分离出的待再生催化剂经汽提后进入再生器的底部；f)从d)步骤和e)步骤来的待再生催化剂经再生器再生、汽提器汽提后一部分返回到第一流化床反应器的下部反应区，另一部分进入第二反应器上部的催化剂料斗；其中第二反应器为下行床，再生器为提升管。