[发明专利]甲醇或二甲醚制备低碳烯烃的反应装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种甲醇或二甲醚制备低碳烯烃的反应装置。

技术背景

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，一类重要的用于轻质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，再加上转化生成轻质烯烃工艺的经济性，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SAPO-34是MTO工艺的首选催化剂。SAPO-34催化剂具有很高的轻质烯烃选 择性，而且活性也较高，可使甲醇转化为轻质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中公布了一种氧化物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。

CN1723262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。

本领域所公知的，要保证高的低碳烯烃选择性，催化剂上需要一定数量的积碳，而且 甲醇或二甲醚转化为低碳烯烃的过程中对反应温度等工艺参数十分敏感。现有技术均存在 反应区内催化剂积炭分布不均、反应温度波动大等问题。另外，在甲醇或二甲醚制备低碳 烯烃的过程中，不可避免的会产生某些副产物，如碳四以上烃等，若将这些副产物进一步 转化为目的产物，将会提高低碳烯烃的收率和工艺经济性。本发明有针对性的解决了上述 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低碳烯烃收率不高的问题，提供一种 新的甲醇或二甲醚制备低碳烯烃的反应装置。该方法用于低碳烯烃的生产中，具有低碳烯 烃收率较高、低碳烯烃生产工艺经济性较好的优点。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：一种甲醇或二甲醚制备低碳烯烃的反 应装置，主要包括第一反应区2、第二反应区3、催化剂循环区、反应器分离区7；第一反 应区2下部开有进料口1，上部与第二反应区3相连，反应器分离区7内部设有气固旋风 分离器6，上部开有产品出口8；反应器分离区7下部开有三个催化剂出口，第一个通过 反应器外循环斜管13连接第一反应区2，第二个通过待生催化剂循环斜管9连接再生器， 第三个与反应器外取热器11相连，反应器外取热器11底部与第一反应区2相连；再生后 的催化剂通过再生催化剂循环管15返回到第二反应区3；第二反应区3底部设有分布板4， 上部设有气固快速分离设备5。

上述技术方案中，所述第一反应区内气体空塔线速在0.6～2.0米/秒，第二反应区3 与第一反应区2的直径之比为1.1～2.0∶1；气固快速分离设备5的直径与第二反应区3 的直径之比为0.1～0.5∶1；所述反应器分离区7内的气固旋风分离器6为1～3级；所述 再生催化剂循环管内的提升介质包括水蒸气、未反应的甲醇或二甲醚或碳四以上烃；所述 催化剂包括SAPO-34分子筛；所述第二反应区3轴向位置上设有进料口12。