[发明专利]一种含氧化合物转化为烯烃反应的进料温度调节方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种以含氧化合物(主要是甲醇、乙醇、二甲醚、C₄～C₁₀醇化合 物或其混合物等)为原料，在生成以低碳烯烃为主要生成物流(主要是乙烯和 丙烯)的连续反应和再生过程中精确灵活调节进料温度的方法。

背景技术：

轻质烯烃(乙烯、丙烯、丁二烯)和轻质芳烃(苯、甲苯、二甲苯)是石 油化工的基本原料。目前乙烯生产主要依靠以轻石脑油为原料的管式炉水蒸气 裂解工艺。由于原油资源的短缺和价格的日益提高，石脑油资源已经越来越显 得不足，低碳烯烃的生产成本越来越高。国内外正积极开发原料来源更丰富的 乙烯生产路线，含氧化合物原料经金属改性的SAPO类型小孔磷硅酸铝氧化物分 子筛的催化作用，可生成以乙烯、丙烯为主的反应产物，正受到国内外的广泛 重视。

以甲醇或二甲醚为代表的含氧有机化合物是典型的含氧有机化合物，主要 由煤基或天然气基的合成气生产。用以甲醇为代表的含氧有机化合物为原料生 产以乙烯和丙烯为主的低碳烯烃工艺目前主要有MTO和MTP技术。MTO工艺可参 见USP6166282、USP5744680、CN1128676C、USP6673978、USP6717023、USP6613950、 CN1352627A和CN1325448C，MTP工艺可参见EP0448000A和DE233975A1。

在MT0工艺反应热回收技术方面。中国专利CN1210236C、CN1274644C和 CN1195715C涉及到原料的换热流程。

含氧化合物(当前典型采用的是甲醇)制取低碳烯烃工艺(MTO)的反应特 点是快速反应、强放热、且醇剂比比较低，是在连续的反应-再生的密相流化床 反应器中进行反应和再生。反应生成的含乙烯和丙烯等低碳烯烃的高温反应生 成物流，需要进行急冷和水洗，以除去其中的催化剂并降温，随后送往下部烯 烃分离系统进行分离。该工艺使用的SAPO催化剂造价高，在工程设计和设备选 择时要最大程度减少催化剂的磨损和跑损。由于反应为强放热过程，在反应过 程中需要不断的取走热量以维持稳定的反应温度，同时需要将反应温度波动范 围控制在±3℃范围内，否则将影响目的产品产率和选择性。

在传统的流化催化裂化操作过程中，通常是通过调整催化剂循环量、调整 原料进料温度和设置取热设施等方法来控制反应温度。提升管出口温度(反应 温度)、原料预热温度、再生温度相互之间关系密切。原料预热温度的变化，引 起剂油比、雾化效果的变化，最终使产品分布发生变化，既有正面作用，又有 反面影响。原料预热温度对反再系统热平衡有一定的调节作用，对于无取热和 取热受限制的重油催化裂化装置，降低原料预热温度维持两器系统热平衡状态 有一定的局限性。由于雾化效果变差和剂油比增加而导致多生成的焦炭燃烧放 出的热量可能超过预热温度降低而少带入反应器的热量，因此预热温度降低有 一极限，超过该值对热平衡的调节作用会发生逆转。重油催化裂化装置较佳的 预热温度随装置、原料油和使用的催化剂不同而异。在具体确定预热温度时， 应全面考察可能带来的变化，进而采取措施，以期在最优的工况下操作，获得 最大的经济效益。

通过调整原料进料温度来调整反应温度的方法一般用于固定床反应中，它 采用不同的温度、多段进料的方法取走反应放出的热量，维持一定的反应温度。

由于MTO工艺具有快速反应、强放热、且醇剂比比较低的特点，对原料进 料温度有一定的要求，不适宜频繁地调整原料的进料温度。人们从加工流程、 催化剂、工艺条件以及设备结构等方面进行了广泛的研究和探索，取得令人满 意的成果，但有关如何灵活调节含氧化合物进料温度的文献报道不多。

CN1856462A公开了一种甲胺制备中控制反应器入口温度的方 法。该方法是一种通过在多相催化剂存在下在15～30巴压力下作为原料的 甲醇和氨发生气相反应而制备甲胺的方法。将原料在一个或多个换热器中汽化、 过热以产生进料气流并随后送入反应器中。原料的混合可以在换热器之一的入 口进行或在换热器中的任何位置进行。从反应器中取出含有甲胺、二甲胺和三 甲胺以及反应副产物的产物气流。为了将原料的反应器入口温度控制在 360～370℃的范围，将部分或所有的进料气流或产物气流通过可调阀以 改变压力并因此改变冷凝温度。这种方法尽管有效，但是存在设备投资大，控 制不灵活，反应压力波动大等问题。