[发明专利]一种由醇类化合物制取低碳烯烃的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种由醇类化合物制低碳烯烃的方法，具体地说，涉及甲醇或乙醇制备低碳烯烃，特别是丙烯的方法。

背景技术

乙烯和丙烯是多种重要化工产品(如环氧乙烷、聚乙烯、聚氯乙烯和聚丙烯等)的基础原料。随着世界经济的发展，低碳烯烃需求量与日俱增，根据美国化学品市场咨询公司(CMAI)提交的研究报告，全球丙烯供应量将由2003年的5760万吨增至2010年的8030万吨，平均年增速为5％；到2010年全球乙烯需求量将达到140Mt/a。由于我国经济的高速增长，我国乙烯和丙烯需求量的年增长率均超过世界平均水平。

低碳烯烃的制备方法很多，国际上普遍采用以石脑油等轻质原料水蒸汽裂解技术，全球超过总产量90％的乙烯和约70％的丙烯主要由石油烃蒸汽裂解制得。由于全球原油越来越重，一般轻质烃原料如石脑油和直馏轻柴油的产率仅为1/3左右，而我国又因为存在燃料油供应不足和柴汽比较低的问题，轻质烃原料的短缺在我国更为严重。随着国民经济的高速增长，对石油资源的需求也日益扩大，原油资源不足的问题将严重制约中国石化工业的发展。另外，石油资源作为一种不可再生资源，渐趋枯竭，因此开发利用可再生和替代原料制取乙烯、丙烯成为发展的趋势。

天然气经由甲醇制乙烯、丙烯等低碳烯烃(Methanol to Olefin，简称MTO)是最有希望替代石脑油路线制烯烃的工艺。我国的天然气资源丰富，年产量不断增加，为MTO提供了坚实的原料基础。由天然气制甲醇(经由合成气)的工艺已经具备相当高的技术水准，以甲醇制低碳烯烃(MTO)是该替代路线的关键环节。

CN1166478A公开一种由甲醇或二甲醚制取乙烯、丙烯等低碳烯烃的方法。该方法采用磷酸硅铝分子筛作为催化剂，在上行式密相流化床反应器装置上，通过催化剂的循环再生，由甲醇或二甲醚来制取低碳烯烃的方法，其甲醇转化率可以达到98％，乙烯和丙烯等低碳烯烃的选择性可达到90％。

CN1431982A公开了一种两段多级串联反应器形式由甲醇制取丙烯的方法。甲醇原料首先通过第一反应器，生成甲醇和二甲醚等的混合物，二甲醚和甲醇的混合物分成两股分别两个串联反应器，分别和后续分离后的乙烯、C4+烯烃物流混合进行反应，反应后的混合气体进入第三串联反应器中将未转化的甲醇、二甲醚等转化生成丙烯。

US6166282披露了一种采用快速流化床的MTO反应过程。快速流化床包括密相反应段和过渡段，反应物料甲醇首先在密相流化段与催化剂接触反应，未反应的物料在过渡段进一步反应，以提高甲醇的转化率。反应后气体混合物和催化剂颗粒进入沉降器进行气固两相分离，分离出的气体去后续分离系统，分离出的催化剂一部份去再生器再生，另外一部分催化剂从沉降段抽出后，经过冷却返回到反应器底部的密相反应段。

CN1803738A公开了一种采用移动床和重烯烃互变的方法将含氧化合物转化丙烯的方法。首先甲醇通过第一移动床反应器，生成丙烯、乙烯和C4+烯烃，分离后C2烯烃循环回到第一反应区，使乙烯转化为丙烯；而分离后的C4+烯烃进入第二移动床反应区，在相对高温情况下通过重烯烃的互变，生成丙烯。

CN1190395公开了一种采用多段轴向注料的措施，来提高含氧化合物生产低碳烯烃特别是乙烯产率的方法。该方法通过在流化床层不同轴向位置注入反应物料-含氧化合物，含氧化合物和催化剂接触反应生产低碳烯烃。采用分段进料的方法，乙烯选择性可提高2-3百分点。

目前由甲醇生产低碳烯烃主要采用的反应器有多段冷激式固定床反应器、多段移动床反应器和单段流化床反应器。多段冷激式固定床反应器具有结构简单、投资较低的特点、平衡转化率较绝热式高，催化剂装量多，但绝热温升达70℃，放大过程中热效应明显、反应器内局部过热问题突出。多段移动床和单段流化床反应器通过催化剂的循环有效解决了催化剂的易结焦失活问题，使该工艺大规模连续化生产成为可能。