[发明专利]提高含氧化合物转化制低碳烯烃选择性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高含氧化合物转化制低碳烯烃选择性的方法。

背景技术

低碳烯烃，这里定义为乙烯和丙烯，是两种重要的基础化工原料，其需求在不断增加。乙烯、丙烯传统上主要是通过石油路线制得，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能源转化技术，如含氧化合物转化制烯烃(OTO)的工艺，含氧化合物包括甲醇、乙醇、二甲醚、甲乙醚、碳酸二甲酯等。有许多技术可用来生产含氧化合物，原料包括煤、天然气、生物质等。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。

对于MTO技术而言，SAPO-34催化剂上积上一定量的碳可以有效提高反应产物中低碳烯烃的选择性，并且有一个最佳的催化剂积炭量范围使得低碳烯烃的选择性最高。因此，要将进入反应器的催化剂上控制一定的积炭量，进而达到控制较高低碳烯烃选择性的目的。此外，对于具有最佳积炭量的催化剂而言，催化剂颗粒上的积炭越平均，产物中低碳烯烃的选择性就越高。因此，MTO技术中如何将反应区内的催化剂积炭量均匀控制在某一水平是关键。

US20060025646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，致使低碳烯烃产物选择性波动较大、目的产物选择性较低的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在反应器内催化剂平均积炭水平不佳的问题，提供一种新的提高含氧化合物转化制低碳烯烃选择性的方法。该方法用于低碳烯烃的生产中，具有反应器内催化剂积炭较平均、产品中低碳烯烃选择性较高的优点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下，一种提高含氧化合物转化制低碳烯烃选择性的方法，主要包括以下步骤：a)含氧化合物的原料在流化床反应器内与分子筛催化剂接触，生成包含低碳烯烃和积炭催化剂的产物物流Ⅰ；b)物流Ⅰ经气固分离后，含低碳烯烃的气相产物从反应器顶部流出，其固相积炭催化剂进入反应器沉降段；c)反应器沉降段内积炭催化剂至少分为两部分，第一部分经反应器循环管线进入反应器，第二部分经待生管线进入再生器；d)积炭催化剂经再生器再生后进入再生器沉降段，保证再生器沉降段内催化剂床层高度使催化剂经汽提后自然流入到反应器沉降段；e)再生器沉降段内一部分催化剂经再生器循环管线返回再生器；其中，再生器为提升管。

上述技术方案中，原料中的含氧化合物为甲醇或二甲醚中的至少一种，所述分子筛催化剂选自SAPO型分子筛。原料中的含氧化合物优选为甲醇，SAPO型分子筛选自SAPO-34分子筛。反应器的温度为350～600℃，反应器内的压力以表压计为0～1MPa，原料重量空速为0.1～20小时^-1之间；再生器内的温度为550～700℃之间，再生器内以表压计压力为0～1MPa。反应器的温度优选为420～500℃，反应器内的压力以表压计优选为0.1～0.3MPa，原料重量空速优选为3～8小时^-1；再生器内的温度优选为600～650℃，再生器内以表压计压力优选为0.1～0.3MPa。沉降段内积碳催化剂以质量流量比计第一部分∶第二部分＝1∶0.01～2；沉降段内积碳催化剂以质量流量比计优选第一部分∶第二部分＝1∶0.05～0.5。反应器沉降段内催化剂的平均积炭量为1～9％；反应器沉降段内催化剂的平均积炭量为2～6％。