[实用新型]一种二甲醚或二甲醚与甲醇混合物制备低碳烯烃的反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种化学工业的反应装置，更具体地说是涉及一种二甲醚或二甲醚与甲醇混合物制备低碳烯烃的固定床反应器。 

背景技术

近年来，随着石油资源的逐渐匮乏，用石油来生产低碳烯烃(也就是乙烯和丙稀)的成本在不断增加，所以人们已经开始发展由煤或天然气等非石油资源的技术路线制备低碳烯烃，其中以醇类(甲醇、乙醇)、醚类(二甲醚、甲乙醚)为主要原料的烯烃生产工艺主要包括流化床工艺(MTO)和固定床工艺(MTP)。目前，用甲醇或二甲醚转化为低碳烯烃的固定床工艺(MTP)受到人们越来越多的重视，快速地发展壮大。但是，现有MTP工艺中的反应装置存在温控装置复杂，反应温度和压力难以控制平稳；催化剂结炭量大，再生时间长等问题。 

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种二甲醚或二甲醚与甲醇混合物转化为低碳烯烃的固定床反应器。 

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种二甲醚或二甲醚与甲醇转化为低碳烯烃的固定床反应器，包括带有原料气体分布器的上进口和产品气体下出口的罐体，在罐体内设有至少五个改性ZSM-5型催化剂床层。在催化剂床层之间设置贯通罐体的冷却器。冷却器为多向双管环形冷却气体分布器。 

在生产反应过程中，原料气和回收循环气组成混合气进入本实用新型所述的合成反应器顶部的上进口，经原料气体分布器进入反应装置罐体内，然后从上往下依次穿过改性ZSM-5催化剂床层。混合气在穿过催化剂床层时与催化剂接触发生合成反应，同时产生大量热量，再将冷却气体，如常温循环气通过冷却器送入合成反应中，冷却气体可以利用反应热参与反应将热量带走，从而使整个反应过程安全稳定进行。 

当催化剂需要再生时，再生气经原料气体分布器从上进口进入反应装置罐体，高压精氮从冷却器经冷却气体分布器进入各催化剂床层，从而使催化剂再生过程更快更安全的进行。 

与现有技术相比，本实用新型所述的二甲醚或二甲醚与甲醇混合物制烯烃反应装置能精确有效控制反应温度，使烯烃收益率得到显著提高。同时，催化剂再生过程更快更安全，节能降耗，减少投资。 

本实用新型甲醇或二甲醚转化为低碳烯烃的反应装置的有益效果是： 

1、由于反应装置的上进口加带有原料气体分布器，由二甲醚和回收循环气组成的原料气能够均匀进入反应装置罐体，在同一平面上与催化剂床层均匀接触，从而有效防止局部飞温，减少催化剂结炭，保证反应的平稳进行。 

2、由于催化剂床层之间的冷却器为多向双管冷却气体分布器，从而能快速的把冷却气体与反应气均匀混合，参与反应并移除热量，从而精确控制反应温度，提高反应效益。同时，有效减少了催化剂的结炭失效； 

3、当催化剂需要再生时，由于再生气经原料气体分布器从上进口进入反应装置罐体，高压精氮从冷却器经冷却气体分布器进入各催化剂床层，从而使催化剂再生过程更快更安全的进行。 

附图说明

附图1是本实用新型二甲醚或二甲醚与甲醇混合物转化为低碳烯烃的反应装置的流程示意图，附图2：16是原料气体分布器俯视图，附图3：17为多向双管环形冷却气体分布器俯视图。 

图1中：1.原料进料管线，2.原料气体分布器，3.5.7.9.11.13都是多向双管环形冷却气体分布器，4.6.8.10.12是催化剂床层，14.产品气下出口，15为反应器罐体。 

具体实施方式

下面结合附图1与具体实施例对本实用新型二甲醚或二甲醚与甲醇混合物转化为低碳烯烃的固定床反应器作进一步的描述： 

附图1是本实用新型二甲醚或二甲醚与甲醇混合物转化为低碳烯烃的固定床反应器的流程示意图。图中，二甲醚或二甲醚与甲醇混合气原料经进料管线1进入反应器顶部的原料气体分布器2中，进入反应器罐体15后均匀与分子筛催化剂床层4接触，在罐体15内设有至少五个改性ZSM-5型催化剂床层4、6、8、10、12，在第一催化剂床层4上方设有贯通罐体的多向双管环形冷却气体分布器3。在第一和第二催化剂床层4、6之间设置贯通罐体的多向双管环形冷却气体分布器5。在第二和第三催化剂床层6、8之间设有贯通罐体的多向双管环形冷却气体分布器7。在第三和第四催化剂床层8、10之间设有贯通罐体的多向双管环形冷却气体分布器9。在第四和第五催化剂床层10、12之间设有贯通罐体的多向双管环形冷却气体分布器11。在第五催化剂床层12下方设有贯通罐体的多向双管环形冷却气体分布器13。 

反应生产时，二甲醚原料气从原料气体分布器2进入反应器，多向双管环形冷却器内喷射回收循环气以控制温度，然后混合烯烃产品气体下出口14排出。