[发明专利]含氧化合物转化制低碳烯烃的生产装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种含氧化合物转化制低碳烯烃的生产装置。

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，一类重要的用于低碳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。

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。

MTO副产物种类较多，主要包括C4及以上烃类和醚、醇、醛、酮类含氧化合物，这些副产物一方面降低了反应低碳烯烃的收率，且回收利用率不高，另一方面增加了后续分离单元的工作负荷和设备投资。因此，降低MTO副产物的 生成，尤其是减少或者消除醚、醇、醛、酮类等含氧化合物的生成对提高MTO经济性指标有着非常重要的作用。本发明采用的方式有针对性的解决了这一问题。

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副产物较多、低碳烯烃收率不高的问题，提供一种新的含氧化合物转化制低碳烯烃的生产装置。该装置用于低碳烯烃的生产中，具有副产物较少、低碳烯烃收率较高的优点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下，一种含氧化合物转化制低碳烯烃的生产装置，主要包括流化床反应器Ⅰ区1、流化床反应器Ⅱ区2、沉降器3、再生器4、脱气取热器5；流化床反应器Ⅰ区1的出口与流化床反应器Ⅱ区2的入口连接，流化床反应器Ⅰ区1下部开有进料口7，流化床反应器Ⅱ区2与沉降器3连接；沉降器3上部开有产品气出口17并开有至少两个催化剂出口分别连接流化床反应器Ⅰ区1和再生器4；再生器4下部开有再生气入口6，上部开有烟气出口18，并开有催化剂出口与脱气取热器5连接；脱气取热器5内部设有取热设备15，下部开有至少两个催化剂出口分别连接流化床反应器Ⅱ区2和再生器4。

上述技术方案中，所述流化床反应器Ⅰ区1与流化床反应器Ⅱ区2的直径之比为1.0～10.0：1；流化床反应器Ⅰ区1与流化床反应器Ⅱ区2的高度之比为0.1～10.0∶1。所述流化床反应器Ⅰ区1与流化床反应器Ⅱ区2的直径之比为2.0～4.0：1；流化床反应器Ⅰ区1与流化床反应器Ⅱ区2的高度之比为0.5～2∶1。所述流化床反应器Ⅰ区1内催化剂循环斜管8入口与流化床反应器Ⅰ区1底端的垂直方向的距离为整个流化床反应器Ⅰ区1高度的0.0～0.4。所述流化床反应器Ⅱ区2与再生催化剂斜管11连接口位于流化床反应器Ⅱ区2底端的垂直方向的距离为整个流化床反应器Ⅱ区2高度的0.0～0.4。所述流化床反应器Ⅱ区2上部设有旋风分离器9。所述沉降器3内部设有气固旋风分离器10。所述沉降器3内的气固旋风分离器10为1～3级。所述再生器4内部设有烟气旋风分离器16。所述再生器4内的烟气旋风分离器16为1～3级。

在本发明所述装置上，采用以下工艺条件：流化床反应器Ⅰ区1内的反应温度为400～500℃，反应压力以表压计为0.01～0.3MPa，气体线速为0.8～2.5米/秒；流化床反应器Ⅱ区2内的反应温度为400～550℃，反应压力以表压计为 0.01～0.3MPa，气体线速为3.0～10.0米/秒；再生催化剂斜管11出口的再生催化剂积碳量为0.0～0.8％重量；流化床反应器Ⅰ区1内的催化剂平均积炭量为2.0～6.0％(重量)；以质量流量比计催化剂循环斜管8积炭催化剂流量：待生催化剂斜管12积炭催化剂流量＝1～100：1。