[发明专利]一种由含氧化合物制取低碳烯烃的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种由含氧化合物制取低碳烯烃的方法。

背景技术

低碳烯烃(C₂-C₄烯烃)作为基本有机化工原料，在现代石油和化学工 业中具有举足轻重的地位，尤其是乙烯和丙烯。制取低碳烯烃的方法大致可 以分为两大类，即传统石油路线和新兴非石油路线。传统的石油路线制取低 碳烯烃的方法主要是蒸汽裂解和催化裂解工艺生产。自20世纪10年代以来， 世界各国开始致力于研发非石油资源制取低碳烯烃的路线，取得了一些进 展。

目前，含氧化合物制取低碳烯烃的催化剂一般含有ZSM-5、SAPO等分 子筛。CN00137259公开了一种金属磷铝酸盐分子筛以及使用它将甲醇转化 为烯烃的方法。催化剂是具有经验式(ELxAlyPz)O₂的金属磷铝酸盐分子筛， 其中EL是金属，如硅或镁，x、y和z分别是EL、Al和P的摩尔份数。分 子筛主要是片状晶体结构，其中平均最小的晶体尺寸至少为0.1微米，纵横 尺寸比(aspectratio)不大于5。使用这种催化剂所得到的产品含有较多量的乙 烯(相对于丙烯)。

CN92109905公开了一种甲醇转化为轻烯烃的催化剂和反应工艺，含磷、 稀土元素和孔结构调节剂的ZSM-5型沸石催化剂及采用脱水反应器和2-n 个反应-再生切换操作的多段绝热固定床裂解反应器的反应过程，在高温下 (＞400℃)进行非循环操作，催化剂具有高活性、高选择性、高抗水、热稳定 性和长反应寿命。在规模为日处理甲醇0.7-1吨的装置上，甲醇转化率100％， C₂-C₄烯烃选择性可大于85％，在线运转时间可大于600小时，且单程操作 周期可大于24小时。但是由于固定床反应器传热较慢，甲醇制轻烯烃反应 为强放热反应，容易出现热点，造成装置的损坏。

CN200710111668.3公开了一种由含氧化合物生成低碳烯烃的方法及装 置，解决现有技术中对反应器温度无法实现灵活控制的问题。采用的技术方 案为：反应产品物流(4)通过热交换器(5)与含氧化合物原料(1)换热后进入急 冷系统，换热后的含氧化合物原料(1)进冷却换热器(8)调整温度后进反应器 (2)，在所述反应器(2)中设置取热冷却器(21)取出反应器(2)中的过剩反应热。 使用本发明方法可实现对反应器的反应温度灵活控制，并大幅度减少催化剂 在取热设施内的磨损程度。

CN200810043239.1公开了一种甲醇生产低碳烯烃的方法，主要解决甲 醇制低碳烯烃过程中目的产物选择性较低的问题。采用包括：(a)将包括甲醇 的含氧化合物原料加热，在反应温度为300～600℃、含氧化合物的原料重时 空速为1～50小时^-1、反应压力(表压)为0.05～10MPa的条件下，原料与硅 铝磷酸盐分子筛催化剂在反应器内接触；(b)将所述催化剂与反应产物分离； (c)将所述反应产物与包括甲醇的原料换热，在保证反应产物热量有效回收的 情况下将包括甲醇的原料加热到100～350℃；(d)重复(a)～(c)的技术方案， 较好地解决了该问题，可用于低碳烯烃的工业生产中。

CN200810049467.X公开了一种含氧化合物制烯烃工艺反应生成气预处 理方法及设备，以解决现有技术中含氧化合物制烯烃反应生成气温度较高， 且含有少量催化剂的缺点。该方法是将含氧化合物制烯烃工艺反应生成气换 热后进入急冷塔，洗涤反应生成气中携带的催化剂，同时降低反应生成气的 温度，之后进水洗塔，进一步洗涤反应生成气中携带的催化剂，然后送至烯 烃分离单元。本发明还公开了用于该方法的由急冷塔和水洗塔组成的设备， 急冷塔内部为空塔或设有挡板或塔盘，水洗塔内部设有挡板、填料或塔盘， 在水洗塔底设有隔油设施。

由于含氧化合物制取低碳烯烃的反应过程总体是放热反应，如果以纯甲 醇进料，甲醇制烯烃总反应热一般在20～35KJ/mol之间，在较小的水醇比时， 绝热温升均在200℃以上，如果考虑MTO反应过程中的副反应，绝热温升 会更大。如此高的温升，不但会影响MTO反应结果，加速催化剂积炭速率， 而且还需考虑催化剂的水热稳定性。因此，要降低反应器内的温升，一般需 要设计取热系统、降低反应物初始组成、降低进料温度等措施来实现。