[发明专利]一种降低MTO装置催化剂损失量的方法和装置

说明书

本发明属于甲醇制烯烃领域，涉及一种降低MTO装置催化剂损失量的方法和装置。其中，MTO装置洗涤塔或急冷塔塔底抽出水浆分为两股，一股作为含有催化剂的水浆循环，返回MTO反应器，回收反应工艺气中携带进入洗涤塔或急冷塔水浆中的催化剂，另一股作为外排水浆。本发明的方法可降低水浆中的催化剂浓度，在洗涤塔或急冷塔相同的水浆外排量条件下，降低催化剂外排损失量，达到降低MTO装置催化剂损失量的目的。

技术领域

本发明属于甲醇制烯烃领域，更具体地，涉及一种降低MTO装置催化剂损失量的方法和装置。

背景技术

甲醇制烯烃(MTO)装置是在特殊的分子筛催化剂作用下，用流化床模式的反应器，在适宜的温度、压力条件下，将甲醇转化生产乙烯、丙烯的工艺过程。流化床工艺中，催化剂会随着加工过程产生一定比例的损耗，MTO由于产生的反应工艺气量大，催化剂的损耗很大一部分是随着工艺气排出而产生的。MTO催化剂价格较高，催化剂的损失成为MTO工艺的重要生产成本。如何降低催化剂在反应和工艺气洗涤过程中的损耗是MTO工艺一直探寻的主要问题。

MTO进料甲醇进入反应器后，与催化剂接触，在流态化状态下，以适宜的反应条件进行反应转化，生成乙烯、丙烯等轻质烯烃。转化产物工艺气体携带一定的催化剂细粉，经过共两级或三级旋风分离器进行气、固分离，大部分催化剂细粉由两级或三级旋风分离器回收返回催化剂床层，少部分催化剂细粉随工艺气经工艺气冷却器进入洗涤塔或急冷塔，在该塔内与水循环逆流接触进行洗涤，将工艺气内携带的催化剂洗涤下来，避免工艺气携带催化剂细粉进入后续流程，影响装置长周期稳定运行。洗涤下的催化剂细粉进入洗涤塔或急冷塔塔底水浆系统，随水浆外排送出系统。此部分的催化剂细粉构成MTO装置主要的催化剂消耗。

常规流程设计中，洗涤塔塔底水浆外排，外排的水浆量与水浆固体含量，直接决定了外排的催化剂细粉数量。反应系统的两级或三级旋风分离器总效率一定，进入洗涤塔塔底水浆系统的催化剂数量一定，外排水量一定的条件下，水浆中的催化剂浓度据此确定，外排水浆携带的催化剂粉末数量即催化剂在反应系统的损失量因此而确定。在洗涤塔或急冷塔外排水量一定的情况下，如何降低水浆中的催化剂固体粉末浓度，从而减少催化剂损失，是一个重要课题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述缺陷，提供一种降低MTO装置催化剂损失量的方法和装置。该方法能够显著降低洗涤塔或急冷塔塔底水浆的固体含量，从而减少外排催化剂损失，降低MTO装置生产成本，提高其经济效益。

为了实现上述目的，本发明提供一种降低MTO装置催化剂损失量的方法，MTO装置洗涤塔或急冷塔塔底抽出水浆分为两股，一股作为含有催化剂的水浆循环，返回MTO反应器，回收反应工艺气中携带进入洗涤塔或急冷塔水浆中的催化剂，另一股作为外排水浆。

根据本发明的方法，将洗涤塔或急冷塔塔底含有催化剂粉末的抽出水浆分为两个部分，一部分作为外甩塔底流出物，去往后续的工艺流程进行处理，达标排放；另一部分作为循环回流，返回MTO反应器回炼，回收水浆中携带的催化剂细粉。回炼的水浆量根据水浆固体含量与MTO装置处理能力(装置生产负荷率)相匹配的原则确定，因水浆循环占用反应器空速与停留时间，在保持足够的反应处理能力的前提下，确定适宜的水浆循环量，以达到控制并减少反应系统水浆中催化剂损失的目的；一般优先考虑水浆循环量占MTO甲醇进料量的5-10％，水浆循环量与外排水浆量的比值与水浆固体含量成反比。优选地，水浆循环与外排水浆的比例为0.1-5：1，最优选为1：1。携带有催化剂的水浆回炼后，一方面回收催化剂，另一方面由于水浆的回炼，使洗涤塔或急冷塔底的水浆抽出总量相应增加，起到稀释水浆的作用，在反应器两级或三级旋风分离系统总效率基本不变的前提下，水浆中的固体含量将相应下降，在维持相同的水浆外排量条件下，外排水浆携带的催化剂数量减少，MTO装置的催化剂损失得到有效降低。