[发明专利]合成气制备芳烃的两段循环流化床反应-再生系统及方法

说明书

一种合成气制备芳烃的两段循环流化床反应‑再生系统及方法，包括一个芳构化反应器与催化剂再生反应器，两者之间通过管道相互连接，芳构化反应器包括第一催化剂装填区与第二催化剂装填区；催化剂再生反应器包括第四催化剂装填区和第三催化剂装填区，在芳构化反应器中装填烃类合成催化剂与芳构化催化剂，在气流作用下，烃类合成催化剂主要停留在下方区域，芳构化催化剂主要停留在上方区域，以及公布了芳构化催化剂失活后，首先进入催化剂再生反应器的低温低氧区，然后再进入其高温高氧区的再生方法，本发明实现不同温度的控制，降低了催化剂的设计难度。

技术领域

本发明涉及化学工艺过程及设备技术领域，特别涉及合成气制备芳烃的两段循环流化床反应-再生系统及方法。

背景技术

合成气芳构化技术是新兴的芳烃的生产工艺，其中之一的路线是在合成气先形成烃类中间体，再经烃类制备芳烃。将两个反应合在一个反应器里进行的显见优势是，不用将复杂的烃类组分进行烃类分离与制备成高纯的产品，从而可以将原来独立进行的两个过程的分离单元有效合并。其技术挑战在于，原来的烃类合成催化剂在300-380℃起作用，烃类制备芳烃催化剂在350-500℃起作用。目前有报道制备多功能的复合型催化剂，企望不生成烃类产品，而直接制备芳烃。但目前此类催化剂受化学平衡制约，合成气转化率不高，且生成CO₂的选择性比较高。同时，该过程的催化剂在高温下需要再生，目前还没有这类技术报道。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种合成气制备芳烃的两段循环流化床反应-再生系统及方法，在反应器轴向引入横向多孔挡板的方式，实现“先生成烃类，再生成芳烃”的流化床反应器结构，同时在催化剂再生两段流化床反应器的上下段建立温度差与浓度差，来恢复及保护催化剂的活性，具有原料气转化率高，压力条件温和，温度易控，过程连续易控等优点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种合成气制备芳烃的两段循环流化床反应-再生系统，包括芳构化反应器1与催化剂再生反应器13，两者之间通过管道相互连接，所述的芳构化反应器1分为两端流化床，下方为第一催化剂装填区1a，上方为第二催化剂装填区1b，所述的第一催化剂装填区1a底部设置有第一气体进口2，所述的第一催化剂装填区1a与第二催化剂装填区1b之间设置有第一横向多孔分布板3，所述的第二催化剂装填区1b下部设置有第一气体进口4和第一催化剂出口5，所述的第二催化剂装填区1b顶部设置有第一气体出口7，上部设置有第一催化剂进口6；

所述的催化剂再生反应器13分为两端流化床，包括上方的第四催化剂装填区13b与下方的第三催化剂装填区13a，所述的第三催化剂装填区13a底部设置有第二气体进口8，第三催化剂装填区13a下方设置有第二催化剂出口12；

所述的第四催化剂装填区13b与下方的第三催化剂装填区13a之间设置有第二横向多孔分布板9，所述的第四催化剂装填区13b上部设置有第二催化剂进口11与顶部的第二气体出口10；

所述的第一催化剂出口5的输出端连接第二催化剂进口11输入端，第二催化剂出口12的输出端连接第一催化剂进口6输入端。

所述的第一催化剂装填区1a为烃类合成催化剂区，所述的第二催化剂装填区1b为烃类芳构化催化剂区，第一催化剂装填区1a为低温的合成气制低碳烃类区域，第二催化剂装填区1b为高温的烃类芳构化区域，所述的第四催化剂装填区13b为低温低氧区，第三催化剂装填区13a为高温高氧区。

本发明还提供了一种利用上述装置将合成气制备芳烃的方法，包括如下步骤：

(1)将合成烃类催化剂与芳构化催化剂都预装在芳构化反应器1的第一催化剂装填区1a,将合成气预热后从芳构化反应器1下段的第一气体进口2通入，将芳构化催化剂经过第一横向多孔分布板3，吹到第二催化剂装填区1b，合成气主要在第一催化剂装填区1a与合成烃类的催化剂接触生成各种烃类，经过第一横向多孔分布板3，进入第二催化剂装填区1b；