[发明专利]甲醇转化制烯烃的反应系统及其反应方法

说明书

本发明涉及一种甲醇转化制烯烃的反应系统及其反应方法，主要解决现有技术中烯烃收率低的问题。本发明通过甲醇原料进入流化床反应器下部和再生催化剂接触反应，得到富含烯烃的反应产物和待生催化剂，反应产物经旋风分离器进入后续分离系统，待生催化剂上行经流化床内反应器和催化剂分配器进入二密床；二密床内的部分待生催化剂经溢流管流出并下行经流化床反应器内环形通道进入流化床反应器下部，二密床内部分待生催化剂经待生斜管进入再生器再生得到再生催化剂；再生催化剂经再生斜管进入流化床反应器下部的技术方案，较好地解决了该问题，可用于烯烃工业生产中。

技术领域

本发明涉及一种甲醇转化制烯烃的反应系统及其反应方法。

背景技术

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中公布了一种甲醇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。经模拟计算，与传统的鼓泡流化床反应器相比，该快速流化床反应器内径及催化剂所需藏量均大大减少。

CN1723262中公布了带有中央催化剂回路的多级提升管反应装置用于氧化物转化为低碳烯烃工艺，该套装置包括多个提升管反应器、气固分离区、多个偏移元件等，每个提升管反应器各自具有注入催化剂的端口，汇集到设置的分离区，将催化剂与产品气分开。

目前MTO反应器包括鼓泡流化床、湍动流化床、快速流化床等流态化型式，仍然存在低碳烯烃选择性较低的问题。本专利有针对性的解决了该问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中烯烃收率低的技术问题，提供一种甲醇转化制烯烃的反应系统。该反应系统具有烯烃收率高的优点。

本发明所要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一相对应的反应方法。

为解决上述问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种甲醇转化制烯烃的反应系统，包括流化床反应器(1)、二密床(2)、流化床反应器内环形通道(3)、流化床内反应器(4)、溢流管(15)；其中：流化床反应器(1)和流化床内反应器(4)和二密床(2)同轴；二密床(2)和流化床内反应器(4)和流化床反应器内环形通道(3)和旋风分离器(6)均位于流化床反应器(1)内；待生斜管(13)和二密床(2)相连，再生斜管(12)和流化床反应器下部(17)相连；所述旋风分离器的料腿(7)在二密床(2)内；流化床内反应器(1)出口和催化剂分配器(8)相连。

上述技术方案中，优选地，所述催化剂分配器(8)催化剂出口为均匀分布的支管(16)组成，支管(16)开口垂直向下，相邻支管(16)的各自中心线间夹角α的范围为15°～90°。