[发明专利]制备芳烃的流化床反应-再生方法

说明书

本发明涉及的一种制备芳烃流化床的反应‑再生方法，主要解决现有流化床工艺在用于芳烃生产时，存在催化剂的芳构化活性衰减快、催化剂消耗量大以及芳烃生产成本高的技术问题。本发明通过积碳催化剂不完全再生、再生催化剂上保留以催化剂重量百分比计0.11～1.5％wt积碳的技术方案，较好地解决了该问题，可用于流化床生产芳烃的工业应用。

本发明涉及一种制备芳烃的流化床反应-再生方法。

技术背景

芳烃(其中苯、甲苯和二甲苯分别称为B、T以及X，三者统称BTX)是重要的基本有机化工原料。芳烃主要来源于催化重整和蒸汽裂解副产裂解汽油(接近90％)—石油路线，来自煤炭路线的仅为10％左右。从能源分布来看，我国缺油、少气但是富煤，对外原油依赖度已经超过50％，这已威胁到国家能源安全。而且石油资源日趋枯竭，石油价格长期高位震荡，这使得以石油路线为主的能源化工面临前所未有的严峻挑战，因而开发代替石油路线生产芳烃的新技术势在必行。从资源丰富的煤基甲醇直接转化制取芳烃，对于缓解芳烃的短缺、提高甲醇下游产品的附加值、延长煤化工和天然气化工产业链，都具有战略性的意义。

中国专利CN1880288A等报道了以甲醇为原料，催化剂为负载Ga与La组分的ZSM-5分子筛为催化剂，在压力0.1-3.5MPA，反应温度380-500℃，甲醇体积空速为0.1-10.0h^-1，N₂空速为:120-800h^-1的反应条件下，液相产品中的芳烃含量达70％。

中国专利CN101204969报道了一种循环流化床甲醇制芳烃的装置，催化剂为Zn、Ag、Mo、Pt、Au等金属修饰的含硅、铝以及磷组分分子筛催化剂，BTX的选择性仅为40％左右。

中国专利CN101550051B报道了一种提高甲醇芳构化催化剂选择性的工艺与催化剂方法，该专利披露在反应压力0.1～0.5Mpa，反应温度350～500℃，原料体积空速0.1～10h^-1以及N2的体积空速为120～800h^-1的条件下，芳烃的选择性55～70％。

研究表明，通常在450℃以上，通过工艺参数的调节，如氧气含量、停留时间以及再生时间等，积碳催化剂可实现完全再生。再生温度低于450℃，则积碳催化剂上的碳很难再生干净。积碳催化剂再生后的碳含量为零，为理论上意义上的完全再生。但实际上，由于实验检测条件限制(如检测气氛或设备释放的微量的CO₂的污染等)以及仪器的检测误差，通常再生催化剂上的积碳含量小于0.1％即可视为完全再生。再生温度，是影响积碳催化剂的碳是否再生完全或再生干净的最重要的参数。

再生温度，也是影响催化剂水热稳定性最重要的工艺参数。提高再生温度，虽然可以缩短催化剂的再生时间，但是，高温下，催化剂的水热脱铝速率也会显著增加。硅铝分子筛为芳构化催化剂的关键活性组分。在高温再生条件下，积碳催化剂的再生所释放出水蒸汽，是导致分子筛发生水热骨架脱铝、发生永久性水热的失活最重要的原因。研究表明，较高的再生温度，催化剂的水热失活速率很快。为了弥补催化剂活性的下降，将不得不加大新鲜的补加量与补加速率，从而导致催化剂的消耗量大、芳烃生产的成本增加。

专利CN105913454A报道一种催化剂的反应再生工艺，再生催化剂最终的碳含量小于0.1％。为了保证工业催化剂快速完全再生，再生温度通常需要超过650℃，并且催化剂再生时间明显有所增加。因此，高温长时间再生，将导致催化剂水热脱铝的加剧，催化剂活性衰减加剧。

综上所述，现有流化床芳构化反应-再生过程中，存在芳构化活性衰减快、催化剂消耗量大以及芳烃生产成本高的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的是现有流化床芳构化催化剂芳构化活性衰减快、催化剂消耗量大及芳烃生产成本高、再生条件苛刻的技术问题。本发明提出一种新的制备芳烃的流化床反应-再生方法，该方法用于流化床芳构化催化剂再生时，具有催化剂活性衰减慢、催化剂消耗量小以及芳烃生产成本低、再生条件不苛刻的优点。