[发明专利]在含要求温度控制的流化床反应器内转化甲醇的方法

说明书

本发明涉及一种在含要求温度控制的流化床反应器内转化甲醇的方法，主要解决现有技术中低碳烯烃收率较低的问题。所述方法包括含甲醇的原料进入流化床反应器，与催化剂接触，在有效条件下生成包括乙烯、丙烯的产品；其特征在于，所述流化床反应器内甲醇浓度大于0.01％的区域内的温度差小于20℃。所述方法可用于低碳烯烃的工业生产中。

技术领域

本发明涉及一种在含要求温度控制的流化床反应器内转化甲醇的方法。

背景技术

低碳烯烃，即乙烯和丙烯，是现代石化和化学工业中的必要基础材料。近年来，人们致力于寻找非石油源，用于获得满足对这些轻烯烃物质的需求。现有技术关注的焦点大部分集中在使用烃含氧物，特别是甲醇作为必要可替代原料主要来源的可能性。在甲醇到烯烃的转化过程中，硅铝磷酸盐分子筛，特别是SAPO-34分子筛表现出相对高的乙烯和丙烯的产物选择性，对链烷烃和C4及其以上烯烃表现出较低的选择性。

文献CN1404462A公布了一种含氧化合物至烯烃的转化反应的操作方法以提供大量的主烯烃。通过在要求的重时空速和含氧化合物分压的参数内操作提供所述产品。操作所述反应在至少0.5的含氧化合物比例指数下供应含氧化合物，并控制重时空速和供入所述反应器的含氧化合物的摩尔流量以保持至少0.1psia^-1hr^-1的分压-速度补偿因子，可保持至少45％(重)的主烯烃选择性。

文献CN1723262A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。该方法中低碳烯烃碳基收率一般均在75～80％之间。

文献CN101270020B公开了甲醇生产低碳烯烃的方法，包括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。

然而，随着市场上对乙烯、丙烯需求量的不断增加，如何通过优化反应条件提高双烯收率，始终是本领域追求的目标。

发明内容

本发明的发明人发现，在有甲醇存在的区域内，特别是甲醇未转化完全的区域内，控制温差在20℃以内至关重要，既能保证高的甲醇转化率，又能保证高的低碳烯烃选择性。

本发明的发明人发现，在有甲醇存在的区域内，特别是在甲醇浓度较大的区域内，例如密相区或快床区，控制温差更有利于获得高的低碳烯烃选择性。

本发明的发明人还发现，低积炭量催化剂与高积炭量催化剂的混合质量对于提高烯烃选择性至关重要。

本发明的发明人还发现，甲醇原料在不同积炭量催化剂上的反应性能差异巨大，尤其是甲醇在积炭量小于3重量％催化剂上反应时，低碳烯烃选择性大幅降低；但是要保证高的甲醇转化率，积炭量小于3重量％催化剂又是必不可少的。

本发明的发明人还发现，再生催化剂从再生器返回流化床反应器时，再生催化剂在反应器内的良好分布至关重要。这部分催化剂不但影响反应器内的平均积炭量，同时还影响反应器的温度分布。甲醇原料与这股高温、高活性再生催化剂接触，烯烃选择性会大幅降低；这股再生催化剂如果分布不均匀，会影响反应器内温度不均，同样会影响烯烃选择性。

本发明基于这些发现而完成。

具体而言，本发明涉及以下方面的内容：

1、一种在含要求温度控制的流化床反应器内转化甲醇的方法，包括含甲醇的原料进入流化床反应器，与催化剂接触，在有效条件下生成包括乙烯、丙烯的产品；其中，所述流化床反应器内甲醇浓度大于0.01重量％(优选大于0.1重量％)的区域内的温度差小于20℃。