[发明专利]甲醇或二甲醚转化制低碳烯烃的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种甲醇或二甲醚转化制低碳烯烃的方法。

技术背景

低碳烯烃，主要是乙烯和丙烯，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。

另外，本领域所公知的，要保证高的低碳烯烃选择性，SAPO-34催化剂上需要积上一定量的碳，而且MTO工艺的剂醇比很小，生焦率较低，要实现较大的、容易控制的催化剂循环量，就需要在再生区中将催化剂上的积炭量控制在一定水平，进而达到控制反应区内催化剂平均积炭量的目的。因此，MTO技术中如何将反应区内的催化剂平均积炭量控制在某一水平是关键。

US20060025646专利中涉及一种控制MTO反应器反应区中催化剂积炭量的方法，是将失活的催化剂一部分送入再生区烧炭，另一部分失活催化剂返回到反应区继续反应。

上述方法中会使得进入反应器内的两股催化剂之间的碳差很大，而含有较多碳的催化剂以及含有很少碳的催化剂都对低碳烯烃的选择性不利，存在产物选择性波动较大、目的产物选择性较低的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在的再生器内催化剂烧炭再生程度不好控制、反应器内催化剂平均积炭水平不好保证的问题，提供一种新的甲醇或二甲醚转化制低碳烯烃的方法。该方法用于低碳烯烃的生产中，具有再生器内催化剂烧炭再生程度方便控制、反应器内催化剂平均积炭水平更为合理、产品中低碳烯烃收率较高的优点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种甲醇或二甲醚转化制低碳烯烃的方法，以包括甲醇、二甲醚或其混合物为原料，以SAPO型分子筛为催化剂，原料通过反应装置与催化剂接触反应生成含乙烯、丙烯的流出物，其中反应装置主要包括反应器1、待生催化剂汽提器7、再生器9、再生催化剂沉降段11及再生催化剂汽提器12；反应器1下部开有进料口2，上部开有产物出口5，内部设有气固旋风分离器3，反应器沉降段4底部开有两个催化剂出口，一部分催化剂返回到反应器1下部，另一部分与待生催化剂汽提器7相连；汽提器7上部开有出料口，与反应器沉降段4相连，下部通过管线8与再生器9下部相连；再生器9下部开有再生介质进口15，上部与再生催化剂沉降段11相连；再生催化剂沉降段11内设旋风分离器，上部开有烟气出口10，下部与再生催化剂汽提器12相连，再生催化剂汽提器12下部开有催化剂出口13与反应器1下部相连，再生催化剂沉降段11侧下部还开有催化剂出口14与待生催化剂在再生器9下部相连，进入再生器9再生，其中再生器9为提升管。

上述技术方案中，优选方案为反应区内至少一个位置的气体表观速度至少大于0.9米/秒；所述SAPO型分子筛优选方案为SAPO-34分子筛；经再生器烧炭再生后的催化剂平均积炭量优选范围为小于6％重量；再生器内至少一个位置上的气体表观速度为3～12米/秒，优选范围为5～12米/秒；再生器内的温度为550～700℃之间，优选范围为600～650℃；再生器内的压力以表压计为0～1MPa，优选范围为0.1～0.3MPa；反应区的温度为350～600℃，优选范围为400～550℃，更优选范围为425～500℃；反应器内的压力以表压计为0～1MPa，优选范围为0.1～0.3MPa；原料重量空速为0.1～20小时^-1，优选范围为3～8小时^-1。