[发明专利]甲醇或二甲醚转化过程中提高低碳烯烃选择性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种甲醇或二甲醚转化过程中提高低碳烯烃选择性的方法。

技术背景

低碳烯烃，这里定义为乙烯和丙烯，是两种重要的基础化工原料，其需求在不断增加。乙烯、丙烯传统上主要是通过石油路线制得，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能源转化技术，如含氧化合物转化制烯烃(OTO)的工艺，含氧化合物包括甲醇、乙醇、二甲醚、甲乙醚、碳酸二甲酯等。有许多技术可用来生产含氧化合物，原料包括煤、天然气、生物质等。其中，甲醇是大宗的基础化学品之一，是生产低碳烯烃的优选氧化物，一般由氢气、CO和/或CO₂在多相催化剂存在下在甲醇合成反应器内进行催化反应生产而来，例如使用铜/锌氧化物催化剂在管式反应器内成产甲醇。

US6166282中公布了一种氧化物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。

在甲醇向低碳烯烃的转化过程中，会因为副反应生成不期望得到的副产物，特别是不期望得到一些C₁物质。本发明中所述的C₁物质主要是指CH₄、CO、CO₂。其中，CO主要来源于甲醇的分解，同时有氢气的产生，CO₂主要是由CO通过水煤气变换反应而来，而甲烷除了在甲氧基生成过程中附带生成的那部分外，其它也来自于甲醇的分解。这些C₁副产物的生成，除了需要增加将副产物从所期望的烯烃中分离的投资外，还大大降低了甲醇分子中碳基的有效利用率，进而降低了低碳烯烃的选择性，因此，希望能尽量减少这些副产物的生成，提高低碳烯烃的选择性。

JP01090136涉及一种通过将反应器金属表面硫化来避免甲醇的分解的方法，该方法包括在催化剂存在条件下于450℃以上将甲醇在由铁和/或镍或不锈钢制成的管式反应器内进行反应，反应器内壁用诸如二硫化碳、二硫化氢或二甲基硫醚的化合物进行硫化，还可将硫化物加入到进料中。这种方法不可避免的会带入一些杂质，需要从产物中分离出去。

CN1662477通过设计一种喷嘴进料系统，并采用绝热夹套或冷却体系的方法控制进料体系的温度，从而达到控制甲醇进料中分解的程度。但该方法并没有涉及到甲醇在反应器内分解的问题。

上述文献中所述方法虽然可在一定程度上减少甲醇分解的几率，但均没有涉及到甲醇的热分解问题，因此均存在低碳烯烃选择性较低的问题。需要一种方法可以进一步降低C₁副产物的生成，提高低碳烯烃的选择性。

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低碳烯烃选择性较低的问题，提供一种新的提高低碳烯烃选择性的方法。该方法用于甲醇或二甲醚转化生产低碳烯烃的工业生产中，具有C₁副产物选择性低、低碳烯烃选择性较高的优点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种在甲醇或二甲醚转化过程中提高低碳烯烃选择性的方法，包括以下步骤：a)以甲醇或甲醇和二甲醚的混合物为原料，原料从第一流化床反应器底部进入反应区，与催化剂接触反应生成含乙烯、丙烯的流出物1，经分离得到乙烯、丙烯；b)待再生的催化剂进入第二流化床反应器下部，与甲醇原料接触反应生成含二甲醚的物流2，物流2返回到第一流化床反应器进料，反应后的待生催化剂进入再生器下部再生区进行再生；c)再生后的催化剂返回第一流化床反应器下部反应区。