[发明专利]一种烯烃转化装置的开工方法

说明书

技术领域

本发明属于一种烯烃转化装置的开工方法，涉及甲醇、二甲醚等有机氧化物制取烯烃(如MTO、MTP)的装置。

背景技术

轻烯烃在这里定义为乙烯、丙烯、丁烯及其混合物，是生产多种重要的化学品和聚合物的原料。轻烯烃典型地是通过石油原料裂解生产的，由于竞争性石油原料的有限供给，并且国际价格日趋高涨，从石油原料生产轻烯烃显得越来越不经济，生产成本也增加较快，为此，基于替代原料生产轻烯烃技术的开发显得日益迫切，并发挥越来越重要的作用。

用于生产轻烯烃的重要替代原料是含氧化合物，如醇，尤其是甲醇和乙醇，二甲醚、甲乙醚、二乙醚、碳酸二甲酯和甲酸甲酯等。这些含氧化合物很多种可以通过发酵来生产，或者衍生自生物质原料、天然气、石油液体，还包括由煤、回收塑料、城市废弃物或含有任何有机材料等在内的含碳材料的合成气来生产。由于来源广泛，醇、醇衍生物和其它含氧化合物等非石油原料作为烯烃生产，具有广阔的经济前景。

含氧化合物烯烃转化工艺是以含氧化合物为原料，与专门的硅铝磷酸盐(SAPO)分子筛催化剂相接触，应用流化技术，在合适的反应工艺条件下，包括温度、压力、床层空速及其表观线速、催化剂积碳量、反应(停留)时间及实施各因素相互之间的控制方法等，发生转化反应，以制取低碳烯烃等的工艺方法。与成熟的催化裂化工艺相类似，转化反应和催化剂烧焦再生连续进行，反应器不断补充再生后的催化剂，维持催化剂活性和产品选择性稳定，使转化反应平稳进行。

现有催化裂化装置开工过程是：

1)反应器、再生器系统内的催化剂均从再生器加入，在加剂初期，依靠辅助燃烧室加热空气来使加入的催化剂升温，辅助燃烧室加热空气的最高温度一般不超过780℃；当再生器内初装的催化剂料位达到淹没燃烧油喷嘴时，并且温度高于300-350℃时，喷入燃烧油，依靠燃烧油加热催化剂，升温速度加快。

2)当再生器内催化剂装至一定料位，温度达到500℃以上时，向反应器转剂。

3)第一次转剂完成后，关闭滑阀，再生器继续加剂，升温。

4)当再生器催化剂料位、温度达到指标后，打开滑阀，进行第二次转剂。由于再生器空间比反应器空间大很多，只需要一、二次转剂，就能建立再生器-反应器之间的催化剂循环。两次转剂的时间间隔应尽量短，因为转入反应器的热催化剂依靠蒸汽流化，温度在慢慢降低，不能引起催化剂“和泥”。

5)任何装置的开工过程都是相对的不稳定过程，会引起系统催化剂的跑损，因此，这个过程进行得越快越好。一般的，对于催化裂化装置，装置自加剂开始至达到进料条件(即催化剂料位和温度达到指标要求)，需要4-8小时即可完成。与重质油品催化裂化装置不同，在烯烃转化装置中，含氧化合物烯烃转化产品气除了乙烯、丙烯等低碳烯烃外，还副产大量的水和少量的C₄及有机氧化物，其中乙烯、丙烯约占23v％，水占72v％，气体量大，气体产品平均分子量小，产品气的体积流量大；相应地，对于再生器系统，1)氧化物烯烃转化生焦率低，只有重质油品催化裂化的1/3-1/4；2)转化反应要求再生催化剂需含有1-2wt％的定碳，再生烟气含有CO，耗风指标低，因此，总再生烟气量小。举例来说，180万吨/年甲醇制烯烃(MTO)装置，反应器在0.20-0.40MPa(a)、450-550℃的反应条件下，出反应器的产品气体积流量为64.297m³/s；再生器0.15MPa(g)，680℃的条件下，出再生器烟气体积流量为23.11m³/s，反应器产品气量接近于3倍的再生烟气量，因此，烯烃转化反应决定了大反应、小再生，反应器远比再生器大。而对于催化裂化装置，再生烟气体积流量是反应油气体积流量的2.4倍，再生器远比反应器大。

综上所述，由于烯烃转化装置与重油催化裂化装置有如下不同的工艺特点，因而需要采取不同的开工方法：

1)两器体积相差悬殊，反应器远大于再生器，与催化裂化装置完全相反；

2)生焦量少，决定了烯烃转化装置的再生系统，包括再生器、主风机、辅助燃烧室等相配套的设备均较小，大大降低了开工加剂与升温速度。

3)正常操作时，转化反应两器之间的催化剂循环量小，设置的斜管与滑阀也较小，满足不了开工时如同催化裂化装置开工通过再生器向反应器转剂的要求。