[发明专利]向甲醇制烯烃反应-再生系统中补加催化剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种向甲醇制烯烃反应-再生系统中补加催化剂的方法。

技术背景

低碳烯烃，即乙烯和丙烯，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。

US6166282中公布了一种甲醇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。

在流化床反应-再生系统内，由于催化剂磨损，不可避免的会产生催化剂细粉，而随气流带出反应-再生系统，造成催化剂消耗，使得反应-再生系统内的催化剂藏量降低，需要补加催化剂，现有技术一般均采用将冷补加催化剂直接补加至高温再生区内，补加催化剂的温度一般与再生区的温度相差600℃以上，这么大的温差很容易造成催化剂的“热崩”，从而增加催化剂的跑损量。一般地，当补加催化剂的温度与再生区的温度相差600℃以上时，可使催化剂单耗提高20％以上。因此，需要一种新的补加催化剂的方法，以降低补加催化剂与再生区的温差，降低催化剂单耗。本发明有针对性的解决了该问题。

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补加催化剂时导致催化剂跑损较多的问题，提供一种新的向甲醇制烯烃反应-再生系统中补加催化剂的方法。该方法用于低碳烯烃的生产中，具有补加催化剂环境较温和、催化剂跑损较少的优点。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：一种向甲醇制烯烃反应-再生系统中补加催化剂的方法，主要包括以下步骤：(1)提供一种催化剂再生装置，主要包括再生区、沉降区、外取热器和催化剂输送管路；(2)当需要向所述反应-再生系统中补加催化剂时，将补加催化剂补加至再生装置的外取热器中。

上述技术方案中，所述催化剂包括选自SAPO-34或ZSM-5分子筛中的至少一种；所述再生区为流化床；所述补加催化剂通过氮气或空气输送至外取热器；当所述反应-再生系统内催化剂藏量或活性低于要求后，向所述系统补加催化剂，可间歇或连续操作；采用小型加剂线向外取热器中补加催化剂；所述补加催化剂包括跑损的催化剂或新鲜催化剂；所述外取热器的流化介质为氮气或空气中的至少一种；所述再生区的再生介质为空气；所述外取热器内的气相物质返回所述沉降区。

本发明中，催化剂单耗(千克/吨)＝消耗的催化剂量(千克)/转化的原料量(吨)。所述消耗的催化剂量是指反应器和再生器跑损的催化剂总量。