[发明专利]一种利用氧气和二氧化碳的混合气再生甲醇制烯烃催化剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用氧气和二氧化碳的混合气再生甲醇制烯烃催化剂的方法。

背景技术

随着石化资源的日渐枯竭，以煤为原料制备化学品的工艺备受关注，其中煤经甲醇制烯烃的工艺也受到广泛关注，并已经取得非常好的经济效益和社会效益。工业上甲醇制烯烃采用SAPO类催化剂，采用流化床工艺过程，反应一段时间后，反应器内积碳的催化剂需要进行烧炭再生，以恢复催化剂的活性和选择性。在现有技术中，甲醇制烯烃催化剂的再生过程采用氮气与空气或水蒸汽与空气的混合气作为再生进料气体，通过调节再生进料气中氮气或者水蒸汽的量，防止再生过程出现“飞温”或者“尾燃”现象。但是，采用这种方法，高温水蒸汽会导致催化剂活性组分骨架脱铝，进而破坏催化剂的结构和性能；另一方面，再生进料气中含有氮气，再生反应过程中会产生NO_x，即一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO₂)的混合气，生成的NO_x如果吸附在催化剂的表面，并且被循环使用的再生后催化剂带入反应系统，这部分NO_x有可能被带入下游的烯烃分离工段。烯烃分离工段的操作温度低，NO_x发生不正常累计，极易造成爆炸等危险。此外。催化剂再生过程中NO_x的排放问题也备受人们关注，NO_x不仅是形成酸雨和光化学烟雾的主要成分，而且是再生系统产生硝脆，出现裂纹的主要原因。所以本发明采用二氧化碳和氧气作为再生气也避免了NO_x问题的出现。提高了生产操作的安全性。

分子筛工业催化剂的再生技术正沿着多系列、高效益、更环保之三位一体的方向迅速发展，用二氧化碳和氧气的混合气做为再生气不仅循环利用了二氧化碳气体，而且还有利于二氧化碳的收集和综合利用。这正符合了我国的环保政策。

发明内容

本发明提供了一种利用二氧化碳和氧气的混合气再生甲醇制烯烃催化剂的方法，采用二氧化碳和氧气作为再生气，通过调节二氧化碳和氧气的体积比，以及再生操作的温度，可以控制催化剂表面上和孔道内积碳残留的数量，进而控制再生后催化剂性能。另一方面，本发明也是为了避免采用水蒸汽和空气作为再生气时产生的由于温度过高催化剂与水蒸汽接触导致的骨架脱铝现象的产生，也可以避免采用氮气和氧气做再生气再生甲醇制烯烃催化剂时NO_x气的产生。

本发明提供了一种利用二氧化碳和氧气的混合气再生甲醇制烯烃催化剂的方法，该方法具体步骤如下：

(1)将甲醇制烯烃过程中失活的催化剂装填到反应器中，向反应器内通入二氧化碳吹扫10分钟。

(2)设置反应器加热炉的温度，待温度升至200℃时，将二氧化碳切换成不同体积的二氧化碳和氧气的混合气，开始烧炭反应，当温度升到450℃以上时，根据不同烧炭要求，在再生温度下恒温若干小时。待程序升温结束停止烧炭。

所述的方法，催化剂为甲醇制烯烃催化剂，反应体系为甲醇制烯烃反应，包括甲醇制乙烯、丙烯和丁稀等烯烃混合烯烃的反应，甲醇制丙烯的反应，甲醇制乙烯和丙烯的反应。

所用的二氧化碳可以用甲醇制烯烃反应体系所用的催化剂的再生过程中产生的经脱出水蒸汽后的混合气代替，该混合气以二氧化碳为主，含有部分氧气和一氧化碳，其中V(O₂)＝(1％-15％)、V(CO、)＝(10％-25％)、其余为二氧化碳；也可以是提纯后的二氧化碳，提纯的二氧化碳可以为压缩二氧化碳、干冰、液态二氧化碳中的一种。

所述的步骤3中再生气体积比为V(CO₂)∶V(O₂)∶V(其他气体)＝(0％-80％)∶(10％-100％)∶(0％-10％)。优选V(CO₂)∶V(O₂)∶V(CO)＝(20％-50％)∶(40％-80％)∶(0％-10％)。

所述的步骤3中的再生温度为450℃-800℃。优选450℃～600℃

所述的方法中再生的过程可以在再生器内再生或者流化床反应器内原位再生。

所述的含有二氧化碳和氧气做再生气中包括的二氧化碳气体也可以作为输送催化剂的输送气和助流化气。