[发明专利]转化甲醇为低碳烯烃的反应装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种转化甲醇为低碳烯烃的反应装置。

背景技术

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。

US 6166282 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。但该方法中低碳烯烃碳基收率一般均在77%左右，存在低碳烯烃收率较低的问题。

CN 1723262 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。该方法中低碳烯烃碳基收率一般均在75～80%之间，同样存在低碳烯烃收率较低的问题。

现有技术均存在低碳烯烃收率较低的问题，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低碳烯烃收率较低的问题，提供一种新的转化甲醇为低碳烯烃的反应装置。该装置用于低碳烯烃的生产中，具有低碳烯烃收率较高的优点。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：一种转化甲醇为低碳烯烃的反应装置，主要包括甲醇转化反应区21、第一再生区10、第二再生区3、烃类裂解反应区20，甲醇转化反应区21上部为气固分离区9，气固分离区9通过待生斜管5与提升立管11相连，提升立管11出口端位于第一再生区10内，第一再生区10上部为沉降区13，下部开有催化剂出口，分别与甲醇转化反应区21、第二再生区3、烃类裂解反应区20相连，烃类裂解反应区20上部设有汽提区26和沉降区28，汽提区26下部开有催化剂出口与第二再生区3相连，第二再生区3出口端设有气固快速分离设备4，气固快速分离设备4出口与第一再生区10相通。

上述技术方案中，所述气固分离区9顶部开有产品气出口22，沉降区28顶部开有产品气出口30；所述甲醇转化反应区21为快速流化床，烃类裂解反应区20为提升管，第二再生区3为烧焦罐；所述提升立管11出口设有粗旋12；产品气出口22和产品气出口30合并后进入分离工段；所述沉降区13和沉降区28内部分别设有旋风分离器14和29；所述第二再生区3底部设有进料分布板2；所述提升立管11提升介质为空气或氮气；所述汽提区26的汽提介质为水蒸气；所述第一再生区10上部沉降区13顶部开有烟气出口15。

本发明中，催化剂包括SAPO-34分子筛；甲醇转化反应区21反应条件为：反应温度为400～500℃，反应压力以表压计为0.01～0.3MPa，气相线速为0.5～3米/秒；烃类裂解反应区20反应条件为：反应温度为550～650℃，反应压力以表压计为0.01～0.3MPa，气相线速为3～10米/秒；第一再生区10反应条件为：再生温度为550～700℃，气相线速为0.4～1米/秒；第二再生区3反应条件为：再生温度为580～670℃，气相线速为1～3米/秒；所述第一再生区10再生后的催化剂平均积碳量质量分数为0.01～0.5%；所述烃类包括C4烯烃，C4烯烃质量分数大于60%。