[发明专利]提高低碳烯烃收率的反应装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高低碳烯烃收率的反应装置。

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，提供一种新的提高低碳烯烃收率的反应装置。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：一种提高低碳烯烃收率的反应装置，主要包括快速床反应区2、第二密相床反应区8、提升立管7、外取热器14，快速床反应区2底部设有原料进料管线1，顶部设有分布板3，分布板3上部为第二密相床反应区8，第二密相床反应区8上部为沉降区9，下部开有催化剂出口，分别与待生斜管4、循环斜管5、外取热器14相连，循环斜管5出口与快速床反应区2相连，沉降区9顶部开有产品气出口11，提升立管7出口端位于快速床反应区2内，入口端与原料管线12相连，再生斜管6与提升立管7底部相连。

上述技术方案中，所述提升立管7出口端位于快速床反应区2的1/4～3/4反应区高度处；所述分布板3开孔率为20～70%；所述沉降区9内设有旋风分离器20；所述待生斜管4和再生斜管6上设有滑阀，控制催化剂流量；所述外取热器14下斜管上设有滑阀，控制催化剂流量；所述第二密相床反应区8底部设有进料管线17；所述原料为甲醇，催化剂包括SAPO-34分子筛；所述外取热器14内设有冷却介质管线18；所述循环斜管5上设有滑阀，控制催化剂流量，循环斜管5出口与快速床反应区2底部相连。

本发明中，提升立管7的原料进料中包括碳四烃和未转化的甲醇、生成的二甲醚，碳四烃中的烯烃质量含量大于75%；催化剂为硅铝磷分子筛，包括SAPO-34；所述快速流化床反应区2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1～3米/秒；所述再生催化剂平均积碳量质量分数为0.01～0.5%，再生催化剂温度为550-700℃；所述待生催化剂至少分为三部分，30-50%返回快速流化床反应区2，20-40%经外取热器返回快速流化床反应区2，10-50%进入再生器再生。