[发明专利]一种合成气制备芳烃的两段流化床反应器及方法

权利要求书

1.一种合成气制备芳烃的两段流化床反应器，其特点在于，包括用横向多孔板把流化床反应器从轴向上分为上下两个区，在两个区域内均设置换热管，且两个区内的换热管相连通；下方区域为较低温度的甲醇合成催化剂区，上方区域为较高温度的甲醇芳构化催化剂区；并在两个区的下部分别设有气体进口，在上方区域的顶部设有气体出口。

2.根据权利要求1所述的一种合成气制备芳烃的两段流化床反应器,其特征在于，所述上方区域的直径是下方区域的直径1-3倍。

3.一种利用权利要求1所述流化床反应器用合成气制备芳烃的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将甲醇合成催化剂制成粒径为150-450微米，密度为600-1200kg/m³的流态化催化剂，将甲醇芳构化催化剂制成粒径为15-80微米，密度为400-850kg/m³的流态化催化剂，将两种催化剂均装填在流化床反应器的下方区域；

(2)将流化床反应器的下方区域预热至200-300℃，通入CO与氢气的合成气，控制压力为1-5MPa，气速为0.3-0.5m/s,将下方区域中的甲醇芳构化催化剂吹至上方区域中；

(3)向下方区域的换热器中通入冷却水，通过冷却水的汽化，将下方区域温度控制在200-300℃；下方区域的换热器中的饱和蒸汽进入上方区域的换热器，控制上方区域的温度在300-500℃,饱和蒸汽变为过饱和蒸汽后，出上方区域的换热器；

(4)合成气经过下方区域的甲醇合成催化剂区，生成甲醇；甲醇在上方区域的甲醇芳构化催化剂区生成芳烃与轻烃以及水，与未反应的合成气一起出流化床反应器；

(5)将出流化床反应器的气体经过换热，冷却后，将水、芳烃、轻烃与合成气依次分离，轻烃中C3-C6组分循环回流化床反应器的上方区域继续反应；合成气循环回流化床反应器的下方区域继续反应。

4.根据权利要求3所述的一种用合成气制备芳烃的方法，其特征在于，所述的甲醇合成催化剂的主要活性成分为Cu、Zn、Cr、Fe、Co和Ni中的一种或多种，载体为三氧化二铝、氧化锆、氧化硅中的一种或多种，活性成分占甲醇合成催化剂总质量的质量分数为1-30％,其余为载体。

5.根据权利要求3所述的一种用合成气制备芳烃的方法，其特征在于，所述的甲醇芳构化催化剂为金属或金属氧化物-分子筛+载体三功能催化剂，金属或金属氧化物为Cu、Zn、Cr、Fe、Co、Ni、ZnO、Ga₂O₃、Fe₂O₃和MoO₃中的一种或多种，分子筛为ZSM-5、Y分子型和β分子筛中的一种或多种，载体为三氧化二铝、高岭土和氧化硅中的一种或多种；其中：分子筛占甲醇芳构化催化剂总质量的质量分数为20-40％,载体占甲醇芳构化催化剂总质量的质量分数为20-60％，金属或金属氧化物占甲醇芳构化催化剂总质量的质量分数为1-15％。

6.根据权利要求3所述的一种用合成气制备芳烃的方法，其特征在于，步骤(5)所述的换热方法为冷却水的自然蒸发法，根据出上方区域换热器的蒸汽的质量，向下方区域换热器补加同样质量的冷却水。

7.根据权利要求3所述的一种用合成气制备芳烃的方法，其特征在于，所述下方区域和上方区域装填的催化剂的高度分别是此区域反应器直径的0.5-3倍。