[发明专利]MTO催化剂再生及烟气回收装置及方法

说明书

本发明提供了一种MTO催化剂再生及烟气回收的装置及方法。该装置包括含氧气体供应装置、再生器、净化装置、洗涤装置和气体分离装置。含氧气体供应装置设置有含氧气体供应口，再生器设置有含氧气体入口，含氧气体入口与含氧气体供应口相连通；净化装置设置有净化装置入口，且净化装置入口与烟气出口相连通；洗涤装置设置有初次净化气入口和净化气出口，且初次净化气入口与初次净化气出口相连通；以及气体分离装置设置有净化气入口，净化气入口与净化气出口相连通。使用上述装置对待再生的催化剂进行再生及烟气回收的方法具有再生烟气量低、操作简单、成本低以及适合工业化等特点。

技术领域

本发明涉及甲醇制烯烃领域，具体而言，涉及一种MTO催化剂再生及烟气回收装置及方法。

背景技术

乙烯和丙烯是石油化工工业的基础原料，过去的工艺是通过烃类裂解或催化裂解获得。在全球石油供应日趋紧张的情况下，人们开发了用含氧化合物，特别是以甲醇、乙醇，为原料生产低碳烯烃的工艺(即MTO工艺)。醇类可以用通过天然气或煤炭的合成气制得，这有利于避免使用石油资源。

在MTO工艺中，随着含氧化合物原料与催化剂接触，焦炭(含碳物质)容易在催化剂上聚集，这会导致上述催化剂活性变差或完全失活，因而需要对催化剂进行再生以去除上述焦炭。

目前，MTO催化剂再生采用主风(空气)将20～30％焦炭热量以不完全再生方式转移到烟气中，生成的烟气再进入CO焚烧炉燃烧，燃烧烟气热量用于产生蒸汽，排出烟气降温至200～300℃左右，排入大气。在上述再生过程中由于MTO催化剂在再生装置中的停留时间较长，因而使得MTO催化剂的磨损较大。同时空气烧焦后的烟气中含有N₂和CO，由于氮气的存在使得上述烟气中的CO无法得到回收利用，从而造成了资源浪费。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种MTO催化剂再生及烟气回收的装置及方法，以解决现有MTO催化剂再生过程中存在MTO催化剂的磨损较大以及烟气中的CO无法回收利用的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面提供了一种MTO催化剂再生装置，该装置包括：含氧气体供应装置、再生器、净化装置、洗涤装置和气体分离装置。含氧气体供应装置设置有含氧气体供应口，含氧气体为氧气，或氧气与二氧化碳和/或水蒸气的混合气体；再生器设置有待再生的催化剂入口、含氧气体入口、第一再生催化剂出口和烟气出口，含氧气体入口与含氧气体供应口相连通；净化装置设置有净化装置入口、第二再生催化剂出口和初次净化气出口，且净化装置入口与烟气出口相连通；洗涤装置设置有初次净化气入口和净化气出口，且初次净化气入口与初次净化气出口相连通；以及气体分离装置设置有净化气入口、二氧化碳出口和一氧化碳出口，净化气入口与净化气出口相连通。

进一步地，MTO催化剂再生装置还包括余热回收装置，余热回收装置设置在烟气出口与净化装置入口之间流路上。

进一步地，第一再生催化剂出口与MTO反应器的催化剂入口相连通，和/或第二再生催化剂入口与MTO反应器的催化剂入口相连通；优选地，一氧化碳出口与2-丙基庚醇制备装置相连通。

进一步地，二氧化碳出口与含氧气体供应装置的入口端相连通。

进一步地，再生器为依次串联的n个，各再生器上均设置有待再生的催化剂入口、含氧气体入口、第一再生催化剂出口和烟气出口；其中，n≥2，且按照物料流动顺序，第n-1个再生器上的烟气出口与第n个再生器上的待再生的催化剂入口相连通，第n个再生器上的烟气出口与净化装置入口相连通，且各再生器的含氧气体入口均与含氧气体供应口相连通。

进一步地，净化装置包括：过滤装置和多级旋风分离装置。过滤装置设置有净化装置入口和过滤器出口；以及多级旋风分离装置设置有多级旋风分离装置入口、第二再生催化剂出口和初次净化气出口；且过滤器出口与多级旋风分离装置入口相连通。

进一步地，气体分离装置为二氧化碳吸收塔；优选地，再生器为流化床再生器。