[发明专利]一种积碳催化剂再生并联产二氧化碳的方法

说明书

一种积碳催化剂再生并联产二氧化碳的方法，其特征在于，将所述积碳催化剂与含有氧气、水蒸气和二氧化碳的再生气接触，在催化剂再生过程中联产二氧化碳。本申请能产生的有益效果包括：本发明的再生方法中通过使用水蒸气作为再生气的组分可以起到吸收反应热量防止反应器飞温的作用；烟气处理方法简便；解决了甲醇制烯烃再生过程一氧化碳排放问题；本发明的富集方法通过分离能够得到高纯度二氧化碳，有利于二氧化碳的封存和利用。

技术领域

本申请涉及一种积碳催化剂再生并联产二氧化碳的方法，属于化工催化剂领域。

背景技术

乙烯和丙烯是重要的基础化工原料，需求量逐年增加。传统工艺中，乙烯和丙烯主要来源于石油化工。而石油资源的日益枯竭和价格波动剧烈，使得生产乙烯和丙烯的新技术得到了大力开发。其中以煤为源头经甲醇制取低碳烯烃的技术取得了重大突破，取得了非常好的经济效益和社会效益。工业上甲醇制烯烃采用包含反应器和再生器的循环流化床工艺，反应器内失活催化剂可以在再生器中迅速再生，保持催化剂的高活性。目前再生器中主要通过空气、氮气与空气、水蒸气与空气混合气等作为再生气体，对积碳催化剂进行再生。再生过程中积碳以二氧化碳的形式排放到大气中。二氧化碳作为主要的温室气体，其捕集、封装、利用受到了广泛的关注。以空气为再生气体时，烟气中的氮气浓度较高，而二氧化碳浓度较低，很难对二氧化碳进行捕集。

发明内容

本申请提供了一种积碳催化剂再生并联产二氧化碳的方法，在催化剂再生过程中联产二氧化碳，为碳的循环利用提供了新的方案。

本申请采用的技术方案如下：将所述积碳催化剂与含有氧气、水蒸气和二氧化碳的再生气接触，在催化剂再生过程中联产二氧化碳。

本申请中催化剂循环量、再生器催化剂藏量、催化剂再生前后积碳量不受限制，技术人员根据工艺要求进行调整，既可以消除催化剂积碳，又可以控制烟气组分中氧气、一氧化碳和二氧化碳的浓度，烟气经过进一步燃烧处理，将一氧化碳转化为二氧化碳，得到高浓度二氧化碳混合气。同时水蒸气和二氧化碳与积碳之间反应会吸收一部分热量，有利于防止再生器“飞温”。

优选地，本发明提供的方法包括一种甲醇和/或二甲醚制低碳烯烃并联产二氧化碳的方法，包括以下步骤：

a)将含有甲醇和/或二甲醚的原料气在反应器中与催化剂接触，得到含有低碳烯烃的物料I和积碳催化剂；分离所述物料I得到产物低碳烯烃；

b)将所述积碳催化剂输送至再生器，与含有氧气、水蒸气和二氧化碳的再生气接触，得到物料II；对所述物料II进行燃烧处理得到产物CO₂；

所述物料II中，二氧化碳的体积百分含量≥90。

优选地，所述再生气中，氧气含量为所需氧气量V的1.2～1.5倍，所述所需氧气量V由下式计算：

其中，

V为所需氧气量，是积炭转化为二氧化碳和水所消耗的氧气量，单位为立方米/小时；

W为催化剂的循环量，单位为吨/小时；

C为消除炭差量百分含量，即催化剂再生前积碳量与再生后积碳量之差；

R为所述积碳催化剂上积炭的碳氢比。

所述碳氢比通过积碳燃烧后色谱分析取得的气相产物中一氧化碳、二氧化碳和水的含量计算得到，由下式计算：

C_CO为再生烟气中一氧化碳的质量浓度；

C_CO2为再生烟气中二氧化碳的质量浓度；

C_H2O为再生烟气中水的质量浓度；