[发明专利]甲醇催化转化增产乙烯丙烯的反应装置及方法

说明书

本发明涉及一种甲醇催化转化增产乙烯和丙烯的反应装置及方法，本发明的装置包括预快床反应区(1)、提升区(3)、提升区(4)和二密床(2)；预提升区(3)的上部出口与所述快床反应区(1)的下部入口相连，所述提升区(4)的下部入口与所述快床反应区(1)的上部出口相连，所述二密床(2)设置于所述提升区(4)的外部，并且所述提升区(4)与所述快床反应区(1)的相连处位于所述二密床(2)内。本发明的方法包括副产物原料进入预提升区和再生催化剂接触反应，甲醇原料进入快床反应区和待生催化剂和半待生催化剂接触反应。采用本发明的技术方案，较好地解决了现有技术中乙烯和丙烯选择性低的问题，可用于MTO工业生产中。

技术领域

本发明涉及一种甲醇催化转化增产乙烯丙烯的反应装置，以及采用该装置进行甲醇催化转化增产乙烯丙烯的方法。

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。替代原料转化制乙烯、丙烯的技术受到越来越多的重视。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。因此，近年来，甲醇转化制烯烃(MTO)的工艺得到很大的发展，已有多家技术实现了工业应用，相关专利较多。

CN102464534B和CN102372538A公布了分区的甲醇转化制低碳烯烃的方法，甲醇分别进入下部的预混区或催化剂混合管和上部的主反应区进行反应。CN102276398A公布的方法中，液态甲醇进入初始接触区和待生催化剂进行换热，再上行进入主反应区反应生成乙烯、丙烯。上述专利，因为预混区、催化剂混合管、初始接触区内的催化剂碳含量、温度、催化剂密度、停留时间等反应条件不适合甲醇转化，会增加甲烷、氢气、丙烷、二甲醚等副产物的生成，造成甲醇的碳基损失，双烯选择性较低。本发明针对性的解决了该问题。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的乙烯丙烯选择性低的技术问题，提供了一种甲醇催化转化增产乙烯丙烯的反应装置及方法。本发明的装置和方法具有乙烯丙烯选择性高的优点，可用于MTO工业生产中。

本发明一方面提供了一种甲醇催化转化增产乙烯丙烯的反应装置，包括预提升区(3)、快床反应区(1)、提升区(4)和二密床(2)；预提升区(3)的上部出口与所述快床反应区(1)的下部入口相连，所述提升区(4)的下部入口与所述快床反应区(1)的上部出口相连，所述二密床(2)设置于所述提升区(4)的外部，并且所述提升区(4)与所述快床反应区(1)的相连处位于所述二密床(2)内。

根据本发明的优选实施方式，所述预提升区(3)和快床反应区(1)的直径之比为1:(2～5)，优选为1:(3～4)。

根据本发明的优选实施方式，所述预提升区(3)和快床反应区(1)的高度之比为1:(2～8)，优选为1:(3～6)，更有选为1:(4～5)。

根据本发明的一些实施方式，所述反应装置还包括外取热器(5)、待生斜管(7)、循环斜管(8)、再生斜管(9)、外取下斜管(10)、外取上斜管(11)、甲醇进料分布器(12)和副产物进料分布器(13)；其中，所述再生斜管(9)与所述预提升区(3)相连，所述循环斜管(8)分别与所述二密床(2)和所述预提升区(3)相连，所述待生斜管(7)和所述二密床(2)相连，所述外取热器(5)通过外取上斜管(11)和所述外取下斜管(10)分别与所述二密床(2)和所述快床反应区(1)相连；所述甲醇进料分布器(12)位于所述快床反应区(1)内部，且位于所述外取下斜管(10)和快床反应区(1)的连接处之下；所述副产物进料分布器(13)位于所述预提升区(3)内部，且位于所述再生斜管(9)和预提升区(3)的连接处之下。