專利名稱：甲醇制烯烴反應(yīng)過(guò)程中控制再生的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種甲醇制烯烴反應(yīng)過(guò)程中控制再生的方法。
背景技術(shù)：
低碳烯烴，即乙烯和丙烯，是兩種重要的基礎(chǔ)化工原料，其需求量在不斷增加。一般地，乙烯、丙烯是通過(guò)石油路線來(lái)生產(chǎn)，但由于石油資源有限的供應(yīng)量及較高的價(jià)格，由 石油資源生產(chǎn)乙烯、丙烯的成本不斷增加。近年來(lái)，人們開始大力發(fā)展替代原料轉(zhuǎn)化制乙 烯、丙烯的技術(shù)。其中，一類重要的用于低碳烯烴生產(chǎn)的替代原料是含氧化合物，例如醇類 (甲醇、乙醇)、醚類(二甲醚、甲乙醚)、酯類(碳酸二甲酯、甲酸甲酯)等，這些含氧化合物 可以通過(guò)煤、天然氣、生物質(zhì)等能源轉(zhuǎn)化而來(lái)。某些含氧化合物已經(jīng)可以達(dá)到較大規(guī)模的生 產(chǎn)，如甲醇，可以由煤或天然氣制得，工藝十分成熟，可以實(shí)現(xiàn)上百萬(wàn)噸級(jí)的生產(chǎn)規(guī)模。由于 含氧化合物來(lái)源的廣泛性，再加上轉(zhuǎn)化生成低碳烯烴工藝的經(jīng)濟(jì)性，所以由含氧化合物轉(zhuǎn) 化制烯烴(OTO)的工藝，特別是由甲醇轉(zhuǎn)化制烯烴(MTO)的工藝受到越來(lái)越多的重視。US4499327專利中對(duì)磷酸硅鋁分子篩催化劑應(yīng)用于甲醇轉(zhuǎn)化制烯烴工藝進(jìn)行了詳 細(xì)研究，認(rèn)為SAP0-34是MTO工藝的首選催化劑。SAP0-34催化劑具有很高的低碳烯烴選擇 性，而且活性也較高，可使甲醇轉(zhuǎn)化為低碳烯烴的反應(yīng)時(shí)間達(dá)到小于10秒的程度，更甚至 達(dá)到提升管的反應(yīng)時(shí)間范圍內(nèi)。US6166282中公布了一種甲醇轉(zhuǎn)化為低碳烯烴的技術(shù)和反應(yīng)器，采用快速流化床 反應(yīng)器，氣相在氣速較低的密相反應(yīng)區(qū)反應(yīng)完成后，上升到內(nèi)徑急速變小的快分區(qū)后，采用 特殊的氣固分離設(shè)備初步分離出大部分的夾帶催化劑。由于反應(yīng)后產(chǎn)物氣與催化劑快速分 離，有效的防止了二次反應(yīng)的發(fā)生。經(jīng)模擬計(jì)算，與傳統(tǒng)的鼓泡流化床反應(yīng)器相比，該快速 流化床反應(yīng)器內(nèi)徑及催化劑所需藏量均大大減少。CN1723262中公布了帶有中央催化劑回路的多級(jí)提升管反應(yīng)裝置用于氧化物轉(zhuǎn)化 為低碳烯烴工藝，該套裝置包括多個(gè)提升管反應(yīng)器、氣固分離區(qū)、多個(gè)偏移元件等，每個(gè)提 升管反應(yīng)器各自具有注入催化劑的端口，匯集到設(shè)置的分離區(qū)，將催化劑與產(chǎn)品氣分開。本領(lǐng)域所公知的，在甲醇轉(zhuǎn)化為低碳烯烴的過(guò)程中，催化劑上需要帶有一定量的 積炭，以保證較高的低碳烯烴收率。而所需的這部分積炭需要待生催化劑和再生催化劑的 混合來(lái)實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)有技術(shù)存在待生催化劑和再生催化劑積炭量之差較大的問題，使得混合催 化劑上的積炭量不均勻，使得低碳烯烴的收率降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中存在的低碳烯烴收率不高的問題，提供 一種新的甲醇制烯烴反應(yīng)過(guò)程中控制再生的方法。該方法用于低碳烯烴的生產(chǎn)中，具有低 碳烯烴收率較高的優(yōu)點(diǎn)。為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為含氧再生介質(zhì)進(jìn)入流 化床再生器，與包括2% 7%重量積炭的待生催化劑接觸，形成包括C0、C02的煙氣和包括 0. 5% 4. 5%重量積炭的再生催化劑；其中所述再生介質(zhì)中氧氣分壓為2. 5 40kPa。
上述技術(shù)方案中，所述催化劑包括硅鋁磷酸鹽分子篩；所述再生介質(zhì)為壓縮空氣； 所述硅鋁磷酸鹽分子篩選自SAP0-18、SAP0-34中的至少一種，優(yōu)選方案選自SAP0-34 ；通過(guò) 向再生介質(zhì)中添加稀釋組分以改變氧氣分壓；所述稀釋組分為來(lái)自合成氣生產(chǎn)工段的空分 裝置的富余氮?dú)饣蚪?jīng)余熱鍋爐燒掉CO后再經(jīng)除塵壓縮后的煙氣；所述待生催化劑與再生 催化劑的積炭量之差小于2. 5%重量。本發(fā)明所述的技術(shù)方案中，由于氧氣分壓的控制，實(shí)現(xiàn)再生器內(nèi)催化劑積炭的貧 氧再生，從而縮小了待生催化劑與再生催化劑的“碳差”，提高了待生催化劑和再生催化劑 混合后的積炭均勻性，提高了低碳烯烴的收率。另外，本發(fā)明的技術(shù)方案中，通過(guò)采用向再 生介質(zhì)中添加稀釋組分的方法，改變氧氣分壓，選取的稀釋組分簡(jiǎn)單易取，如經(jīng)過(guò)能量回收 的煙氣、在造氣工段的大型空分裝置富余的大量氮?dú)獾?，這些工業(yè)氣體的有效利用，大大提 高了低碳烯烴生產(chǎn)工藝的經(jīng)濟(jì)性。采用本發(fā)明的技術(shù)方案所述催化劑包括硅鋁磷酸鹽分子篩；所述再生介質(zhì)為壓 縮空氣；所述硅鋁磷酸鹽分子篩選自SAP0-18、SAP0-34中的至少一種；通過(guò)向再生介質(zhì)中 添加稀釋組分以改變氧氣分壓；所述稀釋組分為來(lái)自合成氣生產(chǎn)工段的空分裝置的富余氮 氣或經(jīng)余熱鍋爐燒掉CO后再經(jīng)除塵壓縮后的煙氣；所述待生催化劑與再生催化劑的積炭 量之差小于2. 5%重量，低碳烯烴收率最高可達(dá)到82. 57%重量，取得了較好的技術(shù)效果。下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述，但不僅限于本實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1在小型流化床反應(yīng)-再生循環(huán)裝置上，催化劑為SAP0-34，再生溫度為650°C，再生 介質(zhì)中包括氮?dú)夂脱鯕?，氧氣分壓?5kPa，待生催化劑的積炭量為5. 5%重量，再生催化 劑的積炭量為3. 7%重量，再生后的催化劑進(jìn)入反應(yīng)器與待生催化劑混合后與甲醇原料接 觸，反應(yīng)溫度為450°C，低碳烯烴收率為82. 57%重量。實(shí)施例2在小型流化床反應(yīng)-再生循環(huán)裝置上，催化劑為SAP0-34，再生溫度為650°C，再生 介質(zhì)中包括CO2、氮?dú)狻⒀鯕?，氧氣分壓?. 5kPa，待生催化劑的積炭量為2.0%重量，再生催 化劑的積炭量為0. 52%重量，再生后的催化劑進(jìn)入反應(yīng)器與待生催化劑混合后與甲醇原料 接觸，反應(yīng)溫度為450°C，低碳烯烴收率為80. 41%重量。實(shí)施例3在小型流化床反應(yīng)-再生循環(huán)裝置上，催化劑為SAP0-34，再生溫度為650°C，再生 介質(zhì)中包括氮?dú)夂脱鯕?，氧氣分壓?0kPa，待生催化劑的積炭量為7.0%重量，再生催化 劑的積炭量為4. 5%重量，再生后的催化劑進(jìn)入反應(yīng)器與待生催化劑混合后與甲醇原料接 觸，反應(yīng)溫度為450°C，低碳烯烴收率為81. 97%重量。實(shí)施例4在小型流化床反應(yīng)-再生循環(huán)裝置上，催化劑為SAP0-18，再生溫度為650°C，再生 介質(zhì)為壓縮空氣，氧氣分壓為25kPa，待生催化劑的積炭量為5. 5%重量，再生催化劑的積 炭量為3. 0%重量，再生后的催化劑進(jìn)入反應(yīng)器與待生催化劑混合后與甲醇原料接觸，反應(yīng) 溫度為450°C，低碳烯烴收率為81. 10%重量。
實(shí)施例5
在小型流化床反應(yīng)-再生循環(huán)裝置上，催化劑為SAP0-34，再生溫度為650°C，再生 介質(zhì)中包括氮?dú)夂脱鯕?，氧氣分壓?0kPa，待生催化劑的積炭量為7.0%重量，再生催化 劑的積炭量為4. 5%重量，再生后的催化劑進(jìn)入反應(yīng)器與待生催化劑混合后與甲醇原料接 觸，反應(yīng)溫度為450°C，低碳烯烴收率為81. 97%重量。比較例1
在小型流化床反應(yīng)-再生循環(huán)裝置上，催化劑為SAP0-34，再生溫度為650°C，再生 介質(zhì)為壓縮空氣，待生催化劑的積炭量為5. 5%重量，再生催化劑的積炭量為0. 重量， 再生后的催化劑進(jìn)入反應(yīng)器與待生催化劑混合后與甲醇原料接觸，反應(yīng)溫度為450°C，低碳 烯烴收率為79. 重量。顯然，采用本發(fā)明的方法，可以達(dá)到提高低碳烯烴收率的目的，具有較大的技術(shù)優(yōu) 勢(shì)，可用于低碳烯烴的工業(yè)生產(chǎn)中。
權(quán)利要求
一種甲醇制烯烴反應(yīng)過(guò)程中控制再生的方法，含氧再生介質(zhì)進(jìn)入流化床再生器，與包括2％～7％重量積炭的待生催化劑接觸，形成包括CO、CO2的煙氣和包括0.5％～4.5％重量積炭的再生催化劑；其中所述再生介質(zhì)中氧氣分壓為2.5～40kPa。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述甲醇制烯烴反應(yīng)過(guò)程中控制再生的方法，其特征在于所述催化 劑包括硅鋁磷酸鹽分子篩；所述再生介質(zhì)中包括氮?dú)?、氧氣?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求2所述甲醇制烯烴反應(yīng)過(guò)程中控制再生的方法，其特征在于所述硅鋁 磷酸鹽分子篩選自SAPO-18、SAPO-34中的至少一種；所述再生介質(zhì)為壓縮空氣。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述甲醇制烯烴反應(yīng)過(guò)程中控制再生的方法，其特征在于所述硅鋁 磷酸鹽分子篩選自SAPO-34。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述甲醇制烯烴反應(yīng)過(guò)程中控制再生的方法，其特征在于通過(guò)向再 生介質(zhì)中添加稀釋組分以改變氧氣分壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述甲醇制烯烴反應(yīng)過(guò)程中控制再生的方法，其特征在于所述稀釋 組分為來(lái)自合成氣生產(chǎn)工段的空分裝置的富余氮?dú)饣蚪?jīng)余熱鍋爐燒掉CO后再經(jīng)除塵壓縮 后的煙氣。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述甲醇制烯烴反應(yīng)過(guò)程中控制再生的方法，其特征在于所述待生 催化劑與再生催化劑的積炭量之差小于2. 5%重量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種甲醇制烯烴反應(yīng)過(guò)程中控制再生的方法，主要解決低碳烯烴生產(chǎn)過(guò)程中目的產(chǎn)物收率較低的問題。本發(fā)明通過(guò)采用含氧再生介質(zhì)進(jìn)入流化床再生器，與包括2％～7％重量積炭的待生催化劑接觸，形成包括CO、CO2的煙氣和包括0.5％～4.5％重量積炭的再生催化劑；其中所述再生介質(zhì)中氧氣分壓為2.5～40kPa的技術(shù)方案較好地解決了上述問題，可用于低碳烯烴的工業(yè)生產(chǎn)中。
文檔編號(hào)C07C1/20GK101811072SQ20091005689
公開日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2009年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月19日
發(fā)明者楊為民, 謝在庫(kù), 鐘思青, 齊國(guó)禎 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司上海石油化工研究院