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甲醇制烴類(lèi)流化床反應(yīng)方法與流程

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甲醇制烴類(lèi)流化床反應(yīng)方法與流程

本發(fā)明涉及氣固流化床反應(yīng)技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種甲醇制烴類(lèi)流化床反應(yīng)方法,尤其適用于氣固流化床甲醇制烯烴和芳烴。



背景技術(shù):

甲醇制取烯烴或芳烴等是煤化工的重要工藝技術(shù),得到了各國(guó)的高度重視。很多甲醇制取烯烴或芳烴反應(yīng)采用氣固流化床或循環(huán)流化床反應(yīng)方法。

目前甲醇制烴類(lèi)產(chǎn)品技術(shù),如dmto,smto,fmtp,fmta,采用流化床或循環(huán)流化床反應(yīng)技術(shù),使用的催化劑為微球型,平均直徑約50~70微米。已有流化床甲醇轉(zhuǎn)化反應(yīng)技術(shù)目前多借鑒fcc技術(shù)。但甲醇轉(zhuǎn)化與fcc的條件有許多不同,反應(yīng)是放熱過(guò)程,催化劑價(jià)格昂貴,催化劑是操作成本的重要部分。以180萬(wàn)噸甲醇加工量的裝置為例,對(duì)應(yīng)每噸甲醇進(jìn)料即使減少0.1公斤的催化劑消耗量,就大致相當(dāng)于降低約3600萬(wàn)元/年的操作費(fèi)用。

已有甲醇制烯烴或芳烴技術(shù)反應(yīng)過(guò)程使用的有流化床和循環(huán)流化床兩類(lèi)。循環(huán)流化床借鑒了fcc技術(shù)的燒焦罐再生技術(shù)。循環(huán)流化床可以方便的在反應(yīng)器末端設(shè)置氣固分離及時(shí)終止反應(yīng),實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)的控制。但由于甲醇反應(yīng)生焦遠(yuǎn)低于fcc,反應(yīng)器和再生器間的催化劑循環(huán)量很低,劑醇比只有對(duì)應(yīng)fcc劑油比的十分之一至二十分之一。使用循環(huán)流化床時(shí),為了使反應(yīng)器內(nèi)達(dá)到反應(yīng)需要的催化劑密度和藏量或空速,只能使催化劑在反應(yīng)器自身重復(fù)循環(huán),且循環(huán)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于反應(yīng)器和再生器間本來(lái)的循環(huán)量;必然增加催化劑的破碎和操作能耗。

已有甲醇轉(zhuǎn)化流化床反應(yīng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是氣體和催化劑流動(dòng)速度低;反應(yīng)過(guò)程自身催化劑僅僅是流化床狀態(tài),除氣體稀項(xiàng)攜帶的少量催化劑外,反應(yīng)器內(nèi)不發(fā)生催化劑的循環(huán)輸送。流化床反應(yīng)過(guò)程催化劑的破碎遠(yuǎn)少于循環(huán)流化床。已有流化床反應(yīng)器采用兩級(jí)旋風(fēng)分離器進(jìn)行氣固分離,但由于流化床催化劑界面不清晰,已有流化床反應(yīng)過(guò)程僅僅靠重力沉降降低旋風(fēng)分離器入口氣體的催化劑含量,反應(yīng)區(qū)與氣固分離器入口間距離較遠(yuǎn),反應(yīng)產(chǎn)品氣在離開(kāi)理想的流化床內(nèi)反應(yīng)后仍停留較長(zhǎng)的時(shí)間在催化劑環(huán)境中,實(shí)際反應(yīng)時(shí)間不確定,造成反應(yīng)實(shí)際終止和控制困難,導(dǎo)致副反應(yīng)增加;另外僅僅靠自然重力沉降氣體中催化劑含量較多,進(jìn)入旋風(fēng)分離器的產(chǎn)品氣中催化劑含量一般仍然在5~10kg/m3

為了降低催化劑消耗,已有技術(shù)中沿用的是再增加催化劑回收設(shè)備的方法提高催化劑回收效果。比如dmto反應(yīng)器在反應(yīng)器外增加了外部“三旋”和“水洗水除塵器”。投資和能耗都增加較多。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的是提供一種催化劑稀相攜帶少、能快速終止反應(yīng)、使副反應(yīng)時(shí)間縮短,并降低催化劑破碎和催化劑排放量的甲醇制烴類(lèi)流化床反應(yīng)方法。

本發(fā)明的甲醇制烴類(lèi)流化床反應(yīng)方法,設(shè)有底部的流化床反應(yīng)區(qū)和上部的反應(yīng)后處理區(qū);所述反應(yīng)后處理區(qū)設(shè)有殼體、反應(yīng)氣聚集區(qū)、反應(yīng)終止控制器及氣固分離區(qū);所述流化床反應(yīng)區(qū)是指使用錐形流化床反應(yīng)器,催化劑在其內(nèi)形成錐形的流化床反應(yīng)區(qū),其流化床反應(yīng)區(qū)內(nèi)的氣體流速低于湍流流化床向循環(huán)流化床的轉(zhuǎn)變點(diǎn)的流速值;

所述流化床反應(yīng)區(qū)使用錐形流化床反應(yīng)器,催化劑在錐形流化床反應(yīng)器內(nèi)形成錐形流化床,錐形流化床反應(yīng)器沿反應(yīng)原料流向向上面積逐漸擴(kuò)大,相應(yīng)的降低氣體離開(kāi)錐形流化床的速度,減少氣體的催化劑攜帶量;所述流化床反應(yīng)區(qū)上方在錐形流化床反應(yīng)器和殼體內(nèi)設(shè)置向上面積逐漸縮小的錐形反應(yīng)氣聚集區(qū),使反應(yīng)氣體迅速脫離流化床反應(yīng)區(qū);在反應(yīng)氣聚集區(qū)出口設(shè)置輸送管,輸送管出口設(shè)置反應(yīng)終止控制器,使反應(yīng)氣體快速與催化劑脫離并降溫,實(shí)現(xiàn)反應(yīng)終止;

在殼體內(nèi)的氣固分離區(qū)設(shè)置兩組以上并聯(lián)的兩級(jí)串聯(lián)旋風(fēng)分離器(兩級(jí)串聯(lián)旋風(fēng)分離器,即第一級(jí)旋風(fēng)分離器氣體出口直接與第二級(jí)旋風(fēng)分離器氣體入口連接),每級(jí)由并列的旋風(fēng)分離器組成,兩級(jí)串聯(lián)旋風(fēng)分離器設(shè)有兩組以上,每組并聯(lián)設(shè)置;

在殼體和錐形流化床反應(yīng)器外設(shè)置l型催化劑溢流立管,使反應(yīng)終止控制器和兩級(jí)串聯(lián)旋風(fēng)分離器分離出的催化劑返回流化床反應(yīng)區(qū);催化劑溢流立管入口(即催化劑溢流立管上端)將反應(yīng)后處理區(qū)的催化劑引出,出口(即催化劑溢流立管下端)將催化劑引入流化床反應(yīng)區(qū),催化劑溢流立管入口在反應(yīng)氣聚集區(qū)錐體以上;錐形流化床反應(yīng)器設(shè)置有再生催化劑入口和待生催化劑出口。

上述的甲醇制烴類(lèi)流化床反應(yīng)方法,進(jìn)一步地,所述反應(yīng)終止控制器設(shè)有氣固預(yù)分離器;氣固預(yù)分離器設(shè)有中心管、錐形連接管、與錐形連接管對(duì)應(yīng)數(shù)量的周向旋流管、氣體出口管和外殼體,所述中心管具有向上面積逐漸擴(kuò)大的半錐角,所述錐形連接管為兩個(gè)以上,周向布置,橫截面為矩形。具體實(shí)施時(shí),反應(yīng)終止控制器還可以設(shè)置有反應(yīng)氣急冷區(qū),所述反應(yīng)氣急冷區(qū)的急冷介質(zhì)入口設(shè)置在氣體出口管上。

上述的甲醇制烴類(lèi)流化床反應(yīng)方法,進(jìn)一步地,在所述中心管和旋流管出口之間豎直設(shè)置氣體管,氣體從旋流管流出后轉(zhuǎn)向,從氣體管和中心管間的環(huán)隙向上流出。

上述的甲醇制烴類(lèi)流化床反應(yīng)方法,進(jìn)一步地,反應(yīng)終止控制器和兩級(jí)串聯(lián)旋風(fēng)分離器之間設(shè)置氣體輸送管,使反應(yīng)終止控制器和兩級(jí)串聯(lián)旋風(fēng)分離器的第一級(jí)旋風(fēng)分離器氣體入口管直接連接,來(lái)自反應(yīng)終止控制器的產(chǎn)品氣直接進(jìn)入兩級(jí)串聯(lián)旋風(fēng)分離器;反應(yīng)終止控制器外的氣體經(jīng)氣體引出管進(jìn)入旋風(fēng)分離器。具體實(shí)施時(shí),引出管可設(shè)在進(jìn)入氣體輸送管上,也可設(shè)在第一級(jí)旋風(fēng)分離器入口管或第二級(jí)旋風(fēng)分離器氣體入口管上。

上述的甲醇制烴類(lèi)流化床反應(yīng)方法,進(jìn)一步地,所述待生催化劑出口的管路上設(shè)置有催化劑取熱和循環(huán)催化劑汽提一體的催化劑控制器,實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)溫度和循環(huán)待生催化劑氣體攜帶的控制,循環(huán)催化劑汽提器和催化劑取熱器上下串聯(lián)布置;催化劑取熱器用水或甲醇原料為取熱介質(zhì),使用水作取熱介質(zhì)時(shí)產(chǎn)生中壓飽和蒸汽,水汽分離器與催化劑取熱器連接為一體。

上述的甲醇制烴類(lèi)流化床反應(yīng)方法,進(jìn)一步地,所述反應(yīng)原料在流化床反應(yīng)區(qū)底部從反應(yīng)原料進(jìn)料分布器進(jìn)入錐形流化床,錐形流化床的氣體流速低于快速流化床或循環(huán)流化床的起始值,錐形流化床的氣體流速按不大于1.2m/s控制;在錐形流化床完成反應(yīng)后向上進(jìn)入反應(yīng)氣聚集區(qū)和反應(yīng)終止控制器,分離出大部分氣體攜帶的催化劑后直接急冷;然后氣體介質(zhì)進(jìn)入串聯(lián)的兩級(jí)旋風(fēng)分離器繼續(xù)分離催化劑,最后產(chǎn)品氣體從反應(yīng)氣體出口流出。具體實(shí)施時(shí),所述的快速流化床或循環(huán)流化床的起始值由催化劑性質(zhì)決定,本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠計(jì)算,而且明了,快速流化床、循環(huán)流化床在流態(tài)化技術(shù)上不僅僅是流速的不同,而是完全不同的流態(tài)化形態(tài)。

上述的甲醇制烴類(lèi)流化床反應(yīng)方法,進(jìn)一步地,所述錐形流化床的氣體流速按流化床橫截面計(jì)算的平均表觀流速為0.6~1.0m/s,錐形流化床反應(yīng)器出口氣體流速小于0.85m/s。

上述的甲醇制烴類(lèi)流化床反應(yīng)方法,進(jìn)一步地,錐形流化床反應(yīng)器半錐角為0~30°。

本方法對(duì)甲醇轉(zhuǎn)化反應(yīng)和催化劑再生均可使用,用于催化劑再生時(shí)進(jìn)料為空氣,反應(yīng)氣為煙氣。

發(fā)明效果:

流化床反應(yīng)區(qū)使氣體離開(kāi)錐形流化床時(shí)速度降低,減少催化劑攜帶量,有利于反應(yīng)終止和氣固分離;甲醇轉(zhuǎn)化反應(yīng)時(shí)間一般僅需2秒左右,由于甲醇制烴類(lèi)反應(yīng)流化床氣體攜帶催化劑,常規(guī)流化床反應(yīng)器無(wú)法準(zhǔn)確的控制催化劑界面,靠經(jīng)過(guò)一定空間和時(shí)間催化劑重力沉降實(shí)現(xiàn)催化劑初步分離,反應(yīng)氣體在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)仍然與催化劑接觸,通常達(dá)到20秒以上,期間繼續(xù)反應(yīng),無(wú)法控制反應(yīng)的終止,副反應(yīng)比例高是普遍存在的問(wèn)題。本發(fā)明采取在錐形流化床反應(yīng)器中設(shè)置快速反應(yīng)器聚集區(qū)和反應(yīng)終止控制器的辦法,既可以大幅度縮短氣體離開(kāi)理論流化床料面后的時(shí)間,又快速進(jìn)行催化劑分離和氣體急冷,使反應(yīng)快速終止,可以明顯減少副反應(yīng);在催化劑分離后急冷也降低了急冷能耗;同時(shí)降低催化劑損耗。

附圖說(shuō)明

圖1本發(fā)明的甲醇制烴類(lèi)流化床反應(yīng)方法實(shí)施方式一裝置結(jié)構(gòu)示意圖;

圖2為圖1中反應(yīng)終止控制器具體結(jié)構(gòu)示意圖;

圖3為圖2中a-a向橫截面示意圖;

圖4圖1中反應(yīng)終止控制器另一種型式具體結(jié)構(gòu)示意圖;

圖5圖1中反應(yīng)終止控制器另一種型式具體結(jié)構(gòu)示意圖;

圖6本發(fā)明的甲醇制烴類(lèi)流化床反應(yīng)方法實(shí)施方式二裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中編號(hào)說(shuō)明:

1錐形流化床反應(yīng)器,11反應(yīng)原料入口,12反應(yīng)原料進(jìn)料分布器,13待生催化劑出口,14再生催化劑入口,15反應(yīng)氣聚集區(qū),16催化劑溢流立管,18內(nèi)部取熱管,2殼體,21輸送管,22反應(yīng)氣體匯合室,23反應(yīng)氣體出口,3反應(yīng)終止控制器,31中心管,32錐形連接管,33旋流管,34氣體管出口,35氣體出口管,36氣體輸送管,37外殼體,38氣體管,39急冷介質(zhì)入口,41第一級(jí)旋風(fēng)分離器氣體入口管,42第一級(jí)旋風(fēng)分離器氣體出口管,43第一級(jí)旋風(fēng)分離器,44氣體引出管,51第二級(jí)旋風(fēng)分離器氣體入口管,52第二級(jí)旋風(fēng)分離器氣體出口管,53第二級(jí)旋風(fēng)分離器,61催化劑取熱器,62循環(huán)催化劑汽提器,63水汽分離器,64a第一汽提和流化介質(zhì)分配器,64b第二汽提和流化介質(zhì)分配器,65催化劑循環(huán)管,s蒸汽,c1再生催化劑,c待生催化劑,y反應(yīng)原料,pa錐形流化床反應(yīng)器出口物流,p反應(yīng)產(chǎn)品氣體,l急冷介質(zhì),γ錐形流化床反應(yīng)器半錐角,α1下板角度、α3上板圓弧角度,α4下板圓弧角度,β1前板角度,β2后板角度,θ中心管半錐角,r1旋流管內(nèi)側(cè)曲率半徑,r2旋流管外側(cè)曲率半徑,fb1流化床反應(yīng)區(qū),fb2分離的催化劑區(qū)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明,旨在幫助讀者理解本發(fā)明的特點(diǎn)和實(shí)質(zhì),但附圖和具體實(shí)施方式內(nèi)容并不限制本發(fā)明的可實(shí)施范圍。

實(shí)施方式一:

如圖1所示,本發(fā)明的甲醇制烴類(lèi)流化床反應(yīng)方法,設(shè)有底部的流化床反應(yīng)區(qū)fb1和上部的反應(yīng)后處理區(qū);反應(yīng)后處理區(qū)設(shè)有殼體2、反應(yīng)氣聚集區(qū)15、反應(yīng)終止控制器3及氣固分離區(qū);

流化床反應(yīng)區(qū)fb1使用錐形流化床反應(yīng)器1,催化劑在錐形流化床反應(yīng)器1內(nèi)形成錐形流化床,錐形流化床反應(yīng)器1沿反應(yīng)原料y流向向上面積逐漸擴(kuò)大,錐形流化床反應(yīng)器1半錐角γ為0~30°;相應(yīng)的降低氣體離開(kāi)流化床的速度,減少催化劑攜帶量;流化床反應(yīng)區(qū)fb1上方在錐形流化床反應(yīng)器1和殼體2內(nèi)設(shè)置向上面積逐漸縮小的錐形反應(yīng)氣聚集區(qū)15,使反應(yīng)氣體迅速脫離流化床反應(yīng)區(qū)fb1;在反應(yīng)氣聚集區(qū)15出口設(shè)置輸送管21,輸送管21出口設(shè)置反應(yīng)終止控制器3,使反應(yīng)氣體快速與催化劑脫離并降溫,實(shí)現(xiàn)反應(yīng)終止;

在殼體2內(nèi)的氣固分離區(qū)設(shè)置并聯(lián)的兩級(jí)串聯(lián)旋風(fēng)分離器,每級(jí)由并列的旋風(fēng)分離器組成,兩級(jí)串聯(lián)旋風(fēng)分離器設(shè)有兩組以上,每組并聯(lián)設(shè)置;具體實(shí)施時(shí),兩級(jí)串聯(lián)旋風(fēng)分離器設(shè)有第一級(jí)旋風(fēng)分離器43和第二級(jí)旋風(fēng)分離器53,第一級(jí)旋風(fēng)分離器43設(shè)有第一級(jí)旋風(fēng)分離器入口41和第一級(jí)旋風(fēng)分離器氣體出口42,第二級(jí)旋風(fēng)分離器53設(shè)有第二級(jí)旋風(fēng)分離器入口51和第二級(jí)旋風(fēng)分離器氣體出口52,第一級(jí)旋風(fēng)分離器氣體出口42和第二級(jí)旋風(fēng)分離器入口51直接連接;第二級(jí)旋風(fēng)分離器氣體出口52向上依次與反應(yīng)氣體匯合室22、反應(yīng)氣體出口23連通;

在殼體2和錐形流化床反應(yīng)器1外設(shè)置l型催化劑溢流立管16,使反應(yīng)終止控制器3和兩級(jí)串聯(lián)旋風(fēng)分離器分離出的催化劑返回流化床反應(yīng)區(qū)fb1;催化劑溢流立管16入口即催化劑溢流立管上端將反應(yīng)后處理區(qū)的催化劑引出,出口即催化劑溢流立管下端將催化劑引入流化床反應(yīng)區(qū)fb1,化劑溢流立管16入口在反應(yīng)氣聚集區(qū)15錐體以上;錐形流化床反應(yīng)器1設(shè)置有再生催化劑入口14和待生催化劑出口13。

在反應(yīng)終止控制器3和兩級(jí)串聯(lián)旋風(fēng)分離器之間設(shè)置氣體輸送管36,使反應(yīng)終止控制器3和兩級(jí)串聯(lián)旋風(fēng)分離器的第一級(jí)旋風(fēng)分離器氣體入口管41直接連接,來(lái)自反應(yīng)終止控制器3的產(chǎn)品氣直接進(jìn)入兩級(jí)串聯(lián)旋風(fēng)分離器;反應(yīng)終止控制器外的氣體經(jīng)氣體引出管44進(jìn)入旋風(fēng)分離器;具體實(shí)施時(shí),引出管44可設(shè)在進(jìn)入氣體輸送管36上,也可設(shè)在第一級(jí)旋風(fēng)分離器入口管41或第二級(jí)旋風(fēng)分離器氣體入口管51上,本實(shí)施方式中,引出管44設(shè)在第一級(jí)旋風(fēng)分離器入口管4上。

具體實(shí)施時(shí),反應(yīng)終止控制器3可采用圖2-3所示的結(jié)構(gòu)型式,由氣固預(yù)分離器和反應(yīng)氣急冷區(qū)組成;如圖2所示,氣固預(yù)分離器設(shè)有中心管31、錐形連接管32、與錐形連接管32對(duì)應(yīng)數(shù)量的周向旋流管33(這里的周向,即旋流管33是沿錐形連接管32的圓周方向布置)、氣體出口管35和外殼體37,中心管31具有向上面積逐漸擴(kuò)大的半錐角θ,θ小于15°;錐形連接管32為兩個(gè)以上,周向布置,橫截面為矩形;錐形連接管32具有上下板和前后板,上下板和前后板均可以采用平板或圓弧板結(jié)構(gòu),本實(shí)施方式中,上下板和前后板均采用平板,如圖2,下板角度α1小于45°,如圖3,前板角度β1和后板角度β2小于30°;旋流管內(nèi)側(cè)曲率半徑為r1,旋流管外側(cè)曲率半徑為r2;在中心管31和旋流管33出口之間豎直設(shè)置氣體管38,氣體管38直徑大于氣體出口管35直徑;氣體即錐形流化床反應(yīng)器出口物流pa從旋流管33流出后轉(zhuǎn)向,從氣體管38和中心管31間的環(huán)隙向上流出,經(jīng)氣體管出口34、氣體出口管35匯集成反應(yīng)產(chǎn)品氣p。具體實(shí)施時(shí),氣固預(yù)分離器的旋流管氣體入口流速按5~10m/s(米/秒)設(shè)計(jì),出口氣體流速按6~12m/s設(shè)計(jì);第一級(jí)旋風(fēng)分離器氣體入口流速按12~16m/s設(shè)計(jì),第二級(jí)旋風(fēng)分離器氣體入口流速按18~25m/s設(shè)計(jì),一般專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員具有設(shè)計(jì)能力。

具體實(shí)施時(shí),反應(yīng)終止控制器3也可采用圖4所示的結(jié)構(gòu)型式,如圖4所示,氣固預(yù)分離器設(shè)有中心管31、錐形連接管32、與錐形連接管32對(duì)應(yīng)數(shù)量的周向旋流管33、氣體出口管35和外殼體37,中心管31向上面積逐漸擴(kuò)大;錐形連接管32橫截面為矩形,具有上下板和前后板,本實(shí)施方式中,上下板采用圓弧板,前后板采用平板,上板圓弧角度α3和下板圓弧角度α4小于90°;反應(yīng)氣急冷區(qū)的急冷介質(zhì)入口39設(shè)置在氣體出口管35上,急冷介質(zhì)l從急冷介質(zhì)入口39引入。

具體實(shí)施時(shí),反應(yīng)終止控制器3還可采用圖5所示的結(jié)構(gòu)型式,僅設(shè)氣固預(yù)分離器;如圖5所示,氣固預(yù)分離器設(shè)有中心管31、錐形連接管32、與錐形連接管32對(duì)應(yīng)數(shù)量的周向旋流管33、氣體出口管35和外殼體37,中心管31向上面積逐漸擴(kuò)大;在中心管31和旋流管33出口之間豎直設(shè)置氣體管38,氣體管38直徑等于氣體出口管35直徑;氣體即錐形流化床反應(yīng)器出口物流pa從旋流管33流出后轉(zhuǎn)向,從氣體管38和中心管31間的環(huán)隙向上流出,經(jīng)氣體管出口34、氣體出口管35匯集成反應(yīng)產(chǎn)品氣p。

本實(shí)施方式中,反應(yīng)原料進(jìn)料分布器12設(shè)置在錐形流化床反應(yīng)器1底部;再生催化劑c1自再生催化劑入口14引入錐形流化床反應(yīng)器1,待生催化劑c自待生催化劑出口13引出;反應(yīng)原料y在流化床反應(yīng)區(qū)fb1底部自反應(yīng)原料入口11進(jìn)入,經(jīng)反應(yīng)原料進(jìn)料分布器12進(jìn)入錐形流化床,與催化劑接觸反應(yīng),錐形流化床的氣體流速低于快速流化床或循環(huán)流化床的起始值,具體實(shí)施時(shí),錐形流化床的氣體流速按流化床橫截面計(jì)算的平均表觀流速為0.6~1.0m/s,錐形流化床反應(yīng)器出口氣體流速小于0.85m/s;在錐形流化床完成反應(yīng)后向上進(jìn)入反應(yīng)氣聚集區(qū)15和反應(yīng)終止控制器3,分離出大部分氣體攜帶的催化劑后直接急冷;然后氣體進(jìn)入兩級(jí)串聯(lián)旋風(fēng)分離器繼續(xù)分離催化劑,最后產(chǎn)品氣體從反應(yīng)氣體出口23流出。

本實(shí)施方式的具體實(shí)施過(guò)程為:

達(dá)到要求的再生催化劑c1從再生催化劑入口14進(jìn)入錐形流化床反應(yīng)器1的流化床反應(yīng)區(qū)fb1,換熱后的反應(yīng)原料y(即甲醇)從反應(yīng)原料入口11經(jīng)過(guò)反應(yīng)原料進(jìn)料分布器12均勻的進(jìn)入流化床反應(yīng)區(qū)fb1內(nèi),使其內(nèi)的催化劑流化并進(jìn)行反應(yīng);流化床反應(yīng)區(qū)fb1按常規(guī)湍流流化床條件操作,氣體流速要低于快速流化床或循環(huán)流化床的轉(zhuǎn)變流速;完成反應(yīng)后,反應(yīng)氣體pa即錐形流化床反應(yīng)器出口物流直接進(jìn)入反應(yīng)氣聚集區(qū)15和輸送管21,在輸送管21出口進(jìn)入反應(yīng)終止控制器3的中心管31,經(jīng)氣體連接通道錐形連接管32進(jìn)入旋流管33,在旋流管33內(nèi)經(jīng)旋轉(zhuǎn)后進(jìn)入外殼體37,催化劑在離心力和重力的作用下,沿外殼體37內(nèi)壁向下流入反應(yīng)氣聚集區(qū)15上方的分離的催化劑區(qū)fb2內(nèi),氣體從氣體出口管35或經(jīng)氣體管38和中心管31間的環(huán)隙即氣體管出口34流出,急冷介質(zhì)從急冷介質(zhì)入口39進(jìn)入,使反應(yīng)氣體降溫進(jìn)一步終止反應(yīng),從氣體管出口34或氣體出口管35流出經(jīng)過(guò)急冷后的氣體從殼體2內(nèi)的空間或經(jīng)氣體輸送管36直接與第一級(jí)旋風(fēng)分離器氣體入口管41連接,進(jìn)入第一級(jí)旋風(fēng)分離器43,最后經(jīng)第二級(jí)旋風(fēng)分離器氣體出口管52、反應(yīng)氣體匯合室22從反應(yīng)氣體出口管23流出,兩級(jí)串聯(lián)旋風(fēng)分離器回收的催化劑進(jìn)入反應(yīng)氣聚集區(qū)15上方的分離的催化劑區(qū)fb2內(nèi),催化劑經(jīng)催化劑溢流立管16返回流化床反應(yīng)區(qū)fb1,反應(yīng)后的催化劑從待生催化劑出口13送出。

實(shí)施方式二:

如圖6所示,本發(fā)明的甲醇制烴類(lèi)流化床反應(yīng)方法,設(shè)有底部的流化床反應(yīng)區(qū)和上部的反應(yīng)后處理區(qū);反應(yīng)后處理區(qū)設(shè)有殼體、反應(yīng)氣聚集區(qū)、反應(yīng)終止控制器3及氣固分離區(qū);

在待生催化劑出口的管路上設(shè)置有催化劑取熱和循環(huán)催化劑汽提一體的催化劑控制器,循環(huán)催化劑汽提器62和催化劑取熱器61上下串聯(lián)布置;催化劑取熱器61用水或甲醇原料為取熱介質(zhì),本實(shí)施方式使用水作取熱介質(zhì),產(chǎn)生中壓飽和蒸汽,水汽分離器63與催化劑取熱器61連接為一體;

在流化床反應(yīng)區(qū)內(nèi)設(shè)有內(nèi)部取熱管18,在催化劑控制器內(nèi)還設(shè)有第一汽提和流化介質(zhì)分配器64a和第二汽提和流化介質(zhì)分配器64b,蒸汽s自第一汽提和流化介質(zhì)分配器64a進(jìn)入循環(huán)催化劑汽提器62進(jìn)行催化劑汽提,取熱介質(zhì)水自第二汽提和流化介質(zhì)分配器64b進(jìn)入催化劑取熱器61實(shí)現(xiàn)取熱;經(jīng)取熱和汽提后的待生催化劑c沿催化劑循環(huán)管65送出;

本實(shí)施方式其他部分結(jié)構(gòu)同實(shí)施方式一。

本實(shí)施方式的具體實(shí)施過(guò)程為:

達(dá)到要求的再生催化劑從再生催化劑入口14進(jìn)入流化床反應(yīng)區(qū),換熱后的甲醇反應(yīng)原料y經(jīng)反應(yīng)原料進(jìn)料分布器均勻的進(jìn)入流化床反應(yīng)區(qū)內(nèi),使其內(nèi)的催化劑流化并進(jìn)行反應(yīng);內(nèi)部取熱管18向流化床反應(yīng)區(qū)取熱,控制反應(yīng)程度;完成反應(yīng)后,錐形流化床反應(yīng)器出口物流直接進(jìn)入反應(yīng)氣聚集區(qū)和輸送管21,在輸送管21出口進(jìn)入反應(yīng)終止控制器3內(nèi),并進(jìn)入旋流管,進(jìn)行氣固預(yù)分離,氣體從氣體出口管35流出,終止反應(yīng),從氣體出口管35流出的氣體從氣體輸送管36直接進(jìn)入第一級(jí)旋風(fēng)分離器43、第二級(jí)旋風(fēng)分離器53實(shí)現(xiàn)兩級(jí)旋風(fēng)分離,反應(yīng)產(chǎn)品氣體p從反應(yīng)氣體出口管流出,兩級(jí)串聯(lián)旋風(fēng)分離器回收的催化劑則經(jīng)催化劑溢流立管16返回流化床反應(yīng)區(qū),反應(yīng)后的催化劑進(jìn)入循環(huán)催化劑汽提器62和催化劑取熱器61,經(jīng)取熱和汽提后的待生催化劑c沿催化劑循環(huán)管65送出。

實(shí)施例:

甲醇制烯烴反應(yīng)。甲醇進(jìn)料180萬(wàn)噸/年,產(chǎn)品為乙烯和丙烯。

反應(yīng)條件參數(shù):

反應(yīng)時(shí)間,2.5秒,反應(yīng)溫度495℃,反應(yīng)壓力0.13mpag,錐形流化床氣體表觀流速0.8米/秒,錐形流化床層至旋流器入口中心的氣體停留時(shí)間為4秒,催化劑進(jìn)出量80噸/小時(shí),錐形流化床的催化劑床層高度設(shè)在反應(yīng)原料進(jìn)料分布器以上2米;錐形流化床反應(yīng)器的錐角為12°,在反應(yīng)原料進(jìn)料分布器以上高度4米,反應(yīng)氣聚集區(qū)的錐體下沿距反應(yīng)原料進(jìn)料分布器4米,輸送管流速12米/秒;反應(yīng)終止控制器的中心管錐角θ15°,錐形連接管入口氣體流速5米/秒、出口9米/秒;反應(yīng)終止控制器和第一級(jí)旋風(fēng)分離器間設(shè)置氣體輸送管,氣體輸送管氣體流速15米/秒;設(shè)置兩級(jí)串聯(lián)旋風(fēng)分離器,第一級(jí)旋風(fēng)分離器氣體入口流速15米/秒,第二級(jí)旋風(fēng)分離器氣體入口流速21米/秒;第一級(jí)旋風(fēng)分離器和第二級(jí)旋風(fēng)分離器均設(shè)置12組。

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