高效混合的甲醇制烯烃反应-再生装置及其反应方法_2

文档序号:9803021阅读:来源:国知局
入下行床反应器7中进行反应,生成烯烃产物,同时形成积炭催化剂;
[0020]C、反应后的产物携带待生催化剂经过粗旋3与气固旋风分离器4分离后进入沉降器5内,其中,产物气体经过产物气出口管线进入后续分离工段;待生催化剂颗粒经过汽提器2后,经过待生斜管21后由提升气20提升,通过待生提升管19并行向上。待生催化剂在再生提升管19的上端处,一部分作为调碳催化剂直接返回催化剂混合器9中,一部分作为换热催化剂经过外换热器换热后进入催化剂混合器9中,剩余的待生催化剂则进入再生器13中经过再生再进入催化剂混合器9中。
[0021]上述技术方案中,催化剂为SAP0-34,下行床反应器内反应条件为:反应压力以表压计为0-0.5MPa、平均温度为400-560°C、气相线速为0.2-8.0m/s,再生器内再生条件为:再生温度为600-700°C。所述催化剂混合器9中的温度为350-550°C、催化剂平均含碳量为
1-3.5% ο
[0022]本发明所述下行床反应器是指气固流动方向自上而下的反应器型式。
[0023]由于甲醇制烯烃的反应过程中,通常可以将整个流化床反应器分为进口区、反应区、上行区与出口快速分离区四个部分。传统进口区是由再生催化剂、换热催化剂与调碳催化剂这三股不同状况的催化剂颗粒直接进入反应区中,催化原料气体进行反应。这三股催化剂的混合效果直接关系到烯烃选择性。进口区的气固流动、气体与催化剂颗粒的混合效果与进口区的反应行为对整个反应器的效果产生显著的影响。
[0024]本发明中催化剂混合器9内的气固流动结构为鼓泡流态化,由于鼓泡流化床具有较为高效的颗粒混合能力,使得进入混合器的三股催化剂在流入流化床反应器之前就已经混合较为均匀,达到理想的催化剂的状态。
[0025]本发明中进口区内催化剂与原料气体混合采用颗粒入口与气体喷嘴或气体分布器的独立设计,较高速的原料气体在进入反应器时使得反应器入口处形成相对低压,夹带周边已混合均匀的催化剂颗粒进入反应器中,优势在于保证颗粒在与气体接触前的有效传质与传热,保证颗粒的均布,提高反应效率。
[0026]采用本发明的技术方案,一种高效混合的甲醇制烯烃反应-再生装置,催化剂混合器9分别通过再生斜管11、换热斜管17、调碳斜管18与再生器13、外取热器16、待生提升管19相连通,催化剂混合器9底部与下行床反应器7相连通,下行床反应器7与粗旋3相连通,粗旋3位于沉降器5内,沉降器5底部与汽提器2相连通,汽提器2通过待生斜管21与待生提升管19相连通,待生提升管19的顶部与再生器13相连通,采用上述装置对高效混合的甲醇制烯烃,低碳烯烃收率达到84.97% (重量),比现有技术的低碳烯烃碳基收率高4%以上,取得了较好的技术效果。
【附图说明】
[0027]图1为本发明所述方法的流程示意图:
[0028]图2为本发明所述带树枝状分布管或环形分布管的催化剂混合器;
[0029]图3为本发明所述带莲蓬头式分布器的催化剂混合器;
[0030]图4为本发明所述带独立喷嘴的催化剂混合器。
[0031]图1中,I为汽提介质进料管线;2为汽提器;3为粗旋;4为气固旋风分离器;5为沉降器;6为产物气出口管线;7为下行床反应器;8为流化风分布器;9为催化剂混合器;10为原料进口分布器;11为再生斜管;12为烟气出口管线;13为再生器;14为气固旋风分离器;15为再生器外取热器;16为外换热器;17为换热斜管;18为调碳斜管;19为待生提升管;20为提升气;21为待生斜管。
[0032]图2中,7为下行床反应器;8为流化风分布器;9为催化剂混合器;22为树枝状分布管、环形分布管。
[0033]图3中,7为下行床反应器;8为流化风分布器;9为催化剂混合器;23为莲蓬头式分布器。
[0034]图4中,7为下行床反应器;8为流化风分布器;9为催化剂混合器;24为独立喷嘴。
[0035]来自再生斜管11的再生催化剂、来自外换热器16的换热催化剂以及来自待生提升管19的调碳待生催化剂共同进入催化剂混合器9中后,经过气体分布器8的气体流化后,这三股催化剂在催化剂混合器9中形成鼓泡流态化;气体原料通过原料进口分布器(10)进入催化剂混合器(9)中,卷吸夹带来自催化剂混合器9中混合后的催化剂进入下行床反应器7中进行反应,生成烯烃产物,同时形成积炭催化剂。反应后的产物携带待生催化剂经过粗旋3与气固旋风分离器4分离后进入沉降器5内,其中,产物气体经过产物气出口管线进入后续分离工段;待生催化剂颗粒经过汽提器2后,经过待生斜管21后由提升气19提升,通过待生提升管19并行向上。待生催化剂在再生提升管19的上端处,一部分作为调碳催化剂直接返回催化剂混合器9中,一部分作为换热催化剂经过外换热器换热后进入催化剂混合器9中,剩余的待生催化剂则进入再生器13中经过再生再进入催化剂混合器9中。
[0036]下面通过实施例对本发明作进一步的阐述,但不仅限于本实施例。
【具体实施方式】
[0037]【实施例1】
[0038]如图1所示的反应-再生装置,采用树枝状气体分布器(见图2)作为原料气体的进料设备,其喷嘴为变径管式喷嘴,与垂直方向的角度A为30°,催化剂混合器中气体分布器为大筛孔分布板。催化剂为SAP0-34,下行床反应器内反应条件为:反应压力以表压计为
0.1MPa、平均温度为480°C、气相线速为0.5m/s,催化剂混合器中的温度为480°C、催化剂平均含碳量为2%。反应产品采用气相色谱分析,反应器出口的低碳烯烃碳基收率为83.72%
(重量)。
[0039]【实施例2】
[0040]如图1所示的反应-再生装置,采用凹式莲蓬头式分布器作为原料气体的进料设备,其喷嘴为直管式喷嘴,催化剂混合器中气体分布器为大筛孔分布板。催化剂为SAP0-34,下行床反应器内反应条件为:反应压力以表压计为0.5MPa、平均温度为480°C、气相线速为lm/s,催化剂混合器中的温度为500°C、催化剂平均含碳量为1.55%。反应产品采用气相色谱分析,反应器出口的低碳烯烃碳基收率为84.97% (重量)。
[0041]【实施例3】
[0042]如图1所示的反应-再生装置,采用在催化剂混合器四周均布10个独立喷嘴(见图4)作为原料气体的进料设备,其喷嘴为变径管式喷嘴,独立喷嘴与催化剂混合器的垂直方向的角度C(见图4)为115°,催化剂混合器中气体分布器为环形气体分布器。催化剂为SAP0-34,下行床反应器内反应条件为:反应压力以表压计为反应压力以表压计为
0.05MPa、平均温度为470°C、气相线速为1.25m/s,催化剂混合器中的温度为460°C、催化剂平均含碳量为2.33%。反应产品采用气相色谱分析,反应器出口的低碳烯烃碳基收率为84.03% (重量)。
[0043]【比较例I】
[0044]按照实施例1所述的条件与步骤,采用下行床反应器,换热斜管、调碳斜管与再生斜管直接接入反应器入口中,原料气体不采用分布器,直接通过直管连接进入反应器中。再生介质为空气,催化剂为SAP0-34,流化床反应器内反应条件为:反应压力以表压计为
0.1MPa、平均温度为480°C、气相线速为0.5m/s,催化剂平均含碳量为2%。反应产品采用气相色谱分析,反应器出口的低碳烯烃碳基收率为81.53% (重量)。
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