器密相段直径为1米，其高度占第一再生器高 度的85%，第二再生段直径和第一再生段的直径之比为0.7:1，其高度占第一再生器高度 的12%。再生温度为590°C，平均空塔气速为0.75米/秒。再生介质为空气，氧气含量为 21体积％。
[0102] 第二再生器密相段直径为2米，其高度占第二再生器高度的70 %，稀相段直径和 密相段直径之比为1. 7:1，其高度占第二再生器高度的28%。内置取热器的高度占再生器 高度的80%。再生温度为740°C，平均空塔气速为0.9米/秒。再生介质为空气，氧气含量 为21体积％。再生后的催化剂上的炭，以催化剂的质量百分比计，含量为0. 08重量％。 [0103] 反应器的反应条件为：温度为460°C，以表压计反应压力为0. 2兆帕，重量空速为 〇.5(克/小时）/克催化剂，催化剂循环量和原料进料量的质量比为30 : 1，反应器内反 应区的催化剂密度为150千克/米3,平均空塔气速0. 1米/秒。以甲醇为原料，水含量为 〇. 〇1重量％。
[0104] 汽提介质为水蒸汽和队的混合物，体积比为8 : 2。提升介质为水蒸汽和~2的混 合物，体积比为5 : 5。脱气介质为N2。
[0105] 采用 Zn-Mg-P-ZSM-5 催化剂。
[0106] Zn-Mg-P-ZSM-5催化剂的制备步骤：将ZSM-5分子筛、载体和粘结剂机械混合，加 入适量水、Η3Ρ0 4，控制PH值不小于3,浆液搅拌均匀后于500°C下喷雾成型，制成60~300 目的P-ZSM-5催化剂中间体。Η 3Ρ04溶液的浓度为4重量％，溶液和分子筛的重量比为2:1。 ZSM-5分子筛和基质的质量比为3:7 ;ZSM-5分子筛的硅铝分子比为32 ;基质为高岭土和三 氧化二铝的混合物，两者的质量比为7: 3。将Mg离子质量百分含量为2%、Zn离子质量百分 含量为3%的溶液，以溶液和P-ZSM-5催化剂重量比为1:1进行浸渍，在120°C下干燥5小 时，再放入马弗炉于550°C下焙烧6小时，制备成Zn元素含量为2. 86重量％，Mg元素含量 为1. 9重量％，P元素含量为2. 35重量％的Zn-Mg-P-ZSM-5催化剂。表1
[01071
【主权项】
1. 一种甲醇和/或二甲醚催化转化制乙烯和芳烃的双再生器流化床反应装置，包括反 应器（1)、第一再生器（2)、第二再生器（3)、汽提器（4)的装置；原料（13)从反应器⑴下 部进入反应器（1)和催化剂接触反应，反应后的积炭催化剂下行经汽提立管（7)提升至汽 提器（4)汽提；汽提后催化剂进入第一再生器（2)和/或第二再生器（3);经第一再生器 (2)再生得到的半再生催化剂进入第二再生器（3)继续再生；经第二再生器（3)再生得到 的再生催化剂进入脱气罐（5)脱气后返回反应器（1); 第一再生器（2)自下而上为密相段（26)、过渡段（27)、稀相段（28);再生温度为500~ 6〇〇°C，再生介质（18)中氧气的含量为2~21体积％ ; 第二再生器（3)自下而上为密相段（29)、过渡段（30)、稀相段（31);再生温度为580~ 750°C，再生介质（20)中氧气的含量为21~30体积％。2. 根据权利要求1所述的甲醇和/或二甲醚催化转化制乙烯和芳烃的双再生器流化 床反应装置，其特征在于反应器（1)生成的积炭催化剂下行进入和反应器（1)底部相连的 汽提斜管（6)，再经汽提立管（7)提升至汽提器（4);汽提后催化剂部分经第一再生器待生 斜管（8)进入第一再生器（2)密相段（26)，部分经第二再生器待生斜管（9)进入第二再生 器（3)密相段（29)，或者只经湍动床待生斜管（9)进入第二再生器（3)密相段（28);经第 一再生器（2)再生得到的半再生催化剂经半再生剂输送管（10)进入第二再生器（3)密相 段（29)继续再生；经第二再生器（3)再生得到的再生催化剂经脱气罐斜管（11)进入脱气 罐（5)脱气；脱气后再生催化剂经再生斜管（12)返回反应器（1)。3. 根据权利要求1所述的甲醇和/或二甲醚催化转化制乙烯和芳烃的双再生器流化 床反应装置，其特征在于第一再生器（2)密相段（26)的高度占第一再生器总高度的70~ 90% ;稀相段（28)直径和密相段（26)直径之比为1. 1~2:1，其高度占第一再生器总高度 的9~27% ;过渡段（27)高度占第一再生器总高度的1~3%。4. 根据权利要求1所述的甲醇和/或二甲醚催化转化制乙烯和芳烃的双再生器流化 床反应装置，其特征在于第二再生器（3)密相段（29)的高度占第二再生器总高度的50~ 85% ;稀相段（31)直径和密相段（29)直径之比为1. 1~2:1，其高度占第二再生器总高度 的14~47% ;过渡段（30)高度占第二再生器总高度的1~3% ;第二再生器（3)内部和/ 或外部设置取热器，取热器高度占第二再生器高度的30%~80%。5. 根据权利要求1所述的甲醇和/或二甲醚催化转化制乙烯和芳烃的双再生器流化床 反应装置，其特征在于第一再生器（2)顶部设有一组气固旋风分离器（24)，为1~3级；第 二再生器（3)顶部设有一组气固旋风分离器（25)，为1~3级。6. -种甲醇和/或二甲醚催化转化制乙烯和芳烃的双再生器流化床反应方法，采用权 利要求1或2所述的装置，所述的方法包括以下几个步骤： a) 原料（13)从反应器（1)下部进入反应器（1)和催化剂接触反应，生成反应产物（14) 和积炭催化剂，反应产物（14)进入后续分离装置； b) 积炭催化剂下行进入和反应器（1)底部相连的汽提斜管（6)，再进入汽提立管（7)， 经提升介质（15)提升至汽提器（4)，和汽提介质（16)接触汽提，得到的汽提产物（17)和汽 提后的积炭催化剂，汽提产物（17)进入后续分离装置； c) 汽提后的积炭催化剂部分经第一再生器待生斜管（8)进入第一再生器（2)密相段 (26)，部分经第二再生器待生斜管（9)进入第二再生器（3)密相段（29)，或者只经第二再生 器待生斜管（9)进入第二再生器（3)密相段（29); d) 汽提后的积炭催化剂在第一再生器（2)中和再生介质（18)接触烧氢、烧碳得到半再 生催化剂和烟气（19)，烟气（19)经气固旋风分离器（24)分离半再生催化剂后进入后续烟 气能量回收装置，半再生催化剂经半再生剂输送管（10)进入第二再生器（3)密相段（29); e) 半再生催化剂和/或汽提后的积炭催化剂在第二再生器（3)中和再生介质（20)接 触烧炭得到再生催化剂和烟气（21)，烟气（21)经气固旋风分离器（25)分离再生催化剂后 进入后续烟气能量回收装置或作为第一再生器（2)的再生介质； f) 再生催化剂经脱气罐斜管（11)进入脱气罐（5)和脱气介质（22)接触，进一步脱除 烟气（23)，烟气（23)进入后续烟气能量回收装置或作为第一再生器（2)的再生介质，脱气 后的再生催化剂下行经再生斜管（12)返回反应器（1)。7. 根据权利要求6所述的甲醇和/或二甲醚催化转化制乙烯和芳烃的双再生器流化 床应方法，其特征在于，第一再生器（2)的再生温度为500~600 °C，平均空塔气速为0. 1~ 0.8米/秒，再生介质（18)中氧气的含量为2~21体积％，可为空气或者第二再生器（3) 得到的烟气（21)和/或脱气罐（5)得到的烟气（23)的混合物或者空气和第二再生器（3) 得到的烟气（21)和/或脱气罐（5)得到的烟气（23)的混合物；第二再生器（3)的再生温度 为580~750°C，平均空塔气速为0. 5~1. 2米/秒，再生介质（20)中氧气的含量为21~ 30体积％，可为空气或空气和02的混合物；第二再生器（3)再生得到的再生催化剂上的 炭，以催化剂的质量百分比计，含量低于〇. 1重量％。8. 根据权利要求6所述的甲醇和/或二甲醚催化转化制乙烯和芳烃的双再生器流化 床反应方法，其特征在于反应器（1)的反应温度为400~550°C，原料（13)的重量空速为 〇. 1~10 (克/小时）/克催化剂，以表压计反应压力为〇~〇. 5兆帕，催化剂循环量和原 料（13)进料量的质量比为3~40 : 1，催化剂密度为50~200千克/米3,平均空塔气速 0· 01~1米/秒。9. 根据权利要求6所述的甲醇和/或二甲醚催化转化制乙烯和芳烃的双再生器流化床 反应方法，其特征在于催化剂的活性组分为ZSM-5、ZSM-23、ZSM-11、β分子筛、Y分子筛或 相互间形成的复合分子筛；载体为高岭土、氧化铝、二氧化硅；活性组分和载体的质量比为 (10~50) : (50~90);催化剂负载有Zn、Ag、P、Ga、Cu、Mn、Mg中一种或多种元素或氧化 物，以催化剂的质量百分比计，其含量为0. 01~15重量％。10. 根据权利要求6所述的甲醇和/或二甲醚催化转化制乙烯和芳烃的双再生器流化 床反应方法，其特征在于原料（13)为甲醇或二甲醚或两者的混合物，水的质量百分含量为 0.01~30重量％ ;汽提介质（16)为水蒸汽或N2或水蒸汽和心的混合物，提升介质（15) 为水蒸汽或N2或水蒸汽和N2的混合物；脱气介质（22)为水蒸汽或N2或水蒸汽和N2的混 合物。
【专利摘要】本发明涉及一种甲醇和/或二甲醚催化转化制乙烯、丙烯和芳烃的双再生器流化床反应装置及其方法，主要解决现有技术中乙烯、丙烯和芳烃收率低、催化剂水热失活严重的问题。本发明通过包括反应器、第一再生器、第二再生器、汽提器、脱气罐的装置，原料从反应器下部进入反应器和催化剂接触反应，反应后的积炭催化剂经汽提器汽提进入第一再生器和/或第二再生器，经第一再生器再生的部分催化剂进入第二再生器继续再生，再生完全的催化剂经脱气罐脱气后返回反应器的技术方案，较好地解决了该问题，可用于乙烯、丙烯和芳烃工业生产中。
【IPC分类】B01J29/44, B01J8/26, B01J29/70, C07C1/20, C07C15/02, C07C11/04, B01J29/48, C07C11/06, B01J29/46, B01J29/90, B01J29/80
【公开号】CN105457568
【申请号】CN201410454255
【发明人】顾松园, 李晓红, 齐国祯, 王洪涛
【申请人】中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2014年9月9日