带催化剂混合器的甲醇制烯烃装置及反应方法_2

文档序号:9799048阅读:来源:国知局
比现有技术的低碳烯烃碳基收率高5%以上,取得了较好的技术效果。
【附图说明】
[0026]图1为本发明所述带催化剂混合器的甲醇制烯烃方法的流程示意图:
[0027]图1中,I为气体原料进料管线;2为催化剂混合器;3为换热斜管;4为外换热器;5为流化床反应器;6为汽提器;7为上行管;8为沉降器;9为气固旋风分离器;10为集气室;11为产物气出口管线;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为调碳斜管;17为再生斜管;18为进料喷嘴;19为气体分布器;20为待生斜管;21为粗旋;22为反应器入口。
[0028]来自再生斜管17的再生催化剂、来自换热斜管3的换热催化剂以及来自调碳斜管16的调碳待生催化剂共同进入催化剂混合器2中后,经过气体分布器19的水蒸气流化后,这三股催化剂在催化剂混合器2中形成鼓泡流态化;气体原料自气体原料进料管线I经过进料喷嘴18卷吸夹带来自催化剂混合器2中混合后的催化剂进入流化床反应器5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21与气固旋风分离器9分离后进入沉降器8内,其中,产物气体经过产物气出口管线11进入后续分离工段;待生催化剂颗粒经过汽提器6后,一部分作为调碳催化剂直接返回催化剂混合器2中,一部分作为换热催化剂经过外换热器4换热后进入催化剂混合器2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2中。
[0029]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】
[0030]【实施例1】
[0031]如图1所示的反应-再生装置,采用进料喷嘴作为原料气体的进料设备,喷嘴的直径与原料进料管线直径比为0.7,反应器入口的形状为变径椎体,底部直径是顶部直径的1.2倍,进料喷嘴是反应器入口直径的0.7倍,进料喷嘴与流化床反应器的底部入口距离为催化剂混合器高度的0.1倍,催化剂混合器中气体分布器为大筛孔分布板。再生介质为空气,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85.02% (重量)。
[0032]【实施例2】
[0033]如图1所示的反应-再生装置,采用进料喷嘴作为原料气体的进料设备,喷嘴的直径与原料进料管线直径比为0.6,反应器入口的形状为变径椎体,底部直径是顶部直径的1.2倍,进料喷嘴是反应器入口直径的0.5倍,进料喷嘴与流化床反应器的底部入口距离为催化剂混合器高度的0.2倍,催化剂混合器中气体分布器为树枝状分布器。再生介质为空气,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83.88% (重量)。
[0034]【实施例3】
[0035]如图1所示的反应-再生装置,采用进料喷嘴作为原料气体的进料设备,喷嘴的直径与原料进料管线直径比为0.7,反应器入口的形状为变径椎体,底部直径是顶部直径的
1.5倍,进料喷嘴是反应器入口直径的0.6倍,进料喷嘴与流化床反应器的底部入口距离为催化剂混合器高度的0.15倍,催化剂混合器中气体分布器为大筛孔分布板。再生介质为空气,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84.66% (重量)。
[0036]【比较例I】
[0037]按照实施例1-3所述的条件与步骤,采用流化床反应器,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80.03% (重量)。
[0038]显然,采用本发明的装置及方法,可以达到解决进口区再生催化剂、换热催化剂与调碳催化剂这三股进料的混合不均匀、气体原料与催化剂颗粒进入反应区的接触不充分的问题,提高低碳烯烃收率的目的,具有较大的技术优势,可用于甲醇制烯烃的工业生产中。
【主权项】
1.一种带催化剂混合器的甲醇制烯烃装置,主要设备包括:催化剂混合器(2)、换热斜管(3)、流化床反应器(5)、再生器(13)、调碳斜管(16)、再生斜管(17)、进料喷嘴(18),其特征为,催化剂混合器(2)分别通过再生斜管(17)、换热斜管(3)、调碳斜管(16)与再生器(13)、外取热器(4)、汽提器(6)相连通,催化剂混合器(2)顶部与流化床反应器(5)相连通,流化床反应器(5)与粗旋(21)相连通,粗旋(21)位于沉降器⑶内,沉降器⑶底部与汽提器(6)相连通,汽提器(6)通过待生斜管(20)与再生器(13)相连通,外换热器(4)与汽提器(6)相连通。2.根据权利要求1所述带催化剂混合器的甲醇制烯烃装置,其特征在于所述气体原料进料管线(I)与进料喷嘴(18)相连通。3.根据权利要求1所述带催化剂混合器的甲醇制烯烃装置,其特征在于所述流化床反应器(5)在催化剂混合器(2)腔内的底部,反应器入口(22)的形状为变径锥体,反应器底部直径与顶部直径比为1.05?3。4.根据权利要求1所述带催化剂混合器的甲醇制烯烃装置,其特征在于所述进料喷嘴(18)与流化床反应器(5)底部的反应器入口(22)的距离为催化剂混合器(2)的高度的O?0.5 倍。5.根据权利要求2所述带催化剂混合器的甲醇制烯烃装置,其特征在于所述进料喷嘴(18)的直径是流化床反应器(5)底部的反应器入口(22)直径的0.2?0.9倍,且小于气体原料进料管线(I)的直径。6.根据权利要求1所述带催化剂混合器的甲醇制烯烃装置,其特征在于所述进料喷嘴(18)由外套管、喷头、定位管以及测温管组成。7.根据权利要求1所述带催化剂混合器的甲醇制烯烃装置,其特征在于所述催化剂混合器(2)中具有气体分布器(19),气体分布器(19)为树枝状气体分布器或大筛孔分布板或环形分布器中的一种。8.根据权利要求7所述带催化剂混合器的甲醇制烯烃装置,其特征在于所述气体分布器(19)的流化气体为水蒸气。9.一种带催化剂混合器的甲醇制烯烃的反应方法,采用权利要求1?8的装置,包括如下几个步骤: (a)、来自再生器(13)的再生催化剂、来自外取热器(4)的换热催化剂以及来自汽提器(6)的调碳待生催化剂共同进入催化剂混合器(2)中后,经过气体分布器(19)的气体流化,这三股催化剂在催化剂混合器(2)中形成鼓泡流态化; (b)、气体原料自气体原料进料管线(I)经过进料喷嘴(18)卷吸夹带来自催化剂混合器(2)中混合后的催化剂进入流化床反应器(5)中进行反应,生成烯烃产物,同时形成积炭催化剂; (C)、反应后的产物携带待生催化剂经过粗旋(21)与气固旋风分离器(9)分离后进入沉降器(8)内,其中,产物气体经过产物气出口管线(11)进入后续分离工段;待生催化剂颗粒经过汽提器(6)后,一部分作为调碳催化剂直接返回催化剂混合器(2)中,一部分作为换热催化剂经过外换热器(4)换热后进入催化剂混合器(2)中,剩余的待生催化剂则进入再生器(13)中经过再生后进入催化剂混合器(2)中。10.根据权利要求9所述带催化剂混合器的甲醇制烯烃的反应方法,其特征在于所述催化剂为SAP0-34,下行床反应器内反应条件为:反应压力以表压计为O?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,催化剂混合器(2)中的温度为350?550°C、催化剂平均含碳量为I?3.5%。
【专利摘要】本发明涉及一种带催化剂混合器的甲醇制烯烃装置及反应方法,主要解决进口区再生催化剂、换热催化剂与调碳催化剂混合不均匀,气体原料与催化剂颗粒接触不充分,低碳烯烃收率较低的问题。本发明通过一种带催化剂混合器的甲醇制烯烃装置及反应方法,再生催化剂、换热催化剂与调碳待生催化剂共同进入内部为鼓泡流化床的催化剂混合器中后,由进料喷嘴的高速气体原料卷吸夹带进入流化床反应器中,反应生成烯烃产物,同时形成待生的积炭催化剂,待生催化剂分别作为调碳催化剂、经外换热器换热的换热催化剂以及经过再生的再生催化剂返回催化剂混合器的技术方案,较好的解决了上述技术问题,可应用于甲醇制烯烃工业生产中。
【IPC分类】B01J8/24, C07C1/20, C07C11/02
【公开号】CN105561895
【申请号】CN201410539939
【发明人】徐俊, 顾松园, 钟思青, 齐国祯
【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5月11日
【申请日】2014年10月14日
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