专利名称：甲醇制烯烃失活催化剂的汽提方法
技术领域：
本发明涉及一种甲醇制烯烃失活催化剂的汽提方法。
背景技术：
低碳烯烃，指乙烯和丙烯，是重要的基础化工原料，其需求量在不断增加。一般地，乙烯和丙烯是通过石油路线来生产，但由于石油资源有限的供应量及较高的价格，由石油资源生产丙烯的成本不断增加。近年来，人们开始大力发展替代原料转化制低碳烯烃的技术。其中，一类重要的用于低碳烯烃生产的替代原料是含氧化合物，例如醇类(甲醇、乙醇)、醚类(二甲醚、甲乙醚)、酯类(碳酸二甲酯、甲酸甲酯)等，这些含氧化合物可以通过煤、天然气、生物质等能源转化而来。某些含氧化合物已经可以达到较大规模的生产，如甲醇，可以由煤或天然气制得，工艺十分成熟，可以实现上百万吨级的生产规模。由于含氧化合物来源的广泛性，再加上转化生成低碳烯烃工艺的经济性，所以由含氧化合物转化制烯烃(OTO)的工艺受到越来越多的重视。US4499327专利中对磷酸硅铝分子筛催化剂应用于甲醇转化制烯烃工艺进行了详细研究，认为SAP0-34是MTO工艺的首选催化剂。SAP0-34催化剂具有很高的低碳烯烃选择性，而且活性也较高，可使甲醇转化为低碳烯烃的反应时间达到小于10秒的程度，更甚至达到提升管的反应时间范围内。在中国发明专利200810043971. 9中公布了一种提高低碳烯烃收率的方法，该方法采用在甲醇转化为低碳烯烃的第一反应区上部设置一个第二反应区，且该第二反应区直径大于第一反应区，以增加第一反应区出口的产品气在第二反应区内的停留时间，使得未反应的甲醇、生成的二甲醚和碳四以上烃继续反应，达到提高低碳烯烃收率的目的，该方法还包括第二反应区的进料可以是经过分离的回炼碳四以上烃。该方法虽然可以在一定程度上提高低碳烯烃的收率，但是由于第一反应区出来的催化剂已经带有较多的积碳，而碳四以上烃裂解需要较高的催化剂活性，因此该方法中第二反应区内的碳四以上烃转化效果仍然偏低。EP 175301和EP171330中公开了一种催化裂化工艺中两段或多段短接触汽提工艺，以提高置换效率。US 5032252中提出催化裂化工艺中两个叠置的汽提段的汽提方法，提高下段的汽提温度，降低焦炭中的氢含量。在现有技术中，待生剂的汽提方法一般都采用催化裂化催化剂的汽提方法，但甲醇制烯烃反应过程中采用了三维孔道结构的小孔SAP0-34分子筛，其积碳性质和孔结构均与催化裂化有着本质的不同，现有技术并没有解决甲醇制烯烃失活催化剂的汽提方法问题，均存在失活催化剂汽提效率较低的问题。本发明有针对性的解决了上述问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是甲醇制烯烃工艺中失活催化剂汽提效率较低问题，提供一种新的甲醇制烯烃失活催化剂的汽提方法。该方法用于低碳烯烃的生产中，具有失活催化剂汽提效率较高的优点。为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下一种甲醇制烯烃失活催化剂的汽提方法，该方法包括催化剂在反应器内与包括甲醇的原料接触发生反应，并形成积碳量质量分数为1.5% 5.0%的失活催化剂，所述失活催化剂进入汽提区与汽提蒸汽在积碳-蒸汽接触系数为0. 01 0. 1的条件下接触，从汽提区出来的失活催化剂进入再生器再生。上述技术方案中，所述催化剂包括SAP0-34 ；所述反应器和再生器为流化床；所述汽提蒸汽为水蒸气；所述汽提区设置挡板，形式为斜板式挡板或人字型挡板；所述积碳-蒸汽接触系数为0. 02 0. 05 ；所述汽提区汽提出的物质和汽提蒸汽返回反应器内。本发明中
积碳-蒸汽接触系数=汽提区催化齐崔^齐^只碳量，千克其中，汽提区催化剂藏量通过测量汽提区不同位置上的压差，计算出汽提区的催化剂密度和床层高度，即可计算出催化剂的藏量；催化剂积碳量采用热重分析仪(TGA)测定。失活催化剂夹带的产品气量可通过采用气相色谱分析方法分析汽提区出口的物流组成获得。汽提效率与汽提区挡板型式、汽提区操作条件和汽提蒸汽用量等多种因素有关， 汽提效率的计算方法参考“《催化裂化工艺与工程》，第二版，陈俊武主编，第七章，第1204 页，中国石化出版社，2005年”。失活催化剂的汽提方法一般类似于催化裂化催化剂的汽提方法，但是由于甲醇制烯烃反应催化剂物理性质的不同和生成的积碳性质不同，使得传统的汽提方法无法满足甲醇制烯烃工艺的要求。由于甲醇制烯烃催化剂活性组分为三维孔道结构的小孔分子筛，在空间较大的笼内极易夹带较多的产应产物，且甲醇制烯烃反应产物中烯烃含量特别高，更容易吸附在催化剂孔内，如果汽提区的汽提效率不高，使得失活催化剂夹带的产品量增加， 而进入再生器燃烧生成废气，也在一定程度上降低了低碳烯烃产品的收率。另外，由于甲醇制烯烃反应中生成的积碳使得分子筛孔道更为窄小，从而在一定程度上增加了汽提的难度。所以，汽提效率与催化剂上积碳有着密切的关系。采用本发明所述的方法，通过控制积碳-蒸汽接触系数，可以保证汽提区内失活催化剂夹带的反应产物高效率的被汽提蒸汽脱除。采用本发明的技术方案所述催化剂包括SAP0-34 ；所述反应器和再生器为流化床；所述汽提蒸汽为水蒸气；所述汽提区设置挡板，形式为斜板式挡板或人字型挡板；所述积碳-蒸汽接触系数为0. 02 0. 05 ；所述汽提区汽提出的物质和汽提蒸汽返回反应器内， 汽提效率达到94. 7%，取得了较好的技术效果。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。
具体实施例方式实施例1
在如
图1所示的反应装置中，反应器和再生器均为流化床，反应区平均温度为 4650C，反应压力为常压，催化剂床层密度为210千克/立方米，气体线速为0. 8米/秒，催化剂平均积碳量为3. 5% ；再生器再生温度为675°C，再生压力为常压。反应区底部进料为纯度为99. 5%的甲醇，催化剂为SAP0-34，骨架密度约为1600千克/立方米，反应区内失活催化剂部分进入反应器外的汽提区，与水蒸气接触，汽提区平均温度约为419°C，汽提区床层密度为476千克/立方米，催化剂藏量约为2千克，积碳-蒸汽接触系数控制在0. 057，汽提区内置人字型挡板，理论传递单元高度约为3. 2米，保持催化剂流动控制的稳定性，计算出的汽提区汽提效率为93%。实施例2按照实施例1所述的条件，反应区平均温度为425°C，反应压力为常压，催化剂床层密度为300千克/立方米，气体线速为0. 58米/秒，催化剂平均积碳量为4. 96% ；再生器再生温度为683°C。汽提区平均温度约为398°C，汽提区床层密度为482千克/立方米， 催化剂藏量约为2. 3千克，积碳-蒸汽接触系数控制在0. 1，汽提区内置斜板式挡板，理论传递单元高度约为3. 9米，保持催化剂流动控制的稳定性，计算出的汽提区汽提效率为89%。实施例3按照实施例1所述的条件，催化剂平均积碳量为1. % ；再生器再生温度为 655°C。汽提区平均温度约为423°C，汽提区床层密度为469千克/立方米，催化剂藏量约为 2. 0千克，积碳-蒸汽接触系数控制在0. 08，保持催化剂流动控制的稳定性，计算出的汽提区汽提效率为94.7%。实施例4按照实施例1所述的条件，催化剂平均积碳量为4. 5%，汽提区平均温度约为 415°C，汽提区床层密度为487千克/立方米，催化剂藏量约为2. 1千克，积碳-蒸汽接触系数控制在0. 01，保持催化剂流动控制的稳定性，计算出的汽提区汽提效率为84. 6%。实施例5按照实施例1所述的条件，催化剂平均积碳量为3. 75%，汽提区平均温度约为 417°C，汽提区床层密度为501千克/立方米，催化剂藏量约为2. 5千克，积碳-蒸汽接触系数控制在0. 02，保持催化剂流动控制的稳定性，计算出的汽提区汽提效率为85. 9%。比较例1按照实施例1所述的条件，积碳-蒸汽接触系数控制在0. 005，保持催化剂流动控制的稳定性，计算出的汽提区汽提效率为76. 8%。显然，采用本发明的方法，保证了汽提区较高的汽提效率，从而达到提高低碳烯烃收率的目的，具有较大的技术优势，可用于低碳烯烃的工业生产中。
权利要求
1.一种甲醇制烯烃失活催化剂的汽提方法，该方法包括催化剂在反应器内与包括甲醇的原料接触发生反应，并形成积碳量质量分数为1. 5% 5. 0%的失活催化剂，所述失活催化剂进入汽提区与汽提蒸汽在积碳-蒸汽接触系数为0. 01 0. 1的条件下接触，从汽提区出来的失活催化剂进入再生器再生。
2.根据权利要求1所述甲醇制烯烃失活催化剂的汽提方法，其特征在于所述催化剂包括 sapo-;M。
3.根据权利要求1所述甲醇制烯烃失活催化剂的汽提方法，其特征在于所述反应器和再生器为流化床。
4.根据权利要求1所述甲醇制烯烃失活催化剂的汽提方法，其特征在于所述汽提蒸汽为水蒸气。
5.根据权利要求1所述甲醇制烯烃失活催化剂的汽提方法，其特征在于所述汽提区设置挡板，形式为斜板式挡板或人字型挡板。
6.根据权利要求1所述甲醇制烯烃失活催化剂的汽提方法，其特征在于所述积碳-蒸汽接触系数为0. 02 0. 05。
7.根据权利要求1所述甲醇制烯烃失活催化剂的汽提方法，其特征在于所述汽提区汽提出的物质和汽提蒸汽返回反应器内。
全文摘要
本发明涉及一种甲醇制烯烃失活催化剂的汽提方法，主要解决甲醇制烯烃工艺中失活催化剂汽提效率较低问题。本发明通过采用一种甲醇制烯烃失活催化剂的汽提方法，该方法包括催化剂在反应器内与包括甲醇的原料接触发生反应，并形成积碳量质量分数为1.5％～5.0％的失活催化剂，所述失活催化剂进入汽提区与汽提蒸汽在积碳-蒸汽接触系数为0.01～0.1的条件下接触，从汽提区出来的失活催化剂进入再生器再生的技术方案较好地解决了上述问题，可用于低碳烯烃的工业生产中。
文档编号C07C11/06GK102274704SQ20101019978
公开日2011年12月14日 申请日期2010年6月11日 优先权日2010年6月11日
发明者俞志楠, 张惠明, 陈伟, 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