甲醇和/或二甲醚转化制乙烯、丙烯和芳烃的反应装置及其反应方法_2

文档序号:8243376阅读:来源:国知局
,原料6中水的质量百分含量为(T30重量%,优选低于10重量%。
[0024] 上述技术方案中,反应器1的温度为40(T550°C,原料6的重量空速为2~10(克/ 小时)/克催化剂,以表压计反应压力为(T0. 5兆帕,催化剂循环量和原料6进料量的质量 比为3?40 : 1,平均空塔气速0.7?5.0米/秒。最大量乙烯、丙烯操作模式下,温度为 48(T550°C,原料6的重量空速为4?10 (克/小时)/克催化剂,以表压计反应压力为(T0. 3 兆帕,催化剂循环量和原料6进料量的质量比为10?40 : 1,平均空塔气速1.3~4.0米/ 秒;最大量芳烃操作模式下,温度为40(T50(TC,原料6的重量空速为2~4 (克/小时)/克 催化剂,以表压计反应压力为〇. 1~〇. 5兆帕,催化剂循环量和原料6进料量的质量比为3? 30 : 1,平均空塔气速0. 7?1.3米/秒;联产乙烯、丙烯和芳烃模式下,温度为44(T520°C, 原料6的重量空速为2~7 (克/小时)/克催化剂,以表压计反应压力为0. 1~0. 4兆帕,催化 剂循环量和原料6进料量的质量比为5?35 : 1,平均空塔气速0.7?2.3米/秒。
[0025] 上述技术方案中,再生器2的温度为58(T720°C,优选60(T70(TC,进一步优选 63(T680°C。
[0026]上述技术方案中,再生后的催化剂上的炭,以催化剂的质量百分比计,含量低于 0. 1重量%。
[0027] 上述技术方案中,催化剂活性组分为ZSM-5、ZSM-23、ZSM_11、P分子筛、Y分子筛 或相互间形成的复合分子筛,优选ZSM-5 ;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(1〇?50) : (50?90),优选(20?40) : (60?80)。
[0028] 上述技术方案中,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,优选Zn、P ;以催化剂的质量百分比计,负载的元素在催化剂上的含量为0. 01~15重量%, 优选0. 02?8重量%。
[0029] 上述技术方案中,催化剂的活性组分选自ZSM-5分子筛,以催化剂的重量百分比 计,催化剂上负载〇. 〇1~5重量%的Zn元素或氧化物,0. 1~8重量%的P元素或氧化物。
[0030] 上述技术方案中,汽提介质9为水蒸汽或N2或水蒸汽和N2的混合物,再生介质10 为空气或空气和O2的混合物或空气和N2的混合物。
[0031] 本发明通过甲醇和/或二甲醚催化转化反应过程中产物的分离与副产物循环利 用,实现最大量乙烯、丙烯和芳烃的收率的目的。而且反应器变径,可以使不同性质的原料 和循环物料分别在各自适宜的反应条件下进行反应,进一步提高目的产物收率。
[0032] 本发明提供的技术方案,可选择不同的反应条件实现最大量乙烯、丙烯,最大量芳 烃和联产乙烯、丙烯和芳烃三种不同生产目的的操作模式。
[0033] 采用本发明的技术方案,在最大量乙烯、丙烯模式下操作,原料6为甲醇,反应器 1的反应温度为500°C,以表压计反应压力为0.2兆帕,甲醇的重量空速为5(克/小时)/ 克催化剂,催化剂循环量和甲醇进料量的质量比为15:1,平均空塔气速1. 6米/秒;采用 Cu-ZSM-5催化剂;乙烯碳基收率为25. 7重量%、丙烯碳基收率为20. 3重量%、芳烃碳基收 率为40. 2重量%,BTX碳基收率为27. 9重量%。
[0034] 采用本发明的技术方案,在最大量芳烃模式下操作,原料6为甲醇,反应器1的 反应温度为475°C,以表压计反应压力为0. 25兆帕,甲醇的重量空速为2(克/小时)/克 催化剂,催化剂循环量和甲醇进料量的质量比为7:1,平均空塔气速0. 7米/秒;采用Zn -P-ZSM-5催化剂;乙烯碳基收率为12. 1重量%、丙烯碳基收率为7. 8重量%、芳烃碳基收率 为70. 5重量%,BTX碳基收率为55. 4重量%。
[0035] 采用本发明的技术方案,在联产乙烯、丙烯和芳烃模式下操作,原料6为甲醇,反 应器1的反应温度为460°C,以表压计反应压力为0. 2兆帕,甲醇的重量空速为3(克/小 时)/克催化剂,催化剂循环量和甲醇进料量的质量比为12:1,平均空塔气速1米/秒;采 用Zn-Mg-P-ZSM-5催化剂;甲醇进料;乙烯碳基收率为17. 5重量%、丙烯碳基收率为12. 0 重量%、芳烃碳基收率为58. 5重量%,BTX碳基收率为45. 7重量%。
【附图说明】
[0036] 图1为本发明的反应装置示意图, 图2为反应器的示意图。
[0037] 图1~2中,1为反应器;2为再生器;3为汽提器;4为待生斜管;5为再生斜管;6为 原料;7为循环物料;8为产物;9为汽提介质;10为再生介质;11为烟气;12为反应器第一 反应段;13为反应器第一过渡段;14为反应器第二反应段;15为反应器第二过渡段;16为 反应器第三反应段。
[0038] 图1中原料6进入反应器1的第一反应段12,循环物料7在反应器1的第二反应 段14,和催化剂接触反应,生成反应产物和积炭催化剂;反应产物和积炭催化剂进入汽提 器3,积炭催化剂和汽提介质9接触汽提,得到的汽提后产物8和汽提后的积炭催化剂,汽提 产物8经气固旋风分离器分离积炭催化剂后进入后续分离系统;汽提后的积炭催化剂经待 生斜管4进入再生器2和再生介质10接触烧焦,得到再生后的催化剂和烟气11 ;再生后的 催化剂经再生斜管5进入反应器1 ;经分离系统分离的产物中部分乙烷和/或丙烷和/或 C4和/或C5和/或C6非芳作为循环物料7继续进行反应,其余以乙烯、丙烯、混合芳烃为 主的产物作为产品输出系统。
[0039] 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】
[0040]【实施例1】 采用如图1所示装置。
[0041] 反应器第一反应段的直径为4米,高度占反应器总高度的50%;第二反应段直径和 第一反应段的直径之比为〇. 5:1,其高度占反应器总高度的40% ;第三反应段直径和第二反 应段的直径之比为〇. 3:1,其高度占反应器总高度的5%。第一过渡段的高度占反应器总高 度的3%,第二过渡段的高度占反应器总高度的2%。反应器外设置取热器,取热器高度占反 应器高度的85%。再生器外设置取热器,取热器高度占再生器高度的80%。
[0042] 反应器的反应条件为:温度为500°C,以表压计反应压力为0. 2兆帕,甲醇的重量 空速为5(克/小时)/克催化剂,催化剂循环量和甲醇进料量的质量比为15 : 1,平均空塔 气速1.3米/秒。再生器的温度为650°C。
[0043] 汽提介质为水蒸汽。再生介质为空气。
[0044] 以甲醇为原料,水含量为5重量%。循环物料中乙烷:丙烷:C4和C5和C6非芳 的质量比为2:3:5。甲醇和循环物料进料质量比为15:1。
[0045] 采用Cu-ZSM-5催化剂。
[0046] Cu-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、HC1,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ZSM-5 催化剂中间体。ZSM-5分子筛和基质的质量比为4:6 ;ZSM-5分子筛的硅铝分子比为25 ;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Cu离子质量百分含量为5%的 溶液,以溶液和催化剂的重量比为1. 74:1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Cu元素含量为8重量%的Cu-ZSM-5催化剂。
[0047] 反应结果见表1。
[0048]【实施例2】 采用如图1所示装置。
[0049] 反应器第一反应段的直径为1. 5米,高度占反应器总高度的17%;第二反应段直径 和第一反应段的直径之比为2:1,其高度占反应器总高度的75% ;第三反应段直径和第二反 应段的直径之比为1:1,其高度占反应器总高度的3%。第一过渡段的高度占反应器总高度 的2%,第二过渡段的高度占反应器总高度的3%。反应器外设置取热器,取热器高度占反应 器高度的95%。再生器外设置取热器,取热器高度占再生器高度的30%。
[0050] 反应器的反应条件为:温度为400°C,以表压计反应压力为0. 5兆帕,甲醇的重量 空速为4(克/小时)/克催化剂,催化剂循环量和甲醇进料量的质量比为3 : 1,平均空塔 气速1.3米/秒。再生器的温度为680°C。
[0051] 汽提介质为N2。再生介质为空气。
[0052] 以甲醇为原料,水含量为30重量%。循环物料中乙烷:丙烷:C4和C5和C6非芳 的质量比为1:1:8。甲醇和循环物
当前第2页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1