用于甲醇制烯烃的高效气固快速分离与沉降方法_2

文档序号:9465417阅读:来源:国知局
过粗旋分离出的产物气在直径很大的沉降器内慢速上升,一般15秒才得以进入沉降器上部的旋风分离器,在旋风分离器内进一步分离夹带的催化剂颗粒之后再进入集气室汇总,再经管线引出。被惯性气固快速分离装置分离的催化剂落入沉降器下部床层,被旋风分离器捕集的催化剂沿旋风分离器料腿也进入沉降器下部床层,这些分离下来的催化剂黏附和夹带着一定量的产物气,产物气需要在沉降器下部床层的汽提器中用蒸汽汽提出来,汽提出来的这部分油气需要约60秒以上的时间上升到沉降器上部的入口。由于这部分产物气在沉降器大空间内的停留时间较长,结果使反应后的产物气返混率高,而常规沉降器内的温度在高达550°C以上,易于发生高温二次过裂化反应,使烯烃收率降低。因此采用本发明的反应再生装置中的下行床型式,其近似于平推流的气固流态可以有效避免颗粒返混与气体的径向扩散,从而有效提高产率;而正是由于下行床的自上而下的流动的型式,使得在反应器中段补充催化剂变为可能,这样将有效提高反应后半段的催化剂积炭量的控制,进而提高烯烃收率;在产物气出口端,经过粗旋分离出的产物气与少量催化剂快速通过立管,直接进入旋风分离器,得到烯烃产物,与传统方法中产物气需经过直径巨大的沉降器自然沉降后分离的方法相比,产物气弓I出时间得到有效减小,平均停留时间降低在5秒以下,避免了在沉降器中的二次反应,同时本方法有效降低了散热面积,缩短了产物气和催化剂的行程,使各处的温度趋于一致,避免了局部区域的温差导致相变,进而有效提高烯烃产率。
[0014]采用本发明的技术方案,低碳烯烃收率达到86.27%以上(重量),比现有技术的低碳烯烃的收率高出达到4个百分点以上,同时沉降器小,结构简单且紧凑,大大节省了设备费用,降低了生产成本,散热表面积大大降低,减少了催化裂化装置的散热能耗,具有很好的节能效果,取得较好的技术效果。
【附图说明】
[0015]图1为用于甲醇制烯烃的高效气固快速分离与沉降反应装置的流程示意图:
[0016]图1中,I为汽提介质进料管线;2为汽提器;3为粗旋;4为立管;5为气固旋风分离器;6为集气室;7为产物气出口管线;8为下行床反应器;9为下行床入口气固分配器;10为气体原料进料管线;11为再生斜管;12为换热斜管;13为低温催化剂储罐;14为低温储罐取热器;15为补充催化剂斜管;16为烟气出口管线;17为再生器;18为气固旋风分离器;19为再生器外取热器;20为提升管;21为待生斜管;22为再生介质进料管线。
[0017]气体原料自管线10进入下行床入口气固分配器9中,与来自再生器17的高温催化剂、低温催化剂储罐13的低温催化剂颗粒混合后,进入下行床反应器8中进行反应,生成烯烃产物,同时形成积炭催化剂。在下行床8的中后段位置附近补充足量的来自低温催化剂储罐13的低温再生催化剂,与下行床8中未反应完全的原料继续进行高效接触反应。反应后的产物携带待生催化剂以较高的速度进入粗旋3中进行初步快速分离,产物气与少量待生催化剂经过立管4后,通过气固旋风分离器5进行进一步分离,产物气进入集气室6再经由产物气出口管线7进入后续分离工段;由粗旋3分离出的大量待生催化剂与由气固旋风分离器18分离出的少量待生催化剂经过汽提器2汽提后,经过待生斜管21与来自再生介质进料管线22的再生介质经过提升管20并行向上,进入再生器17中。再生完成后的新鲜催化剂一部分进入低温催化剂储罐14,另一部分经过再生斜管11进入气固分配器9与来自低温催化剂储罐14中的低温催化剂混合并流向下,进入下行床反应器8中继续反应。
[0018]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】
[0019]【实施例1】
[0020]用于甲醇制烯烃的高效气固快速分离与沉降的反应-再生装置为本实施例所采用的小型热模实验装置,实验目的是验证本发明的新型装置对甲醇制烯烃反应器内的沉降器过大、气体滞留时间长、过度的二次反应、烯烃收率较低的改进作用。实验流程如下:气体原料自管线进入下行床入口气固分配器中,与来自再生器的高温催化剂、低温催化剂储罐的低温催化剂颗粒混合后,进入下行床反应器中进行反应,生成烯烃产物,同时形成积炭催化剂。在下行床的中后段位置附近补充足量的来自低温催化剂储罐的低温再生催化剂,与下行床中未反应完全的原料继续进行高效接触反应。反应后的产物携带待生催化剂以较高的速度进入粗旋中进行初步快速分离,产物气与少量待生催化剂经过立管后,通过气固旋风分离器进行进一步分离,产物气进入集气室再经由产物气出口管线进入后续分离工段;由粗旋分离出的大量待生催化剂与由气固旋风分离器分离出的少量待生催化剂经过汽提器汽提后,经过待生斜管与来自再生介质进料管线的再生介质经过提升管并行向上,进入再生器中。再生完成后的新鲜催化剂一部分进入低温催化剂储罐,另一部分经过再生斜管进入气固分配器与来自低温催化剂储罐中的低温催化剂混合并流向下,进入下行床反应器中继续反应。实验所用流化床反应器内径50mm,床高1.2m,设定2个内径为1mm的补充催化剂斜管在距下行管入口 0.6m处位置,补充催化剂斜管与上行管的角度为20° ,立管的筒径是汽提器筒径的0.15倍,立管内气体线速为25m/s,温度为550°C,气固混合相在气固分配器中的停留时间控制在0.5s,催化剂颗粒采用SAP0-34,线速为1.8m/s。反应压力以表压计为0.0lMPa、反应温度为500°C、气相线速为3.0m/s,再生催化剂平均积炭量质量分数为0.5%。反应产品采用在线气相色谱分析,低碳烯烃收率为84.9% (重量)。
[0021]【实施例2】
[0022]用于甲醇制烯烃的高效气固快速分离与沉降的反应-再生装置为本实施例所采用的小型热模实验装置,实验目的是验证本发明的新型装置对甲醇制烯烃反应器内的沉降器过大、气体滞留时间长、过度的二次反应、烯烃收率较低的改进作用。实验流程如下:气体原料自管线进入下行床入口气固分配器中,与来自再生器的高温催化剂、低温催化剂储罐的低温催化剂颗粒混合后,进入下行床反应器中进行反应,生成烯烃产物,同时形成积炭催化剂。在下行床的中后段位置附近补充足量的来自低温催化剂储罐的低温再生催化剂,与下行床中未反应完全的原料继续进行高效接触反应。反应后的产物携带待生催化剂以较高的速度进入粗旋中进行初步快速分离,产物气与少量待生催化剂经过立管后,通过气固旋风分离器进行进一步分离,产物气进入集气室再经由产物气出口管线进入后续分离工段;由粗旋分离出的大量待生催化剂与由气固旋风分离器分离出的少量待生催化剂经过汽提器汽提后,经过待生斜管与来自再生介质进料管线的再生介质经过提升管并行向上,进入再生器中。再生完成后的新鲜催化剂一部分进入低温催化剂储罐,另一部分经过再生斜管进入气固分配器与来自低温催化剂储罐中的低温催化剂混合并流向下,进入下行床反应器中继续反应。实验所用流化床反应器内径50mm,床高1.2m,设定4个内径为1mm的补充催化剂斜管在距下行管入口 0.6m处位置,补充催化剂斜管与上行管的角度为15° ,立管的筒径是汽提器筒径的0.4倍,立管内气体线速为18m/s,温度为540°C,气固混合相在气固分配器中的停留时间控制在0.5s,催化剂颗粒采用SAPO-34,线速为1.8m/s。反应压力以表压计为0.0lMPa、反应温度为50
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