專利名稱：甲醇制低碳烯烴反應(yīng)－再生裝置的開車方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種甲醇制低碳烯烴反應(yīng)-再生裝置的開車方法。
背景技術(shù)：
低碳烯烴，即乙烯和丙烯，是兩種重要的基礎(chǔ)化工原料，其需求量在不斷增加。一般地，乙烯、丙烯是通過石油路線來生產(chǎn)，但由于石油資源有限的供應(yīng)量及較高的價格，由石油資源生產(chǎn)乙烯、丙烯的成本不斷增加。近年來，人們開始大力發(fā)展替代原料轉(zhuǎn)化制乙烯、丙烯的技術(shù)。其中，一類重要的用于輕質(zhì)烯烴生產(chǎn)的替代原料是含氧化合物，例如醇類(甲醇、乙醇)、醚類(二甲醚、甲乙醚)、酯類(碳酸二甲酯、甲酸甲酯)等，這些含氧化合物可以通過煤、天然氣、生物質(zhì)等能源轉(zhuǎn)化而來。某些含氧化合物已經(jīng)可以達到較大規(guī)模的生產(chǎn)，如甲醇，可以由煤或天然氣制得，工藝十分成熟，可以實現(xiàn)上百萬噸級的生產(chǎn)規(guī)模。由于含氧化合物來源的廣泛性，再加上轉(zhuǎn)化生成輕質(zhì)烯烴工藝的經(jīng)濟性，所以由含氧化合物轉(zhuǎn)化制烯烴(OTO)的工藝，特別是由甲醇轉(zhuǎn)化制烯烴(MTO)的工藝受到越來越多的重視。US4499327專利中對磷酸硅鋁分子篩催化劑應(yīng)用于甲醇轉(zhuǎn)化制烯烴工藝進行了詳細(xì)研究，認(rèn)為SAP0-34是MTO工藝的首選催化劑。SAP0-34催化劑具有很高的輕質(zhì)烯烴選擇性，而且活性也較高，可使甲醇轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)烯烴的反應(yīng)時間達到小于10秒的程度，更甚至達到提升管的反應(yīng)時間范圍內(nèi)。US6166282中公布了一種氧化物轉(zhuǎn)化為低碳烯烴的技術(shù)和反應(yīng)器，采用快速流化床反應(yīng)器，氣相在氣速較低的密相反應(yīng)區(qū)反應(yīng)完成后，上升到內(nèi)徑急速變小的快分區(qū)后，采用特殊的氣固分離設(shè)備初步分離出大部分的夾帶催化劑。由于反應(yīng)后產(chǎn)物氣與催化劑快速分離，有效的防止了二次反應(yīng)的發(fā)生。經(jīng)模擬計算，與傳統(tǒng)的鼓泡流化床反應(yīng)器相比，該快速流化床反應(yīng)器內(nèi)徑及催化劑所需藏量均大大減少。CN1723262中 公布了帶有中央催化劑回路的多級提升管反應(yīng)裝置用于氧化物轉(zhuǎn)化為低碳烯烴工藝，該套裝置包括多個提升管反應(yīng)器、氣固分離區(qū)、多個偏移元件等，每個提升管反應(yīng)器各自具有注入催化劑的端口，匯集到設(shè)置的分離區(qū)，將催化劑與產(chǎn)品氣分開。甲醇制低碳烯烴反應(yīng)-再生烯烴與傳統(tǒng)的催化裂化反應(yīng)-再生系統(tǒng)有著本質(zhì)的不同，開車難度也較催化裂化開車大，且傳統(tǒng)的反應(yīng)-再生系統(tǒng)開車過程中均會在再生器內(nèi)噴入燃燒油，造成催化劑的損傷。本發(fā)明提供一種新的甲醇制低碳烯烴反應(yīng)-再生裝置的開車方法，有針對性的解決了該問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種新的甲醇制低碳烯烴反應(yīng)-再生裝置的開車方法，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中開車周期長、催化劑損害程度較重、待生斜管易堵的問題。該方法用于低碳烯烴的生產(chǎn)中，具有開車周期短、催化劑損害程度輕、待生斜管不會堵塞的優(yōu)點。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:一種甲醇制低碳烯烴反應(yīng)-再生裝置的開車方法，包括以下步驟:(a)用輔助燃燒室加熱空氣后進入再生器，將再生器密相段溫度加熱到350 550°C，同時用開工加熱爐加熱水蒸氣至400 550°C后進入反應(yīng)器；(b)將催化劑通過再生器大型加劑線裝入再生器，將催化劑通過反應(yīng)器大型加劑線裝入反應(yīng)器，反應(yīng)器繼續(xù)用開工加熱爐加熱水蒸氣升溫，再生器繼續(xù)用輔助燃燒室加熱空氣升溫；(C)反應(yīng)器溫度達到350°C以上后，將待生滑閥、再生滑閥關(guān)閉，并在待生滑閥、再生滑閥前通入反吹氣體，保證待生滑閥前、再生滑閥前斜管內(nèi)催化劑密度小于100千克/米3，并每隔10 60分鐘松動待生滑閥和再生滑閥；(d)當(dāng)再生器密相段溫度達到350°C以上后，反應(yīng)器內(nèi)通入甲醇，并通過催化劑外循環(huán)管建立反應(yīng)器催化劑內(nèi)循環(huán)，并在催化劑上形成積碳；(e)當(dāng)再生器密相段溫度達到400°C以上、反應(yīng)器內(nèi)催化劑平均積碳量達到2.5%以上后，打開待生滑閥，減小或停掉待生滑閥前的反吹氣體，保證積碳催化劑從反應(yīng)器經(jīng)待生斜管進入再生器，同時打開再生滑閥，減小或停掉再生滑閥前的反吹氣體，逐漸建立反應(yīng)器、再生器的催化劑循環(huán)；(f)所述催化劑上的積碳在再生器內(nèi)燃燒并放出熱量，將再生器溫度提高至580°C以上；(g)停用開工加熱爐和輔助燃燒室。上述技術(shù)方案中，所述輔助燃燒室內(nèi)的燃燒介質(zhì)選自柴油、燃料氣；所述催化劑包括硅鋁磷酸鹽分子篩；所述反吹氣體為水蒸氣、氮氣、燃料氣中的至少一種。本發(fā)明所述 燃料氣主要含有甲烷、氫氣、乙烯、丙烯等組分。本發(fā)明附圖和實施例中所述反再系統(tǒng)的開車方法，可根據(jù)實際反再系統(tǒng)尺寸、構(gòu)成等情況按照所需的操作條件進行開車操作，并不局限于本發(fā)明實施例所述的具體數(shù)值。本發(fā)明附圖中所示的燃燒油管線作為備用手段，防止在事故、停工等過程中再生器溫度出現(xiàn)大幅下降時為再生器提供熱量的手段。由于甲醇制低碳烯烴反應(yīng)的生焦率較低，且甲醇分子量較小，因此其反應(yīng)-再生系統(tǒng)具有“大反應(yīng)器、小再生器”的特點，與傳統(tǒng)的催化裂化“小反應(yīng)器、大再生器”的特點有著本質(zhì)的區(qū)別，這也使得甲醇制低碳烯烴反應(yīng)-再生系統(tǒng)的開車與傳統(tǒng)的循環(huán)流化床開車方法不同，難度更大，且傳統(tǒng)的反應(yīng)-再生系統(tǒng)開車過程中均會在再生器內(nèi)噴入燃燒油，造成催化劑的損傷。采用本發(fā)明的方法，反應(yīng)器和再生器分開裝入催化劑，再生器用輔助燃燒室升溫，反應(yīng)器用開工加熱爐加熱水蒸氣升溫。本發(fā)明人通過研究發(fā)現(xiàn)，甲醇轉(zhuǎn)化制低碳烯烴的催化劑積碳可在400°C以上進行燃燒并放出熱量。當(dāng)反應(yīng)器具備進料條件后，關(guān)閉待生滑閥、再生滑閥，再生器繼續(xù)用輔助燃燒室升溫，反應(yīng)器通入甲醇，開始在反應(yīng)器內(nèi)繼續(xù)催化劑預(yù)積碳操作，當(dāng)再生器溫度達到400°C以上后，將反應(yīng)器的積碳催化劑循環(huán)至再生器，用積碳燃燒放出的熱量將再生器的溫度提起來。另外，本發(fā)明中采用在待生滑閥、再生滑閥前通入反吹氣體的方法，降低待生斜管、再生斜管滑閥前的催化劑密度，最好通入足夠量的反吹氣體，以保證待生斜管滑閥開之前大量催化劑不進入待生斜管，這樣待生斜管就不會發(fā)生堵塞現(xiàn)象。因此，采用本發(fā)明的方法，兩器分開裝劑，大大增加了裝劑速度，減少了開工時間，同時可以在開工過程中，不噴燃燒油，減少了催化劑的損傷，還從根本上避免了斜管催化劑堵塞的問題。采用本發(fā)明的技術(shù)方案:所述輔助燃燒室內(nèi)的燃燒介質(zhì)選自柴油、燃料氣；所述催化劑包括硅鋁磷酸鹽分子篩；所述反吹氣體為水蒸氣、氮氣、燃料氣中的至少一種，開車周期基本在2 4小時之間，在連續(xù)60天的運行過程中，低碳烯烴收率平均達到82.48%重量，取得了較好的技術(shù)效果。


圖1為本發(fā)明所述方案的流程示意1中，I為反應(yīng)器原料進料；2為反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)；3為氣固快速分離區(qū)；4為汽提區(qū)；5為反應(yīng)器外循環(huán)斜管；6為原料分布板；7為再生器密相段；8為反應(yīng)器氣固旋風(fēng)分離器；9為反應(yīng)器分離區(qū)；10為待生滑閥前反吹氣體進入管線；11為產(chǎn)品氣出口管線；12為再生器稀相段；13為再生介質(zhì)入口管線；14為待生斜管；15為再生器外取熱器；16為再生器氣固旋風(fēng)分離器；17為再生煙氣出口管線；18為反應(yīng)器外取熱器；19為再生斜管；20為蒸汽進入反應(yīng)器管線；21為再生器；22為反應(yīng)器；23為燃燒油入口管線；24為再生器大型加劑線；25為開工加熱爐；26為再生滑閥；27為待生滑閥；28為再生滑閥前反吹氣體進入管線；29為反應(yīng)器大型加劑線；30為輔助燃燒室。包括甲醇原料的物流經(jīng)進料管線I進入反應(yīng)器22的反應(yīng)區(qū)2中，與分子篩催化劑接觸，反應(yīng)生成含有低碳烯烴的產(chǎn)品，攜帶待生催化劑經(jīng)過氣固快速分離區(qū)3進入反應(yīng)器分離區(qū)9，其中，氣固快速分離設(shè)備3分離出來的大部分催化劑進入汽提區(qū)4，而氣相產(chǎn)品以及部分未被氣固快速分離設(shè)備分離的催化劑經(jīng)入旋風(fēng)分離器8分離進行再次分離，催化劑經(jīng)過旋風(fēng)分離器8的料腿返回到汽提區(qū)4，氣相產(chǎn)品經(jīng)出口管線11進入后續(xù)的分離工段。被氣固快速分離區(qū)3和旋風(fēng)分離器8分離出的待生催化劑經(jīng)過汽提后分為兩部分，一部分通過催化劑外循環(huán)斜管5返回到反應(yīng)區(qū)2的底部；另外一部分經(jīng)過待生斜管14進入再生器21的密相段7中燒炭再生，焦炭燃燒生成的煙氣經(jīng)過旋風(fēng)分離器16后通過煙氣出口管線17進入后續(xù)的能量回收系統(tǒng)，再生完成的催化劑通過再生斜管19返回反應(yīng)區(qū)2。下面通過實施例對本發(fā)明作進一步的闡述，但不僅限于本實施例。
具體實施例方式實施例1

如圖1所示的甲醇制低碳烯烴反應(yīng)-再生系統(tǒng)，反應(yīng)器為快速床，再生器為密相床，催化劑為SAP0-34分子篩，甲醇進料量為4.2噸/小時，反應(yīng)器總高28.7米，再生器總高24.3米，輔助燃燒室內(nèi)通入燃料氣點火用于將再生空氣加熱，再生空氣被加熱后進入再生器，將再生器加熱到450°C左右。啟動開工加熱爐加熱水蒸氣至500°C后進入反應(yīng)器，將反應(yīng)器加熱到415°C左右。將催化劑通過再生器大型加劑線加入再生器中，將催化劑通過反應(yīng)器大型加劑線加入反應(yīng)器中。反應(yīng)器繼續(xù)用開工加熱爐加熱水蒸氣升溫，再生器繼續(xù)用輔助燃燒室加熱空氣升溫。反應(yīng)器溫度達到375°C后，將待生滑閥、再生滑閥關(guān)閉，并在待生滑閥、再生滑閥前通入反吹氣體，反吹氣體為氮氣，待生滑閥前、再生滑閥前斜管內(nèi)催化劑密度控制在50千克/米3左右，并每隔30分鐘松動待生滑閥和再生滑閥，防止滑閥卡死。當(dāng)再生器密相段溫度達到360°C后，反應(yīng)器內(nèi)通入甲醇，并通過催化劑外循環(huán)管建立反應(yīng)器催化劑內(nèi)循環(huán)，并在催化劑上形成積碳。當(dāng)再生器密相段溫度達到450°C、反應(yīng)器內(nèi)催化劑平均積碳量達到3.0%后，打開待生滑閥，減小待生滑閥前的反吹氣體，保證積碳催化劑從反應(yīng)器經(jīng)待生斜管進入再生器，同時打開再生滑閥，減小再生滑閥前的反吹氣體，逐漸建立反應(yīng)器、再生器的催化劑循環(huán)，催化劑上的積碳在再生器內(nèi)燃燒并放出熱量，將再生器溫度慢慢提高至650°C。當(dāng)兩器催化劑循環(huán)問題，反應(yīng)器溫度穩(wěn)定控制在480°C，再生器溫度穩(wěn)定控制在650°C后，停用開工加熱爐和輔助燃燒室。
整個開車過程歷時約2.5小時，在連續(xù)60天的運行過程中，低碳烯烴收率平均達到82.48%重量。顯然，采用本發(fā)明的方法，可以達到縮短開車周期，不用噴燃燒油，降低催化劑損害程度，防止待生斜管堵塞的目的 ，具有較大的技術(shù)優(yōu)勢，可用于低碳烯烴的工業(yè)生產(chǎn)中。
權(quán)利要求
1.一種甲醇制低碳烯烴反應(yīng)-再生裝置的開車方法，包括以下步驟: (a)用輔助燃燒室加熱空氣后進入再生器，將再生器密相段溫度加熱到350 550°C，同時用開工加熱爐加熱水蒸氣至400 550°C后進入反應(yīng)器； (b)將催化劑通過再生器大型加劑線裝入再生器，將催化劑通過反應(yīng)器大型加劑線裝入反應(yīng)器，反應(yīng)器繼續(xù)用開工加熱爐加熱水蒸氣升溫，再生器繼續(xù)用輔助燃燒室加熱空氣升溫； (c)反應(yīng)器溫度達到350°C以上后，將待生滑閥、再生滑閥關(guān)閉，并在待生滑閥、再生滑閥前通入反吹氣體，保證待生滑閥前、再生滑閥前斜管內(nèi)催化劑密度小于100千克/米3，并每隔10 60分鐘松動待生滑閥和再生滑閥； (d)當(dāng)再生器密相段溫度達到350°C以上后，反應(yīng)器內(nèi)通入甲醇，并通過催化劑外循環(huán)管建立反應(yīng)器催化劑內(nèi)循環(huán)，并在催化劑上形成積碳； (e)當(dāng)再生器密相段溫度達到400°C以上、反應(yīng)器內(nèi)催化劑平均積碳量達到2.5%以上后，打開待生滑閥，減小或停掉待生滑閥前的反吹氣體，保證積碳催化劑從反應(yīng)器經(jīng)待生斜管進入再生器，同時打開再生滑閥，減小或停掉再生滑閥前的反吹氣體，逐漸建立反應(yīng)器、再生器的催化劑循環(huán)； (f)所述催化劑上的積碳在再生器 內(nèi)燃燒并放出熱量，將再生器溫度提高至580°C以上； (g)停用開工加熱爐和輔助燃燒室。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述甲醇制低碳烯烴反應(yīng)-再生裝置的開車方法，其特征在于所述輔助燃燒室內(nèi)的燃燒介質(zhì)選自柴油、燃料氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述甲醇制低碳烯烴反應(yīng)-再生裝置的開車方法，其特征在于所述催化劑包括硅鋁磷酸鹽分子篩。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述甲醇制低碳烯烴反應(yīng)-再生裝置的開車方法，其特征在于所述反吹氣體為水蒸氣、氮氣、燃料氣中的至少一種。
全文摘要
本發(fā)明提供一種甲醇制低碳烯烴反應(yīng)-再生裝置的開車方法，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中開車周期長、催化劑損害程度較重、待生斜管易堵的問題。本發(fā)明通過采用包括以下步驟(a)用輔助燃燒室加熱再生器，用開工加熱爐加熱反應(yīng)器；(b)將催化劑裝入再生器和反應(yīng)器；(c)反應(yīng)器溫度達到350℃以上后，關(guān)閉待生滑閥、再生滑閥；(d)當(dāng)再生器密相段溫度達到350℃以上后，反應(yīng)器內(nèi)通入甲醇；(e)當(dāng)再生器密相段溫度達到400℃以上、反應(yīng)器內(nèi)催化劑平均積碳量達到2.5％以上后，打開待生滑閥，積碳催化劑從反應(yīng)器進入再生器；(f)將再生器溫度提高至580℃以上；(g)停用開工加熱爐和輔助燃燒室的技術(shù)方案較好地解決了上述問題，可用于低碳烯烴的工業(yè)生產(chǎn)中。
文檔編號C07C1/20GK103193574SQ20121000549
公開日2013年7月10日 申請日期2012年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月10日
發(fā)明者齊國禎, 鐘思青, 俞志楠, 金永明 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院