一種帶有進(jìn)料換熱的流化床反應(yīng)器、反應(yīng)再生裝置及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】一種帶有進(jìn)料換熱的流化床反應(yīng)器、反應(yīng)再生裝置及其應(yīng)用，所述的反應(yīng)器從下到上依次為進(jìn)料區(qū)（F）、流化床反應(yīng)區(qū)（A）、氣固分離區(qū)（C），所述的氣固分離區(qū)下部與汽提區(qū)（D）連通，所述的進(jìn)料區(qū)（F）與流化床反應(yīng)區(qū)（A）之間為催化劑收集板（16），所述的進(jìn)料區(qū)（F）內(nèi)設(shè)置管換熱器，所述的換熱器管程一端與進(jìn)料口（18）連通，另一端開(kāi)口于催化劑收集板（16）。本發(fā)明提供的流化床反應(yīng)器可以控制流化床反應(yīng)器的進(jìn)料溫度，降低對(duì)反應(yīng)器的腐蝕，結(jié)構(gòu)緊湊，可用于含氧化合物催化轉(zhuǎn)化制備低碳烯烴。
【專利說(shuō)明】一種帶有進(jìn)料換熱的流化床反應(yīng)器、反應(yīng)再生裝置及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)裝置及應(yīng)用該反應(yīng)裝置的催化轉(zhuǎn)化方法，更具體地說(shuō)，涉及一種帶有進(jìn)料換熱的流化床反應(yīng)器，以及應(yīng)用該反應(yīng)器的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]低碳烯烴(乙烯、丙烯、丁烯)是多種重要化工產(chǎn)品(如環(huán)氧乙烷、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯和丁基橡膠等)的基礎(chǔ)原料。隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，低碳烯烴特別是乙烯和丙烯需求量與日俱增，由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)，我國(guó)乙烯和丙烯需求量的年增長(zhǎng)率均超過(guò)世界平均水平，增加低碳烯烴產(chǎn)能具有重要意義。
[0003]目前主要采用石腦油等輕質(zhì)原料的水蒸汽裂解技術(shù)制備低碳烯烴，全球90%以上的乙烯產(chǎn)能和約70%的丙烯產(chǎn)能通過(guò)輕質(zhì)石油烴蒸汽裂解實(shí)現(xiàn)。由于原油重質(zhì)化愈來(lái)愈嚴(yán)重，石油煉制過(guò)程中，輕質(zhì)石油烴原料如石腦油和直餾輕柴油的產(chǎn)率僅為原油總產(chǎn)率的1/3左右，而我國(guó)又存在燃料油供應(yīng)不足和柴汽比較低的問(wèn)題，導(dǎo)致輕質(zhì)烴原料短缺的狀況在我國(guó)更為嚴(yán)重，限制了水蒸氣裂解制低碳烯烴工藝的發(fā)展。因此開(kāi)發(fā)利用可再生和替代原料制取低碳烯烴特別是乙烯、丙烯已成為發(fā)展的趨勢(shì)。
[0004]天然氣或煤經(jīng)由甲醇制乙烯、丙烯等低碳烯烴(Methanol to Olefin,簡(jiǎn)稱MTO)是最有希望替代石腦油路線制烯烴的工藝。由天然氣或煤經(jīng)由合成氣制甲醇的工藝技術(shù)已經(jīng)較成熟，因此以甲醇制低碳烯烴(MTO)的技術(shù)成為該替代路線的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
[0005]許多直接或間接的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證實(shí)，甲醇在酸性催化劑上的轉(zhuǎn)化服從烴池機(jī)理，所述的烴池機(jī)理是指，甲醇進(jìn)入酸性催化劑的孔道中，在酸性位作用下聚合形成積炭，其中的多取代甲苯為活性積炭，甲醇可與多取代甲苯發(fā)生烷基化反應(yīng)，烷基化產(chǎn)物再側(cè)鏈斷裂生成低碳烯烴，進(jìn)一步擴(kuò)散出催化劑孔道；而多取代甲苯也可進(jìn)一步聚合生成活性較低的多環(huán)芳烴，持續(xù)聚合生成高分子量的惰性積炭最終導(dǎo)致催化劑失活。由于含氧化合物轉(zhuǎn)化制烯烴過(guò)程服從烴池機(jī)理，催化劑上沉積的活性積炭既具有與催化劑共催化MTO過(guò)程的功能，又具有形成惰性積炭使催化劑失活的作用，再生后的催化劑上含碳物質(zhì)量很少，催化性能較差；催化劑上的單程碳沉積量較少，無(wú)法達(dá)到低碳烯烴選擇性最大的要求；但過(guò)量的積炭會(huì)覆蓋催化劑上的活性中心，降低催化劑活性，使含氧化合物的轉(zhuǎn)化率和低碳烯烴選擇性降低；因此，控制催化劑上適宜的含碳物質(zhì)沉積量對(duì)于提高催化效率、提高低碳烯烴選擇性具有重要作用。
[0006]為了提高低碳烯烴選擇性，有些文獻(xiàn)中采用較低的再生溫度或較短的再生時(shí)間，催化劑不完全再生，控制催化劑上的積炭量。然而，不完全再生會(huì)使積炭越來(lái)越重、催化劑活性降低，并且過(guò)多的積炭，會(huì)降低催化劑酸性，使得甲醇反應(yīng)生成大量二甲醚，導(dǎo)致低碳烯烴選擇性降低，因此需要一種甲醇轉(zhuǎn)化過(guò)程中使催化劑保持適宜積炭量的方法，實(shí)現(xiàn)最大的低碳烯烴選擇性。
[0007]由于反應(yīng)器一般為鋼鐵材質(zhì)，甲醇與高溫狀態(tài)下的鐵、鎳等物質(zhì)接觸，會(huì)生成CO、CO2, h2、CH4等副產(chǎn)物，且轉(zhuǎn)化率較高，這不利于提高低碳烯烴選擇性，雖然鈦對(duì)于甲醇轉(zhuǎn)化表現(xiàn)惰性，但鈦價(jià)格過(guò)高，會(huì)大大增加設(shè)備投資，因此，如何既不增加設(shè)備投資、又能有效抑制甲醇副反應(yīng)，也對(duì)設(shè)備的選材和反應(yīng)器設(shè)計(jì)提出了要求。
[0008]不銹鋼的主要組分如鐵、鎳、鉻等均對(duì)甲醇等醇類物質(zhì)有催化作用，生成CO、CO2,CH4, H2等，為了抑制這些副反應(yīng)，需將反應(yīng)物與器壁等接觸的溫度控制在400° C以下。反應(yīng)區(qū)甲醇主要與催化劑接觸，副反應(yīng)較小；而進(jìn)料部分，由于沒(méi)有催化劑，并且溫度較高，易于發(fā)生副反應(yīng)，因此，基于對(duì)酸性催化劑上甲醇催化過(guò)程的認(rèn)識(shí)及甲醇的一些反應(yīng)特性，為了更好得實(shí)現(xiàn)甲醇有效轉(zhuǎn)化，提高低碳烯烴選擇性，一些專利提出了獨(dú)特的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)和形式，力圖降低副反應(yīng)、提高低碳烯烴收率。
[0009]US6166282公開(kāi)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，上升到內(nèi)徑急劇變小的快分區(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，有效地防止了二次反應(yīng)的發(fā)生。該專利通過(guò)外取熱器，使部分催化劑不再生直接循環(huán)，另一部分催化劑進(jìn)行再生燒掉催化劑上的積炭，但這種方法會(huì)導(dǎo)致催化劑混合不均勻，影響反應(yīng)效果，并且進(jìn)料分布器深陷催化劑床層，反應(yīng)放熱會(huì)使反應(yīng)物發(fā)生副反應(yīng)，影響產(chǎn)品選擇性和收率。
[0010]CN101279873A公開(kāi)一種由甲醇或二甲醚制取乙烯、丙烯等低碳烯烴的方法。以SAP0-34分子篩為催化劑，采用密相流化床反應(yīng)器，通過(guò)催化劑的循環(huán)再生，由甲醇或二甲醚制取低碳烯烴，其甲醇轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到98%，低碳烯烴的選擇性可達(dá)到90%。但是該方法中反應(yīng)物料分布器完全浸入催化劑床層，甲醇進(jìn)料溫度過(guò)高，導(dǎo)致副反應(yīng)的發(fā)生。
[0011]US6023005將含炭催化劑的一部分(總反應(yīng)體積的2%?3%)分離出來(lái)進(jìn)行再生，然后將再生過(guò)的分子篩催化劑與未再生的催化劑混合，使催化劑上積碳量保持在合適范圍中，且催化劑均勻混合，增加了甲醇有效轉(zhuǎn)化為低碳烯烴所需的微孔量，使乙烯和丙烯的選擇性得到提高，但這種方法滑閥較多，多個(gè)循環(huán)，操作復(fù)雜，并且甲醇直接進(jìn)料，會(huì)發(fā)生甲醇與金屬材質(zhì)高溫接觸的可能，導(dǎo)致副反應(yīng)的發(fā)生。
[0012]US6737556公開(kāi)了一種甲醇催化轉(zhuǎn)化生成低碳烯烴的方法，該方法采用新的進(jìn)料方式，并采用甲醇副反應(yīng)活性較小的材質(zhì)制造反應(yīng)器，還指出鉻、鋁的副反應(yīng)活性較弱，鈦是較好的惰性物質(zhì)，但這會(huì)大大增加設(shè)備投資，影響經(jīng)濟(jì)效益。陶瓷等物質(zhì)亦具有較好的甲醇反應(yīng)惰性，但陶瓷的耐沖擊性能較差，不利于裝置的安全平衡運(yùn)行。
[0013]對(duì)于特定的分子篩催化劑，若其積炭量小于4重量％，乙烯、丙烯的選擇性隨積炭量增加而增加。
[0014]我們的目的是盡可能多的得到低碳烯烴，特別是乙烯和丙烯，并盡量少的得到甲燒、乙燒、丙燒和大于C5的廣物。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題之一是在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，提供一種帶有進(jìn)料換熱的流化床反應(yīng)器及反應(yīng)再生裝置。
[0016]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題之二是提供一種應(yīng)用上述帶有進(jìn)料換熱的流化床反應(yīng)器的催化轉(zhuǎn)化方法。[0017]一種帶有進(jìn)料換熱的流化床反應(yīng)器，所述的反應(yīng)器從下到上依次為進(jìn)料區(qū)F、流化床反應(yīng)區(qū)A、氣固分離區(qū)C，所述的氣固分離區(qū)下部與汽提區(qū)D連通，所述的進(jìn)料區(qū)F與流化床反應(yīng)區(qū)A之間為催化劑收集板16，所述的進(jìn)料區(qū)F內(nèi)設(shè)置換熱器，所述的換熱器管程一端與進(jìn)料口 18連通，另一端開(kāi)口于催化劑收集板16。
[0018]本發(fā)明提供的帶有進(jìn)料換熱的流化床反應(yīng)-再生裝置，包括帶有進(jìn)料換熱的流化床反應(yīng)器和催化劑再生器，所述的流化床反應(yīng)器從下到上依次為進(jìn)料區(qū)F、流化床反應(yīng)區(qū)A、氣固分離區(qū)C，所述的氣固分離區(qū)下部與汽提區(qū)D連通，進(jìn)料區(qū)F與流化床反應(yīng)區(qū)A之間為催化劑收集板16，進(jìn)料區(qū)F內(nèi)設(shè)置換熱器，所述的換熱器管程一端與進(jìn)料口 18連通，另一端開(kāi)口于催化劑收集板16 ;所述的流化床反應(yīng)器的汽提區(qū)D下部經(jīng)待生催化劑斜管11與催化劑再生器10連通，所述的催化劑再生器10經(jīng)再生催化劑斜管13與帶有進(jìn)料換熱的流化床反應(yīng)器連通。
[0019]本發(fā)明提供的帶有進(jìn)料換熱的流化床反應(yīng)器，以及帶有進(jìn)料換熱的流化床反應(yīng)再生裝置的有益效果為:
[0020]由于高溫狀態(tài)下(大于400°C)有些反應(yīng)物易于與制成反應(yīng)器的材料發(fā)生副反應(yīng)，降低反應(yīng)選擇性同時(shí)腐蝕反應(yīng)器，降低反應(yīng)入口的溫度可以減少副反應(yīng)并保護(hù)反應(yīng)器。例如甲醇水合制備低碳烯烴的反應(yīng)中，溫度大于400°C的條件下，鐵、鎳催化甲醇生成甲烷、CO和CO2的副反應(yīng)，不利于低碳烯烴的生成，而甲醇制低碳烯烴的反應(yīng)溫度為500°C左右，反應(yīng)區(qū)的熱量會(huì)導(dǎo)致甲醇進(jìn)料口處的溫度較高，增加進(jìn)料換熱后，可有效降低進(jìn)料口處的溫度，減少甲醇副反應(yīng)的發(fā)生，提高低碳烯烴選擇性。
[0021]本發(fā)明提供的的流化床反應(yīng)器優(yōu)選的方案為:所述的反應(yīng)器還包括催化劑下降區(qū)E，所述的汽提區(qū)D下部經(jīng)催化劑分布板3上的開(kāi)孔與催化劑下降區(qū)E連通，所述的催化劑下降區(qū)E與流化床反應(yīng)區(qū)A并列，之間由隔板分隔，流化床反應(yīng)區(qū)A與催化劑下降區(qū)E底部相通。
[0022]本發(fā)明提供的優(yōu)選方案帶有進(jìn)料換熱的內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器的有益效果為:
[0023]除了可以降低流化床反應(yīng)區(qū)進(jìn)料段的溫度之外，可以實(shí)現(xiàn)將流化床反應(yīng)器內(nèi)來(lái)自汽提區(qū)的一部分積炭催化劑引入再生器內(nèi)再生恢復(fù)活性，然后返回反應(yīng)區(qū)循環(huán)使用，其余的積炭催化劑由汽提區(qū)直接循環(huán)回反應(yīng)區(qū)繼續(xù)反應(yīng)，通過(guò)調(diào)節(jié)催化劑循環(huán)比例，可將催化劑上的積炭量控制在適宜的范圍內(nèi)。本發(fā)明提供的帶有進(jìn)料換熱的內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器，再生部分催化劑，既可以保持催化劑所需的積炭量，又可以避免催化劑上的積炭越來(lái)越重，達(dá)到催化劑活性基本不變的前提下，而大幅提高催化劑的低碳烯烴選擇性。既可以保持催化劑所需的積炭量，又可以避免催化劑上的積炭越來(lái)越重，達(dá)到催化劑活性基本不變的前提下，而大幅提高催化劑的低碳烯烴選擇性。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1為本發(fā)明提供的帶有進(jìn)料換熱的流化床反應(yīng)器的流程示意圖；
[0025]圖2為本發(fā)明提供的帶有進(jìn)料換熱的內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器的流程示意圖；
[0026]其中:A-反應(yīng)區(qū)；B-快速分離區(qū)；C_氣固分離區(qū)；D_汽提區(qū)；E-催化劑下降區(qū)；
[0027]1-外筒(反應(yīng)器外壁)；2-內(nèi)筒；3_催化劑分布板；4_快速分離區(qū)圓管；5_旋風(fēng)分離器；6-氣體產(chǎn)物出口 ；7_快速分離區(qū)圓臺(tái)形擋板；8-再生器煙氣出口 ；9_再生器旋風(fēng)分離器；10-催化劑再生器；11-再生器催化劑輸送立管；12_待生催化劑斜管；13_再生氣體入口 ； 14-再生催化劑斜管；15-冷卻介質(zhì)出口 ； 16-催化劑收集板；17-換熱器管程；18反應(yīng)油氣入口 ；20_冷卻介質(zhì)入口。
【具體實(shí)施方式】
[0028]本發(fā)明提供的所述的內(nèi)循環(huán)氣固流化床反應(yīng)器及再生系統(tǒng)是這樣具體實(shí)施的:
[0029]一種帶有進(jìn)料換熱的流化床反應(yīng)器，所述的反應(yīng)器從下到上依次為進(jìn)料區(qū)F、流化床反應(yīng)區(qū)A、氣固分離區(qū)C，所述的氣固分離區(qū)下部與汽提區(qū)D連通，所述的進(jìn)料區(qū)F與流化床反應(yīng)區(qū)A之間為催化劑收集板16，所述的進(jìn)料區(qū)F內(nèi)設(shè)置換熱器，所述的換熱器管程一端與進(jìn)料口 18連通，另一端開(kāi)口于催化劑收集板16。其中，所述的換熱器可以是管殼程換熱器，流化床反應(yīng)器底部的進(jìn)料口 18與換熱器管程一端連通，換熱器管程的另一端開(kāi)口于催化劑收集板16。
[0030]本發(fā)明提供的流化床反應(yīng)器，優(yōu)選的方案是所述的流化床反應(yīng)器還包括催化劑下降區(qū)E，所述的催化劑下降區(qū)E位于汽提區(qū)D下部并經(jīng)催化劑分布板3上的開(kāi)孔與汽提區(qū)D連通，所述的催化劑下降區(qū)E與流化床反應(yīng)區(qū)A并列，之間由隔板分隔，流化床反應(yīng)區(qū)A與催化劑下降區(qū)E底部相通。即流化床反應(yīng)器為帶進(jìn)料換熱的內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器。
[0031]本發(fā)明提供的流化床反應(yīng)器，更優(yōu)選的方案是，所述的流化床反應(yīng)區(qū)A為設(shè)置于反應(yīng)器內(nèi)的內(nèi)筒2圍成的空間，所述的流化床反應(yīng)區(qū)A的上部為橫截面不斷縮小的快速分離區(qū)B，所述的催化劑下降區(qū)E為反應(yīng)器外壁I與內(nèi)筒2圍成的環(huán)柱形空間。
[0032]本發(fā)明提供的流化床反應(yīng)器中，所述的圍成流化床反應(yīng)區(qū)A的內(nèi)筒I的直徑與反應(yīng)器外壁的直徑比為1:(1.05-2)。
[0033]本發(fā)明提供的流化床反應(yīng)器中，所述的快速分離區(qū)B為與內(nèi)筒頂部連接的上小下大的圓臺(tái)形擋板7和擋板上部的圓管4圍成的空間。
[0034]本發(fā)明提供的流化床反應(yīng)器中，所述的快速分離區(qū)B上端圓管4的內(nèi)徑與反應(yīng)區(qū)內(nèi)筒2的內(nèi)徑的比為(0.1-0.9):1。
[0035]本發(fā)明提供的流化床反應(yīng)器中，所述的快速分離區(qū)頂部圓管4的高徑比為(0.1-20):1。
[0036]本發(fā)明提供的流化床反應(yīng)器中，所述的催化劑分布板3與反應(yīng)器側(cè)壁I連接處，催化劑分布板3母線的切線與反應(yīng)器側(cè)壁在接觸點(diǎn)處的夾角為0°?60°。
[0037]本發(fā)明提供的流化床反應(yīng)器中，所述的快速分離區(qū)B的高度與反應(yīng)區(qū)內(nèi)筒2的內(nèi)徑的比為(0.2-5):1。
[0038]本發(fā)明提供的流化床反應(yīng)器中，所述的管殼程換熱器的管程的直徑與內(nèi)筒2直徑的比為(0.001-0.2):1。
[0039]本發(fā)明提供的流化床反應(yīng)器中，所述的催化劑收集板16上的開(kāi)口用金屬燒結(jié)板、
金屬燒結(jié)管或泡罩覆蓋。
[0040]本發(fā)明提供的流化床反應(yīng)器中，所述的催化劑收集板16的下部襯有絕熱材料。
[0041]本發(fā)明提供的流化床反應(yīng)器中，所述的反應(yīng)區(qū)中設(shè)置改善催化劑流動(dòng)的內(nèi)構(gòu)件。
[0042]本發(fā)明提供的優(yōu)選方案具體是這樣實(shí)施的:如附圖所示，所述的流化床反應(yīng)器的內(nèi)筒2設(shè)置于外筒I (反應(yīng)器外壁)內(nèi)部，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是外筒I與內(nèi)筒2同軸設(shè)置，內(nèi)筒2圍成的空間為反應(yīng)區(qū)A，所述的內(nèi)筒2與外筒I所圍成的環(huán)形間隙為催化劑下降區(qū)E ;內(nèi)筒2的頂部與反應(yīng)器外壁I通過(guò)催化劑分布板3相連，所述的催化劑分布板3上開(kāi)有孔或縫，催化劑分布板3之上為汽提區(qū)D，催化劑分布板之下為催化劑下降區(qū)E，內(nèi)筒2頂部裝有上小下大的圓臺(tái)形擋板7，圓臺(tái)形擋板圍成的空間為快速分離區(qū)B。圓臺(tái)形擋板7、催化劑分布板3與反應(yīng)器外壁I所圍空間的稀相床層為沉降區(qū)C、密相床層為汽提區(qū)D ;由反應(yīng)區(qū)A來(lái)的催化劑和油氣進(jìn)入快速分離區(qū)后，催化劑和油氣混合物自圓臺(tái)底部逐漸上升，流通面積逐漸變小，氣體被加速，而固體由于慣性，加速較慢，氣固速度差變大，可以實(shí)現(xiàn)氣固混合物的初步分尚。
[0043]經(jīng)快速分離器7初步分離后的催化劑和反應(yīng)油氣在沉降區(qū)進(jìn)行氣固分離，沉降區(qū)可以設(shè)置旋風(fēng)分離器或過(guò)濾器，經(jīng)旋風(fēng)分離器或過(guò)濾器外部為催化劑沉降器。優(yōu)選的方案是設(shè)置一級(jí)或多級(jí)的旋風(fēng)分離器，經(jīng)旋風(fēng)分離器分離及沉降分離的積炭催化劑進(jìn)入汽提區(qū)。
[0044]汽提區(qū)D引入汽提蒸汽進(jìn)一步將催化劑中吸附或夾雜的反應(yīng)油氣汽提出來(lái)，沉降區(qū)分離出的反應(yīng)油氣和汽提出的反應(yīng)油氣經(jīng)反應(yīng)器頂部的氣相出口引出反應(yīng)器，到后續(xù)分離系統(tǒng)中進(jìn)一步分離。
[0045]所述的汽提區(qū)與催化劑下降區(qū)之間的隔板為催化劑分布板3，催化劑分布板3可以是水平的，或者傾斜的，也可以是弧形的，本發(fā)明對(duì)此沒(méi)有限制。優(yōu)選催化劑分布板3與反應(yīng)器外壁上部的夾角為圓角，或者為大于90°的角。所述的夾角大于90° ,可以防止汽提區(qū)的催化劑在此處存積。優(yōu)選的方案是所述的催化劑分布板3與反應(yīng)器側(cè)壁I連接處，催化劑分布板3母線的切線與反應(yīng)器側(cè)壁的夾角為0°?60°。
[0046]優(yōu)選的方案是，所述的催化劑分布板3為上大下小的圓臺(tái)形擋板，擋板上開(kāi)游孔或縫。更優(yōu)選所述圓臺(tái)形擋板與水平方向的夾角為30°飛0°汽提區(qū)內(nèi)的催化劑經(jīng)傾斜的催化劑分布板進(jìn)入催化劑下降區(qū)，可以避免部分催化劑積存在催化劑分布板與反應(yīng)器外壁間的夾角。
[0047]汽提區(qū)底部的催化劑分布板3上開(kāi)有孔或縫，汽提區(qū)經(jīng)汽提后的催化劑可以經(jīng)催化劑擋板上孔和縫進(jìn)入催化劑下降區(qū)中，催化劑下降區(qū)底部設(shè)置邊緣與反應(yīng)器側(cè)壁封閉連接的催化劑收集板16，催化劑收集板16與內(nèi)筒2下邊緣留有一定高度的空隙，使得催化劑下降區(qū)與反應(yīng)區(qū)相通。由催化劑下降區(qū)來(lái)的催化劑經(jīng)所述的空隙由催化劑收集板16收集，在原料和提升介質(zhì)(優(yōu)選水蒸氣)的提升下進(jìn)入反應(yīng)區(qū)循環(huán)使用。
[0048]所述的進(jìn)料區(qū)的進(jìn)料管在催化劑收集板16上開(kāi)口，開(kāi)口直徑與內(nèi)筒直徑的比為
0.001-0.2:1。優(yōu)選所述的催化劑收集板上的開(kāi)孔用金屬燒結(jié)板、金屬燒結(jié)管或泡罩覆蓋。使得由反應(yīng)器底部進(jìn)料的原料油氣經(jīng)換熱冷卻后經(jīng)催化劑收集板上進(jìn)入反應(yīng)區(qū)中進(jìn)行反應(yīng)，同時(shí)防止催化劑收集板16上的催化劑漏入催化劑收集板16的下部。
[0049]優(yōu)選在所述的催化劑收集板16的下部襯有絕熱材料。可以降低反應(yīng)器進(jìn)料區(qū)溫度，在應(yīng)用于含氧化合物催化轉(zhuǎn)化低碳烯烴的反應(yīng)中時(shí)，可以避免含氧化合物在過(guò)高的溫度下，接觸構(gòu)成反應(yīng)器及進(jìn)料管的Fe、Ni等金屬而發(fā)生副反應(yīng)。
[0050]本發(fā)明提供的流化床反應(yīng)器中，優(yōu)選所述的反應(yīng)區(qū)中設(shè)置改善催化劑流動(dòng)的內(nèi)構(gòu)件。設(shè)置例如隔柵的內(nèi)構(gòu)件可以改善反應(yīng)油氣在反應(yīng)區(qū)中的分布，使得與催化劑接觸更充分，從而提聞反應(yīng)效率。[0051]本發(fā)明提供的帶進(jìn)料換熱的流化床反應(yīng)器和催化劑再生器一起組成反應(yīng)再生裝置，所述的流化床反應(yīng)器的汽提區(qū)下部經(jīng)待生催化劑斜管與催化劑再生器的進(jìn)料管相通，所述催化劑再生器的再生催化劑出料口經(jīng)再生催化劑斜管與所述的流化床反應(yīng)器的下降區(qū)連通。所述的再生氣體為含氧氣體，優(yōu)選空氣，用于在再生溫度下燒掉催化劑上的積炭。再生器頂部的氣固分離可以采用旋風(fēng)分離器，旋風(fēng)分離器可以為一級(jí)或多級(jí)，經(jīng)氣固分離后，再生煙氣排出催化劑再生器，催化劑再生器底部再生催化劑經(jīng)再生斜管返回內(nèi)循環(huán)氣固流化床反應(yīng)器中循環(huán)使用。 [0052]本發(fā)明提供的帶進(jìn)料換熱的流化床反應(yīng)再生裝置中，進(jìn)料油氣在進(jìn)料區(qū)換熱保持較低溫度，然后進(jìn)入反應(yīng)區(qū)在較高溫度下反應(yīng)，在應(yīng)用于含氧化合物催化轉(zhuǎn)化低碳烯烴的反應(yīng)中時(shí)，進(jìn)料區(qū)的溫度為15(T350°C，反應(yīng)區(qū)的溫度為440(T350°C。
[0053]一種含氧化合物催化轉(zhuǎn)化生成低碳烯烴的方法，將含氧化合物原料由底部引入帶有進(jìn)料換熱的流化床反應(yīng)器中，在進(jìn)料區(qū)內(nèi)與冷介質(zhì)換熱降溫后進(jìn)入流化床反應(yīng)區(qū)，在流化床反應(yīng)區(qū)與裂化催化劑接觸一起向上運(yùn)動(dòng)，并發(fā)生烷基化、裂化反應(yīng)；反應(yīng)后油氣和積炭催化劑經(jīng)反應(yīng)區(qū)上部的氣固分離區(qū)進(jìn)行氣固分離，分離出的油氣到后續(xù)分離系統(tǒng)進(jìn)一步分離；分離出的積炭催化劑沉降到汽提區(qū)，汽提脫除催化劑中吸附和夾帶的油氣后經(jīng)待生催化劑斜管進(jìn)入催化劑再生器中進(jìn)行燒焦再生，再生后的催化劑返回帶有換熱的流化床反應(yīng)器中循環(huán)使用。
[0054]優(yōu)選地，采用帶有進(jìn)料換熱的內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器的含氧化合物催化轉(zhuǎn)化生成低碳烯烴的方法，所述的汽提區(qū)的一部分積炭催化劑進(jìn)入催化劑下降區(qū)向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)催化劑下降區(qū)底部的空隙由底部進(jìn)入反應(yīng)區(qū)循環(huán)使用；所述的汽提區(qū)的另一部分積炭催化劑經(jīng)待生催化劑斜管引入催化劑再生器中燒焦再生，再生后的催化劑返回內(nèi)循環(huán)氣固流化床反應(yīng)器中循環(huán)使用。
[0055]含氧化合物催化轉(zhuǎn)化生成低碳烯烴的方法的優(yōu)選方案是這樣具體實(shí)施的，將含氧化合物原料由底部的進(jìn)料區(qū)引入內(nèi)循環(huán)氣固流化床反應(yīng)器中，原料經(jīng)分布后進(jìn)入反應(yīng)區(qū)，與催化劑接觸反應(yīng)，反應(yīng)油氣和積炭的催化劑經(jīng)反應(yīng)區(qū)上部的快速分離區(qū)分離后，進(jìn)入氣固分離區(qū)，分離出的油氣經(jīng)氣固分離區(qū)的氣相出口引出裝置進(jìn)行進(jìn)一步分離；分離后的催化劑沉降到汽提區(qū)，汽提區(qū)引入汽提蒸汽進(jìn)一步將催化劑中吸附或夾雜的反應(yīng)油氣汽提出來(lái)，汽提器內(nèi)的催化劑分為兩部分，一部分催化劑經(jīng)催化劑分布板進(jìn)入下降區(qū)，經(jīng)下降區(qū)底部的空隙返回反應(yīng)區(qū)，另一部分經(jīng)待生催化劑立管輸送至催化劑再生器中燒焦再生，再生后的催化劑返回內(nèi)循環(huán)氣固流化床反應(yīng)器的下降區(qū)循環(huán)使用。其中，待生催化劑可以直接進(jìn)入催化劑再生器或經(jīng)引入再生器的再生氣體提升進(jìn)入催化劑再生器中。
[0056]優(yōu)選方案中，所述的引入催化劑再生器中再生的催化劑為反應(yīng)器中總的催化劑藏量的5~80%。
[0057]發(fā)明人在研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，在含氧化合物制低碳烯烴試驗(yàn)過(guò)程中再生積炭的催化劑時(shí)發(fā)現(xiàn)，燒焦再生時(shí)間在0-1300秒時(shí)，尾氣中CO2濃度由先增加后降低；燒焦再生時(shí)間在1300^1800秒時(shí)，CO2的濃度幾乎為零；燒焦再生時(shí)間在1800-2100秒時(shí)，尾氣CO2濃度又先增加后逐漸降低至零；這表明催化劑上的積炭根據(jù)燃燒的難易程度可分為兩部分，一部分是在催化劑表面，易于和氧氣接觸燃燒；另一部分在孔道內(nèi)部，由于氧擴(kuò)散較困難，需要較長(zhǎng)的時(shí)間才能使催化劑完全燒焦。因此，若采用催化劑不完全再生、保留催化劑上一部分積炭的方法，分子篩孔道內(nèi)的積炭將無(wú)法有效燃燒，會(huì)使催化劑上的積炭逐漸變重，最終導(dǎo)致雖然控制了催化劑上的積炭量，但催化劑上的積炭已不是可以使含氧化合物有效轉(zhuǎn)化為低碳烯烴所需要的烴池物質(zhì)，使得催化劑活性和低碳烯烴選擇性降低。
[0058]將所述的汽提區(qū)的積炭的催化劑的一部分引入催化劑再生器中完全再生恢復(fù)活性，再生后的催化劑不僅催化劑表面上的積炭被燒焦脫除，催化劑孔道內(nèi)較難脫除的積炭也被燒掉?？梢员苊獯呋瘎┎煌耆偕档痛呋瘎┗钚缘娜毕荨?br> [0059]再生催化劑經(jīng)再生斜管返回反應(yīng)器的催化劑下降區(qū)中，燒掉積炭的、活性較高的再生催化劑與未經(jīng)再生的積炭的催化劑均勻混合，共同下行，在下行過(guò)程中兩種催化劑混合，積炭物質(zhì)在催化劑表面會(huì)發(fā)生高溫遷移，完全再生催化劑表面的酸中心及孔內(nèi)的酸中心被涂覆，調(diào)節(jié)催化劑表面的酸強(qiáng)度和酸密度，使完全再生催化劑也具有較好的低碳烯烴選擇性，降低積炭選擇性，并且這種部分催化劑完全再生的方法，可以避免催化劑上積炭愈來(lái)愈重，又可以使催化劑保持適宜的積炭量，達(dá)到提高低碳烯烴選擇性的目的。
[0060]所述的反應(yīng)區(qū)的反應(yīng)溫度為380-680° C，優(yōu)選范圍為440-520° C ;含氧4化合物原料的重時(shí)空速為1飛0小時(shí)―1，優(yōu)選范圍為1-30小時(shí)更優(yōu)選范圍為1.5-20小時(shí)―1 ;反應(yīng)區(qū)內(nèi)氣體表觀速度為0.1-10米/秒，優(yōu)選范圍0.1-2米/秒。
[0061]所述的含氧化合物原料選自甲醇、乙醇、二甲醚和動(dòng)植物油脂中的一種或幾種的混合物。所述的含氧化合物原料中優(yōu)選還含有2-50重量的％水。
[0062]所述的催化劑為固體酸催化劑，活性組分為具有MFI結(jié)構(gòu)的分子篩和/或SAPO分子篩，其中，所述的MFI分子篩優(yōu)選ZSM-5和/或ZRP分子篩，所述的SAPO分子篩優(yōu)選SAP0-34分子篩，催化劑的載體為人工合成的無(wú)機(jī)氧化物和天然粘土 (如高嶺土)。
[0063]下面結(jié)合附圖，具體說(shuō)明本發(fā)明提供的內(nèi)循環(huán)氣固流化床反應(yīng)器，及其在含氧化合物生產(chǎn)低碳烯烴方法中的應(yīng)用，但本發(fā)明并不因此而受到任何限制。
[0064]附圖1為本發(fā)明提供的帶有進(jìn)料換熱的流化床反應(yīng)再生裝置的流程示意圖，如圖1所示，流化床反應(yīng)器I的中上部有上小下大的圓臺(tái)形擋板7，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是圓臺(tái)形擋板7頂部還連有同徑的圓管4。圓臺(tái)形擋板7的下部的流化床反應(yīng)器為反應(yīng)區(qū)Α，圓臺(tái)形擋板7和其上圓管4所圍成的空間為快速分離區(qū)B，反應(yīng)區(qū)A內(nèi)的氣固混合物自該圓臺(tái)底部逐漸上升，流通面積逐漸變小，氣體被加速，而固體由于慣性，加速較慢，氣固速度差變大，可以實(shí)現(xiàn)氣固混合物的初步分離。
[0065]反應(yīng)器外壁1、圓臺(tái)形擋板7與快速分離區(qū)B之間的空間為汽提區(qū)D，反應(yīng)區(qū)A內(nèi)反應(yīng)后積炭的催化劑經(jīng)氣固分離后沉降到汽提區(qū)D，可以引入汽提蒸汽，汽提出積炭催化劑吸附和夾帶的反應(yīng)油氣。汽提區(qū)D上部空間為氣固分離區(qū)C，氣固分離區(qū)C可以設(shè)置氣固分離設(shè)備，例如旋風(fēng)分離器5，優(yōu)選設(shè)置兩級(jí)旋風(fēng)分離器，旋風(fēng)分離器5外部為沉降區(qū)。來(lái)自反應(yīng)區(qū)A的積炭的催化劑和反應(yīng)油氣在快速分離區(qū)B經(jīng)初步分離后，再經(jīng)旋風(fēng)分離器5進(jìn)一步分離，經(jīng)旋風(fēng)分離器5分離出的催化劑顆粒進(jìn)入汽提區(qū)D，旋風(fēng)分離器5分離出的油氣經(jīng)氣體產(chǎn)物出口 6引出裝置，進(jìn)入后續(xù)分離系統(tǒng)進(jìn)一步分離。
[0066]汽提區(qū)D的催化劑經(jīng)裝有滑閥的待生催化劑斜管12進(jìn)入催化劑輸送立管11的下部，再生氣體由底部入口 13引入催化劑輸送立管11，提升待生催化劑一起進(jìn)入催化劑再生器10中，所述的再生氣體為含氧氣體，用于在高溫下燒掉催化劑上的積炭，使催化劑恢復(fù)活性。催化劑再生器10為流化床反應(yīng)器，上部設(shè)有旋風(fēng)分離器9分離催化劑和再生煙氣，分離出的再生煙氣經(jīng)管線8離開(kāi)再生器。催化劑再生器10底部的再生催化劑經(jīng)裝有滑閥的再生斜管14進(jìn)入反應(yīng)區(qū)A。
[0067]內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器下部設(shè)置催化劑收集板16，內(nèi)筒2下部邊緣與催化劑收集板16之間有一定高度的空隙，具有適宜積炭量的催化劑在下降區(qū)E內(nèi)下行，經(jīng)內(nèi)筒I下邊緣的空隙進(jìn)入反應(yīng)區(qū)A底部，并在反應(yīng)器底部引入的原料油氣的提升下進(jìn)入反應(yīng)區(qū)A，同時(shí)催化原料油氣的反應(yīng)。
[0068]催化劑收集板16上均勻開(kāi)有孔或條縫，催化劑收集板16同時(shí)也作為原料油氣的分布器，由反應(yīng)器底部引入的原料油氣經(jīng)催化劑收集板16上的開(kāi)孔分布后均勻引入反應(yīng)區(qū)A中。
[0069]附圖2為帶有進(jìn)料換熱的內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)再生裝置的一種優(yōu)選的實(shí)施結(jié)構(gòu)。如圖2所示，內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器(外筒)I內(nèi)設(shè)置內(nèi)筒2，且外筒I和內(nèi)筒2同軸，內(nèi)筒2內(nèi)部的空間為反應(yīng)區(qū)A，外筒I與內(nèi)筒2所圍成的環(huán)形空間為催化劑下降區(qū)E。內(nèi)筒2的頂部與反應(yīng)器外壁通過(guò)催化劑分布板3相連，催化劑分布板3上開(kāi)有孔或縫，所述的催化劑分布板3優(yōu)選為上大下小的圓臺(tái)形擋板。催化劑可通過(guò)催化劑分布板3上的這些孔或縫進(jìn)入催化劑下降區(qū)E。內(nèi)筒2頂部裝有上小下大的圓臺(tái)形擋板7，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是圓臺(tái)形擋板7頂部還連有同徑的圓管4。此圓臺(tái)形擋板7和其上圓管4所圍成的空間為快速分離區(qū)B，反應(yīng)區(qū)A內(nèi)的氣固混合物自該圓臺(tái)底部逐漸上升，流通面積逐漸變小，氣體被加速，而固體由于慣性，加速較慢，氣固速度差變大，可以實(shí)現(xiàn)氣固混合物的初步分離。
[0070]反應(yīng)器外壁1、催化劑分布板3與快速分離區(qū)B之間的空間為汽提區(qū)D，反應(yīng)區(qū)A內(nèi)反應(yīng)后積炭的催化劑經(jīng)氣固分離后沉降到汽提區(qū)D，可以引入汽提蒸汽，汽提出積炭催化劑吸附和夾帶的反應(yīng)油氣。汽提區(qū)D上部空間為氣固分離區(qū)C，氣固分離區(qū)C可以設(shè)置氣固分離設(shè)備，例如旋風(fēng)分離器5，優(yōu)選設(shè)置兩級(jí)旋風(fēng)分離器，旋風(fēng)分離器5外部為沉降區(qū)。來(lái)自反應(yīng)區(qū)A的積炭的催化劑和反應(yīng)油氣在快速分離區(qū)B經(jīng)初步分離后，再經(jīng)旋風(fēng)分離器5進(jìn)一步分離，經(jīng)旋風(fēng)分離器5分離出的催化劑顆粒進(jìn)入汽提區(qū)D，旋風(fēng)分離器5分離出的油氣經(jīng)氣體產(chǎn)物出口 6引出裝置，進(jìn)入后續(xù)分離系統(tǒng)進(jìn)一步分離。
[0071]汽提區(qū)D的催化劑分為兩部分，一部分進(jìn)入催化劑下降區(qū)E，另一部分經(jīng)裝有滑閥的待生催化劑斜管11進(jìn)入催化劑輸送立管15的下部，再生氣體由底部入口 12引入催化劑輸送立管15，提升待生催化劑一起進(jìn)入催化劑再生器10中，所述的再生氣體為含氧氣體，用于在高溫下燒掉催化劑上的積炭，使催化劑恢復(fù)活性。催化劑再生器10為流化床反應(yīng)器，上部設(shè)有旋風(fēng)分離器9分離催化劑和再生煙氣，分離出的再生煙氣經(jīng)管線8離開(kāi)再生器。
[0072]催化劑再生器10底部的再生催化劑經(jīng)裝有滑閥的再生斜管13進(jìn)入催化劑下降區(qū)E，與含炭催化劑混合并共同下行，在下行過(guò)程中兩種催化劑混合均勻，積炭物質(zhì)在催化劑表面發(fā)生高溫遷移，完全再生催化劑表面的酸中心及孔內(nèi)的酸中心被涂覆，調(diào)節(jié)催化劑表面的酸強(qiáng)度和酸密度，使完全再生催化劑也具有較好的低碳烯烴選擇性，降低積炭選擇性，并且這種部分催化劑完全再生的方法，可以避免催化劑上積炭愈來(lái)愈重，又可以使催化劑保持適宜的積炭量，達(dá)到提高低碳烯烴選擇性的目的。
[0073]內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器下部設(shè)置催化劑收集板16，內(nèi)筒2下部邊緣與催化劑收集板16之間有一定高度的空隙，具有適宜積炭量的催化劑在下降區(qū)E內(nèi)下行，經(jīng)內(nèi)筒I下邊緣的空隙進(jìn)入反應(yīng)區(qū)A底部，并在反應(yīng)器底部引入的原料油氣的提升下進(jìn)入反應(yīng)區(qū)A，同時(shí)催化原料油氣的反應(yīng)。
[0074]催化劑收集板16上均勻開(kāi)有孔或條縫，催化劑收集板16同時(shí)也作為原料油氣的分布器，由反應(yīng)器底部引入的原料油氣經(jīng)催化劑收集板16上的開(kāi)孔分布后均勻引入反應(yīng)區(qū)A中。[0075]以下通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，但并不因此而限制本發(fā)明。
[0076]對(duì)比例
[0077]對(duì)比例為不帶進(jìn)料換熱的流化床反應(yīng)器應(yīng)用于含氧化合物制備低碳烯烴的效果。
[0078]將圖1中的進(jìn)料換熱系統(tǒng)拆除，采用不帶進(jìn)料換熱的流化床反應(yīng)器，以甲醇為原料、催化劑為噴霧干燥成型的SAP0-34分子篩，進(jìn)料區(qū)溫度為470°C，反應(yīng)區(qū)溫度為480°C，表壓50KPa，空速7.0h-1,內(nèi)筒氣體線速1.lm/s ;再生器為流化床反應(yīng)器，掛炭催化劑經(jīng)輸送立管被空氣輸送至再生器底部，再生溫度為600° C。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表I。
[0079]實(shí)施例1
[0080]實(shí)施例1比較了帶進(jìn)料換熱的流化床反應(yīng)器應(yīng)用于含氧化合物制備低碳烯烴的效果。
[0081]流程圖如圖1所示，以甲醇為原料、催化劑為噴霧干燥成型的SAP0-34分子篩，調(diào)節(jié)換熱介質(zhì)流量，控制進(jìn)料區(qū)溫度不高于350° C，反應(yīng)區(qū)溫度為480° C，表壓為50KPa，空速7.0h-1,內(nèi)筒氣體線速1.lm/s，再生器采用流化床反應(yīng)器，掛炭催化劑經(jīng)輸送立管被空氣輸送至再生器底部，再生溫度為600° C。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表I。
[0082]實(shí)施例2
[0083]實(shí)施例2說(shuō)明本發(fā)明提供的內(nèi)循環(huán)氣固流化床反應(yīng)器應(yīng)用與含氧化合物制備低碳烯烴的效果。
[0084]流程圖如圖2所示，以甲醇為原料、催化劑為噴霧干燥成型的SAP0-34分子篩，調(diào)節(jié)換熱介質(zhì)流量，控制進(jìn)料區(qū)溫度不高于350° C，反應(yīng)溫度為500° C，表壓60KPa，空速
7.0h-1,內(nèi)筒線速lm/s，再生器采用流化床反應(yīng)器，掛炭催化劑經(jīng)輸送立管被空氣輸送至再生器底部，再生溫度為620° C，調(diào)節(jié)滑閥開(kāi)度和待生劑輸送管線的氣體表觀速度調(diào)整催化劑的再生比例，控制催化劑上的平均積炭量為3.1%。開(kāi)始運(yùn)行時(shí)，首先關(guān)閉再滑閥，使循環(huán)僅在循環(huán)流化床內(nèi)運(yùn)動(dòng)，再生劑和待生劑的取樣口分別位于管線上。當(dāng)催化劑上的積炭達(dá)到一定值后，打開(kāi)再滑閥，對(duì)催化劑進(jìn)行部分再生，將催化劑的循環(huán)量保持在一個(gè)合理的值，使得系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，控制方便。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表I。
[0085]表I
[0086]
【權(quán)利要求】
1.一種帶有進(jìn)料換熱的流化床反應(yīng)器，其特征在于，所述的反應(yīng)器從下到上依次為進(jìn)料區(qū)(F)、流化床反應(yīng)區(qū)(A)、氣固分離區(qū)(C)，所述的氣固分離區(qū)(C)下部與汽提區(qū)(D)連通，所述的進(jìn)料區(qū)(F)與流化床反應(yīng)區(qū)(A)之間為催化劑收集板(16)，所述的進(jìn)料區(qū)(F)內(nèi)設(shè)置換熱器，所述的換熱器管程一端與進(jìn)料口( 18)連通，另一端開(kāi)口于催化劑收集板(16)。
2.按照權(quán)利要求1的流化床反應(yīng)器，其特征在于，所述的反應(yīng)器還包括催化劑下降區(qū)(E)，所述的汽提區(qū)(D)下部經(jīng)催化劑分布板(3)上的開(kāi)孔與催化劑下降區(qū)(E)連通，所述的催化劑下降區(qū)(E)與流化床反應(yīng)區(qū)(A)并列，之間由隔板分隔，流化床反應(yīng)區(qū)(A)與催化劑下降區(qū)(E)底部相通。
3.按照權(quán)利要求2的流化床反應(yīng)器，其特征在于，所述的流化床反應(yīng)區(qū)(A)為設(shè)置于反應(yīng)器內(nèi)的內(nèi)筒(2)圍成的空間，所述的流化床反應(yīng)區(qū)(A)的上部為橫截面不斷縮小的快速分離區(qū)(B)，所述的催化劑下降區(qū)(E)為反應(yīng)器外壁(I)與內(nèi)筒(2)圍成的環(huán)柱形空間。
4.按照權(quán)利要求3的流化床反應(yīng)器，其特征在于，所述的圍成流化床反應(yīng)區(qū)(A)的內(nèi)筒Cl)的直徑與反應(yīng)器外壁的直徑比為1:(1.05-2)。
5.按照權(quán)利要求3或4的流化床反應(yīng)器，其特征在于，所述的快速分離區(qū)(B)為與內(nèi)筒頂部連接的上小下大的圓臺(tái)形擋板(7)和擋板上部的圓管(4)圍成的空間。
6.按照權(quán)利要求5的流化床反應(yīng)器，其特征在于，所述的快速分離區(qū)(B)上端圓管(4)的內(nèi)徑與反應(yīng)區(qū)內(nèi)筒(2)的內(nèi)徑的比為(0.1-0.9):1。
7.按照權(quán)利要求5的流化床反應(yīng)器，其特征在于，所述的快速分離區(qū)頂部圓管(4)的高徑比為(0.1-20):1。`
8.按照權(quán)利要求3-7中的任一流化床反應(yīng)器，其特征在于，所述的催化劑分布板(3)與反應(yīng)器側(cè)壁(I)連接處，催化劑分布板(3)母線的切線與反應(yīng)器側(cè)壁在接觸點(diǎn)處的夾角為O。-60。。
9.按照權(quán)利要求3-7中的任一流化床反應(yīng)器，其特征在于，所述的快速分離區(qū)(B)的高度與反應(yīng)區(qū)內(nèi)筒(2)的內(nèi)徑的比為(0.2-5):1。
10.按照權(quán)利要求1-7中任一的流化床反應(yīng)器，其特征在于，所述的管殼程換熱器的管程的直徑與內(nèi)筒(2)直徑的比為(0.001-0.2):1。
11.按照權(quán)利要求ι-?ο中的任一流化床反應(yīng)器，其特征在于，所述的催化劑收集板(16)上的開(kāi)口用金屬燒結(jié)板、金屬燒結(jié)管或泡罩覆蓋。
12.按照權(quán)利要求1-7中任一的反應(yīng)器，其特征在于，所述的催化劑收集板(16)的下部襯有絕熱材料。
13.按照權(quán)利要求1-7中任一的反應(yīng)器，其特征在于，所述的反應(yīng)區(qū)中設(shè)置改善催化劑流動(dòng)的內(nèi)構(gòu)件。
14.一種帶有進(jìn)料換熱的流化床反應(yīng)-再生裝置，其特征在于，包括權(quán)利要求1-13中任一的流化床反應(yīng)器，和催化劑再生器，所述的流化床反應(yīng)器的汽提區(qū)(D)的下部經(jīng)待生催化劑斜管(11)與催化劑再生器(10)連通，所述的催化劑再生器(10)經(jīng)再生催化劑斜管(13)與所述的流化床反應(yīng)器連通。
15.一種含氧化合物催化轉(zhuǎn)化生成低碳烯烴的方法，其特征在于，將含氧化合物原料由底部引入權(quán)利要求1或2的帶有進(jìn)料換熱的流化床反應(yīng)器中，在進(jìn)料區(qū)內(nèi)與冷介質(zhì)換熱降溫后進(jìn)入流化床反應(yīng)區(qū)，在流化床反應(yīng)區(qū)與裂化催化劑接觸一起向上運(yùn)動(dòng)，并發(fā)生烷基化、裂化反應(yīng)；反應(yīng)后油氣和積炭催化劑經(jīng)反應(yīng)區(qū)上部的氣固分離區(qū)進(jìn)行氣固分離，分離出的油氣到后續(xù)分離系統(tǒng)進(jìn)一步分離；分離出的積炭催化劑沉降到汽提區(qū)，汽提脫除催化劑中吸附和夾帶的油氣后經(jīng)待生催化劑斜管進(jìn)入催化劑再生器中進(jìn)行燒焦再生，再生后的催化劑返回帶有換熱的流化床反應(yīng)器中循環(huán)使用。
16.按照權(quán)利要求15的方法，其特征在于，采用權(quán)利要求3-13中的任一種流化床反應(yīng)器，所述的汽提區(qū)的一部分積炭催化劑進(jìn)入催化劑下降區(qū)向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)催化劑下降區(qū)底部的空隙由底部進(jìn)入反應(yīng)區(qū)循環(huán)使用；所述的汽提區(qū)的另一部分積炭催化劑經(jīng)待生催化劑斜管引入催化劑再生器中燒焦再生，再生后的催化劑返回內(nèi)循環(huán)氣固流化床反應(yīng)器中循環(huán)使用。
17.按照權(quán)利要求16的方法，其特征在于，所述的汽提區(qū)引入催化劑再生器中的待生催化劑為反應(yīng)器中總的催化劑藏量的5~40重量％。
18.按照權(quán)利要求15、16或17的方法，其特征在于，所述的流化床反應(yīng)器的操作條件為:反應(yīng)區(qū)的反應(yīng)溫度為38(T680° C ;含氧化合物原料的重時(shí)空速為1- 50小時(shí)―1 ;反應(yīng)區(qū)內(nèi)氣體表觀速度為0.1-10米/秒。
19.按照權(quán)利要求18的方法，其特征在于，所述的流化床反應(yīng)器的操作條件為:反應(yīng)區(qū)的反應(yīng)溫度為44(T520° C ;含氧化合物原料的重時(shí)空速為1-30小時(shí)―1 ;反應(yīng)區(qū)內(nèi)氣體表觀速度為0.1-2米/秒。
20.按照權(quán)利要求15、16或17的方法，其特征在于，所述的含氧化合物原料選自甲醇、乙醇、二甲醚和動(dòng)植物油脂中的一種或幾種的混合物。
21.按照權(quán)利要求15、16或17的方法，其特征在于，所述的含氧化合物原料中還含有水，水的含量為2-50重量％。
22.按照權(quán)利要求15、16或17的方法，其特征在于，所述的催化劑中含有具有MFI結(jié)構(gòu)的分子篩和/或SAPO分子篩。
【文檔編號(hào)】C07C1/20GK103446959SQ201210181517
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2012年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月4日
【發(fā)明者】張同旺, 武雪峰, 宗保寧, 侯栓弟, 羅一斌, 李明罡, 張占柱 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院