應(yīng)器，本發(fā)明優(yōu)選的第一級反應(yīng)器類型為快速流化床反 應(yīng)器，快速流化床反應(yīng)器的特點與操作條件可以參看有關(guān)流態(tài)化的著作與手冊。本發(fā)明選 用的第一級反應(yīng)器16操作氣速是l_3m*s\催化劑平均停留時間10~20min，催化劑通過 氣流攜帶進(jìn)入床上部的旋風(fēng)分離器實現(xiàn)氣固分離，部分催化劑返回床內(nèi)，部分通過循環(huán)通 道10送入第二級反應(yīng)器17。
[0042] 第二級反應(yīng)器17采用循環(huán)通道10輸入的預(yù)積炭催化劑與氣體出口 2、進(jìn)料通道 3送入的混合氣體接觸，反應(yīng)后的氣相產(chǎn)物及未反應(yīng)的甲醇經(jīng)氣體出口 4的管路進(jìn)入第一 級反應(yīng)器16,積炭較高的催化劑經(jīng)催化劑循環(huán)通道11送入第三級反應(yīng)器18。第二級反應(yīng) 器17中的催化劑積炭量在有利于乙烯丙烯選擇性的最佳范圍，應(yīng)該采取合適的條件盡可 能多地轉(zhuǎn)化甲醇。為充分發(fā)揮第二級反應(yīng)器17的生產(chǎn)能力，宜選用較低水濃度的甲醇-水 混合物，適宜的水與甲醇的質(zhì)量比為0. 1~1.0:1。第二級反應(yīng)器17的催化劑處于中等 積炭量水平，在該范圍內(nèi)對提高乙烯、丙烯選擇性有利的溫度為400-500°C，優(yōu)選的溫度為 450-500°C。由于第二級反應(yīng)器17是本發(fā)明生產(chǎn)乙烯、丙烯的主力反應(yīng)器，其體積、催化劑 裝填量、催化劑停留時間都應(yīng)該大于第一和第三級反應(yīng)器。第二級反應(yīng)器宜采用中等氣速 和接觸時間的流化床類型，本發(fā)明優(yōu)選的第二級反應(yīng)器類型為湍動流化床反應(yīng)器，湍動流 化床反應(yīng)器的特點與操作條件可以參看有關(guān)流態(tài)化的著作與手冊。本發(fā)明選用的第二級反 應(yīng)器17操作氣速是0. 3-2m?s\優(yōu)選0. 5~1. 0m?s\催化劑平均停留時間20~40min。
[0043] 第三級反應(yīng)器18采用循環(huán)通道11輸入的催化劑與進(jìn)料通道1送入的甲醇原料氣 接觸，產(chǎn)物經(jīng)氣體出口 2的管路進(jìn)入第二級反應(yīng)器17。第三級反應(yīng)器18中的催化劑積炭量 最高，活性最低，但仍然有一定的反應(yīng)能力。根據(jù)本發(fā)明人的動力學(xué)實驗測定，高炭催化劑 宜選用較低的溫度以降低甲烷與C4以上組分副產(chǎn)物的生成速率，因此第三級反應(yīng)器優(yōu)選的 溫度為400-450°C。在這樣的條件下，反應(yīng)速率較低，為充分利用高炭催化劑的殘余活性，反 應(yīng)器應(yīng)該選用低氣速、長接觸時間、高催化劑裝填密度的流化床類型，本發(fā)明優(yōu)選的第三級 反應(yīng)器類型為鼓泡流化床反應(yīng)器，鼓泡流化床反應(yīng)器的特點與操作條件可以參看有關(guān)流態(tài) 化的著作與手冊。本發(fā)明選用的反應(yīng)器18操作氣速是0. 1-0. 5m?s\催化劑平均停留時 間10~30min。在這樣的條件下，從第三反應(yīng)器18輸出的催化劑積炭量已經(jīng)很高，且分布 較窄，難以再次利用，因此用過催化劑循環(huán)通道12送入再生器15進(jìn)行燒炭再生。
[0044] 本發(fā)明將通過以下各實施例進(jìn)一步具體闡明相關(guān)的實施細(xì)節(jié)與條件。實施例1-4 中采用的催化劑均為SAP0-34分子篩固體顆粒，平均粒徑20~120微米。
[0045] 實施例1
[0046] 首先考慮單級反應(yīng)器的結(jié)果，作為隨后考慮多級反應(yīng)器的比較。圖2所示為中試 規(guī)模的單一流化床反應(yīng)器及其附屬裝置。反應(yīng)器直徑〇. 26m，操作氣速0. 6m/s，屬于湍動流 化床類型。甲醇進(jìn)料質(zhì)量流量41. 5kg/h，進(jìn)料含水量20 %，催化劑裝載量10. 4kg，反應(yīng)溫度 480°C，壓力0. 1MP，催化劑在反應(yīng)器內(nèi)的平均停留時間45min。所用SAP0-34催化劑為大連 化學(xué)物理研究所生產(chǎn)的DMT0催化劑，比表面積263m2/g，平均粒徑83ym，顆粒密度1220kg/ m3。原料甲醇水溶液經(jīng)進(jìn)料通道5全部進(jìn)入反應(yīng)器16,反應(yīng)后的出口物料經(jīng)過氣體出口 6 進(jìn)入后續(xù)的烯烴分離裝置19,分離后由出口 13獲得產(chǎn)品乙烯和丙烯、由出口 14得到其它副 產(chǎn)物。從再生器15輸出的新鮮催化劑經(jīng)循環(huán)通道9進(jìn)入反應(yīng)器16,并將進(jìn)料的甲醇完全轉(zhuǎn) 化。從反應(yīng)器16輸出的失活催化劑經(jīng)過循環(huán)通道12送入再生器15進(jìn)行燒炭再生，再生器 下部通道7通入空氣，上部通道8排出煙氣，再生后的新鮮催化劑從循環(huán)通道9再次送入反 應(yīng)器系列。圖2的反應(yīng)結(jié)果如表1所示，乙烯和丙烯的選擇性分別為42. 56%和35. 75%， 甲醇轉(zhuǎn)化率99. 03%，乙烯丙烯總選擇性78. 3%。積炭量分布標(biāo)準(zhǔn)偏差為1. 78wt%。
[0047] 表1單一流化床反應(yīng)器操作條件及反應(yīng)結(jié)果
[0048]
[0049] 實施例2
[0050] 采用圖3所示的二級氣固并流反應(yīng)器，兩個反應(yīng)器大小相同，各反應(yīng)器的催化劑 裝載量是單級反應(yīng)器的一半，氣速仍與單級反應(yīng)器相同，都屬于湍動流化床類型。原料甲醇 水溶液經(jīng)進(jìn)料通道5全部進(jìn)入第一級反應(yīng)器16,反應(yīng)后的出口物料經(jīng)氣體出口 6和進(jìn)料通 道3進(jìn)入第二級反應(yīng)器17繼續(xù)反應(yīng)，反應(yīng)后的出口物料經(jīng)過氣體出口 4進(jìn)入后續(xù)的烯烴分 離裝置19,分離后由出口 13獲得產(chǎn)品乙烯和丙烯、由出口 14得到其它副產(chǎn)物。從再生器 15輸出的新鮮催化劑經(jīng)循環(huán)通道9進(jìn)入第一級反應(yīng)器16,在其中進(jìn)行預(yù)積炭并將進(jìn)料的甲 醇部分轉(zhuǎn)化。從第一級反應(yīng)器16輸出的預(yù)積炭催化劑經(jīng)過循環(huán)通道10進(jìn)入第二級反應(yīng)器 17,甲醇在該反應(yīng)器內(nèi)轉(zhuǎn)化完全。從第二級反應(yīng)器17輸出的失活催化劑經(jīng)過循環(huán)通道12送 入再生器15進(jìn)行燒炭再生，再生器下部通道7通入空氣，上部通道8排出煙氣，再生后的新 鮮催化劑從循環(huán)通道9再次送入反應(yīng)器系列。反應(yīng)結(jié)果如表2所示，甲醇在第一級反應(yīng)器 16中的轉(zhuǎn)化率達(dá)到93. 86%，第二級反應(yīng)器17負(fù)荷較低，總的低碳烯烴選擇性為78. 25%。 實施例2說明采用兩級并流操作可以使第二級反應(yīng)器17輸出的積碳分布變窄（積炭量分 布標(biāo)準(zhǔn)偏差為0. 82wt% )，有利于減少燒炭負(fù)荷，但低碳烯烴選擇性沒有得到改善。
[0051] 表2二級氣固并流串聯(lián)反應(yīng)器操作條件及反應(yīng)結(jié)果
[0052]
[0053] 實施例3
[0054] 采用圖4所示的二級氣固逆流反應(yīng)器，反應(yīng)器大小與類型仍然與實施例2相同，只 是氣固采用逆流接觸。操作條件同表2,原料甲醇水溶液經(jīng)進(jìn)料通道3全部進(jìn)入第二級反 應(yīng)器17,反應(yīng)后的出口物料經(jīng)氣體出口 4和進(jìn)料通道5進(jìn)入第一級反應(yīng)器16繼續(xù)反應(yīng)，反 應(yīng)后的出口物料經(jīng)過氣體出口 6進(jìn)入后續(xù)的烯烴分離裝置19,分離后由出口 13獲得產(chǎn)品 乙烯和丙烯、由出口 14得到其它副產(chǎn)物。從再生器15輸出的新鮮催化劑經(jīng)循環(huán)通道9進(jìn) 入第一級反應(yīng)器16,進(jìn)行預(yù)積炭并將剩余的甲醇全部轉(zhuǎn)化，從第一級反應(yīng)器16輸出的預(yù)積 炭催化劑經(jīng)過循環(huán)通道10進(jìn)入第二級反應(yīng)器17,原料甲醇水溶液在該反應(yīng)器內(nèi)部分轉(zhuǎn)化。 從第二級反應(yīng)器17輸出的失活催化劑經(jīng)過循環(huán)通道12送入再生器15進(jìn)行燒炭再生，再生 器下部通道7通入空氣，上部通道8排出煙氣，再生后的新鮮催化劑從循環(huán)通道9再次送入 反應(yīng)器系列。保持第一級反應(yīng)器16出口甲醇轉(zhuǎn)化率為99%，對應(yīng)的第一反應(yīng)器16及第二 級反應(yīng)器17催化劑停留時間延長至28min，催化劑總停留時間達(dá)到56min，大于氣固串聯(lián)操 作，說明催化劑在氣固逆流操作條件下發(fā)揮了更佳的性能。相比單一流化床反應(yīng)器，單位 催化劑生產(chǎn)能力提高了 24. 4%。表3為反應(yīng)結(jié)果，第一級反應(yīng)器16出口低碳烯烴選擇性 為78. 62%，比單一反應(yīng)器高了 0. 3個百分點。第一級反應(yīng)器16內(nèi)的催化劑平均積炭量為 5. 48%，實現(xiàn)了預(yù)積炭功能。當(dāng)甲醇在第二反應(yīng)器17內(nèi)轉(zhuǎn)化時乙烯及丙烯選擇性分別達(dá)到 47. 51 %和33. 78%，甲醇轉(zhuǎn)化率為47. 78%。第一級反應(yīng)器16內(nèi)的積炭量分布準(zhǔn)偏差降為 0. 74wt%，相比一級反應(yīng)器積炭分布更加均勻，這有利于提高催化