專利名稱：含氧化合物制烯烴工藝中待生劑的汽提方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含氧化合物制烯烴工藝中待生劑的汽提方法。
背景技術(shù)：
低碳烯烴，指乙烯和丙烯，是重要的基礎(chǔ)化工原料，其需求量在不斷增加。一般地，乙烯和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)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)化制低碳烯烴的技術(shù)。其中，一類重要的用于低碳烯烴生產(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(dá)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)化生成低碳烯烴工藝的經(jīng)濟(jì)性，所以由含氧化合物轉(zhuǎn)化制烯烴(OTO)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(jìn)行了詳細(xì)研究，認(rèn)為SAP0-34是MTO工藝的首選催化劑。SAP0-34催化劑具有很高的低碳烯烴選擇性，而且活性也較高，可使甲醇轉(zhuǎn)化為低碳烯烴的反應(yīng)時間達(dá)到小于10秒的程度，更甚至達(dá)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。CN1723^52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。在中國發(fā)明專利200810043971. 9中公布了一種提高低碳烯烴收率的方法，該方法采用在甲醇轉(zhuǎn)化為低碳烯烴的第一反應(yīng)區(qū)上部設(shè)置一個第二反應(yīng)區(qū)，且該第二反應(yīng)區(qū)直徑大于第一反應(yīng)區(qū)，以增加第一反應(yīng)區(qū)出口的產(chǎn)品氣在第二反應(yīng)區(qū)內(nèi)的停留時間，使得未反應(yīng)的甲醇、生成的二甲醚和碳四以上烴繼續(xù)反應(yīng)，達(dá)到提高低碳烯烴收率的目的，該方法還包括第二反應(yīng)區(qū)的進(jìn)料可以是經(jīng)過分離的回?zé)捥妓囊陨蠠N。該方法雖然可以在一定程度上提高低碳烯烴的收率，但是由于第一反應(yīng)區(qū)出來的催化劑已經(jīng)帶有較多的積碳，而碳四以上烴裂解需要較高的催化劑活性，因此該方法中第二反應(yīng)區(qū)內(nèi)的碳四以上烴轉(zhuǎn)化效果仍然偏低。在現(xiàn)有技術(shù)中，待生劑的汽提方法一般都采用催化裂化催化劑的汽提方法，只是采用水蒸氣汽提，雖然在一定程度上可實現(xiàn)汽提的效果，但沒考慮過甲醇制烯烴反應(yīng)過程中生焦率較低、再生器熱量不足的問題。尤其是在貧氧再生方式下，再生器要控制再生程度，保證再生劑上含有一定量的積碳。由于再生器內(nèi)積碳的燃燒量少，造成再生器熱量不足的問題。同時，由于甲醇制烯烴反應(yīng)的生焦率較低，而待生劑經(jīng)過汽提又進(jìn)一步脫除夾帶的物質(zhì)，使得待生劑積碳量降低，造成待生劑帶入再生器的熱量較小的問題。本發(fā)明結(jié)合甲醇制烯烴的反應(yīng)特點，在待生劑汽提方法上進(jìn)行改進(jìn)，有針對性的解決了上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中存在的汽提后的待生劑的氫含量較低的問題，提供一種新的含氧化合物制烯烴工藝中待生劑的汽提方法。該方法用于低碳烯烴的生產(chǎn)中，具有汽提后的待生劑的氫含量較高的優(yōu)點。為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種含氧化合物制烯烴工藝中待生劑的汽提方法，該方法包括催化劑在反應(yīng)器內(nèi)與包括甲醇的原料接觸發(fā)生反應(yīng)，并形成失活的待生劑，所述待生劑在第一汽提區(qū)與第一汽提介質(zhì)接觸，脫除至少50%待生劑夾帶的物質(zhì)后，進(jìn)入第二汽提區(qū)與第二汽提介質(zhì)接觸，從第二汽提區(qū)出來的待生劑進(jìn)入再生器再生；其中，所述第二汽提介質(zhì)中包括氫碳原子比大于2的烴。上述技術(shù)方案中，所述催化劑包括SAP0-34或ZSM-5 ；所述反應(yīng)器和再生器為流化床，反應(yīng)器優(yōu)選快速流化床；所述第一汽提介質(zhì)為水蒸氣，第二汽提介質(zhì)為甲烷或乙烷，來自含氧化合物制烯烴工藝中的副產(chǎn)物；所述第二汽提區(qū)外置于反應(yīng)器外，為流化床。待生劑積碳中的氫含量計算方法是依據(jù)再生器的氧平衡，由煙氣中氧氣、CO、C02 含量，從而推算出再生器中積碳中的氫含量。具體計算方法參考“《催化裂化工藝與工程》， 第二版，陳俊武，第六章，中國石化出版社，2005年”。采用本發(fā)明所述的方法，設(shè)置第二汽提區(qū)，且采用低碳烷烴作為主要汽提介質(zhì)，這樣可保證在第一汽提區(qū)用水蒸氣汽提出大部分吸附或攜帶的產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，在第二汽提區(qū)用氫碳比較高的烷烴進(jìn)一步置換待生劑攜帶的氫碳比較低的烴類，既提高了汽提效率，又有效提高了進(jìn)入再生器的待生劑的氫碳比(即提高了積碳的氫含量)，由于甲醇制烯烴反應(yīng)溫度較低，汽提區(qū)溫度相應(yīng)較低，汽提過程中積碳的進(jìn)一步裂化程度較輕，且氫燃燒的熱值高，從而實現(xiàn)了為再生器補(bǔ)充熱量的目的，有效解決了甲醇制烯烴過程中由于生焦率較低而導(dǎo)致的再生器熱量不足的問題。本發(fā)明所述方法尤其適用于貧氧再生方式下的甲醇制烯烴反應(yīng)工藝。采用本發(fā)明的技術(shù)方案所述催化劑包括SAP0-34或ZSM-5，反應(yīng)器和再生器為流化床，第一汽提介質(zhì)為水蒸氣，第二汽提介質(zhì)為甲烷或乙烷，來自含氧化合物制烯烴工藝中的副產(chǎn)物，第二汽提區(qū)外置于反應(yīng)器外，為流化床，當(dāng)采用SAP0-34催化劑時，待生劑中的氫含量可提高至12. 05% (重量)，約比未設(shè)置第二汽提區(qū)的待生劑氫含量提高了(重量)，取得了較好的技術(shù)效果。


圖1為本發(fā)明所述方法的流程示意圖。圖1中，1為反應(yīng)器進(jìn)料；2為反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)；3為氣固快速分離設(shè)備；4為第一汽提區(qū)；5為循環(huán)斜管；6為第二汽提區(qū)；7為取熱設(shè)備；8為氣固旋風(fēng)分離器；9為反應(yīng)器沉降區(qū)；10為集氣室；11為反應(yīng)器產(chǎn)物出口管線；12為第二汽提介質(zhì)入口管線；13為再生催化劑斜管；14為汽提產(chǎn)物返回反應(yīng)器沉降區(qū)管線；15為待生催化劑斜管；16為第一汽提介質(zhì)入口管線。原料經(jīng)進(jìn)料管線1進(jìn)入流化床反應(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，經(jīng)氣固旋風(fēng)分離器8分離下的失活待生劑進(jìn)入第一汽提區(qū)4汽提。從第一汽提區(qū)4出來的待生劑進(jìn)入第二汽提區(qū)6中，與第二汽提介質(zhì)接觸后，由待生催化劑斜管15 進(jìn)入再生器再生，再生完的催化劑由再生催化劑斜管13返回反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)2中。下面通過實施例對本發(fā)明作進(jìn)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在如圖1所示的反應(yīng)裝置中，反應(yīng)器和再生器均為流化床，其中反應(yīng)器為快速流化床，反應(yīng)區(qū)平均溫度為465°C，反應(yīng)壓力為常壓，氣體線速為1. 25米/秒；再生器再生溫度為675°C，再生壓力為常壓。反應(yīng)區(qū)底部進(jìn)料為純度為99. 5%的甲醇，進(jìn)料為2千克/ 小時，催化劑為SAP0-34，第一汽提介質(zhì)為水蒸氣，溫度為300°C左右，第二汽提區(qū)外置于反應(yīng)器外，第二汽提介質(zhì)為甲烷與乙烷的混合物，甲烷與乙烷的質(zhì)量比為1 0.6，第二汽提介質(zhì)進(jìn)料質(zhì)量與第二汽提區(qū)內(nèi)催化劑藏量的比為1 200，保持催化劑流動控制的穩(wěn)定性， 再生器煙氣采用在線色譜分析，然后計算出進(jìn)入再生器前待生劑的氫含量為11.65% (重量)O實施例2在如圖1所示的反應(yīng)裝置中，反應(yīng)器和再生器均為流化床，其中反應(yīng)器為快速流化床，反應(yīng)區(qū)平均溫度為440°C，反應(yīng)壓力為常壓，氣體線速為1. 21米/秒；再生器再生溫度為650°C，再生壓力為常壓。反應(yīng)區(qū)底部進(jìn)料為純度為99. 5%的甲醇，進(jìn)料為1. 5千克/ 小時，催化劑為ZSM-5，第一汽提介質(zhì)為水蒸氣，溫度為300°C左右，第二汽提區(qū)外置于反應(yīng)器外，第二汽提介質(zhì)為甲烷與乙烷的混合物，甲烷與乙烷的質(zhì)量比為1 0.6，第二汽提介質(zhì)進(jìn)料質(zhì)量與第二汽提區(qū)內(nèi)催化劑藏量的比為1 170，保持催化劑流動控制的穩(wěn)定性，再生器煙氣采用在線色譜分析，然后計算出進(jìn)入再生器前待生劑的氫含量為9. 72% (重量)。實施例3按照實施例1所述的條件，第二汽提介質(zhì)為甲烷，保持催化劑流動控制的穩(wěn)定性， 再生器煙氣采用在線色譜分析，然后計算出進(jìn)入再生器前待生劑的氫含量為12.05% (重
量)O比較例1按照實施例3所述的條件，只是未設(shè)置第二汽提區(qū)，從第一汽提區(qū)出來的待生劑直接進(jìn)入再生器再生，計算出進(jìn)入再生器前待生劑的氫含量為9. 4% (重量)。比較例2按照實施例2所述的條件，只是未設(shè)置第二汽提區(qū)，從第一汽提區(qū)出來的待生劑直接進(jìn)入再生器再生，計算出進(jìn)入再生器前待生劑的氫含量為8. 04% (重量)。顯然，采用本發(fā)明的方法，可以達(dá)到提高低碳烯烴收率、提高待生劑氫含量、補(bǔ)充再生器熱量的目的，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
1.一種含氧化合物制烯烴工藝中待生劑的汽提方法，該方法包括催化劑在反應(yīng)器內(nèi)與包括甲醇的原料接觸發(fā)生反應(yīng)，并形成失活的待生劑，所述待生劑在第一汽提區(qū)與第一汽提介質(zhì)接觸，脫除至少50%待生劑夾帶的物質(zhì)后，進(jìn)入第二汽提區(qū)與第二汽提介質(zhì)接觸，從第二汽提區(qū)出來的待生劑進(jìn)入再生器再生；其中，所述第二汽提介質(zhì)中包括氫碳原子比大于2的烴。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述含氧化合物制烯烴工藝中待生劑的汽提方法，其特征在于所述催化劑包括SAPO-;34或ZSM-5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述含氧化合物制烯烴工藝中待生劑的汽提方法，其特征在于所述反應(yīng)器和再生器為流化床。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述含氧化合物制烯烴工藝中待生劑的汽提方法，其特征在于所述反應(yīng)器為快速流化床。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述含氧化合物制烯烴工藝中待生劑的汽提方法，其特征在于所述第一汽提介質(zhì)為水蒸氣，第二汽提介質(zhì)為甲烷或乙烷，來自含氧化合物制烯烴工藝中的副產(chǎn)物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述含氧化合物制烯烴工藝中待生劑的汽提方法，其特征在于所述第二汽提區(qū)外置于反應(yīng)器外，為流化床。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含氧化合物制烯烴工藝中待生劑的汽提方法，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的汽提后待生劑的氫含量較低的問題。本發(fā)明通過采用一種含氧化合物制烯烴工藝中待生劑的汽提方法，該方法包括催化劑在反應(yīng)器內(nèi)與包括甲醇的原料接觸發(fā)生反應(yīng)，并形成失活的待生劑，所述待生劑在第一汽提區(qū)與第一汽提介質(zhì)接觸，脫除至少50％待生劑夾帶的物質(zhì)后，進(jìn)入第二汽提區(qū)與第二汽提介質(zhì)接觸，從第二汽提區(qū)出來的待生劑進(jìn)入再生器再生；其中，所述第二汽提介質(zhì)中包括氫碳原子比大于2的烴的技術(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B01J29/90GK102274751SQ201010199808
公開日2011年12月14日 申請日期2010年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月11日
發(fā)明者楊遠(yuǎn)飛, 鐘思青, 齊國禎 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