專利名稱：一種含氧化合物生產(chǎn)低碳烯烴的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于從一種或者幾種非烴化合物制備烴技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種含氧化合物生產(chǎn)低碳烯烴裝置。
背景技術(shù)：
輕質(zhì)烯烴和輕質(zhì)芳烴是石油化工的基本原料。目前乙烯生產(chǎn)主要依靠輕石腦油原料的管式爐水蒸汽裂解工藝。由于原油資源的短缺和價格的日益高漲，石腦油資源已經(jīng)越來越顯得不足，輕質(zhì)烯烴的生產(chǎn)成本越來越高。國內(nèi)外正積極開發(fā)原料來源更豐富的乙烯生產(chǎn)路線，含氧化合物原料經(jīng)金屬改性的SAPO類型磷硅酸鋁氧化物分子篩的催化作用，可生成以乙烯、丙烯為主的反應(yīng)產(chǎn)物，正受到國內(nèi)外廣泛的重視。含氧化合物制取低碳烯烴工藝的反應(yīng)特點(diǎn)是快速反應(yīng)、強(qiáng)放熱、且醇劑比比較低，是在連續(xù)的反應(yīng)-再生的密相流化床反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)和再生。反應(yīng)生成的富含乙烯和丙·烯等低碳烯烴的高溫油氣，需要進(jìn)行急冷和水洗，除去其中的催化劑并降溫，然后送往烯烴分離系統(tǒng)進(jìn)行分離。近年來，有關(guān)含氧化合物制烯烴工藝的核心一反應(yīng)器的研究與開發(fā)，已成為業(yè)內(nèi)人土研究的熱點(diǎn)和重點(diǎn)。人們從工藝流程以及設(shè)備結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行了廣泛的研究和探索。埃克森美孚化學(xué)專利公司CN1688522A中披露了一種含氧物制烯烴的流化床反應(yīng)器裝置及控制該裝置的方法，工藝變量選自下組中的至少一個1)空速，2)平均溫度，3)反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率，和4)催化劑上的平均焦炭含量。通常，與至少一個工藝變量相對應(yīng)的設(shè)定點(diǎn)選自⑴反應(yīng)物進(jìn)料速率，(2)原料洽，(3)與反應(yīng)溫度有關(guān)的函數(shù)，例如，反應(yīng)器的中間溫度或沿沿反應(yīng)器一部分的溫升速率，和(4)在反應(yīng)器立管中的催化劑滯留量。對應(yīng)的操作變量選自a)進(jìn)料流量控制閥，b)原料預(yù)熱溫度，c)反應(yīng)器中催化劑活性，和d)反應(yīng)區(qū)中催化劑的量。這里所描述的測量和操作變量的組合使得能夠在最佳操作水平下平穩(wěn)地控制反應(yīng)器。環(huán)球油品公司CN1830926A披露了含氧化合物轉(zhuǎn)化反應(yīng)器的催化劑冷卻器。包括將一種含氧化合物進(jìn)料流在反應(yīng)器內(nèi)與催化劑接觸并將該含氧化合物進(jìn)料流轉(zhuǎn)化為所述輕質(zhì)烯烴。當(dāng)反應(yīng)沉積物阻塞了催化劑表面上的孔時，催化劑就失效。將失效催化劑的一部分在再生器內(nèi)再生并將該部分循環(huán)返回與更多的含氧化合物進(jìn)料流接觸。在失效催化劑與更多的含氧化合物進(jìn)料流接觸之前，與反應(yīng)器連接的催化劑冷卻器能夠冷卻經(jīng)由冷卻器循環(huán)的失效催化劑。在一種實(shí)施方案中，進(jìn)入催化劑冷卻器的所有失效催化劑都從催化劑冷卻器底部取出。CN101239874中披露了一種含氧化合物轉(zhuǎn)化制低碳烯烴的反應(yīng)裝置，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中再生器燒炭程度不好控制、反應(yīng)器內(nèi)催化劑平均活性水平不好保證的問題。本發(fā)明通過采用一種含氧化合物轉(zhuǎn)化制低碳烯烴的反應(yīng)裝置，主要包括反應(yīng)器I、待生催化劑汽提器7、再生器9、再生催化劑沉降段11及再生催化劑汽提器12 ;若再生器9出口的催化劑平均積炭量高于所要求值，可以全部或部分返回到再生器9入口繼續(xù)進(jìn)行再生，達(dá)到含炭量要求的再生催化劑經(jīng)汽提后通過催化劑輸送管線13進(jìn)入反應(yīng)器I與已有催化劑混合，達(dá)到所需的平均積炭水平，并與原料進(jìn)行接觸的技術(shù)方案較好地解決了該問題，可用于低碳烯烴的工業(yè)生產(chǎn)中。CN101318868中披露了一種由含氧化合物生成低碳烯烴的方法及裝置，解決現(xiàn)有技術(shù)中對反應(yīng)器溫度無法實(shí)現(xiàn)靈活控制的問題。采用的技術(shù)方案為反應(yīng)產(chǎn)品物流(4)通過熱交換器(5)與含氧化合物原料(I)換熱后進(jìn)入急冷系統(tǒng)，換熱后的含氧化合物原料(I)進(jìn)冷卻換熱器(8)調(diào)整溫度后進(jìn)反應(yīng)器(2)，在所述反應(yīng)器(2)中設(shè)置取熱冷卻器(21)取出反應(yīng)器(2)中的過剩反應(yīng)熱。使用本發(fā)明方法可實(shí)現(xiàn)對反應(yīng)器的反應(yīng)溫度靈活控制，并大幅度減少催化劑在取熱設(shè)施內(nèi)的磨損程度。綜上所述，含氧化合物(當(dāng)前典型采用的是甲醇)制取低碳烯烴工藝的反應(yīng) 特點(diǎn)是快速反應(yīng)、強(qiáng)放熱、且劑醇比較低，是在連續(xù)的反應(yīng)-再生的密相流化床反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)和再生。反應(yīng)生成的富含乙烯和丙烯等低碳烯烴的高溫油氣，需要進(jìn)行急冷和水洗，除去其中催化劑和降溫后，送往下部烯烴分離系統(tǒng)進(jìn)行分離。該工藝使用的SAPO催化劑造價較高，價格是一般催化裂化催化劑的10 30倍，在工程設(shè)計(jì)和設(shè)備選擇時要最大程度減少催化劑的磨損和跑損。針對該工藝反應(yīng)特點(diǎn)，開發(fā)了多種型式的裝置型式，比較有代表性反應(yīng)器型式有固定床、提升管、快速流化床等等。在現(xiàn)有的技術(shù)中使用上述裝置型式存在著催化劑磨損較大、裝置劑耗較大問題。針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種由含氧化合物生成低碳烯烴的裝置，可以最大程度減少催化劑的磨損和跑損，并且本發(fā)明所述的由含氧化合物生成低碳烯烴的裝置已經(jīng)成功地應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型針對現(xiàn)有含氧化合物生產(chǎn)低碳烯烴的裝置的快速反應(yīng)、強(qiáng)放熱、且劑醇比較低的特點(diǎn)，而提供一種含氧化合物制低碳烯烴裝置，該裝置可以最大程度減少催化劑的磨損和跑損。一種含氧化合物生成低碳烯烴的裝置，由反應(yīng)器30、待生催化劑汽提段I、再生器31、再生催化劑汽提段16、再生催化劑輸送管13組成，其特征在于反應(yīng)器30底部與待生催化劑汽提段I連通，待生催化劑汽提段I與再生器31連通，再生器31底部與再生催化劑汽提段16連通，再生催化劑汽提段16與反應(yīng)器30連通。所述的反應(yīng)器30頂部設(shè)置有出口 10，底部設(shè)置有原料進(jìn)口 3，原料分布器12。所述的反應(yīng)器30設(shè)置有取熱器4，優(yōu)選內(nèi)取熱器4。所述的反應(yīng)器30內(nèi)部設(shè)置稀相段7、過渡段6、密相段5、油氣集氣室9和氣固快速分離裝置8。所述的待生催化劑汽提段I 一端與反應(yīng)器30連通，另一端與待生催化劑輸送管29一端連通，待生催化劑輸送管29另一端與再生器31連通。所述待生汽提段I設(shè)有I汽提內(nèi)件和汽提蒸汽分布環(huán)。所述的待生催化劑輸送管29上設(shè)置有待生滑閥14。所述的再生器31頂部設(shè)置有出口 22，底部設(shè)有主風(fēng)分布器17。[0020]所述的再生器31底部設(shè)置有取熱器27和取熱器19，優(yōu)選外取熱器27和內(nèi)取熱器19。所述的再生催化劑汽提段16 —端再生器31底部連通，另一端與再生催化劑輸送管13 —端連通，再生催化劑輸送管13另一端與反應(yīng)器30連通。所述的再生器31內(nèi)部設(shè)置氣固快速分離裝置23。所述的再生器設(shè)有稀相段24、過渡段25、密相段21。所述再生汽提段16設(shè)有汽提內(nèi)件和汽提蒸汽分布環(huán)。所述的反應(yīng)器30和再生器24采用并列式布置。所述的反應(yīng)器30為流化床或者湍流床反應(yīng)器，優(yōu)選湍流床反應(yīng)器。 所述的進(jìn)料分布器12，為分布管、分布板至少一種，優(yōu)選分布管。本實(shí)用新型所述反應(yīng)器中的取熱設(shè)施，可以設(shè)置內(nèi)取熱器或/和外取熱器，優(yōu)選設(shè)置內(nèi)取熱器；取熱介質(zhì)可以是含氧化合物原料、水、惰性介質(zhì)和導(dǎo)熱油的一種或幾種，優(yōu)選含氧化合物原料作為取熱介質(zhì)，并且含氧化合物原料優(yōu)選液相原料，溫度可以在25 200°C范圍內(nèi)，優(yōu)選25 150°C范圍；本發(fā)明所述的內(nèi)取熱器，設(shè)置在反應(yīng)器的密相段的中下部，反應(yīng)器進(jìn)料分布器的上方。本實(shí)用新型所述的反應(yīng)器密相段內(nèi)設(shè)有再生催化劑入口，再生催化劑入口距進(jìn)料分布器的高度與反應(yīng)器密相段的高度之比在O. I 4. O的范圍內(nèi)，優(yōu)選在O. 5 3的范圍內(nèi)。本實(shí)用新型所述的再生器為流化床再生器，優(yōu)選湍流床流化床再生器。本發(fā)明所述再生器器中的氣固快速分離裝置優(yōu)選旋風(fēng)分離器，旋風(fēng)分離器為I 3級。本實(shí)用新型所述的再生器中催化劑再生方式可以采用不完全再生或完全再生，優(yōu)選采用不完全再生。本實(shí)用新型所述的主風(fēng)分布器，可以是分布管或/和分布板，優(yōu)選分布管。不僅主風(fēng)分布均勻，抗磨損，而且使用壽命長。本實(shí)用新型所述再生器設(shè)置內(nèi)或/和外取熱設(shè)施以取走多余熱量，取熱介質(zhì)優(yōu)選除氧水，發(fā)生中壓蒸汽。本實(shí)用新型所述的由含氧化合物生成低碳烯烴的裝置，反應(yīng)溫度在350 650°C的范圍內(nèi)，優(yōu)選在400 550°C的范圍內(nèi)；再生溫度在550 750°C的范圍內(nèi)，優(yōu)選在600 720°C的范圍內(nèi)；反應(yīng)壓力在O. 05 O. 5MPaG的范圍內(nèi)，優(yōu)選在O. I O. 2MPaG的范圍內(nèi)。再生壓力在O. 05 O. 5MPaG的范圍內(nèi)，優(yōu)選在O. I O. 2MPaG的范圍內(nèi)。本實(shí)用新型所述的含氧化合物原料可以選自甲醇、乙醇、二甲醚和C4 ClO醇化合物中一種或一種以上混合物。本實(shí)用新型所提供的方法和設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)在于(I)采用本實(shí)用新型所提供的裝置，可以最大程度減少催化劑的磨損和跑損，該工藝使用的SAPO催化劑造價高，可以節(jié)省催化劑的投資；(2)采用本實(shí)用新型所提供的裝置，可以滿足MTO工藝反應(yīng)再生條件的要求。即反應(yīng)氣體停留時間短，催化劑停留時間較長，待生催化劑定碳高的特點(diǎn)?？梢杂行У乜刂品磻?yīng)條件和再生條件，通過合理的取熱，可實(shí)現(xiàn)裝置的熱量平衡。操作簡單，設(shè)備投資??；(3)采用本實(shí)用新型所提供的裝置，反應(yīng)器、再生器采用并列布置可以降低兩器總的高度，催化劑循環(huán)順暢。(4)采用本實(shí)用新型所提供的裝置，應(yīng)用于低碳烯烴的工業(yè)生產(chǎn)中，具有工藝流程簡單，運(yùn)轉(zhuǎn)周期長，產(chǎn)品中低碳烯烴收率高的優(yōu)點(diǎn)。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。但并不限制本發(fā)明的范圍。

圖I是本實(shí)用新型一種含氧化合物生成低碳烯烴的裝置圖。圖中I.待生催化劑汽提段，2.待生催化劑出口，3.原料進(jìn)口，4.反應(yīng)器取熱器，5.反應(yīng)器密相段，6.反應(yīng)器過渡段，7.反應(yīng)器稀相段，8.氣固快速分離器，9.油氣集氣室，10，反應(yīng)器出口，11.再生催化劑出口，12.原料分布器，13.再生催化劑輸送管，14.待生滑閥，15.再生滑閥，16.再生催化劑汽提段，17.主風(fēng)分布器，18.主風(fēng)，19.再生器內(nèi)取熱設(shè)施，20.除氧水，21.再生器密相段，22.煙氣，23.氣固快速分離裝置，24.再生器稀相段，25.再生器過渡段，26.外取熱器連接管，27.外取熱器，28.待生催化劑入口，29.待生催化劑輸送管，30.反應(yīng)器，31.再生器。
具體實(shí)施方式
如圖I所示本實(shí)用新型一種含氧化合物生成低碳烯烴的裝置，由反應(yīng)器30、待生催化劑汽提段I、再生器31、再生催化劑汽提段16、再生催化劑輸送管13組成，反應(yīng)器30底部與待生催化劑汽提段I連通，待生催化劑汽提段I與再生器31連通，再生器31底部與再生催化劑汽提段16連通，再生催化劑汽提段16與反應(yīng)器30連通。含氧化合物2換熱到250°C左右進(jìn)入反應(yīng)器進(jìn)料分配器12。在反應(yīng)器內(nèi)與來自再生器的高溫再生催化劑直接接觸，在催化劑作用下迅速進(jìn)行放熱反應(yīng)，反應(yīng)氣經(jīng)氣固快速分離裝置8除去攜帶的催化劑后，經(jīng)反應(yīng)器頂引出，經(jīng)換熱后送至后部急冷、水洗系統(tǒng)。反應(yīng)后積炭的待生催化劑進(jìn)入待生汽提段I汽提，待生汽提段I設(shè)有多個汽提蒸汽環(huán)管，用于汽提待生催化劑攜帶的反應(yīng)氣，汽提后的待生催化劑經(jīng)待生滑閥14后進(jìn)入待生催化劑輸送管29，在氮?dú)饣蚩諝獾妮斔拖逻M(jìn)入再生器。在再生器內(nèi)與主風(fēng)逆流接觸燒焦后，再生催化劑進(jìn)入再生汽提段16汽提，再生汽提段16設(shè)有多個汽提蒸汽環(huán)管，用于汽提再生催化劑攜帶的煙氣，汽提后的再生催化劑經(jīng)再生滑閥15進(jìn)入再生催化劑輸送管13，在低壓蒸汽的輸送下進(jìn)入反應(yīng)器。再生后的煙氣22經(jīng)氣固快速分離裝置23除去攜帶的催化劑后，經(jīng)再生器頂引出，送至熱量回收系統(tǒng)。由于含氧化合物制烯烴反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)器的過剩熱量由反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)氣固快速分離裝置8取走，取熱介質(zhì)為氧化合物原料3。再生器的過剩熱量由再生器的內(nèi)取熱器
19、外取熱器27取走。
權(quán)利要求1.一種含氧化合物生產(chǎn)低碳烯烴的裝置，由反應(yīng)器(30)、待生催化劑汽提段(I)、再生器(31)、再生催化劑汽提段(16)、再生催化劑輸送管(13)組成，其特征在于反應(yīng)器(30)底部與待生催化劑汽提段(I)連通，待生催化劑汽提段(I)與再生器(31)連通，再生器(31)底部與再生催化劑汽提段(16)連通，再生催化劑汽提段(16)與反應(yīng)器(30)連通。
2.依照權(quán)利要求I所述的一種含氧化合物生產(chǎn)低碳烯烴的裝置，其特征在于所述的反應(yīng)器(30)頂部設(shè)置有出口(10)，底部設(shè)置有原料進(jìn)口(3)和原料分布器(12)。
3.依照權(quán)利要求I所述的一種含氧化合物生產(chǎn)低碳烯烴的裝置，其特征在于所述的反應(yīng)器(30)設(shè)置有取熱器(4)。
4.依照權(quán)利要求I所述的一種含氧化合物生產(chǎn)低碳烯烴的裝置，其特征在于所述的反應(yīng)器(30)設(shè)置有內(nèi)取熱器(4)。
5.依照權(quán)利要求I所述的一種含氧化合物生產(chǎn)低碳烯烴的裝置，其特征在于所述的反應(yīng)器(30)內(nèi)部設(shè)置稀相段(7)、過渡段(6)、密相段(5)、油氣集氣室(9)和氣固快速分離裝置⑶。
6.依照權(quán)利要求I所述的一種含氧化合物生產(chǎn)低碳烯烴的裝置，其特征在于所述的待生催化劑汽提段(I) 一端與反應(yīng)器(30)連通，另一端與待生催化劑輸送管(29) —端連通，待生催化劑輸送管(29)另一端與再生器(31)連通。
7.依照權(quán)利要求I所述的一種含氧化合物生產(chǎn)低碳烯烴的裝置，其特征在于所述待生汽提段(I)設(shè)有汽提內(nèi)件和汽提蒸汽分布環(huán)。
8.依照權(quán)利要求I所述的一種含氧化合物生產(chǎn)低碳烯烴的裝置，其特征在于所述的待生催化劑輸送管(29)上設(shè)置有待生滑閥(14)。
9.依照權(quán)利要求I所述的一種含氧化合物生產(chǎn)低碳烯烴的裝置，其特征在于所述的再生器(31)頂部設(shè)置有出口(22)，底部設(shè)有主風(fēng)分布器(17)。
10.依照權(quán)利要求I所述的一種含氧化合物生產(chǎn)低碳烯烴的裝置，其特征在于所述的再生器(31)底部設(shè)置有取熱器(27)和取熱器(19)。
11.依照權(quán)利要求I所述的一種含氧化合物生產(chǎn)低碳烯烴的裝置，其特征在于所述的再生器(31)底部設(shè)置有外取熱器(27)和內(nèi)取熱器(19)。
12.依照權(quán)利要求I所述的一種含氧化合物生產(chǎn)低碳烯烴的裝置，其特征在于所述的再生催化劑汽提段(16) —端再生器(31)底部連通，另一端與再生催化劑輸送管(13) —端連通，再生催化劑輸送管(13)另一端與反應(yīng)器(30)連通。
13.依照權(quán)利要求I所述的一種含氧化合物生產(chǎn)低碳烯烴的裝置，其特征在于所述的再生器(31)內(nèi)部設(shè)置氣固快速分離裝置(23)。
14.依照權(quán)利要求I所述的一種含氧化合物生產(chǎn)低碳烯烴的裝置，其特征在于所述的再生器設(shè)有稀相段(24)、過渡段(25)、密相段(2)。
15.依照權(quán)利要求I所述的一種含氧化合物生產(chǎn)低碳烯烴的裝置，其特征在于所述再生汽提段(16)設(shè)有汽提內(nèi)件和汽提蒸汽分布環(huán)。
16.依照權(quán)利要求I所述的一種含氧化合物生產(chǎn)低碳烯烴的裝置，其特征在于所述的反應(yīng)器(30)和再生器(24)采用并列式布置。
17.依照權(quán)利要求I所述的一種含氧化合物生產(chǎn)低碳烯烴的裝置，其特征在于所述的反應(yīng)器(30)為流化床和湍流床反應(yīng)器一種。
18.依照權(quán)利要求I所述的一種含氧化合物生產(chǎn)低碳烯烴的裝置，其特征在于所述的反應(yīng)器(30)為湍流床反應(yīng)器。
19.依照權(quán)利要求I所述的一種含氧化合物生產(chǎn)低碳烯烴的裝置，其特征在于所述的進(jìn)料分布器(12)為分布管、分布板至少一種。
20.依照權(quán)利要求I所述的一種含氧化合物生產(chǎn)低碳烯烴的裝置，其特征在于所述的進(jìn)料分布器(12)為分布管。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種含氧化合物生產(chǎn)低碳烯烴的裝置，由反應(yīng)器(30)、待生催化劑汽提段(1)、再生器(31)、再生催化劑汽提段(16)、再生催化劑輸送管(13)組成，反應(yīng)器(30)底部與待生催化劑汽提段(1)連通，待生催化劑汽提段(1)與再生器(31)連通，再生器(31)底部與再生催化劑汽提段(16)連通，再生催化劑汽提段(16)與反應(yīng)器(30)連通，克服現(xiàn)有技術(shù)催化劑磨損和裝置劑耗大的缺陷。
文檔編號B01J29/90GK202688230SQ201220342678
公開日2013年1月23日 申請日期2012年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月9日
發(fā)明者施磊, 陳俊武, 劉昱, 喬立功, 陳香生, 梁龍虎, 張潔 申請人:中國石油化工集團(tuán)公司, 中石化洛陽工程有限公司