CN101279871B - 提高乙烯丙烯选择性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种提高乙烯丙烯选择性的方法，主要解决由甲醇生产低碳烯烃的过程中，在甲醇进入反应器与催化剂接触前，温度较高，使部分甲醇分解产生副产物，降低了低碳烯烃的选择性的问题。本发明通过采用在流化床反应器(1)的气体分布板(2)下部覆盖绝缘材料(3)，使原料在与催化剂接触前维持低于200℃的温度的技术方案较好地解决了该问题，可用于由甲醇生产低碳烯烃的工业生产中。

Description

提高乙烯丙烯选择性的方法 
技术领域
本发明涉及一种提高乙烯丙烯选择性的方法。具体地说，涉及一种由甲醇生产乙烯丙烯过程中较少甲醇分解成副产物，以提高乙烯丙烯选择性的方法。 
背景技术
石油化工是国民经济中重要的支柱产业，为工业、农业、交通和国防等部门提供大量化工原料，是国民经济中关联和带动性较强的产业部门之一。而乙烯和丙烯则是构成现代石油化工最为重要的两大基础原料。 
一直以来，煤或天然气制合成气、合成气制甲醇和烯烃分离技术已经具有规模化成熟经验，但是由甲醇到烯烃的过程是合成气到烯烃这个工业链条的断点和难点，而该关键技术的解决可以为由非石油资源生产基本有机原料乙烯、丙烯提供一条新的原料路线。尤其是近些年来，乙烯及丙烯的需求持续走高，而石油资源日趋匮乏的情况下。如何开辟出一条非石油资源生产丙烯的煤化工新路线，对于极大地缓解我国石油供应紧张的局面，促进我国重化工的跨越式发展和原料路线的结构性调整，具有重要的战略意义和社会、经济效益。 
文献CN1166478A，公开一种由甲醇或二甲醚制取乙烯、丙烯等低碳烯烃的方法，该方法以磷酸铝分子筛为催化剂，采用上行式密相床循环流化式工艺方法，在优选的反应温度500～570℃，空速2～6小时-1及0.01～0.05MPa条件下，使甲醇或二甲醚裂解制取乙烯、丙烯等低碳烯烃。该方法一方面，温度较高，目的产物的选择性低。 
文献US20050137439，公开了一种接触导管的结构，当催化剂流经接触导管时，含氧化物以一定角度向催化剂喷射，该接触导管可最大限度地使进料与催化剂接触，生产较少的副产物。但该接触导管结构复杂，在反应器放大过程中很难解决原料在反应器中的均匀分布问题。 
发明内容
本发明所要解决的技术问题是甲醇生产低碳烯烃的过程中，在甲醇预热进入反应器后与催化剂接触前，部分甲醇因温度较高分解产生副产物，降低了低碳烯烃的选择性的技术问题，提供一种新的提高乙烯丙烯选择性的方法，该方法用于甲醇生产低碳烯烃过程中，具有既可使原料均匀地进入反应器，又能减少因甲醇分解而产生的副产物量，提高低碳烯烃选择性和选择性的优点。 
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种提高乙烯和丙烯选择性的方法，以甲醇为原料，在反应温度为400～600℃，反应压力为0.02～0.5MPaG，重量空速为0.2～20小时-1条件下，原料通过流化床反应器与SAPO-34分子筛催化剂接触反应生成含有乙烯、丙烯的低碳烯烃的流出物，经分离得乙烯、丙烯等产品，其中在流化床反应器(1)的底部设置气体分布板(2)，且在气体分布板(2)下部覆盖绝缘材料(3)，使原料在与催化剂接触前维持低于200℃的温度。 
上述技术方案中，气体分布板(2)下部覆盖绝缘材料(3)的厚度优选范围100～200毫米，绝缘材料优选方案选自高铝砖、硅砖、镁砖、铬砖、碳化硅砖、镁橄榄石、高温硅酸钙、氧化铝、二氧化硅-氧化铝陶瓷、硅藻土、水泥、碳酸钙、硫酸钙、混凝土、花岗石、大理石、瓷或浮石中的至少一种；气体分布板(2)由风帽(4)、导流管(5)和小孔(6)组成；气体通过分布板小孔的穿孔速度优选范围为80～200米/秒，通过风帽侧缝的速度优选范围为5～30米/秒。 
针对甲醇生产低碳烯烃工艺，本发明提出在流化床反应器的气体分布板(2)下部覆盖绝缘材料(3)，且使原料与催化剂接触前维持在小于200℃的温度，提高了低碳烯烃的选择性。气体分布板(2)是基本由风帽(4)、导流管(5)和小孔(6)构成，见附图2。 
该方法反应器设备具有构件简单、气体分布均匀的优点，可用于甲醇生产低碳烯烃工艺操作，在反应温度为400～600℃，反应压力为0.02～0.5MPaG，重量空速为0.2～20小时-1条件下，可以提高目的产物乙烯、丙烯的选择性和，使乙烯和丙烯选择性可达82％，取得了较好的技术效果。 
附图说明
图1是本发明流化床反应器示意图； 
图2是本发明气体分布板示意图； 
在图1中，1为流化床反应器壳体；2为气体分布板；7为进料管。 
在图2中，2为气体分布板；3为绝缘材料；4为风帽；5为导流管；6为小孔。 
下面通过实施例对本发明作进一步阐述。 
具体实施方式
【实施例1】 
20万吨/年甲醇生产低碳烯烃工艺采用如图1所示流化床反应器。反应器直径3100毫米，分布板下覆盖绝缘材料高铝砖，厚度200毫米，压力0.06MPaG，反应温度470℃，空速6.0小时-1，穿孔速度为186.8米/秒，侧缝的速度为8.5米/秒，采用SAPO-34分子筛催化剂，反应原料为纯甲醇，原料在与催化剂接触前的温度为150℃，乙烯+丙烯的选择性82.18％。 
【实施例2】 
30万吨/年甲醇生产低碳烯烃工艺采用如图1所示流化床反应器。反应器直径3900毫米，分布板下覆盖绝缘材料高温硅酸钙，厚度110毫米，压力0.06MPaG，反应温度450℃，空速0.5小时-1，穿孔速度为142.1米/秒，侧缝的速度为12.0米/秒，采用SAPO-34分子筛催化剂，反应原料为纯甲醇，原料在与催化剂接触前的温度为200℃，乙烯+丙烯的选择性81.55％。 
【实施例3】 
30万吨/年甲醇生产低碳烯烃工艺采用如图1所示流化床反应器。反应器直径3900毫米，分布板下覆盖绝缘材料氧化硅-氧化铝陶瓷，厚度160毫米，压力0.06MPaG，反应温度500℃，空速3.0小时-1，穿孔速度为101.5米/秒，侧缝的速度为22.8米/秒，采用SAPO-34分子筛催化剂，反应原料为纯甲醇，原料在与催化剂接触前的温度为160℃，乙烯+丙烯的选择性81.87％。 
【实施例4】 
30万吨/年甲醇生产低碳烯烃工艺采用如图1所示流化床反应器。反应器直径3900毫米，分布板下覆盖绝缘材料大理石，厚度185毫米，压力0.06MPaG，反应温度500℃，空速4.5小时-1，穿孔速度为101.5米/秒，侧缝的速度为22.8米/秒，采用SAPO-34分子筛催化剂，反应原料为纯甲醇，原料在与催化剂接触前的温度为150℃，乙烯+丙烯的选择性82.02％。
【实施例5】 
20万吨/年甲醇生产低碳烯烃工艺采用如图1所示流化床反应器。反应器直径3100毫米，分布板下覆盖绝缘材料高铝砖，厚度200毫米，压力0.1MPaG，反应温度530℃，空速10小时-1，穿孔速度为186.8米/秒，侧缝的速度为8.5米/秒，采用SAPO-34分子筛催化剂，反应原料为纯甲醇，原料在与催化剂接触前的温度为150℃，乙烯+丙烯的选择性80.01％。 
【实施例6】 
20万吨/年甲醇生产低碳烯烃工艺采用如图1所示流化床反应器。反应器直径3100毫米，分布板下覆盖绝缘材料高铝砖，厚度200毫米，压力0.4MPaG，反应温度560℃，空速16小时-1，穿孔速度为186.8米/秒，侧缝的速度为8.5米/秒，采用SAPO-34分子筛催化剂，反应原料为纯甲醇，原料在与催化剂接触前的温度为150℃，乙烯+丙烯的选择性78.62％。 
【比较例1】 
20万吨/年甲醇生产低碳烯烃工艺采用如图1所示流化床反应器。反应器直径3100毫米，分布板下无绝缘层，其它条件与实施例1相同，采用SAPO-34分子筛催化剂，反应原料为纯甲醇，原料在与催化剂接触前的温度为350℃，乙烯+丙烯的选择性80.12％。 
【比较例2】 
30万吨/年甲醇生产低碳烯烃工艺采用如图1所示流化床反应器。反应器直径3900毫米，分布板下无绝缘层，其它条件与实施例2相同，采用SAPO-34分子筛催化剂，反应原料为纯甲醇，原料在与催化剂接触前的温度为400℃，乙烯+丙烯的选择性79.06％。 
【比较例3】 
30万吨/年甲醇生产低碳烯烃工艺采用如图1所示流化床反应器。反应器直径3900毫米，分布板下无绝缘层，其它条件与实施例3相同，采用SAPO-34分子筛催化剂，反应原料为纯甲醇，原料在与催化剂接触前的温度为380℃，乙烯+丙烯的选择性79.15％。
表1  反应产物组成 
Figure S07139082020070508D000051

Claims (5)

1.一种提高乙烯和丙烯选择性的方法，以甲醇为原料，在反应温度为400～600℃，反应压力为0.02～0.5MPaG，重量空速为0.2～20小时-1条件下，原料通过流化床反应器与SAPO-34分子筛催化剂接触反应生成含有乙烯、丙烯的低碳烯烃的流出物，经分离得乙烯、丙烯等产品，其中在流化床反应器(1)的底部设置气体分布板(2)，且在气体分布板(2)下部覆盖绝缘材料(3)，使原料在与催化剂接触前维持低于200℃的温度。
2.根据权利要求1所述提高乙烯和丙烯选择性的方法，其特征在于气体分布板(2)下部覆盖绝缘材料(3)的厚度大于85毫米，绝缘材料选自高铝砖、硅砖、镁砖、铬砖、碳化硅砖、镁橄榄石、高温硅酸钙、氧化铝、二氧化硅-氧化铝陶瓷、硅藻土、水泥、碳酸钙、硫酸钙、混凝土、花岗石、大理石、瓷或浮石中的至少一种。
3.根据权利要求1所述提高乙烯和丙烯选择性的方法，其特征在于气体分布板(2)基本由风帽(4)、导流管(5)和小孔(6)组成。
4.根据权利要求3所述提高乙烯和丙烯选择性的方法，其特征在于气体通过分布板小孔的穿孔速度为80～200米/秒，通过风帽侧缝的速度为5～30米/秒。
5.根据权利要求2所述提高乙烯和丙烯选择性的方法，其特征在于气体分布板(2)下部覆盖绝缘材料(3)的厚度在100～200毫米之间。
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