CN102294275A - 甲醇制烯烃再生系统内降低催化剂跑损的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种甲醇制烯烃再生系统内降低催化剂跑损的方法，主要解决现有技术中再生器催化剂跑损量较大的问题。本发明通过采用一种甲醇制烯烃再生系统内降低催化剂跑损的方法，包括以下步骤：(a)提供一种甲醇制烯烃再生系统，包括再生器再生区、再生器沉降区、取热区、脱气区、再生介质脱水区、烟气管道；(b)再生介质经再生介质脱水区脱水后进入再生器再生区，与积碳催化剂接触，生成烟气，同时形成再生催化剂；(c)烟气经气固旋风分离器分离后，经烟气管道进入后续系统；(d)再生催化剂进入脱气区，脱除夹带的烟气后进入反应系统，脱气区脱除的烟气和脱气介质进入所述烟气管道的技术方案较好地解决了上述问题，可用于低碳烯烃的工业生产中。

Description

甲醇制烯烃再生系统内降低催化剂跑损的方法
技术领域
本发明涉及一种甲醇制烯烃再生系统内降低催化剂跑损的方法。
技术背景
低碳烯烃，即乙烯和丙烯，是两种重要的基础化工原料，其需求量在不断增加。一般地，乙烯、丙烯是通过石油路线来生产，但由于石油资源有限的供应量及较高的价格，由石油资源生产乙烯、丙烯的成本不断增加。近年来，人们开始大力发展替代原料转化制乙烯、丙烯的技术。其中，一类重要的用于轻质烯烃生产的替代原料是含氧化合物，例如醇类(甲醇、乙醇)、醚类(二甲醚、甲乙醚)、酯类(碳酸二甲酯、甲酸甲酯)等，这些含氧化合物可以通过煤、天然气、生物质等能源转化而来。某些含氧化合物已经可以达到较大规模的生产，如甲醇，可以由煤或天然气制得，工艺十分成熟，可以实现上百万吨级的生产规模。由于含氧化合物来源的广泛性，再加上转化生成轻质烯烃工艺的经济性，所以由含氧化合物转化制烯烃(OTO)的工艺，特别是由甲醇转化制烯烃(MTO)的工艺受到越来越多的重视。
US 4499327专利中对磷酸硅铝分子筛催化剂应用于甲醇转化制烯烃工艺进行了详细研究，认为SAPO-34是MTO工艺的首选催化剂。SAPO-34催化剂具有很高的轻质烯烃选择性，而且活性也较高，可使甲醇转化为轻质烯烃的反应时间达到小于10秒的程度，更甚至达到提升管的反应时间范围内。
CN 03811504中公布了一种为再生器提供热量的方法，尤其针对再生系统的开工阶段，通过将喷入低于500ppm硫、200ppm氮含量的加热燃料为再生系统提供热量，实现待生催化剂的再生。但该方法存在再生系统内催化剂跑损量较大的问题。
CN 02827577中公布了一种降低再生器内稀相和密相温差的方法，通过控制加入CO氧化金属的量，控制CO的燃烧区域，将再生器稀相和密相温差控制在100℃以下。该方法并没有说明催化剂的跑损情况。
本领域所公知的，再生后的催化剂在进入反应器前需要脱除夹带的烟气，现有技术均采用水蒸气进行脱气，脱气后的气相物质返回再生器沉降区，使得再生器内水蒸气分压增加，导致催化剂跑损量增大。本发明有针对性的解决了该问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在的催化剂跑损量较大的问题，提供一种新的甲醇制烯烃再生系统内降低催化剂跑损的方法。该方法用于低碳烯烃的生产中，具有催化剂跑损量较小的优点。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：一种甲醇制烯烃再生系统内降低催化剂跑损的方法，所述方法包括以下步骤：(a)提供一种甲醇制烯烃再生系统，包括再生器再生区、再生器沉降区、取热区、脱气区、再生介质脱水区、烟气管道；(b)再生介质经再生介质脱水区脱水后进入再生器再生区，与积碳催化剂在有效条件下接触，生成烟气，同时形成再生催化剂；(c)所述烟气经再生器沉降区内的气固旋风分离器分离后，经所述烟气管道进入后续系统；(d)所述再生催化剂进入脱气区，与脱气介质接触，脱除夹带的烟气后进入反应系统，脱气区脱除的烟气和脱气介质进入所述烟气管道。
上述技术方案中，所述催化剂包括SAPO-34分子筛；所述再生介质为空气，脱气介质为水蒸气；所述取热区位于再生器外，取热区流化介质为空气或氮气中的至少一种；所述再生系统内所用的空气或氮气在120℃以上的温度下进入再生系统；所述再生介质脱水区脱水方法采用干燥法，干燥剂选自硅胶、氧化铝或分子筛；所述再生器再生区内的水蒸气分压小于20千帕；所述有效条件为：再生温度630～685℃，再生压力以表压计为0.1～0.2兆帕，气相线速为0.4～0.8米/秒。
本发明人通过研究发现，在600℃以上的再生温度下，再生体系中的水蒸气含量对催化剂的跑损影响很大。再生体系中的水蒸气含量较大时，催化剂的跑损量相应增大。采用本发明的方法，控制进入再生系统的气体含水量，在进入系统前均需要脱水，同时将脱气区的气相不返回再生器内，而返回至再生器出口的烟气管道，有效降低了再生器内的水蒸气分压，从而降低了催化剂的跑损量。
采用本发明的技术方案：所述催化剂包括SAPO-34分子筛；所述再生介质为空气，脱气介质为水蒸气；所述取热区位于再生器外，取热区流化介质为空气或氮气中的至少一种；所述再生系统内所用的空气或氮气在120℃以上的温度下进入再生系统；所述再生介质脱水区脱水方法采用干燥法，干燥剂选自硅胶、氧化铝或分子筛；所述再生器再生区内的水蒸气分压小于20千帕；所述有效条件为：再生温度630～685℃，再生压力以表压计为0.1～0.2兆帕，气相线速为0.4～0.8米/秒，再生器沉降区的气固旋风分离器出口烟气中催化剂含量降低达到60％左右，取得了较好的技术效果。
附图说明
图1为本发明所述方法的流程示意图。
图1中，1为再生介质管线；2为排水管线；3为再生介质脱水区；4为加热器；5为再生器再生区；6为待生斜管；7为取热区流化介质管线；8为取热区；9为脱气区；10为脱气介质管线；11为再生催化剂进入脱气区管线；12为再生器沉降区；13为气固旋风分离器；14为脱气区气相进入烟气管道管线；15为烟气管道。
再生介质经管线1进入再生介质脱水区3脱水后进入再生器再生区5，与积碳催化剂在有效条件下接触，生成烟气，同时形成再生催化剂，烟气经再生器沉降区12内的气固旋风分离器13分离后，经烟气管道15进入后续系统，再生催化剂经管线11进入脱气区9，与脱气介质接触，脱除夹带的烟气后进入反应系统，脱气区9脱除的烟气和脱气介质进入烟气管道15。
下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。
具体实施方式
【实施例1】
在如图1所示的再生系统中，催化剂为SAPO-34，再生空气进入再生介质脱水区脱水后，经加热至155℃后进入再生器再生区，与积碳催化剂接触，生成烟气，同时形成再生催化剂，烟气经气固旋风分离器分离后，经烟气管道进入后续系统，再生催化剂进入脱气区，与水蒸气接触，脱除夹带的烟气后进入反应系统，脱气区脱除的烟气和脱气介质进入烟气管道。脱水区采用硅胶干燥方法进行脱水。积碳催化剂积碳量质量分数为3.8％，再生器外设置取热区，流化介质为氮气，再生温度为662℃，再生压力为0.15兆帕，气相线速为0.6米/秒，再生器再生区内水蒸气分压为11千帕。保持催化剂流动控制的稳定性，再生器沉降区的气固旋风分离器出口烟气中催化剂含量为0.21克/米3。
【实施例2】
按照实施例1所述的条件和步骤，再生空气经加热至120℃后进入再生器再生区，积碳催化剂积碳量质量分数为4.5％，再生温度为685℃，再生压力为0.1兆帕，气相线速为0.8米/秒，再生器再生区内水蒸气分压为19千帕，再生器沉降区的气固旋风分离器出口烟气中催化剂含量为0.38克/米3。
【实施例3】
按照实施例1所述的条件和步骤，再生空气经加热至142℃后进入再生器再生区，再生温度为630℃，再生压力为0.2兆帕，气相线速为0.4米/秒，再生器再生区内水蒸气分压为8.7千帕，积碳催化剂积碳量质量分数为2.9％，取热区流化介质为空气，脱水区采用13X分子筛干燥方法进行脱水，再生器沉降区的气固旋风分离器出口烟气中催化剂含量为0.16克/米3。
【比较例1】
按照实施例1所述的条件和步骤，脱气区气相返回再生器沉降区，使得再生器再生区内水蒸气分压达到27千帕，再生器沉降区的气固旋风分离器出口烟气中催化剂含量为0.57克/米3。
显然，采用本发明的方法，可以达到降低再生系统内催化剂跑损量的目的，具有较大的技术优势，可用于低碳烯烃的工业生产中。

Claims (8)

1.一种甲醇制烯烃再生系统内降低催化剂跑损的方法，所述方法包括以下步骤：
(a)提供一种甲醇制烯烃再生系统，包括再生器再生区、再生器沉降区、取热区、脱气区、再生介质脱水区、烟气管道；
(b)再生介质经再生介质脱水区脱水后进入再生器再生区，与积碳催化剂在有效条件下接触，生成烟气，同时形成再生催化剂；
(c)所述烟气经再生器沉降区内的气固旋风分离器分离后，经所述烟气管道进入后续系统；
(d)所述再生催化剂进入脱气区，与脱气介质接触，脱除夹带的烟气后进入反应系统，脱气区脱除的烟气和脱气介质进入所述烟气管道。
2.根据权利要求1所述甲醇制烯烃再生系统内降低催化剂跑损的方法，其特征在于所述催化剂包括SAPO-34分子筛。
3.根据权利要求1所述甲醇制烯烃再生系统内降低催化剂跑损的方法，其特征在于所述再生介质为空气，脱气介质为水蒸气。
4.根据权利要求1所述甲醇制烯烃再生系统内降低催化剂跑损的方法，其特征在于所述取热区位于再生器外，取热区流化介质为空气或氮气中的至少一种。
5.根据权利要求1所述甲醇制烯烃再生系统内降低催化剂跑损的方法，其特征在于所述再生系统内所用的空气或氮气在120℃以上的温度下进入再生系统。
6.根据权利要求1所述甲醇制烯烃再生系统内降低催化剂跑损的方法，其特征在于所述再生介质脱水区脱水方法采用干燥法，干燥剂选自硅胶、氧化铝或分子筛。
7.根据权利要求1所述甲醇制烯烃再生系统内降低催化剂跑损的方法，其特征在于所述再生器再生区内的水蒸气分压小于20千帕。
8.根据权利要求1所述甲醇制烯烃再生系统内降低催化剂跑损的方法，其特征在于所述有效条件为：再生温度630～685℃，再生压力以表压计为0.1～0.2兆帕，气相线速为0.4～0.8米/秒。
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