CN108993327A - 基于甲醇制芳烃的三段流化床的连续反应再生系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了化学工艺过程及设备技术领域的基于甲醇制芳烃的三段流化床的连续反应再生系统及方法，该系统包括一个甲醇制芳烃的三段流化床(从下到上，具有第一，第二与第三反应区，分别控温，完成甲醇芳构化、轻烃芳构化与烯烃烷基化功能)，以及一个用于催化剂再生的两段流化床(从下到上具有第一与第二再生区，分别控温)；二者之间的连接关系是三段流化床中的催化剂失活后，从第一反应区进入催化剂再生的两段流化床的第二再生区，进行再生后，从第一再生区返回三段流化床的第二反应区；本发明系统及方法具有甲醇转化率高、芳烃收率高，温度控制简单的特点。

Description

基于甲醇制芳烃的三段流化床的连续反应再生系统及方法
技术领域
本明属于化学工艺过程及设备技术领域,具体涉及一种甲醇制芳烃的流化床反应再生系统、反应器与再生器的构造及方法。
背景技术
甲醇芳构化技术是新兴的芳烃的生产工艺,它是一种以甲醇为主要原料，在分子筛催化剂或金属-分子筛双功能催化剂上反应生成芳烃(主要是苯、甲苯、二甲苯、三甲苯等)的过程。产物受分子筛中双池烃机理控制，一次产物包括上述芳烃、及小分子的烯烃与烷烃，导致芳烃一次收率不高。有报道将上述产物分离，分别进行转化的技术。但烷烃再次转化芳烃时，是高温、强吸热反应，供热能耗大。烯烃可以通过烷基化转化，但将烯烃与烷烃分离时会将烯烃冷却至很低的温度。再进行烷基化转化时，加热的能耗大。同时，上述过程独立进行，反应器与管线，控制复杂。同时，上述反应催化剂，均会积炭失活现象严重，需要再生。
如果独立进行上述反应，使得催化剂再生系统的设置与协调也将非常困难。
有报道提出了将甲醇与烷烃的芳构化在一个反应器中进行的技术，可以有效利用甲醇芳构化放出的热量，为烷烃的芳构化(吸热反应)提供能量。但烷烃比甲醇难以芳构化，需要的温位很高，造成二者的不匹配。同时，欲达到有效的热能耦合效应，则需要比较严格的甲醇与烷烃的配比，工艺灵活性不强。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种基于甲醇制芳烃的三段流化床反应器的连续反应再生系统及方法，在三段流化床中依次实现甲醇芳构化、烷烃芳构化、烯烃烷基化功能；在催化剂再生的两段流化床中实现催化剂再生功能，并保证催化剂的寿命；同时对甲醇芳构化反应区与烯烃烷基化反应区(放热)通过取热控制温度，对轻烃芳构化区(吸热)通过催化剂再生的热量，来升高温度，且提供转化能量；达到有效利用过程中各种温位的能量，简化反应器结构，使得过程可以连续操作的效果。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于甲醇制芳烃的三段流化床的连续反应再生系统，该系统包括甲醇制芳烃的三段流化床1和催化剂再生的两段流化床9；
所述甲醇制芳烃的三段流化床1从下到上包括完成甲醇芳构化的第一反应区1a、完成轻烃芳构化的第二反应区1b和完成烯烃烷基化的第三反应区1c；第一反应区1a底部设置甲醇制芳烃三段流化床气体入口2，第三反应区1c顶部设置甲醇制芳烃三段流化床气体出口6；第一反应区1a和第二反应区1b间设置第一横向多孔分布板3a，第二反应区1b和第三反应区1c间设置第二横向多孔分布板3b；第一反应区1a中设置第一换热器5a，第三反应区1c中设置第二换热器5b；
所述催化剂再生的两段流化床9包括下部的高效烧炭的第一再生区9a和上部的高效烧氢的第二再生区9b；第一再生区9a底部设置催化剂再生两段流化床气体入口10，第二再生区9b顶部设置催化剂再生两段流化床气体出口15；第一再生区9a和第二再生区9b间设置横向多孔分布板11；
所述第一反应区1a通过其失活催化剂出口8与第二再生区9b通过其失活催化剂入口13连通，第一再生区9a通过其再生催化剂出口12与第二反应区1b通过其再生催化剂入口7连通。
所述第一反应区1a和第二反应区1b之间设有甲醇制芳烃三段流化床外置溢流管4；所述第一再生区9a和第二再生区9b之间设有催化剂再生两段流化床外置溢流管14.
所述第一反应区1a、第二反应区1b和第三反应区1c中的温度分别为400-490℃、500-550℃和150-300℃；所述第一再生区9a和第二再生区9b中的温度分别为550-650℃和400-550℃。
利用所述的连续反应再生系统进行连续反应再生的方法，
1)将甲醇制芳烃的三段流化床1与催化剂再生的两段流化床9用管道相连，构成完整的系统；将甲醇制芳烃的催化剂装填入甲醇制芳烃的三段流化床1和催化剂再生的两段流化床9中，先实现催化剂在系统中的平稳流动，并进行加热升温；
2)在保证系统安全的气氛中，当甲醇制芳烃的三段流化床1中的第一反应区1a的温度达280-300℃时，通入含甲醇的反应原料，通过第一反应区1a的第一换热器5a控制第一反应区1a的温度为400-490℃；气体将催化剂携带至第二反应区1b与第三反应区1c，通过第三反应区1c的第二换热装置5b，控制其温度为150-300℃；反应后的产品气体从第三反应区1c顶部甲醇制芳烃三段流化床气体出口6出去，进入后续分离系统；
3)甲醇制芳烃的三段流化床1中的催化剂失活后，经失活催化剂出口8与失活催化剂入口13，进入催化剂再生的两段流化床9的第二再生区9b，控制第二再生区9b温度为400-550℃，烧掉积碳中的大部分氢，生成的水与气体通过第二再生区9b顶部的催化剂再生两段流化床气体出口15出去；第二再生区9b中的催化剂经过催化剂再生两段流化床外置溢流管14与横向多孔分布板11，进入第一再生区9a，控制第一再生区9a温度为550-650℃，利用第一再生区9a底部进入的含氧气体，烧掉催化剂上的残碳；
4)再生后的催化剂，携带大量高温热量，经第一再生区9a的再生催化剂出口12与第二反应区1b的再生催化剂入口7，进入第二反应区1b,再生后的高温催化剂与第一反应区1a上来的低温催化剂进行混合，控制高温催化剂的量或控制甲醇制芳烃三段流化床外置溢流管4的固体下泄速度，使第二反应区的温度控制在500-550℃；
5)将上述1)-4)步骤控制平稳，实现连续反应再生操作。
催化剂再生需要的含氧气体为空气，氧气或惰性气体与氧气的混合气体，其中混合气体中氧气的体积分数为0.5-95％。
步骤2)所述的含甲醇的反应原料中甲醇的质量分数为50-100％,除甲醇外的成分为质量分数为0-5％的水，质量分数为0-50％的C2-C10混合醇、酯或C3-C10酮以及质量分数为0-50％的C4-C10烃中的一种或多种。
所述的连续反应再生系统进行甲醇制芳烃的方法，系统的操作压力为0.1-1.0MPa，甲醇制芳烃的催化剂为分子筛ZSM-5，ZSM-12，MCM-22，SBA-15中的一种或多种，或为氧化物-分子筛双功能催化剂，其中氧化物包括氧化锌，氧化铜，氧化铁，氧化镍，氧化钼，氧化镓，氧化镧，氧化铬，氧化钍，氧化钨，氧化铈，氧化钇，氧化钌中的一种或多种，氧化物在催化剂中的质量分数为0.1-10％，催化剂处理甲醇的空速为：0.1-20kg甲醇/kg催化剂/小时。
本发明的有益效果：
1、通过不同的反应区域设置，使得甲醇的转化、烷烃的转化、烯烃的转化在一个反应器中依次进行，互不干涉。利用催化剂再生后携带的高温位热量，解决了原来技术中甲醇与轻烃混合转化时，温位不能协调，产品选择性难兼顾的弊端。由此在轻烃芳构化的加热炉及甲醇芳构化副产蒸汽的汽包方面上，降低成本约50％。一台反应器比三台独立的反应器相比，制造成本与控制成本降低30％。
2、在三段流化床的最顶部设计烯烃烷基化，有效利用了反应气体的热能，同时，是烯烃最富集的区域，转化效率高，还副产了中压蒸汽。比原来烯烃分离后，再升温进行转化的技术，降低能耗20-30％。
3、可以在一个反应器将原料最大程度转化为芳烃，由于芳烃分子量大，易冷凝，减少了后续分离的负担，循环物料相应减少，可以节能20-30％。
4、可以长周期运行，使反应器出口的产物分布稳定，使后续的分离系统与机械压缩系统负荷稳定，且节能20％。
5、与没有烷基化的流化床反应器相比，甲醇制芳烃的三段流化床出口的芳烃含量提高10-20％，气体中烯烃含量降低50-80％。
附图说明
图1为本发明基于甲醇制芳烃的三段流化床的连续反应再生系统示意图。
图中1-甲醇制芳烃的三段流化床,1a-第一反应区(甲醇芳构化)，1b-第二反应区(轻烃芳构化)，1c-第三反应区(烯烃烷基化)，2-甲醇制芳烃三段流化床气体入口,3a–第一横向多孔分布板,3b–第二横向多孔分布板,4-甲醇制芳烃三段流化床外置溢流管,5a-第一换热器,5b-第二换热器，6-甲醇制芳烃三段流化床气体出口，7-再生催化剂入口，8-失活催化剂出口
9-催化剂再生的两段流化床，9a-第一再生区，9b-第二再生区，10-催化剂再生两段流化床气体入口，11-横向多孔分布板，12-再生催化剂出口，13-失活催化剂入口，14-催化剂再生两段流化床外置溢流管，15-催化剂再生两段流化床气体出口
具体实施方式
以下实例均是经过上述基本结构和方法进行的改进。
实施例1
将催化剂(氧化锌、氧化铜和ZSM-5，氧化锌与氧化铜的质量分数分别为3％与7％。)加入如图1所示的系统中，先实现催化剂在系统中的平稳流动，并进行加热升温。在保证系统安全的气氛中，当甲醇制芳烃的三段流化床1中的第一反应区1a温度达280℃时，从甲醇制芳烃三段流化床气体入口2通入含甲醇的反应原料(100％甲醇)，控制第一反应区1a中的第一换热器5a温度为490℃。催化剂空速为2kg甲醇/kg催化剂/小时。气体将催化剂经第一横向多孔分布板3a和第二横向多孔分布板3b携带至第二反应区1b与第三反应区1c，通过第三反应区1c的第二换热器5b，控制其温度为150℃。反应器出口压力为0.2MPa,反应后的产品气体从流化床顶部甲醇制芳烃三段流化床气体出口6出去，进入后续分离系统。甲醇制芳烃的三段流化床1中的催化剂失活后，经失活催化剂出口8与的失活催化剂入口13，进入催化剂再生的两段流化床9的第二再生区9b，控制温度为400℃，烧掉积碳中的大部分氢，生成的水与其他气体经催化剂再生两段流化床气体出口15出再生器。第二再生区1b中的催化剂经过催化剂再生两段流化床外置溢流管14与横向多孔分布板11，进入第一再生区9a，控制第一再生区9a温度为600℃，利用催化剂再生的两段流化床9底部的催化剂再生两段流化床气体入口10进入的含氧气体(15％氧气，其余为氮气)，烧掉催化剂上的残碳。再生后的催化剂，携带大量高温热量，经第一再生区9a的再生催化剂出口12与第二反应区1b的再生催化剂入口7，进入甲醇制芳烃的三段流化床1的第二反应区1b,再生后的高温催化剂与第一反应区1a上来的较低温催化剂进行混合，控制高温催化剂的量或控制甲醇制芳烃三段流化床外置溢流管4的固体下泄速度，使第二反应区1b的温度控制在550℃。
将上述步骤控制平稳，实现连续反应再生操作。
与没有烷基化的流化床反应器相比，甲醇制芳烃的三段流化床1出口的芳烃含量提高20％，气体中烯烃含量降低80％。
实施例2
将催化剂(氧化锌、氧化铁、氧化镧、氧化铈和ZSM-12，氧化锌、氧化铁、氧化镧、氧化铈的质量分数分别为3％、4％、0.5％与2％)加入如图1所示的系统中，先实现催化剂在系统中的平稳流动，并进行加热升温。在保证系统安全的气氛中，当甲醇制芳烃的三段流化床1中的第一反应区1a温度达300℃时，从甲醇制芳烃三段流化床气体入口2通入含甲醇的反应原料(50％甲醇，10％丙酮，4％丁烯，5％异戊烷，7％环己烷)，控制第一反应区1a中的第一换热器5a温度为450℃。催化剂空速为0.2kg甲醇/kg催化剂/小时。气体将催化剂经第一横向多孔分布板3a和第二横向多孔分布板3b携带至第二反应区1b与第三反应区1c，通过第三反应区1c的第二换热器5b，控制其温度为300℃。反应器出口压力为0.3MPa,反应后的产品气体从流化床顶部甲醇制芳烃三段流化床气体出口6出去，进入后续分离系统。甲醇制芳烃的三段流化床1中的催化剂失活后，经失活催化剂出口8与的失活催化剂入口13，进入催化剂再生的两段流化床9的第二再生区9b，控制温度为450℃，烧掉积碳中的大部分氢，生成的水与其他气体经催化剂再生两段流化床气体出口15出再生器。第二再生区1b中的催化剂经过催化剂再生两段流化床外置溢流管14与横向多孔分布板11，进入第一再生区9a，控制第一再生区9a温度为550℃，利用催化剂再生的两段流化床9底部的催化剂再生两段流化床气体入口10进入的含氧气体(2％氧气，其余为氩气)，烧掉催化剂上的残碳。再生后的催化剂，携带大量高温热量，经第一再生区9a的再生催化剂出口12与第二反应区1b的再生催化剂入口7，进入甲醇制芳烃的三段流化床1的第二反应区1b,再生后的高温催化剂与第一反应区1a上来的较低温催化剂进行混合，控制高温催化剂的量或控制甲醇制芳烃三段流化床外置溢流管4的固体下泄速度，使第二反应区1b的温度控制在500℃。
将上述步骤控制平稳，实现连续反应再生操作。
与没有烷基化的流化床反应器相比，甲醇制芳烃的三段流化床1出口的芳烃含量提高10％，气体中烯烃含量降低50％。
实施例3
将催化剂(氧化镓、氧化钨和ZSM-5，氧化镓与氧化钨的质量分数分别为1％与5％)加入如图1所示的系统中，先实现催化剂在系统中的平稳流动，并进行加热升温。在保证系统安全的气氛中，当甲醇制芳烃的三段流化床1中的第一反应区1a温度达290℃时，从甲醇制芳烃三段流化床气体入口2通入含甲醇的反应原料(70％甲醇，30％C4-C6非芳烃)，控制第一反应区1a中的第一换热器5a温度为470℃。催化剂空速为10kg甲醇/kg催化剂/小时。气体将催化剂经第一横向多孔分布板3a和第二横向多孔分布板3b携带至第二反应区1b与第三反应区1c，通过第三反应区1c的第二换热器5b，控制其温度为180℃。反应器出口压力为0.4MPa,反应后的产品气体从流化床顶部甲醇制芳烃三段流化床气体出口6出去，进入后续分离系统。甲醇制芳烃的三段流化床1中的催化剂失活后，经失活催化剂出口8与的失活催化剂入口13，进入催化剂再生的两段流化床9的第二再生区9b，控制温度为500℃，烧掉积碳中的大部分氢，生成的水与其他气体经催化剂再生两段流化床气体出口15出再生器。第二再生区1b中的催化剂经过催化剂再生两段流化床外置溢流管14与横向多孔分布板11，进入第一再生区9a，控制第一再生区9a温度为650℃，利用催化剂再生的两段流化床9底部的催化剂再生两段流化床气体入口10进入的含氧气体(0.5％氧气，其余为氮气)，烧掉催化剂上的残碳。再生后的催化剂，携带大量高温热量，经第一再生区9a的再生催化剂出口12与第二反应区1b的再生催化剂入口7，进入甲醇制芳烃的三段流化床1的第二反应区1b,再生后的高温催化剂与第一反应区1a上来的较低温催化剂进行混合，控制高温催化剂的量或控制甲醇制芳烃三段流化床外置溢流管4的固体下泄速度，使第二反应区1b的温度控制在550℃。
将上述步骤控制平稳，实现连续反应再生操作。
与没有烷基化的流化床反应器相比，甲醇制芳烃的三段流化床出口的芳烃含量提高15％，气体中烯烃含量降低65％。
实施例4
将催化剂(氧化钌、ZSM-5和MCM-22，氧化钌的质量分数为0.1％,ZSM-5为30％，其余为MCM-22)加入如图1所示的系统中，先实现催化剂在系统中的平稳流动，并进行加热升温。在保证系统安全的气氛中，当甲醇制芳烃的三段流化床1中的第一反应区1a温度达300℃时，从甲醇制芳烃三段流化床气体入口2通入含甲醇的反应原料(50％甲醇，30％C4-C10非芳烃,20％C3-C10混合酮)，控制第一反应区1a中的第一换热器5a温度为440℃。催化剂空速为0.1kg甲醇/kg催化剂/小时。气体将催化剂经第一横向多孔分布板3a和第二横向多孔分布板3b携带至第二反应区1b与第三反应区1c，通过第三反应区1c的第二换热器5b，控制其温度为200℃。反应器出口压力为0.4MPa,反应后的产品气体从流化床顶部甲醇制芳烃三段流化床气体出口6出去，进入后续分离系统。甲醇制芳烃的三段流化床1中的催化剂失活后，经失活催化剂出口8与的失活催化剂入口13，进入催化剂再生的两段流化床9的第二再生区9b，控制温度为550℃，烧掉积碳中的大部分氢，生成的水与其他气体经催化剂再生两段流化床气体出口15出再生器。第二再生区1b中的催化剂经过外置溢流管14与横向多孔分布板11，进入第一再生区9a，控制第一再生区9a温度为610℃，利用催化剂再生的两段流化床9底部的催化剂再生两段流化床气体入口10进入的含氧气体(氮气与空气的体积分数分别为60％与40％)，烧掉催化剂上的残碳。再生后的催化剂，携带大量高温热量，经第一再生区9a的再生催化剂出口12与第二反应区1b的再生催化剂入口7，进入甲醇制芳烃的三段流化床1的第二反应区1b,再生后的高温催化剂与第一反应区1a上来的较低温催化剂进行混合，控制高温催化剂的量或控制甲醇制芳烃三段流化床外置溢流管4的固体下泄速度，使第二反应区1b的温度控制在550℃。
将上述步骤控制平稳，实现连续反应再生操作。
与没有烷基化的流化床反应器相比，甲醇制芳烃的三段流化床1出口的芳烃含量提高16％，气体中烯烃含量降低70％。
实施例5
将催化剂(氧化钌、ZSM-5和MCM-22，氧化钌的质量分数为0.1％,ZSM-5为30％，其余为MCM-22)加入如图1所示的系统中，先实现催化剂在系统中的平稳流动，并进行加热升温。在保证系统安全的气氛中，当甲醇制芳烃的三段流化床1中的第一反应区1a温度达300℃时，从甲醇制芳烃三段流化床气体入口2通入含甲醇的反应原料(50％甲醇，50％C4-C10烃)，控制第一反应区1a中的第一换热器5a温度为440℃。催化剂空速为0.1kg甲醇原料/kg催化剂/小时。气体将催化剂经第一横向多孔分布板3a和第二横向多孔分布板3b携带至第二反应区1b与第三反应区1c，通过第三反应区1c的第二换热器5b，控制其温度为200℃。反应器出口压力为0.1MPa,反应后的产品气体从流化床顶部甲醇制芳烃三段流化床气体出口6出去，进入后续分离系统。甲醇制芳烃的三段流化床1中的催化剂失活后，经失活催化剂出口8与的失活催化剂入口13，进入催化剂再生的两段流化床9的第二再生区9b，控制温度为520℃，烧掉积碳中的大部分氢，生成的水与其他气体经催化剂再生两段流化床气体出口15出再生器。第二再生区1b中的催化剂经过催化剂再生两段流化床外置溢流管14与横向多孔分布板11，进入第一再生区9a，控制第一再生区9a温度为610℃，利用催化剂再生的两段流化床9底部的催化剂再生两段流化床气体入口10进入的含氧气体(氮气与氧气的体积分数分别为99％与1％)，烧掉催化剂上的残碳。再生后的催化剂，携带大量高温热量，经第一再生区9a的再生催化剂出口12与第二反应区1b的再生催化剂入口7，进入甲醇制芳烃的三段流化床1的第二反应区1b,再生后的高温催化剂与第一反应区1a上来的较低温催化剂进行混合，控制高温催化剂的量或控制甲醇制芳烃三段流化床外置溢流管4的固体下泄速度，使第二反应区1b的温度控制在550℃。
将上述步骤控制平稳，实现连续反应再生操作。
与没有烷基化的流化床反应器相比，甲醇制芳烃的三段流化床1出口的芳烃含量提高16％，气体中烯烃含量降低80％。
实施例6
将催化剂(氧化钼、氧化铬、氧化钍、SM-5和SBA-15，氧化钼、氧化铬、氧化钍的质量分数分别为1％,1％，2％，ZSM-5为70％，其余为SBA-15)加入如图1所示的系统中，先实现催化剂在系统中的平稳流动，并进行加热升温。在保证系统安全的气氛中，当甲醇制芳烃的三段流化床1中的第一反应区1a温度达300℃时，从甲醇制芳烃三段流化床气体入口2通入含甲醇的反应原料(50％甲醇，5％水，45％C2-C10混合酯)，控制第一反应区1a中的第一换热器5a温度为440℃。催化剂空速为20kg甲醇/kg催化剂/小时。气体将催化剂经第一横向多孔分布板3a和第二横向多孔分布板3b携带至第二反应区1b与第三反应区1c，通过第三反应区1c的第二换热器5b，控制其温度为200℃。反应器出口压力为0.6MPa,反应后的产品气体从流化床顶部甲醇制芳烃三段流化床气体出口6出去，进入后续分离系统。甲醇制芳烃的三段流化床1中的催化剂失活后，经失活催化剂出口8与的失活催化剂入口13，进入催化剂再生的两段流化床9的第二再生区9b，控制温度为480℃，烧掉积碳中的大部分氢，生成的水与其他气体经催化剂再生两段流化床气体出口15出再生器。第二再生区1b中的催化剂经过催化剂再生两段流化床外置溢流管14与横向多孔分布板11，进入第一再生区9a，控制第一再生区9a温度为610℃，利用催化剂再生的两段流化床9底部的催化剂再生两段流化床气体入口10进入的含氧气体(氩气与氧气的质量分数分别为5％与95％)，烧掉催化剂上的残碳。再生后的催化剂，携带大量高温热量，经第一再生区9a的再生催化剂出口12与第二反应区1b的再生催化剂入口7，进入甲醇制芳烃的三段流化床1的第二反应区1b,再生后的高温催化剂与第一反应区1a上来的较低温催化剂进行混合，控制高温催化剂的量或控制甲醇制芳烃三段流化床外置溢流管4的固体下泄速度，使第二反应区1b的温度控制在550℃。
将上述步骤控制平稳，实现连续反应再生操作。
与没有烷基化的流化床反应器相比，甲醇制芳烃三段流化床1出口的芳烃含量提高20％，气体中烯烃含量降低70％。
实施例7
将催化剂(氧化铁、氧化钇、氧化镓和ZSM-5，氧化铁、氧化钇、氧化镓的质量分数分别为3％,0.1％，3％)加入如图1所示的系统中，先实现催化剂在系统中的平稳流动，并进行加热升温。在保证系统安全的气氛中，当甲醇制芳烃的三段流化床1中的第一反应区1a温度达290℃时，从甲醇制芳烃三段流化床气体入口2通入含甲醇的反应原料(95％甲醇，5％水)，控制第一反应区1a中的第一换热器5a温度为460℃。催化剂空速为4kg甲醇/kg催化剂/小时。气体将催化剂经第一横向多孔分布板3a和第二横向多孔分布板3b携带至第二反应区1b与第三反应区1c，通过第三反应区1c的第二换热器5b，控制其温度为160℃。反应器出口压力为1.0MPa,反应后的产品气体从流化床顶部甲醇制芳烃三段流化床气体出口6出去，进入后续分离系统。甲醇制芳烃的三段流化床1中的催化剂失活后，经失活催化剂出口8与的失活催化剂入口13，进入催化剂再生的两段流化床9的第二再生区9b，控制温度为550℃，烧掉积碳中的大部分氢，生成的水与其他气体经催化剂再生两段流化床气体出口15出再生器。第二再生区1b中的催化剂经过催化剂再生两段流化床外置溢流管14与横向多孔分布板11，进入第一再生区9a，控制第一再生区9a温度为650℃，利用催化剂再生的两段流化床9底部的催化剂再生两段流化床气体入口10进入的含氧气体(氧气)，烧掉催化剂上的残碳。再生后的催化剂，携带大量高温热量，经第一再生区9a的再生催化剂出口12与第二反应区1b的再生催化剂入口7，进入甲醇制芳烃的三段流化床1的第二反应区1b,再生后的高温催化剂与第一反应区1a上来的较低温催化剂进行混合，控制高温催化剂的量或控制甲醇制芳烃三段流化床外置溢流管4的固体下泄速度，使第二反应区1b的温度控制在540℃。
将上述步骤控制平稳，实现连续反应再生操作。
与没有烷基化的流化床反应器相比，甲醇制芳烃三段流化床1出口的芳烃含量提高14％，气体中烯烃含量降低75％。
实施例8
将催化剂(氧化锌、氧化镧和ZSM-5，氧化锌与氧化镧的质量分数分别为6％和1％)以及催化剂(氧化镓、氧化钍和ZSM-5，氧化镓与氧化钍的质量分数分别为3％和3％))以质量比1:2混合，加入如图1所示的系统中，先实现催化剂在系统中的平稳流动，并进行加热升温。在保证系统安全的气氛中，当甲醇制芳烃的三段流化床1中的第一反应区1a温度达290℃时，从甲醇制芳烃三段流化床气体入口2通入含甲醇的反应原料(95％甲醇，5％水)，控制第一反应区1a中的第一换热器5a温度为475℃。催化剂空速为1kg甲醇/kg催化剂/小时。气体将催化剂经第一横向多孔分布板3a和第二横向多孔分布板3b携带至第二反应区1b与第三反应区1c，通过第三反应区1c的第二换热器5b，控制其温度为160℃。反应器出口压力为0.4MPa,反应后的产品气体从流化床顶部甲醇制芳烃三段流化床气体出口6出去，进入后续分离系统。甲醇制芳烃的三段流化床1中的催化剂失活后，经失活催化剂出口8与的失活催化剂入口13，进入催化剂再生的两段流化床9的第二再生区9b，控制温度为500℃，烧掉积碳中的大部分氢，生成的水与其他气体经催化剂再生两段流化床气体出口15出再生器。第二再生区1b中的催化剂经过催化剂再生两段流化床外置溢流管14与横向多孔分布板11，进入第一再生区9a，控制第一再生区9a温度为610℃，利用催化剂再生的两段流化床9底部的催化剂再生两段流化床气体入口10进入的含氧气体(空气)，烧掉催化剂上的残碳。再生后的催化剂，携带大量高温热量，经第一再生区9a的再生催化剂出口12与第二反应区1b的再生催化剂入口7，进入甲醇制芳烃的三段流化床1的第二反应区1b,再生后的高温催化剂与第一反应区1a上来的较低温催化剂进行混合，控制高温催化剂的量或控制甲醇制芳烃三段流化床外置溢流管4的固体下泄速度，使第二反应区1b的温度控制在540℃。
将上述步骤控制平稳，实现连续反应再生操作。
与没有烷基化的流化床反应器相比，甲醇制芳烃三段流化床1出口的芳烃含量提高19％，气体中烯烃含量降低65％。

Claims (7)

1.一种基于甲醇制芳烃的三段流化床的连续反应再生系统，其特征在于，该系统包括甲醇制芳烃的三段流化床(1)和催化剂再生的两段流化床(9)；
所述甲醇制芳烃的三段流化床(1)从下到上包括完成甲醇芳构化的第一反应区(1a)、完成轻烃芳构化的第二反应区(1b)和完成烯烃烷基化的第三反应区(1c)；第一反应区(1a)底部设置甲醇制芳烃三段流化床气体入口(2)，第三反应区(1c)顶部设置甲醇制芳烃三段流化床气体出口(6)；第一反应区(1a)和第二反应区(1b)间设置第一横向多孔分布板(3a)，第二反应区(1b)和第三反应区(1c)间设置第二横向多孔分布板(3b)；第一反应区(1a)中设置第一换热器(5a)，第三反应区(1c)中设置第二换热器(5b)；
所述催化剂再生的两段流化床(9)包括下部的高效烧炭的第一再生区(9a)和上部的高效烧氢的第二再生区(9b)；第一再生区(9a)底部设置催化剂再生两段流化床气体入口(10)，第二再生区(9b)顶部设置催化剂再生两段流化床气体出口(15)；第一再生区(9a)和第二再生区(9b)间设置横向多孔分布板(11)；
所述第一反应区(1a)通过其失活催化剂出口(8)与第二再生区(9b)通过其失活催化剂入口(13)连通，第一再生区(9a)通过其再生催化剂出口(12)与第二反应区(1b)通过其再生催化剂入口(7)连通。
2.根据权利要求1中所述的一种基于甲醇制芳烃的三段流化床的连续反应再生系统，其特征在于，所述第一反应区(1a)和第二反应区(1b)之间设有甲醇制芳烃三段流化床外置溢流管(4)；所述第一再生区(9a)和第二再生区(9b)之间设有催化剂再生两段流化床外置溢流管(14)。
3.根据权利要求1中所述的一种基于甲醇制芳烃的三段流化床的连续反应再生系统，其特征在于，所述第一反应区(1a)、第二反应区(1b)和第三反应区(1c)中的温度分别为400-490℃、500-550℃和150-300℃；所述第一再生区(9a)和第二再生区(9b)中的温度分别为550-650℃和400-550℃。
4.利用权利要求1-3所述的连续反应再生系统进行连续反应再生的方法，其特征在于，
1)将甲醇制芳烃的三段流化床(1)与催化剂再生的两段流化床(9)用管道相连，构成完整的系统；将甲醇制芳烃的催化剂装填入甲醇制芳烃的三段流化床(1)和催化剂再生的两段流化床(9)中，先实现催化剂在系统中的平稳流动，并进行加热升温；
2)在保证系统安全的气氛中，当甲醇制芳烃的三段流化床(1)中的第一反应区(1a)的温度达280-300℃时，通入含甲醇的反应原料，通过第一反应区(1a)的第一换热器5a控制第一反应区(1a)的温度为400-490℃；气体将催化剂携带至第二反应区(1b)与第三反应区(1c)，通过第三反应区(1c)的第二换热装置(5b)，控制其温度为150-300℃；反应后的产品气体从第三反应区(1c)顶部甲醇制芳烃三段流化床气体出口(6)出去，进入后续分离系统；
3)甲醇制芳烃的三段流化床(1)中的催化剂失活后，经失活催化剂出口(8)与失活催化剂入口(13)，进入催化剂再生的两段流化床(9)的第二再生区(9b)，控制第二再生区(9b)温度为400-550℃，烧掉积碳中的大部分氢，生成的水与气体通过第二再生区(9b)顶部的催化剂再生两段流化床气体出口(15)出去；第二再生区(9b)中的催化剂经过催化剂再生两段流化床外置溢流管(14)与横向多孔分布板(11)，进入第一再生区(9a)，控制第一再生区(9a)温度为550-650℃，利用第一再生区(9a)底部进入的含氧气体，烧掉催化剂上的残碳；
4)再生后的催化剂，携带大量高温热量，经第一再生区(9a)的再生催化剂出口(12)与第二反应区(1b)的再生催化剂入口(7)，进入第二反应区(1b),再生后的高温催化剂与第一反应区(1a)上来的低温催化剂进行混合，控制高温催化剂的量或控制甲醇制芳烃三段流化床外置溢流管(4)的固体下泄速度，使第二反应区(1b)的温度控制在500-550℃；
5)将上述1)-4)步骤控制平稳，实现连续反应再生操作。
5.根据权利要求4中所述的催化剂再生的方法，其特征在于，催化剂再生需要的含氧气体为空气，氧气或惰性气体与氧气的混合气体，其中混合气体中氧气的体积分数为0.5-95％。
6.根据权利要求4中所述的催化剂再生的方法，其特征在于，步骤2)所述的含甲醇的反应原料中甲醇的质量分数为50-100％,除甲醇外的成分为质量分数为0-5％的水，质量分数为0-50％的C2-C10混合醇、酯或C3-C10酮以及质量分数为0-50％的C4-C10烃中的一种或多种。
7.权利要求1所述的连续反应再生系统进行甲醇制芳烃的方法，其特征在于，系统的操作压力为0.1-1.0MPa，甲醇制芳烃的催化剂为分子筛ZSM-5，ZSM-12，MCM-22，SBA-15中的一种或多种，或为氧化物-分子筛双功能催化剂，其中氧化物包括氧化锌，氧化铜，氧化铁，氧化镍，氧化钼，氧化镓，氧化镧，氧化铬，氧化钍，氧化钨，氧化铈，氧化钇，氧化钌中的一种或多种，氧化物在催化剂中的质量分数为0.1-10％，催化剂处理甲醇的空速为：0.1-20kg甲醇/kg催化剂/小时。
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