CN111423302B - 一种甲醇制烯烃的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及甲醇制低碳烯烃(MTO)领域，公开了一种甲醇制烯烃的方法和装置。所述方法包括如下步骤：1)将含有甲醇的原料与甲醇制烯烃催化剂进行接触反应，得到第一物流和失活的甲醇制烯烃催化剂；2)将所述失活的甲醇制烯烃催化剂进行完全再生，得到完全再生催化剂；3)将所述完全再生催化剂与C4和/或C5+的烃类物流进行接触反应，得到预积炭催化剂和第二物流；4)将所述预积炭催化剂循环至步骤1)作为甲醇制烯烃催化剂与含有甲醇的原料进行接触反应。本发明提供的方法和装置应用于甲醇制低碳烯烃反应时，具有甲醇单耗低、低碳烯烃收率高、合理应用副产物等特点。

Description

一种甲醇制烯烃的方法和装置
技术领域
本发明涉及甲醇制低碳烯烃(MTO)领域，具体地，涉及一种甲醇制烯烃的方法和装置。
背景技术
低碳烯烃(乙烯、丙烯)作为石油化学工业最重要的基础原料，其工业生产主要依赖于石油路线，低碳烯烃制备路线的多元化一直是寻求的方向。随着石油资源的持续短缺以及可持续发展战略的要求，世界上许多国家的石油公司都致力开发非石油合成低碳烯烃的技术路线。以煤、天然气等为原料经由甲醇合成低碳烯烃(MTO)技术尤其受到重视，是目前技术经济上具有较强竞争力的合成路线。当前甲醇制烯烃代表技术主要有环球石油公司和海德鲁公司共同开发的UOP/Hydro MTO技术，中国科学院大连化学物理研究所自主开发的DMTO技术(DMTO-I和DMTO-Ⅱ)、中国石化自主开发的SMTO技术和神华集团自主开发的SHMTO技术。
当前的MTO技术中，烃类产物中乙烯和丙烯的质量总和可以达到80％左右，混合C4约为13％，其组分以1-丁烯和2-丁烯为主(占90％)，其余组分是丁烷、异丁烯、丁二烯和丁炔等，而丙烷为2％～3％，混合C5为约2％，C6+在1％左右。每生成1t乙烯约产生0.34t的C4～C5+烃类，这导致甲醇单耗较大。当前MTO技术甲醇单耗都大于3(甲醇单耗是指生产每吨目标低碳烯烃(乙烯+丙烯)所消耗的甲醇量)，这也使得甲醇制烯烃技术经济性受到挑战。因此，降低甲醇单耗、如何利用这些副产物使之更多、更有效地转化为目标产品——乙烯和丙烯，是目前甲醇制烯烃研究的主要方向。
CN103804110A公开了一种有机含氧化合物制低碳烯烃与C5+烃催化裂解耦合工艺，即在有机含氧化合物制低碳烯烃的反应器中，经催化剂作用将有机含氧化合物转变为低碳烯烃，同时失活催化剂进入再生器中被加热氧化除碳，成为再生催化剂，并经再生催化剂输送管道重新回到反应器中，其中，向再生催化剂输送管道中通入C5+烃，并在催化剂催化作用下，使其催化裂解为低碳烯烃，所产生的低碳烯烃与再生催化剂一起经再生催化剂输送管道进入反应器中。但在现今MTO技术的烃类产物中C5烃约2％，C6+烃在1％左右，因此，在发明仅仅利用了3％左右副产物，副产物利用率较低，而且仅在再生催化剂输送管道中通入C5+烃，烯烃收率提高有限，同时生成的产物会部分伴随催化剂进入反应器，与原料甲醇发生竞争反应，降低烯烃收率。
CN101402538A公开了一种提高低碳烯烃收率的方法，该方法是采用在甲醇转化为低碳烯烃的第一反应区上部设置一个第二反应区，且该第二反应区直径大于第一反应区，以增加第一反应区出口的产品气在第二反应区内的停留时间，使得未反应的甲醇、生成的二甲醚和C4+烃继续反应，达到提高低碳烯烃收率的目的，该方法还包括第二反应区的进料可以是经过分离的C4+烃。该方法虽然可以在一定程度上提高低碳烯烃的收率，但是由于第一反应区出来的催化剂已经带有较多的积炭，而C4+烃裂解需要较高的催化剂活性，因此该方法中第二反应区内的C4+烃转化效果仍然偏低。
CN102190548A公开了一种甲醇制烯烃工艺中提高低碳烯烃收率的方法，该方法包括将含甲醇的原料与催化剂在快速流化床中进行接触反应，生成包括低碳烯烃的产品物流I，同时形成失活的催化剂，然后失活的催化剂进入再生器再生，再生完成的催化剂进入提升管反应区，与包括C4+烃的原料接触，生成的产品和催化剂进入第二快速流化床反应区，与包括C4+烃的原料及从再生器来的第二股催化剂接触，生成包括低碳烯烃的产品物流II，同时形成预积炭的催化剂；预积炭的催化剂返回第一快速床反应区与原料甲醇进行反应。该方法中首先未提及再生催化剂再生程度，即失活的催化剂是否完全再生还是存有少许积炭的不完全再生，而这涉及催化剂是否全程有效利用；另外该方法中再生的催化剂与C4+烃的原料在提升管反应区接触，这时催化剂形成部分积炭，然后生成的产品和部分积炭的催化剂进入第二快速流化床反应区，与包括C4+烃的原料及从再生器来的第二股催化剂接触反应，而由于在提升管反应区反应会生成少量低碳烯烃产品，这时的产品气组成与后进入的包括碳四以上烃的原料存在竞争，而且两次来的催化剂积炭程度存在差异，使得烯烃选择性提高有限，同时催化剂快速流化会加剧催化剂磨损，导致催化剂剂耗增加。
甲醇制烯烃的催化剂基于小孔SAPO分子筛的酸性催化特点，由于利用了该分子筛的酸性和较小的孔口直径的形状选择性作用，可以高选择性地将甲醇转化为乙烯、丙烯，同时SAPO分子筛结构中的“笼”的存在和酸性催化的固有性质也使得该催化剂因结焦而失活较快。在较高反应温度和较高空速的条件下，单程寿命较短，必须对失活催化剂的频繁烧碳再生。
目前甲醇制烯烃的方法存在甲醇单耗高、低碳烯烃收率较低和副产物较多且操作复杂的缺陷。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的甲醇单耗高、低碳烯烃收率较低和副产物较多的缺陷，提供一种甲醇制烯烃的方法和一种甲醇制烯烃的装置，该方法和装置具有甲醇单耗低、低碳烯烃收率高、合理应用副产物等特点。
本发明的发明人在研究中发现，现有的MTO技术如DMTO和SHMTO技术采用的是催化剂不完全再生技术，即失活的催化剂在再生器中通过不完全再生使得催化剂存有少量积炭以消除MTO反应的诱导期，以获得较高烯烃收率的预期，但这却使得催化剂利用率降低，无法实现催化剂全程利用，同时导致整体低碳烯烃收率较低、相应甲醇单耗较大；即使现有MTO技术采用催化剂完全再生技术，但由于催化剂在MTO反应的诱导期内烯烃收率较低，而且全程采用甲醇为原料因此该技术甲醇单耗大而且整体烯烃收率不高。发明人经过进一步研究发现，对失活的甲醇制烯烃催化剂进行完全再生处理，并且将得到的完全再生催化剂与C4和/或C5+的烃类物流进行接触反应，将上述接触反应后得到的预积炭催化剂循环至甲醇制烯烃的反应器中，并且与含有甲醇的原料进行接触反应，不仅能提高甲醇制烯烃催化剂的利用率，而且能够降低甲醇单耗，同时得到的低碳烯烃收率高。此外，该方法操作工艺简单，条件易于控制。
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种甲醇制烯烃的方法，该方法包括如下步骤：
1)将含有甲醇的原料与甲醇制烯烃催化剂进行接触反应，得到第一物流和失活的甲醇制烯烃催化剂；
2)将所述失活的甲醇制烯烃催化剂进行完全再生，得到完全再生催化剂；
3)将所述完全再生催化剂与C4和/或C5+的烃类物流进行接触反应，得到预积炭催化剂和第二物流；
4)将所述预积炭催化剂循环至步骤1)作为甲醇制烯烃催化剂与含有甲醇的原料进行接触反应。
优选地，该方法还包括：步骤3)中，将所述完全再生催化剂与补加的新鲜甲醇制烯烃催化剂与C4和/或C5+的烃类物流进行接触反应。
本发明第二方面提供一种甲醇制烯烃的装置，该装置包括，依次连通的甲醇制烯烃反应器、催化剂完全再生器和预反应器，该装置还包括与预反应器连通的烃类物流存储单元，所述烃类物流存储单元用于向预反应器提供C4和/或C5+的烃类物流；预反应器的出口与甲醇制烯烃反应器入口连通。
本发明提供的甲醇制烯烃的方法和装置具有如下优势：
(1)再生器中甲醇制烯烃催化剂为完全再生，不需要通过定炭控制再生的程度；
(2)优选情况下，将新鲜的甲醇制烯烃催化剂与完全再生催化剂进行统一预处理，预处理程度相近，预处理后得到的预积炭催化剂积炭量相近，其催化效果也就相接近。因此，利用本发明所述方法及装置，甲醇制烯烃催化剂与甲醇进行接触反应的过程中催化剂全程有效利用，且所有甲醇制烯烃催化剂全程催化活性相近，由此，降低了甲醇单耗、提高了低碳烯烃的收率。
附图说明
图1是本发明所述甲醇制烯烃的一种优选实施方式的装置示意图；
图2是现有技术的一种甲醇制烯烃的装置示意图。
附图标记说明
1甲醇制烯烃反应器 2催化剂完全再生器
3预反应器 4烃类物流存储单元
5催化剂存储单元 6反应器
7催化剂不完全再生器
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
现有技术中甲醇制烯烃的方法，如DMTO-I、DMTO-II和SHMTO等采用的是催化剂不完全再生技术，该技术使得催化剂利用率降低，无法实现催化剂全程利用，同时导致整体低碳烯烃收率较低、相应甲醇单耗较大；即使采用催化剂完全再生技术，但由于催化剂在MTO反应的诱导期内烯烃收率较低，而且全程采用甲醇为原料因此该技术甲醇单耗大而且整体烯烃收率不高。
本发明的发明人通过研究发现，对失活的甲醇制烯烃催化剂进行完全再生处理，并且将得到的完全再生催化剂与C4和/或C5+的烃类物流进行接触反应，将上述接触反应后得到的预积炭催化剂循环至甲醇制烯烃的反应器中，并且与含有甲醇的原料进行接触反应，不仅能提高甲醇制烯烃催化剂的利用率，而且能够降低甲醇单耗，同时得到的低碳烯烃收率高。此外，该方法操作工艺简单，条件易于控制。
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种甲醇制烯烃的方法，该方法包括如下步骤：
1)将含有甲醇的原料与甲醇制烯烃催化剂进行接触反应，得到第一物流和失活的甲醇制烯烃催化剂；
2)将所述失活的甲醇制烯烃催化剂进行完全再生，得到完全再生催化剂；
3)将所述完全再生催化剂与C4和/或C5+的烃类物流进行接触反应，得到预积炭催化剂和第二物流；
4)将所述预积炭催化剂循环至步骤1)作为甲醇制烯烃催化剂与含有甲醇的原料进行接触反应。
本发明对含有甲醇的原料的组成没有特别的限定，优选含有甲醇的原料中甲醇的质量浓度为90～100％。
根据本发明，所述含有甲醇的原料中还可以含有少量水、微量低碳混合醇等。
本发明中，对所述甲醇制烯烃催化剂没有特别的限定，可以为本领域技术人员所熟知的可用于甲醇制烯烃的各种催化剂，例如，可以为SAPO-34和/或SAPO-18作为活性组分的催化剂。
本发明中，所述第一物流作为产物流引出反应器，所述第一物流中的主要成分为低碳烯烃。
根据本发明，优选地，所述失活的甲醇制烯烃催化剂的积炭量为6～9重量％。
本发明中，对所述含有甲醇的原料与甲醇制烯烃催化剂进行接触反应的条件没有特别的限定，优选地，步骤1)中所述接触反应的反应温度为450～500℃，更优选为475～495℃，在该温度下，能够得到更高收率的低碳烯烃。
根据本发明的一种具体实施方式，步骤1)中所述的接触反应条件包括：温度为475～495℃，压力为0～0.2MPa，含有甲醇的原料的质量空速为1～3h-1。
步骤1)所述接触反应可以在甲醇制烯烃反应器1中进行，甲醇制烯烃反应器1可以为流化床反应器。
根据本发明，对所述完全再生催化剂的完全再生方法没有特别的限定，可以按照本领域常规技术手段进行。优选地，所述完全再生的反应温度为600～700℃，更优选为650-670℃，进一步优选地，所述完全再生过程使得以所述完全再生催化剂的总重量为基准，所述完全再生催化剂的积炭量为0～0.02重量％。
步骤2)所述完全再生可以在催化剂完全再生器2中进行。
步骤3)所述接触反应可以在预反应器3中进行。本发明对所述预反应器3的具体结构没有特别的限定，只要能够提供步骤3)所述接触反应的场所，实现步骤3)所述接触反应的目的即可。
根据本发明，步骤3)中，对所述C4和/或C5+的烃类物流的来源没有特别的限定，可以来自于本发明所述方法步骤1)所述第一物流分离出来的C4和/或C5+的烃类物流，也可以来自其他工艺得到的含有C4和/或C5+的烃类物流。
步骤3)中，所述第二物流为由完全再生催化剂与C4和/或C5+的烃类物流进行接触反应后得到的产物流，所述第二物流作为产物流引出反应器，所述第二物流中含有C2、C3和C6等物流。
为进一步降低甲醇单耗、提高低碳烯烃的收率，优选地，本发明所述C4和/或C5+的烃类物流由本发明所述方法中由预积炭催化剂与含有甲醇的原料进行接触反应得到的第一物流分离得到；进一步优选地，所述C4和C5+的烃类物流中C4物流的体积分数为70～100％。
本发明中，对所述完全再生催化剂与C4和/或C5+的烃类物流进行接触反应的条件没有特别的限定，优选地，步骤3)所述接触反应的反应温度为500～600℃，更优选为530～580℃。
根据本发明的一种具体实施方式，步骤3)中所述的接触反应的条件包括：温度为530～580℃，压力为0～0.2MPa，C4和/或C5+的烃类物流的质量空速为1～3h-1。
进一步优选地，步骤3)所述接触反应使得以所述预积炭催化剂的总重量为基准，所述预积炭催化剂的积炭量为1～6重量％，更进一步优选为1.5～4重量％。根据本发明，优选情况下，步骤2)所述完全再生的反应温度600～700℃，显著高于步骤1)所述接触反应的反应温度450～500℃；而经过步骤3)所述预积炭的接触反应过程(反应温度500～600℃)这样一个过渡温度，一方面解决了因温度差导致的完全再生催化剂与含甲醇原料接触反应时，因温度过高而使低碳烯烃发生二次反应而减低低碳烯烃的收率的问题；另一方面对完全再生催化剂进行统一预处理，预处理程度相近，预处理后得到的预积炭催化剂积炭量相近，其催化效果也就相接近。
根据本发明，优选地，所述方法还包括：步骤3)中，将所述完全再生催化剂与补加的新鲜甲醇制烯烃催化剂与C4和/或C5+的烃类物流进行接触反应，所述新鲜的甲醇制烯烃催化剂的积炭量不大于1重量％，更优选地，所述新鲜的甲醇制烯烃催化剂的积炭量为0～0.2重量％。
本发明中，对所述新鲜的甲醇制烯烃催化剂的种类没有特别限定，可以为本领域技术人员所熟知的可用于甲醇制烯烃的各种催化剂，例如，可以为SAPO-34和/或SAPO-18作为活性组分的催化剂。
根据本发明，根据甲醇制烯烃反应过程中对催化剂量的需要，本领域技术人员可以在预反应器3中补加甲醇制烯烃催化剂。优选地，所述完全再生催化剂与所述新鲜的甲醇制烯烃催化剂的重量比为1：(0～0.1)，进一步优选为1：(0.005～0.05)。
本发明第二方面提供一种甲醇制烯烃的装置，如图1所示，该装置包括，依次连通的甲醇制烯烃反应器1、催化剂完全再生器2和预反应器3，该装置还包括与预反应器3连通的烃类物流存储单元4，所述烃类物流存储单元4用于向预反应器3提供C4和/或C5+的烃类物流；预反应器3的出口与甲醇制烯烃反应器1的入口连通。
根据本发明的一种具体实施方式，所述甲醇制烯烃反应器1为流化床反应器。
根据本发明提供的装置，对所述催化剂完全再生器2的具体结构没有特别的限定，可以为本领域常规使用的各种催化剂完全再生器。
根据本发明，含有甲醇的原料进入甲醇制烯烃反应器1中，与其中的甲醇制烯烃催化剂进行接触反应，反应得到的固相物流(失活的甲醇制烯烃催化剂)输送至催化剂完全再生器2中进行完全再生，得到完全再生催化剂；完全再生催化剂以及任选的补加的新鲜甲醇制烯烃催化剂输送至预反应器3中与烃类物流存储单元4提供的C4和/或C5+的烃类物流进行接触反应，得到预积炭催化剂，预积炭催化剂从预反应器3的出口输送至甲醇制烯烃反应器1作为甲醇制烯烃催化剂使用。
本发明对所述预反应器3的具体结构没有特别的限定，只要能够提供步骤3)所述接触反应的场所，实现步骤3)所述接触反应的目的即可。
本发明中，优选地，所述装置还包括与预反应器3连通的催化剂存储单元5，所述催化剂存储单元5用于向预反应器3提供新鲜的甲醇制烯烃催化剂。
根据本发明，对所述催化剂存储单元5与预反应器3的联通方式没有特别的限定，只要能使新鲜的甲醇制烯烃催化剂进入预反应器3即可，可以是催化剂存储单元5通过管线直接与预反应器3相连；也可以是催化剂存储单元5通过管线与由预反应器3和甲醇制烯烃反应器1之间的管线相连通，新鲜的甲醇制烯烃催化剂和完全再生催化剂在管道内混合后进入预反应器3。
与现有技术甲醇制烯烃的装置(图2所示)相比，本发明所述装置，增加了预反应器3，实现了催化剂的统一预处理，预处理程度相近，预处理后得到的预积炭催化剂积炭量相近，其催化效果也就相接近。此外，预反应器3使得由催化剂完全再生器2处理后的完全再生催化剂经过一个温度过渡的阶段，避免了完全再生催化剂进入甲醇制烯烃反应器1时完全再生催化剂温度过高而导致的低碳烯烃发生的二次反应，提高了低碳烯烃的收率。
下面结合图1描述本发明提供的优选实施方法的工作过程：
将含甲醇的原料(质量浓度为90～100％)与甲醇制烯烃催化剂(活性组分为SAPO-34)于450～500℃的反应条件下在甲醇制烯烃反应器1中进行反应，得到第一物流和失活的甲醇制烯烃催化剂，第一物流作为产品流引出甲醇制烯烃反应器1；将失活的甲醇制烯烃催化剂于600～700℃的反应条件下在催化剂完全再生器2中进行完全再生，得到积炭量为0～0.02重量％的完全再生催化剂；将完全再生催化剂和催化剂存储单元5提供的新鲜的甲醇制烯烃催化剂与含C4烃类物流的体积分数为70～100％的C4和C5+的烃类物流于500～600℃的反应条件下在预反应器3中进行接触反应，得到积炭量为1.5～4重量％的预积炭催化剂和第二物流，第二物作为产品流引出预反应器3；将所述预积炭催化剂循环至步骤1)作为甲醇制烯烃催化剂与含有甲醇的原料进行接触反应。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
以下实施例和对比例中，甲醇单耗指的是生产每吨目标低碳烯烃(乙烯+丙烯)所消耗的甲醇量，通过物料平衡计算。
实施例1
如图1所示，将含甲醇的原料(质量浓度为95％)与甲醇制烯烃催化剂，活性组分为SAPO-34(商购自山东江岳公司，牌号为SMC-001，下同)于485℃、压力0.1MPa、质量空速为3.0h-1的反应条件下在甲醇制烯烃反应器1中进行接触反应，得到积炭量为8重量％的失活的甲醇制烯烃催化剂和第一物流，并将第一物流引出反应器1；将失活的甲醇制烯烃催化剂于670℃的反应条件下在催化剂完全再生器2中进行完全再生，得到积炭量为0的完全再生催化剂；由催化剂存储单元5向预反应器3提供新鲜的甲醇制烯烃催化剂(活性组分为SAPO-34)，其中，完全再生催化剂与新鲜的甲醇制烯烃催化剂的重量比为1：0.02，将完全再生催化剂和新鲜的甲醇制烯烃催化剂与烃类物流存储单元4提供的100％的C4烃类物流(分离第一物流得到)于530℃、压力0.1MPa、质量空速为3.0h-1的反应条件下在预反应器3中进行接触反应，得到积炭量为2.3重量％的预积炭催化剂和第二物流，将预积炭催化剂循环至甲醇制烯烃反应器1作为甲醇制烯烃催化剂与含有甲醇的原料进行接触反应，并将第二物流引出反应器3。
采用气相色谱对第一物流和第二物流中的产物进行分析，得到低碳烯烃(乙烯+丙烯)的收率为84.98重量％，经物料平衡后计算甲醇单耗为2.86吨。
实施例2
如图1所示，将含甲醇的原料(同实施例1)与甲醇制烯烃催化剂，活性组分为SAPO-34于495℃、压力0.05MPa、质量空速为2.5h-1的反应条件下在甲醇制烯烃反应器1中进行接触反应，得到积炭量为7.5重量％的失活的甲醇制烯烃催化剂和第一物流，并将第一物流引出反应器1；将失活的甲醇制烯烃催化剂于650℃的反应条件下在催化剂完全再生器2中进行完全再生，得到积炭量为0的完全再生催化剂；由催化剂存储单元5向预反应器3提供新鲜的甲醇制烯烃催化剂(活性组分为SAPO-34)，其中，完全再生催化剂与新鲜的甲醇制烯烃催化剂的重量比为1：0.0125，将完全再生催化剂和新鲜的甲醇制烯烃催化剂与烃类物流存储单元4提供的含90％的C4烃类物流和10％的C5+的烃类物流(分离第一物流得到)于570℃、压力0.05MPa、质量空速为2.5h-1的反应条件下在预反应器3中进行接触反应，得到积炭量为1.5重量％的预积炭催化剂和第二物流，将预积炭催化剂循环至甲醇制烯烃反应器1作为甲醇制烯烃催化剂与含有甲醇的原料进行接触反应，并将第二物流引出反应器3。
采用气相色谱对第一物流和第二物流中的产物进行分析，得到低碳烯烃(乙烯+丙烯)的收率为84.66重量％，经物料平衡后计算甲醇单耗为2.87吨。
实施例3
如图1所示，将含甲醇的原料(体积分数为100％)与甲醇制烯烃催化剂，活性组分为SAPO-34于478℃、压力0.1MPa、质量空速为1.5h-1的反应条件下在甲醇制烯烃反应器1中进行接触反应，得到积炭量为6.8重量％的失活的甲醇制烯烃催化剂和第一物流，并将第一物流引出反应器1；将失活的甲醇制烯烃催化剂于650℃的反应条件下在催化剂完全再生器2中进行完全再生，得到积炭量为0.02重量％的完全再生催化剂；由催化剂存储单元5向预反应器3提供新鲜的甲醇制烯烃催化剂(活性组分为SAPO-34)，其中，完全再生催化剂与新鲜的甲醇制烯烃催化剂的重量比为1：0.01，将完全再生催化剂和新鲜的甲醇制烯烃催化剂SAPO-34与烃类物流存储单元4提供的含70％的C4烃类物流和30％的C5+的烃类物流(分离第一物流得到)于550℃、压力0.1MPa、质量空速为1.5h-1的反应条件下在预反应器3中进行接触反应，得到积炭量为2重量％的预积炭催化剂，将预积炭催化剂循环至甲醇制烯烃反应器1作为甲醇制烯烃催化剂与含有甲醇的原料进行接触反应，并将第二物流引出反应器3。
采用气相色谱对第一物流和第二物流中的产物进行分析，得到低碳烯烃(乙烯+丙烯)的收率为84.56重量％，经物料平衡后计算甲醇单耗为2.88吨。
实施例4
如图1所示，将含甲醇的原料(同实施例1)与甲醇制烯烃催化剂，活性组分为SAPO-34于475℃、压力0.1MPa、质量空速为3.0h-1的反应条件下在甲醇制烯烃反应器1中进行接触反应，得到积炭量为8.0重量％的失活的甲醇制烯烃催化剂和第一物流，并将第一物流引出反应器1；将失活的甲醇制烯烃催化剂于670℃的反应条件下在催化剂完全再生器2中进行完全再生，得到积炭量为0的完全再生催化剂；由催化剂存储单元5向预反应器3提供新鲜的甲醇制烯烃催化剂(活性组分为SAPO-34)，其中，完全再生催化剂与新鲜的甲醇制烯烃催化剂的重量比为1：0.02，将完全再生催化剂和新鲜的甲醇制烯烃催化剂与90％的C4烃类物流和10％的C5+的烃类物流(由系统外部提供)于530℃、压力0.1MPa、质量空速为3.0h-1的反应条件下在预反应器3中进行接触反应，得到积炭量为2.6重量％的预积炭催化剂和第二物流，将预积炭催化剂循环至甲醇制烯烃反应器1作为甲醇制烯烃催化剂与含有甲醇的原料进行接触反应，并将第二物流引出反应器3。
采用气相色谱对第一物流和第二物流中的产物进行分析，得到低碳烯烃(乙烯+丙烯)的收率为83.85重量％，经物料平衡后计算甲醇单耗为2.90吨。
实施例5
如图1所示，按照实施例2的方法，不同的是：甲醇制烯烃反应器1中的反应温度为478℃，催化剂完全再生器2中的再生温度为670℃，预反应器3中的反应温度为580℃，得到积炭量为4重量％的预积炭催化剂。
采用气相色谱对第一物流和第二物流中的产物进行分析，得到低碳烯烃(乙烯+丙烯)的收率为84.52重量％，经物料平衡后计算甲醇单耗为2.85吨。
实施例6
如图1所示，按照实施例2的方法，不同的是：预反应器3中的反应温度为500℃，得到积炭量为1重量％的预积炭催化剂。
采用气相色谱对第一物流和第二物流中的产物进行分析，得到低碳烯烃(乙烯+丙烯)的收率为81.12重量％，经物料平衡后计算甲醇单耗为2.98吨。
实施例7
如图1所示，按照实施例2的方法，不同的是：将完全再生催化剂和新鲜的甲醇制烯烃催化剂(活性组分为SAPO-34)与烃类物流存储单元4提供的含50％C4烃类物流和50％的C5+的烃类物流(分离第一物流得到)在预反应器3中进行接触反应，得到积炭量为0.75重量％的预积炭催化剂。
采用气相色谱对第一物流和第二物流中的产物进行分析，得到低碳烯烃(乙烯+丙烯)的收率为80.65重量％，经物料平衡后计算甲醇单耗为3.01吨。
实施例8
如图1所示，按照实施例2的方法，不同的是：将完全再生催化剂和新鲜的甲醇制烯烃催化剂(活性组分为SAPO-34)与烃类物流存储单元4提供的含10％C4烃类物流和90％的C5+的烃类物流(分离第一物流得到)在预反应器3中进行接触反应，得到积炭量为2.6重量％的预积炭催化剂。
采用气相色谱对第一物流和第二物流中的产物进行分析，得到低碳烯烃(乙烯+丙烯)的收率为84.69重量％，经物料平衡后计算甲醇单耗为2.89吨。
对比例1
如图2所示，将含甲醇的原料(同实施例1)与甲醇制烯烃催化剂(活性组分为SAPO-34)于485℃、压力0.2MPa、质量空速为3.0h-1的反应条件下在反应器6中进行接触反应，得到积炭量为8.0重量％的失活的甲醇制烯烃催化剂；将失活的甲醇制烯烃催化剂于670℃的反应条件下在催化剂不完全再生器7中进行不完全再生，得到积炭量为2.3重量％的不完全再生催化剂；将不完全再生催化剂循环至反应器6作为甲醇制烯烃催化剂与含有甲醇的原料进行接触反应。
本对比例中，由于失活的甲醇制烯烃催化剂未进行完全再生，并且也未将催化剂与C4和/或C5+的烃类物流进行接触反应以进行预积炭，因此，低碳烯烃(乙烯+丙烯)收率降低，甲醇单耗也明显升高，具体地：
采用气相色谱对反应器6所分离出来的物流进行分析，得到低碳烯烃(乙烯+丙烯)的收率为78.82重量％，经物料平衡后计算甲醇单耗为3.08吨。
对比例2
如图2所示，将含甲醇的原料(同实施例2)与甲醇制烯烃催化剂SAPO-34于495℃、压力0.05MPa、质量空速为2.5h-1的反应条件下在反应器6中进行接触反应，得到积炭量为7.5重量％的失活的甲醇制烯烃催化剂；将失活的甲醇制烯烃催化剂于650℃的反应条件下在催化剂不完全再生器7中进行不完全再生，得到积炭量为1.5的不完全再生催化剂；将不完全再生催化剂循环至反应器6作为甲醇制烯烃催化剂与含有甲醇的原料进行接触反应。
同样的，本对比例中，由于失活的甲醇制烯烃催化剂未进行完全才生，并且也未将催化剂与C4和/或C5+的烃类物流进行接触反应以进行预积炭，因此，低碳烯烃(乙烯+丙烯)收率降低，甲醇单耗也明显升高，具体地：
采用气相色谱对体系所分离出来的产物进行分析，得到低碳烯烃(乙烯+丙烯)收率为79.14重量％，经物料平衡后计算甲醇单耗为3.05吨。
对比例3
按照实施例1进行，不同的是，将失活的甲醇制烯烃催化剂于650℃的反应条件下在再生器2中进行不完全再生，得到积炭量为2.0重量％的不完全再生催化剂。
本对比例中，由于失活的甲醇制烯烃催化剂为不完全再生，因此，低碳烯烃(乙烯+丙烯)的收率降低，甲醇单耗也明显升高，具体地：
采用气相色谱对体系所分离出来的产物进行分析，得到低碳烯烃(乙烯+丙烯)收率为78.32重量％，经物料平衡后计算甲醇单耗为3.07吨。
对比例4
按照实施例1进行，不同的是，将在完全再生器2中进行完全再生后得到积炭量为0的完全再生催化剂不经过预积炭直接循环至甲醇制烯烃反应器1作为甲醇制烯烃催化剂与含有甲醇的原料进行接触反应。
本对比例中，由于完全再生催化剂未经过于预积炭，因此将其直接用于甲醇制烯烃时，低碳烯烃(乙烯+丙烯)收率显著降低，具体地：
采用气相色谱对体系所分离出来的产物进行分析，所得低碳烯烃(乙烯+丙烯)的收率为77.86重量％，经物料平衡后计算甲醇单耗为3.06吨。
由上述实施例可以看出，利用本发明所述方法及装置，甲醇制烯烃催化剂与甲醇进行接触反应的过程中催化剂全程有效利用，且所有甲醇制烯烃催化剂全程催化活性相近，由此，降低了甲醇单耗、提高了低碳烯烃的收率。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种甲醇制烯烃的方法，该方法包括如下步骤：
1)将含有甲醇的原料与甲醇制烯烃催化剂进行接触反应，得到第一物流和失活的甲醇制烯烃催化剂；
2)将所述失活的甲醇制烯烃催化剂进行完全再生，得到完全再生催化剂；
3)将所述完全再生催化剂和补加的新鲜甲醇制烯烃催化剂与C4和/或C5+的烃类物流进行接触反应，得到预积炭催化剂和第二物流；
4)将所述预积炭催化剂循环至步骤1)作为甲醇制烯烃催化剂与含有甲醇的原料进行接触反应；
步骤1)所述接触反应的反应温度为450～500℃；
步骤2)所述完全再生的反应温度为600～700℃；
步骤3)所述接触反应的反应温度为530～580℃；
以所述完全再生催化剂的总重量为基准，所述完全再生催化剂的积炭量为0～0.02重量％；
所述C4和C5+的烃类物流中C4物流的体积分数为70～100％；
以所述预积炭催化剂的总重量为基准，所述预积炭催化剂的积炭量为2～6重量％。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括：步骤3)中，所述新鲜的甲醇制烯烃催化剂的积炭量不大于1重量％。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，
完全再生催化剂与新鲜的甲醇制烯烃催化剂的重量比为1：(0～0.1)，其中，新鲜的甲醇制烯烃催化剂不为0。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，
所述C4和/或C5+的烃类物流由所述第一物流分离得到。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，以所述预积炭催化剂的总重量为基准，所述预积炭催化剂的积炭量为2～4重量％。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述含有甲醇的原料中甲醇的质量浓度为90～100％。
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