CN114425248B - 一种催化器混合器和用于生产低碳烯烃的装置及生产低碳烯烃的方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种催化器混合器和用于生产低碳烯烃的装置及生产低碳烯烃的方法。催化器混合器包括旋流混合区进口20、中心管21、旋流混合区22、筒段混合区28、锥段混合区24和任选的具有进料口的下行区23，其中，旋流混合区进口20切向与旋流混合区22相连通，中心管21的底部位于旋流混合区22的中心轴处，旋流混合区22的底部与筒段混合区28相连通，筒段混合区28的底部与锥段混合区24的底部相连通，任选地，下行区23的底部与筒段混合区28的顶部相连通；其中，旋流混合区进口20与下行区23的进料口的总通道数量不小于2个。本发明的催化器混合器提高了催化剂混合效率。

Description

一种催化器混合器和用于生产低碳烯烃的装置及生产低碳烯烃的方法和应用
技术领域
本发明涉及一种催化器混合器和用于生产低碳烯烃的装置及生产低碳烯烃的方法和应用。
背景技术
甲醇制烯烃工艺无论从技术还是从经济上都具备了工业化应用的基础与条件，目前甲醇制烯烃工艺流程与催化裂化装置相似，采用的是连续反应-再生方式。对甲醇制烯烃工艺的工程技术特点的分析研究表明，甲醇制烯烃工艺所用的SAPO催化剂不同于催化裂化的分子筛催化剂，有着其独特的对工程技术的要求。具体表现在反应原料的状态、进料分布方式、催化剂流化、催化剂循环、剂醇比、反应温度、生焦率等等。
CN103964991A公开了一种甲醇制烯烃的固定床反应装置和工艺。装置包括第一混合器，第一混合器依次与第一加热器、MTO固定床反应器相连，MTO固定床反应器出口物料通过第一换热器与甲醇汽化塔中物料换热，甲醇汽化塔的出口通过第一换热器与二甲醚固定床反应器相连，二甲醚固定床反应器的出口与第一混合器相连，MTO固定床反应器的出口还通过第一换热器与分离系统相连。
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但是现有技术的催化器混合器的混合效率比较低，而且传统甲醇制烯烃反应再生装置，存在颗粒浓度分布不均匀、颗粒轴向返混严重、空速偏高、低碳烯烃收率不高、乙烯选择性偏低等问题。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明提供一种新的用于甲醇制烯烃的催化器混合器，该旋流与任选的下行的催化剂混合型式，提高了催化剂混合效率。
本发明第一方面提供了一种用于甲醇制烯烃的催化器混合器，例如图1所示，包括旋流混合区进口20、中心管21、旋流混合区22、筒段混合区28、锥段混合区24和任选的具有进料口的下行区23，其中，
所述旋流混合区进口20切向与旋流混合区22相连通，所述中心管21的底部位于旋流混合区22的中心轴处，所述旋流混合区22的底部与筒段混合区28相连通，所述筒段混合区28的底部与锥段混合区24的底部相连通，任选地，所述下行区23的底部与筒段混合区28的顶部相连通；
其中，旋流混合区进口20与下行区23的进料口的总通道数量不小于2个。
根据本发明所述的催化器混合器的一些实施方式，旋流混合区进口20与下行区23的进料口的总通道数量不小于2个。例如当没有下行区23时，旋流混合区进口20的通道数量不小于2个。当有下行区23时，旋流混合区进口20的通道数量至少为1个即可。
根据本发明所述的催化器混合器的一些实施方式，所述旋流混合区进口20具有1～3个通道，例如图1、图3和图4所示。所述旋流混合区进口20优选具有上通道、中通道和下通道，例如图4，更优选地，所述上通道伸入旋流混合区22的顶端与中心管21中心轴的垂直距离不大于中通道伸入旋流混合区22的顶端与中心管21中心轴的垂直距离；所述中通道伸入旋流混合区22的顶端与中心管21中心轴的垂直距离不大于下通道伸入旋流混合区22的顶端与中心管21中心轴的垂直距离。
根据本发明所述的催化器混合器的一些实施方式，所述中心管21的横截面面积与旋流混合区22的横截面面积之比为0.1～0.4：1。
根据本发明所述的催化器混合器的一些实施方式，所述旋流混合区22的横截面面积与下行区23的横截面面积之比为0.5～0.9：1。
根据本发明所述的催化器混合器的一些实施方式，所述中心管21伸入旋流混合区22内的轴向距离h1与旋流混合区进口20的轴向高度h2之比为0.9～1.5：1。例如图3中的h1和h2。
根据本发明所述的催化器混合器的一些实施方式，筒段混合区28的轴向高度与锥段混合区24的轴向高度之比为0.25～2：1。
根据本发明所述的催化器混合器的一些实施方式，所述下行区23与筒段混合区28的轴向高度之和与锥段混合区24的轴向高度之比为0.5～1.5：1。
根据本发明所述的催化器混合器的一些实施方式，所述锥段混合区24的锥角为7～25°。
根据本发明所述的催化器混合器的一些实施方式，催化器混合器可以多个串联设置，例如图5和图6所示。
本发明第二方面提供了一种用于生产低碳烯烃的装置，该装置包括上述的催化器混合器。
根据本发明所述的装置的一些实施方式，所述装置还包括集气室4、反应区5、布气区6、待生提升管7、再生器10，其中所述催化器混合器与反应区5相连通，集气室4与反应区5通过外隔板14相连通，反应区5与布气区6通过带孔隔板13相连通，待生提升管7与反应区5相连通，待生提升管7与催化器混合器相连通，再生器10与催化器混合器相连通。
根据本发明所述的装置的一些实施方式，所述布气区6的上部横截面积不大于下部横截面积，优选为布气区内任意上部的横截面积不大于任意下部的横截面积。
根据本发明所述的装置的一些实施方式，所述反应区5的上部横截面积不小于下部横截面积，优选为反应区内任意上部的横截面积不小于任意下部的横截面积，更优选地，所述反应区的顶部与底部横截面积之比为1.5～10，优选为2～10。
根据本发明所述的装置的一些实施方式，所述带孔隔板13可以选自开孔板、丝网和焊接条缝筛网中的至少一种，并通过上下连接件进行连接。带孔隔板的形状可以为锥形筒状，例如图7所示。
根据本发明所述的装置的一些实施方式，所述带孔隔板13的开孔率为0.2～20％。
根据本发明所述的装置的一些实施方式，所述外隔板14设置至少一个孔洞，优选地，所述外隔板的开孔率为0.1～10％。
根据本发明所述的装置的一些实施方式，所述外隔板14可以选自开孔板、丝网和焊接条缝筛网中的至少一种，并通过上下连接件进行连接。外隔板的形状可以为圆筒状。
根据本发明所述的装置的一些实施方式，所述反应区5、布气区6与集气室4由中心向外部依次布置。
根据本发明所述的装置的一些实施方式，所述装置还包括待生斜管12，用于连通待生提升管与反应区。
根据本发明所述的装置的一些实施方式，所述装置还包括调碳斜管8和/或换热斜管9，用于连通待生提升管与催化器混合器。
根据本发明所述的装置的一些实施方式，所述装置还包括再生斜管11，用于连通再生器通过与催化器混合器。
根据本发明所述的装置的一些具体实施方式，甲醇制烯烃的反应装置包括：上述催化器混合器1、集气室4、反应区5；布气区6、待生提升管7、再生器10，其中催化器混合器1与反应区5相连通，反应区5与布气区6通过带孔隔板13相连通，反应区5与集气室4通过外隔板14相连通，待生提升管7通过待生斜管12与反应区5相连通，待生提升管7通过调碳斜管8、换热斜管9与催化器混合器1相连通，再生器10通过再生斜管11与催化器混合器1相连通。
本发明第三方面提供了采用上述的装置生产低碳烯烃的方法，包括：
(a)、来自再生斜管11的再生催化剂、来自换热斜管9的换热催化剂以及来自调碳斜管8的调碳待生催化剂与夹带的气体通过旋流混合区进口20和任选的下行区23的进口流入催化器混合器1中；
(b)、从旋流混合区进口20进入的催化剂在旋流混合区22中流动，催化剂颗粒离心甩向旋流混合区22的壁面，夹带的气体进入旋流混合区22的中心区域后向上流入中心管21后离开催化剂混合器1，任选地，下行区进料30在下行区23中向下流动，与来自旋流混合区22切向流动的催化剂在筒段混合区28充分混合；
(c)、下行区进料30在切向流动的催化剂的推动下切向流动，混合进入锥段混合区24，催化剂混合后进入反应区5中，由上而下流动；与反应区5内的催化剂充分接触后反应生成烯烃产物，同时催化剂逐渐积炭形成待生催化剂；
(d)、反应后的产物经过外隔板14进入集气室4，从粗产物气出口3流出进入后续分离单元；待生催化剂经过待生斜管12流入待生提升管7，经过提升后分别进入调碳斜管8、换热斜管9与再生器10中。
根据本发明所述的生产方法的一些实施方式，来自再生斜管11的再生催化剂、来自换热斜管9的换热催化剂以及来自调碳斜管8的调碳待生催化剂进入旋流混合区进口20和任选的下行区23的进口的量没有特别的限定，可以根据需要而定，优选地，以均分的方法进入通道。
根据本发明所述的生产方法的一些实施方式，再生介质为空气。
根据本发明所述的生产方法的一些实施方式，所述催化剂为SAPO-34。
根据本发明所述的生产方法的一些实施方式，所述催化剂的平均粒径为20～300μm。
根据本发明所述的生产方法的一些实施方式，所述反应区内反应条件包括：反应压力以表压计为0.1～0.4MPa。
根据本发明所述的生产方法的一些实施方式，所述反应区内反应条件包括：平均温度为380～550℃。
根据本发明所述的生产方法的一些实施方式，所述反应区内反应条件包括：反应区内重时空速为2～10h-1。
根据本发明所述的生产方法的一些实施方式，所述反应区内反应条件包括：；反应区内催化剂的颗粒平均移动速度为0.01～2m/s。
根据本发明所述的生产方法的一些实施方式，再生器内再生条件包括：再生温度为600～700℃。
本发明第四方面提供了上述的催化器混合器、上述的用于生产低碳烯烃的装置或上述的生产低碳烯烃的方法在甲醇制烯烃中的应用。
本发明的有益效果：
(1)本发明此案有旋流与下行的催化剂混合型式，提高了催化剂混合效率。通过本发明的技术方案，再生催化剂、换热催化剂、调碳待生催化剂这三股或任意两股不同的催化剂颗粒经过旋流混合区的旋流剪切作用，颗粒间在不停地进行交换、混合，同时由于旋流作用，旋流区中心为负压，原来被这三股催化剂颗粒夹带的气体组分(如再生催化剂与换热催化剂夹带的烟气与水蒸汽、调炭待生催化剂夹带的油气与水蒸汽等等)经过旋流分离后，从中心管流出。在下行区与旋流区相混合时，下行颗粒与切向流动的颗粒形成交叉混合的作用，对于混合也是极为有利的，同时面对多股不同量的催化剂颗粒的输送，可灵活切换下行与旋流颗粒的量，从而达到混合最优的状态。而现有技术中一般需要通过额外添加惰性气体(如氮气或水蒸汽)，用于输送颗粒进入反应器中，不利于反应的进行。因此，相比较而言，本发明一方面在催化剂进入反应器之前，通过旋流剪切的作用，对催化剂进行了预混合，以辅助催化剂进入反应器内能快速催化反应的进行；另外一方面，旋流分离出不利于反应的如烟气、水蒸汽等气体组分，强化反应的进行，降低了输送能耗，提高了反应性能。
(2)本发的用于生产低碳烯烃的装置为气固接触型式，接近平推流，空速普遍较低，这种反应器将反应有序控制，大大降低了返混，有效避开了副产物尤其是含氧化物与碳四以上产物的生产，从而能够提高低碳烯烃收率和乙烯选择性。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的催化器混合器的主视图；
图2为本发明实施例1提供的催化器混合器的俯视图；
图3为本发明的另一种催化器混合器的主视图；
图4为本发明的实施例9的催化器混合器的主视图；
图5为本发明的一种催化器混合器的串联示意图；
图6为本发明的另一种催化器混合器的串联示意图；
图7为本发明实施例1提供的一种用于生产低碳烯烃的装置的示意图。
附图标记说明
1为催化器混合器；2为气体原料进料进口；3为粗产物气出口；4为集气室；5为反应区；6为布气区；7为待生提升管；8为调碳斜管；9为换热斜管；10为再生器；11为再生斜管；12为待生斜管；13为带孔隔板；14为外隔板；20为旋流混合区进口；21为中心管；22为旋流混合区；23为下行区；24为锥段混合区；25为旋流混合区催化剂进料；26为流出气体；27为混合催化剂；28为筒段混合区；29为下行区进口；30为下行区进料。
具体实施方式
为使本发明更加容易理解，下面将结合实施例来详细说明本发明，这些实施例仅起说明性作用，并不局限于本发明的应用范围。
以下实施例和对比例中，
气相色谱为安捷伦7890A型。
低碳烯烃碳基收率的计算公式为＝低碳烯烃重量×32/(甲醇重量×14)×100％。
乙烯碳基收率的计算公式为＝乙烯重量×32/(甲醇重量×14)×100％。
【实施例1】
一种用于甲醇制烯烃的催化器混合器，如图1和图2所示，包括旋流混合区进口20、中心管21、旋流混合区22、筒段混合区28、锥段混合区24和具有进料口的下行区23，其中，旋流混合区进口20切向与旋流混合区22相连通，中心管21的底部位于旋流混合区22的中心轴处，旋流混合区22的底部与筒段混合区28相连通，筒段混合区28的底部与锥段混合区24的底部相连通，下行区23的底部与筒段混合区28的顶部相连通；其中，旋流混合区进口20具有一个通道，下行区23的进料口具有1个通道(下行区进口29)。
中心管21的横截面面积与旋流混合区22的横截面面积之比为0.2：1。旋流混合区22的横截面面积与下行区23的横截面面积之比为0.7：1。中心管21伸入旋流混合区22内的轴向距离与旋流混合区进口20的轴向高度之比为1：1。筒段混合区28的轴向高度与锥段混合区24的轴向高度之比为0.8：1。下行区23与筒段混合区28的轴向高度之和与锥段混合区24的轴向高度之比为1：1。锥段混合区24的锥角为15°。
【实施例2】
按照实施例1的催化器混合器，不同的是比例，具体如下：
一种用于甲醇制烯烃的催化器混合器，包括旋流混合区进口20、中心管21、旋流混合区22、筒段混合区28、锥段混合区24和具有进料口的下行区23，其中，旋流混合区进口20切向与旋流混合区22相连通，中心管21的底部位于旋流混合区22的中心轴处，旋流混合区22的底部与筒段混合区28相连通，筒段混合区28的底部与锥段混合区24的底部相连通，下行区23的底部与筒段混合区28的顶部相连通；其中，旋流混合区进口20具有一个通道，下行区23的进料口具有1个通道。
中心管21的横截面面积与旋流混合区22的横截面面积之比为0.4：1。旋流混合区22的横截面面积与下行区23的横截面面积之比为0.9：1。中心管21伸入旋流混合区22内的轴向距离与旋流混合区进口20的轴向高度之比为1.5：1。筒段混合区28的轴向高度与锥段混合区24的轴向高度之比为1.75：1。下行区23与筒段混合区28的轴向高度之和与锥段混合区24的轴向高度之比为1.5：1。锥段混合区24的锥角为25°。
【实施例3】
一种用于甲醇制烯烃的催化器混合器，包括旋流混合区进口20、中心管21、旋流混合区22、筒段混合区28、锥段混合区24和具有进料口的下行区23，其中，旋流混合区进口20切向与旋流混合区22相连通，中心管21的底部位于旋流混合区22的中心轴处，旋流混合区22的底部与筒段混合区28相连通，筒段混合区28的底部与锥段混合区24的底部相连通，下行区23的底部与筒段混合区28的顶部相连通；其中，旋流混合区进口20具有一个通道，下行区23的进料口具有1个通道。
中心管21的横截面面积与旋流混合区22的横截面面积之比为0.1：1。旋流混合区22的横截面面积与下行区23的横截面面积之比为0.5：1。中心管21伸入旋流混合区22内的轴向距离与旋流混合区进口20的轴向高度之比为0.9：1。筒段混合区28的轴向高度与锥段混合区24的轴向高度之比为0.3：1。下行区23与筒段混合区28的轴向高度之和与锥段混合区24的轴向高度之比为0.5：1。锥段混合区24的锥角为7°。
【实施例4】
按照实施例1的催化器混合器，不同的是，中心管21的横截面面积与旋流混合区22的横截面面积之比为0.6:1。
【实施例5】
按照实施例1的催化器混合器，不同的是，旋流混合区22的横截面面积与下行区23的横截面面积之比为1：1。
【实施例6】
按照实施例1的催化器混合器，不同的是，中心管21伸入旋流混合区22内的轴向距离与旋流混合区进口20的轴向高度之比为0.5：1。
【实施例7】
按照实施例1的催化器混合器，不同的是，中心管21伸入旋流混合区22内的轴向距离与旋流混合区进口20的轴向高度之比为2：1。
【实施例8】
按照实施例1的催化器混合器，不同的是，锥段混合区(24)的锥角为30°。
【实施例9】
一种用于甲醇制烯烃的催化器混合器，如图4所示，包括旋流混合区进口20、中心管21、旋流混合区22、筒段混合区28、锥段混合区24，其中，旋流混合区进口20切向与旋流混合区22相连通，中心管21的底部位于旋流混合区22的中心轴处，旋流混合区22的底部与筒段混合区28相连通，筒段混合区28的底部与锥段混合区24的底部相连通；其中，旋流混合区进口20具有3个通道。
中心管21的横截面面积与旋流混合区22的横截面面积之比为0.2：1。旋流混合区22的横截面面积与下行区23的横截面面积之比为0.7：1。中心管21伸入旋流混合区22内的轴向距离与旋流混合区进口20的轴向高度之比为1：1。筒段混合区28的轴向高度与锥段混合区24的轴向高度之比为0.25：1。下行区23与筒段混合区28的轴向高度之和与锥段混合区24的轴向高度之比为1：1。锥段混合区24的锥角为15°。
【实施例10】
I、一种用于生产低碳烯烃的装置，如图7所示，该装置包括实施例1的催化器混合器1、集气室4、反应区5；布气区6、待生提升管7、再生器10，其中催化器混合器1与反应区5相连通，反应区5与布气区6通过带孔隔板13相连通，反应区5与集气室4通过外隔板14相连通，待生提升管7通过待生斜管12与反应区5相连通，待生提升管7通过调碳斜管8、换热斜管9与催化器混合器1相连通，再生器10通过再生斜管11与催化器混合器1相连通。布气区6的上部横截面积不大于下部横截面积。反应区5的上部横截面积不小于下部横截面积。布气区为圆柱型，反应区为环形圆柱，反应区顶部与底部横截面积之比1，带孔隔板的开孔率0.2％，外隔板的开孔率为0.15％。
II、采用上述的装置生产低碳烯烃的方法，包括：
(a)、来自再生斜管11的再生催化剂、来自换热斜管9的换热催化剂以及来自调碳斜管8的调碳待生催化剂与夹带的气体通过旋流混合区进口20和任选的下行区23的进口流入催化器混合器1中；
(b)、从旋流混合区进口20进入的催化剂在旋流混合区22中流动，催化剂颗粒离心甩向旋流混合区22的壁面，夹带的气体进入旋流混合区22的中心区域后向上流入中心管21后离开催化剂混合器1，任选地，下行区进料30在下行区23中向下流动，与来自旋流混合区22切向流动的催化剂在筒段混合区28充分混合；
(c)、下行区进料30在切向流动的催化剂的推动下切向流动，混合进入锥段混合区24，催化剂混合后进入反应区5中，由上而下流动；与反应区5内的催化剂充分接触后反应生成烯烃产物，同时催化剂逐渐积炭形成待生催化剂；
(d)、反应后的产物经过外隔板14进入集气室4，从粗产物气出口3流出进入后续分离单元；待生催化剂经过待生斜管12流入待生提升管7，经过提升后分别进入调碳斜管8、换热斜管9与再生器10中。
催化剂为SAPO-34，气体原料为甲醇。平均粒径为200μm。反应区内重时空速为5h-1，反应区内催化剂的颗粒平均移动速度为0.01m/s，反应压力以表压计为0.1MPa、平均温度为470℃。反应产品采用气相色谱分析，并计算反应器出口的低碳烯烃碳基收率和乙烯收率。低碳烯烃和乙烯收率结果见表1。
【实施例11-18】
按照实施例10的用于生产低碳烯烃的装置和生产低碳烯烃的方法，不同的是，将催化器混合器分别替换为实施例2-9的催化器混合器。低碳烯烃和乙烯收率结果见表1。
【对比例1】
采用常规流化床反应器，反应器内反应条件为：反应压力以表压计为0.1MPa、平均温度为475℃、气相线速为1.2m/s，催化剂为SAPO-34，平均粒径为200μm。反应产品采用气相色谱分析，并计算反应器出口的低碳烯烃碳基收率和乙烯收率。条件参数及收率结果见表1。
表1
低碳烯烃收率，％ 乙烯收率，％
实施例10 85.3 49.2
实施例11 84.9 48.7
实施例12 85.1 48.5
实施例13 83.7 46.4
实施例14 83.2 45.9
实施例15 82.9 46.1
实施例16 82.6 47.1
实施例17 83.4 45.3
实施例18 84.1 44.8
对比例1 80.7 43.4
以上的仅是本发明的优选实例。应当指出对于本领域的普通技术人员来说，在本发明所提供的技术启示下，作为本领域的公知常识，还可以做出其它等同变型和改进，也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种用于生产低碳烯烃的装置，该装置包括催化器混合器（1）、集气室（4）、反应区（5）、布气区（6）、待生提升管（7）、再生器（10），其中催化器混合器与反应区（5）相连通，集气室（4）与反应区（5）通过外隔板（14）相连通，反应区（5）与布气区（6）通过带孔隔板（13）相连通，待生提升管（7）与反应区（5）相连通，待生提升管（7）与催化器混合器相连通，再生器（10）与催化器混合器相连通；
所述布气区（6）的上部横截面积不大于下部横截面积；
所述反应区（5）的上部横截面积不小于下部横截面积；
所述催化器混合器包括旋流混合区进口（20）、中心管（21）、旋流混合区（22）、筒段混合区（28）、锥段混合区（24）和任选的具有进料口的下行区（23），
其中，所述旋流混合区进口（20）切向与旋流混合区（22）相连通，所述中心管（21）的底部位于旋流混合区（22）的中心轴处，所述旋流混合区（22）的底部与筒段混合区（28）相连通，所述筒段混合区（28）的底部与锥段混合区（24）的底部相连通，所述下行区（23）的底部与筒段混合区（28）的顶部相连通；
所述旋流混合区进口（20）与下行区（23）的进料口的总通道数量不小于2个；
所述中心管（21）的横截面面积与旋流混合区（22）的横截面面积之比为0.1~0.4：1；
所述旋流混合区（22）的横截面面积与下行区（23）的横截面面积之比为0.5~0.9：1。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述旋流混合区进口（20）具有上通道、中通道和下通道，所述上通道伸入旋流混合区（22）的顶端与中心管（21）中心轴的垂直距离不大于中通道伸入旋流混合区（22）的顶端与中心管（21）中心轴的垂直距离；所述中通道伸入旋流混合区（22）的顶端与中心管（21）中心轴的垂直距离不大于下通道伸入旋流混合区（22）的顶端与中心管（21）中心轴的垂直距离。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述中心管（21）伸入旋流混合区（22）内的轴向距离与旋流混合区进口（20）的轴向高度之比为0.9~1.5：1。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，筒段混合区（28）的轴向高度与锥段混合区（24）的轴向高度之比为0.25~2:1。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述下行区（23）与筒段混合区（28）的轴向高度之和与锥段混合区（24）的轴向高度之比为0.5~1.5：1。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的装置，其特征在于，所述锥段混合区（24）的锥角为7~25°。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述布气区（6）内任意上部的横截面积不大于任意下部的横截面积。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述反应区（5）内任意上部的横截面积不小于任意下部的横截面积。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述反应区（5）的顶部与底部横截面积之比为1.5~10。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述反应区（5）的顶部与底部横截面积之比为2~10。
11.一种采用权利要求1-10任一项所述的装置生产低碳烯烃的方法，包括：
（a）、来自再生斜管（11）的再生催化剂、来自换热斜管（9）的换热催化剂以及来自调碳斜管（8）的调碳待生催化剂与夹带的气体通过旋流混合区进口（20）和任选的下行区（23）的进口流入催化器混合器（1）中；
（b）、从旋流混合区进口（20）进入的催化剂在旋流混合区（22）中流动，催化剂颗粒离心甩向旋流混合区（22）的壁面，夹带的气体进入旋流混合区（22）的中心区域后向上流入中心管（21）后离开催化器混合器（1），任选地，下行区进料（30）在下行区（23）中向下流动，与来自旋流混合区（22）切向流动的催化剂在筒段混合区（28）充分混合；
（c）、下行区进料（30）在切向流动的催化剂的推动下切向流动，混合进入锥段混合区（24），催化剂混合后进入反应区（5）中，由上而下流动；与反应区（5）内的催化剂充分接触后反应生成烯烃产物，同时催化剂逐渐积炭形成待生催化剂；
（d）、反应后的产物经过外隔板（14）进入集气室（4），从粗产物气出口（3）流出进入后续分离单元；待生催化剂经过待生斜管（12）流入待生提升管（7），经过提升后分别进入调碳斜管（8）、换热斜管（9）与再生器（10）中。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述反应区内反应条件包括：反应压力以表压计为0.1~0.4MPa；平均温度为380~550℃；反应区内重时空速为2~10h-1；反应区内催化剂的颗粒平均移动速度为0.01~2m/s；和/或，
再生器内再生条件包括：再生温度为600~700℃。
13.权利要求1-10中任意一项所述的用于生产低碳烯烃的装置或权利要求11或12所述的生产低碳烯烃的方法在甲醇制烯烃中的应用。
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