CN114456023A - 一种含氧化合物制芳烃的流化床装置的开车方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种含氧化合物制芳烃的流化床装置的开车方法。该方法从反应器装入催化剂，采用加热氮气加热反应器与加热空气加热再生器至预定温度，避免了再生器的喷油燃烧过程；然后在反应器内通入低浓度的含氧化合物物流，并逐步提高含氧化合物的浓度与负荷，进而避免催化剂床层的飞温与催化剂快速失活，反应器床层的温度逐渐提高，积碳的催化剂循环至第一、第二再生器在空气气氛下再生，烧炭的温度使得催化剂床层的温度达到设定值。采用本发明所提供的含氧化合物制芳烃的流化床装置的开车方法，开车后的催化剂具有磨损指数与芳构化收率保留高的优点。
Description
技术领域
本发明属于芳烃制备技术领域，具体涉及一种含氧化合物制芳烃的流化床装置的开车方法。
背景技术
芳烃(其中苯、甲苯和二甲苯分别称为B、T以及X，三者统称BTX)是重要的基本有机化工原料。全球约90％的芳烃来源于以石油为原料的催化重整过程和蒸汽裂解副产裂解汽油(接近)，来自煤炭路线的芳烃仅占芳烃总产量的10％。随着石油资源日趋枯竭，价格长期高位震荡，这使得以石油路线为主的能源化工行业面临前所未有的严峻挑战。
北美与中东天然气及页岩气的开发，副产了大量轻烃。页岩气副产的轻烃替代部分石脑油作为蒸汽裂解，使得蒸汽裂解的原料出现了轻质化的趋势。未来，来自蒸汽裂解副产的芳烃产量可能出现减少的趋势，从而导致未来全球芳烃的产量紧缺的趋势。因此，开发以包含甲醇在内的含氧化合物为原料制芳烃、部分替代石油生产芳烃的新技术，有巨大的发展潜力。
中国专利CN102875294A提供一种甲醇制低碳烯烃反应-再生装置的开车方法，主要解决现有技术中开车周期长、催化剂损害程度较重、待生斜管易堵的问题。本发明通过采用包括以下步骤：(a)加热空气进入反应-再生装置，加热反应器和再生器；(b)向再生器转入催化剂，并喷入燃烧油保持再生器温度；(c)反应器内通入经过辅助加热炉加热过的水蒸气，并在滑阀27前经管线10通入反吹气体，将再生器内的催化剂转入反应器；(d)建立反应器与再生器间的催化剂循环；(e)反应器内通入原料，生成产品以及在催化剂上形成积炭；(f)停用辅助加热炉，停止向再生器喷入燃烧油；(g)停用辅助燃烧室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。该发明中，采用向再生器中喷油燃烧加热催化剂与反应器，接触火焰的催化剂易发生高温烧结、热崩，催化剂的芳构化活性与机械强度明显下降。同时，喷油燃烧所产生产的高温水热环境，还会使催化剂发生骨架脱铝，催化剂的芳构化活性发现严重衰减。
中国专利CN103193574B提供一种甲醇制低碳烯烃反应-再生装置的开车方法，主要解决现有技术中开车周期长、催化剂损害程度较重、待生斜管易堵的问题。本发明通过采用包括以下步骤：(a)用辅助燃烧室加热再生器，用开工加热炉加热反应器；(b)将催化剂装入再生器和反应器；(c)反应器温度达到350℃以上后，关闭待生滑阀、再生滑阀；(d)当再生器密相段温度达到350℃以上后，反应器内通入甲醇；(e)当再生器密相段温度达到400℃以上、反应器内催化剂平均积碳量达到2.5％以上后，打开待生滑阀，积碳催化剂从反应器进入再生器；(f)将再生器温度提高至580℃以上；(g)停用开工加热炉和辅助燃烧室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。该专利采用纯甲醇进料，催化剂易失活，反应器床层易飞温，温度不易控制。当反应器或再生器装入催化剂时，采用水蒸汽加热反应器或再生器，易使催化剂发生水热骨架脱铝，导致催化剂的活性中心数目减少以及芳烃收率下降。
与石油化工工业中的流化催化裂化以及含氧化合物流化床制烯烃工艺相比，含氧化合物流化床制芳烃催化剂对反应-再生温度更为敏感。在较高的反应-再生温度下，芳构化催化剂非常容易高温烧结与烧结失活。在常规的流化床装置开车中，经常会在再生器中喷油燃烧加热催化剂，接触火焰的这部分催化剂易发生高温烧结、热崩，从而导致催化剂的芳构化活性与机械强度明显下降。同时，喷油生产的高温水热环境，还会使催化剂发生骨架脱铝，催化剂的芳构化活性发现严重衰减。
综上所述，现有的以含氧化合物为原料生产芳烃的过程中，开车喷油过程导致催化剂发生机械强度下降与活性衰减的现象。
发明内容
本发明针对现有的含氧化合物制芳烃的流化床装置的开车方法中开车喷油燃烧所产生的高温环境导致催化剂的机械强度下降与芳构化活性明显衰减的技术问题，提供了一种新的含氧化合物制芳烃的流化床装置的开车方法，该方法具有开车后催化剂机械强度高与芳构化活性高的优点。
为此，本发明第一方面提供了一种含氧化合物制芳烃的流化床装置的开车方法，其包括以下步骤：
S1，将流化床装置的反应器加热到300℃～450℃，将流化床装置的第一再生器和第二再生器加热到300～500℃；
S2，向反应器内加入芳构化催化剂，并通入含氧化合物物流，然后逐步提高含氧化合物物流的负荷与含氧化合物的浓度，使反应器床层的温度不低于350℃并逐渐提升，同时反应器内的芳构化催化剂形成积碳；
S3，将积碳的芳构化催化剂转入第一再生器内进行部分再生后得到再生催化剂1；同时向反应器内再次加入芳构化催化剂；
S4，当第一再生器内的催化剂的料位大于50％时，将再生催化剂1转入第二再生器内继续再生得到再生催化剂2；
S5，当第二再生器内的催化剂的料位大于50％时，将再生催化剂2返回至反应器内，并逐步提高含氧化合物的浓度至100wt％，且含氧化物的进料量达到设计值的进料负荷；
S6，当反应器温度升至430～520℃，第一再生器的温度升至500～600℃及第二再生器的温度升至550～700℃，且反应器与第一再生器和第二再生器内的催化剂装填量达到设计值时，停止反应器和再生器的加热，开车结束。
在本发明的一些实施方式中，步骤S1中，采用反应器开车辅助加热能源加热氮气或水蒸气后进入所述反应器，进而将所述反应器加热到300℃～450℃；优选加热到370℃～450℃；更优选加热到400℃～450℃。
在本发明的另一些实施方式中，步骤S1中，采用再生器开车辅助加热能源加热空气后进入所述第一再生器和第二再生器，进而将所述第一再生器和第二再生器加热到300～500℃；优选加热到350～500℃；更优选加热到350℃～450℃。
在本发明的一些实施方式中，步骤S1中，所述开车辅助加热能源选自氢气、甲烷、乙烷、乙烯、丙烷和丙烯中的至少一种。
在本发明的另一些实施方式中，步骤S2中，所述芳构化催化剂包含分子筛、修饰剂和基质。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述分子筛选自ZSM-5分子筛和ZSM-11分子筛中的至少一种。
在本发明的进一步优选的实施方式中，所述修饰剂选自Zn、Ga、Ag、稀土元素、Cu、Mn、Fe、Co、Ni、P、Si、B和上述元素的氧化物中至少一种。
在本发明的更进一步优选的实施方式中，所述基质选自高岭土、氧化铝、氧化硅、氧化锆和氧化钛中的至少一种。
在本发明的一些实施方式中，步骤S2中，所述芳构化催化剂的加入量为反应器中催化剂床层料位的50～100％。
在本发明的另一些实施方式中，步骤S3中，所述芳构化催化剂的加入量使反应器中芳构化催化剂的含量维持在催化剂床层料位的50～100％。
在本发明的一些实施方式中，步骤S2中，所述含氧化合物物流中含氧化合物的浓度为1～80wt％，优选为30～60wt％。
在发明的一些优选的实施方式中，所述含氧化合物选自甲醇和二甲醚中的至少一种。
在本发明的一些实施方式中，步骤S2中，所述芳构化催化剂的平均积碳量大于0.6wt％。
在本发明的一些具体实施方式中，步骤S3中，所述积碳的芳构化催化剂在第一再生器内的空气气氛下进行部分再生。
在本发明的另一些具体实施方式中，步骤S4中，所述再生催化剂1在第二再生器内的空气气氛下进行再生。
在发明的一些实施方式中，步骤S4中，所述第一再生器内的催化剂的料位不超过100％。
在本发明的另一些实施方式中，步骤S5中，所述第二再生器内的催化剂的料位不超过100％。
本发明的有益效果为：本发明提供的含氧化合物制芳烃的流化床装置的开车方法，避免了再生器的喷油燃烧过程。开车过程中，温度平缓逐渐升至设定温度，催化剂磨损指数与芳构化收率保持与新鲜催化剂相当的水平。开车过程中，含氧化合物的浓度与负荷逐渐提升，从而保证反应器温度的升温速率，抑制飞温现象，并且可以避免催化剂的快速失活、催化剂的床层温度升温过慢的问题。因此采用本发明所提供的含氧化合物制芳烃的流化床装置的开车方法，开车后的催化剂具有磨损指数与芳构化收率保留高的优点。
附图说明
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
图1为本发明所述开车方法的流程图；其中附图中的附图标记的含义如下：
1-反应器；2-第一再生器；3-第二再生器；4-含氧化合物物流；5-积碳的芳构化催化剂；6-再生催化剂1；7-再生催化剂2。
具体实施方式
传统炼油中催化裂化流化床的开车过程，通常要通过再生器喷油燃烧来加热催化剂，通过热催化剂循环来实现反应再生系统的升温。喷油燃烧所产生的高温易使催化剂发生高温烧结、破损，催化剂的芳构化活性与机械强度明显下降。并且喷油燃烧所产生的高温水热环境会导致催化剂发生严重的水热脱铝失活。本申请的发明人通过研究提供了一种新的含氧化合物制芳烃的流化床装置的开车方法。该方法从反应器装入催化剂，采用加热氮气加热反应器与加热空气加热再生器至预定温度，避免了再生器的喷油燃烧过程；然后在反应器内通入低浓度的含氧化合物物流，并逐步提高含氧化合物的浓度与负荷，进而避免催化剂床层的飞温与快速失活，反应器床层的温度逐渐提高，积碳的催化剂循环至第一、第二再生器在空气气氛下再生，烧炭的温度使得催化剂床层的温度达到设定值。采用本发明所提供的含氧化合物制芳烃的流化床装置的开车方法，开车后的催化剂具有磨损指数与芳构化收率保留高的优点。
为此，本发明第一方面所涉及的含氧化合物制芳烃的流化床装置的开车方法，其包括以下步骤：
S1，将流化床装置的反应器加热到300℃～450℃，将流化床装置的第一再生器和第二再生器加热到300～500℃；
S2，向反应器内加入芳构化催化剂，并通入含氧化合物物流，然后逐步提高含氧化合物物流的负荷与含氧化合物的浓度，使反应器床层的温度不低于350℃并逐渐提升，同时反应器内的芳构化催化剂形成积碳；
S3，将积碳的芳构化催化剂转入第一再生器内进行部分再生后得到再生催化剂1；同时向反应器内再次加入芳构化催化剂；
S4，当第一再生器内的催化剂的料位大于50％时，将再生催化剂1转入第二再生器内继续再生得到再生催化剂2；
S5，当第二再生器内的催化剂的料位大于50％时，将再生催化剂2返回至反应器内，并逐步提高含氧化合物的浓度至100wt％，且含氧化物的进料量达到设计值的进料负荷；
S6，当反应器温度升至430～520℃，第一再生器的温度升至500～600℃及第二再生器的温度升至550～700℃，且反应器与第一再生器和第二再生器内的催化剂装填量达到设计值时，停止反应器和再生器的加热，开车结束。
本发明中，通过逐步提高含氧化合物浓度与负荷，从而逐渐提升反应器床层的温度，保证反应器温度的升温速率，抑制飞温现象，并且可以避免催化剂的快速失活、催化剂的床层温度提升温过慢的问题。
本发明中，步骤S2与S5中的逐步提高含氧化合物的浓度和负荷是指，S2或S5中的含氧化合物的浓度或负荷从该阶段的初始浓度或负荷到该阶段的终止浓度或负荷至少需经过三个浓度或负荷数值点。
在本发明的一些实施方式中，步骤S1中，采用反应器开车辅助加热能源加热氮气或水蒸气后进入所述反应器，进而将所述反应器加热到300℃～450℃；优选加热到370℃～450℃；更优选加热到400℃～450℃。
在本发明的另一些实施方式中，步骤S1中，采用再生器开车辅助加热能源加热空气后进入所述第一再生器和第二再生器，进而将所述第一再生器和第二再生器加热到300～500℃；优选加热到350～500℃；更优选加热到350℃～450℃。
在本发明的一些实施方式中，步骤S1中，所述开车辅助加热能源选自氢气、甲烷、乙烷、乙烯、丙烷和丙烯中的至少一种。
在本发明的另一些实施方式中，步骤S2中，所述芳构化催化剂包含分子筛、修饰剂和基质。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述分子筛选自ZSM-5分子筛和ZSM-11分子筛中的至少一种。
在本发明的进一步优选的实施方式中，所述修饰剂选自Zn、Ga、Ag、稀土元素、Cu、Mn、Fe、Co、Ni、P、Si、B和上述元素的氧化物中至少一种。
在本发明的更进一步优选的实施方式中，所述基质选自高岭土、氧化铝、氧化硅、氧化锆和氧化钛中的至少一种。
在本发明的一些实施方式中，步骤S2中，所述芳构化催化剂的加入量为反应器中催化剂床层料位的50～100％。
在本发明的另一些实施方式中，步骤S3中，所述芳构化催化剂的加入量使反应器中芳构化催化剂的含量维持在催化剂床层料位的50～100％。在本发明的一些实施方式中，步骤S2中，所述含氧化合物物流中含氧化合物的浓度为1～80wt％。在本发明的一些具体实施方式中，所述含氧化合物物流中含氧化合物的浓度为1wt％、10wt％、20wt％、30wt％、40wt％、50wt％、60wt％、70wt％或80wt％。在本发明的一些优选的实施方式中，所述含氧化合物物流中含氧化合物的浓度为30～60wt％。本发明在反应器中预先通入的含氧化合物物流并不是纯的(浓度为100wt％)的含氧化合物物流，进而避免了反应器床层易飞温，温度不易控制，以及催化剂易失活的问题。
在发明的一些优选的实施方式中，所述含氧化合物选自甲醇和二甲醚中的至少一种。
在本发明的一些实施方式中，步骤S2中，所述芳构化催化剂的平均积碳量大于0.6wt％。
在本发明的一些具体实施方式中，步骤S3中，所述积碳的芳构化催化剂在第一再生器内的空气气氛下进行部分再生。
在本发明的另一些具体实施方式中，步骤S4中，所述再生催化剂1在第二再生器内的空气气氛下进行再生。
在发明的一些实施方式中，步骤S4中，所述第一再生器内的催化剂的料位不超过100％。
在本发明的另一些实施方式中，步骤S5中，所述第二再生器内的催化剂的料位不超过100％。
在本发明中的含氧化合物的负荷是指，实际的含氧化合物物流的质量流量与设计100％含氧化合物进料质量流量的比值。即：
含氧化合物的负荷＝(含氧化合物物流的质量流量*含氧化合物的质量浓度)/设计100％含氧化合物进料质量流量。
实施例
为使本发明更加容易理解，下面将结合实施例来进一步详细说明本发明，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。本发明中所使用的原料或组分若无特殊说明均可以通过商业途径或常规方法制得。
下述实施例中所采用的芳构化催化剂的组成为：10％AgO：5％P2O5：40％ZSM-5：20％Al2O3：25％高岭土。
【实施例1】
利用反应器开车辅助加热能源甲烷加热氮气将流化床装置的反应器加热到400℃利用再生器开车辅助加热能源甲烷加热空气将流化床装置的第一再生器和第二再生器的温度加热到400℃。
向流化床反应器内通入浓度为30wt％的甲醇物流，30wt％的甲醇物流的质量流量与设计100％甲醇质量流量相同，通过反应器加剂线向反应器中加入芳构化催化剂至反应器催化剂床层料位的60％，提高进料甲醇的负荷至设计值的80％，同时将甲醇的浓度逐步提升至45wt％、60wt％，控制反应器床层的温度为405℃，反应器内芳构化催化剂的平均积碳量为0.8wt％。
将积碳的芳构化催化剂通过管线转入第一再生器内，积碳的芳构化催化剂在第一再生器的空气气氛下部分再生后得到再生催化剂1；同时反应器加剂线持续向反应器内加入芳构化催化剂，维持反应器床层催化剂料位不低于50％。
当第一再生器的催化剂的料位达到大于50％时，将第一再生器的再生催化剂1转入第二再生器在空气气氛下继续再生得到再生催化剂2；
当第二再生器的催化剂的料位达到大于50％时，将再生催化剂2返回至反应器，并逐步提高甲醇的浓度至80wt％、100wt％，且甲醇进料量达到设计值的进料负荷；
当反应器温度升至450℃，第一再生器的温度升至520℃及第二再生器的温度升至630℃，且反应器与第一再生器和第二再生器内的催化剂装填量达到设计值时，停止反应器与再生器开车辅助热源与加热介质，开车结束。
开车累计时间16h。经取样检测，开车后，以新鲜催化剂为基准，开车后催化剂磨损强度的保留率为99.5％，总芳收率保留率为98.1％。
【实施例2】
利用反应器开车辅助加热能源甲烷加热氮气将流化床装置的反应器加热到400℃，利用再生器开车辅助加热能源甲烷加热空气将流化床装置的第一再生器和第二再生器的温度加热到300℃。
向流化床反应器内通入浓度为30wt％的甲醇物流，30wt％的甲醇物流的质量流量与设计100％甲醇质量流量相同，通过反应器加剂线向反应器中加入芳构化催化剂至反应器催化剂床层料位的60％，同时将甲醇的浓度逐步提升至45wt％、60wt％，控制反应器床层的温度为405℃，反应器内芳构化催化剂的平均积碳量为0.8wt％。
将积碳的芳构化催化剂通过管线转入第一再生器内，积碳的芳构化催化剂在第一再生器的空气气氛下部分再生后得到再生催化剂1；同时反应器加剂线持续向反应器内加入芳构化催化剂，维持反应器床层催化剂料位不低于50％。
当第一再生器的催化剂的料位达到大于50％时，将第一再生器的再生催化剂1转入第二再生器在空气气氛下继续再生得到再生催化剂2；
当第二再生器的催化剂的料位达到大于50％时，将再生催化剂2返回至反应器，并逐步提高甲醇的浓度至80wt％、100wt％，且甲醇进料量达到设计值的进料负荷；
当反应器温度升至450℃，第一再生器的温度升至520℃及第二再生器的温度升至630℃，且反应器与第一再生器和第二再生器内的催化剂装填量达到设计值时，停止反应器与再生器开车辅助热源与加热介质，开车结束。
开车累计时间18h。经取样检测，开车后，以新鲜催化剂为基准，开车后催化剂磨损强度的保留率为99.2％，总芳收率保留率为98.3％。
【实施例3】
利用反应器开车辅助加热能源甲烷加热氮气将流化床装置的反应器加热到400℃，利用再生器开车辅助加热能源甲烷加热空气将流化床装置的第一再生器和第二再生器的温度加热到500℃。
向流化床反应器内通入浓度为30wt％的甲醇物流，30wt％的甲醇物流的质量流量与设计100％甲醇质量流量相同，通过反应器加剂线向反应器中加入芳构化催化剂至反应器催化剂床层料位的60％，同时将甲醇的浓度逐步提升至45wt％、60wt％，控制反应器床层的温度为405℃，反应器内芳构化催化剂的平均积碳量为0.8wt％。
将积碳的芳构化催化剂通过管线转入第一再生器内，积碳的芳构化催化剂在第一再生器的空气气氛下部分再生后得到再生催化剂1；同时反应器加剂线持续向反应器内加入芳构化催化剂，维持反应器床层催化剂料位不低于50％。
当第一再生器的催化剂的料位达到大于50％时，将第一再生器的再生催化剂1转入第二再生器在空气气氛下继续再生得到再生催化剂2；
当第二再生器的催化剂的料位达到大于50％时，将再生催化剂2返回至反应器，并逐步提高甲醇的浓度至80wt％、100wt％，且甲醇进料量达到设计值的进料负荷；
当反应器温度升至450℃，第一再生器的温度升至520℃及第二再生器的温度升至630℃，且反应器与第一再生器和第二再生器内的催化剂装填量达到设计值时，停止反应器与再生器开车辅助热源与加热介质，开车结束。
开车累计时间15h。经取样检测，开车后，以新鲜催化剂为基准，开车后催化剂磨损强度的保留率为98.2％，总芳收率保留率为98.1％。
【实施例4】
利用反应器开车辅助加热能源甲烷加热氮气将流化床装置的反应器加热到400℃，利用再生器开车辅助加热能源甲烷加热空气将流化床装置的第一再生器和第二再生器的温度加热到400℃。
向流化床反应器内通入浓度为10wt％的甲醇物流，10wt％的甲醇物流的质量流量与设计100％甲醇质量流量相同，通过反应器加剂线向反应器中加入芳构化催化剂至反应器催化剂床层料位的60％，同时将甲醇的浓度提升至45wt％、60wt％，控制反应器床层的温度为405℃，反应器内芳构化催化剂的平均积碳量为0.8wt％。
将积碳的芳构化催化剂通过管线转入第一再生器内，积碳的芳构化催化剂在第一再生器的空气气氛下部分再生后得到再生催化剂1；同时反应器加剂线持续向反应器内加入芳构化催化剂，维持反应器床层催化剂料位不低于50％。
当第一再生器的催化剂的料位达到大于50％时，将第一再生器的再生催化剂1转入第二再生器在空气气氛下继续再生得到再生催化剂2；
当第二再生器的催化剂的料位达到大于50％时，将再生催化剂2返回至反应器，并逐步提高甲醇的浓度至80wt％、100wt％，且甲醇进料量达到设计值的进料负荷；
当反应器温度升至450℃，第一再生器的温度升至520℃及第二再生器的温度升至630℃，且反应器与第一再生器和第二再生器内的催化剂装填量达到设计值时，停止反应器与再生器开车辅助热源与加热介质，开车结束。
开车累计时间20h。经取样检测，开车后，以新鲜催化剂为基准，开车后催化剂磨损强度的保留率为99.0％，总芳收率保留率为97.6％。
【实施例5】
利用反应器开车辅助加热能源甲烷加热氮气将流化床装置的反应器加热到400℃，利用再生器开车辅助加热能源甲烷加热空气将流化床装置的第一再生器和第二再生器的温度加热到400℃。
向流化床反应器内通入浓度为50wt％的甲醇物流，50wt％的甲醇物流的质量流量与设计100％甲醇质量流量相同，通过反应器加剂线向反应器中加入芳构化催化剂至反应器催化剂床层料位的60％，同时将甲醇的浓度提升至55wt％、60wt％，控制反应器床层的温度为405℃，反应器内芳构化催化剂的平均积碳量为0.8wt％。
将积碳的芳构化催化剂通过管线转入第一再生器内，积碳的芳构化催化剂在第一再生器的空气气氛下部分再生后得到再生催化剂1；同时反应器加剂线持续向反应器内加入芳构化催化剂，维持反应器床层催化剂料位不低于50％。
当第一再生器的催化剂的料位达到大于50％时，将第一再生器的再生催化剂1转入第二再生器在空气气氛下继续再生得到再生催化剂2；
当第二再生器的催化剂的料位达到大于50％时，将再生催化剂2返回至反应器，并逐步提高甲醇的浓度至80wt％、100wt％，且甲醇进料量达到设计值的进料负荷；
当反应器温度升至450℃，第一再生器的温度升至520℃及第二再生器的温度升至630℃，且反应器与第一再生器和第二再生器内的催化剂装填量达到设计值时，停止反应器与再生器开车辅助热源与加热介质，开车结束。
开车累计时间14h。经取样检测，开车后，以新鲜催化剂为基准，开车后催化剂磨损强度的保留率为99.8％，总芳收率保留率为98.5％。
【实施例6】
利用反应器开车辅助加热能源甲烷加热氮气将流化床装置的反应器加热到400℃，利用再生器开车辅助加热能源甲烷加热空气将流化床装置的第一再生器和第二再生器的温度加热到400℃。
向流化床反应器内通入浓度为70wt％的甲醇物流，70wt％的甲醇物流的质量流量与设计100％甲醇质量流量相同，通过反应器加剂线向反应器中加入芳构化催化剂至反应器催化剂床层料位的60％，同时将甲醇的浓度提升至78wt％、85wt％，控制反应器床层的温度为405℃，反应器内芳构化催化剂的平均积碳量为0.8wt％。
将积碳的芳构化催化剂通过管线转入第一再生器内，积碳的芳构化催化剂在第一再生器的空气气氛下部分再生后得到再生催化剂1；同时反应器加剂线持续向反应器内加入芳构化催化剂，维持反应器床层催化剂料位不低于50％。
当第一再生器的催化剂的料位达到大于50％时，将第一再生器的再生催化剂1转入第二再生器在空气气氛下继续再生得到再生催化剂2；
当第二再生器的催化剂的料位达到大于50％时，将再生催化剂2返回至反应器，并逐步提高甲醇的浓度至90wt％、100wt％，且甲醇进料量达到设计值的进料负荷；
当反应器温度升至450℃，第一再生器的温度升至520℃及第二再生器的温度升至630℃，且反应器与第一再生器和第二再生器内的催化剂装填量达到设计值时，停止反应器与再生器开车辅助热源与加热介质，开车结束。
开车累计时间12h。经取样检测，开车后，以新鲜催化剂为基准，开车后催化剂磨损强度的保留率为99.3％，总芳收率保留率为98.0％。
【实施例7】
利用反应器开车辅助加热能源甲烷加热氮气将流化床装置的反应器加热到500℃利用再生器开车辅助加热能源甲烷加热空气将流化床装置的第一再生器和第二再生器的温度加热到400℃。
向流化床反应器内通入浓度为30wt％的甲醇物流，30wt％的甲醇物流的质量流量与设计100％甲醇质量流量相同，通过反应器加剂线向反应器中加入芳构化催化剂至反应器催化剂床层料位的60％，同时将甲醇的浓度提升至45wt％、60wt％，控制反应器床层的温度为400℃，反应器内芳构化催化剂的平均积碳量为1.0wt％。
将积碳的芳构化催化剂通过管线转入第一再生器内，积碳的芳构化催化剂在第一再生器的空气气氛下部分再生后得到再生催化剂1；同时反应器加剂线持续向反应器内加入芳构化催化剂，维持反应器床层催化剂料位不低于50％。
当第一再生器的催化剂的料位达到大于50％时，将第一再生器的再生催化剂1转入第二再生器在空气气氛下继续再生得到再生催化剂2；
当第二再生器的催化剂的料位达到大于50％时，将再生催化剂2返回至反应器，并逐步提高甲醇的浓度至80wt％、100wt％，且甲醇进料量达到设计值的进料负荷；
当反应器温度升至450℃，第一再生器的温度升至520℃及第二再生器的温度升至630℃，且反应器与第一再生器和第二再生器内的催化剂装填量达到设计值时，停止反应器与再生器开车辅助热源与加热介质，开车结束。
开车累计时间9h。经取样检测，开车后，以新鲜催化剂为基准，开车后催化剂磨损强度的保留率为98.0％，总芳收率保留率为97.3％。
【实施例8】
利用反应器开车辅助加热能源甲烷加热氮气将流化床装置的反应器加热到300℃利用再生器开车辅助加热能源甲烷加热空气将流化床装置的第一再生器和第二再生器的温度加热到400℃。
向流化床反应器内通入浓度为30wt％的甲醇物流，30wt％的甲醇物流的质量流量与设计100％甲醇质量流量相同，通过反应器加剂线向反应器中加入芳构化催化剂至反应器催化剂床层料位的60％，同时将甲醇的浓度提升至45wt％、60wt％，控制反应器床层的温度为405℃，反应器内芳构化催化剂的平均积碳量为0.6wt％。将积碳的芳构化催化剂通过管线转入第一再生器内，积碳的芳构化催化剂在第一再生器的空气气氛下部分再生后得到再生催化剂1；同时反应器加剂线持续向反应器内加入芳构化催化剂，维持反应器床层催化剂料位不低于50％。
当第一再生器的催化剂的料位达到大于50％时，将第一再生器的再生催化剂1转入第二再生器在空气气氛下继续再生得到再生催化剂2；
当第二再生器的催化剂的料位达到大于50％时，将再生催化剂2返回至反应器，并逐步提高甲醇的浓度至80wt％、100wt％，且甲醇进料量达到设计值的进料负荷；
当反应器温度升至450℃，第一再生器的温度升至520℃及第二再生器的温度升至630℃，且反应器与第一再生器和第二再生器内的催化剂装填量达到设计值时，停止反应器与再生器开车辅助热源与加热介质，开车结束。
开车累计时间22h。经取样检测，开车后，以新鲜催化剂为基准，开车后催化剂磨损强度的保留率为99.6％，总芳收率保留率为99.4％。
【实施例9】
利用反应器开车辅助加热能源甲烷加热氮气将流化床装置的反应器加热到400℃利用再生器开车辅助加热能源甲烷加热空气将流化床装置的第一再生器和第二再生器的温度加热到400℃。
向流化床反应器内通入浓度为1wt％的甲醇物流，1wt％的甲醇物流的质量流量与设计100％甲醇质量流量相同，通过反应器加剂线向反应器中加入芳构化催化剂至反应器催化剂床层料位的60％，提高进料甲醇的负荷至设计值的80％，同时将甲醇的浓度逐步提升至30wt％、60wt％，控制反应器床层的温度为405℃，反应器内芳构化催化剂的平均积碳量为0.8wt％。
将积碳的芳构化催化剂通过管线转入第一再生器内，积碳的芳构化催化剂在第一再生器的空气气氛下部分再生后得到再生催化剂1；同时反应器加剂线持续向反应器内加入芳构化催化剂，维持反应器床层催化剂料位不低于50％。
当第一再生器的催化剂的料位达到大于50％时，将第一再生器的再生催化剂1转入第二再生器在空气气氛下继续再生得到再生催化剂2；
当第二再生器的催化剂的料位达到大于50％时，将再生催化剂2返回至反应器，并逐步提高甲醇的浓度至80wt％、100wt％，且甲醇进料量达到设计值的进料负荷；
当反应器温度升至450℃，第一再生器的温度升至520℃及第二再生器的温度升至630℃，且反应器与第一再生器和第二再生器内的催化剂装填量达到设计值时，停止反应器与再生器开车辅助热源与加热介质，开车结束。
开车累计时间18h。经取样检测，开车后，以新鲜催化剂为基准，开车后催化剂磨损强度的保留率为99.3％，总芳收率保留率为98.0％。
【对比例1】
利用反应器开车辅助加热能源甲烷加热氮气将流化床装置的反应器加热到400℃，利用再生器开车辅助加热能源甲烷加热空气将流化床装置的第一再生器和第二再生器的温度加热到400℃。
向第一与第二再生器内喷入加氢柴油与空气，通过再生器加剂线向第一再生器中加入芳构化催化剂C1至第一再生器料位的60％。将第二再生器的部分芳构化催化剂C1转入第二再生器内，维持第一再生器床层内催化剂料位不低于50％。
当第二再生器的催化剂的料位大于50％时，将第二再生器中的催化剂C2转移至反应器，维持第一再生器床层内催化剂料位不低于50％。
当反应器温度升至400℃，第一再生器的温度升至500℃及第二再生器的温度升至600℃，且反应器与第一再生器和第二再生器内的催化剂装填量达到设计值时，停止反应器与再生器开车辅助热源与加热介质，第一与第二再生器继续通入空气。向反应器内通入100％甲醇，甲醇负荷100％，积碳催化剂进入第一再生器再生后，继续转入第二再生器进行再生，建立反应器与再生器之间的催化剂循环。开车结束。
开车累计时间10h。经取样检测，开车后，以新鲜催化剂为基准，开车后催化剂磨损强度的保留率为93.5％，总芳收率保留率为92.4％。
应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。
Claims (10)
1.一种含氧化合物制芳烃的流化床装置的开车方法，其包括以下步骤：
S1，将流化床装置的反应器加热到300℃～450℃，将流化床装置的第一再生器和第二再生器加热到300～500℃；
S2，向反应器内加入芳构化催化剂，并通入含氧化合物物流，然后逐步提高含氧化合物物流的负荷与含氧化合物的浓度，使反应器床层的温度不低于350℃并逐渐提升，同时反应器内的芳构化催化剂形成积碳；
S3，将积碳的芳构化催化剂转入第一再生器内进行部分再生后得到再生催化剂1；同时向反应器内再次加入芳构化催化剂；
S4，当第一再生器内的催化剂的料位大于50％时，将再生催化剂1转入第二再生器内继续再生得到再生催化剂2；
S5，当第二再生器内的催化剂的料位大于50％时，将再生催化剂2返回至反应器内，并逐步提高含氧化合物的浓度至100wt％，且含氧化物的进料量达到设计进料负荷；
S6，当反应器温度升至430～520℃，第一再生器的温度升至500～600℃及第二再生器的温度升至550～700℃，且反应器与第一再生器和第二再生器内的催化剂装填量达到设计值时，停止反应器和再生器的加热，开车结束。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，采用反应器开车辅助加热能源加热氮气或水蒸气后进入所述反应器，进而将所述反应器加热到300℃～450℃；优选加热到370℃～450℃；更优选加热到400～450℃。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤S1中，采用再生器开车辅助加热能源加热空气后进入所述第一再生器和第二再生器，进而将所述第一再生器和第二再生器加热到300～500℃；优选加热到350～500℃；更优选加热到350～450℃。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述开车辅助加热能源选自氢气、甲烷、乙烷、乙烯、丙烷和丙烯中的至少一种。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其特征在于，步骤S2中，所述芳构化催化剂包含分子筛、修饰剂和基质；优选地，所述分子筛选自ZSM-5分子筛和ZSM-11分子筛中的至少一种；进一步优选地，所述修饰剂选自Zn、Ga、Ag、稀土元素、Cu、Mn、Fe、Co、Ni、P、Si、B和上述元素的氧化物中至少一种；更进一步优选地，所述基质选自高岭土、氧化铝、氧化硅、氧化锆和氧化钛中的至少一种。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其特征在于，步骤S2中，所述芳构化催化剂的加入量为反应器中催化剂床层料位的50～100％；和/或
步骤S3中，所述芳构化催化剂的加入量使反应器中芳构化催化剂的含量维持在催化剂床层料位的50～100％。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其特征在于，步骤S2中，所述含氧化合物物流中含氧化合物的浓度为1～80wt％，优选为30～60wt％；进一步优选地，所述含氧化合物选自甲醇和二甲醚中的至少一种。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的方法，其特征在于，步骤S2中，所述芳构化催化剂的平均积碳量大于0.6wt％。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的方法，其特征在于，步骤S3中，所述积碳的芳构化催化剂在第一再生器内的空气气氛下进行部分再生；和/或
步骤S4中，所述再生催化剂1在第二再生器内的空气气氛下进行再生。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的方法，其特征在于，步骤S4中，所述第一再生器内的催化剂的料位不超过100％；和/或
步骤S5中，所述第二再生器内的催化剂的料位不超过100％。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202011132492.1A CN114456023B (zh) | 2020-10-21 | 2020-10-21 | 一种含氧化合物制芳烃的流化床装置的开车方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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