甲醇製備低碳烯烴的方法
2023-06-18 08:43:16 1
專利名稱：甲醇製備低碳烯烴的方法
技術領域：
本發明涉及一種製備低碳烯烴的方法，尤其涉及一種甲醇製備低碳烯烴的方法。
背景技術：
低碳烯烴是重要的基礎化工原料，傳統的烯烴生產是通過石腦油裂解工藝得到，需要消耗大量的原油，長期以來國內自給率只有50%左右。近年來，由於原油價格居高不下，石油路線製取低碳烯烴的成本不斷攀升。採用煤、天然氣等原料轉化為含氧化合物，再製取低碳烯烴的技術路線，越來越受到重視。甲醇製備低碳烯烴的整個反應過程可分為兩個階段:脫水階段、裂解反應階段:
(1)脫水階段
2CH30H — CH3OCH3 + H2O + Q
(2)裂解反應階段 ①主反應(生成烯烴) nCH30H — CnH2n + nH20 + Q nCH30CH3 — 2CnH2n + ηΗ20 + Q 以上各種烯烴產物均為氣態。②副反應(生成烷烴、芳烴、碳氧化物)
(n + I) CH3OH — CnH2n+ 2 + C + (n + I) H2O + Q(2n + I) CH3OH — 2CnH2n + 2 + CO + 2nH20 + Q(3n + I) CH3OH — 3CnH2n + 2 + CO2 + (3n — 1)H20 + QnCH30CH3 — CnH2n_6 + 3H2 + nH20 + Q
甲醇製備低碳烯烴對溫度要求較高，為了儘量減少副反應的發生，通常在其開車初期通過熱量源自再生器的輔助燃燒室將催化劑直接加熱至430-44(TC，在一定催化劑藏量和循環量下製得低碳烯烴產物，使溫度達到平衡。由於整個反應器體積較大，溫度上升很慢導致開車時間很長，為縮短開車時間需要對烘爐和升溫設備投入大量資金，開車時需使用大量燃料方能將將催化劑和反應器加熱至所需溫度。
發明內容
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為解決現有技術中存在的問題，本發明的目的在於提供一種甲醇製備低碳烯烴的方法，利用甲醇生成二甲醚產生的副反應熱提高催化劑的溫度，從而有效縮短了開車投料時間，降低了烘爐及升溫設備的投入，進而有效減少了能耗，節約了能源，對生成的二甲醚通過火炬系統進行，減少了環境汙染。本發明所採用的技術方案:
本發明所涉及的甲醇製備低碳烯烴的方法，包括以下步驟:
(O將甲醇緩衝罐內的液態甲醇原料通過原料輸送泵送入甲醇預熱器，加熱至110-120°C、150-200KPa，將流化床反應器(MTO)通過烘爐加熱至350°C以上；
(2)將氣化後的甲醇送入MTO反應器，與流化狀態的SDAP0-34催化劑發生副反應脫水形成二甲醚(CH3OCH3)並放熱，放出的反應熱使MTO反應器中的催化劑溫度緩慢上升，當溫度達到430-440°C，甲醇氣體生成二甲醚的轉化率降低，開始大量生成低碳烯烴；
(3)生成的二甲醚通過氣相產物管路進入汽提器旋風分離，冷卻降溫後液態回收，氣態送入火炬系統；
(4)生成的低碳烯烴通過氣相產物管路進入汽提器旋風分離，冷卻降溫後通過吸收穩 定系統分離回收；
(5)暫時失活的催化劑通過提升管進入汽提器，旋風分離後進入再生器再生；
(6)再生後的催化劑進入MTO反應器，完成催化劑的循環再生。所述步驟(4)中的再生器溫度為700-800°C。
本發明的有益效果:
本發明利用甲醇生成二甲醚的副反應:2CH30H — CH30CH3+H20+24.3kJ，產生的副反應熱提高催化劑的溫度，從而有效縮短了甲醇製備低碳烯烴的開車時間，降低了烘爐及升溫設備的投入，進而有效減少了能耗，節約了能源，對生成的氣態二甲醚通過火炬系統回收處理，減少了環境汙染。
圖1為本發明的結構示意圖。圖中:1-原料輸送泵，2-MT0反應器，3-氣相產物管路，4-氣提器，5_冷卻器，6_火炬系統，7-吸收穩定系統，8-再生器，9-提升管，10-提升蒸汽。
具體實施例方式以下結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細說明。如圖1所示，將甲醇緩衝罐內的液態甲醇原料通過原料輸送泵I送入甲醇預熱器，加熱至110-120°C、150-200KPa，將流化床反應器(MTO) 2通過烘爐加熱至350 °C以上；將氣化後的甲醇送入MTO反應器2，與流化狀態的SDAP0-34催化劑發生副反應:2CH30H — CH30CH3+H20+23.4kJ，生成二甲醚(CH3OCH3),放出的反應熱使MTO反應器2中的催化劑溫度緩慢上升，隨著溫度的上升，二甲醚在催化劑活性中心上形成表面甲基，並基於碳池機理形成C-C鍵，相連的表面甲基從催化劑表面上脫落生成低碳烯烴混合物，當溫度達到430-440°C，甲醇氣體生成二甲醚的轉化率降低，大量生成低碳烯烴。生成的二甲醚通過氣相產物管路3進入汽提器4旋風分離，經冷卻器5冷卻降溫後液態回收，氣態送入火炬系統6 ;生成的低碳烯烴通過氣相產物管路3進入汽提器4旋風分離，經冷卻器5冷卻降溫後通過吸收穩定系統7分離回收。暫時失活的催化劑隨汽提蒸汽10通過提升管9進入汽提器4，旋風分離後進入溫度為700-800°C的再生器8再生；再生後的催化劑進入MTO反應器2，完成催化劑的循環再生。
權利要求
1.一種甲醇製備低碳烯烴的方法，其特徵在於:包括以下步驟: (1)將甲醇緩衝罐內的液態甲醇原料通過原料輸送泵送入甲醇預熱器，加熱至110-120°C、150-200KPa，將流化床反應器通過烘爐加熱至350°C以上； (2)將氣化後的甲醇送入流化床反應器，與流化狀態的SDAP0-34催化劑發生副反應脫水形成二甲醚並放熱，放出的反應熱使流化床反應器中的催化劑溫度緩慢上升，當溫度達到430-440°C，甲醇氣體生成二甲醚的轉化率降低，開始大量生成低碳烯烴； (3)生成的二甲醚通過氣相產物管路進入汽提器旋風分離，冷卻降溫後液態回收，氣態送入火炬系統； (4)生成的低碳烯烴通過氣相產物管路進入汽提器旋風分離，冷卻降溫後通過吸收穩定系統分離回收； (5)暫時失活的催化劑通過提升管進入汽提器，旋風分離後進入再生器再生； (6 )再生後的催化劑進入流化床反應器，完成催化劑的循環再生。
2.根據權利要求1所述的甲醇製備低碳烯烴的方法，其特徵在於:所述步驟(4)中的再生器溫度為700-8 00°C。
全文摘要
本發明涉及一種甲醇製備低碳烯烴的方法，利用甲醇生成二甲醚的副反應2CH3OH→CH3OCH3+H2O+24.3kJ，產生的副反應熱提高催化劑的溫度，從而有效縮短了甲醇製備低碳烯烴的開車時間，降低了烘爐及升溫設備的投入，進而有效減少了能耗，節約了能源，對生成的氣態二甲醚通過火炬系統回收處理，減少了環境汙染。
文檔編號C07C11/02GK103193575SQ20131009180
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月21日 優先權日2013年3月21日
發明者朱志峰, 黎軍, 範旭, 徐冬生, 陳明功 申請人:安徽淮化股份有限公司