一種由二甲醚或二甲醚與甲醇的混合物製備低碳烯烴的方法
2023-10-16 23:31:24 3
專利名稱：一種由二甲醚或二甲醚與甲醇的混合物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，更具體地說是涉及一種由二甲醚或二甲醚與甲醇的混合物製備低碳烯烴的方法。
背景技術：
低碳烯烴中的乙烯、丙烯是兩種需求量特別大的基本有機化工原料，目前製取乙烯、丙烯等低碳烯烴的途徑主要經由石油裂解反應過程。隨著石油資源的逐漸匱乏，發展由煤或天然氣等非石油資源的技術路線製備低碳烯烴越來越引起國內外的重視，其中甲醇轉化製取低碳烯烴氣體的方法(DMTOIS)得到長足的發展，顯示出巨大的商業應用前景。目前，甲醇轉化製取低碳烯烴氣體的工藝(DMT0工藝)，即以甲醇為原料經進一步催化反應轉化為混合低碳烯烴的技術達到了工業實施的要求。在甲醇制烯烴反應過程中生成二甲醚已得到科學證實。甲醇製取低碳烯烴過程是一個強放熱反應，因反應劇烈而導致催化劑積碳失活速度很快，因此，DMTO技術一般均使用流化床反應器，以實現催化劑的連續再生。而且由於反應熱的問題，在實際操作時常在原料中加入大量的水作為稀釋劑或熱載體。大量的水在工藝過程中氣化、冷凝，大大地增加了工藝過程中的能耗，並降低了目標產物的時空收率。並且，由於在DMTO工藝中，甲醇制烯烴的過程不可見，在反應器內甲醇與二甲醚的濃度比不可控制，造成反應器內催化劑平均活性水平不好保證，積炭偏高，產品中低碳烯烴收率較低，並且，由於甲醇產地受地域性影響嚴重，所以以單一甲醇為原料的工藝不適宜大面積廣範圍的推廣。與此同時，目前國內的二甲醚廠家越來越多，二甲醚的產量逐年增加，但是由於一些國家政策的出臺，市場需求的限制，二甲醚的出路很少，許多廠家減量生產甚至虧本經營，浪費很多國家資源。本發明的產生，不僅使工藝要求簡單，生產過程容易操作控制，節約投資成本，並且市場原料供應充足，具有良好的經濟效益和社會效益。
發明內容
針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種適用於工業化採用的以二甲醚或二甲醚與甲醇的混合物為原料製取低碳烯烴的方法。本發明的技術方案如下一種以二甲醚或二甲醚與甲醇的混合物轉化製備低碳烯烴的方法，是以二甲醚或者二甲醚與甲醇混合物為原料，以SAPO型分子篩為催化劑，原料通過反應裝置與催化劑在一定的的溫度及壓力下接觸反應生成含乙烯、丙烯的流出物，其中反應裝置主要包括反應區2和氣固分離區3，原料自進料管線1進入原料加熱器7中，經加熱後的原料進入反應區2，與催化劑接觸並反應生成含有乙烯、丙烯的產品物流，產品物流與攜帶的催化劑在氣固快速分離區3和氣固旋風分離器4中分離，產品物流經過出口管線5進入後續的氣體分離工段，與產品物流分離的催化劑經氣提後分為兩部分，一部分通過催化劑待生斜管8進入再生器再生，燒掉積炭後由再生斜管10返回反應區；第二部分通過催化劑外循環管線9返回反應區2的下部，混合後得到反應所需的催化劑，與原料接觸繼續反應。上述技術方案中，原料進料重時空速為5-22/小時，最佳優選範圍為9-12/小時；上述技術方案中，原料經加熱器加熱的溫度為120-250°C ；上述技術方案中，所述的原料與催化劑接觸反應的溫度為350-550°C，優選範圍為 430-500 0C ；上述技術方案中，所述的原料與催化劑接觸反應的反應器內壓力為0. Ι-lMPa，優選範圍為0. 25MPa。二甲醚或二甲醚與甲醇混合物生成輕質烯烴屬於放熱反應，放熱量一般在25-40 千焦/摩爾之間，再加上從再生器來的再生催化劑溫度較高，也將部分熱量帶入了反應區， 因此現有技術一般設置外取熱器帶走多餘熱量，以保持反應所需的溫度。但是此方法增加了催化劑溫度的變化和催化劑輸送的管路，必然會增大催化劑磨損，從而導致催化劑跑損增多。本發明人經研究發現，二甲醚或甲醇在生成烯烴的過程中放出的熱量和再生催化劑帶入的熱量之和並不大，如果二甲醚採用較低溫度進料，所述熱量之和也僅夠將甲醇以及其他稀釋介質加熱到反應所需溫度，因此無需設置取熱系統。只需通過調整二甲醚進料溫度即可實現反應區反應溫度的調節。取熱系統的取消，一反面降低了設備投資，另一方面避免了催化劑冷熱狀態的劇變，減少了催化劑與取熱系統內閥門等設備的磨損，減少了催化劑跑損量，提高了工藝經濟性。
附圖為本發明所述方案的流程示意圖。圖中，1.反應器底部的進料管線；2.為流化床反應器的反應區3.反應區上部的氣固快速分離區；4.旋風分離器；5.反應器出口 ；6.汽提部分；7.原料加熱區；8.待生斜管； 9.再生斜管。下面通過一些實施例對本發明作進一步闡述，但不僅限於本實施例。
具體實施例方式由附圖，流化床反應器主要包括反應區2和氣固快速分離區3，原料自進料管線1 進入加熱器7中，經加熱的原料進入反應區2，與催化劑接觸並反應生成含有乙烯、丙烯的產品物流，產品物流與攜帶的催化劑在氣固分離區3忽然旋風分離器4中分離，產品物流通過出口管線5進入後續的分離工段，與產品物流分流分離的催化劑經氣提部分6後分為兩部分；一部分經待生斜管8進入再生器再生，燒掉部分積碳後通過再生斜管9返回反應區。下面通過一些實施例對本發明作進一步闡述，但不僅限於本實施例。實施例1 4在小型快速流化床反應裝置中，反應器型式同圖1.反應平均溫度為500°C，純二甲醚進料，進料溫度為235°C，二甲醚重時空速為15/小時，反應壓力為0. IMPa，催化劑類型見表1。保持催化劑流動性控制的穩定性，反應器出口產物採用在線氣相色譜分析，實驗結果見表1.
表 權利要求
1.一種以二甲醚或二甲醚與甲醇的混合物轉化製備低碳烯烴的方法，其特徵在於是以二甲醚或者二甲醚與甲醇混合物為原料，以SAPO型分子篩為催化劑，原料通過反應裝置與催化劑在一定的的溫度及壓力下接觸反應生成含乙烯、丙烯的流出物，其中反應裝置主要包括反應區2和氣固分離區3，原料自進料管線1進入原料加熱器7中，經加熱後的原料進入反應區2，與催化劑接觸並反應生成含有乙烯、丙烯的產品物流，產品物流與攜帶的催化劑在氣固快速分離區3和氣固旋風分離器4中分離，產品物流經過出口管線5進入後續的氣體分離工段，與產品物流分離的催化劑經氣提後分為兩部分，一部分通過催化劑待生斜管8進入再生器再生，燒掉積炭後由再生斜管10返回反應區；第二部分通過催化劑外循環管線9返回反應區2的下部，混合後得到反應所需的催化劑，與原料接觸繼續反應。
2.根據權利要求1所述的以二甲醚或二甲醚與甲醇的混合物轉化製備低碳烯烴的方法，其特徵在於所述的原料進料重時空速為5-22/小時，優選範圍為9-12/小時。
3.根據權利要求1所述的以二甲醚或二甲醚與甲醇的混合物轉化製備低碳烯烴的方法，其特徵在於原料經加熱器加熱的溫度為120-250°C。
4.根據權利要求1所述的以二甲醚或二甲醚與甲醇的混合物轉化製備低碳烯烴的方法，其特徵在於所述的原料與催化劑接觸反應的溫度為350-550°C，優選範圍為 430-500°C。
5.根據權利要求1所述的以二甲醚或二甲醚與甲醇的混合物轉化製備低碳烯烴的方法，其特徵在於所述的原料與催化劑接觸反應的反應器內壓力為0. Ι-lMPa，優選範圍為 0.25MPa。
全文摘要
本發明公開了一種二甲醚或二甲醚與甲醇的混合物轉化製備低碳烯烴的方法，是以二甲醚或者二甲醚與甲醇混合物為原料，以SAPO型分子篩為催化劑，原料通過反應裝置與催化劑在一定的溫度及壓力下接觸反應生成含乙烯、丙烯的流出物，其中反應裝置主要包括反應區和氣固分離區，原料自進料管線進入原料加熱器中，經加熱後的原料進入反應區。本發明的產生，不僅使工藝要求簡單，生產過程容易操作控制，節約投資成本，並且市場原料供應充足，具有良好的經濟效益和社會效益。
文檔編號C07C11/06GK102285855SQ20111017355
公開日2011年12月21日 申請日期2011年6月27日 優先權日2011年6月27日
發明者杜雪田, 王永德 申請人:渭南高新區愛心有限責任公司