生產(chǎn)芳烴和低碳烯烴的再生反應(yīng)系統(tǒng)及反應(yīng)方法技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種生產(chǎn)芳烴和低碳烯烴的再生反應(yīng)系統(tǒng)及反應(yīng)方法，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中催化劑水熱失活嚴重、使用壽命短、裝置占地面積大的問題。本發(fā)明專利技術(shù)通過包括反應(yīng)器、兩段再生器同軸布置，原料從反應(yīng)器下部進入反應(yīng)器和催化劑接觸反應(yīng)，反應(yīng)后的積炭催化劑經(jīng)汽提器汽提后提升進入第一再生器氣固旋風(fēng)分離器進行氣固分離，分離出催化劑進入第一再生器再生，半再生的催化劑經(jīng)脫氣罐進入第二再生器繼續(xù)再生，再生完全的催化劑經(jīng)催化劑立管返回反應(yīng)器的技術(shù)方案，較好地解決了該問題，可用于芳烴和低碳烯烴的工業(yè)生產(chǎn)中。

Regeneration reaction system and method for producing aromatic hydrocarbon and low carbon olefin

The invention relates to a regeneration reaction system and a reaction method for producing aromatic hydrocarbon and low carbon olefin, which mainly solves the problems of the prior art that the catalyst has serious water and heat deactivation, short service life and large occupied area of the device. The invention comprises a reactor, through two stages coaxial arrangement of raw materials from the lower part of the reactor into the reactor and catalyst, catalyst coking reactions after stripper stripper after ascending into the first regenerator gas-solid cyclone separator for gas-solid separation, separating the catalyst into the first regenerator catalyst regeneration, regeneration into half the second regenerator degassing tank to complete the catalyst regeneration, regeneration catalyst technology scheme of pipe returning to the reactor, better solves the problem, can be used for low carbon olefin and aromatic hydrocarbons in the industrial production.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種生產(chǎn)芳烴和低碳烯烴的再生反應(yīng)系統(tǒng)及其方法。
技術(shù)介紹
芳烴(尤其是三苯，苯Benzene、甲苯Toluene、二甲苯Xylene，即BTX)和低碳烯烴(即乙烯和丙烯)是重要的基礎(chǔ)有機化工原料，其衍生物廣泛地應(yīng)用于化纖、塑料和橡膠等化工產(chǎn)品和精細化學(xué)品的生產(chǎn)。近年來，受下游衍生物需求的驅(qū)動，芳烴和乙烯、丙烯的市場需求量不斷增長。目前，芳烴和低碳烯烴主要來自石油路線的生產(chǎn)技術(shù)，而我國石油資源相對匱乏，需要大量進口，2013年，我國的石油依存度已達到58％。近年來，國際原油價格一直高位運行，給石油路線的芳烴和低碳烯烴的生產(chǎn)技術(shù)帶來很大的成本壓力。其中，對于煤基甲醇、二甲醚原料，由于我國煤炭資源豐富，正逐漸成為一種重要的化工生產(chǎn)原料，成為石油原料的重要補充，可以實現(xiàn)資源多元化、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、減輕對石油的過分依賴。因此，考慮以甲醇或二甲醚為原料制備芳烴和低碳烯烴。在各種現(xiàn)有的甲醇、二甲醚催化轉(zhuǎn)化技術(shù)中，甲醇/二甲醚轉(zhuǎn)化制芳烴的產(chǎn)物同時包括乙烯、丙烯和芳烴。該技術(shù)最初見于1977年Mobil公司的Chang等人(JournalofCatalysis，1977，47，249)報道了在ZSM-5分子篩催化劑上甲醇及其含氧化合物轉(zhuǎn)化制備芳烴等碳氫化合物的方法。1985年，Mobil公司在其申請的美國專利US1590321中，首次公布了甲醇、二甲醚轉(zhuǎn)化制芳烴的研究結(jié)果，該研究采用含磷為2.7重量％的ZSM-5分子篩為催化劑，反應(yīng)溫度為400～450℃，甲醇、二甲醚空速1.3(克/小時)/克催化劑。該領(lǐng)域的相關(guān)報道和專利較多，但是大多數(shù)技術(shù)的芳烴，乙烯、丙烯屬于副產(chǎn)物，收率低。比如，關(guān)于甲醇制芳烴催化劑方面的專利：中國專利CN102372535、CN102371176、CN102371177、CN102372550、CN102372536、CN102371178、CN102416342、CN101550051，美國專利US4615995、US2002/0099249A1等。比如，關(guān)于甲醇制芳烴工藝方面的專利：美國專利US4686312，中國專利ZL101244969、ZL1880288、CN101602646、CN101823929、CN101671226、CN102199069、CN102199446、CN1880288等。其中專利CN101602646公開的是一種甲醇/二甲醚生產(chǎn)芳烴的方法及其專用反應(yīng)裝置，采用的工藝還是常見的并列式反應(yīng)-再生工藝。另外，有些專利公開的技術(shù)路線是甲醇制芳烴的同時聯(lián)產(chǎn)低碳烯烴、汽油等其他產(chǎn)物，如專利CN102775261、CN102146010、CN102531821、CN102190546、CN102372537等。其中，專利CN102775261公開的多功能甲醇加工方法及裝置利用甲醇生產(chǎn)低碳烯烴、汽油、芳烴。該方法采用兩步法生產(chǎn)工藝，第一步甲醇原料在專用催化劑1作用下生產(chǎn)低碳烯烴，第二步將含低碳烯烴的反應(yīng)氣經(jīng)換熱、急冷、洗滌處理后，在專用催化劑2的作用下合成芳烴和或汽油。兩個反應(yīng)過程的反應(yīng)器可為固定床或流化床。該方法采用兩步法，工藝流程復(fù)雜。專利CN102146010公開的是以甲醇為原料生產(chǎn)低碳烯烴及芳烴并聯(lián)產(chǎn)汽油的工藝。以甲醇為原料并采用分子篩催化劑經(jīng)甲醇烴化反應(yīng)和芳構(gòu)化反應(yīng)生產(chǎn)低碳烯烴及芳烴并聯(lián)產(chǎn)汽油。甲醇烴化反應(yīng)和芳構(gòu)化反應(yīng)的反應(yīng)器為各種類型的固定床反應(yīng)器，壓力0.01～0.5兆帕，溫度180～600℃?？傄菏沾笥?0重量％，三苯收率大于90重量％。該方法也采用兩個反應(yīng)器，工藝流程復(fù)雜。專利CN102531821公開的是甲醇和石腦油共進料生產(chǎn)低碳烯烴和/或芳烴的方法，采用負載2.2～6.0重量％La和1.0～2.8重量％P的ZSM-5催化劑，可采用固定床反應(yīng)器或流化床反應(yīng)器。反應(yīng)溫度為550～670℃，空速1.0～5(克/小時)/克催化劑。該方法的三烯收率較高，但BTX收率低，只有5～17重量％，如何解決催化劑水熱失活問題也未提及。由上面分析可知，截至目前為止，現(xiàn)有專利技術(shù)主要集中在對催化劑的改性，也沒有詳細的催化劑再生方法，對于如何解決催化劑再生過程中水熱失活的問題也未見報道；另外，大多數(shù)裝置都采用高低并列式布局，占地面積較大。本專利技術(shù)針對性地提出了技術(shù)方案，解決了上述問題。上述現(xiàn)有的以甲醇或二甲醚為原料生產(chǎn)芳烴的流化床技術(shù)都采用單一再生器進行催化劑循環(huán)反應(yīng)再生。為保證催化劑高活性，需要再生后催化劑的碳含量盡量低，在0.05～0.1重量％以下，因此不可避免需要高溫再生，一般在650～730℃左右。催化劑反應(yīng)生成的焦炭含氫元素，氫元素氧化反應(yīng)會產(chǎn)生水蒸氣，待生催化劑也會夾帶一部份水進入再生器。對于分子篩催化劑，在這種水熱氛圍下會因分子篩骨架脫鋁而損失活性，這種失活是永久性和不可逆的。對于單一再生器反應(yīng)-再生裝置，催化劑總量的絕大部分存在于再生器內(nèi)，再生器內(nèi)催化劑藏量過大，催化劑在再生器內(nèi)的停留時間長，催化劑水熱失活嚴重，使用壽命降低，生產(chǎn)成本增加。本專利技術(shù)針對性地提出了兩段再生器，待生催化劑直接提升至旋風(fēng)分離器，并設(shè)置半再生催化劑脫氣罐的技術(shù)方案，解決了上述問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題之一是催化劑水熱失活嚴重、使用壽命短、裝置占地面積大的問題，提供一種新的甲醇或二甲醚生產(chǎn)芳烴和低碳烯烴的同軸式兩段再生反應(yīng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)裝置具有有效減輕催化劑水熱失活，裝置占地面積小等優(yōu)點。本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題之二是提供一種與解決技術(shù)問題之一相對應(yīng)的方法。為解決上述問題之一，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案如下：一種甲醇或二甲醚生產(chǎn)芳烴和低碳烯烴的同軸式兩段再生反應(yīng)系統(tǒng)，主要包括反應(yīng)器16、第一再生器2、第二再生器9、汽提器17、脫氣罐6，第一再生器2內(nèi)部設(shè)有氣固旋風(fēng)分離器3，上部設(shè)有煙氣出口20；第二再生器9上部和第一再生器2底部相連，下部和內(nèi)置下行管13相連，下行管13穿過反應(yīng)器16，反應(yīng)器16內(nèi)部設(shè)有氣固旋風(fēng)分離器18，上部設(shè)有產(chǎn)品氣出口19，反應(yīng)器16通過斜管24和汽提器17上部相連，汽提器17通過斜管21和提升管5相連，提升管5和氣固旋風(fēng)分離器3直接相連；第二再生器9設(shè)置在反應(yīng)器16上方，第一再生器2設(shè)置在第二再生器9上方；反應(yīng)器16、第一再生器2、第二再生器9在同一軸線上。上述技術(shù)方案中，反應(yīng)器16為湍動流化床反應(yīng)器；第一再生器2與第二再生器9只有一個煙氣出口；第一再生器2下行管13底部設(shè)有催化劑滑閥23；催化劑下行管13和反應(yīng)器直徑比為0.05～0.2；第一再生器2和第二再生器9均配置再生氣體分布器，第一再生器2和第二再生器9之間設(shè)置氣體分布板12。為解決上述問題之二，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案如下：一種甲醇或二甲醚生產(chǎn)芳烴和低碳烯烴的同軸式兩段再生反應(yīng)方法，采用權(quán)利要求1所述的裝置，所述的方法包括以下幾個步驟：a)原料1經(jīng)原料氣體分布器4從反應(yīng)器16下部進入反應(yīng)器16和催化劑接觸反應(yīng)，生成反應(yīng)產(chǎn)物和積炭催化劑，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)氣固旋風(fēng)分離器18分離出催化劑后由反應(yīng)器出口19進入后續(xù)分離裝置；b)積炭催化劑下行進入和反應(yīng)器16下部相連的汽提器17，催化劑經(jīng)汽提后再經(jīng)提升立管5進入氣固旋風(fēng)分離器3進行氣固分離；c)分離出的本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種生產(chǎn)芳烴和低碳烯烴的再生反應(yīng)系統(tǒng)，主要包括反應(yīng)器(16)、第一再生器(2)、第二再生器(9)、汽提器(17)、脫氣罐(6)，第一再生器(2)內(nèi)部設(shè)有氣固旋風(fēng)分離器(3)，上部設(shè)有煙氣出口(20)；第二再生器(9)上部和第一再生器(2)底部相連，下部和內(nèi)置下行管(13)相連，下行管(13)穿過反應(yīng)器(16)，反應(yīng)器(16)內(nèi)部設(shè)有氣固旋風(fēng)分離器(18)，上部設(shè)有產(chǎn)品氣出口(19)，反應(yīng)器(16)通過斜管(24)和汽提器(17)上部相連，汽提器(17)通過斜管(21)和提升管(5)相連，提升管(5)和氣固旋風(fēng)分離器(3)直接相連；第二再生器(9)設(shè)置在反應(yīng)器(16)上方，第一再生器(2)設(shè)置在第二再生器(9)上方；反應(yīng)器(16)、第一再生器(2)、第二再生器(9)在同一軸線上。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種生產(chǎn)芳烴和低碳烯烴的再生反應(yīng)系統(tǒng)，主要包括反應(yīng)器(16)、第一再生器(2)、第二再生器(9)、汽提器(17)、脫氣罐(6)，第一再生器(2)內(nèi)部設(shè)有氣固旋風(fēng)分離器(3)，上部設(shè)有煙氣出口(20)；第二再生器(9)上部和第一再生器(2)底部相連，下部和內(nèi)置下行管(13)相連，下行管(13)穿過反應(yīng)器(16)，反應(yīng)器(16)內(nèi)部設(shè)有氣固旋風(fēng)分離器(18)，上部設(shè)有產(chǎn)品氣出口(19)，反應(yīng)器(16)通過斜管(24)和汽提器(17)上部相連，汽提器(17)通過斜管(21)和提升管(5)相連，提升管(5)和氣固旋風(fēng)分離器(3)直接相連；第二再生器(9)設(shè)置在反應(yīng)器(16)上方，第一再生器(2)設(shè)置在第二再生器(9)上方；反應(yīng)器(16)、第一再生器(2)、第二再生器(9)在同一軸線上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)芳烴和低碳烯烴的再生反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在反應(yīng)器(16)為湍動流化床反應(yīng)器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)芳烴和低碳烯烴的再生反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于第一再生器(2)與第二再生器(9)只有一個煙氣出口。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)芳烴和低碳烯烴的再生反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于第一再生器(2)下行管(13)底部設(shè)有催化劑滑閥(23)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)芳烴和低碳烯烴的再生反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于催化劑下行管(13)和反應(yīng)器直徑比為0.05～0.2。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)芳烴和低碳烯烴的再生反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于第一再生器(2)和第二再生器(9)均配置再生氣體分布器，第一再生器(2)和第二再生器(9)之間設(shè)置氣體分布板(12)。7.一種生產(chǎn)芳烴和低碳烯烴的再生反應(yīng)方法，采用權(quán)利要求1～6所述的任意一種反應(yīng)系統(tǒng)，所述的方法包括以...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：金永明，鐘思青，齊國禎，李曉紅，
申請(專利權(quán))人：中國石油化工股份有限公司，中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11