專利名稱：一種無備用反應(yīng)器甲醇轉(zhuǎn)化制取烴類產(chǎn)品的連續(xù)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種甲醇轉(zhuǎn)化制取烴類產(chǎn)品的連續(xù)工藝，具體地說涉及一種無備用反 應(yīng)器甲醇轉(zhuǎn)化制取烴類產(chǎn)品的連續(xù)工藝。
背景技術(shù)：
甲醇轉(zhuǎn)化制取烴類產(chǎn)品是一類重要的化學(xué)反應(yīng)，如甲醇轉(zhuǎn)化制汽油(Exxon-Mobil 公司的MTG技術(shù)、中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所、賽鼎工程公司、云南煤化工集團(tuán)合作開 發(fā)的固定床絕熱反應(yīng)器一步法甲醇轉(zhuǎn)化制汽油技術(shù))，甲醇轉(zhuǎn)化制丙烯(Lurgi公司的MTP 技術(shù)，清華大學(xué)的FMTP技術(shù))、甲醇轉(zhuǎn)化制烯烴(U0P公司的MT0技術(shù)、中國科學(xué)院大連化 物所的DMT0技術(shù))，以及甲醇轉(zhuǎn)化制芳烴(中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所的MTA技術(shù)) 等，均屬于此類反應(yīng)。甲醇轉(zhuǎn)化制取烴類產(chǎn)品的反應(yīng)大都采用具有酸性表面的分子篩為催化劑，在反應(yīng) 過程中由于催化劑表面積碳而導(dǎo)致催化劑最終失活，為繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)，需要定期對催化劑 進(jìn)行燒焦再生。為了實(shí)現(xiàn)工業(yè)操作的連續(xù)性，這些工藝都通過設(shè)置多臺反應(yīng)器，其中至少一臺反 應(yīng)器作為備用反應(yīng)器，在其他反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)的時候，備用反應(yīng)器進(jìn)行再生，再生完成后處 于備用狀態(tài)，等待下一臺反應(yīng)器需要再生時投入反應(yīng)。通過設(shè)置備用反應(yīng)器來實(shí)現(xiàn)甲醇轉(zhuǎn)化制取烴類產(chǎn)品過程的連續(xù)化是成功的方法， 但是，這種方法存在以下明顯缺陷1.由于備用反應(yīng)器始終處于再生狀態(tài)或者備用狀態(tài)，不能發(fā)揮其產(chǎn)能，造成了設(shè) 備生產(chǎn)能力的浪費(fèi)，增加了設(shè)備投資；2.包括在線反應(yīng)器和備用反應(yīng)器在內(nèi)的所有反應(yīng)器都需要單獨(dú)設(shè)置催化劑再生 過程控制和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，自動控制部分的投資增加；3.反應(yīng)器逐臺再生，再生系統(tǒng)的控制和執(zhí)行機(jī)構(gòu)操作繁瑣，降低了設(shè)備運(yùn)行的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
針對甲醇轉(zhuǎn)化制取烴類產(chǎn)品過程存在的上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種無備 用反應(yīng)器的甲醇轉(zhuǎn)化制取烴類產(chǎn)品的連續(xù)工藝。本發(fā)明的上述目的是通過以下方法來實(shí)現(xiàn)的在甲醇轉(zhuǎn)化制取烴類產(chǎn)品的工藝流 程中設(shè)置兩組反應(yīng)器，分別開啟兩組反應(yīng)器，當(dāng)其中的一組反應(yīng)器中的催化劑達(dá)到單程壽 命末期時，另一組反應(yīng)器中的催化劑恰好處于單程壽命的中期，此時將全部反應(yīng)負(fù)荷轉(zhuǎn)移 到處于催化劑單程壽命中期的反應(yīng)器上，同時對催化劑處于單程壽命末期的反應(yīng)器中的催 化劑進(jìn)行再生，再生完成后，立即開啟，并使兩組反應(yīng)器各自承擔(dān)50 %的反應(yīng)負(fù)荷。如此反 復(fù)，實(shí)現(xiàn)在無備用反應(yīng)器條件下的反應(yīng)過程連續(xù)化。本發(fā)明的連續(xù)工藝具體包括如下步驟
工藝流程中設(shè)置兩組反應(yīng)器，第一組反應(yīng)器首先投入工作，當(dāng)?shù)谝唤M反應(yīng)器中的 催化劑達(dá)到單程壽命中期時，開啟第二組反應(yīng)器，使兩組反應(yīng)器處于同時工作的狀態(tài)，并各 自承擔(dān)50%的反應(yīng)負(fù)荷，當(dāng)?shù)谝唤M反應(yīng)器的催化劑達(dá)到單程壽命末期時，第二組反應(yīng)器中 的催化劑處于單程壽命的中期，此時將全部100%反應(yīng)負(fù)荷轉(zhuǎn)移到第二組反應(yīng)器上，并對第 一組反應(yīng)器中的催化劑進(jìn)行再生，第一組反應(yīng)器中的催化劑再生完成后隨即投入工作，兩 組反應(yīng)器各承擔(dān)反應(yīng)負(fù)荷的50%。當(dāng)?shù)诙M反應(yīng)器催化劑達(dá)到單程壽命的末期時，第一組 反應(yīng)器中的催化劑處于單程壽命的中期，此時，將全部100%反應(yīng)負(fù)荷轉(zhuǎn)移到第一組反應(yīng) 器，并對第二組反應(yīng)器中的催化劑進(jìn)行再生，如此反復(fù)，實(shí)現(xiàn)在無備用反應(yīng)器條件下的反應(yīng) 過程連續(xù)化。如上所述的兩組反應(yīng)器具有數(shù)量相等，反應(yīng)器類型相同的反應(yīng)器，根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模 的需要，每組反應(yīng)器的數(shù)量在1 30臺之間。反應(yīng)器類型可是固定床反應(yīng)器，漿態(tài)床反應(yīng)如上所述的催化劑是可以將甲醇轉(zhuǎn)化制取烴類產(chǎn)品的催化劑。所采用的催化劑的 單程壽命在4 100天之間。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明提供的無備用反應(yīng)器甲醇轉(zhuǎn)化制取烴類產(chǎn)品的連續(xù)工藝與已有技術(shù)相比 較，優(yōu)點(diǎn)之一是，由于無需設(shè)置備用反應(yīng)器，減少了反應(yīng)器的數(shù)量，簡化了工藝流程，降低了 設(shè)備投資。本發(fā)明提供的無備用反應(yīng)器甲醇轉(zhuǎn)化制取烴類產(chǎn)品的連續(xù)工藝與已有技術(shù)相比 較，另一個優(yōu)點(diǎn)是催化劑再生系統(tǒng)得到簡化，無須每臺反應(yīng)器分別配置再生過程的控制和 執(zhí)行機(jī)構(gòu)，而是將反應(yīng)器分成兩組，僅配置兩組再生過程的控制和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使得自動控制 部分簡化，降低了自動控制部分的投資。本發(fā)明提供的無備用反應(yīng)器甲醇轉(zhuǎn)化制取烴類產(chǎn)品的連續(xù)工藝與已有技術(shù)相比 較，第三個優(yōu)點(diǎn)是催化劑再生過程操作簡化，僅在兩組反應(yīng)器之間進(jìn)行切換再生，提高了系 統(tǒng)操作的穩(wěn)定性和可靠性。


圖1是本發(fā)明的工藝流程示意圖。如圖所示1是甲醇儲罐，2是甲醇經(jīng)原料泵，3是換熱器，4、5是反應(yīng)物料進(jìn)口閥 門，6是第一組反應(yīng)器，7是第二組反應(yīng)器，8、9是反應(yīng)物料出口閥門，10是管道，11、12、13、 14是再生系統(tǒng)的閥門。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供的工藝，可以結(jié)合本發(fā)明提供的工藝流程示意圖進(jìn)一步詳細(xì)說明如 下。實(shí)施例1以固定床絕熱反應(yīng)器一步法甲醇轉(zhuǎn)化制汽油過程為例，采用附圖的工藝 流程。第一組反應(yīng)器6與第二組反應(yīng)器7的數(shù)量均為2臺，每臺反應(yīng)器內(nèi)裝填甲醇轉(zhuǎn)化制汽 油催化劑(ZSM-5分子篩催化劑)100kg。反應(yīng)壓力為1. 6MPa，各反應(yīng)器的入口溫度為320°C， 出口溫度為410°C。具體實(shí)施步驟如下。
1.開啟第一組反應(yīng)器如工藝流程圖所示，初次開工時，開啟第一組反應(yīng)器(6)反應(yīng)物料進(jìn)口閥門(4)、 反應(yīng)物料出口閥門(8)，關(guān)閉第二組反應(yīng)器(7)的反應(yīng)物料進(jìn)口閥門(5)、反應(yīng)物料出口閥 門(9)，關(guān)閉再生系統(tǒng)的閥門(11)、(12)、(13)、(14)。來自原料甲醇儲罐(1)的甲醇流量 為200kg/h，甲醇質(zhì)量空速為1. Oh—1。甲醇經(jīng)原料泵(2)打入換熱器(3)中進(jìn)行換熱升溫， 達(dá)到反應(yīng)器進(jìn)口溫度要求后，經(jīng)第一組反應(yīng)器(6)反應(yīng)物料進(jìn)口閥門(4)進(jìn)入反應(yīng)器(6)， 在催化劑的作用下，甲醇轉(zhuǎn)化為烴類產(chǎn)物和水的混合物，經(jīng)第一組反應(yīng)器(6)反應(yīng)物料出 口閥門(8)和管道(10)，離開反應(yīng)系統(tǒng)。此時第二組反應(yīng)器(7)處于待開工狀態(tài)，第一組反應(yīng)器(6)的反應(yīng)物負(fù)荷為正常 生產(chǎn)條件下全部負(fù)荷的50%。2.開啟第二組反應(yīng)器當(dāng)?shù)谝唤M反應(yīng)器(6)工作至催化劑單程壽命的中期(第11天)時，開啟第二組反 應(yīng)器(7)的物料進(jìn)口閥門(5)和物料出口閥門(9)，使反應(yīng)物料同時通過第一組反應(yīng)器(6) 和第二組反應(yīng)器(7)，并逐漸將甲醇流量增加至400kg/h，此時反應(yīng)負(fù)荷達(dá)到100%，甲醇的 質(zhì)量空速為l.Oh—1。第一組反應(yīng)器(6)和第二組反應(yīng)器(7)分別承擔(dān)50%的反應(yīng)負(fù)荷。3.第一組反應(yīng)器催化劑再生當(dāng)?shù)谝唤M反應(yīng)器(6)中的催化劑到達(dá)單程壽命末期(第22天)時，關(guān)閉第一組反 應(yīng)器(6)的物料進(jìn)出口閥門(4)、(8)，使全部反應(yīng)物料進(jìn)入第二組反應(yīng)器(7)，全部的反應(yīng) 負(fù)荷轉(zhuǎn)移到第二組反應(yīng)器(7)上，此時，只有第二組反應(yīng)器(7)處于工作狀態(tài)，第二組反應(yīng) 器(7)承擔(dān)100%的反應(yīng)負(fù)荷。此時相對于第二組反應(yīng)器中的催化劑，甲醇的質(zhì)量空速為2.0h-1.開啟第一組反應(yīng)器(6)的再生系統(tǒng)的閥門(11)、(13)，使再生氣體通過第一組反 應(yīng)器(6)，反應(yīng)器中的催化劑進(jìn)入再生程序。第一組反應(yīng)器(6)中的催化劑再生完成后，關(guān)閉第一組反應(yīng)器(6)再生系統(tǒng)的閥 門(11)、(13)，開啟第一組反應(yīng)器(6)的反應(yīng)物料的進(jìn)出口閥門(4)、(8)，第一組反應(yīng)器投 入工作。此時兩組反應(yīng)器處于同時工作的狀態(tài)，將全部反應(yīng)負(fù)荷平均分配到兩組反應(yīng)器上， 每組反應(yīng)器各承擔(dān)50%的反應(yīng)負(fù)荷。此時，相對于第一組反應(yīng)器和第二組反應(yīng)器中的催化 劑，甲醇的質(zhì)量空速為1.01T1。4.第二組反應(yīng)器催化劑再生當(dāng)?shù)谝唤M反應(yīng)器(6)中的催化劑進(jìn)入單程壽命的中期(第33天)時，第二組反應(yīng) 器(7)中催化劑到達(dá)單程壽命末期(此時第二組反應(yīng)器中的催化劑已經(jīng)運(yùn)行22天)，此時， 關(guān)閉第二組反應(yīng)器(7)反應(yīng)物料的進(jìn)出口閥門(5)、(9)，將全部反應(yīng)負(fù)荷轉(zhuǎn)移到第一組反 應(yīng)器(6)，此時，只有第一組反應(yīng)器(6)處于工作狀態(tài)，第一組反應(yīng)器(6)承擔(dān)100%的反應(yīng) 負(fù)荷，此時相對于第一組反應(yīng)器中的催化劑，甲醇的質(zhì)量空速為2. Oh—1。開啟第二組反應(yīng)器(7)再生系統(tǒng)的閥門(12)、(14)，第二組反應(yīng)器(7)中的催化 劑進(jìn)入再生程序。第二組反應(yīng)器(7)中的催化劑再生完成后，關(guān)閉第二組反應(yīng)器(7)再生系統(tǒng)的閥 門(12)、(14)，開啟第二組反應(yīng)器(7)的反應(yīng)物料的進(jìn)出口閥門(5)、(9)，第二組反應(yīng)器(7) 投入工作。此時兩組反應(yīng)器處于同時工作的狀態(tài)，將全部反應(yīng)負(fù)荷平均分配到兩組反應(yīng)器上，每組反應(yīng)器各承擔(dān)50%的反應(yīng)負(fù)荷。此時，相對于第一組反應(yīng)器和第二組反應(yīng)器中的催 化劑，甲醇的質(zhì)量空速為l.Oh—1。5.重復(fù)步驟當(dāng)?shù)诙M反應(yīng)器(7)中的催化劑進(jìn)入單程壽命中期時，第一組反應(yīng)器(6)中的催 化劑再次進(jìn)入單程壽命的末期，此時，重復(fù)步驟3，對第一組反應(yīng)器(6)中的催化劑進(jìn)行再生。同樣，當(dāng)?shù)诙M反應(yīng)器(7)中的催化劑到達(dá)單程壽命的末期時，重復(fù)操作步驟 (4)，對第二組反應(yīng)器(7)中的催化劑進(jìn)行再生。重復(fù)步驟3、步驟4的操作，即可實(shí)現(xiàn)在無備用反應(yīng)器的條件下，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)過程的 連續(xù)化。實(shí)施例2以甲醇轉(zhuǎn)化制取LPG反應(yīng)為例。采用附圖所示的工藝流程。其中第一組 反應(yīng)器6與第二組反應(yīng)器7的數(shù)量均為4臺，每臺反應(yīng)器內(nèi)裝填甲醇轉(zhuǎn)化制取LPG的ZSM-5 分子篩催化劑50kg，催化劑裝填總量為400kg。甲醇流量為800kg/h，系統(tǒng)壓力為1. OMPa, 各反應(yīng)器的入口溫度為380°C，各反應(yīng)器的出口溫度為510°C。在反應(yīng)器6和反應(yīng)器7同時 工作的狀況下，甲醇質(zhì)量空速為2. Oh"1,當(dāng)其中一組催化劑處于再生狀態(tài)時，相對于工作中 的催化劑而言，甲醇質(zhì)量空速為4. Oh—1。具體實(shí)施步驟同實(shí)施例1。
權(quán)利要求
一種無備用反應(yīng)器甲醇轉(zhuǎn)化制取烴類產(chǎn)品的連續(xù)工藝，其特征在于包括如下步驟設(shè)置兩組反應(yīng)器，第一組反應(yīng)器首先投入工作，當(dāng)?shù)谝唤M反應(yīng)器中的催化劑達(dá)到單程壽命中期時，開啟第二組反應(yīng)器，使兩組反應(yīng)器處于同時工作的狀態(tài)，并各自承擔(dān)50％的反應(yīng)負(fù)荷，當(dāng)?shù)谝唤M反應(yīng)器的催化劑達(dá)到單程壽命末期時，第二組反應(yīng)器中的催化劑處于單程壽命的中期，此時將全部100％反應(yīng)負(fù)荷轉(zhuǎn)移到第二組反應(yīng)器上，并對第一組反應(yīng)器中的催化劑進(jìn)行再生，第一組反應(yīng)器中的催化劑再生完成后隨即投入工作，兩組反應(yīng)器各承擔(dān)反應(yīng)負(fù)荷的50％。當(dāng)?shù)诙M反應(yīng)器催化劑達(dá)到單程壽命的末期時，第一組反應(yīng)器中的催化劑處于單程壽命的中期，此時，將全部100％反應(yīng)負(fù)荷轉(zhuǎn)移到第一組反應(yīng)器，并對第二組反應(yīng)器中的催化劑進(jìn)行再生，如此反復(fù)，實(shí)現(xiàn)在無備用反應(yīng)器條件下的反應(yīng)過程連續(xù)化。
2.如權(quán)利要求1所述的一種無備用反應(yīng)器甲醇轉(zhuǎn)化制取烴類產(chǎn)品的連續(xù)工藝，其特 征在于所述的兩組反應(yīng)器具有數(shù)量相等，反應(yīng)器類型相同的反應(yīng)器，每組反應(yīng)器的數(shù)量在 1 30臺之間。
3.如權(quán)利要求2所述的一種無備用反應(yīng)器甲醇轉(zhuǎn)化制取烴類產(chǎn)品的連續(xù)工藝，其特征 在于所述的反應(yīng)器類型是固定床反應(yīng)器或漿態(tài)床反應(yīng)器。
4.如權(quán)利要求1所述的一種無備用反應(yīng)器甲醇轉(zhuǎn)化制取烴類產(chǎn)品的連續(xù)工藝，其特征 在于所述的催化劑是將甲醇轉(zhuǎn)化制取烴類產(chǎn)品的催化劑。
5.如權(quán)利要求4所述的一種無備用反應(yīng)器甲醇轉(zhuǎn)化制取烴類產(chǎn)品的連續(xù)工藝，其特征 在于所述的催化劑的單程壽命在4 100天之間。
全文摘要
一種無備用反應(yīng)器甲醇轉(zhuǎn)化制取烴類產(chǎn)品的連續(xù)工藝是設(shè)置兩組反應(yīng)器，第一組反應(yīng)器首先投入工作，當(dāng)?shù)谝唤M反應(yīng)器中的催化劑達(dá)到單程壽命中期時，開啟第二組反應(yīng)器，使兩組反應(yīng)器處于同時工作的狀態(tài)，并各自承擔(dān)50％的反應(yīng)負(fù)荷，當(dāng)?shù)谝唤M反應(yīng)器的催化劑達(dá)到單程壽命末期時，第二組反應(yīng)器中的催化劑處于單程壽命的中期，此時將全部100％反應(yīng)負(fù)荷轉(zhuǎn)移到第二組反應(yīng)器上，并對第一組反應(yīng)器中的催化劑進(jìn)行再生，第一組反應(yīng)器中的催化劑再生完成后隨即投入工作，兩組反應(yīng)器各承擔(dān)反應(yīng)負(fù)荷的50％。當(dāng)?shù)诙M反應(yīng)器催化劑達(dá)到單程壽命的末期時，第一組反應(yīng)器中的催化劑處于單程壽命的中期，此時，將全部100％反應(yīng)負(fù)荷轉(zhuǎn)移到第一組反應(yīng)器，并對第二組反應(yīng)器中的催化劑進(jìn)行再生，如此反復(fù)，實(shí)現(xiàn)在無備用反應(yīng)器條件下的反應(yīng)過程連續(xù)化。本發(fā)明具有無需設(shè)置備用反應(yīng)器，簡化了工藝流程，降低了設(shè)備投資，提高了系統(tǒng)操作的穩(wěn)定性和可靠性的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C07C1/20GK101811921SQ20101013897
公開日2010年8月25日 申請日期2010年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月1日
發(fā)明者張侃, 張慶庚, 張建利, 方勇, 普煜, 李黨, 李文懷, 潘國平, 王磊, 胡津仙 申請人:中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所;賽鼎工程有限公司;云南煤化工集團(tuán)有限公司