一种同轴布置的流化床甲醇制丙烯组合装置.pdf

本发明提供了一种同轴布置的流化床甲醇制丙烯组合装置，针对FMTP的工艺特点，对装置结构及排布方式进行合理化设计，选用两个反应器和两个较小再生器的四器系统。其构型采用将较小的再生器直接置于反应器之上的布局，这种构型方式可使再生后的催化剂直接通过立管穿过MCR或EBTP床层进入反应器，因此无需搭建专门的支撑框架。同时在立管底部且靠近床层底部放置塞阀控制催化剂的流量。此外，采用该组合装置可独立控制两个再生器出口的催化剂碳含量，甚至该组合装置可采用不同形式的催化剂，操作灵活性较高。本发明结构简单、布局紧凑，具有突出的推广前景。

权利要求书
1.  一种同轴布置的流化床甲醇制丙烯组合装置，主要包括MCR反应器(1)、EBTP反应器(2)、MCR再生器(3)、EBTP再生器(4)、MCR提升管(5)、EBTP提升管(6)、MCR立管(7)、EBTP立管(8)、MCR输送管(9)、EBTP输送管(10)，其中MCR反应器(1)底部具有一个催化剂出口，MCR再生器(3)具有一个催化剂返回口；EBTP反应器(2)底部具有一个催化剂出口，EBTP再生器(4)具有一个催化剂返回口，其特征在于：
MCR再生器(3)置于MCR反应器(1)上部，MCR立管(7)位于MCR反应器(1)和MCR再生器(3)的内部、将MCR反应器(1)和MCR再生器(3)连通，在MCR立管(7)底部出口安装有塞阀；
EBTP再生器(4)置于EBTP反应器(2)上部；EBTP立管(8)位于EBTP反应器(2)和EBTP再生器(4)的内部、将EBTP反应器(2)和EBTP再生器(4)连通，在EBTP立管(8)底部出口安装有塞阀；
MCR输送管(9)一端与MCR反应器(1)的催化剂出口连接，另一端与MCR提升管(5)连接；
EBTP输送管(10)一端与EBTP反应器(2)的催化剂出口连接，另一端与EBTP提升管(6)连接；
MCR提升管(5)的一端与MCR再生器(3)的催化剂返回口连接；
EBTP提升管(6)的一端与EBTP再生器(4)的催化剂返回口连接。

2.  根据权利要求1所述的装置，其特征在于：MCR再生器(2)和EBTP再生器(4)均采用单段设计。

3.  根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述塞阀用于控制催化剂流量。

4.  根据权利要求1所述的装置，其特征在于：MCR输送管(9)与水平面的夹角角度为30～90°。

5.  根据权利要求1所述的装置，其特征在于：EBTP输送管(10)与水平面的夹角角度为30～90°。

6.  一种利用权利要求1～5任一项所述装置执行甲醇制烯烃的方法，该方法在甲醇制烯烃公知技术的基础上，其特征在于：MCR再生器(2)和EBTP再生器(4)出口的碳含量可独立控制，可采用一种相同的催化剂或者两种不同的催化剂。

7.  一种利用权利要求1～5任一项所述装置执行甲醇制烯烃的方法，其特征在于：MCR反应器(1)用于甲醇转化反应，EBTP反应器(2)用于乙烯丁烯返回制丙烯，MCR再生器(3)用于再生MCR反应器(1)中失活的催化剂，EBTP再生器(4)用于再生EBTP反应器(2)中失活的催化剂。

8.  一种利用权利要求1～5任一项所述装置执行甲醇制烯烃的方法，该方法在甲醇制烯烃公知技术的基础上，其特征在于：由于斜管角度大于催化剂的安息角，MCR反应器(1)中的催化剂通过催化剂出口斜管自流至MCR提升管(5)中，EBTP反应器(2)中的催化剂通过催化剂出口斜管自流至EBTP提升管(6)中。

说明书一种同轴布置的流化床甲醇制丙烯组合装置
技术领域
本发明涉及化工技术领域，具体涉及FMTP工艺的一种同轴布置的流化床甲醇制丙烯组合装置。
背景技术
丙烯是目前世界上最重要的大宗化工产品和支撑我国经济发展的基础化工原料之一，可制备多种基本有机原料。例如可制备环氧丙烷、丙烯醛、丙烯醇、异丙醇、四氯化碳、丁醇等等。近年来，由于受下游衍生物(尤其是聚丙烯)需求的影响，丙烯的需求量大幅增大。由于国内丙烯资源的短缺，远远不能满足国内市场的需求，国内自给率大幅下降，需要大量进口。随着国际市场激烈竞争的环境，发展丙烯及其衍生物必须采用国际上最先进的环境友好工艺技术，达到低成本生产的大型经济规模，中国丙烯的开发利用前景很是广阔。
针对中国丙烯发展前景，清华大学与中国化学工程集团公司研制的流化床甲醇制烯烃(FMTP)技术生产丙烯，其工艺流程主要为：甲醇先进行MTO反应，再将生成的产物发生EBTP反应(乙烯和丁烯歧化反应)，产物汇总后进入分离系统，将丙烯分离出来，其余组分循环回EBTP反应器继续转化。失活的催化剂经提升后进入再生器进行烧炭再生，之后再生催化剂连续返回反应器以实现连续反应-再生。
流化床甲醇制丙烯反应-再生装置(以下简称反再装置)主要包括MCR反应器、EBTP反应器与再生器(如图1)。MCR反应器主要作用是把原料甲醇转换为混合烯烃，EBTP反应器主要作用是把分离系统返回的含乙烯、丁烯等的干气部分或全部转换为丙烯。再生器是将失活的催化剂用空气烧炭以恢复其活性。现有的反再系统通常为单一反应器与单一再生器联合使用，不适合FMTP工艺，因此有必要针对该工艺特征开发结构更加合理的反再装置。
发明内容
本发明旨在针对FMTP的工艺特点，提供一种同轴布置的流化床甲醇制丙烯组合装置，以解决现有技术中的反再装置用于FMTP生产时结构不合理的技术问题。
为实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案：
一种同轴布置的流化床甲醇制丙烯组合装置，主要包括MCR反应器、EBTP反应器、MCR再生器、EBTP再生器、MCR提升管、EBTP提升管、MCR立管、EBTP立管、MCR输送管、EBTP输送管，其中MCR反应器底部具有一个催化剂出口，MCR再生器具有一个催化剂返回口；EBTP反应器底部具有一个催化剂出口，EBTP再生器具有一个催化剂返回口，同时：MCR再生器置于MCR反应器上部，MCR立管位于MCR反应器和MCR再生器的内部、将MCR反应器和MCR再生器连通，在MCR立管底部出口安装有塞阀；EBTP再生器置于EBTP反应器上部；EBTP立管位于EBTP反应器和EBTP再生器的内部、将EBTP反应器和EBTP再生器连通，在EBTP立管底部出口安装有塞阀；MCR输送管一端与MCR反应器的催化剂出口连接，另一端与MCR提升管连接；EBTP输送管一端与EBTP反应器的催化剂出口连接，另一端与EBTP提升管连接；MCR提升管的一端与MCR再生器的催化剂返回口连接；EBTP提升管的一端与EBTP再生器的催化剂返回口连接；
优选的，MCR再生器和EBTP再生器均采用单段设计。
优选的，所述塞阀用于控制催化剂流量。
优选的，MCR输送管与水平面的夹角角度为30～90°。
优选的，EBTP输送管与水平面的夹角角度为30～90°。
同时，本发明还提供了一种利用上述装置执行甲醇制烯烃的方法，该方法在甲醇制烯烃公知技术的基础上，满足以下条件：MCR再生器和EBTP再生器出口的碳含量可独立控制，可采用一种相同的催化剂或者两种不同的催化剂。
同时，本发明还提供了一种利用上述装置执行甲醇制烯烃的方法，该方法满足以下条件：MCR反应器用于甲醇转化反应，EBTP反应器用于乙烯丁烯返回制丙烯，MCR再生器用于再生MCR反应器中失活的催化剂，EBTP再生器用于再生EBTP反应器中失活的催化剂。
同时，本发明还提供了一种利用上述装置执行甲醇制烯烃的方法，该方法在甲醇制烯烃公知技术的基础上，满足以下条件：由于斜管角度大于催化剂的安息角，MCR反应器中的催化剂通过催化剂出口斜管自流至MCR提升管中，EBTP反应器中的催化剂通过催化剂出口斜管自流至EBTP提升管中。
操作时，MCR反应器中的催化剂通过催化剂出口斜管进入提升管，由于斜 管角度大于催化剂的安息角，催化剂可以自流至提升管中。提升气自提升管底部进入，利用提升气将催化剂输送至MCR反应器上部的MCR再生器中，失活的催化剂在再生器中充分再生。再生后的催化剂通过MCR再生器中的MCR立管进入MCR反应器中催化反应进行。同理，EBTP反应器中的催化剂通过催化剂出口斜管进入提升管，由于斜管角度大于催化剂的安息角，催化剂可以自流至提升管中。提升气自提升管底部进入，利用提升气将催化剂输送至EBTP反应器上部的EBTP再生器中，失活的催化剂在再生器中充分再生。再生后的催化剂通过EBTP再生器中的EBTP立管进入EBTP反应器中催化反应进行。
本发明通过合理化设计，使得无需为再生器搭建专门的支撑框架，使再生后的催化剂通过立管穿过MCR或EBTP床层进入反应器，两个立管出口的催化剂含量可独立控制，甚至可采用不同形式的催化剂，从而有效节省成本并提升工艺控制的灵活性。本发明结构简单、布局紧凑，具有突出的推广前景。
附图说明
图1是本发明背景技术反再装置的流程示意图；
图2是本发明装置的结构示意图；
图中：
1、MCR反应器      2、EBTP反应器     3、MCR再生器
4、EBTP再生器     5、MCR提升管      6、EBTP提升管
7、MCR立管        8、EBTP立管       9、MCR输送管
10、EBTP输送管
具体实施方式
以下将对本发明的具体实施方式进行详细描述。为了避免过多不必要的细节，在以下实施例中对属于公知的结构或功能将不进行详细描述。
以下实施例中所使用的近似性语言可用于定量表述，表明在不改变基本功能的情况下可允许数量有一定的变动。因此，用“大约”、“左右”等语言所修正的数值不限于该准确数值本身。在一些实施例中，“大约”表示允许其修正的数值在正负百分之十(10％)的范围内变化，比如，“大约100”表示的可以是90到110之间的任何数值。此外，在“大约第一数值到第二数值”的表述中，大约同时修正第一和第二数值两个数值。在某些情况下，近似性语言可能与测量仪器的 精度有关。
除有定义外，以下实施例中所用的技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的术语“第一”、“第二”等并不表示任何顺序、数量或重要性，而仅用于区别一种元件和另一种元件。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“径向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明或为了简化描述，而并非指示或暗示所指的装置或原件必须具有特定的方位或以特定的方位构成及操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
一种同轴布置的流化床甲醇制丙烯组合装置，包括MCR反应器1、EBTP反应器2、MCR再生器3、EBTP再生器4、MCR提升管5、EBTP提升管6、MCR立管7、EBTP立管8、MCR输送管9、EBTP输送管10，其中MCR反应器1底部具有一个催化剂出口，MCR再生器3具有一个催化剂返回口；EBTP反应器2底部具有一个催化剂出口，EBTP再生器4具有一个催化剂返回口，同时：MCR再生器3置于MCR反应器1上部，MCR立管7位于MCR反应器1和MCR再生器3的内部、将MCR反应器1和MCR再生器3连通，在MCR立管7底部出口安装有塞阀；EBTP再生器4置于EBTP反应器2上部；EBTP立管8位于EBTP反应器2和EBTP再生器4的内部、将EBTP反应器2和EBTP再生器4连通，在EBTP立管8底部出口安装有塞阀；MCR输送管9一端与MCR反应器1的催化剂出口连接，另一端与MCR提升管5连接；EBTP输送管10一端与EBTP反应器2的催化剂出口连接，另一端与EBTP提升管6连接；MCR提升管5的一端与MCR再生器3的催化剂返回口连接；EBTP提升管6的一端与EBTP再生器4的催化剂返回口连接；
在以上技术方案的基础上：
MCR再生器2和EBTP再生器4均采用单段设计。
所述塞阀用于控制催化剂流量。
MCR输送管9与水平面的夹角角度为30°。
EBTP输送管10与水平面的夹角角度为60°。
实施例2
一种同轴布置的流化床甲醇制丙烯组合装置，包括MCR反应器1、EBTP反应器2、MCR再生器3、EBTP再生器4、MCR提升管5、EBTP提升管6、MCR立管7、EBTP立管8、MCR输送管9、EBTP输送管10，其中MCR反应器1底部具有一个催化剂出口，MCR再生器3具有一个催化剂返回口；EBTP反应器2底部具有一个催化剂出口，EBTP再生器4具有一个催化剂返回口，同时：MCR再生器3置于MCR反应器1上部，MCR立管7位于MCR反应器1和MCR再生器3的内部、将MCR反应器1和MCR再生器3连通，在MCR立管7底部出口安装有塞阀；EBTP再生器4置于EBTP反应器2上部；EBTP立管8位于EBTP反应器2和EBTP再生器4的内部、将EBTP反应器2和EBTP再生器4连通，在EBTP立管8底部出口安装有塞阀；MCR输送管9一端与MCR反应器1的催化剂出口连接，另一端与MCR提升管5连接；EBTP输送管10一端与EBTP反应器2的催化剂出口连接，另一端与EBTP提升管6连接；MCR提升管5的一端与MCR再生器3的催化剂返回口连接；EBTP提升管6的一端与EBTP再生器4的催化剂返回口连接；
在以上技术方案的基础上：
MCR再生器2和EBTP再生器4均采用单段设计。
MCR输送管9与水平面的夹角角度为60°。
EBTP输送管10与水平面的夹角角度为80°。
实施例3
一种同轴布置的流化床甲醇制丙烯组合装置，包括MCR反应器1、EBTP反应器2、MCR再生器3、EBTP再生器4、MCR提升管5、EBTP提升管6、MCR立管7、EBTP立管8、MCR输送管9、EBTP输送管10，其中MCR反应器1底部具有一个催化剂出口，MCR再生器3具有一个催化剂返回口；EBTP 反应器2底部具有一个催化剂出口，EBTP再生器4具有一个催化剂返回口，同时：MCR再生器3置于MCR反应器1上部，MCR立管7位于MCR反应器1和MCR再生器3的内部、将MCR反应器1和MCR再生器3连通，在MCR立管7底部出口安装有塞阀；EBTP再生器4置于EBTP反应器2上部；EBTP立管8位于EBTP反应器2和EBTP再生器4的内部、将EBTP反应器2和EBTP再生器4连通，在EBTP立管8底部出口安装有塞阀；MCR输送管9一端与MCR反应器1的催化剂出口连接，另一端与MCR提升管5连接；EBTP输送管10一端与EBTP反应器2的催化剂出口连接，另一端与EBTP提升管6连接；MCR提升管5的一端与MCR再生器3的催化剂返回口连接；EBTP提升管6的一端与EBTP再生器4的催化剂返回口连接；
在以上技术方案的基础上：
所述塞阀用于控制催化剂流量。
MCR输送管9与水平面的夹角角度为80°。
EBTP输送管10与水平面的夹角角度为30°。
实施例4
一种执行甲醇制烯烃的方法，该方法是利用实施例1的装置执行，在甲醇制烯烃公知技术的基础上：MCR再生器2和EBTP再生器4出口的碳含量可独立控制，可采用一种相同的催化剂或者两种不同的催化剂。
实施例5
一种执行甲醇制烯烃的方法，该方法是利用实施例2的装置执行的，并满足以下条件：MCR反应器1用于甲醇转化反应，EBTP反应器2用于乙烯丁烯返回制丙烯，MCR再生器3用于再生MCR反应器1中失活的催化剂，EBTP再生器4用于再生EBTP反应器2中失活的催化剂。
实施例6
一种执行甲醇制烯烃的方法，该方法是利用实施例3的装置执行的，该方法在甲醇制烯烃公知技术的基础上：由于斜管角度大于催化剂的安息角，MCR反应器1中的催化剂通过催化剂出口斜管自流至MCR提升管5中，EBTP反应器2中的催化剂通过催化剂出口斜管自流至EBTP提升管6中。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施 例，并不用以限制本发明。凡在本发明的申请范围内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。