專利名稱：甲醇制烯烴再生器煙氣中催化劑的脫除方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種甲醇制烯烴再生器煙氣中催化劑的脫除方法。
背景技術(shù)：
低碳烯烴，主要是乙烯和丙烯，是兩種重要的基礎化工原料，其需求量在不斷增力口。一般地，乙烯、丙烯是通過石油路線來生產(chǎn)，但由于石油資源有限的供應量及較高的價格，由石油資源生產(chǎn)乙烯、丙烯的成本不斷增加。近年來，人們開始大力發(fā)展替代原料轉(zhuǎn)化制乙烯、丙烯的技術(shù)。其中，一類重要的用于低碳烯烴生產(chǎn)的替代原料是含氧化合物，例如醇類(甲醇、乙醇)、醚類(二甲醚、甲乙醚)、酯類(碳酸二甲酯、甲酸甲酯)等，這些含氧化合物可以通過煤、天然氣、生物質(zhì)等能源轉(zhuǎn)化而來。某些含氧化合物已經(jīng)可以達到較大規(guī)模的生產(chǎn)，如甲醇，可以由煤或天然氣制得，工藝十分成熟，可以實現(xiàn)上百萬噸級的生產(chǎn)規(guī)模。由于含氧化合物來源的廣泛性，再加上轉(zhuǎn)化生成低碳烯烴工藝的經(jīng)濟性，所以由含氧化合物轉(zhuǎn)化制烯烴(OTO)的工藝，特別是由甲醇轉(zhuǎn)化制烯烴(MTO)的工藝受到越來越多的重視。US 4499327專利中對磷酸硅鋁分子篩催化劑應用于甲醇轉(zhuǎn)化制烯烴工藝進行了詳細研究，認為SAP0-34是MTO工藝的首選催化劑。SAP0-34催化劑具有很高的低碳烯烴選擇性，而且活性也較高，可使甲醇轉(zhuǎn)化為低碳烯烴的反應時間達到小于10秒的程度，更甚至達到提升管的反應時間范圍內(nèi)。US 4338475專利中公開了一種使甲醇轉(zhuǎn)化成烯烴的方法，其中通過反應器內(nèi)的旋風分離器從反應產(chǎn)物物流中分離出催化劑。催化劑在反應器內(nèi)由于機械應力容易磨損破碎而產(chǎn)生粉末狀顆粒，由于其尺寸小、重量較輕，反應器內(nèi)的旋風分離器不能有效除去催化劑粉末，隨反應產(chǎn)物物流夾帶出反應器，催化劑粉末越小，越難通過常規(guī)的方法分離。因此，該方法存在產(chǎn)品氣物流中催化劑含量較高、且10微米以上的催化劑顆粒較多的問題。CN 200780005859公開了一種再生煙氣中脫除固體顆粒的方法，再生煙氣經(jīng)冷卻后進入靜電除塵器，采用靜電除塵的方法脫除催化劑細粉。該方法操作繁瑣，投資較大。本領域所公知的，再生煙氣不可避免的會夾帶部分催化劑離開再生器，這部分夾帶的催化劑如果不能有效脫除，尤其是大于10微米以上的催化劑顆粒，會造成后續(xù)煙氣輪機內(nèi)許多部件的嚴重磨損，即使煙氣排空，仍然會帶來環(huán)境污染的問題。由于甲醇制烯烴催化劑價格昂貴，跑損的催化劑需要嚴格控制，現(xiàn)有技術(shù)并沒有較好的解決上述問題，本發(fā)明有針對性的解決了上述問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中存在的再生器煙氣物流中催化劑含量較高、10微米以上催化劑含量較高的問題，提供一種新的甲醇制烯烴再生器煙氣中催化劑的脫除方法，該方法具有再生器煙氣物流中催化劑含量較低、10微米以上催化劑含量較低的優(yōu)點。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種甲醇制烯烴再生器煙氣中催化劑的脫除方法，(1)攜帶催化劑的再生煙氣物流I進入內(nèi)置于再生器的氣固分離設備，獲得催化劑含量小于0.6克/米3的再生煙氣物流II ； (2)所述再生煙氣物流II進入外置于再生器的氣固分離設備，獲得催化劑小于0. 1克/米3的再生煙氣物流III ；其中，再生煙氣物流III中粒度在10微米以上的催化劑小 于5%。上述技術(shù)方案中，所述催化劑包括SAP0-34;所述內(nèi)置于再生器的氣固分離設備為至少為一級的旋風分離器；所述外置于再生器的氣固分離設備為旋風分離器，內(nèi)置至少 100個立管式高效旋風管；所述再生煙氣物流II不經(jīng)過冷卻直接進入外置于再生器的氣固分離設備；所述再生煙氣物流III可經(jīng)冷卻后排空或者不經(jīng)冷卻去煙氣輪機回收能量；所述再生煙氣物流III中粒度在10微米以上的催化劑小于3% ；外置于再生器的氣固分離設備分離出的催化劑平均粒徑小于30微米。催化劑粒徑分布采用激光粒度法測量。當測得的再生煙氣物流III中催化劑含量小于0. 1克/米3，且粒度在10微米以上的催化劑小于5%時，煙氣物流可放空或進入煙氣輪機回收能量。由于再生器內(nèi)的傳統(tǒng)氣固旋風分離器效率有限，某些催化劑細粉并不能完全從再生煙氣中脫除，再生煙氣不可避免的會夾帶部分催化劑離開再生器，這部分夾帶的催化劑如果不能有效脫除，尤其是大于10微米以上的催化劑顆粒，會造成后續(xù)煙氣輪機內(nèi)許多部件的嚴重磨損。即使是煙氣排空，仍然會帶來環(huán)境污染的問題。另外，由于甲醇制烯烴催化劑價格昂貴，跑損的催化劑需要嚴格加以控制，脫除下來的催化劑細粉還可以再次使用， 以降低催化劑的使用成本。采用本發(fā)明的方法，除內(nèi)置于反應器的傳統(tǒng)旋風分離器外，還在反應器外設有內(nèi)置高效旋風管的旋風分離器，該旋風分離器類似于催化裂化煙氣管道上的“三級旋風分離器”，可保證10微米左右的催化劑細粉的有效脫除，將進入煙氣輪機的煙氣物流中催化劑粒度在10微米以上的催化劑降低到5%以下，既有效回收了跑損催化劑細粉，降低了甲醇制烯烴工藝的催化劑消耗，又保證了煙氣輪機的長周期穩(wěn)定運行。采用本發(fā)明的技術(shù)方案所述催化劑包括SAP0-34;所述內(nèi)置于再生器的氣固分離設備為至少為一級的旋風分離器；所述外置于再生器的氣固分離設備為旋風分離器，內(nèi)置至少100個立管式高效旋風管；所述再生煙氣物流II不經(jīng)過冷卻直接進入外置于再生器的氣固分離設備；所述再生煙氣物流III可經(jīng)冷卻后排空或者不經(jīng)冷卻去煙氣輪機回收能量；所述再生煙氣物流III中粒度在10微米以上的催化劑小于3% ；外置于再生器的氣固分離設備分離出的催化劑平均粒徑小于30微米，可有效提高跑損催化劑的回收率，取得了較好的技術(shù)效果。下面通過實施例對本發(fā)明作進一步的闡述，但不僅限于本實施例。
具體實施例方式實施例1在甲醇制烯烴再生系統(tǒng)中，再生器采用湍動流化床，催化劑采用SAP0-34，再生溫度為667°C，再生器沉降段內(nèi)設有兩級旋風分離器，兩級旋風分離器出口催化劑含量約為 0. 37克/米3，在再生器外設有內(nèi)置100個立管式高效旋風管的旋風分離器，可有效回收10 微米以上的催化劑細粉，外置旋風分離器出口物流中催化劑含量約為0. 063克/米3，其中粒度在10微米以上的催化劑為2. 94%，脫除下來的催化劑平均粒徑為18微米。實施 例2在如實施例1所述的條件下，在再生器沉降段噴入水蒸氣以降低煙氣出口溫度在 6300C以下，內(nèi)置旋風分離器出口催化劑含量約為0. 59克米3，外置旋風分離器出口催化劑含量約為0. 098克/米3，其中粒度在10微米以上的催化劑為4. 92%，脫除下來的催化劑平均粒徑為28. 7微米。比較例1在如實施例1所述的條件下，只是在再生器外不設置旋風分離器，內(nèi)置旋風分離器出口催化劑含量約為0. 35克/米3，其中粒度在10微米以上的催化劑為62%。顯然，采用本發(fā)明的方法，降低了再生器煙氣物流中催化劑含量和10微米以上催化劑含量，具有較大的技術(shù)優(yōu)勢，可用于低碳烯烴的工業(yè)生產(chǎn)中。
權(quán)利要求
1.一種甲醇制烯烴再生器煙氣中催化劑的脫除方法，主要包括以下步驟(1)攜帶催化劑的再生煙氣物流I進入內(nèi)置于再生器的氣固分離設備，獲得催化劑含量小于0. 6克/米3的再生煙氣物流II ；(2)所述再生煙氣物流II進入外置于再生器的氣固分離設備，獲得催化劑含量小于 0. 1克/米3的再生煙氣物流III ；其中，再生煙氣物流III中粒度在10微米以上的催化劑小于5%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述甲醇制烯烴再生器煙氣中催化劑的脫除方法，其特征在于所述催化劑包括SAPOH
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述甲醇制烯烴再生器煙氣中催化劑的脫除方法，其特征在于所述內(nèi)置于再生器的氣固分離設備為至少為一級的旋風分離器；所述外置于再生器的氣固分離設備為旋風分離器，內(nèi)置至少100個立管式高效旋風管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述甲醇制烯烴再生器煙氣中催化劑的脫除方法，其特征在于所述再生煙氣物流II不經(jīng)過冷卻直接進入外置于再生器的氣固分離設備。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述甲醇制烯烴再生器煙氣中催化劑的脫除方法，其特征在于所述再生煙氣物流III可經(jīng)冷卻后排空或者不經(jīng)冷卻去煙氣輪機回收能量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述甲醇制烯烴再生器煙氣中催化劑的脫除方法，其特征在于所述再生煙氣物流III中粒度在10微米以上的催化劑小于3%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述甲醇制烯烴再生器煙氣中催化劑的脫除方法，其特征在于外置于再生器的氣固分離設備分離出的催化劑平均粒徑小于30微米。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種甲醇制烯烴再生器煙氣中催化劑的脫除方法，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的再生器煙氣物流中催化劑含量較高、10微米以上催化劑含量較高的問題，本發(fā)明通過采用一種甲醇制烯烴再生器煙氣中催化劑的脫除方法，主要包括如下步驟(1)攜帶催化劑的再生煙氣物流Ⅰ進入內(nèi)置于再生器的氣固分離設備，獲得催化劑含量小于0.6克/m3的再生煙氣物流Ⅱ；(2)所述再生煙氣物流Ⅱ進入外置于再生器的氣固分離設備，獲得催化劑含量小于0.1克/m3的再生煙氣物流Ⅲ；其中，再生煙氣物流Ⅲ中粒度在10微米以上的催化劑小于5％的技術(shù)方案較好地解決了上述問題，可用于低碳烯烴的工業(yè)生產(chǎn)中。
文檔編號C07C1/20GK102274661SQ20101019979
公開日2011年12月14日 申請日期2010年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月11日
發(fā)明者張惠明, 王洪濤, 鐘思青, 齊國禎 申請人: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