流化床反應(yīng)器及用該流化床反應(yīng)器進(jìn)行甲醇制烯烴反應(yīng)的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種流化床反應(yīng)器，其包括反應(yīng)器筒體和反應(yīng)器擴(kuò)大段，所述反應(yīng)器筒體包括氣體分布板以及與所述氣體分布板相配合的初始物料引入管道，還包括位于所述氣體分布板上方的至少一個(gè)中間加料氣體分布器和與所述至少一個(gè)中間加料氣體分布器相配合的中間物料引入管道。本發(fā)明還提供一種使用該流化床反應(yīng)器進(jìn)行甲醇制烯烴的方法。
【專利說(shuō)明】流化床反應(yīng)器及用該流化床反應(yīng)器進(jìn)行甲醇制烯烴反應(yīng)的 方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明一般涉及石油化工以及煤化工領(lǐng)域，尤其涉及通過(guò)改變物料進(jìn)料方式來(lái)改 善反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)熱的流化床反應(yīng)器，本發(fā)明還涉及使用該流化床反應(yīng)器進(jìn)行甲醇制烯烴 的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 烯烴（乙烯、丙烯、丁烯）是石油化學(xué)工業(yè)的重要基礎(chǔ)原料，其大部分來(lái)源于石油衍 生物的裂解。隨著世界范圍內(nèi)石油資源的日益減少，人們開始關(guān)注其他生產(chǎn)烯烴的技術(shù)路 線，其中甲醇制烯烴技術(shù)可以利用煤、天然氣、生物質(zhì)等含有碳、氫資源的原料來(lái)生產(chǎn)甲醇， 進(jìn)而生產(chǎn)烯烴，可較大緩解烯烴工業(yè)對(duì)石油的依賴。
[0003] 以甲醇為原料生產(chǎn)烯烴的催化劑包含兩類，一類為SAP0型分子篩催化劑，另一類 為ZSM型分子篩催化劑。SAP0型催化劑的產(chǎn)物以乙烯、丙烯為主，催化劑易于結(jié)焦失活，需 在線連續(xù)再生，操作復(fù)雜，催化劑損耗高。而ZSM型分子篩催化劑的產(chǎn)物以乙烯、丙烯、混合 丁烯為主，相對(duì)丙烯、混合丁烯的選擇性更高，而且丙烯、丁烯的價(jià)格比乙烯更高，尤其適用 于生產(chǎn)高附加值的烯烴產(chǎn)品。ZSM催化劑再生周期長(zhǎng)，操作穩(wěn)定性好。
[0004] 采用ZSM型催化劑(例如ZSM-5、ZSM-22等）的甲醇制烯烴工藝，由于催化劑再生 周期長(zhǎng)，通常采用固定床反應(yīng)器，并采用一開一備用或二開一備用的方式，通過(guò)備用反應(yīng)器 的切換，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器內(nèi)催化劑在線再生，實(shí)現(xiàn)連續(xù)化工業(yè)生產(chǎn)。但固定床反應(yīng)器難以移出反 應(yīng)熱，在大量反應(yīng)熱存在的情況下，如果反應(yīng)器內(nèi)缺少冷卻物質(zhì)(例如水蒸氣）或者冷卻物 質(zhì)含量較低，催化劑會(huì)很快結(jié)焦失活。
[0005] 為此，業(yè)界采用在反應(yīng)物料中增大水蒸氣濃度的方式，將水蒸氣作為載氣，由反應(yīng) 器底部與反應(yīng)物料一起通入反應(yīng)器中，希望增加反應(yīng)物料的熱容，降低反應(yīng)器內(nèi)的溫升，由 此降低催化劑的結(jié)焦失活速率。
[0006] 但是過(guò)高的水蒸氣濃度，容易造成ZSM催化劑骨架坍塌，引起催化劑永久失活。同 時(shí)，水蒸氣的加入，也引起整個(gè)工藝的能耗增加。
[0007] 因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員仍然希望能夠提供一種新型的流化床反應(yīng)器以及用該流化 床反應(yīng)器進(jìn)行由甲醇制烯烴反應(yīng)的方法，解決上述在水蒸汽濃度過(guò)低時(shí)催化劑結(jié)焦失活， 水蒸氣濃度過(guò)高時(shí)催化劑骨架坍塌造成永久失活之間的矛盾，從而解決在用流化床反應(yīng)器 進(jìn)行甲醇制烯烴時(shí)的催化劑結(jié)焦失活問(wèn)題，同時(shí)降低能耗。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種能夠解決催化劑結(jié)焦失活問(wèn)題，同時(shí)又能 降低能耗的新型流化床反應(yīng)器以及用該流化床反應(yīng)器進(jìn)行甲醇制烯烴的方法。
[0009] 具體來(lái)說(shuō)，在本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供一種流化床反應(yīng)器，其包括反應(yīng)器筒體1 和反應(yīng)器擴(kuò)大段2,所述反應(yīng)器筒體1包括氣體分布板20以及與所述氣體分布板20相配合 的初始物料引入管道40,所述反應(yīng)器筒體1還包括位于所述氣體分布板20上方的至少一個(gè) 中間加料氣體分布器30和與所述至少一個(gè)中間加料氣體分布器30相配合的中間物料引入 管道50。
[0010] 在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式中，所述反應(yīng)器筒體1還包括內(nèi)置換熱器10以及與所述內(nèi) 置換熱器10相連通的冷卻介質(zhì)入口 11和冷卻介質(zhì)出口 12。
[0011] 在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式中，所述中間加料氣體分布器30為環(huán)形結(jié)構(gòu)或支架式結(jié) 構(gòu)。
[0012] 在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式中，所述反應(yīng)筒體1包括1-9個(gè)、優(yōu)選1-5個(gè)、更優(yōu)選1-2 個(gè)中間加料氣體分布器。
[0013] 在本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式中，所述氣體分布板20與最接近該氣體分布板20的中 間加料氣體分布器之間的高度差為反應(yīng)器筒體高度的5-50%，優(yōu)選10-20%。
[0014] 在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式中，所述氣體分布板20與最遠(yuǎn)離該氣體分布板20的中間 加料氣體分布器之間的高度差為反應(yīng)器筒體高度的30-70%，優(yōu)選40-60%。
[0015] 在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式中，所述中間物料引入管道50與所對(duì)應(yīng)的中間加料氣體 分布器30的位置關(guān)系為：所述中間物料引入管道50位于所對(duì)應(yīng)的中間加料氣體分布器30 的上方或下方、或者所述中間物料引入管道50與所對(duì)應(yīng)的中間加料氣體分布器30處于同 一水平面。
[0016] 在本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種由甲醇制備烯烴的方法，該方法在本發(fā)明所述 的流化床反應(yīng)器中進(jìn)行，在足以使得甲醇轉(zhuǎn)化為烯烴的條件下使得甲醇與流化床反應(yīng)器 中的催化劑接觸，其中甲醇以分段的方式加入，并且從第二段開始每段加入的甲醇的水蒸 氣含量等于或低于上一段加入的甲醇的水蒸氣含量且它們之間的差值為〇%?25%，優(yōu)選 5% -25%。
[0017] 在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式中，甲醇分成2-10段、優(yōu)選2-6段、更優(yōu)選2-3段加入，各 段加入的甲醇用量占整個(gè)反應(yīng)中甲醇總進(jìn)料量的比例相同或不同。
[0018] 在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式中，甲醇分成3段加入，其中初始物料中的水蒸氣質(zhì)量濃 度為10-50%，優(yōu)選10-30%，初始物料中甲醇用量占整個(gè)反應(yīng)中甲醇總進(jìn)料量的20%-60% ;第 一段中間物料中的水蒸氣質(zhì)量濃度為5-40%，優(yōu)選5-20%，所述第一段中間物料中甲醇用量 占整個(gè)反應(yīng)中甲醇總進(jìn)料量的10%_40% ;第二段中間物料中的水蒸氣質(zhì)量濃度為0-35%，優(yōu) 選0-15%，所述第二段中間物料中甲醇用量占整個(gè)反應(yīng)中甲醇總進(jìn)料量的10%-40%。
[0019] 在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式中，甲醇分四段進(jìn)料，其中初始物料中的水蒸氣質(zhì)量濃 度為10%-50%，優(yōu)選10%-30%，該股物料中甲醇用量占整個(gè)反應(yīng)甲醇總進(jìn)料量的比例為 15%-50% ;第一段中間物料中的水蒸氣質(zhì)量濃度為10%-40%，優(yōu)選10%-20%，該股物料中甲醇 用量占整個(gè)反應(yīng)甲醇總進(jìn)料量的比例為1〇%_35% ;第二段中間物料中的水蒸氣質(zhì)量濃度為 5%-35%，優(yōu)選5%-15%，該股物料中甲醇用量占整個(gè)反應(yīng)甲醇總進(jìn)料量的比例為10%-35% ;第 三段中間物料中的水蒸氣質(zhì)量濃度為0-20%，優(yōu)選0-10%，該股物料中甲醇用量占整個(gè)反應(yīng) 甲醇總進(jìn)料量的比例為1〇%_35%。
[0020] 在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式中，甲醇分五段進(jìn)料，其中初始物料中的水蒸氣質(zhì)量濃 度為10%-50%，優(yōu)選10%_30%，該股物料中甲醇用量占整個(gè)反應(yīng)甲醇總進(jìn)料量的比例為 15%-35% ;第一段中間物料中的水蒸氣質(zhì)量濃度為10%-40%，優(yōu)選10%-20%，該股物料中甲醇 用量占整個(gè)反應(yīng)甲醇總進(jìn)料量的比例為1〇%-25% ;第二段中間物料中的水蒸氣質(zhì)量濃度為 5-35%，優(yōu)選5-15%，該股物料中甲醇用量占整個(gè)反應(yīng)甲醇總進(jìn)料量的比例為10%-25% ;第三 段中間物料中的水蒸氣質(zhì)量濃度為0-20%，優(yōu)選0-10%，該股物料中甲醇用量占整個(gè)反應(yīng)甲 醇總進(jìn)料量的比例為1〇%_25% ;第四段中間物料中的水蒸氣質(zhì)量濃度為0-15%，優(yōu)選0-10%， 該股物料中甲醇用量占整個(gè)反應(yīng)甲醇總進(jìn)料量的比例為1〇%_25%。
[0021] 在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式中，所述流化床反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)溫度為430°C?510°C， 優(yōu)選450°C?490°C，所述流化床反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)壓力為0· 01?0· 5MPag，優(yōu)選0· 03? 0· 2MPag，更優(yōu)選 0· 06 ?0· IMPag。
[0022] 在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式中，在流化床反應(yīng)器內(nèi)物料出口與入口之間設(shè)定溫度差為 50 ?200 ?。
[0023] 通過(guò)上述流化床反應(yīng)器的改進(jìn)以及分段進(jìn)料加料方式的改進(jìn)，本發(fā)明通過(guò)逐漸降 低甲醇中水蒸氣加入量，降低總的水蒸氣消耗，達(dá)到節(jié)能降耗目的。同時(shí)，分段進(jìn)料，可以 有效的防止反應(yīng)器內(nèi)水蒸氣濃度過(guò)高，也可防止因催化劑骨架坍塌而引起的催化劑永久失 活。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行更詳細(xì)的描述：
[0025] 圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的流化床反應(yīng)器的示意圖。
[0026] 圖2是圖1的流化床反應(yīng)器的A-A方向橫截面示意圖，其中顯示了環(huán)形中間加料 氣體分布器。
[0027] 圖3是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的支架式的中間加料氣體分布器。
[0028] 圖4是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式示意圖，顯示的是另一種設(shè)置的物料引入管道位置 以及另一種內(nèi)置換熱器流向。
[0029] 圖5是物料引入管道與中間加料氣體分布器同一高度設(shè)置時(shí)的俯視示意圖。
[0030] 附圖標(biāo)記說(shuō)明：
[0031] 1反應(yīng)器筒體 2反應(yīng)器擴(kuò)大段
[0032] 10、10'內(nèi)置換熱器 20氣體分布板
[0033] 30(30A、30B)中間加料氣體分布器 40初始物料引入管道
[0034] 50(50A、50B)中間物料引入管道 11冷卻介質(zhì)引入管道
[0035] 12冷卻介質(zhì)引出管道 302環(huán)形管道
[0036] 304、310固定管道 306支架
[0037] 308線性管道 100反應(yīng)產(chǎn)物

【具體實(shí)施方式】
[0038] 本文所公開的"范圍"以下限和上限的形式?？梢苑謩e為一個(gè)或多個(gè)下限，和一個(gè) 或多個(gè)上限。給定范圍是通過(guò)選定一個(gè)下限和一個(gè)上限進(jìn)行限定的。選定的下限和上限限 定了特別范圍的邊界。所有可以這種方式進(jìn)行限定的范圍是包含和可組合的，即任何下限 可以與任何上限組合形成一個(gè)范圍。例如，針對(duì)特定參數(shù)列出了 60-120和80-110的范圍， 理解為60-110和80-120的范圍也是預(yù)料到的。此外，如果列出的最小范圍值1和2,和如 果列出了最大范圍值3,4和5,則下面的范圍可全部預(yù)料到：1-3、1-4、1-5、2-3、2-4和2-5。
[0039] 在本發(fā)明中，除非有其他說(shuō)明，數(shù)值范圍"a_b"表示a到b之間的任意實(shí)數(shù)組合的 縮略表示，其中a和b都是實(shí)數(shù)。例如數(shù)值范圍"0-5"表示本文中已經(jīng)全部列出了 "0-5" 之間的全部實(shí)數(shù)，"0-5"只是這些數(shù)值組合的縮略表示。
[0040] 如果沒(méi)有特別指出，本說(shuō)明書所用的術(shù)語(yǔ)"兩種"指"至少兩種"。
[0041] 在本發(fā)明中，如果沒(méi)有特別的說(shuō)明，本文所提到的所有實(shí)施方式以及優(yōu)選實(shí)施方 式可以相互組合形成新的技術(shù)方案。
[0042] 在本發(fā)明中，如果沒(méi)有特別的說(shuō)明，本文所提到的所有技術(shù)特征以及優(yōu)選特征可 以相互組合形成新的技術(shù)方案。
[0043] 在本發(fā)明中，如果沒(méi)有特別的說(shuō)明，本文所提到的所有步驟可以順序進(jìn)行，也可以 隨機(jī)進(jìn)行，但是優(yōu)選是順序進(jìn)行的。例如，所述方法包括步驟（a)和（b)，表示所述方法可 包括順序進(jìn)行的步驟（a)和（b)，也可以包括順序進(jìn)行的步驟（b)和（a)。例如，所述提到 所述方法還可包括步驟（c)，表示步驟（c)可以任意順序加入到所述方法，例如，所述方法 可以包括步驟（a)、（b)和（c)，也可包括步驟（a)、（c)和（b)，也可以包括步驟（c)、（a)和 (b)等。
[0044] 在本發(fā)明中，如果沒(méi)有特別的說(shuō)明，本文所提到的"包括"表示開放式，也可以是封 閉式。例如，所述"包括"可以表示還可以包含沒(méi)有列出的其他元件，也可以僅包括列出的 元件。
[0045] 為了解決反應(yīng)器內(nèi)低水蒸氣濃度下ZSM催化劑結(jié)焦失活，以及高水蒸氣濃度下 ZSM催化劑骨架坍塌的永久失活的問(wèn)題，同時(shí)為了降低水蒸氣的消耗，本發(fā)明提供了一種新 型流化床反應(yīng)器以及在該流化床反應(yīng)器中通過(guò)分段加入甲醇的方式由甲醇制備烯烴的方 法。
[0046] 圖1顯示了本發(fā)明流化床反應(yīng)器的一個(gè)【具體實(shí)施方式】。由圖中可見，該流化床反 應(yīng)器包括兩個(gè)部分，即反應(yīng)器筒體1和反應(yīng)器擴(kuò)大段2。反應(yīng)器筒體1內(nèi)包括內(nèi)置換熱器 10、位于流化床反應(yīng)器底部的氣體分布板20、位于該氣體分布板20上方的多個(gè)中間加料氣 體分布器30、與氣體分布板20相配合的初始物料引入管道40,及各個(gè)該中間加料氣體分布 器30分別相配合的中間物料引入管道50,和與該內(nèi)置換熱器10相連通的冷卻介質(zhì)引入管 道11和冷卻介質(zhì)引出管道12。
[0047] 其中，位于流化床反應(yīng)器底部的氣體分布板20可以是本領(lǐng)域已知的任意氣體分 布裝置，例如包括多孔的氣體分布板，包括噴射器的氣體分布器等。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng) 理解，只要開有多個(gè)孔洞的密封板，均可作為本發(fā)明的氣體分布板。該氣體分布板20的作 用是保證氣體分布板20下方的氣體可以經(jīng)由該氣體分布板20向上流入反應(yīng)器筒體1，而氣 體分布板20上方的固體物質(zhì)例如催化劑粉末不能經(jīng)由該氣體分布板20向下流入反應(yīng)器底 部。
[0048] 與該氣體分布板20相配合的初始物料引入管道40位于該氣體分布板20的下方。 在一個(gè)實(shí)施方式中，初始物料引入管道40可以水平通入該氣體分布板20下方，末端不設(shè)置 彎頭；在另一個(gè)實(shí)施方式中，可選地，該初始物料引入管道40在通入該氣體分布板20下方 的同時(shí)在該初始物料引入管道40末端設(shè)置一個(gè)彎頭；彎頭可以朝上，也可以朝下。優(yōu)選地， 該初始物料引入管道40通入該氣體分布板20下方，同時(shí)末端設(shè)置一個(gè)朝下的彎頭。這樣 的設(shè)置，可以讓通入的氣體先向下到反應(yīng)器筒體1底部的內(nèi)壁，再向上通過(guò)氣體分布板20 進(jìn)入反應(yīng)器筒體中部，由此使得氣體物料更加均勻地進(jìn)入反應(yīng)器筒體1中部。
[0049] 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，上述氣體分布板/器與物料引入管道"配合"的含 義是，氣體分布板/器與物料引入管道一一對(duì)應(yīng)，物料引入管道的末端與氣體分布板/器相 連接，包括管路連接或者彼此位置配合而形成的空間物理連接。
[0050] 該多個(gè)中間加料氣體分布器30的作用是使反應(yīng)器中間加入的物料能夠通過(guò)該中 間加料氣體分布器30分布均勻，從而使整個(gè)反應(yīng)器筒體內(nèi)的物料混合均勻。
[0051] 圖2所示為圖1中沿A-A方向的剖面示意圖。在本發(fā)明的該實(shí)施方式中，位于圖 2最外面的一個(gè)圓代表的是反應(yīng)器筒體1的筒壁，筒壁內(nèi)分散有多個(gè)內(nèi)置換熱管10,其余部 分代表的是一個(gè)環(huán)形中間加料氣體分布器30A。圖2中的環(huán)形中間加料氣體分布器30A僅 為示意性的，在該示例性的實(shí)施方式中，該中間加料氣體分布器30A包括三個(gè)環(huán)形管道302 以及橫貫這三個(gè)環(huán)形管道302的固定管道304。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，該環(huán)形管道302 的個(gè)數(shù)不應(yīng)限于3個(gè)。固定管道304的作用是固定這些環(huán)形管道302,同時(shí)與這些環(huán)形管道 302在每個(gè)有交點(diǎn)的位置都相連通。該環(huán)形中間加料氣體分布器30A與反應(yīng)器筒壁的固定 采用常規(guī)固定方法，例如圖2所示的利用多個(gè)支架306將該中間加料氣體分布器30A固定 在反應(yīng)器筒壁上。
[0052] 另外，這些固定管道304和環(huán)形管道302之間彼此連通，并且對(duì)環(huán)形管道302以均 勻或不均勻的方式開孔，以使物料從管道中均勻地向外分散到整個(gè)反應(yīng)器筒體1內(nèi)。通過(guò) 該結(jié)構(gòu)，使得在正常使用狀態(tài)下，外部物料通過(guò)中間物料引入管道50A流入該環(huán)形的中間 加料氣體分布器30A的各個(gè)管道，并均勻地從開孔噴射到反應(yīng)器筒體1內(nèi)。這些開孔的位 置可以在管道的底部或者側(cè)壁，或者底部和側(cè)壁都開孔。優(yōu)選地，這些開孔開在環(huán)形管道 302的底部，形成類似蓮蓬頭的結(jié)構(gòu)，使物料進(jìn)入反應(yīng)器筒體1后，首先向下，再隨著向上的 其他物流一起上升，上升過(guò)程中充分混合，保證反應(yīng)的充分進(jìn)行。
[0053] 圖3為中間加料氣體分布器的另一個(gè)實(shí)施方式示意圖。圖中該中間加料氣體分布 器為支架式的，其中多個(gè)線性管道308以均勻或不均勻的方式并行排列，固定管道310將這 些線性管道308固定在一起，每個(gè)有交點(diǎn)的位置也是相連通的。與圖2中的環(huán)形中間加料 氣體分布器類似的是，這些線性管道308也需要開孔，使得在正常使用狀態(tài)下，外部物料通 過(guò)中間物料引入管道50流入該支架式的中間加料氣體分布器的各個(gè)管道，并均勻地從各 個(gè)管道的開孔噴射到反應(yīng)器筒體1內(nèi)。類似地，開孔位置可在線性管道308的底部或者側(cè) 壁或者底部和側(cè)壁都開孔。
[0054] 與此類似，位于該環(huán)形中間加料氣體分布器30A上方的中間加料氣體分布器30B， 可采用環(huán)形結(jié)構(gòu)，也可采用支架式結(jié)構(gòu)，或者采用本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的各種其他結(jié) 構(gòu)。
[0055] 中間加料氣體分布器30的數(shù)量為1?9個(gè)，優(yōu)選1?5個(gè)，更優(yōu)選1?2個(gè)。與 各個(gè)中間加料氣體分布器30相配合的中間物料引入管道50的數(shù)量為1?9個(gè)，優(yōu)選1?5 個(gè)，更優(yōu)選1?2個(gè)。也就是說(shuō)，待加入的物料可以通過(guò)初始物料引入管道40和中間物料 引入管道50分成2?10股，優(yōu)選2?6股，更優(yōu)選2?3股分批次加入反應(yīng)器內(nèi)。圖1僅 示例性的顯示了三個(gè)物料引入管道以及兩個(gè)中間加料氣體分布器，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可 以理解，物料引入管道及中間加料氣體分布器的個(gè)數(shù)不能被圖1所限制。
[0056] 本發(fā)明還對(duì)這些中間加料氣體分布器的高度進(jìn)行了具體的限定。在一個(gè)實(shí)施方式 中，所述氣體分布板20與最接近該氣體分布板20的中間加料氣體分布器(例如圖1中的 30A)之間的高度差為反應(yīng)器筒體高度Η(反應(yīng)器筒體高度Η如圖1所示，為反應(yīng)器筒體的頂 部封頭切線到底部封頭切線的距離）的5%?50%，優(yōu)選10%?20%，例如10%、11%、12%、13%、 14%、15% 或者 20%。
[0057] 在一個(gè)實(shí)施方式中，所述氣體分布板20與最遠(yuǎn)離所述氣體分布器20的中間加 料氣體分布器(例如圖1中的30Β)之間的高度差為反應(yīng)器筒體高度Η的30%?70%，優(yōu)選 40%?60%，例如40%、45%、50%、55%、60%。這意味著，最遠(yuǎn)離氣體分布器的中間加料氣體分布 器的上方，需要預(yù)留一定空間，用于新引入的物料的充分反應(yīng)。
[0058] 在一個(gè)實(shí)施方式中，最接近所述氣體分布板20的中間加料氣體分布器與最遠(yuǎn)離 所述氣體分布板20的中間加料氣體分布器之間至少有一個(gè)中間加料氣體分布器，所述中 間加料氣體分布器之間在垂直方向上以均勻或不均勻的高度間隔設(shè)置。
[0059] 與該中間加料氣體分布器30Α相配合的中間物料引入管道50Α以及與該中間加料 氣體分布器30Β相配合的中間物料引入管道50Β，兩者的作用都是將適當(dāng)配比的物料引入 到系統(tǒng)中，其結(jié)構(gòu)與位置關(guān)系彼此類似。
[0060] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，可以如圖1中的中間物料引入管道50Α或50Β所示 位置設(shè)置，即如中間物料引入管道50Α-樣位于所對(duì)應(yīng)的中間加料氣體分布器30Α的上方， 在末端設(shè)置彎頭或者不設(shè)置彎頭均可。優(yōu)選地，在末端設(shè)置向下的彎頭，彎頭與中間加料氣 體分布器30Α的固定管道304相配合或者相連通。
[0061] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，可以如圖4中的中間物料引入管道50Α所示位置設(shè) 置，即如中間物料引入管道50Α-樣與所對(duì)應(yīng)的中間加料氣體分布器處于同一水平面，其 俯視圖如圖5所示，此時(shí)中間物料引入管道50Α與中間加料氣體分布器的固定管道304相 通，使得物料能順利流到中間加料氣體分布器的各個(gè)圓形管道，并均勻噴射到反應(yīng)器筒體 內(nèi)部。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該能夠理解，此處僅以環(huán)形中間加料氣體分布器為例來(lái)解釋中間 物料引入管道50Α與對(duì)應(yīng)的中間加料氣體分布器的連接關(guān)系，其他任何形狀的中間加料氣 體分布器都可以采用這種連接方式與其對(duì)應(yīng)的物料引入管道連接，當(dāng)然圖3所示的支架式 中間加料氣體分布器也滿足上述需求。
[0062] 在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，可以如圖4中的中間物料引入管道50Β所示位置 設(shè)置，即如中間物料引入管道50Β -樣處于所對(duì)應(yīng)的中間加料氣體分布器的下方。此時(shí)，中 間物料引入管道50Β的末端可以是平的，也可以有向上或向下的彎頭。此時(shí)，中間物料引入 管道通入的氣流會(huì)隨著反應(yīng)器底部向上的氣流一起向上，邊向上邊混合、反應(yīng)，也可以達(dá)到 發(fā)明的目的。該中間加料氣體分布器可以采用任何形狀的，例如環(huán)形的、支架式的。
[0063] 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，為了便于說(shuō)明問(wèn)題，圖4中把中間物料引入管道50Α和 中間物料引入管道50Β分別示意性地做了不同的位置顯示，但是每個(gè)位置顯示對(duì)所有中間 物料引入管道都適用。
[0064] 通過(guò)該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，因?yàn)橄聦蛹尤氲奈锪现形磪⑴c反應(yīng)的部分會(huì)上升到上層，與上 層的物料混合，由此可以充分利用這部分物料，使上層加入的物料中該組分的含量更低，通 過(guò)分段加入物料的方式，使反應(yīng)更充分，提高物料的利用率；同時(shí)，通過(guò)上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在正 常使用狀態(tài)下，能夠通過(guò)控制不同的物料引入裝置中加入的物料的配比，從而靈活調(diào)節(jié)其 中所需的物料，節(jié)約能耗。
[0065] 另外，為了充分解決反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)熱問(wèn)題，可選地，本發(fā)明還可以在反應(yīng)器內(nèi)設(shè) 置內(nèi)置換熱器10,其作用是通過(guò)外加冷卻介質(zhì)的方式，通過(guò)冷卻介質(zhì)在內(nèi)置換熱器內(nèi)的流 動(dòng)，將反應(yīng)熱帶出。該內(nèi)置換熱器可以為列管式換熱器、U型換熱器等現(xiàn)有換熱器。圖1所 示為內(nèi)置換熱器的一個(gè)示例，如圖所示，在該反應(yīng)器筒體1上，冷卻介質(zhì)從冷卻介質(zhì)引入管 道11引入反應(yīng)器筒體內(nèi)，在內(nèi)置換熱器內(nèi)流過(guò)時(shí)，將反應(yīng)器筒體內(nèi)的部分反應(yīng)熱帶走，攜 帶反應(yīng)熱的冷卻介質(zhì)再?gòu)睦鋮s介質(zhì)引出管道12流出反應(yīng)器筒體。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理 解，冷卻介質(zhì)引入管道11及冷卻介質(zhì)引出管道12的位置不限于圖1所示，也就是不一定位 于所有中間加料氣體分布器的上方。對(duì)于不同的內(nèi)置換熱器，該冷卻介質(zhì)引入管道11及冷 卻介質(zhì)引出管道12的位置可以有不同的設(shè)置，舉例來(lái)說(shuō)，如圖4所示的內(nèi)置換熱器10'的 設(shè)置，冷卻介質(zhì)引入管道11在下方，冷卻介質(zhì)引出管道12在上方，使得冷卻介質(zhì)從下面流 入,從上面流出。
[0066] 流化床反應(yīng)器中使用的催化劑是以ZSM-5分子篩為活性組分的流化床反應(yīng)器催 化劑，這是一種本領(lǐng)域公知的分子篩催化劑材料，可以直接在市場(chǎng)上購(gòu)得，也可以按照文獻(xiàn) 法合成。本發(fā)明中使用的ZSM-5分子篩的硅鋁比為20?400,優(yōu)選為100?350,更優(yōu)選 為200?300,例如200、220、240、250、280、300。ZSM-5分子篩在催化劑中的質(zhì)量含量為 20-90%，優(yōu)選為20?50%，例如20%、30%、40%、50%。催化劑的微球粒徑為50-110 μ m，優(yōu)選 為 70 ?100 μ m，例如 70 μ m、75 μ m、80 μ m、85 μ m、90 μ m、95 μ m、100 μ m。
[0067] 該流化床反應(yīng)器可以用于任何可以通過(guò)流化床反應(yīng)器進(jìn)行的反應(yīng)，本發(fā)明列舉該 流化床反應(yīng)器的一個(gè)應(yīng)用，即用該流化床反應(yīng)器進(jìn)行甲醇制備烯烴。
[0068] 由甲醇制備烯烴的反應(yīng)過(guò)程的方程式如下：
[0069] (CH30H)n--------(CH2) n+n H20
[0070] 其中CH30H為甲醇，（CH2)n可以為乙烯、丙烯、丁烯等，η分別為2、3、4等。甲醇制 烯烴的過(guò)程中，必然伴隨著甲醇脫水過(guò)程。
[0071] 由反應(yīng)方程式可知，本反應(yīng)過(guò)程中，生成水蒸氣。因此，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，水蒸氣 濃度逐漸增加。這樣在反應(yīng)器內(nèi)，就存在如下矛盾，在反應(yīng)初期，必須保證一定的水蒸氣濃 度，防止催化劑結(jié)焦失活；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，逐漸生成更多的水蒸氣，隨著水蒸氣濃度逐漸 增加，如果不減少水蒸氣的加入量，加入的水蒸氣和生成的水蒸氣一起，會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)器內(nèi)的 水蒸氣濃度過(guò)高，進(jìn)而引起催化劑的骨架坍塌失活。
[0072] 為解決上述矛盾，本發(fā)明提供一種由甲醇制備烯烴的方法，尤其利用該流化床反 應(yīng)器進(jìn)行由甲醇制備烯烴的方法。該方法在上述流化床反應(yīng)器中進(jìn)行，在足以使得甲醇 轉(zhuǎn)化為烯烴的條件下使得甲醇與流化床反應(yīng)器中的催化劑接觸，其中甲醇以分段的方式加 入，并且從第二段開始每段加入的甲醇的水蒸氣含量等于或低于上一段加入的甲醇的水蒸 氣含量且它們之間的差值為〇%?25%，優(yōu)選5% -25%。在本發(fā)明中，甲醇可以分成2-10 段，優(yōu)選2-6段，更優(yōu)選2-3段，分別進(jìn)入流化床反應(yīng)器內(nèi)。甲醇分段的數(shù)量與流化床反應(yīng) 器的物料引入管道數(shù)量一致。
[0073] 以下以甲醇分三段添加為例來(lái)說(shuō)明如何實(shí)現(xiàn)甲醇分段加入來(lái)減少水蒸氣消耗的。
[0074] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，例如圖1所示的流化床反應(yīng)器，以純甲醇用量為計(jì) 量單位，每段甲醇進(jìn)料占整個(gè)反應(yīng)中甲醇總進(jìn)料量的百分比分別為：在反應(yīng)初期，初始物 料保證一定的水蒸氣濃度，防止催化劑結(jié)焦失活，初始物料的甲醇用量占甲醇總進(jìn)料量的 20%?60%，在該初始物料中水蒸氣質(zhì)量濃度為10-50%，優(yōu)選10-30%，其中水蒸氣質(zhì)量濃度 為該股進(jìn)料中水蒸氣質(zhì)量占該股進(jìn)料中甲醇和水蒸氣總質(zhì)量的百分比；隨著反應(yīng)進(jìn)行，不 斷生成水，反應(yīng)體系內(nèi)水蒸氣濃度逐漸增加，以純的甲醇為計(jì)量單位，第一段中間物料的甲 醇用量占整個(gè)反應(yīng)中甲醇總進(jìn)料量的10%?40%，同時(shí)在該第一段中間物料中，適當(dāng)降低水 蒸氣濃度，使其水蒸氣質(zhì)量濃度為5-40%，優(yōu)選5-20% ;第二段中間物料中的水蒸氣濃度可 進(jìn)一步降低，甚至可用精甲醇進(jìn)料，第二段甲醇進(jìn)料的水蒸氣濃度為0-35%，優(yōu)選0-15%。以 下為便于對(duì)比，將三段甲醇進(jìn)料的用量及水蒸氣比例列于表1中。
[0075] 表1三段甲醇進(jìn)料的用量及水蒸氣比例
[0076] I該股物料甲醇用量占整個(gè)反I該股物料中水蒸氣的質(zhì)量濃度 __應(yīng)甲醇總進(jìn)料量的比例__ 初始物料 20%~60% 10-50%,優(yōu)選 10-30% 第- ^段中間物料 ?〇°/。?40% 5-40%,優(yōu)選5-20% _ 第二段中間物料 10%~40°/〇__0-35%，優(yōu)選0-15%_
[0077] 注：該股進(jìn)料中水蒸氣的質(zhì)量濃度指的是該股水蒸氣質(zhì)量/該股中甲醇和水蒸氣 的總質(zhì)量。
[0078] 類似地，本發(fā)明可采用兩段或多于三段的方式進(jìn)料，只要從第二段開始每段加入 的物料中水蒸氣含量等于或低于上一段加入的物料中水蒸氣含量且它們之間的差值為 0 % -25 %，優(yōu)選5%-25%。下表2和3分別示例性地給出了四段甲醇進(jìn)料和五段甲醇進(jìn)料的 用量及水蒸氣比例。
[0079] 表2四段甲醇進(jìn)料的用量及水蒸氣比例
[0080] I該股物料甲醇用量占整個(gè)反I該股物料中水蒸氣的質(zhì)量濃度 __應(yīng)甲醇總進(jìn)料量的比例__ 初始物料 15%~50% 10~50%，優(yōu)選 10%~30% 第-·段中間物料 10%?35% 10%?40%,優(yōu)選10%~20% 第二段中間物料 10%?35% 5~35%，優(yōu)選5~15% 第三段中間物料 丨10%?35% 丨0?20%,優(yōu)選0?10%
[0081] 表3五段甲醇進(jìn)料的用量及水蒸氣比例
[0082] I該股物料甲醇用量占整個(gè)I該股物料中水蒸氣的質(zhì)量濃度 __反應(yīng)甲醇總進(jìn)料量的比例__ 初始物料 15%~35% 10%?50%,優(yōu)選10%~30% 第--段中間物料 10%~25% 10%~40%,優(yōu)選10%~20% 第二段中間物料 ！〇%?25% 1?35%,優(yōu)選5?15% _ 第三段中間物料 ！〇%?25% 1)?20%,優(yōu)選0?10% _ 第四段中間物料 | 10%?25% | 0?15%,優(yōu)選0?10%
[0083] 傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝，全部甲醇一次全部加入反應(yīng)器，而且為防止催化劑結(jié)焦失活，在 進(jìn)料中保證一定水蒸氣濃度。本發(fā)明與傳統(tǒng)方法比較，通過(guò)逐漸降低甲醇中水蒸氣加入量， 可降低總的水蒸氣消耗，達(dá)到節(jié)能降耗目的。同時(shí)，分段進(jìn)料，可以有效的防止反應(yīng)器內(nèi)水 蒸氣濃度過(guò)高，也可防止因催化劑骨架坍塌而引起的催化劑永久失活。
[0084] 用于進(jìn)行本發(fā)明方法的流化床反應(yīng)器內(nèi)可以設(shè)置內(nèi)置換熱器來(lái)移除反應(yīng)過(guò)程的 反應(yīng)熱，控制反應(yīng)器內(nèi)的溫度，使反應(yīng)器內(nèi)的溫度基本保持均一，從而最大可能降低甲醇物 料中的水蒸氣加入量。所述內(nèi)置換熱器可以為本領(lǐng)域常用的換熱器，例如U型管換熱器、列 管式換熱器。也可以通過(guò)在流化床反應(yīng)器的物流出口與入口之間設(shè)定溫度差來(lái)控制反應(yīng)器 內(nèi)的溫度。例如，控制流化床反應(yīng)器的物流出口與入口之間的溫度差為50-200°C。或者，采 用設(shè)置內(nèi)置換熱器和設(shè)定物流出口與入口之間的溫度差的組合來(lái)控制反應(yīng)器內(nèi)的溫度。
[0085] 圖1顯示了以分段進(jìn)料的方式由甲醇制備烯烴的工藝流程的一個(gè)【具體實(shí)施方式】。 由圖中可見，該流化床反應(yīng)器包括兩個(gè)部分，即反應(yīng)器筒體1和反應(yīng)器擴(kuò)大段2。反應(yīng)器筒 體1內(nèi)為流化床反應(yīng)器的密相床段，反應(yīng)物在該部分與催化劑接觸，發(fā)生反應(yīng)。擴(kuò)大段2為 反應(yīng)尾氣與催化劑分離段，在擴(kuò)大反應(yīng)器直徑后，降低氣體流速，從而將反應(yīng)尾氣夾帶的催 化劑顆粒分離。在反應(yīng)器筒體1內(nèi)，包含內(nèi)置換熱器10,氣體分布板20,中間加料氣體分布 器30。內(nèi)置換熱器10可以選用U型管式換熱器、列管式換熱器，或其他類型換熱器。氣體 分布板20可以選用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的單層篩板、多層篩板或填料式氣體分布器。中間 加料氣體分布器30,可以選用環(huán)管式、排管式、支架式等各種型式分布管。
[0086] 在圖1所示的實(shí)施方式中，物料(成分為甲醇及水蒸氣，其中甲醇為反應(yīng)氣體，水 蒸氣為助劑)分為三個(gè)部分，分別由初始物料引入管道40、中間物料引入管道50A和50B進(jìn) 入反應(yīng)器筒體內(nèi)。首先初始物料中的甲醇以甲醇總進(jìn)料量的20-60%的流量（即初始物料中 甲醇用量占整個(gè)反應(yīng)中甲醇總進(jìn)料量的比例）經(jīng)氣體分布板20進(jìn)入反應(yīng)器筒體1內(nèi)，與反 應(yīng)器筒體內(nèi)流化狀態(tài)的ZSM催化劑接觸，發(fā)生反應(yīng)。為保證足夠的水蒸氣濃度，防止催化劑 結(jié)焦失活，初始物料添加了 10-50%，優(yōu)選10-30%的水蒸氣。
[0087] 在反應(yīng)進(jìn)行一定時(shí)間（此反應(yīng)時(shí)間根據(jù)不同的反應(yīng)器長(zhǎng)度而有所不同）后，由于此 時(shí)已發(fā)生部分甲醇轉(zhuǎn)化反應(yīng)而生成了產(chǎn)物水，反應(yīng)器內(nèi)水蒸氣濃度有所提高，因此，在反應(yīng) 器床層中間，第一段中間物料經(jīng)中間加料氣體分布器30A引入反應(yīng)器內(nèi)，其中該段物料中 甲醇占整個(gè)反應(yīng)中甲醇總進(jìn)料量的10%?40%，水蒸氣質(zhì)量濃度（即該段物料中水蒸氣質(zhì)量 占該段物料中甲醇與水蒸氣總質(zhì)量的百分比）為5-40%，優(yōu)選5-20%。
[0088] 其后，第二段中間物料經(jīng)中間加料氣體分布器30B進(jìn)入反應(yīng)器筒體內(nèi)，該段物料 中甲醇占整個(gè)反應(yīng)中甲醇總進(jìn)料量的10%?40%。由于此時(shí)已發(fā)生大部分甲醇轉(zhuǎn)化反應(yīng)而 生成了產(chǎn)物水，反應(yīng)器內(nèi)水蒸氣濃度有較大提高，因此第二段中間物料可采用較低的水蒸 氣添加量，本實(shí)施方式中，該物流水蒸氣的質(zhì)量濃度為0-35%，優(yōu)選0-15%。0 %的濃度即表 示加入的是精甲醇，不添加任何水蒸氣。
[0089] 反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行一定時(shí)間后，所有反應(yīng)產(chǎn)物，經(jīng)反應(yīng)器擴(kuò)大段2,分離所夾帶的催化 劑后，反應(yīng)產(chǎn)物100離開反應(yīng)器。在反應(yīng)器擴(kuò)大段2內(nèi)，也可通過(guò)設(shè)置內(nèi)置的旋風(fēng)分離器， 分離反應(yīng)產(chǎn)物100所夾帶的催化劑。該旋風(fēng)分離器也可設(shè)置在反應(yīng)器外。
[0090] 反應(yīng)過(guò)程中釋放的反應(yīng)熱，可通過(guò)反應(yīng)產(chǎn)物100與初始物料、第一段中間物料、第 二段中間物料的溫度差移除，也可通過(guò)反應(yīng)器內(nèi)置換熱器10移除，或者上述兩種方式共同 作用，移出反應(yīng)熱。冷卻介質(zhì)經(jīng)冷卻介質(zhì)引入管道11進(jìn)入內(nèi)置換熱器，經(jīng)冷卻介質(zhì)引出管 道12離開內(nèi)置換熱器。冷卻介質(zhì)可以選用飽和水、導(dǎo)熱油或者其他介質(zhì)，通過(guò)冷卻介質(zhì)的 溫度差或者相變，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)熱的移除，從而實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器內(nèi)溫度均一。
[0091] 在上述實(shí)施方式中，反應(yīng)器內(nèi)的溫度為430°C?510°C，優(yōu)選450?490°C，反應(yīng)器 內(nèi)的壓力為0. 01?0. 5MPag，優(yōu)選0. 03?0. 2MPag，反應(yīng)時(shí)間與反應(yīng)器的高度有關(guān)，高度越 高，反應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng)。
[0092] 本發(fā)明中各段加入的甲醇量可以相同或不同，優(yōu)選各段中甲醇的進(jìn)料量相同。以 下通過(guò)實(shí)施例來(lái)具體說(shuō)明當(dāng)物料分三段進(jìn)料、分四段進(jìn)料、分五段進(jìn)料時(shí)的工藝參數(shù)。
[0093] 實(shí)施例
[0094] 按照上述圖1的工藝流程實(shí)施本發(fā)明方法。其中，使用ZSM-5催化劑(硅鋁比 為250,粒徑為80 μ m)，反應(yīng)器內(nèi)溫度保持在450?490°C，反應(yīng)器內(nèi)壓力保持在0.06? 0. IMPag。實(shí)施例中各段甲醇加入濃度、水蒸氣消耗及水蒸汽濃度如表一到表三中所示。 [0095] 表一分三段進(jìn)料時(shí)各段甲醇加入濃度、水蒸氣消耗及水蒸氣濃度
[0096] 實(shí)施例1 |甲醇流量| -醇進(jìn)料濃度 |水蒸氣消耗|反應(yīng)器內(nèi)水蒸氣 __Kg/hr 甲醇質(zhì)量濃度 水質(zhì)量濃度 Kg/hr__質(zhì)量濃度 初始物料 3〇〇 το% 3〇% me ?% 第一段屮間物料 300 90% 10% 333 43% 第二段中間勸料 300 100% 0 0 47% 反應(yīng)器出Π 62.3% ft if 900 fT 計(jì)丨 _丨6_丨/)
[0097] 表二分四段進(jìn)料時(shí)各段甲醇加入濃度、水蒸氣消耗及水蒸氣濃度
[0098] 實(shí)施例2 |甲醇流Μ | 中醇進(jìn)料濃度 |水蒸氣消耗 反應(yīng)器內(nèi) __Kg/hr 甲醇質(zhì)呈濃度|水質(zhì)呈濃度 Kg/hr 水蒸氣質(zhì)量濃度 ~初始甲醇加料 225 70% 30% 96A 30% 第一段屮間物料 225 90% 10% 25 43.4% 第'.段中_ 物料 225 95% 5% ΓΓ8 47.8% 第二段屮間物料 225 100% 0 0 49.7% ^反應(yīng)器出 口 100% 〇 〇 61.9% 合計(jì)| 900 | 合計(jì)丨 133.2
[0099] 表三分五段進(jìn)料時(shí)各段甲醇加入濃度、水蒸氣消耗及水蒸氣濃度
[0100] 實(shí)施例3 |中醇流Μ | 甲醇進(jìn)料濃度 |水蒸氣消耗~~反應(yīng)器內(nèi)^ __Kg/hr Ijj醇質(zhì)量濃度1水質(zhì)量濃f Kg/hr 水蒸氣質(zhì)量濃度 初始物料 ?80 70% 30% ?ΤΛ 30% 第一段中_ 物料 ?80 90% 10% 20 43.4% 第二段屮間物料 ?80 95% 5% 93 47.8% 第二段中間物料 ?80 100% 0 0 49.7% 第圓段中間物料 ?80 100% 0 0 50.8% 反應(yīng)器出口 60.9% 合計(jì)| 900 | 合計(jì)| 106.6
[0101] 作為對(duì)比，在與本發(fā)明實(shí)施例相同的反應(yīng)條件下將全部甲醇一次加入到反應(yīng)器 內(nèi)，表四列舉了對(duì)比工作條件下甲醇加入濃度、水蒸氣消耗及水蒸汽濃度。
[0102] 表四一次性加入全部物料時(shí)甲醇加入濃度、水蒸氣消耗及水蒸汽濃度
[0103] 對(duì)比例1 |甲醇流量| 甲醇進(jìn)料濃度 |水蒸氣消耗 反應(yīng)器內(nèi) __Kg/hr 甲醇質(zhì)量濃度|水質(zhì)量濃度 Kg/hr 水蒸氣質(zhì)Μ濃度 甲醇加料 900 70% 30% 385.7 30% 反應(yīng)器出Π ^ 69% 合計(jì)| 900 丨 fH十| 385J
[0104] 從表一和表四對(duì)比，分三段進(jìn)料時(shí)水蒸氣消耗為161. 9Kg/hr，分四段進(jìn)料時(shí)水蒸 氣消耗為133. 2Kg/hr，分五段進(jìn)料時(shí)水蒸氣消耗為106. 6Kg/hr，一次性進(jìn)料時(shí)水蒸氣消耗 為385. 7Kg/hr。通過(guò)水蒸氣消耗的對(duì)比可以看出，采用分三段進(jìn)料的流化床反應(yīng)器，相比于 一次性投料的流化床反應(yīng)器來(lái)說(shuō)，水蒸氣消耗可以節(jié)省58%，而同時(shí)反應(yīng)器內(nèi)水蒸氣最大濃 度，低于甲醇一次全部加入到反應(yīng)器工況，在節(jié)能降耗的同時(shí)，也降低了催化劑的骨架坍塌 永久失活的可能性。另外，分段進(jìn)料時(shí)水蒸氣消耗相對(duì)于一次性進(jìn)料都有明顯的降低，而且 所分段數(shù)越多，水蒸氣消耗越少。
【權(quán)利要求】
1. 一種流化床反應(yīng)器，其包括反應(yīng)器筒體（1)和反應(yīng)器擴(kuò)大段（2)，所述反應(yīng)器筒體 (1)包括氣體分布板（20)以及與所述氣體分布板（20)相配合的初始物料引入管道（40)， 其特征在于：所述反應(yīng)器筒體（1)還包括位于所述氣體分布板（20)上方的至少一個(gè)中間加 料氣體分布器（30)和與所述至少一個(gè)中間加料氣體分布器（30)相配合的中間物料引入管 道（50)。
2. 如權(quán)利要求1所述的流化床反應(yīng)器，其特征在于，所述反應(yīng)器筒體（1)還包括內(nèi)置換 熱器（10)以及與所述內(nèi)置換熱器（10)相連通的冷卻介質(zhì)入口（11)和冷卻介質(zhì)出口（12)。
3. 如權(quán)利要求1所述的流化床反應(yīng)器，其特征在于，所述中間加料氣體分布器（30)為 環(huán)形結(jié)構(gòu)或支架式結(jié)構(gòu)。
4. 如權(quán)利要求1所述的流化床反應(yīng)器，其特征在于，所述反應(yīng)筒體（1)包括1-9個(gè)、優(yōu) 選1-5個(gè)、更優(yōu)選1-2個(gè)中間加料氣體分布器。
5. 如權(quán)利要求1所述的流化床反應(yīng)器，其特征在于，所述氣體分布板（20)與最接近該 氣體分布板（20)的中間加料氣體分布器之間的高度差為反應(yīng)器筒體高度的5-50%，優(yōu)選 10-20%。
6. 如權(quán)利要求1所述的流化床反應(yīng)器，其特征在于，所述氣體分布板（20)與最遠(yuǎn)離該 氣體分布板（20)的中間加料氣體分布器之間的高度差為反應(yīng)器筒體高度的30-70%，優(yōu)選 40-60%。
7. 如權(quán)利要求1所述的流化床反應(yīng)器，其特征在于，所述中間物料引入管道（50)與所 對(duì)應(yīng)的中間加料氣體分布器（30)的位置關(guān)系為：所述中間物料引入管道（50)位于所對(duì)應(yīng) 的中間加料氣體分布器（30)的上方或下方、或者所述中間物料引入管道（50)與所對(duì)應(yīng)的 中間加料氣體分布器（30)處于同一水平面。
8. -種由甲醇制備烯烴的方法，該方法在權(quán)利要求1所述的流化床反應(yīng)器中進(jìn)行，在 足以使得甲醇轉(zhuǎn)化為烯烴的條件下使得甲醇與流化床反應(yīng)器中的催化劑接觸，其中甲醇以 分段的方式加入，并且從第二段開始每段加入的甲醇的水蒸氣含量等于或低于上一段加入 的甲醇的水蒸氣含量且它們之間的差值為〇%?25%，優(yōu)選5%-25%。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，甲醇分成2-10段、優(yōu)選2-6段、更優(yōu)選2-3 段加入，各段加入的甲醇用量占整個(gè)反應(yīng)中甲醇總進(jìn)料量的比例相同或不同。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，甲醇分成3段加入，其中初始物料中的水 蒸氣質(zhì)量濃度為10-50%，優(yōu)選10-30%，初始物料中甲醇用量占整個(gè)反應(yīng)中甲醇總進(jìn)料量 的20%-60% ;第一段中間物料中的水蒸氣質(zhì)量濃度為5-40%，優(yōu)選5-20%，所述第一段中間 物料中甲醇用量占整個(gè)反應(yīng)中甲醇總進(jìn)料量的10%-40% ;第二段中間物料中的水蒸氣質(zhì)量 濃度為0-35%，優(yōu)選0-15%，所述第二段中間物料中甲醇用量占整個(gè)反應(yīng)中甲醇總進(jìn)料量的 10%-40%〇
11. 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于：甲醇分四段進(jìn)料，其中初始物料中的水蒸 氣質(zhì)量濃度為10%_50%，優(yōu)選10%_30%，該股物料中甲醇用量占整個(gè)反應(yīng)甲醇總進(jìn)料量的 比例為15%-50% ;第一段中間物料中的水蒸氣質(zhì)量濃度為10%-40%，優(yōu)選10%-20%，該股物 料中甲醇用量占整個(gè)反應(yīng)甲醇總進(jìn)料量的比例為1〇%_35% ;第二段中間物料中的水蒸氣質(zhì) 量濃度為5%-35%，優(yōu)選5%-15%，該股物料中甲醇用量占整個(gè)反應(yīng)甲醇總進(jìn)料量的比例為 10%-35% ;第三段中間物料中的水蒸氣質(zhì)量濃度為0-20%，優(yōu)選0-10%，該股物料中甲醇用量 占整個(gè)反應(yīng)甲醇總進(jìn)料量的比例為1〇%-35%。
12. 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于：甲醇分五段進(jìn)料，其中初始物料中的水蒸 氣質(zhì)量濃度為10%_50%，優(yōu)選10%_30%，該股物料中甲醇用量占整個(gè)反應(yīng)甲醇總進(jìn)料量的比 例為15%-35% ;第一段中間物料中的水蒸氣質(zhì)量濃度為10%-40%，優(yōu)選10%-20%，該股物料中 甲醇用量占整個(gè)反應(yīng)甲醇總進(jìn)料量的比例為1〇%_25% ;第二段中間物料中的水蒸氣質(zhì)量濃 度為5-35%，優(yōu)選5-15%，該股物料中甲醇用量占整個(gè)反應(yīng)甲醇總進(jìn)料量的比例為10%-25% ; 第三段中間物料中的水蒸氣質(zhì)量濃度為0-20%，優(yōu)選0-10%，該股物料中甲醇用量占整個(gè)反 應(yīng)甲醇總進(jìn)料量的比例為1〇%_25% ;第四段中間物料中的水蒸氣質(zhì)量濃度為0-15%，優(yōu)選 0-10%，該股物料中甲醇用量占整個(gè)反應(yīng)甲醇總進(jìn)料量的比例為1〇%-25%。
13. 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述流化床反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)溫度為 430°C?510°C，優(yōu)選450°C?490°C，所述流化床反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)壓力為0· 01?0· 5MPag， 優(yōu)選 0· 03 ?0· 2MPag，更優(yōu)選 0· 06 ?0· IMPag。
14. 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，在流化床反應(yīng)器內(nèi)物料出口與入口之間設(shè) 定溫度差為50?200°C。
【文檔編號(hào)】C07C11/02GK104107671SQ201310136133
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2013年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月18日
【發(fā)明者】王江峰, 鮑清華, 羅艷寧, 張小莽, 甘永勝 申請(qǐng)人:上海碧科清潔能源技術(shù)有限公司