甲醇制汽油的催化劑的再生方法和再生裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種催化劑的再生方法，尤其涉及一種甲醇制汽油的催化劑的再生方 法，同時，本發(fā)明還涉及該再生方法使用的再生裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 甲醇制汽油MTG(methanol to gasoline)是指以甲醇為原料，在一定溫度、壓力 和空速下，采用固定床兩步法工藝，通過特定的催化劑進行脫水、低聚、異構(gòu)等步驟轉(zhuǎn)化為 C5~C10烴類油的過程。該過程在運行一段時間后，反應(yīng)器內(nèi)的催化劑就會發(fā)生積碳現(xiàn)象導(dǎo) 致催化劑失活，生產(chǎn)過程中，失活催化劑需要進行再生，以恢復(fù)催化劑的活性和選擇性。
[0003] 目前硅鋁催化劑積碳的去除方法主要是燃燒積碳法，中國專利CN201210116232. 4 公開了一種甲醇制烯烴催化劑的再生方法，采用二氧化碳與氧氣的混合氣作為再生氣對催 化劑上的積碳進行燒除，通過調(diào)節(jié)二氧化碳與氧氣的體積比，以及再生溫度，控制再生后積 碳殘留數(shù)量的方法。中國專利CN89105117. 1公開了一種用于低碳烴芳構(gòu)化的催化劑的再 生方法，采用煙氣與空氣以一定比例混合作為再生氣使催化劑表面的焦炭氣化，然后通過 原料氣活化。工業(yè)上甲醇制汽油過程中，失活催化劑的再生存在催化劑活性和效率逐次降 低的問題，而且再生后的催化劑存在反應(yīng)初期干氣產(chǎn)率高、汽油產(chǎn)率低的問題。美國專利 US4508836公開了一種甲醇制烯烴催化劑的再生方法，采用在無氧氣存在的條件下，用氫氣 還原積碳的方法，但該方法反應(yīng)條件苛刻，易造成催化劑晶體結(jié)構(gòu)損壞、內(nèi)孔塌陷的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種優(yōu)化的甲醇制汽油的催化劑的 再生方法。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種甲醇制汽油的催化劑的再生方法，包括用氮氣與 氧氣的混合氣作為再生氣對催化劑進行分步燒碳再生步驟，在分步燒碳再生步驟之后還包 括用氮氣與碳氫化合物的混合氣作為鈍化氣對催化劑進行鈍化步驟。
[0006] 作為對上述方式的限定，所述分步燒碳再生步驟包括： a、 通入氮氣，控制氮氣體積含量不小于99. 9%，于0-5. 0小時升溫至300-350°C; b、 停止通入氮氣，通入空氣，控制氧氣體積含量0. 5-5. 0%，于5. 0-8. 0小時升溫至 390-4KTC; c、 繼續(xù)通入空氣，控制氧氣體積含量0. 4-4. 0%，于8. 0-10. 0小時升溫至410-440°C; d、 繼續(xù)通入空氣，控制氧氣體積含量0. 4-3. 0%，于10. 0-14. 0小時升溫至460-500°C。
[0007] 作為對上述方式的限定，所述鈍化步驟包括： A、 停止通入空氣，通入氮氣，控制氮氣體積含量不小于99. 5% ; B、 減少氮氣通入量，通入碳氫化合物，控制碳氫化合物氣體體積含量0. 05-4. 0%，升溫 至 460-500°C，恒溫 3. 0-8. 0 小時。
[0008] 分階段升溫同時控制各階段的氮氣、氧氣配比，使催化劑孔道內(nèi)積碳燒除的更徹 底，避免殘留，完全再生催化劑的活性位點。對再生后的催化劑進行表面控制性鈍化，消除 因再生催化劑表面活性過強帶來的干氣產(chǎn)率高、汽油產(chǎn)率低的問題。通過優(yōu)化分步燒碳再 生步驟控制燒碳的進程，將催化劑內(nèi)孔的積碳徹底清除，實現(xiàn)催化劑內(nèi)孔表面的活性全部 釋放；通過增補和優(yōu)化鈍化步驟，將催化劑表面上的強酸性的、過高活性的活性中心有選擇 性地部分鈍化，避免由于再生催化劑表面活性過高造成在反應(yīng)初期存在的產(chǎn)生大量低值燃 料氣的問題。分步燒碳再生步驟提高了催化劑的活性，鈍化步驟解決了部分活性中心活性 過高的問題，兩步驟具有互補和促進作用，同時提高了催化劑的活性和效率。
[0009] 作為對上述方式的限定，所述碳氫化合物為含碳數(shù)1-3的烴類化合物或甲醇制汽 油過程生成的干氣中的至少一種。
[0010] 鈍化步驟使用的碳氫化合物可以為含碳數(shù)1-3的烴類化合物中的一種或多種，也 可以使用甲醇制汽油過程產(chǎn)生的以甲烷氣為主的干氣。
[0011] 作為對上述方式的限定，該方法的再生、鈍化壓力為〇. 1-1. 2MPa，再生、鈍化氣速 為 0? 1-1. 0m/s〇
[0012] 作為對上述方式的限定，該方法的再生、鈍化壓力為0. 3-0. 7MPa，再生、鈍化氣速 為 0? 2-0. 8m/s。
[0013] 作為對上述方式的限定，所述催化劑為ZSM-5分子篩催化劑，催化劑硅鋁比為 20. 0:1. 0-80. 0:1. 0〇
[0014] 同時，本發(fā)明還提供了一種甲醇制汽油的催化劑的再生裝置，該裝置包括壓縮機， 與所述壓縮機相連的具有氮氣閥門的氮氣管道、具有空氣閥門的空氣管道、以及具有碳氫 化合物閥門的碳氫化合物管道，所述壓縮機通過設(shè)置有換熱器和加熱器的管路與反應(yīng)器連 通，所述反應(yīng)器通過連接在所述換熱器上并具有冷卻器及緩沖罐的管路而與壓縮機連通。
[0015] 在上述甲醇制汽油的催化劑的再生裝置中進行甲醇制汽油的催化劑的再生，易于 實現(xiàn)對再生過程的控制，達到最佳的再生效果。
[0016] 作為對上述方式的限定，所述壓縮機進口氣體溫度小于60°C。
[0017] 壓縮機進口氣體溫度過高，易對壓縮機造成損害。
[0018] 綜上所述，采用本發(fā)明的技術(shù)方案，獲得的甲醇制汽油的催化劑的再生方法，優(yōu)化 了燒碳步驟，使孔道內(nèi)的積碳燒除的更徹底，解決了催化劑活性和效率逐次降低的問題，同 時還解決了再生后催化劑表面活性過強，在反應(yīng)初期干氣產(chǎn)率高、汽油產(chǎn)率低，產(chǎn)生大量低 值燃料氣的問題。本發(fā)明的再生裝置進行甲醇制汽油的催化劑的再生，易于實現(xiàn)對再生過 程的控制，達到最佳的再生效果。
【附圖說明】
[0019] 下面結(jié)合附圖及【具體實施方式】對本發(fā)明作更進一步詳細說明： 圖1為本發(fā)明的甲醇制汽油的催化劑的再生裝置示意圖； 圖中：1、壓縮機；2、換熱器；3、加熱器；4、反應(yīng)器；5、冷卻器；6、緩沖罐；7、氮氣閥門；8、空氣閥門；9、碳氫化合物閥門；10、外排氣閥門。
【具體實施方式】
[0020] 本發(fā)明涉及的甲醇制汽油的催化劑的再生方法，采用圖1所示的再生裝置。再生 裝置包括壓縮機1，在壓縮機1的進氣管道上分別連接具有氮氣閥門7的氮氣管道、具有空 氣閥門8的空氣管道和具有碳氫化合物閥門9的碳氫化合物管道。壓縮機1的出氣管道依 次通過換熱器2、加熱器3連接到反應(yīng)器4,反應(yīng)器4的出氣管道依次通過換熱器2、冷卻器 5連接到緩沖罐6。在冷卻器5與緩沖罐6之間的管道上還設(shè)有外排氣閥門10,用于自動 調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力，緩沖罐6也與壓縮機1的進氣管道相連，以形成具有氣體循環(huán)回路的再生裝 置。
[0021] 實施例一 本實施例涉甲醇制汽油的催化劑的再生方法，當甲醇制汽油過程中測得烴化反應(yīng)器出 口甲醇含量達到〇. 1%時，即說明甲醇制汽油過程中ZSM-5分子篩催化劑已失活，需要對催 化劑再生。
[0022] 實施例I. 1 再生方法包括如下步驟： 一、 分步燒碳再生步驟： a、 開啟氮氣閥門，向系統(tǒng)中通入氮氣進行置換，至緩沖罐底部排出的尾氣中碳氫化合 物體積總含量小于〇. 1%后，開啟壓縮機對氮氣進行系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，同時向加熱器通入熱介質(zhì) 對進入反應(yīng)器的氮氣進行加熱，開啟冷卻器的冷卻介質(zhì)循環(huán)水對進入壓縮機的氣體進行冷 卻降溫，在此期間向系統(tǒng)中通入少量的氮氣，維持系統(tǒng)壓力0. 7MPa，系統(tǒng)氣速為0. 396m/s， 逐漸將反應(yīng)器在0-5. 0小時內(nèi)升溫到330°C; b、 關(guān)閉氮氣閥門，開啟空氣閥門向系統(tǒng)中通入空氣，通過調(diào)節(jié)空氣閥門控制氮氣氧氣 混合氣體中氧氣體積含量4. 5%，混合氣體經(jīng)過壓縮機循環(huán)進入反應(yīng)器對催化劑進行燒碳反 應(yīng)，調(diào)整加熱器的給熱量，使反應(yīng)器在5. 0-8. 0小時內(nèi)升溫到400°C; c、 調(diào)節(jié)空氣閥門，控制氧氣體積含量3. 7%，調(diào)整加熱器的給熱量，使反應(yīng)器在 8. 0~10. 0小時內(nèi)升溫到450°C; d、 調(diào)節(jié)空氣閥門，控制氧氣體積含量2. 5%，調(diào)整加熱器的給熱量，使反應(yīng)器在 10. 0~