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CN111871343A - 一种含氧化合物生产低碳烯烃的装置 - Google Patents

一种含氧化合物生产低碳烯烃的装置 Download PDF

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CN111871343A
CN111871343A CN202010661522.1A CN202010661522A CN111871343A CN 111871343 A CN111871343 A CN 111871343A CN 202010661522 A CN202010661522 A CN 202010661522A CN 111871343 A CN111871343 A CN 111871343A
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reactor
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oxygen
containing compounds
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刘昱
乔立功
施磊
昌国平
张洁
要洁
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Sinopec Luoyang Petrochemical Engineering Corp
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Abstract

本发明公开了石油化工技术领域一种含氧化合物生产低碳烯烃的装置，适合含氧化合物制取低碳烯烃工艺的快速反应、强放热、且剂醇比比较低以及产品选择性高的要求等特点，以解决现有技术中存在的低碳烯烃选择性较低的问题，能够最大程度发挥反应的优势，提高低碳烯烃选择性的问题。

Description

一种含氧化合物生产低碳烯烃的装置
技术领域
本发明属于烯烃制备技术领域，特别涉及一种高效的含氧化合物生产低碳烯烃的方法和装置。
背景技术
轻质烯烃(乙烯、丙烯、丁二烯)和轻质芳烃(苯、甲苯、二甲苯)是石油化工的基本原料。传统的乙烯、丙烯的制取路线是通过石脑油裂解生产，其缺点是过分依赖石油。由甲醇制乙烯、丙烯等低碳烯烃(Methanol-To-Olefin，简称MTO)是另一条制烯烃的工艺路线，目前工艺技术开发已趋于成熟。MTO技术的工业化，开辟了由煤炭或天然气经气化生产石油化工基本原料的新工艺路线，有利于改变传统的煤化工的产品格局，是实现煤化工向石油化工延伸发展的有效途径。
以甲醇或二甲醚为代表的含氧有机化合物是典型的含氧有机化合物，主要由煤基或天然气基的合成气生产。用以甲醇为代表的含氧有机化合物为原料生产以乙烯和丙烯为主的低碳烯烃工艺目前主要有MTO和MTP技术。
含氧化合物制取低碳烯烃工艺的反应特点是快速反应、强放热、且醇剂比比较低，是在连续的反应-再生的密相流化床反应器中进行反应和再生。反应生成的富含乙烯和丙烯等低碳烯烃的高温油气，需要进行急冷和水洗，除去其中的催化剂并降温，然后送往烯烃分离系统进行分离。目前已经投产的含氧化合物制烯烃装置存在以下共性问题：烯烃选择性较实验室低，甲醇单耗增高。
近年来，有关提高低碳烯烃选择性的方法，已成为业内人士研究的热点和重点。人们从工艺流程以及设备结构等方面进行了广泛的研究和探索。
埃克森美孚化学专利公司CN1102317238B中披露了一种将含氧化合物原料转化成轻质烯烃的方法，具体来说，该发明涉及在反应设备中用硅铝磷酸盐催化剂将含氧化合物原料转化成包括轻质烯烃的产物。更具体地说，本发明提供一种手段，通过这种手段可以测定最佳焦炭水平并用来在含氧化合物至烯烃系统中产生最佳产率或接近最佳产率的轻质烯烃例如乙烯和丙烯。
环球油品公司CN1830926A披露了一种含氧化合物转化反应器的催化剂冷却器。该发明包括将一种含氧化合物进料流在反应器内与催化剂接触并将该含氧化合物进料流转化为所述轻质烯烃。当反应沉积物阻塞了催化剂表面上的孔时，催化剂就失效。将失效催化剂的一部分在再生器内再生并将该部分循环返回与更多的含氧化合物进料流接触。在失效催化剂与更多的含氧化合物进料流接触之前，与反应器连接的催化剂冷却器能够冷却经由冷却器循环的失效催化剂。在一种实施方案中，进入催化剂冷却器的所有失效催化剂都从催化剂冷却器底部取出。
中国专利CN102190548B中披露了一种甲醇制烯烃工艺中提高低碳烯烃收率的方法,主要包括以下步骤：(1)包括甲醇的原料进入第一快速流化床反应区，与包括磷酸硅铝分子筛催化剂接触，生成包括低碳烯烃的产品物流I，同时形成失活的催化剂；(2)所述失活的催化剂进入再生器再生，再生完成的催化剂进入提升管反应区，与包括碳四以上烃的原料接触，生成的产品和催化剂进入第二快速流化床反应区，与包括碳四以上烃的原料及从再生器来的第二股催化剂接触，生成包括低碳烯烃的产品物流II，同时形成预积炭的催化剂；(3)所述产品物流II经气固分离后与产品物流I混合进入分离工段，所述预积炭的催化剂返回第一快速床反应区的技术方案较好地解决了上述问题，可用于低碳烯烃的工业生产中。
中国专利CN103073377B中披露了一种含氧化合物催化转化制备低碳烯烃的方法，通过将含氧化合物原料由底部引入内循环气固流化床反应器中，在反应区与裂化催化剂接触一起向上运动，并发生烷基化、裂化反应；反应后油气和积炭催化剂经反应区上部的气固分离区进行气固分离，分离出的油气到后续分离系统进一步分离；分离出的积炭催化剂沉降到汽提区，汽提脱除催化剂中吸附和夹带的油气，汽提区的一部分积炭催化剂进入催化剂下降区向下运动，经催化剂下降区底部的空隙进入反应区底部循环使用；另一部分积炭催化剂经待生催化剂斜管引入催化剂再生器中烧焦再生，再生后的催化剂返回内循环气固流化床反应器中循环使用。本发明提供的反应器可用于含氧化合物制备低碳烯烃的方法，具有操作简单、低碳烯烃收率高的优点。
综上所述，含氧化合物(当前典型采用的是甲醇)制取低碳烯烃工艺的反应特点是快速反应、强放热、且剂醇比较低，是在连续的反应-再生的密相流化床反应器中进行反应和再生。反应生成的富含乙烯和丙烯等低碳烯烃的高温油气，需要进行急冷和水洗，除去其中催化剂和降温后，送往下部烯烃分离系统进行分离。该工艺使用的SAPO催化剂造价较高，价格是一般催化裂化催化剂的10～30倍，在工程设计和设备选择时要最大程度减少催化剂的磨损和跑损。针对该工艺反应特点，开发了多种型式的装置型式，比较有代表性反应器型式有固定床、提升管、快速流化床等等。
综上所述，在现有技术中，通过对反应器内部结构的优化、工艺流程的优化以及操作条件的优化，在一定程度上改善了烯烃选择性，但现有已投产的装置中仍存在烯烃选择性较低的问题，本发明有针对性的解决了该问题。
发明内容
本发明提供一种含氧化合物生产低碳烯烃的装置，适合含氧化合物制取低碳烯烃工艺的快速反应、强放热、且剂醇比比较低以及产品选择性高的要求等特点，以解决现有技术中存在的低碳烯烃选择性较低的问题，能够最大程度发挥反应的优势，提高低碳烯烃选择性的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种含氧化合物生产低碳烯烃的装置，主要包括反应器、再生器、待生汽提器和再生汽提器，其特征在于：所述反应器包括主反应区、辅助反应区、催化剂收集区，主反应区位于催化剂收集区的下方，所述辅助反应区设置在催化剂收集区，与主反应区之间通过隔板分隔，主反应区和辅助反应区通过催化剂循环管、辅助反应催化剂循环管相连通；再生器通过再生汽提器、再生滑阀与再生催化剂输送管相连，再生催化剂输送管伸入辅助反应区上部；所述待生汽提器包括待生汽提器和辅助反应待生汽提器，待生汽提器分别与反应器催化剂收集区和再生器的底部相连通；辅助反应待生汽提器分别与辅助反应区和再生器的底部相连通。
本发明一种含氧化合物生产低碳烯烃的装置，其进一步特征在于：所述的反应器内部从上到下分为催化剂收集区、辅助反应区和主反应区，所述辅助反应区设置在催化剂收集区内，与催化剂收集区之间通过隔板分隔，所述的辅助反应区和主反应区为一体结构，与主反应区之间通过稀相管分隔，稀相管顶部设有催化剂快分装置。
本发明一种含氧化合物生产低碳烯烃的装置，其进一步特征在于：所述反应器催化剂收集区设置有催化剂快分装置、反应器气固分离设施，催化剂收集区顶部设置有油气集气室，油气通入油气集气室。所述的催化剂快分装置可以选自伞帽型、倒L型、T型和三叶型的一种，也可以与反应器气固分离设施的一级旋风分离器相连。
本发明一种含氧化合物生产低碳烯烃的装置，其进一步特征在于：所述反应器气固分离设施为一级或/和两级旋风分离器，一级或/和两级旋风分离器通入油气集气室。
本发明一种含氧化合物生产低碳烯烃的装置，其进一步技术特征在于：
本发明一种含氧化合物生产低碳烯烃的装置，其进一步技术特征在于：在所述主反应区设置有内和/或外取热器，所述内取热器位于反应器的主反应区，所述外取热器分别与反应器的催化剂收集区和主反应区相连通。
本发明一种含氧化合物生产低碳烯烃的装置，其进一步技术特征在于：在所述主反应区下部设置一个或多个进料分布器，甲醇、二甲醚等含氧化合物和轻烃气体(C4～C10)原料可以是分一股或多股注入主反应区下部。
本发明一种含氧化合物生产低碳烯烃的装置，其进一步技术特征在于：在所述辅助反应区下部设置一个或多个进料分布器，甲醇、二甲醚等含氧化合物原料和轻烃气体(C4～C10)原料通过各自进料分布器进行分布。
本发明一种含氧化合物生产低碳烯烃的装置，其进一步特征在于：所述的进料分布器位于各反应区的下部，为分布管或分布板，优选分布管。
本发明一种含氧化合物生产低碳烯烃的装置，其进一步特征在于：所述再生催化剂输送管可以作为提升管反应器用。当回炼轻烃气体(C4～C10)时，再生催化剂输送管可以作为提升管反应器用，提升管反应器进料优选轻烃气体(C4～C10)，轻烃气体(C4～C10)可以是分一股或多股注入提升管反应器的上部、中部或下部。当不回炼轻烃气体(C4～C10)时，再生催化剂输送管可以用来输送再生催化剂，输送介质优选蒸汽。
本发明一种含氧化合物生产低碳烯烃的装置，其进一步技术特征在于：所述辅助反应催化剂循环管为催化剂输送管，为反应器主反应区补充新鲜催化剂，其入口和反应器辅助反应区中部或下部相连，出口和反应器主反应区下部相连，也可以接到反应器主反应区下部的不同位置。在辅助反应催化剂循环管上设置有滑阀。
本发明一种含氧化合物生产低碳烯烃的装置，其进一步特征在于：在催化剂收集区和主反应区之间设置有催化剂循环管，所述催化剂循环管为催化剂输送管，用于控制反应器主反应区空速，以调节主反应器区烯烃选择性为目的，该循环管的入口和反应器的催化剂收集区下部相连，出口和反应器的主反应区中、下部相连，催化剂循环管上设置有滑阀。所述催化剂循环管也可为内循环管，内循环管设在主反应器的反应区中部，与其同轴布置，入口和反应器的催化剂收集区相连，出口和反应器的主反应区底部相连，在催化剂循环管上设置有塞阀，位于反应器主反应区底部。所述催化剂循环管可以是一个，也可以是多个。
本发明一种含氧化合物生产低碳烯烃的装置，其进一步特征在于：所述反应器的主反应区和辅助反应区均为流化床反应器。辅助反应区优选湍流床反应器，主反应区可以是快速床反应器或湍流床反应器。根据反应要求，反应原料分别进入各反应区，进入辅助反应区的可以是轻烃气体(C4～C10)、甲醇、二甲醚等含氧化合物，或者是它们的混合物；优先推荐轻烃气体(C4～C10)。进入主反应区的也可以是轻烃气体(C4～C10)、甲醇、二甲醚等含氧化合物，或者是它们的混合物，优先推荐含氧化合物。
本发明一种含氧化合物生产低碳烯烃的装置，其进一步特征在于：所述辅助反应区可以位于反应器的催化剂收集区内，与催化剂收集区之间通过隔板分隔。辅助反应区与主反应区的横截面积的比在1％～30％范围内，优选3％～20％，辅助反应区中间可以设置一个或多个环形隔板，将辅助反应区隔成等面积的两个或多个反应床层，以满足反应工艺条件要求。
本发明一种含氧化合物生产低碳烯烃的装置，其进一步特征在于：所述待生汽提器一端通过待生剂入口管与反应器的催化剂收集区下部连通，另一端通过待生剂输送管与再生器连通；或者另一端通过待生剂输送管分别与再生器和反应器的主反应区底部连通。在所述待生剂输送管上设置有滑阀。
本发明一种含氧化合物生产低碳烯烃的装置，其进一步特征在于：所述待生汽提器内设置有汽提格栅或汽提挡板，还设置有汽提介质分布环。
本发明一种含氧化合物生产低碳烯烃的装置，其进一步特征在于：所述辅助反应待生汽提器一端通过待生剂入口管(二)与反应器的辅助反应区下部连通，另一端通过待生剂输送管(四)与再生器连通；在所述待生剂输送管(四)上设置有滑阀。
本发明一种含氧化合物生产低碳烯烃的装置，其进一步特征在于：所述辅助待生汽提器内设置有汽提格栅或汽提挡板，还设置有汽提介质分布环。
本发明一种含氧化合物生产低碳烯烃的装置，其进一步特征在于：在反应器外部或内部设置有三级旋风分离器，优选外部。置于反应器内部时与反应器同轴；所述的反应器三级旋风分离器可以是立式或卧式，优选采用卧式。
本发明一种含氧化合物生产低碳烯烃的装置，其进一步特征在于：在反应器外设置有反应器四级旋风分离器，所述的反应器四级旋风分离器一端与反应器三级旋风分离器连通，另一端与反应器三旋回收催化剂储罐连通。
本发明一种含氧化合物生产低碳烯烃的装置，其进一步特征在于：所述的再生器为流化床再生器。所述的再生器内部分为再生器稀相段、再生器过渡段和再生器烧焦段。再生器烧焦段可以是湍流床或快速床或两者组合。
本发明一种含氧化合物生产低碳烯烃的装置，其进一步特征在于：所述的再生器稀相段设置有气固分离设施，顶部设置设有烟气出口，再生烧焦段设置主风分布器，再生器底部设有主风入口。
本发明所述的主风分布器，可以是分布管和/或分布板，优选分布管。不仅主风分布均匀，抗磨损，而且使用寿命长。
本发明一种含氧化合物生产低碳烯烃的装置，其进一步特征在于：所述再生器中的气固分离装置优选旋风分离器，旋风分离器为1～3级。
本发明所述的再生器中催化剂再生方式可以采用不完全再生或完全再生，优选采用不完全再生。
本发明一种含氧化合物生产低碳烯烃的装置，其进一步特征在于：在所述再生器内设置有内取热设施和或外取热设施。
本发明一种含氧化合物生产低碳烯烃的装置，其进一步特征在于：所述再生汽提器具有再生催化剂汽提和冷却的双重功能，所述再生汽提器内设置有汽提格栅或汽提挡板，设置有汽提介质分布环，还可设置取热管束。
本发明一种含氧化合物生产低碳烯烃的装置，其进一步特征在于：在主反应区设置内和/或外取热设施，内取热取热介质可以是含氧化合物原料、轻烃、水、惰性介质和导热油的一种或几种，优选轻烃、含氧化合物原料作为取热介质，并且含氧化合物原料优选液相原料，温度可以在25～200℃范围内，优选25～150℃范围；本发明所述的内取热设施，设置在高效的反应器的主反应区内，反应区进料分布器的上方。在所述主反应区设置外取热设施，所述取热介质优选除氧水，以发生不同等级的蒸汽。
本发明一种含氧化合物生产低碳烯烃的装置，其进一步特征在于：在所述再生器设置外取热设施，按催化剂流动状态和方式不同，所述的外取热器可以选自上流式、下流式和返混式的一种，优选返混式外取热器。所述取热介质优选除氧水，以发生不同等级的蒸汽。
本发明一种含氧化合物生产低碳烯烃的装置，其进一步特征在于：所述的反应器为多级串联反应器，包括主反应区和辅助反应区，反应器可以是快速床反应器或湍流床。根据反应要求采用原料分别进入各反应区，进入辅助反应区的可以是轻烃气体(C4～C10)、甲醇、二甲醚等含氧化合物，或者是两者的混合物。优先推荐轻烃气体(C4～C10)。进入主反应区的也可以是轻烃气体、甲醇、二甲醚等含氧化合物，或者是两者的混合物。优先推荐含氧化合物。
本发明一种含氧化合物生产低碳烯烃的装置，较好地解决了现有技术中存在的低碳烯烃选择性较低的问题，最大程度发挥各反应区的优势，提高低碳烯烃选择性的选择性，可用于含氧化合物生产液体产品的工业生产中，譬如：MTO工艺(甲醇制烯烃工艺)、MTP工艺(甲醇制丙烯工艺)、MTA工艺(甲醇制芳烃工艺)和MTG工艺(甲醇制汽油工艺)等工艺中。此外，本发明所述的设备具有结构简单、易于实现、适用范围广、设备投资少等优点，可广泛用于含氧化合物转化制低碳烯烃产品装置中。
本发明与现有技术相比，优点在于：
1)采用本发明所提供的装置，可以提高反应器线速，缩小反应器直径，提高装置处理量。
2)采用本发明所提供的装置，反应器采用串级反应区，可以利用不同反应区的特点，高效地提高目的产品的选择性，例如低碳烯烃产品的选择性和收率；通过设置辅助反应区，对再生催化剂进行预结碳，降低催化剂进入主反应区的温度，同时降低催化剂外表面的活性。由于辅助反应区的裂解反应为吸热反应，降低了主反应器中反应油气与高温再生催化剂接触温度，减少了非目的反应的发生，提高了低碳烯烃选择性；吸附少量的焦炭的催化剂继续与含氧化合物进行放热反应，减少诱导期对反应的影响，对改善低碳烯烃选择性是有利的。通过轻烃气体裂解反应，同时也可以增加乙烯和丙烯收率。
3)采用本发明所提供的装置，利用含氧化合物转化烯烃强放热和轻烃气体转化反应强吸热的特点，在高温区进行轻烃气体反应，既符合该反应的转化要求，也能实现热量的耦合，耦合构成相互联系的完整系统。
4)采用本发明所提供的装置，含氧化合物转化烯烃强放热和轻烃气体转化反应采用同一种催化剂，避免使用不同催化剂造成的混合；二者均采用流化反应方式，分别在不同的反应区进行，最大程度发挥各自反应的优势，提高目的产品的选择性；产物分布类似，可以共用一套分离系统。
5)采用本发明所提供的装置，本发明所述的辅助反应区与主反应区组成了高效反应器，节省了装置投资和占地。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。但并不限制本发明的范围。
附图说明
图1是本发明一种含氧化合物生产低碳烯烃的方法和装置图一。
图中所示附图标记为：1-再生催化剂输送管，2-轻烃气体，3-甲醇或二甲醚为主的含氧化合物，4-进料分布器二，5-待生滑阀(一)，6-主反应区内取热设施，7-反应器主反应区，8-辅助反应催化剂循环管，9-进料分布器一，10-反应器辅助反应区，11-隔板，12-催化剂快分装置，13-反应器催化剂收集区，14-反应油气，15-废催化剂，16-反应器三旋回收催化剂储罐，17-反应器四级旋风分离器，18-反应器四级旋风分离器出口气体，19-反应器三级旋风分离器，20-反应器三级旋风分离器出口气体，21-油气集气室，22-反应器气固分离设施，23-反应器，24-稀相管，25-待生剂入口管(一)，26-催化剂循环管，27-主反应区外取热器入口，28-待生循环滑阀/塞阀，29-主反应区外取热器，30-待生滑阀(二)，31-待生剂输送管(一)，32-待生汽提器，33-再生器内取热设施，34-再生器烧焦段，35-烟气，36-烟气集气室，37-再生器气固分离设施，38-再生器，39-再生器稀相段，40-再生器过渡段，41-再生器外取热器出入口，42-再生器外取热器，43-主风，44-主风分布器，45-再生汽提器，46-再生滑阀，47-输送气体或原料，48-待生剂入口管(二)，49-待生剂输送管(二)，50-反应外取热滑阀，51-待生剂输送管(三)，52-待生滑阀(三)，53-待生剂入口管(二)，54-辅助反应待生汽提器，55-待生滑阀(四)，56-待生剂输送管(四)。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，具体实施方式并不限制本发明要求保护的范围。
如附图1所示，一种含氧化合物生产低碳烯烃的装置，包括反应器23、再生器38、反应器三级旋风分离器19、反应器四级旋风分离器17、反应器三旋回收催化剂储罐16、待生汽提器32、辅助反应待生汽提器54、再生汽提器45、主反应区外取热器29和再生器外取热器42。反应器23包括主反应区7、辅助反应区10和催化剂收集区13，反应器主反应区7位于催化剂收集区13的下方，辅助反应区10位于主反应区7的上方。主反应区7通过稀相管24和催化剂收集区13相连，稀相管24顶部设有催化剂快分装置12、催化剂快分装置12出口和反应器气固分离设施22相连。催化剂收集区13与主反应区7通过催化剂循环管26相连通；辅助反应区10位于主反应器催化剂收集区13内，中间以隔板11分隔开。辅助反应区中间可以设置一个或多个环形隔板，将辅助反应区隔成等面积的两个或多个反应区，以满足反应工艺条件要求。
在反应器辅助反应区10底部增设了辅助反应待生汽提器54，辅助反应待生汽提器54一端通过待生剂入口管(二)53与反应器辅助反应区10底部连通，另一端通过待生剂输送管(四)56与再生器38连通，待生剂输送管(四)56上设有待生滑阀(四)55。
轻烃气体(C4～C10)2反应原料经过预热后，进入辅助反应区10底部的进料分布器一9，在辅助反应区10内轻烃气体(C4～C10)2与来自再生器38的高温催化剂直接接触，在催化剂作用下迅速进行反应，反应产物进入反应器催化剂收集区13，反应后的待生催化剂通过辅助反应催化剂循环管8送至反应器的主反应区7，或者分两股，一股通过辅助反应催化剂循环管8送至反应器的主反应区7，另一股通过待生催化剂入口管(二)53进入辅助反应待生汽提器汽提54，用于汽提待生催化剂携带的反应气体，汽提后的待生催化剂经待生剂输送管(四)56进入再生器。
主反应区7与辅助反应区10通过辅助反应催化剂循环管8连通；反应器23与待生汽提器32、辅助反应待生汽提器54、主反应区外取热器29和反应器三级旋风分离器19相通；反应器23设置主反应区外取热器29，通过待生剂入口管(二)48与反应器催化剂收集区13相连，通过待生剂输送管(二)49与主反应区7相连。再生器38与再生汽提器45、再生器外取热器42、待生剂输送管(一)31和待生剂输送管(四)56连通。再生器38设置再生器外取热器42，通过再生器外取热出入口41与再生器38相连。
在辅助反应区10底部设置有进料分布器一9，在主反应区7底部设置有进料分布器二4，原料进料通入进料分布器一9或进料分布器二4内进行分布。
待生汽提器32一端通过待生剂入口管(一)25与反应器催化剂收集区13底部连通，另一端通过待生剂输送管(一)31与再生器38连通，或者分两股，一股经待生输送管(一)31进入再生器38，另一股经待生输送管(三)51进入反应器的主反应区7；反应器23内部设置有催化剂快分装置12、反应器气固分离设施22。再生器38内部设置再生器气固分离设施37。再生器38设置再生器内取热设施33和再生器外取热器42；反应器23设置内、外取热设施，优选在主反应区7设置内取热设施6。
主反应区7与辅助反应区10之间设辅助反应催化剂循环管8，所述辅助反应催化剂循环管8为外循环管，外循环管的入口和辅助反应区10的中、下部相连，出口和主反应区7下部相连，还可以接到主反应区7的不同位置。在辅助反应催化剂循环管8上设置有待生滑阀(一)5。
反应器主反应区7和催化剂收集区13之间设催化剂循环管26。当所述催化剂循环管26为外循环管时，外循环管的入口和反应器催化剂收集区13的中、下部相连，出口和主反应区7相连。在催化剂循环管26上设置有待生循环滑阀/塞阀28。当所述催化剂循环管26为内循环管，内循环管设在反应器23的中部，与其同轴布置，入口和反应器催化剂收集区13相连，出口和主反应区7底部相连。在催化剂循环管26上设置有待生循环滑阀/塞阀28，位于主反应区7底部。所述催化剂循环管26可以是一个，也可以是多个。
反应器23内部从上到下分为催化剂收集区13、辅助反应区10和主反应区7。反应器23顶部设置有油气集气室21，反应油气14和催化剂在稀相管24出口经过催化剂快分装置12进行初步分离，又通过反应器气固分离设施22进一步分离后，通入油气集气室21。再生器38内部分为再生器稀相段39、再生器过渡段40和再生器烧焦段34。再生器烧焦段34可以是湍流床或快速床或两者组合。再生器稀相段39设置有再生器气固分离设施37，顶部设置设有烟气35出口，再生烧焦段34设置主风分布器44，再生器底部设有主风43入口。
轻烃气体(C4～C10)2反应原料经过预热后，进入辅助反应区10底部的进料分布器一9，在辅助反应区10内轻烃气体(C4～C10)2与来自再生器38的高温催化剂直接接触，在催化剂作用下迅速进行反应，反应产物进入反应器催化剂收集区13，反应后的待生催化剂通过辅助催化剂循环管8送至反应器的主反应区7，或者分两股，一股待生催化剂通过辅助催化剂循环管8送至反应器的主反应区7，另一股通过待生催化剂入口管(二)53进入辅助反应待生汽提器汽提54，所述辅助反应待生汽提器54内设置有汽提格栅或汽提挡板，还设置有汽提介质分布环。用于汽提待生催化剂携带的反应气体，汽提后的待生催化剂经待生剂输送管(四)56进入再生器。
甲醇或二甲醚为主的含氧化合物3经过预热后，进入反应器主反应区7内的进料分布器二4，在主反应区7内含氧化合物与来自辅助反应区10的待生催化剂进行反应，在催化剂作用下迅速进行反应；反应产物经催化剂快分装置12进行催化剂和反应油气分离，与辅助反应区10的反应产物一起经反应器的气固分离设施22除去携带的大部分催化剂后，再经反应器三级旋风分离器19和反应器四级旋风分离器17除去所夹带的催化剂后引出；反应器四级旋风分离器出口气体18与反应器三级旋风分离器出口气体20合并到一起，经换热后送至后部急冷、水洗系统。反应器气固分离设施22为两级旋风分离器。由反应器三级旋风分离器19和反应器四级旋风分离器17回收下来的催化剂进入反应器三旋回收废催化剂储罐16，废催化剂15经卸剂管线进入废催化剂罐16。
反应后失去活性的待生催化剂进入待生汽提器32汽提，所述待生汽提器32内设置有汽提格栅或汽提挡板，还设置有汽提介质分布环。用于汽提待生催化剂携带的反应气，汽提后的待生催化剂经待生剂输送管(一)31进入再生器38，或分两股，一股经待生剂输送管(一)31进入再生器38，另一股经待生剂输送管(三)51进入主反应器的反应区7；待生剂输送管(一)31上设有待生滑阀(二)30，待生剂输送管(三)51上设有待生滑阀(三)52，分别用来控制催化剂循环量。待生催化剂在再生器38内与主风43逆流接触烧焦后，再生催化剂经再生汽提器45汽提，用于汽提再生催化剂携带的烟气，汽提后的再生催化剂经再生催化剂输送管1进入反应器辅助反应区10和进入进料分配器一9分布的轻烃气体2进行反应。再生后的烟气35经再生器气固分离设施37除去携带的大部分催化剂后，经烟气集气室36从再生器顶部排出，再经减压阀(如果需要)、双动滑阀、降压孔板后送至余热锅炉回收热量后，由烟囱排放大气。
根据反应要求，原料分别进入各反应区，进入辅助反应区10的可以是轻烃气体(C4～C10)、甲醇、二甲醚等含氧化合物，或者是两者的混合物。优先推荐轻烃气体(C4～C10)2。进入主反应区7的也可以是轻烃气体(C4～C10)、甲醇、二甲醚等含氧化合物，或者是两者的混合物。优先推荐含氧化合物3。
再生催化剂输送管1也可以作为提升管反应器用，进入提升管反应器的可以是轻烃气体(C4～C10)2，轻烃气体(C4～C10)2的注入位置，可以设在原料进料管上，与含氧化合物3混合后一起进辅助反应区10或主反应区7；也可以设在提升管反应器的上部、中部或/和下部，可以是分一股或多股轻烃气体(C4～C10)2。当轻烃气体(C4～C10)2不进再生催化剂输送管1回炼时，再生催化剂输送管作为输送再生催化剂用，输送介质47优选蒸汽。

Claims (23)

1.一种含氧化合物生产低碳烯烃的装置，主要包括反应器、再生器、待生汽提器、辅助反应待生汽提器和再生汽提器，其特征在于：所述反应器包括主反应区、辅助反应区、催化剂收集区，主反应区位于催化剂收集区的下方，所述辅助反应区设置在催化剂收集区，与催化剂收集区和主反应区之间通过隔板分隔，主反应区和辅助反应区通过辅助反应催化剂循环管相连通；主反应区和催化剂收集区之间通过催化剂循环管相连通；再生器通过再生汽提器、再生滑阀与再生催化剂输送管相连，再生催化剂输送管伸入辅助反应区上部；所述待生汽提器分别与反应器催化剂收集区和再生器的底部相连通；辅助反应待生汽提器分别与辅助反应区和再生器的底部相连通。
2.根据权利要求1所述的含氧化合物生产低碳烯烃的装置，其特征在于：所述的反应器内部从上到下分为催化剂收集区、辅助反应区和主反应区，主反应区在催化剂收集区下方，在催化剂收集区还设置有稀相管和反应器气固分离设施，主反应区和与催化剂收集区之间通过稀相管分隔，稀相管顶部设有催化剂快分装置，催化剂快分装置出口与反应器气固分离设施入口相连。
3.根据权利要求1所述的含氧化合物生产低碳烯烃的装置，其特征在于：所述催化剂收集区顶部设置有油气集气室，油气通入油气集气室。
4.根据权利要求2所述的含氧化合物生产低碳烯烃的装置，其特征在于：所述的催化剂快分装置选自伞帽型、倒L型、T型和三叶型的其中一种。
5.根据权利要求2所述的含氧化合物生产低碳烯烃的装置，其特征在于：所述反应器气固分离设施为一级或/和两级旋风分离器。
6.根据权利要求1所述的含氧化合物生产低碳烯烃的装置，其特征在于：在所述辅助反应催化剂循环管和催化剂循环管上设置有滑阀或塞阀，控制催化剂的循环量。
7.根据权利要求1所述的含氧化合物生产低碳烯烃的装置，其特征在于：在所述主反应区设置有内和/或外取热器，所述内取热器位于反应器的主反应区，所述外取热器分别与反应器的催化剂收集区和主反应区相连通。
8.根据权利要求1所述的含氧化合物生产低碳烯烃的装置，其特征在于：在所述主反应区下部和辅助反应区下部设置一个或多个进料分布器，原料分一股或多股注入主反应区和辅助反应区下部。
9.根据权利要求1所述的含氧化合物生产低碳烯烃的装置，其特征在于：所述的进料分布器为分布管或分布板。
10.根据权利要求1所述的含氧化合物生产低碳烯烃的装置，其特征在于：所述再生催化剂输送管作为提升管反应器用，轻烃气体分一股或多股注入提升管反应器的上部、中部或下部。
11.根据权利要求1所述的含氧化合物生产低碳烯烃的装置，其特征在于：所述辅助反应催化剂循环管入口和反应器辅助反应区中部或下部相连，出口和反应器主反应区下部相连。
12.根据权利要求1所述的含氧化合物生产低碳烯烃的装置，其特征在于：所述催化剂循环管为外循环管，催化剂循环管的入口和反应器的催化剂收集区下部相连，出口和反应器的主反应区中、下部相连，催化剂循环管上设置有滑阀。
13.根据权利要求1所述的含氧化合物生产低碳烯烃的装置，其特征在于：所述催化剂循环管为内循环管，内循环管设在主反应器的反应区中部，与其同轴布置，入口和反应器的催化剂收集区相连，出口和反应器的主反应区底部相连，在催化剂循环管上设置有塞阀。
14.根据权利要求1所述的含氧化合物生产低碳烯烃的装置，其特征在于：所述反应器的主反应区和辅助反应区均为流化床反应器。
15.根据权利要求1所述的含氧化合物生产低碳烯烃的装置，其特征在于：所述辅助反应区为湍流床反应器，所述主反应区是快速床反应器或湍流床反应器。
16.根据权利要求1所述的含氧化合物生产低碳烯烃的装置，其特征在于：所述辅助反应区与主反应区的横截面积的比在1％～30％范围内，辅助反应区中间设置一个或多个环形隔板，将辅助反应区隔成等面积的两个或多个反应床层。
17.根据权利要求1所述的含氧化合物生产低碳烯烃的装置，其特征在于：所述待生汽提器一端通过待生剂入口管与反应器的催化剂收集区下部连通，另一端通过待生剂输送管与再生器连通；或者另一端通过待生剂输送管分别与再生器和反应器的主反应区底部连通；在所述待生剂输送管上设置有滑阀。
18.根据权利要求1所述的含氧化合物生产低碳烯烃的装置，其特征在于：所述待生汽提器内设置有汽提格栅或汽提挡板，还设置有汽提介质分布环。
19.根据权利要求1所述的含氧化合物生产低碳烯烃的装置，其特征在于：所述辅助反应待生汽提器一端通过待生剂入口管与反应器的辅助反应区下部连通，另一端通过待生剂输送管与再生器连通；在所述待生剂输送管上设置有滑阀。
20.根据权利要求1所述的含氧化合物生产低碳烯烃的装置，其特征在于：所述辅助反应待生汽提器内设置有汽提格栅或汽提挡板，还设置有汽提介质分布环。
21.根据权利要求1所述的含氧化合物生产低碳烯烃的装置，其特征在于：在所述反应器外部或内部设置有三级旋风分离器，在反应器外设置有反应器四级旋风分离器。
22.根据权利要求1所述的含氧化合物生产低碳烯烃的装置，其特征在于：所述的再生器为流化床再生器，所述的再生器内部分为再生器稀相段、再生器过渡段和再生器烧焦段。
23.根据权利要求22所述的含氧化合物生产低碳烯烃的装置，其特征在于：所述的再生器稀相段设置有气固分离设施，顶部设置设有烟气出口，再生烧焦段设置主风分布器，再生器底部设有主风入口。
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