РЕАКТОР С ПСЕВДООЖИЖЕННЫМ СЛОЕМ, УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НИЗКОУГЛЕРОДИСТЫХ ОЛЕФИНОВ ИЗ КИСЛОРОДСОДЕРЖАЩЕГО СОЕДИНЕНИЯ Российский патент 2023 года по МПК B01J8/24 B01J8/26 B01J29/90 C07C1/20 C07C11/02 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к реактору с псевдоожиженным слоем, устройству и способу получения низкоуглеродистых олефинов из кислородсодержащего соединения и принадлежит к области химического катализа.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Технология «метанол в олефины» (methanol-to-olefins, МТО) в основном включает технологию DMTO Даляньского института химической физики Китайской академии наук и технологию МТО компании UOP из США. В 2010 г. был завершен и введен в эксплуатацию завод Shenhua Baotou по переработке метанола в олефины с использованием технологии DMTO. Это первое в мире промышленное применение технологии МТО. По состоянию на конец 2019 г. введены в эксплуатацию 14 промышленных установок DMTO общей производственной мощностью около 8 миллионов тонн низкоуглеродистых олефинов в год.

В последние годы технология DMTO получила дальнейшее развитие, и в промышленности постепенно начали применять новое поколение катализатора DMTO с улучшенными рабочими характеристиками, что еще больше увеличило преимущества установок DMTO. Новое поколение катализатора DMTO имеет более высокие производительность переработки метанола и селективность по низкоуглеродистым олефинам. В существующих промышленных устройствах DMTO сложно в полной мере использовать преимущества нового поколения катализатора DMTO. Поэтому необходимо разработать устройство DMTO и способ производства, которые могут удовлетворить потребности нового поколения катализатора DMTO с высокой производительностью по переработке метанола и высокой селективностью по низкоуглеродистым олефинам.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с одним аспектом настоящей заявки предложен реактор с псевдоожиженным слоем. Реактор с псевдоожиженным слоем может обеспечить модификацию катализатора DMTO в рабочем режиме посредством реакции управления коксом. Отличие настоящей заявки состоит в управлении содержанием кокса в катализаторе DMTO, распределении содержания кокса и видов кокса для управления рабочими характеристиками катализатора DMTO и улучшении селективности по низкоуглеродистым олефинам.

Под низкоуглеродистными олефинами, описываемыми в настоящей заявке, понимают этилен и пропилен.

Проведенное заявителем исследование показано, что основными факторами, влияющими на активность катализатора DMTO и селективность по низкоуглеродистым олефинам, являются содержание кокса, распределение содержания кокса и видов кокса в катализаторе. Если при одинаковом среднем содержании кокса в катализаторе распределение содержания кокса узкое, селективность по низкоуглеродистым олефинам и активность катализатора высокие. Виды кокса в катализаторе включают полиметилароматические углеводороды и полиметилциклоалканы, среди которых полиметилбензол и полиметилнафталин могут способствовать получению этилена. Поэтому управление содержанием кокса, распределением содержания кокса и видов кокса в катализаторе являются ключом к управлению активностью катализатора DMTO и улучшению селективности по низкоуглеродистым олефинам.

В соответствии с первым аспектом настоящей заявки предложен реактор с псевдоожиженным слоем. Реактор с псевдоожиженным слоем включает в себя оболочку реактора, зону реакции, зону управления коксом и подающую трубу;

оболочка реактора содержит нижнюю оболочку и верхнюю оболочку, нижняя оболочка заключает в себе зону реакции, подающая труба расположена над зоной реакции и сообщается с зоной реакции, внешняя периферия подающей трубы снабжена верхней оболочкой, верхняя оболочка охватывает подающую трубу с образованием полости, содержащей зону управления коксом;

верхняя часть подающей трубы снабжена газовыпускным отверстием;

зона реакции содержит впускное отверстие для реакционного сырьевого материала и впускное отверстие для управляемого коксом катализатора;

зона управления коксом содержит впускное отверстие для катализатора, выпускное отверстие для управляемого коксом катализатора, выпускное отверстие для газа для управления коксом и впускное отверстие для сырьевого материала для управления коксом;

зона управления коксом представляет собой кольцевую полость;

в зоне управления коксом расположены n перегородок, и эти n перегородок разделяют зону управления коксом на n подзон управления коксом, которые содержат первую подзону управления коксом, вторую подзону управления коксом и т.д. вплоть до n-й подзоны управления коксом;

в каждой из n-1 перегородок предусмотрено по меньшей мере одно отверстие для циркуляции катализатора, чтобы катализатор протекал в кольцеобразной форме в зоне управления коксом, где n является целым числом;

впускное отверстие для катализатора расположено в первой подзоне управления коксом, выпускное отверстия для управляемого коксом катализатора расположено в n-й подзоне управления коксом, а выпускное отверстие для газа для управления коксом расположено между двумя смежными перегородками.

Когда зона управления коксом содержит только одну зону, распределение времени пребывания катализатора, поступающего в зону управления коксом, аналогично распределению времени пребывания в проточном реакторе идеального смешения. При этом условии равномерность содержания кокса в полученных гранулах управляемого коксом катализатора плохая. Другими словами, некоторые гранулы катализатора имеют более низкое содержание кокса, в то время как другие гранулы катализатора имеют более высокое содержание кокса, что приводит к более низкой средней активности и более низкой средней селективности катализатора. В настоящей заявке благодаря конфигурированию зоны управления коксом и установке перегородок вдоль радиального направления в зоне управления коксом для разделения зоны управления коксом на несколько подзон управления коксом и управления тем самым распределением времени пребывания катализатора, поступающего в зону управления коксом, сужается распределение содержания кокса в управляемом коксом катализаторе и повышаются его средняя активность и средняя селективность. В то же время, использование управления с помощью подзон выгодно для управления видами кокса и содержанием кокса в управляемом коксом катализаторе.

Необязательно в первой перегородке не предусмотрено никакого отверстия для циркуляции катализатора, в то время как каждая из перегородок со второй по n-ю снабжена отверстием (отверстиями) для циркуляции катализатора.

Необязательно в настоящей заявке диаметр зоны управления коксом меньше диаметра зоны реакции.

Предпочтительно диаметр зоны управления коксом увеличивается от нижней части к верхней части.

Необязательно первая подзона управления коксом, отделенная первой перегородкой и второй перегородкой, снабжена впускным отверстие для катализатора для зоны управления коксом;

n-я подзона управления коксом, отделенная первой перегородкой и n-й перегородкой, снабжена трубой подачи управляемого коксом катализатора, которая сообщается с зоной реакции, причем один ее конец расположен в выпускном отверстии для управляемого коксом катализатора, а другой ее конец расположен в зоне реакции.

Предпочтительно на трубе подачи управляемого коксом катализатора также предусмотрен золотниковый клапан управляемого коксом катализатора для управления циркуляцией катализатора.

Ниже подзоны управления коксом расположен распределитель зоны управления коксом, а выпускное отверстие для газа для управления коксом соединено с подающей трубой посредством трубы подачи газа зоны управления коксом.

В настоящей заявке благодаря конфигурированию зоны управления коксом, установке перегородок, расположенных концентрически одна за другой в зоне управления коксом, и конфигурированию циркуляционных отверстий на перегородках зона управления коксом разделена на несколько подзон управления коксом, так что катализатор может протекать в кольцевой форме в зоне управления коксом, что обеспечивает управление временем пребывания катализатора, поступающего в зону управления коксом, и способ управления коксом. А именно, при выполнении управления коксом в подзоне содержание катализатора в пространстве управления относительно однородное, так что распределение содержания кокса в катализаторе является узким, при этом виды кокса и содержание кокса тоже находятся под управлением. Этим исключается более низкое содержание кокса в одних гранулах катализатора и более высокое содержание кокса в других гранулах катализатора, приводящее к широкому распределению содержания кокса в катализаторе.

Необязательно 2≤n≤10.

В частности, количество отверстий для циркуляции катализатора, предусмотренных в перегородке, может быть одним или более и не ограничено строго в настоящей заявке. Когда предусмотрено множество отверстий для циркуляции катализатора, относительные положения отверстий для циркуляции катализатора не ограничены строго в настоящей заявке. Например, множество отверстий для циркуляции катализатора могут быть расположены параллельно или могут быть расположены случайным образом.

В настоящей заявке форма трубы подачи управляемого коксом катализатора не ограничена строго, если только можно гарантировать, что труба подачи управляемого коксом катализатора может транспортировать управляемый коксом катализатор в зону реакции. Например, труба подачи управляемого коксом катализатора может быть длинной трубой с изогнутой конструкцией. Конечно, труба подачи управляемого коксом катализатора может иметь другие подходящие формы.

Предпочтительно под каждой подзоной управления коксом предусмотрен распределитель зоны управления коксом. Таким образом, можно добиться того, чтобы весь материал для управления коксом равномерно поступал в зону управления коксом, избегая однородности материала для управления коксом между подзонами, тем самым лучше реализуя узкое распределение содержания кокса в катализаторе.

Необязательно поперечное сечение зоны управления коксом имеет кольцевую форму, а поперечное сечение подзоны управления коксом имеет веерную форму.

Необязательно выпускное отверстие для газа для управления коксом соединено с подающей трубой посредством трубы подачи газа зоны управления коксом.

Необязательно в нижней части подзоны управления коксом предусмотрен распределитель зоны управления коксом;

впускное отверстие для сырьевого материала для управления коксом сообщается с распределителем зоны управления коксом, или впускное отверстие для сырьевого материала для управления коксом находится ниже распределителя зоны управления коксом.

Предпочтительно в нижней части каждой подзоны управления коксом предусмотрен распределитель зоны управления.

Необязательно распределитель зоны реакции расположен возле впускного отверстия для реакционного сырьевого материала, и распределитель зоны реакции расположен в нижней части зоны реакции.

В частности, распределитель зоны реакции используют для подачи реакционных сырьевых материалов в зону реакции.

В частности, в настоящей заявке реакционный сырьевой материал относится к материалу, включающему кислородсодержащее соединение.

Необязательно реактор с псевдоожиженным слоем содержит зону отработанного катализатора, которая расположена выше зоны управления коксом и охватывает по всей длине внешнюю периферию подающей трубы, а между зоной отработанногоо катализатора и зоной управления коксом предусмотрена разделительная пластина; в нижней части зоны отработанного катализатора расположен распределитель зоны отработанного катализатора.

Необязательно зона отработанного катализатора также содержит теплоотвод для реактора с псевдоожиженным слоем.

Необязательно реактор с псевдоожиженным слоем также содержит зону разделения газа и твердых частиц, которая расположена выше зоны отработанного катализатора и охватывает по всей длине внешнюю периферию подающей трубы;

зона разделения газа и твердых частиц снабжена устройством разделения газа и твердых частиц;

зона отработанного катализатора сообщается с зоной разделения газа и твердых частиц.

Необязательно устройство разделения газа и твердых частиц содержит первое устройство разделения газа и твердых частиц и второе устройство разделения газа и твердых частиц;

впускное отверстие первого устройства разделения газа и твердых частиц сообщается с подающей трубой, а выпускное отверстие для катализатора первого устройства разделения газа и твердых частиц находится в зоне отработанного катализатора;

выпускное отверстие для катализатора второго устройства разделения газа и твердых частиц также находится в зоне отработанного катализатора.

Необязательно реактор с псевдоожиженным слоем также содержит трубу подачи продуктового газа и газосборную камеру, которая расположена в верхней части оболочки реактора, труба подачи продуктового газа расположена в верхней части оболочки реактора, и труба подачи продуктового газа соединена с верхней частью газосборной камеры;

газовыпускное отверстие второго устройства разделения газа и твердых частиц соединено с газосборной камерой, и газовыпускное отверстие первого устройства разделения газа и твердых частиц соединено с газосборной камерой.

Необязательно реактор с псевдоожиженным слоем также содержит циркуляционную трубу отработанного катализатора, которая расположена снаружи оболочки реактора.

Впускное отверстие циркуляционной трубы отработанного катализатора соединено с зоной отработанного катализатора, а выпускное отверстие циркуляционной трубы отработанного катализатора соединено с нижней частью зоны реакции.

Необязательно циркуляционная труба отработанного катализатора также снабжена золотниковым клапаном циркуляции отработанного катализатора для управления циркуляцией отработанного катализатора.

В соответствии со вторым аспектом настоящей заявки также предложен способ получения низкоуглеродистых олефинов из кислородсодержащего соединения, который осуществляют с использованием по меньшей мере одного из вышеупомянутых реакторов с псевдоожиженным слоем.

Необязательно способ включает следующие этапы:

подачу сырьевого материала для управления коксом и катализатора

из регенератора в зону управления коксом для реакции с формированием управляемого коксом катализатора и продуктового газа для управления коксом;

катализатор образует кольцевой поток через отверстие (отверстия)

для циркуляции катализатора в перегородке.

Необязательно способ включает следующие этапы:

(1) подачу сырьевого материала для управления коксом из распределителя зоны управления коксом в зону управления коксом и подачу катализатора из впускного отверстия для катализатора в зону управления коксом, где сырьевой материал для управления коксом и катализатор входят в контакт, вступая в реакцию для формирования управляемого коксом катализатора и продуктового газа для управления коксом; причем управляемый коксом катализатор поступает в зону реакции через выпускное отверстие для управляемого коксом катализатора, а продуктовый газ для управления коксом поступает в подающую трубу через выпускное отверстие для газа для управления коксом;

(2) подачу сырьевого материала, включающего в себя кислородсодержащее соединение, в зону реакции через впускное отверстие реакционного сырьевого материала для введения в контакт с управляемым коксом катализатором для получения потока А, содержащего низкоуглеродистые олефины.

Необязательно сырьевой материал содержит углеводородное соединение C₁-C₆.

Предпочтительно упомянутое углеводородное соединение представляет собой по меньшей мере одно из алканов C₁-C₆ и олефинов C₁-C₆.

Необязательно сырьевой материал для управления коксом также содержит по меньшей мере одно из водорода, спиртового соединения и воды;

общее массовое содержание спиртового соединения и воды в сырьевом материале для управления коксом больше или равно 10% масс, и меньше или равно 50% масс.

Предпочтительно спиртовое соединение представляет собой по меньшей мере одно из метанола и этанола.

Необязательно сырьевые материалы для управления коксом содержат: от 0% масс. до 20% масс. водорода, от 0% масс. до 50% масс. метана, от 0% масс. до 50% масс. этана, от 0% масс. до 20% масс. этилена, от 0% масс. до 50% масс. пропана, от 0% масс. до 20% масс. пропилена, от 0% масс. до 90% масс. бутана, от 0% масс. до 90% масс. бутена, от 0% масс. до 90% масс. пентана, от 0% масс. до 90% масс. пентена, от 0% масс. до 90% масс. гексана, от 0% масс. до 90% масс. гексена, от 0% масс. до 50% масс. метанола, от 0% масс. до 50% масс. этанола и от 0% масс. до 50% масс. воды;

массовое содержание углеводородного соединения ненулевое.

Необязательно кислородсодержащее соединение представляет собой по меньшей мере одно из метанола и диметилового эфира.

Необязательно катализатор содержит силикоалюмофосфатное (SAPO) молекулярное сито;

содержание кокса в управляемом коксом катализаторе составляет от 4% масс. до 9% масс.

Квартильное отклонение распределения содержания кокса в управляемом коксом катализаторе составляет менее 1% масс.

В частности, в настоящей заявке конфигурация зоны управления коксом и выбор процесса управления коксом обеспечивают, чтобы содержание кокса в управляемом коксом катализаторе составляло от 4% масс, до 9% масс. Поскольку катализатор имеет гранулированную форму, под содержанием кокса в катализаторе понимают среднее значение содержания кокса в каждой грануле катализатора, а содержание кокса в каждой грануле катализатора на самом деле разное. В настоящей заявке квартильным отклонением распределения содержания кокса в управляемом коксом катализаторе можно управлять так, чтобы оно составляло менее 1% масс., чтобы общее распределение содержания кокса в катализаторе было узким, тем самым улучшая активность катализатора и селективность по низкоуглеродистым олефинам.

Необязательно виды кокса в управляемом коксом катализаторе включают полиметилбензол и полиметилнафталин;

общее массовое содержание полиметилбензола и полиметилнафталина в общей массе кокса составляет ≥70% масс.;

массовое содержание видов кокса с молекулярной массой больше 184 в общей массе кокса составляет ≤25% масс.;

при этом под общей массой кокса понимают общую массу видов кокса.

В настоящей заявке тип видов кокса и содержание видов кокса тоже очень важны, и поэтому они также являются целью управления коксом. В настоящей заявке установка параметров управления коксом и выбора процесса управления коксом обеспечивает, чтобы общее содержание полиметилбензола и полиметилнафталина в общей массе кокса составляло ≥70% масс., что улучшает активность катализатора и селективность по низкоуглеродистым олефинам.

Необязательно рабочие условия процесса в зоне управления коксом следующие: кажущаяся линейная скорость газа составляет от 0,1 м/с до 0,5 м/с, температура реакции составляет от 300°С до 700°С, давление реакции составляет от 100 кПа до 500 кПа и плотность слоя составляет от 400 кг/м³ до 800 кг/м³;

рабочие условия процесса в зоне реакции следующие: кажущаяся линейная скорость газа составляет от 0,5 м/с до 7,0 м/с, температура реакции составляет от 350°С до 550°С, давление реакции составляет от 100 кПа до 500 кПа и плотность слоя составляет от 100 кг/м³ до 500 кг/м³.

Необязательно после этапа (2) способ также включает следующий этап:

(3) смешение потока А, содержащего низкоуглеродистые олефины, и продуктового газа для управления коксом, вытекающего из выпускного отверстия для газа для управления коксом, с образованием смешанного потока В в подающей трубе, по которой поток В поступает в первое устройство разделения газа и твердых частиц, и затем делится на поток С газовой фазы и поток D твердой фазы после разделения газа и твердых частиц, причем поток С газовой фазы содержит низкоуглеродистые олефины, а поток D твердой фазы представляет собой отработанный катализатор.

Необязательно содержание кокса в отработанном катализаторе составляет от 9% масс. до 13% масс.

Необязательно после этапа (3) способ также включает следующий этап:

(4) подачу потока С газовой фазы в газосборную камеру, а потока D твердой фазы в зону отработанного катализатора, подачу псевдоожижающего газа для зоны отработанного катализатора в зону отработанного катализатора из впускного отверстия для псевдоожижающего газа для зоны отработанного катализатора для введения в контакт с отработанным катализатором, чтобы псевдоожижающий газ для зоны отработанного катализатора и отработанный катализатор, переносимый таким газом, образовывали поток Е.

Необязательно псевдоожижающий газ для зоны отработанного катализатора содержит по меньшей мере одно из азота и водяного пара.

Необязательно после этапа (4) способ также включает следующий этап:

(5) подачу потока Е во второе устройство разделения газа и твердых частиц для разделения на поток F газовой фазы и поток G твердой фазы, причем поток F газовой фазы представляет собой псевдоожижающий газ для зоны отработанного катализатора, а поток G твердой фазы представляет собой отработанный катализатор; подачу потока F газовой фазы в газосборную камеру, а потока G твердой фазы в зону отработанного катализатора, и смешение потока С газовой фазы и потока F газовой фазы в газосборной камере для образования продуктового газа, который затем поступает в секцию, расположенную ниже по потоку, по трубе подачи продуктового газа.

Необязательно после этапа (5) способ также включает следующий этап:

(6) возврат отработанного катализатора из зоны отработанного катализатора в нижнюю часть зоны реакции реактора с псевдоожиженным слоем по циркуляционной трубе отработанного катализатора.

Необязательно рабочие условия процесса в зоне отработанного катализатора следующие: кажущаяся линейная скорость газа составляет от 0,1 м/с до 1,0 м/с, температура реакции составляет от 350°С до 550°С, давление реакции составляет от 100 кПа до 500 кПа и плотность слоя составляет от 200 кг/м³ до 800 кг/м³.

В соответствии с третьим аспектом настоящей заявки также предложено устройство, содержащее реактор с псевдоожиженным слоем и регенератор псевдоожиженного слоя, причем реактор с псевдоожиженным слоем сообщается с регенератором псевдоожиженного слоя;

реактор с псевдоожиженным слоем представляет собой по меньшей мере один из вышеупомянутых реакторов с псевдоожиженным слоем.

Необязательно регенератор псевдоожиженного слоя содержит оболочку регенератора;

оболочка регенератора снабжена впускным отверстием для отработанного катализатора;

впускное отверстие для отработанного катализатора сообщается с зоной отработанного катализатора реактора с псевдоожиженным слоем.

Предпочтительно впускное отверстие для отработанного катализатора сообщается с зоной отработанного катализатора реактора с псевдоожиженным слоем посредством первого отгонного устройства.

Кроме того, предпочтительно зона отработанного катализатора реактора с псевдоожиженным слоем сообщается с первым отгонным устройством посредством наклонной трубы отработанного катализатора.

Необязательно первое отгонное устройство сообщается с впускным отверстием для отработанного катализатора посредством трубы подачи отработанного катализатора.

Предпочтительно труба подачи отработанного катализатора снабжена золотниковым клапаном циркуляции отработанного катализатора для управления циркуляцией отработанного катализатора.

В частности, устройство для получения низкоуглеродистых олефинов из кислородсодержащего соединения, предложенное в настоящей заявке, содержит регенератор псевдоожиженного слоя, который используют для регенерации отработанного катализатора и пропускания регенерированного катализатора в зону управления коксом для управления коксом, который затем пропускают в зону реакции для каталитической реакции. Управление коксом в катализаторе может быть выполнено в рабочем режиме для улучшения эффективности производства.

Необязательно нижняя часть оболочки регенератора сообщается с зоной управления коксом.

Предпочтительно нижняя часть оболочки регенератора сообщается с зоной управления коксом посредством второго отгонного устройства.

Предпочтительно во втором отгонном устройстве предусмотрен теплоотвод регенератора.

Необязательно в оболочке регенератора также предусмотрен распределитель регенератора, а один конец второго отгонного устройства проходит в оболочку регенератора.

Необязательно второе отгонное устройство сообщается с впускным отверстием для регенерированного катализатора посредством трубы подачи регенерированного катализатора.

Предпочтительно на трубе подачи регенерированного катализатора предусмотрен золотниковый клапан регенерированного катализатора.

Необязательно регенератор псевдоожиженного слоя также содержит устройство разделения газа и твердых частиц регенератора, газосборную камеру регенератора и трубу подачи дымового газа;

устройство разделения газа и твердых частиц регенератора предусмотрено в оболочке регенератора, газосборная камера регенератора и труба подачи дымового газа предусмотрены в верхней части оболочки регенератора, труба подачи дымового газа предусмотрена в верхней части оболочки регенератора, причем труба подачи дымового газа соединена с верхней частью газосборной камеры регенератора; и

газовыпускное отверстие устройства разделения газа и твердых частиц регенератора соединено с газосборной камерой регенератора, а выпускное отверстие для регенерированного катализатора устройства разделения газа и твердых частиц регенератора предусмотрено в нижней части оболочки регенератора.

В соответствии со четвертым аспектом настоящей заявки также предложен способ получения низкоуглеродистых олефинов из кислородсодержащего соединения, который осуществляют с использованием по меньшей мере одного из вышеупомянутых устройств.

Необязательно способ включает подачу отработанного катализатора из зоны отработанного катализатора в регенератор псевдоожиженного слоя, а затем подачу катализатора, регенерированного в регенераторе псевдоожиженного слоя, в зону управления коксом.

Необязательно способ включает следующие этапы:

(a) пропускание через первое отгонное устройство отработанного катализатора, который затем подают после отгонки в середину регенератора псевдоожиженного слоя;

(b) подачу регенерационного газа из впускного отверстия для регенерационного газа в нижнюю часть регенератора псевдоожиженного слоя для введения в контакт с отработанным катализатором, чтобы осуществить химическую реакцию для формирования потока Н, содержащего дымовой газ и регенерированный катализатор, который поступает в устройство разделения газа и твердых частиц регенератора и делится на дымовой газ и регенерированный катализатор после разделения газа и твердых частиц, подачу дымового газа в газосборную камеру регенератора и затем в систему обработки дымового газа, расположенную ниже по потоку, посредством трубы подачи дымового газа, возврат регенерированного катализатора в нижнюю часть регенератора псевдоожиженного слоя, затем во второе отгонное устройство и в зону управления коксом реактора с псевдоожиженным слоем после отгонки и отвода тепла.

Предпочтительно содержание кокса в регенерированном катализаторе ≤3% масс.

Необязательно регенерационный газ представляет собой по меньшей мере одно из кислорода, азота, водяного пара и воздуха.

Предпочтительно регенерационный газ содержит от 0% масс. до 100% масс. воздуха, от 0% масс. до 50% масс. кислорода, от 0% масс. до 50% масс. азота и от 0% масс. до 50% масс. водяного пара.

Необязательно рабочие условия процесса в регенераторе псевдоожиженного слоя следующие: кажущаяся линейная скорость газа составляет от 0,5 м/с до 2,0 м/с, температура регенерации составляет от 600°С до 750°С, давление регенерации составляет от 100 кПа до 500 кПа и плотность слоя составляет от 150 кг/м³ до 700 кг/м³.

Необязательно содержание кокса в регенерированном катализаторе ≤3% масс.

Способ получения низкоуглеродистых олефинов также включает следующие этапы:

подачу отработанного катализатора из зоны отработанного катализатора в регенератор псевдоожиженного слоя для регенерации с получением регенерированного катализатора, и затем подачу регенерированного катализатора в зону управления коксом реактора с псевдоожиженным слоем для введения в контакт с сырьевыми материалами для управления коксом для реакции.

В частности, реактор с псевдоожиженным слоем в настоящей заявке разделен, если смотреть снизу вверх, на зону реакции, зону управления коксом, зону отработанного катализатора и зону разделения газа и твердых частиц. Способ включает следующее: а) введение сырьевого материала для управления коксом в контакт с катализатором в зоне управления коксом реактора с псевдоожиженным слоем для формирования продуктового газа для управления коксом и управляемого коксом катализатора, а затем подачу управляемого коксом катализатора в зону реакции реактора с псевдоожиженным слоем, и приведение в контакт сырьевого материала, включающего в себя кислородсодержащее соединение, с управляемым коксом катализатором в зоне реакции для формирования продуктового газа, содержащего низкоуглеродистые олефины и отработанный катализатор; b) приведение в контакт регенерационного газа с отработанным катализатором в регенераторе псевдоожиженного слоя для формирования дымового газа и регенерированного катализатора, а затем подачу регенерированного катализатора в зону управления коксом.

Под углеводородным соединением C₁-C₆ в настоящей заявке понимают углеводородное соединение с количеством атомов углерода от 1 до 6.

Полезные эффекты, которые позволяет достичь настоящая заявка, включают следующее:

(1) Катализатор в настоящей заявке может протекать последовательно из подзоны, расположенной выше по потоку, к подзоне, расположенной ниже по потоку, через отверстие (отверстия) для циркуляции катализатора в перегородке в зоне управления коксом, так что (1) запасом катализатора в зоне управления коксом можно управлять автоматически, т.е. содержанием кокса в катализаторе можно управлять путем управления средним временем пребывания катализатора в зоне управления коксом; и (2) распределением времени пребывания катализатора можно управлять за счет использования конфигурации подзон управления коксом, и распределение времени пребывания аналогично распределению в n последовательных проточных реакторах идеального смешения, благодаря чему получают узкое распределение содержания кокса в катализаторе.

(2) Благодаря управлению преобразованием и получением видов кокса в катализаторе в настоящей заявке, с одной стороны, оставшиеся неактивные макромолекулярные виды кокса в катализаторе преобразуют в мелкомолекулярные виды кокса; с другой стороны, сырьевые материалы для управления коксом могут также поступать в катализатор для формирования мелкомолекуряных видов кокса с высокой активностью, а мелкомолекулярные виды кокса в основном представляют собой полиметилбензол и полиметилнафталин, которые могут улучшать селективность по этилену.

(3) Способ модификации катализатора DMTO в рабочем режиме посредством реакции управления коксом в настоящей заявке позволяет получать управляемый коксом катализатор с высоким содержанием кокса, узким распределением содержания кокса и основными компонентами видов кокса, представляющими собой полиметилбензол и полиметилнафталин, что приводит к преобразованию катализатора с низкой селективностью по низкоуглеродистым олефинам в управляемый коксом катализатор с высокой селективностью по низкоуглеродистым олефинам.

(4) Катализатор в настоящей заявке также может быть непосредственно использован для получения низкоуглеродистых олефинов из кислородсодержащего соединения без обработки путем управления коксом. В ситуации, когда обработку путем управления коксом не выполняют, селективность по низкоуглеродистым олефинам в получаемом продуктовом газе составляет от 80% масс. до 83% масс. В ситуации, когда обработку путем управления коксом выполняют, и управляемый косом катализатор в соответствии с настоящей заявкой используют для получения низкоуглеродистых олефинов из кислородсодержащего соединения, селективность по низкоуглеродистым олефинам в получаемом продуктовом газе составляет от 93% масс. до 96% масс.

(5) В способе согласно настоящей заявке, чем выше кажущаяся линейная скорость газа в зоне реакции реактора с псевдоожиженным слоем, тем более высокий поток метанола может быть получен, так что производительность по переработке метанола на единицу объема соответствующего устройства может быть увеличена, и массовая часовая объемная скорость метанола может достигать от 5 ч-1 до 20 ч-1. Зону отработанного катализатора используют для отвода тепла, чтобы снизить температуру отработанного катализатора, и подачи низкотемпературного отработанного катализатора в зону реакции для увеличения плотности слоя в зоне реакции и управления температурой слоя в зоне реакции. Когда кажущаяся линейная скорость газа составляет от 0,5 м/с до 7,0 м/с, соответствующая плотность слоя составляет от 500 кг/м³ до 100 кг/м³.

(6) Реактор с псевдоожиженным слоем согласно настоящей заявке имеет конструкцию, в которой первое устройство разделения газа и твердых частиц непосредственно соединено с подающей трубой, что обеспечивает быстрое разделение газа, содержащего низкоуглеродистые олефины и отработанный катализатор в потоке В, и предотвращает дальнейшую реакцию низкоуглеродистых олефинов под действием отработанного катализатора сформированием побочного углеводородного продукта с более высокой молекулярной массой.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На ФИГ. 1 приведена принципиальная схема устройства переработки кислородсодержащего соединения в жидкий олефин (DMTO) в соответствии с вариантом реализации настоящей заявки.

На ФИГ. 2 приведен схематический вид в поперечном сечении зоны управления коксом реактора с псевдоожиженным слоем в соответствии с вариантом реализации настоящей заявки.

Ссылочные позиции на ФИГ. 1 и ФИГ. 2 означают следующее:

1 - реактор с псевдоожиженным слоем; 1-1 - оболочка реактора; 1-2 - распределитель зоны реакции; 1-3 - подающая труба; 1-4 - распределитель зоны управления коксом; 1-5 - перегородка; 1-6 - труба подачи газа зоны управления коксом; 1-7 - распределитель зоны отработанного катализатора;

1-8 - теплоотвод реактора с псевдоожиженным слоем; 1-9 - первое устройство разделения газа и твердых частиц; 1-10 - второе устройство разделения газа и твердых частиц; 1-11 - газосборная камера; 1-12 - труба подачи продуктового газа; 1-13 - труба подачи управляемого коксом катализатора; 1-14 - золотниковый клапан управляемого коксом катализатора; 1-15 - циркуляционная труба отработанного катализатора; 1-16 -золотниковый клапан циркуляции отработанного катализатора; 1-17 - наклонная труба отработанного катализатора; 1-18 - первое отгонное устройство; 1-19 - золотниковый клапан отработанного катализатора; 1-20 - труба подачи отработанного катализатора; 2 - регенератор псевдоожиженного слоя; 2-1 - оболочка регенератора; 2-2 - распределитель регенератора; 2-3 - устройство разделения газа и твердых частиц регенератора; 2-4 - газосборная камера регенератора;

2-5 - труба подачи дымового газа; 2-6 - второе отгонное устройство; 2-7 - теплоотвод регенератора; 2-8 -золотниковый клапан регенерированного катализатора; 2-9 - труба подачи регенерированного катализатора.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящая заявка будет подробно описана ниже со ссылкой на примеры, но настоящая заявка не ограничивается этими примерами.

Если не указано иное, все сырьевые материалы и катализатор в примерах настоящей заявки являются доступными в продаже.

Молекулярное сито SAPO, используемое в примерах настоящей заявки, можно приобрести в компании Zhongke Catalysis (Dalian) Co., Ltd.

Чтобы улучшить рабочие характеристики катализатора DMTO, в настоящей заявке предложен способ модификации катализатора DMTO в рабочем режиме посредством реакции управления коксом, который включает следующие этапы:

(1) подачу катализатора в зону управления коксом;

(2) подачу сырьевых материалов для управления коксом в зону управления коксом;

(3) приведение сырьевых материалов в контакт с катализатором для реагирования в зоне управления коксом так, чтобы материалы для управления коксом коксовались на катализаторе, при этом коксованный катализатор называют управляемым коксом катализатором, а содержание кокса в управляемом коксом катализаторе составляет от 4% масс. до 9% масс., в число видов кокса входят полиметилбензол и полиметилнафталин, общая масса которых в общей массе кокса составляет ≥70% масс., а масса видов кокса с молекулярной массой >184 в общей массе кокса составляет ≤25% масс; и

(4) подачу управляемого коксом катализатора в зону реакции.

Упомянутый катализатор представляет собой катализатор DMTO с содержанием кокса ≤3% масс, а активный компонент катализатора DMTO представляет собой молекулярное сито SAPO.

Температура реакции управления коксом составляет от 300°С до 700°С.

В настоящей заявке также предложен способ получения низкоуглеродистых олефинов с использованием кислородсодержащих соединений, который включает способ модификации катализатора в рабочем режиме посредством реакции управления коксом и устройство для него. Устройство содержит реактор 1 с псевдоожиженным слоем и регенератор 2 псевдоожиженного слоя.

Устройство для получения низкоуглеродистых олефинов из кислородсодержащего соединения содержит реактор 1 с псевдоожиженным слоем, который разделен, если смотреть снизу вверх, на зону реакции, зону управления коксом, зону отработанного катализатора и зону разделения газа и твердых частиц. Реактор 1 с псевдоожиженным слоем содержит оболочку 1-1 реактора, распределитель 1-2 зоны реакции, подающую трубу 1-3, распределитель 1-4 зоны управления коксом, перегородку 1-5, трубу 1-6 подачи газа зоны управления коксом, распределитель 1-7 зоны отработанного катализатора, теплоотвод 1-8 реактора с псевдоожиженным слоем, первое устройство 1-9 разделения газа и твердых частиц, второе устройство 1-10 разделения газа и твердых частиц, газосборную камеру 1-11, трубу 1-12 подачи продуктового газа, трубу 1-13 подачи управляемого коксом катализатора, золотниковый клапан 1-14 управляемого коксом катализатора, циркуляционную трубу 1-15 отработанного катализатора, золотниковый клапан 1-16 циркуляции отработанного катализатора, наклонную трубу 1-17 отработанного катализатора, первое отгонное устройство 1-18, золотниковый клапан 1-19 отработанного катализатора и трубу 1-20 подачи отработанного катализатора;

распределитель 1-2 зоны реакции находится в нижней части зоны реакции реактора 1 с псевдоожиженным слоем, а подающая труба 1-3 находится в центральной части реактора 1 с псевдоожиженным слоем, причем нижняя часть подающей трубы соединена с верхней частью зоны реакции;

зона управления коксом находится выше зоны реакции и снабжена п перегородками 1-5, которые делят зону управления коксом на n подзон управления коксом, где n является целым числом и 2≤n≤10; нижняя часть каждой подзоны управления коксом независимо снабжена распределителем 1-4 зоны управления коксом; поперечное сечение зоны управления коксом имеют кольцевую форму, а поперечное сечение подзоны управления коксом имеет веерную форму; подзоны с первой по n-ю расположены концентрически одна за другой; перегородки 1-5 могут быть снабжены отверстием (отверстиями) для циркуляции катализатора, но в перегородках 1-5 между первой подзоной управления коксом и n-й подзоной управления коксом отверстие (отверстия) для циркуляции катализатора не предусмотрены; выпускное отверстие трубы 2-9 подачи регенерированного катализатора соединено с первой подзоной управления коксом в реакторе 1 с псевдоожиженным слоем, а впускное отверстие трубы 1-13 подачи управляемого коксом катализатора соединено с n-й подзоной управления коксом; труба 1-13 подачи управляемого коксом катализатора снабжена золотниковым клапаном 1-14 управляемого коксом катализатора, и выпускное отверстие трубы 1-13 подачи управляемого коксом катализатора соединено с нижней частью зоны реакции, верхняя часть подзоны управления коксом снабжена трубой 1-6 подачи газа зоны управления коксом, а выпускное отверстие трубы 1-6 подачи газа зоны управления коксом находится в верхней части подзоны управления коксом, и выпускное отверстие трубы 1-6 подачи газа в зоне управления коксом соединено с подающей трубой 1-3;

распределитель 1-7 зоны отработанного катализатора находится в нижней части зоны отработанного катализатора, а теплоотвод 1-8 реактора с псевдоожиженным слоем находится в зоне отработанного катализатора;

первое устройство 1-9 разделения газа и твердых частиц, второе устройство 1-10 разделения газа и твердых частиц и газосборная камера 1-11 находятся в зоне разделения газа и твердых частиц реактора 1 с псевдоожиженным слоем; впускное отверстие первого устройства 1-9 разделения газа и твердых частиц соединено с верхней частью подающей трубы 1-3, газовыпускное отверстие первого устройства 1-9 разделения газа и твердых частиц соединено с газосборной камерой 1-11, а выпускное отверстие для катализатора первого устройства 1-9 разделения газа и твердых частиц находится в зоне отработанного катализатора; впускное отверстие второго устройства 1-10 разделения газа и твердых частиц находится в зоне разделения газа и твердых частиц реактора 1 с псевдоожиженным слоем, а газовыпускное отверстие второго устройства 1-10 разделения газа и твердых частиц соединено с газосборной камерой 1-11, выпускное отверстие для катализатора второго устройства 1-10 разделения газа и твердых частиц находится в зоне отработанного катализатора; труба 1-12 подачи продуктового газа соединена с верхней частью газосборной камеры 1-11;

впускное отверстие циркуляционной трубы 1-15 отработанного катализатора соединено с зоной отработанного катализатора, выпускное отверстие циркуляционной трубы 1-15 отработанного катализатора соединено с нижней частью зоны реакции, и циркуляционная труба 1-15 отработанного катализатора снабжена золотниковым клапаном 1-16 циркуляции отработанного катализатора;

впускное отверстие наклонной трубы 1-17 отработанного катализатора соединено с зоной отработанного катализатора, выпускное отверстие наклонной трубы 1-17 отработанного катализатора соединено с верхней частью первого отгонного устройства 1-18, а первое отгонное устройство 1-18 помещено снаружи оболочки 1-1 реактора; впускное отверстие золотникового клапана 1-19 отработанного катализатора соединено с нижней частью первого отгонного устройства 1-18 посредством трубы, а выпускное отверстие золотникового клапана 1-19 отработанного катализатора соединено с впускным отверстием трубы 1-20 трубы подачи отработанного катализатора посредством трубы; выпускное отверстие трубы 1-20 подачи отработанного катализатора соединено со средней частью регенератора 2 псевдоожиженного слоя.

В предпочтительном варианте реализации первое устройство 1-9 разделения газа и твердых частиц содержит одну или более групп циклонных сепараторов газа и твердых частиц, и каждая группа циклонных сепараторов газа и твердых частиц содержит один циклонный сепаратор газа и твердых частиц первой стадии и один циклонный сепаратор газа и твердых частиц второй стадии.

В предпочтительном варианте реализации второе устройство 1-10 разделения газа и твердых частиц содержит одну или более групп циклонных сепараторов газа и твердых частиц, и каждая группа циклонных сепараторов газа и твердых частиц содержит один циклонный сепаратор газа и твердых частиц первой стадии и один циклонный сепаратор газа и твердых частиц второй стадии.

В предпочтительном варианте реализации второе устройство 1-10 разделения газа и твердых частиц является секцией трубопровода, впускное отверстие которой находится в зоне разделения газа и твердых частиц, а выпускное отверстие которой соединено с газосборной камерой 1-11.

Устройство для получения низкоуглеродистых олефинов из кислородсодержащего соединения содержит регенератор 2 псевдоожиженного слоя, который содержит следующее: оболочку 2-1 регенератора, распределитель 2-2 регенератора, устройство 2-3 разделения газа и твердых частиц регенератора, газосборную камеру 2-4 регенератора, трубу 2-5 подачи дымового газа, второе отгонное устройство 2-6, теплоотвод 2-7 регенератора, золотниковый клапан 2-8 регенерированного катализатора и трубу 2-9 подачи регенерированного катализатора;

распределитель 2-2 регенератора находится в нижней части регенератора 2 псевдоожиженного слоя, устройство 2-3 разделения газа и твердых частиц регенератора находится в верхней части регенератора 2 псевдоожиженного слоя, а впускное отверстие устройства 2-3 разделения газа и твердых частиц регенератора находится в верхней части регенератора 2 псевдоожиженного слоя, газовыпускное отверстие устройства 2-3 разделения газа и твердых частиц регенератора соединено с газосборной камерой 2-4 регенератора, а выпускное отверстие для регенерированного катализатора устройства 2-3 разделения газа и твердых частиц регенератора находится в нижней части регенератора 2 псевдоожиженного слоя, газосборная камера 2-4 регенератора находится в верхней части регенератора 2 псевдоожиженного слоя, а труба 2-5 подачи дымового газа соединена с верхней частью газосборной камеры 2-4 регенератора; и

второе отгонное устройство 2-6 находится снаружи оболочки 2-1 регенератора, а впускная труба второго отгонного устройства 2-6 проникает в оболочку 2-1 регенератора и открывается над распределителем 2-2 регенератора, теплоотвод 2-7 регенератора находится во втором отгонном устройстве 2-6, впускное отверстие золотникового клапана 2-8 регенерированного катализатора соединено с нижней частью второго отгонного устройства 2-6 посредством трубы, а выпускное отверстие золотникового клапана 2-8 регенерированного катализатора соединено с впускным отверстием трубы 2-9 подачи регенерированного катализатора посредством трубы, а выпускное отверстие трубы 2-9 подачи регенерированного катализатора соединено с первой подзоной управления катализатором в реакторе 1 с псевдоожиженным слоем.

В предпочтительном варианте реализации устройство 2-3 разделения газа и твердых частиц регенератора содержит одну или более групп циклонных сепараторов газа и твердых частиц, и каждая группа циклонных сепараторов газа и твердых частиц содержит один циклонный сепаратор газа и твердых частиц первой стадии и один циклонный сепаратор газа и твердых частиц второй стадии.

В соответствии еще с одним аспектом настоящей заявки также предложен способ получения низкоуглеродистых олефинов из кислородсодержащего соединения, который осуществляют с использованием по меньшей мере одного из вышеупомянутых устройств, включающий следующие этапы:

(1) подачу материала для управления коксом в зону управления коксом реактора 1 с псевдоожиженным слоем из распределителя 1-4 зоны управления коксом и подачу катализатора из трубы 2-9 подачи регенерированного катализатора в зону управления коксом реактора 1 с псевдоожиженным слоем, приведение сырьевого материала для управления коксом в контакт с катализатором для выполнения химической реакции в зоне управления коксом для формирования управляемого коксом катализатора и продуктового газа для управления катализатором; подачу управляемого коксом катализатора последовательно в подзоны управления коксом с первой по n-ю посредством отверстий для циркуляции катализатора в перегородках 1-5 и затем в зону реакции реактора 1 с псевдоожиженным слоем посредством трубы 1-13 подачи управляемого коксом катализатора и золотникового клапана 1-14 управляемого коксом катализатора, подачу продуктового газа для управления коксом в подающую трубу 1-3 посредством трубы 1-6 подачи газа зоны управления; подачу сырьевого материала, включающего в себя кислородсодержащее соединение, в зону реакции реактора 1 с псевдоожиженным слоем из распределителя 1-2 зоны реакции для приведения в контакт с управляемым коксом катализатором для формирования потока А, содержащего низкоуглеродистые олефины и отработанный катализатор, смешение потока А и продуктового газа для управления коксом в подающей трубе 1-3 для формирования потока В, который поступает в первое устройство 1-9 разделения газа и твердых частиц по подающей трубе 1-3 и делится на поток С газовой фазы и поток D твердой фазы после разделения газа и твердых частиц, причем поток С представляет собой газ, содержащий низкоуглеродистые олефины, а поток D твердой фазы представляет собой отработанный катализатор, подачу потока С газовой фазы в газосборную камеру 1-11, а потока D твердой фазы в зону отработанного катализатора, подачу псевдоожижающего газа для зоны отработанного катализатора в зону отработанного катализатора из распределителя 1-7 зоны отработанного катализатора для приведения в контакт с отработанным катализатором, чтобы псевдоожижающий газ для зоны отработанного катализатора и отработанный катализатор образовывали поток Е, подачу потока Е во второе устройство 1-10 разделения газа и твердых частиц и разделение потока Е на поток F газовой фазы и поток G твердой фазы после разделения газа и твердых частиц, причем поток F газовой фазы представляет собой псевдоожижающий газ для зоны отработанного катализатора, а поток G твердой фазы представляет собой отработанный катализатор, подачу потока F газовой фазы в газосборную камеру 1-11, подачу потока G твердой фазы в зону отработанного катализатора, смешение потока С газовой фазы и потока F газовой фазы в газосборной камере 1-11 для образования продуктового газа, подачу продуктового газа в секцию, расположенную ниже по потоку, посредством трубы 1-12 подачи продуктового газа; возврат одной части отработанного катализатора в нижнюю часть зоны реакции реактора 1 с псевдоожиженным слоем посредством циркуляционной трубы 1-15 отработанного катализатора и золотникового клапана 1-16 отработанного катализатора, подачу другой части отработанного катализатора в первое отгонное устройство 1-18 посредством наклонной трубы 1-17 отработанного катализатора, и после отгонки подачу отработанного катализатора в среднюю часть регенератора 2 псевдоожиженного слоя посредством золотникового клапана 1-19 отработанного катализатора и трубы 1-20 подачи отработанного катализатора;

(2) подачу регенерационного газа в нижнюю часть регенератора 2 псевдоожиженного слоя из распределителя 2-2 регенератора, приведение в контакт регенерационного газа с отработанным катализатором для выполнения химической реакции в регенераторе 2 псевдоожиженного слоя, причем часть кокса в отработанном катализаторе сжигают и удаляют с формированием потока Н, содержащего дымовой газ и регенерированный катализатор, подачу потока Н в устройство 2-3 разделения газа и твердых частиц регенератора и разделение потока Н на дымовой газ и регенерированный катализатор после разделения газа и твердых частиц, подачу дымового газа в газосборную камеру 2-4 регенератора и затем в систему обработки дымового газа, расположенную ниже по потоку, посредством трубы 2-5 подачи дымового газа, возврат регенерированного катализатора в нижнюю часть регенератора 2 псевдоожиженного слоя, а затем во второе отгонное устройство 2-6, и после отгонки и отвода тепла в зону управления коксом реактора 1 с псевдоожиженным слоем посредством золотникового клапана 2-8 регенерированного катализатора и трубы 2-9 подачи регенерированного катализатора.

В предпочтительном варианте реализации сырьевые материалы для управления коксом состоят из: от 0% масс. до 20% масс. водорода, от 0% масс. до 50% масс. метана, от 0% масс. до 50% масс. этана, от 0% масс. до 20% масс. этилена, от 0% масс. до 50% масс. пропана, от 0% масс. до 20% масс. пропилена, от 0% масс. до 90% масс. бутана, от 0% масс. до 90% масс. бутена, от 0% масс. до 90% масс. пентана, от 0% масс. до 90% масс. пентена, от 0% масс. до 90% масс. гексана, от 0% масс. до 90% масс. гексена, от 0% масс. до 50% масс. метанола, от 0% масс. до 50% масс. этанола и от 0% масс. до 50% масс. воды.

В предпочтительном варианте реализации кислородсодержащее соединение в способе представляет собой метанол, диметиловый эфир или смесь метанола и диметилового эфира.

В предпочтительном варианте реализации псевдоожижающий газ для зоны отработанного агента в способе представляет собой азот, водяной пар или смесь азота и водяного пара.

В предпочтительном варианте реализации регенерационный газ в способе состоит из от 0% масс. до 100% масс. воздуха, от 0% масс. до 50% масс. кислорода, от 0% масс. до 50% масс. азота и от 0% масс. до 50% масс. водяного пара.

В предпочтительном варианте реализации активный компонент катализатора представляет собой молекулярное сито SAPO.

В предпочтительном варианте реализации содержание кокса в регенерированном катализаторе ≤3% масс.

В предпочтительном варианте реализации содержание кокса в управляемом коксом катализаторе составляет от 4% масс. до 9% масс. квартильное отклонение распределения содержания кокса в управляемом коксом катализаторе составляет менее 1% масс., а в число видов кокса входят полиметилбензол и полиметилнафталин, общая масса которых в общей массе кокса ≥70% масс., а масса видов кокса с молекулярной массой >184 в общей массе кокса ≤25% масс.

В предпочтительном варианте реализации содержание кокса в отработанном катализаторе составляет от 9% масс. до 13% масс., более предпочтительно содержание кокса в отработанном катализаторе составляет от 10% масс. до 12% масс.

В предпочтительном варианте реализации условия процесса в зоне управления коксом реактора 1 с псевдоожиженным слоем следующие: кажущаяся линейная скорость газа составляет от 0,1 м/с до 0,5 м/с, температура реакции составляет от 300°С до 700°С, давление реакции составляет от 100 кПа до 500 кПа и плотность слоя составляет от 400 кг/м³ до 800 кг/м³.

В предпочтительном варианте реализации рабочие условия процесса в зоне реакции реактора 1 с псевдоожиженным слоем следующие: кажущаяся линейная скорость газа составляет от 0,5 м/с до 7,0 м/с, температура реакции составляет от 350°С до 550°С, давление реакции составляет от 100 кПа до 500 кПа и плотность слоя составляет от 100 кг/м³ до 500 кг/м³.

В предпочтительном варианте реализации условия процесса в зоне отработанного катализатора реактора 1 с псевдоожиженным слоем следующие: кажущаяся линейная скорость газа составляет от 0,1 м/с до 1,0 м/с, температура реакции составляет от 350°С до 550°С, давление реакции составляет от 100 кПа до 500 кПа и плотность слоя составляет от 200 кг/м³ до 800 кг/м³.

В предпочтительном варианте реализации условия процесса в регенераторе 2 псевдоожиженного слоя следующие: кажущаяся линейная скорость газа составляет от 0,5 м/с до 2,0 м/с, температура регенерации составляет от 600°С до 750°°С, давление регенерации составляет от 100 кПа до 500 кПа и плотность слоя составляет от 150 кг/м³ до 700 кг/м³.

В способе согласно настоящей заявке продуктовый газ состоит из от 38% масс. до 58% масс. этилена, от 35% масс. до 57% масс. пропилена, ≤4% масс. углеводородов C₄-C₆ и ≤4% масс. других компонентов, причем другими компонентами являются метан, этан, пропан, водород, СО, СО₂ и т.д., а общая селективность по этилену и пропилену в продуктовом газе составляет от 93% масс. до 96% масс.

Для расчета удельного расхода на производство в настоящей заявке масса диметилового эфира в кислородсодержащем соединении эквивалентно преобразуется в массу метанола на основе массы элемента С, и единицей удельного расхода на производство являются тонны метанола на тонну низкоуглеродистых олефинов.

В способе согласно настоящей заявке удельный расход на производство составляет от 2,50 до 2,58 тонн метанола на тонну низкоуглеродистых олефинов.

Чтобы лучше описать настоящую заявку и облегчить понимание технических решений в настоящей заявке, в настоящей заявке приведены следующие типичные, но не ограничивающие примеры.

Пример 1

В этом примере использовано устройство, показанное на ФИГ. 1 и ФИГ. 2. Зона управления коксом в реакторе с псевдоожиженным слоем содержит две перегородки, т.е. n=2. Зона управления коксом содержит две подзоны управления коксом, а второе устройство разделения газа и твердых частиц содержит множество групп циклонных сепараторов газа и твердых частиц, причем каждая группа циклонных сепараторов газа и твердых частиц содержит один циклонный сепаратор газа и твердых частиц первой стадии и один циклонный сепаратор газа и твердых частиц второй стадии.

В данном примере сырьевой материал для управления коксом представляет собой смесь 6% масс. бутана, 81% масс. бутена, 2% масс. метанола и 11% масс. воды; кислородсодержащее соединение представляет собой метанол; псевдоожижающий газ для зоны отработанного катализатора представляет собой азот; регенерационный газ представляет собой воздух; активный компонент представляет собой молекулярное сито SAPO-34; содержание кокса в катализаторе составляет около 1% масс.; содержание кокса в управляемом коксом катализаторе составляет около 4% масс., причем массовое содержание полиметилбензола и полиметилнафталина в общей массе кокса составляет около 83% масс., а массовое содержание видов кокса с молекулярной массой >184 в общей массе кокса составляет около 9% масс.; квартильное отклонение распределения содержания кокса в управляемом коксом катализаторе составляет около 0,9% масс.; содержание кокса в отработанном катализаторе составляет около 9% масс.; рабочие условия процесса в зоне управления коксом реактора с псевдоожиженным слоем следующие: кажущаяся линейная скорость газа составляет около 0,3 м/с, температура реакции составляет около 500°С, давление реакции оставляет около 100 кПа и плотность слоя составляет около 600 кг/м³; рабочие условия процесса в зоне реакции реактора с псевдоожиженным слоем следующие: кажущаяся линейная скорость газа составляет 7,0 м/с, температура реакции составляет около 550°С, давление реакции составляет около 100 кПа и плотность слоя составляет около 100 кг/м³; рабочие условия процесса в зоне отработанного катализатора следующие: кажущаяся линейная скорость газа составляет около 1,0 м/с, температура реакции составляет около 550°С, давление реакции составляет около 100 кПа и плотность слоя составляет около 200 кг/м³; рабочие условия в регенераторе псевдоожиженного слоя следующие: кажущаяся линейная скорость газа составляет около 0,5 м/с, температура регенерации составляет около 700°С, давление регенерации составляет около 100 кПа и плотность слоя составляет около 700 кг/м³.

В данном примере массовая часовая объемная скорость кислородсодержащего соединения в реакторе с псевдоожиженным слоем составляет около 20 ч^-1; а продуктовый газ состоит из 58% масс. этилена, 35% масс. пропилена, 3% масс. углеводородов C₄-C₆ и 4% масс. других компонентов, причем в число других компонентов входят метан, этан, пропан, водород, СО, СО₂ и т.д. Удельный расход на производство составляет 2,58 тонн метанола на тонну низкоуглеродистых олефинов.

Пример 2

В этом примере использовано устройство, показанное на ФИГ. 1 и ФИГ. 2. Зона управления коксом в реакторе с псевдоожиженным слоем содержит 10 перегородок, т.е. n=10. Зона управления коксом содержит 10 подзон управления коксом, а второе устройство разделения газа и твердых частиц содержит множество групп циклонных сепараторов газа и твердых частиц, причем каждая группа циклонных сепараторов газа и твердых частиц содержит один циклонный сепаратор газа и твердых частиц первой стадии и один циклонный сепаратор газа и твердых частиц второй стадии.

В данном примере сырьевой материал для управления коксом представляет собой смесь 22% масс. метана, 24% масс. этана, 3% масс. этилена, 28% масс. пропана, 4% масс. пропилена, 7% масс. водорода и 12% масс. воды; кислородсодержащее соединение представляет собой смесь 82% масс. метанола и 18% масс. диметилового эфира; псевдоожижающий газ для зоны отработанного катализатора представляет собой водяной пар; регенерационный газ представляет собой смесь 50% масс. воздуха и 50% масс. водяного пара; активный компонент представляет собой молекулярное сито SAPO-34; содержание кокса в катализаторе составляет около 3% масс.; содержание кокса в управляемом коксом катализаторе составляет около 9% масс., причем массовое содержание полиметилбензола и полиметилнафталина в общей массе кокса составляет около 71% масс., а массовое содержание видов кокса с молекулярной массой >184 в общей массе кокса составляет около 23% масс.; квартильное отклонение распределения содержания кокса в управляемом коксом катализаторе составляет около 0,2% масс.; содержание кокса в отработанном катализаторе составляет около 13% масс; рабочие условия процесса в зоне управления коксом реактора с псевдоожиженным слоем следующие: кажущаяся линейная скорость газа составляет около 0,1 м/с, температура реакции составляет около 300°С, давление реакции оставляет около 500 кПа и плотность слоя составляет около 800 кг/м³; рабочие условия процесса в зоне реакции реактора с псевдоожиженным слоем следующие: кажущаяся линейная скорость газа составляет 0,5 м/с, температура реакции составляет около 350°С, давление реакции составляет около 500 кПа и плотность слоя составляет около 500 кг/м³; рабочие условия процесса в зоне отработанного катализатора следующие: кажущаяся линейная скорость газа составляет около 0,1 м/с, температура реакции составляет около 350°С, давление реакции составляет около 500 кПа и плотность слоя составляет около 800 кг/м³; рабочие условия в регенераторе псевдоожиженного слоя следующие: кажущаяся линейная скорость газа составляет около 2,0 м/с, температура регенерации составляет около 600°С, давление регенерации составляет около 500 кПа и плотность слоя составляет около 150 кг/м³.

В данном примере массовая часовая объемная скорость кислородсодержащего соединения в реакторе с псевдоожиженным слоем составляет около 5 ч^-1; а продуктовый газ состоит из 38% масс. этилена, 57% масс. пропилена, 4% масс. углеводородов С₄-С₆ и 1% масс. других компонентов, причем в число других компонентов входят метан, этан, пропан, водород, СО, СО₂ и т.д. Удельный расход на производство составляет 2,53 тонн метанола на тонну низкоуглеродистых олефинов.

Пример 3

В этом примере использовано устройство, показанное на ФИГ. 1 и ФИГ. 2. Зона управления коксом в реакторе с псевдоожиженным слоем содержит 4 перегородок, т.е. n=4. Зона управления коксом содержит 4 подзоны управления коксом. Второе устройство разделения газа и твердых частиц является секцией трубопровода, впускное отверстие которой находится в зоне разделения газа и твердых частиц, а выпускное отверстие которой соединено с газосборной камерой реактора с псевдоожиженным слоем.

В данном примере сырьевой материал для управления коксом представляет собой смесь 1% масс. пропана, 1% масс. пропилена, 3% масс. бутана, 51% масс. бутена, 3% масс. пентана, 22% масс. пентена, 1% масс. гексана, 7% масс. гексена, 2% масс. метанола и 9% масс. воды; кислородсодержащее соединение представляет собой диметиловый эфир; псевдоожижающий газ для зоны отработанного катализатора состоит из 5% масс. азота и 95% масс. водяного пара; регенерационный газ состоит из 50% масс. воздуха и 50% масс. кислорода; активный компонент представляет собой молекулярное сито SAPO-34; содержание кокса в катализаторе составляет около 2% масс.; содержание кокса в управляемом коксом катализаторе составляет около 6% масс., причем массовое содержание полиметилбензола и полиметилнафталина в общей массе кокса составляет около 80% масс., а массовое содержание видов кокса с молекулярной массой >184 в общей массе кокса составляет около 11% масс.; квартильное отклонение распределения содержания кокса в управляемом коксом катализаторе составляет около 0,6% масс.; содержание кокса в отработанном катализаторе составляет около 11% масс.; рабочие условия процесса в зоне управления коксом реактора с псевдоожиженным слоем следующие: кажущаяся линейная скорость газа составляет около 0,4 м/с, температура реакции составляет около 700°С, давление реакции оставляет около 300 кПа и плотность слоя составляет около 500 кг/м³; рабочие условия процесса в зоне реакции реактора с псевдоожиженным слоем следующие: кажущаяся линейная скорость газа составляет 3,0 м/с, температура реакции составляет около 450°С, давление реакции составляет около 300 кПа и плотность слоя составляет около 230 кг/м³; рабочие условия процесса в зоне отработанного катализатора следующие: кажущаяся линейная скорость газа составляет около 0,2 м/с, температура реакции составляет около 450°С, давление реакции составляет около 300 кПа и плотность слоя составляет около 600 кг/м³; рабочие условия в регенераторе псевдоожиженного слоя следующие: кажущаяся линейная скорость газа составляет около 1,0 м/с, температура регенерации составляет около 750°С, давление регенерации составляет около 300 кПа и плотность слоя составляет около 360 кг/м³.

В данном примере массовая часовая объемная скорость кислородсодержащих соединений в реакторе с псевдоожиженным слоем составляет около 9 ч^-1; а продуктовый газ состоит из 48% масс. этилена, 48% масс. пропилена, 2% масс. углеводородов С₄-С₆ и 2% масс. других компонентов, причем в число других компонентов входят метан, этан, пропан, водород, СО, СО₂ и т.д. Удельный расход на производство составляет 2,50 тонн метанола на тонну низкоуглеродистых олефинов.

Пример 4

В этом примере использовано устройство, показанное на ФИГ. 1 и ФИГ. 2. Зона управления коксом в реакторе с псевдоожиженным слоем содержит 6 перегородок, т.е. n=6. Зона управления коксом содержит 6 подзон управления коксом, а второе устройство разделения газа и твердых частиц содержит множество групп циклонных сепараторов газа и твердых частиц, причем каждая группа циклонных сепараторов газа и твердых частиц содержит один циклонный сепаратор газа и твердых частиц первой стадии и один циклонный сепаратор газа и твердых частиц второй стадии.

В данном примере сырьевой материал для управления коксом представляет собой смесь 5% масс. бутана, 72% масс. бутена, 8% масс. метанола и 15% масс. воды; кислородсодержащее соединение представляет собой метанол; псевдоожижающий газ для зоны отработанного катализатора состоит из 73% масс. азота и 27% масс. водяного пара; регенерационный газ представляет собой смесь 50% масс, воздуха и 50% масс. азота; активный компонент представляет собой молекулярное сито SAPO-34; содержание кокса в катализаторе составляет около 2% масс.; содержание кокса в управляемом коксом катализаторе составляет около 6% масс., причем массовое содержание полиметилбензола и полиметилнафталина в общей массе кокса составляет около 77% масс., а массовое содержание видов кокса с молекулярной массой >184 в общей массе кокса составляет около 16% масс.; квартильное отклонение распределения содержания кокса в управляемом коксом катализаторе составляет около 0,3% масс.; содержание кокса в отработанном катализаторе составляет около 12% масс.; рабочие условия процесса в зоне управления коксом реактора с псевдоожиженным слоем следующие: кажущаяся линейная скорость газа составляет около 0,5 м/с, температура реакции составляет около 600°С, давление реакции оставляет около 200 кПа и плотность слоя составляет около 400 кг/м³; рабочие условия процесса в зоне реакции реактора с псевдоожиженным слоем следующие: кажущаяся линейная скорость газа составляет 4,0 м/с, температура реакции составляет около 500°С, давление реакции составляет около 200 кПа и плотность слоя составляет около 160 кг/м³; рабочие условия процесса в зоне отработанного катализатора следующие: кажущаяся линейная скорость газа составляет около 0,5 м/с, температура реакции составляет около 500°С, давление реакции составляет около 200 кПа и плотность слоя составляет около 300 кг/м³; рабочие условия в регенераторе псевдоожиженного слоя следующие: кажущаяся линейная скорость газа составляет около 1,5 м/с, температура регенерации составляет около 680°С, давление регенерации составляет около 200 кПа и плотность слоя составляет около 280 кг/м³.

В данном примере массовая часовая объемная скорость кислородсодержащего соединения в реакторе с псевдоожиженным слоем составляет около 13 ч^-1; а продуктовый газ состоит из 53% масс. этилена, 42% масс. пропилена, 4% масс. углеводородов С₄-С₆ и 1% масс. других компонентов, причем в число других компонентов входят метан, этан, пропан, водород, СО, СО₂ и т.д. Удельный расход на производство составляет 2,52 тонн метанола на тонну низкоуглеродистых олефинов.

Сравнительный пример

Разница между этим сравнительным примером и примером 4 заключается в следующем: в этом сравнительном примере не используют реакцию управления коксом для модификации катализатора DMTO в рабочем режиме, а сырьевой материал для управления коксом представляет собой азот, который является инертным газом и не будет изменять свойства регенерированного катализатора в зоне управления коксом. Другими словами, катализатор, подаваемый в зону реакции, является регенерированным катализатором.

В данном примере продуктовый газ состоит из 44% масс, этилена, 38% масс. пропилена, 10% масс. углеводородов С₄-С₆ и 8% масс. других компонентов, причем в число других компонентов входят метан, этан, пропан, водород, СО, СО₂ и т.д. Удельный расход на производство составляет 2,92 тонн метанола на тонну низкоуглеродистых олефинов.

Этот сравнительный пример показывает, что модификация катализатора DMTO в рабочем режиме посредством реакции управления коксом может сильно улучшить рабочие характеристики катализатора и сократить удельный расход на производство.

Вышеприведенные примеры являются лишь иллюстративными, и никоим образом не ограничивают настоящую заявку. Любое изменение или модификация, внесенные специалистом в данной области на основе технического содержимого, раскрытого выше, в пределах сущности настоящей заявки, является эквивалентным примером и попадает в объем настоящей заявки.

Изобретение относится к реактору с псевдоожиженным слоем, устройству и способу получения низкоуглеродистых олефинов из кислородсодержащего соединения и принадлежит к области химического катализа. Описан реактор с псевдоожиженным слоем для получения низкоуглеродистых олефинов из кислородсодержащего соединения, содержащий оболочку реактора, зону реакции, зону управления коксом и подающую трубу; при этом оболочка реактора содержит нижнюю оболочку и верхнюю оболочку, нижняя оболочка заключает зону реакции, подающая труба расположена над зоной реакции и сообщается с зоной реакции, внешняя периферия подающей трубы снабжена верхней оболочкой, верхняя оболочка охватывает подающую трубу с образованием полости, содержащей зону управления коксом; верхняя часть подающей трубы снабжена газовыпускным отверстием; зона реакции содержит впускное отверстие для реакционного сырьевого материала и впускное отверстие для управляемого коксом катализатора; зона управления коксом содержит впускное отверстие для катализатора, выпускное отверстие для управляемого коксом катализатора, выпускное отверстие для газа для управления коксом и впускное отверстие для сырьевого материала для управления коксом; зона управления коксом представляет собой кольцевую полость; в зоне управления коксом расположены n перегородок, и эти n перегородок разделяют зону управления коксом на n подзон управления коксом, которые содержат первую подзону управления коксом, вторую подзону управления коксом и n-ю подзону управления коксом; в каждой из n-1 перегородок предусмотрено по меньшей мере одно отверстие для циркуляции катализатора, так что катализатор протекает в кольцеобразной форме в зоне управления коксом, где n является целым числом; и впускное отверстие для катализатора расположено в первой подзоне управления коксом, выпускное отверстия для управляемого коксом катализатора расположено в n-й подзоне управления коксом, а выпускное отверстие для газа для управления коксом расположено между двумя смежными перегородками. Устройство для получения низкоуглеродистых олефинов из кислородсодержащего соединения содержит вышеописанный реактор с псевдоожиженным слоем и регенератор псевдоожиженного слоя, причем реактор с псевдоожиженным слоем сообщается с регенератором псевдоожиженного слоя. Также описан способ получения низкоуглеродистых олефинов из кислородсодержащего соединения, использующий вышеописанный реактор с псевдоожиженным слоем. Технический результат - управление активностью катализатора DMTO, улучшение рабочих характеристик катализатора DMTO и улучшение селективности по низкоуглеродистым олефинам. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил., 4 пр.

1. Реактор с псевдоожиженным слоем для получения низкоуглеродистых олефинов из кислородсодержащего соединения, содержащий оболочку реактора, зону реакции, зону управления коксом и подающую трубу;

при этом оболочка реактора содержит нижнюю оболочку и верхнюю оболочку, нижняя оболочка заключает зону реакции, подающая труба расположена над зоной реакции и сообщается с зоной реакции, внешняя периферия подающей трубы снабжена верхней оболочкой, верхняя оболочка охватывает подающую трубу с образованием полости, содержащей зону управления коксом;

верхняя часть подающей трубы снабжена газовыпускным отверстием;

зона реакции содержит впускное отверстие для реакционного сырьевого материала и впускное отверстие для управляемого коксом катализатора;

зона управления коксом содержит впускное отверстие для катализатора, выпускное отверстие для управляемого коксом катализатора, выпускное отверстие для газа для управления коксом и впускное отверстие для сырьевого материала для управления коксом;

зона управления коксом представляет собой кольцевую полость;

в зоне управления коксом расположены n перегородок, и эти n перегородок разделяют зону управления коксом на n подзон управления коксом, которые содержат первую подзону управления коксом, вторую подзону управления коксом и n-ю подзону управления коксом;

в каждой из n-1 перегородок предусмотрено по меньшей мере одно отверстие для циркуляции катализатора, так что катализатор протекает в кольцеобразной форме в зоне управления коксом, где n является целым числом; и

впускное отверстие для катализатора расположено в первой подзоне управления коксом, выпускное отверстие для управляемого коксом катализатора расположено в n-й подзоне управления коксом, а выпускное отверстие для газа для управления коксом расположено между двумя смежными перегородками.

2. Реактор с псевдоожиженным слоем по п. 1, в котором 2≤n≤10; предпочтительно поперечное сечение зоны управления коксом имеет кольцевую форму, а поперечное сечение подзоны управления коксом имеет веерную форму;

предпочтительно выпускное отверстие для газа для управления коксом соединено с подающей трубой посредством трубы подачи газа зоны управления коксом;

предпочтительно в нижней части подзоны управления коксом предусмотрен распределитель зоны управления коксом; впускное отверстие для сырьевого материала для управления коксом сообщается с распределителем зоны управления коксом, или впускное отверстие для сырьевого материала для управления коксом находится ниже распределителя зоны управления коксом;

предпочтительно распределитель зоны реакции расположен возле впускного отверстия для реакционного сырьевого материала, и распределитель зоны реакции расположен в нижней части зоны реакции.

3. Реактор с псевдоожиженным слоем по п. 1, также содержащий зону отработанного катализатора, которая расположена выше зоны управления коксом и охватывает по всей длине внешнюю периферию подающей трубы, причем между зоной отработанного катализатора и зоной управления коксом предусмотрена разделительная пластина; и в нижней части зоны отработанного катализатора расположен распределитель зоны отработанного катализатора;

предпочтительно зона отработанного катализатора содержит теплоотвод для реактора с псевдоожиженным слоем;

предпочтительно реактор с псевдоожиженным слоем также содержит зону разделения газа и твердых частиц, которая расположена выше зоны отработанного катализатора и охватывает по всей длине внешнюю периферию подающей трубы; причем зона разделения газа и твердых частиц снабжена устройством разделения газа и твердых частиц; а зона отработанного катализатора сообщается с зоной разделения газа и твердых частиц;

предпочтительно устройство разделения газа и твердых частиц содержит первое устройство разделения газа и твердых частиц и второе устройство разделения газа и твердых частиц; впускное отверстие первого устройства разделения газа и твердых частиц сообщается с подающей трубой, а выпускное отверстие для катализатора первого устройства разделения газа и твердых частиц находится в зоне отработанного катализатора; и выпускное отверстие для катализатора второго устройства разделения газа и твердых частиц также находится в зоне отработанного катализатора;

предпочтительно реактор с псевдоожиженным слоем также содержит трубу подачи продуктового газа и газосборную камеру, которая расположена в верхней части оболочки реактора, труба подачи продуктового газа расположена в верхней части оболочки реактора, и труба подачи продуктового газа соединена с верхней частью газосборной камеры; газовыпускное отверстие второго устройства разделения газа и твердых частиц соединено с газосборной камерой, и газовыпускное отверстие первого устройства разделения газа и твердых частиц соединено с газосборной камерой;

предпочтительно реактор с псевдоожиженным слоем также содержит циркуляционную трубу отработанного катализатора, которая расположена снаружи оболочки реактора; причем впускное отверстие циркуляционной трубы отработанного катализатора соединено с зоной отработанного катализатора, а выпускное отверстие циркуляционной трубы отработанного катализатора соединено с нижней частью зоны реакции.

4. Устройство для получения низкоуглеродистых олефинов из кислородсодержащего соединения, содержащее реактор с псевдоожиженным слоем и регенератор псевдоожиженного слоя, причем реактор с псевдоожиженным слоем сообщается с регенератором псевдоожиженного слоя; причем реактор с псевдоожиженным слоем представляет собой реактор с псевдоожиженным слоем по п. 1.

5. Устройство по п. 4, в котором регенератор псевдоожиженного слоя содержит оболочку регенератора; оболочка регенератора снабжена впускным отверстием для отработанного катализатора; впускное отверстие для отработанного катализатора сообщается с зоной отработанного катализатора реактора с псевдоожиженным слоем;

предпочтительно впускное отверстие для отработанного катализатора сообщается с зоной отработанного катализатора реактора с псевдоожиженным слоем посредством первого отгонного устройства;

предпочтительно нижняя часть оболочки регенератора сообщается с зоной управления коксом;

предпочтительно нижняя часть оболочки регенератора сообщается с зоной управления коксом посредством второго отгонного устройства;

предпочтительно во втором отгонном устройстве предусмотрен теплоотвод регенератора;

предпочтительно в оболочке регенератора предусмотрен распределитель регенератора, а один конец второго отгонного устройства проходит в оболочку регенератора;

предпочтительно регенератор псевдоожиженного слоя также содержит устройство разделения газа и твердых частиц регенератора, газосборную камеру регенератора и трубу подачи дымового газа; устройство разделения газа и твердых частиц регенератора предусмотрено в оболочке регенератора, газосборная камера регенератора и труба подачи дымового газа предусмотрены в верхней части оболочки регенератора, труба подачи дымового газа предусмотрена в верхней части оболочки регенератора, причем труба подачи дымового газа соединена с верхней частью газосборной камеры регенератора; и газовыпускное отверстие устройства разделения газа и твердых частиц регенератора соединено с газосборной камерой регенератора, а выпускное отверстие для регенерированного катализатора устройства разделения газа и твердых частиц регенератора предусмотрено в нижней части оболочки регенератора.

6. Способ получения низкоуглеродистых олефинов из кислородсодержащего соединения, использующий реактор с псевдоожиженным слоем по п. 1.

7. Способ по п. 6, включающий следующие этапы:

подачу сырьевого материала для управления коксом и катализатора из регенератора в зону управления коксом для реагирования с формированием управляемого коксом катализатора и продуктового газа для управления коксом;

катализатор образует кольцевой поток через отверстие (отверстия) для циркуляции катализатора в перегородке;

предпочтительно способ включает следующие этапы:

(1) подачу сырьевого материала для управления коксом из распределителя зоны управления коксом в зону управления коксом и подачу катализатора из впускного отверстия для катализатора в зону управления коксом, где сырьевой материал для управления коксом и катализатор входят в контакт, вступая в реакцию для формирования управляемого коксом катализатора и продуктового газа для управления коксом; причем управляемый коксом катализатор поступает в зону реакции через выпускное отверстие для управляемого коксом катализатора, а продуктовый газ для управления коксом поступает в подающую трубу через выпускное отверстие для газа для управления коксом; и

(2) подачу сырьевого материала, включающего в себя кислородсодержащее соединение, в зону реакции через впускное отверстие для реакционных сырьевых материалов для вхождения в контакт с управляемым коксом катализатором для получения потока А, содержащего низкоуглеродистые олефины;

предпочтительно рабочие условия процесса в зоне управления коксом следующие: кажущаяся линейная скорость газа составляет от 0,1 м/с до 0,5 м/с, температура реакции составляет от 300°С до 700°С, давление реакции составляет от 100 кПа до 500 кПа и плотность слоя составляет от 400 кг/м³ до 800 кг/м³;

рабочие условия процесса в зоне реакции следующие: кажущаяся линейная скорость газа составляет от 0,5 м/с до 7,0 м/с, температура реакции составляет от 350°С до 550°С, давление реакции составляет от 100 кПа до 500 кПа и плотность слоя составляет от 100 кг/м³ до 500 кг/м³;

предпочтительно сырьевой материал для управления коксом содержит углеводородное соединение C₁-C₆;

предпочтительно углеводородное соединение представляет собой по меньшей мере одно из алканов C₁-C₆ и олефинов C₁-C₆;

предпочтительно сырьевой материал для управления коксом также содержит по меньшей мере одно из водорода, спиртового соединения и воды; и общее содержание спиртового соединения и воды в сырьевом материале для управления коксом больше или равно 10% масс. и меньше или равно 50% масс.;

предпочтительно спиртовое соединение представляет собой по меньшей мере одно из метанола и этанола;

предпочтительно сырьевой материал для управления коксом содержит: от 0% масс. до 20% масс. водорода, от 0% масс. до 50% масс. метана, от 0% масс. до 50% масс. этана, от 0% масс. до 20% масс. этилена, от 0% масс. до 50% масс. пропана, от 0% масс. до 20% масс. пропилена, от 0% масс. до 90% масс. бутана, от 0% масс. до 90% масс. бутена, от 0% масс. до 90% масс. пентана, от 0% масс. до 90% масс. пентена, от 0% масс. до 90% масс. гексана, от 0% масс. до 90% масс. гексена, от 0% масс. до 50% масс. метанола, от 0% масс. до 50% масс. этанола и от 0% масс. до 50% масс. воды; и

массовое содержание углеводородного соединения ненулевое.

8. Способ по п. 7, в котором кислородсодержащее соединение представляет собой по меньшей мере одно из метанола и диметилового эфира;

предпочтительно катализатор содержит силикоалюмофосфатное (SAPO) молекулярное сито; содержание кокса в управляемом коксом катализаторе составляет от 4% масс. до 9% масс.; и квартильное отклонение распределения содержания кокса в управляемом коксом катализаторе составляет менее 1% масс.;

предпочтительно виды кокса в управляемом коксом катализаторе включают полиметилбензол и полиметилнафталин; общее массовое содержание полиметилбензола и полиметилнафталина в общей массе кокса составляет ≥70% масс.; массовое содержание видов кокса с молекулярной массой больше 184 в общей массе кокса составляет ≤25% масс.; при этом под общей массой кокса понимают общую массу видов кокса;

предпочтительно содержание кокса в отработанном катализаторе составляет от 9% масс. до 13% масс.

9. Способ по п. 7, дополнительно включающий следующий этап после этапа (2):

(3) смешение потока А, содержащего низкоуглеродистые олефины, и продуктового газа для управления коксом, вытекающего из выпускного отверстия для газа для управления коксом, с образованием смешанного потока В в подающей трубе, по которой смешанный поток В поступает в первое устройство разделения газа и твердых частиц, и затем делится на поток С газовой фазы и поток D твердой фазы после разделения газа и твердых частиц, причем поток С газовой фазы содержит низкоуглеродистые олефины, а поток D твердой фазы представляет собой отработанный катализатор;

предпочтительно способ также включает следующий этап после этапа (3): (4) подачу потока С газовой фазы в газосборную камеру, а потока D твердой фазы в зону отработанного катализатора, подачу псевдоожижающего газа для зоны отработанного катализатора в зону отработанного катализатора из впускного отверстия для псевдоожижающего газа для зоны отработанного катализатора для введения в контакт с отработанным катализатором, чтобы псевдоожиженный газ для зоны отработанного катализатора и отработанный катализатор, переносимый таким газом, образовывали поток Е;

предпочтительно способ также включает следующий этап после этапа (4): (5) подачу потока Е во второе устройство разделения газа и твердых частиц для разделения на поток F газовой фазы и поток G твердой фазы после разделения газа и твердых частиц, причем поток F газовой фазы представляет собой псевдоожижающий газ для зоны отработанного катализатора, а поток G твердой фазы представляет собой отработанный катализатор; подачу потока F газовой фазы в газосборную камеру, а потока G твердой фазы в зону отработанного катализатора, и смешение потока С газовой фазы и потока F газовой фазы в газосборной камере для образования продуктового газа, который затем поступает в секцию, расположенную ниже по потоку, по трубе подачи продуктового газа;

предпочтительно способ также включает следующий этап после этапа (5): (6) возврат одной части отработанного катализатора из зоны отработанного катализатора в нижнюю часть зоны реакции реактора с псевдоожиженным слоем по циркуляционной трубе отработанного катализатора;

предпочтительно псевдоожижающий газ для зоны отработанного катализатора содержит по меньшей мере одно из азота и водяного пара;

предпочтительно рабочие условия процесса в зоне отработанного катализатора следующие: кажущаяся линейная скорость газа составляет от 0,1 м/с до 1,0 м/с, температура реакции составляет от 350°С до 550°С, давление реакции составляет от 100 кПа до 500 кПа и плотность слоя составляет от 200 кг/м³ до 800 кг/м³.

10. Способ по п. 9, также включающий:

подачу другой части отработанного катализатора из зоны отработанного катализатора в регенератор псевдоожиженного слоя, а затем подачу катализатора, регенерированного в регенераторе псевдоожиженного слоя, в зону управления коксом;

предпочтительно способ включает следующие этапы:

(a) пропускание через первое отгонное устройство отработанного катализатора, который затем подают после отгонки в середину регенератора псевдоожиженного слоя;

(b) подачу регенерационного газа из впускного отверстия для регенерационного газа в нижнюю часть регенератора псевдоожиженного слоя для введения в контакт с отработанным катализатором, чтобы осуществить химическую реакцию для формирования потока Н, содержащего дымовой газ и регенерированный катализатор, который поступает в устройство разделения газа и твердых частиц регенератора и делится на дымовой газ и регенерированный катализатор после разделения газа и твердых частиц, подачу дымового газа в газосборную камеру регенератора и затем в систему обработки дымового газа, расположенную ниже по потоку, посредством трубы подачи дымового газа, возврат регенерированного катализатора в нижнюю часть регенератора псевдоожиженного слоя, затем во второе отгонное устройство и в зону управления коксом реактора с псевдоожиженным слоем после отгонки и отвода тепла;

предпочтительно регенерационный газ представляет собой по меньшей мере одно из кислорода, азота, водяного пара и воздуха;

предпочтительно регенерационный газ содержит 0% масс. до 100% масс., воздуха, от 0% масс. до 50% масс. кислорода, от 0% масс. до 50% масс. азота и от 0% масс. до 50% масс. водяного пара;

предпочтительно рабочие условия процесса в регенераторе псевдоожиженного слоя следующие: кажущаяся линейная скорость газа составляет от 0,5 м/с до 2,0 м/с, температура регенерации составляет от 600°С до 750°С, давление регенерации составляет от 100 кПа до 500 кПа и плотность слоя составляет от 150 кг/м³ до 700 кг/м³;

предпочтительно содержание кокса в регенерированном катализаторе составляет ≤3% масс.