摘要：天然气和煤制烯烃甲醇是缓解石油资源短缺的重要工艺。通过调整预热温度，更换下料管材料，使甲醇与催化剂接触前的分解速率最小化。设备并行度和物料平衡实验结果表明，反应器数据可重复，物料平衡可达97%。目前，固定床反应器中甲醇对烯烃反应的研究较多，而流化床反应器的反应性能研究较少。本文以大连化工学院甲醇技术为例，对固定流化床反应器中甲醇对烯烃的性能进行了研究。
关键词：流化床；甲醇制烯烃；温度；水醇比
1前言
用煤或天然气通过甲醇生产低碳烯烃的过程是解决石油资源短缺、低碳烯烃需求增加等问题的有效技术途径。改性sapo-34分子筛催化剂的研制重点是高选择性、高耐磨性、长效水热稳定性的MTO催化剂。二是甲醇向烯烃流化床技术的发展。根据甲醇烯烃反应的特点和流化床催化剂的一般步骤和工艺发展，开发了甲醇到烯烃的流化床工艺喜欢通过催化剂的选择和制备研究，固定床反应性能的初步评估，研究流化床催化剂的工艺条件和应用要求，小的循环流化床催化剂来提高性能和技术条件下，介质循环流化床反应性能比较和预测，大型工业示范单位的步骤，如最终解决一些问题以实现工业生产。从固定床的初步选择到进一步研究流化床催化剂性能和工艺条件，它是甲醇烯烃工艺发展的重要环节。
甲醇对烯烃流化床技术的发展，以及一种具有耐磨性和水热稳定性的新型MTO催化剂，是甲醇发展到低碳烯烃的关键。从固定床向流化床的转变可以说是甲醇烯烃技术发展的一大飞跃。甲醇烯烃反应在流化床中的具体实施需要适应反应特性、催化剂性能和反应步骤，满足工业生产的要求。
2甲醇制烯烃的基本原理
气态甲醇脱水生成二甲醚。脱水反应必须在一定的温度和压力下进行，以选择合适的催化剂。然后对甲醇和二甲醚的平衡混合气体进行脱水处理。产物中的一些c2-c5-低碳烯烃会继续反应形成芳烃、饱和烃、焦炭和C6+烯烃。烯烃甲醇生产过程可分为脱水反应和裂解反应两个阶段。在脱水反应阶段，生成二甲醚。热解反应属于放热反应，主要反应产物为烯烃，副产品主要有烷烃、芳烃和碳水化合物。重要的是要注意水的产生和形成的过程中，反应产物成正比的分析有机碳数，同时响应也将增加而增加水和热量，为了防止裂化反应的进一步发展必须避免反应温度太高，和二甲醚的反应比低温度、低碳烯烃为了保证反应温度的顺利进行，还需要在合理的范围内进行控制。
3甲醇制烯烃工艺条件
3.1反应温度
在流化床反应器中，应严格控制甲醇对烯烃的反应温度，避免温度不当对甲醇转化率、低碳烯烃选择性和碳沉积速率的不利影响。当所需的乙烯反应产物，反应温度可以适当增加，但在高温下容易导致烷烃含量的增加，催化剂失活，等等，因此MTO工艺的反应温度控制在400℃为宜。
3.2原料空速
这个条件相对较小影响生产低碳烯烃，但低碳烯烃产量将减少由于原材料的空气速度不当，原材料和高空气速度将导致加速碳代催化剂的表面积。因此，有必要将原材料的空气速度控制在合理的范围内。
3.3反应压力
压力会影响反应路径中的芳构化反应速率和烯烃生成速率。在烯烃的甲醇生产中，碳和芳烃的产量随压力的增加而增加，而反应的耦合程度随压力的增加而降低。
3.4 稀释剂
在反应中加入适当的稀释剂可以在一定程度上降低甲醇的分压，从而促进低碳烯烃转化率的提高。此外，稀释剂还具有延缓催化剂失活的作用。水蒸汽和惰性气体稀释剂是MTO过程中最常见的。然而，稀释剂的加入也可能导致催化剂理化性质的变化。为了获得最佳的反应效果，可以在甲醇原料中加入一些水。
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4甲醇制烯烃的工艺流程
4.1工艺概述
乙烯和丙烯的气流化床工艺是MTO工艺。流化床反应器中用于烯烃生成甲醇的催化剂需要高度选择性。反应条件对反应温度400℃，再生温度600 ~ 700℃，反应压力和再生是0.1 ~ 0.3 Mpa，流化床反应器的反应堆，D803C——II01的催化剂。MTO工艺必须以高选择性催化剂为基础，流化床反应器主要有甲醇转化烯烃和轻烯烃回收两种反应单元。在转化装置中，甲醇通过流化床反应转化为烯烃，产物的烯烃被回收到回收装置中。轻烯烃的回收产物主要是乙烯和丙烯，副产品主要是燃气和丁烯等。
4.2工艺流程和主要环节
MTO过程可分为四个单元：进料气化和产品淬火、反应/再生、蒸汽生成和燃料空气排气。在进料气化和产品淬火区，生甲醇首先在抽提后与水进行加热，然后在冷凝器中间气化，再进入闪蒸槽。甲醇被加热并蒸发到化油器中，然后转移到MTO反应堆。反应器出口物料经初始冷却后进入淬火塔。在淬火塔中，对反应材料进行冷却，选择水作为冷却剂。在反应物料与水的接触过程中，杂质和产物可以被分离。然后，不同相的产物进入不同的环节，气相的产物进入不同的部分
在体外，烯烃产品进入轻烯烃回收单元进行后续处理，包括压缩、提纯和分馏。产品中的杂质也可以用水洗去。气相产物进入产物分离器，上层烯烃产物在轻烯烃回收装置中被压缩、分馏和纯化。MTO反应器的反应/再生装置包括催化剂流化床和出口在反应过程中，催化剂的表面容易产生碳沉积。为了保证其活性，必须进行连续的再生。重新生成的催化剂也需要通过再生催化剂立管返回反应器。工作时一般采用直燃式空气加热器，以保证蓄热器的温度能够满足正常运行的要求。吊扇通过提供散空气，确保催化剂的顺利传递。反应产生的烟气首先经过蓄热器，然后进入冷却器。在这个过程中会产生大量的高压蒸汽。过滤器可以过滤烟气，较小的颗粒直接排放，较大的颗粒返回MTO再生器进行再处理。
在固定流化床反应器中研究了甲醇对烯烃的反应性能。通过对传统固定流化床反应器的必要改进，首次将固定流化床反应器应用于甲醇烯烃反应的研究。通过调整预热温度，更换下料管材料，使甲醇与催化剂接触前的分解速率最小化。通过对该装置的平行度和物料平衡的研究，结果表明，该装置的固定流化床反应器数据具有良好的重复性，物料平衡可达97%，满足实验要求。
5结束语
通过对大连复合型烯烃固定流化床反应器甲醇的反应性能的研究，发现在接触催化剂前，调节下料管的材料和预热温度可以降低反应物的分解速率。以D803c-ii01为催化剂。甲醇的转化率较高。总之，反应温度的温度设置为400℃为宜，同时注意原材料的生产空间速度，反应压力和稀释剂的选择。
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论文作者:梁超,强文琴,张俊
论文发表刊物:《基层建设》2018年第27期
论文发表时间:2018/10/1
标签：烯烃论文; 甲醇论文; 流化床论文; 催化剂论文; 反应器论文; 温度论文; 产物论文; 《基层建设》2018年第27期论文;