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山东科技大学甲醇制烯烃
山东科技大学
《化学工程与工艺专业概论》
题目:
关于对甲醇制烯烃的认识
学院名称化学与环境工程学院
专业班级化学工程与工艺2010定单
学生姓名董新颖
学号1001111304
指导教师田原宇
关于对甲醇制烯烃的认识
一.甲醇制烯烃技术的发展必要性
乙烯、丙烯等低碳烯烃是重要的基本化工原料,随着我国国民经济的发展,特别是现代化学工业的发展对低碳烯烃的需求日渐攀升,供需矛盾也将日益突出。
迄今为止,制取乙烯、丙烯等低碳烯烃的重要途径,仍然是通过石脑油、轻柴油(均来自石油)的催化裂化、裂解制取,作为乙烯生产原料的石脑油、轻柴油等原料资源,面临着越来越严重的短缺局面。
另外,近年来我国原油进口量已占加工总量的一半左右,以乙烯、丙烯为原料的聚烯烃产品仍将维持相当高的进口比例。
因此,发展非石油资源来制取低碳烯烃的技术日益引起人们的重视。
甲醇制乙烯、丙烯的MTO工艺和甲醇制丙烯的MTP工艺是目前重要的化工技术。
该技术以煤或天然气合成的甲醇为原料,生产低碳烯烃,是发展非石油资源生产乙烯、丙烯等产品的核心技术。
我国是一个富煤缺气的国家,采用天然气制烯烃势必会受到资源上的限制。
因此,以煤为原料,走煤-甲醇-烯烃-聚烯烃工艺路线符合国家能源政策需要,是非油基烯烃的主流路线。
二.主要产品简介
整个煤基烯烃产业链中包含有中间产品甲醇、乙烯、丙烯,最终产品聚乙烯、聚丙烯等。
(一).甲醇的物理化学性质和用途
1.甲醇的物理化学性质
甲醇,俗称“木醇”、“木精”。
英文名称为methylalcohol,分子式为CH4O,结构简式CH3-OH,碳原子以sp3杂化轨道成键,氧原子以sp3杂化轨道成键,为极性分子,相对分子质量32.04。
常温常压下,纯甲醇是无色透明、易流动、易挥发的可燃液体,对金属无腐蚀性(铅、铝除外),略有酒精气味。
相对密度(水=1)0.792,熔点-97.8℃,沸点64.5℃,闪点12.22℃,自燃点463.89℃。
甲醇比水轻,是易挥发的液体,具有很强的毒性;内服5~8mL有失明的危险,30mL能使人中毒身亡,故操作场所空气中允许最高甲醇蒸汽浓度为0.05mg/L。
甲醇蒸汽与空气能形成爆炸性混合物,爆炸范围为6.0%~36.5%,燃烧时呈蓝色火焰。
甲醇能与水、乙醇、乙醚、苯、酮、卤代烃和许多其他有机溶剂相混溶。
甲醇不具酸性,其分子组成中虽然有碱性极微弱的羟基,但也不具有碱性,对酚酞和石蕊呈中性。
2.甲醇的用途
甲醇用途广泛,是基础的有机化工原料和优质燃料。
主要应用于精细化工、塑料等领域,可用来制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫酸二甲脂等多种有机产品,也是农药、医药的重要原料之一。
甲醇在深加工后可作为一种新型清洁燃料,也加入汽油掺烧。
此外,还有许多重要的工业用途正在研究之中:
如甲醇可以裂解制氢用于燃料电池,甲醇通过ZSM-5分子筛催化剂转化为汽油已经工业化,甲醇加一氧化碳可以合成乙醇,甲醇可以裂解制烯烃等。
(二).乙烯的物理化学性质和用途
1.乙烯的物理化学性质
乙烯,英文名称为ethylene,分子量28.06,分子式C2H4,结构简式CH2=CH2,C原子以sp2杂化轨道成键,两个碳原子和四个氢原子处在同一平面上分子,彼此之间键角120度,为平面形的非极性分子。
乙烯是一种无色气体,略具烃类特有的臭味。
熔点-169.4℃,沸点-103.9℃,相对密度(水=1)0.61,相对蒸气密度(空气=1)0.98,饱和蒸气压4083.40kPa(0℃),燃烧热1409.6kJ/mol。
不溶于水,微溶于乙醇、酮、苯,溶于醚、四氯化碳等有机溶剂。
易燃,与空气混合能形成爆炸性混合物,爆炸极限为2.7%~36.0%。
乙烯具有较强的麻醉作用,可引起急性中毒,吸入高浓度乙烯会立即引起意识丧失。
2.乙烯的用途
乙烯是合成纤维、合成橡胶、合成塑料的基本化工原料,也用于制造氯乙烯、苯乙烯、环氧乙烷、醋酸、乙醛、乙醇和炸药等,还可用作水果和蔬菜的催熟剂。
乙烯的生产量是衡量一个国家化工水平高低的重要指标。
(三).丙烯的物理化学性质和用途
1.丙烯的物理化学性质
丙烯的英文名称为propylene,分子式C3H6,结构简式CH2=CH-CH3,3个碳原子处于同一平面,分子量42.08。
丙烯在常温下是一种无色、无臭、稍带有甜味的气体。
密度0.5139g/cm(20/4℃),冰点-185.3℃,沸点-47.4℃。
易燃,爆炸极限为2%~11%。
不溶于水,溶于有机溶剂。
易燃,与空气混合能形成爆炸性混合物,爆炸极限为2.0%~11.7%。
丙烯略具麻醉性,属低毒类化学品。
2.丙烯的用途
丙烯是三大合成材料的基本原料,用量最大的用途是生产聚丙烯,此外还可制丙烯腈、异丙醇、苯酚和丙酮、丁醇和辛醇、丙烯酸及其脂类以及制环氧丙烷和丙二醇、环氧氯丙烷和合成甘油等。
(四).聚乙烯的物理化学性质和用途
聚乙烯的英文名称为polyethylene,分子式[C2H4]n,结构简式[-CH2-CH2-]n,是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂,在工业上,也包括乙烯与少量α-烯烃的共聚物。
聚乙烯化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸),常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性能优良;但聚乙烯对于环境应力(化学与机械作用)很敏感,耐热老化性差。
聚乙烯的性质因品种而异,主要取决于分子结构和密度。
采用不同的生产方法可得不同密度(0.91~0.96g/cm3)的产物。
聚乙烯用途十分广泛,主要用来制造薄膜、容器、管道、单丝、电线电缆、日用品等,并可作为电视、雷达等的高频绝缘材料。
根据分子结构和密度不同,聚乙烯产品主要可分为低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)和高密度聚乙烯(HDPE),此外还有中密度聚乙烯(MDPE)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、改性聚乙烯、乙烯共聚物等。
现重点介绍LDPE、LLDPE和HDPE。
1.低密度聚乙烯的理化性质和用途
低密度聚乙烯无味、无臭、无毒、表面无光泽,呈乳白色蜡状颗粒,能耐大多数酸碱的侵蚀,吸水性小,在低温时仍能保持柔软性,电绝缘性高。
可以采用注塑、挤塑、吹塑等加工方法,用作农膜、工业用包装膜、药品与食品包装薄膜、机械零件、日用品、建筑材料、电线、电缆绝缘、涂层和合成纸等。
2.线性低密度聚乙烯的理化性质和用途
线性低密度聚乙烯无毒、无味、无臭,呈乳白色颗粒状。
具有优异的耐环境应力开裂性能和电绝缘性、较高的耐热性能以及较强的抗冲和耐穿刺性能等。
可以通过注塑、挤出、吹塑等成型方法,用于生产薄膜、日用品、管材、电线电缆等。
3.高密度聚乙烯
白色圆柱状或扁圆状光洁颗粒,粉料为白色粉末,合格品允许有微黄色。
能耐大多数酸碱的侵蚀。
吸水性小,在低温时仍能保持柔软性,电绝缘性高。
可采用注塑、吹塑、挤塑、滚塑等成型方法,生产薄膜制品、日用品及工业用的各种大小中空容器、管材、包装用的压延带和结扎带,绳缆、鱼网和编织用纤维、电线电缆等。
(五).聚丙烯的物理化学性质和用途
1.聚丙烯的物理化学性质
英文名称polypropylene,分子式[C3H6]n,结构简式
,是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。
聚丙烯按甲基排列位置分为等规聚丙烯、无规聚丙烯和间规聚丙烯三种。
甲基排列在分子主链的同一侧称等规聚丙烯;若甲基无秩序的排列在分子主链的两侧称无规聚丙烯;当甲基交替排列在分子主链的两侧称间规聚丙烯。
一般生产的聚丙烯树脂中,等规结构的含量为95%,其余为无规或间规聚丙烯。
工业产品以等规物为主要成分。
聚丙烯产品也包括丙烯与少量乙烯的共聚物在内。
通常为半透明无色固体,无臭无毒。
由于结构规整而高度结晶化,故熔点高达167℃,耐热、制品可用蒸汽消毒是其突出优点。
密度0.90g/cm3,是最轻的通用塑料。
耐腐蚀,强度、刚性和透明性都比聚乙烯好。
缺点是耐低温冲击性差,较易老化,但可分别通过改性和添加抗氧剂予以克服。
2.聚丙烯的用途
聚丙烯按用途可以分为以下几种:
①工程用聚丙烯纤维
工程用聚丙烯纤维以改性聚丙烯为原料,经挤出、拉伸、成网、表面改性处理、短切等工序加工而成的高强度束状单丝或者网状有机纤维,其固有的耐强酸,耐强碱,弱导热性,具有极其稳定的化学性能。
可以广泛的使用于地下工程防水,工业民用建筑工程的屋面、墙体、地坪、水池、地下室等,以及道路和桥梁工程中。
是砂浆/混凝土工程抗裂,防渗,耐磨,保温的新型理想材料
②双向拉伸聚丙烯薄膜
主要用于塑料制品中的包装材料。
我国双向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜是PP树脂消费量最大的领域之一。
③汽车用改性聚丙烯
PP用于汽车工业具有较强的竞争力,但因其模量和耐热性较低,冲击强度较差,因此不能直接用作汽车配件,轿车中使用的均为改性PP产品,其耐热性可由80℃提高到145℃~150℃,并能承受高温750~1000h后不老化,不龟裂。
因此,改性PP用作汽车配件具有十分广阔的开发前景。
④家用电器用聚丙烯
主要用于家电产品。
近几年我国家用电器产业发展迅速,这对改性PP来说,是一个极好的商机。
目前,我国一些塑料原料厂商已经开发出洗衣机专用料如PP1947系列、K7726系列等,受到了洗衣机制造厂商的欢迎。
因此,在未来几年内应加大开发家用电器PP专用料的力度,以适应市场变化的需求。
⑤管材用聚丙烯
塑料管材是我国化学建材推广应用的重点产品之一。
早期PP管材主要用作农用输水管,近来采用进口PP-R料生产的输送冷、热水用的管材已经得到市场认可。
⑥高透明聚丙烯
市场中很多物品越来越多地使用透明材料。
因此,开发透明PP专用料是一个很好的发展趋势,尤其是需要透明性高、流动性好,成型快的PP专用料,以便设计加工成人们喜爱的PP制品。
透明PP比普通PP、PVC、PET、PS更具特色,有更多优点和开发前景。
三.甲醇制烯烃工艺技术简介
甲醇制烯烃(MethanoltoOlefins,MTO)和甲醇制丙烯(MethanoltoPropylene)是两个重要的C1化工新工艺,是指以煤或天然气合成的甲醇为原料,借助类似催化裂化装置的流化床反应形式,生产低碳烯烃的化工技术。
上世纪七十年代美国Mobil公司在研究甲醇使用ZSM-5催化剂转化为其它含氧化合物时,发现了甲醇制汽油(MethanoltoGasoline,MTG)反应。
1979年,新西兰政府利用天然气建成了全球首套MTG装置,其能力为75万吨/年,1985年投入运行,后因经济原因停产。
从MTG反应机理分析,低碳烯烃是MTG反应的中间产物,因而MTG工艺的开发成功促进了MTO工艺的开发。
国际上的一些知名石化公司,如Mobil、BASF、UOP、NorskHydro等公司都投入巨资进行技术开发。
Mobil公司以该公司开发的ZSM-5催化剂为基础,最早研究甲醇转化为乙烯和其它低碳烯烃的工作,然而,取得突破性进展的是UOP和NorskHydro两公司合作开发的以UOPMTO-100为催化剂的UOP/Hydro的MTO工艺。
国内科研机构,如中科院大连化物所、石油大学、中国石化石油化工科学研究院等亦开展了类似工作。
其中大连化物所开发的合成气经二甲醚制低碳烯烃的工艺路线(SDTO)具独创性,与传统合成气经甲醇制低碳烯烃的MTO相比较,CO转化率高,达90%以上,建设投资和操作费用节省50%~80%。
当采用D0123催化剂时产品以乙烯为主,当使用D0300催化剂是产品以丙烯为主。
(一)、催化反应机理
MTO及MTG的反应历程主反应为:
2CH3OH→C2H4+2H2O
3CH3OH→C3H6+3H2O
甲醇首先脱水为二甲醚(DME),形成的平衡混合物包括甲醇、二甲醚和水,然后转化为低碳烯烃,低碳烯烃通过氢转移、烷基化和缩聚反应生成烷烃、芳烃、环烷烃和较高级烯烃。
甲醇在固体酸催化剂作用下脱水生成二甲醚,其中间体是质子化的表面甲氧基;低碳烯烃转化为烷烃、芳烃、环烷烃和较高级烯烃,其历程为通过带有氢转移反应的典型的正碳离子机理;二甲醚转化为低碳烯烃有多种机理论述,目前还没有统一认识。
Mobil公司最初开发的MTO催化剂为ZSM-5,其乙烯收率仅为5%。
改进后的工艺名称MTE,即甲醇转化为乙烯,最初为固定床反应器,后改为流化床反应器,乙烯和丙烯的选择性分别为45%和25%。
UOP开发的以SAPO-34为活性组分的MTO-100催化剂,其乙烯选择性明显优于ZSM-5,使MTO工艺取得突破性进展。
其乙烯和丙烯的选择性分别为43%~61.1%和27.4%~41.8%。
从近期国外发表的专利看,MTO研究开发的重点仍是催化剂的改进,以提高低碳烯烃的选择性。
将各种金属元素引入SAPO-34骨架上,得到称为MAPSO或ELPSO的分子筛,这是催化剂改型的重要手段之一。
金属离子的引入会引起分子筛酸性及孔口大小的变化,孔口变小限制了大分子的扩散,有利于小分子烯烃选择性的提高,形成中等强度的酸中心,也将有利于烯烃的生成。
(二)、MTO工艺技术介绍
目前国外具有代表性的MTO工艺技术主要是:
UOP/Hydro、ExxonMobil的技术,以及鲁奇(Lurgi)的MTP技术。
ExxonMobil和UOP/Hydro的工艺流程区别不大,均采用流化床反应器,甲醇在反应器中反应,生成的产物经分离和提纯后得到乙烯、丙烯和轻质燃料等。
目前UOP/Hydro工艺已在挪威国家石油公司的甲醇装置上进行运行,效果达到甲醇转化率99.8%,丙烯产率45%,乙烯产率34%,丁烯产率13%。
鲁奇公司则专注由甲醇制单一丙烯新工艺的开发,采用中间冷却的绝热固定床反应器,使用南方化学公司提供的专用沸石催化剂,丙烯的选择率很高。
据鲁奇公司称,日产1600吨丙烯生产装置的投资费用为1.8亿美元。
有消息称,鲁奇公司甲醇制丙烯技术将首次实现规模化生产,其在伊朗投建10万吨/年丙烯装置,有望在2009年正式投产。
从近期国外发表的专利看,MTO又做了一些新的改进。
1、以二甲醚(DME)作MTO中间步骤
水或水蒸气对催化剂有一定危害性,减少水还可节省投资和生产成本,生产相同量的轻质烯烃产生的水,甲醇是二甲醚的两倍,所以装置设备尺寸可以减小,生产成本也可下降。
2、通过烯烃歧化途径灵活生产烯烃
通过改变反应的温度可以调节乙烯丙烯的比例,但是温度提高会影响催化剂的寿命,而通过歧化反应可用乙烯和丁烯歧化来生产丙烯,也可以使丙烯歧化为乙烯和丁烯,不会影响催化剂的寿命,从而使产品分布更灵活。
3、以甲烷作反应稀释剂
使用甲烷作稀释剂比用水或水蒸气作稀释剂可减少对催化剂的危害。
(三)、我国MTO工艺技术发展现状
中科院大连化物所是国内最早从事MTO技术开发的研究单位。
该所从上世纪八十年代便开展了由甲醇制烯烃的工作。
“六五”期间完成了实验室小试,“七五”期间完成了300吨/年(甲醇处理量)中试;采用中孔ZSM-5沸石催化剂达到了当时国际先进水平。
90年代初又在国际上首创“合成气经二甲醚制取低碳烯烃新工艺方法(简称SDTO法)”,被列为国家“八五”重点科技攻关课题。
该新工艺是由两段反应构成,第一段反应是合成气在以金属-沸石双功能催化剂上高选择性地转化为二甲醚,第二段反应是二甲醚在SAPO-34分子筛催化剂上高选择性地转化为乙烯、丙烯等低碳烯烃。
SDTO新工艺具有如下特点:
1、合成气制二甲醚打破了合成气制甲醇体系的热力学限制,CO转化率可接近100%,与合成气经甲醇制低碳烯烃相比可节省投资5~8%;
2、采用小孔磷硅铝(SAPO-34)分子筛催化剂,比ZSM-5催化剂的乙烯选择性大大提高;
3、第二段采用流化床反应器可有效地导出反应热,实现反应-再生连续操作;
4、新工艺具有灵活性,它包含的两段反应工艺既可以联合成为制取烯烃工艺的整体,又可以单独应用。
尤其是SAPO-34分子筛催化剂可直接用作MTO工艺。
在SAPO-34催化剂的合成方面,大化所已成功地开发出以国产廉价三乙胺或二元胺为模板剂合成SAPO-34分子筛的方法,其生产成本比目前国内外普遍采用的四乙基氢氧化铵为模板剂的SAPO-34降低85%以上。
去年8月,大连化学物理研究所与洛阳石化工程公司和陕西省新兴煤化工科技发展有限公司经过协商,正式签署了“甲醇制低碳烯烃工业化试验项目”合作协议,一致同意先建设万吨级示范装置,充分认识和验证MTO工艺在科研中试阶段尚未确认的问题,为建设百万吨级大型化MTO工业化装置打下扎实可靠的技术基础,共同开辟我国非石油资源生产低碳烯烃的煤化工新路线。
据悉,这一项目总投资6000万元,试验装置建设期12个月,试验运行期为6个月。
计划于今年7月完成试验装置的建设、安装、调试工作,并正式投入实验运行,今年年底前完成全部试验工作。
该项目要对MTO工艺技术的选择、关键设备的设计、重要设备选型、催化剂工业化应用性能等问题进行工程验证与考核,为MTO工业化提供宝贵的工程经验。
不仅在科研方面,在建设大型MTO工厂方面,除了我公司包头煤制烯烃项目外,我国各产煤大省也各有实质性的动作。
陕西省最近推出了3个大型煤化工项目对外招商,这3个大项目分别位于陕北榆神煤田年产200万吨甲醇、60万吨丙烯的MTP项目;榆横煤田年产240万吨甲醇、80万吨烯烃的MTO项目及关中西北部的彬长煤田年产150万吨甲醇、27.3万吨乙烯、22.7万吨丙烯项目。
榆神煤田项目所采用主要技术是德士古煤制合成气技术、鲁奇公司合成甲醇技术及甲醇制丙烯技术,总投资约为96.71亿元;榆横煤田项目所采用的技术,已经初步推荐采用UOP/Hydro公司的MTO工艺技术,项目推荐采用德士古煤制合成气技术,Lurgi合成甲醇技术,UOP/Hydro公司MTO工艺技术,总投资83.88亿元。
还有我国安徽省淮北煤矿甲醇制丙烯项目,据称,该项目将利用煤转化的合成气生产200万吨/年甲醇(先建一座50万吨/年甲醇厂,计划3年建成)。
鲁奇公司将提供甲醇生产技术及甲醇制丙烯(MTP)技术,丙烯产能35万吨/年。
目前我国石脑油和轻柴油等原料资源短缺,如果还是以它们作为低碳烯烃生产唯一原料来源,来满足我国每年对低碳烯烃的增产需求显然不行,必须走出一条新路子。
如果在我国煤炭资源丰富的地区,加快煤基MTO工艺的工业发展,实现以乙烯、丙烯为代表的低碳烯烃生产原料多元化,不失是解决我国石油资源紧张,促进我国低碳烯烃工业快速发展之最有效途径,也有利于实现我国内地产煤大省实现煤炭资源优势转化。
另一方面,近几年,我国甲醇市场长时期维持在高位,使得社会大量投资甲醇的热情不减,人们已经担忧甲醇产品在未来数年的市场问题。
而MTO技术,也为根本解决甲醇市场出路提供保证。
四.甲醇制烯烃的工艺流程及其设备
1.主要工艺流程
1.1主要操作条件
在高选择性催化剂上,MTO发生两个主反应:
2CH3OH→C2H4+2H2OH=△-11.72kJ/mol
3CH3OH→C3H6+3H2OH=△-30.98kJ/mol
反应温度:
400-500℃
反应压力:
0.1-0.3MPa
再生温度:
600-700℃
再生压力:
0.1-0.3MPa
催化剂:
D803C-II01
反应器类型:
流化床反应器
1.2工艺概述
MTO工艺由甲醇转化烯烃单元和轻烯烃回收单元组成,在甲醇转化单元中通过流化床反应器将甲醇转化为烯烃,再进入烯烃回收单元中将轻烯烃回收,得到主产品乙烯、丙烯,副产品为丁烯、C5以上组分和燃料气。
1.3转化工艺流程说明(附工艺流程图,见下图1)
图1.甲醇转化烯烃工艺流程图
图2.烯烃回收工艺流程图
MTO工艺是将甲醇转化为轻烯烃(主要是乙烯和丙烯)的气相流化床催化工艺。
MTO单元由进料汽化和产品急冷区,反应/再生区,蒸汽发生区,燃烧空气和废气区几部分组成。
①进料汽化和产品急冷区
进料汽化和产品急冷区由甲醇进料缓冲罐,进料闪蒸罐,洗涤水汽提塔,急冷塔,产品分离塔和产品/水汽提塔组成。
来自于甲醇装置的甲醇经过与汽提后的水换热,在中间冷凝器中部汽化后进入进料闪蒸罐,然后进入汽化器汽化,并用蒸汽过热后送入MTO反应器。
反应器出口物料经冷却后送入急冷塔。
闪蒸罐底部少量含水物料进入氧化物汽提塔中。
一些残留的甲醇被汽提返回到进料闪蒸罐。
急冷塔用水直接冷却反应后物料,同时也除去反应产物中的杂质。
水是MTO反应的产物之一,甲醇进料中的大部分氧转化为水。
MTO反应产物中会含有极少量的醋酸,冷凝后回流到急冷塔。
为了中和这些酸,在回流中注入少量的碱(氢氧化钠)。
为了控制回流中的固体含量,由急冷塔底抽出废水,送到界区外的水处理装置。
急冷塔顶的气相送入产品分离器中。
产品分离器顶部的烯烃产品送入烯烃回收单元,进行压缩,分馏和净化。
自产品分离器底部出来的物料送入水汽提塔,残留的轻烃被汽提出来,在中间冷凝器中与新鲜进料换热后回到产品分离器。
汽提后底部的净产品水与进料甲醇换热冷却到环境温度,被送到界区外再利用或处理。
洗涤水汽提塔底主要是纯水,送到轻烯烃回收单元以回收MTO生成气中未反应的甲醇。
水和回收的甲醇返回到氧化物汽提塔,在这里甲醇和一些被吸收的轻质物被汽提,送入进料闪蒸罐。
汽提后的水返回氧化物汽提塔。
②流化催化反应和再生区
MTO的反应器是快速流化床型的催化裂化设计。
反应实际在反应器下部发生,此部分由进料分布器,催化剂流化床和出口提升器组成。
反应器的上部主要是气相与催化剂的分离区。
在反应器提升器出口的初级预分离之后,进入多级旋风分离器和外置的三级分离器来完成整个分离。
分离出来的催化剂继续通过再循环滑阀自反应器上部循环回反应器下部,以保证反应器下部的催化剂层密度。
反应温度通过催化剂冷却器控制。
催化剂冷却器通过产生蒸汽吸收反应热。
蒸汽分离罐和锅炉给水循环泵是蒸汽发生系统的一部分。
MTO过程中会在催化剂上形成积碳。
因此,催化剂需连续再生以保持理想的活性。
烃类在待生催化剂汽提塔中从待生催化剂中汽提出来。
待生催化剂通过待生催化剂立管和提升器送到再生器。
MTO的再生器是鼓泡床型,由分布器(再生器空气)、催化剂流化床和多级旋风分离器组成。
催化剂的再生是放热的。
焦碳燃烧产生的热量被再生催化剂冷却器中产生的蒸汽回收。
催化剂冷却器是后混合型。
调整进出冷却器的催化剂循环量来控制热负荷。
而催化剂的循环量由注入冷却器的流化介质(松动空气)的量控制。
蒸汽分离罐和锅炉给水循环泵包括在蒸汽发生系统。
除焦后的催化剂通过再生催化剂立管回到反应器。
③再生空气和废气区
再生空气区由主风机、直接燃烧空气加热器和提升风机组成。
主风机提供的助燃空气经直接燃烧空气加热器后进入再生器。
直接燃烧空气加热器只在开工时使用,以将再生器的温度提高到正常操作温度。
提升风机为再生催化剂冷却器提供松动空气,还为待生催化剂从反应器转移到再生器提供提升空气。
提升空气需要助燃空气所需的较高压力。
通常认为用主风机提供松动风和提升空气的设计是不经济的。
然而,如果充足的工艺空气可以被利用来满足松动风和提升风的需要,可以不用提升风机。
废气区由烟气冷却器,烟气过滤器和烟囱组成。
来自再生器的烟气在烟气冷却器发生高压蒸汽,回收热量。
出冷却器的烟气进入烟气过滤器,除去其中的催化剂颗粒。
出过滤器的烟气由烟囱排空。
为了减少催化剂损失,从烟气过滤器回收的物料进入废气精分离器。
分离器将回收的催化剂分为两类。
较大的颗粒循环回MTO再生器。
较小的颗粒被处理掉。
1.4轻烯烃回收工艺流程
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