新鲜SAPO-34催化剂上甲醇制烯烃反应动力学

在固定床反应器内进行了甲醇制烯烃反应动力学研究,借助集总动力学的概念,充分考虑到水和积炭对反应过程的影响,建立了5集总反应动力学模型,并进行了求解,最终获得了新鲜催化剂上可计算各集总组分反应速率的动力学方程.模型计算值与实验值吻合较好,表明模型预测效果很好.     

甲醇制烯烃催化剂活性变化规律与反应器模拟

基于在固定床反应器中已得到的SAPO-34催化剂上甲醇制烯烃反应动力学方程,对影响催化剂活性的多个因素进行分析,并采用该动力学方程在固定床反应器中进行模拟计算,考察动力学模型的可靠性。结果表明:催化剂活性随着接触时间的增加而减小,属于平行失活;反应体系中的水能有效减缓催化剂失活,而在较大的甲醇累积量时,水对催化剂平均活性的贡献越来越不明显。对模型计算值与实验值进行比较,结果表明,该总动力学方程的计算值与实验值吻合较好。     

甲醇制烯烃反应工艺、反应机理及其动力学研究进展

甲醇制烯烃工艺近年来已成为煤化工领域的研究热点。不同的甲醇制烯烃催化剂将导致不同的反应过程,以SAPO-34为催化剂时,甲醇主要遵循烃池机理,通过快速的平行反应直接生产乙烯和丙烯(MTO)等低碳烯烃;以ZSM-5为催化剂时,甲醇主要遵循双循环机理中的烯烃循环机理,通过甲基化-裂解等多步反应间接生产丙烯(MTP)。这种反应特征的不同也决定着反应器类型和工艺条件的不同:SAPO-34催化剂易失活的特性决定了工业MTO过程通常采用易再生的流化床反应器从甲醇一步生成乙烯和丙烯,而具有良好抗结焦能力的ZSM-5催化剂使得工业MTP过程通常选择易放大的固定床反应器,通过大量烯烃循环与分离逐步获得丙烯。针对SAPO-34催化剂上MTO过程以及ZSM-5催化剂上MTP过程的不同反应情况,综述了近年来甲醇制烯烃代表性的反应工艺、反应机理以及反应动力学等方面的研究进展,并根据其存在的问题提出了相应的发展方向。     

国内甲醇制烯烃技术进展

随着我国对低碳烯烃需求的不断增加,作为乙烯生产原料的石脑油、轻柴油等原料资源,也面临严重短缺的局面,甲醇制烯烃（MTO）技术的开发成功将有效缓解我国乙烯、丙烯等石油化工产业对宝贵的石油轻烃原料资源依赖程度,开辟出一个全新的烯烃生产工艺。     

甲醇制烯烃及制汽油工艺概述

本文主要介绍了甲醇制烯烃的工艺及晋城无烟煤矿业集团有限责任公司天溪煤制油分公司甲醇制汽油（MTG）装置的运行情况。     

甲醇制烯烃催化剂再生动力学研究

反应过的甲醇制烯烃催化剂需要经过烧炭再生才能恢复活性,研究催化剂的再生动力学对控制催化剂再生过程的影响因素,恢复催化剂活性有重要意义。利用工业数据,在再生温度627~659℃,压力0.10 MPa(G)的条件下下,建立了反应速率-温度动力学方程以及V(CO)/V(CO_2)-温度动力学方程。将动力学研究应用到实际生产中,得到影响催化剂再生过程的主要控制因素,即再生温度和主风量。考察了再生温度和主风量对烟气中O2、CO和CO_2浓度的影响,结果表明:随着再生温度的升高,CO生成速率明显增加,CO_2生成速率明显减弱;随着主风量增加,再生温度有所提高,CO生成速率明显增加,CO_2生成速率略微增加。为了稳定烧焦过程必须控制再生温度和主风量,动力学研究为装置生产操作提供了指导。     

甲醇制烯烃反应动力学及反应器模型研究进展

甲醇制烯烃（MTO）工艺是现代煤化工领域的研究热点,MTO反应动力学及其反应器模型研究是高效反应器开发和工业装置操作优化的基础。本文综述了甲醇制烯烃反应动力学研究进展,详细论述了机理型动力学模型、八集总动力学模型、五集总动力学模型,指出集总动力学模型适用于描述MTO反应过程,如何考虑水、积炭等因素的影响是MTO动力学研究的难点和关键。结合现有动力学模型,评述了MTO反应过程在工业规模的固定床反应器、提升管反应器、循环流化床反应器、湍动流化床反应器中产物分布和转化率模拟情况,结果表明：循环流化床反应器和湍动流化床反应器适合MTO工业过程。最后指出,甲醇制烯烃反应动力学下一步研究方应集中于工业规模流化床反应器气固两相流动模拟,以及与动力学模型结合获得准确预测工业反应结果的MTO反应器模型。     

甲醇制烯烃过程研究进展

乙烯和丙烯是重要的化工原料,目前烯烃生产技术严重依赖石油,在石油资源日益紧缺的今天,烯烃的需求量却一直快速增长,尤其是丙烯。因此,以煤或天然气为原料制备甲醇进而生产乙烯和丙烯的替代路线,逐渐受到学术界和工业界的重视。近年来,甲醇制烯烃技术在基础研究和工业放大方面都获得了快速的发展。本文综述了甲醇制烯烃常用催化剂ZSM-5和SAPO分子筛的改性及催化性能研究;对甲醇制烯烃的反应机理进行了总结,讨论了碳池机理的最新研究成果;并对甲醇制烯烃和甲醇制丙烯的工艺开发和工业放大进展进行了介绍。     

甲醇制汽油、甲醇制烯烃技术进展及工业应用

介绍了甲醇制汽油技术的发展情况和天溪煤制油分公司煤制油项目概况,对基本MTG流程、产品精馏流程进行了简要介绍,给出了具体油品指标;同时也对甲醇制烯烃和甲醇制丙烯的技术进展、工业应用等进行了简述,指出这3种工艺均较符合我国国情,具有较好的工业应用前景和经济效益。     

甲醇制烯烃技术最新进展

综述了典型甲醇制烯烃工艺的技术特点及其优缺点,对相关技术的工业化进程进行了介绍。结合甲醇制烯烃技术当前的现状,对其面临的主要问题和未来的发展方向做了阐述。     

甲醇制烯烃分离技术进展及评述

根据甲醇制烯烃产物分布特点,提出了分离流程设计原则和目标,介绍了典型的甲醇制烯烃反应产物分离技术和DME脱除方法,并对流程特点进行了评述.     

煤基甲醇制烯烃技术及产业发展现状

介绍了煤基甲醇制烯烃技术及发展应用,指出煤基甲醇制烯烃是现代煤化工发展的新技术,也是今后发展的重要方向。我国在引进国外先进的甲醇制烯烃和甲醇制丙烯技术上,先后又自主开发了甲醇经二甲醚制低碳烯烃工艺、合成气经甲醇制低碳烯烃工艺和循环流化床甲醇制丙烯等技术,并逐步实现工业化应用。通过科学规划和优化产业结构,该技术在国内将会获得较好的发展。     

甲醇制烯烃生产技术及其产业模式分析

我国石油资源短缺而煤炭资源丰富,煤基甲醇制烯烃对石化产业意义重大。本文详细介绍了国内外有代表性的甲醇制烯烃技术（MTO和MTP）现状及其应用情况,分析了当前甲醇制烯烃产业的模式及特点并提出相关建议。     

山西发展甲醇制烯烃产业的探讨与思考

论述了甲醇制烯烃产业兴起的背景、国内外代表性技术发展概况、国内部分甲醇制烯烃项目的开展情况。针对实际情况,对山西发展甲醇制烯烃的必要性、可行性、政策支持等进行了探讨和分析,提出了一些思考和建议。     

甲醇制烯烃催化机理的研究进展

综述了甲醇制烯烃催化剂的主要类型,以及目前催化剂机理研究的主要分析方法,重点总结了甲醇制烯烃反应中碳碳键形成的机理,主要包括直接反应机理和烃池机理.通过分析催化剂反应机理的研究动向及可能存在的问题,为甲醇制烯烃工艺的开发及改进提供借鉴.     

改性HZSM-5对甲醇制烯烃反应性能的影响研究

分别用非金属、碱金属、碱土金属、过渡金属以及稀土金属对HZSM-5催化剂进行改性,考察了改性催化剂对低碳烯烃的选择性影响,并选取改性效果较好的元素组合制备双金属改性催化剂,以进一步提高低碳烯烃的选择性。结果表明,双金属改性催化剂可明显提高C2=～C4=的总烯烃选择性,副产物得到了有效抑制。其中,钾-钙改性后丙烯的选择性最好,从25%提高到42%;钙-铈改性后,乙烯选择性较高,从25%提高到43%;钾-锌和钙-锌改性后,低碳烯烃选择性下降,二甲醚的选择性呈现不断上升趋势,从5%提高到60%左右。改性催化剂对反应过程的影响从一定程度上验证了本文提出的MTO反应网络。     

Kinetic modeling of methanol to olefins process over SAPO-34 catalyst based on the dual-cycle reaction mechanism

A kinetic model for methanol to olefins (MTO) process over SAPO-34 catalyst was established based on the dual-cycle reaction mechanism. Simplifications were made by assuming olefins-based cycle as virtual species S, and aromatics-based cycle as R, where the former mainly accounts for the production of higher olefins, while the latter for lower olefins. Transformation of S to R was considered with the participation of methanol and olefins. Meanwhile, a phenomenological deactivation model was developed to account for the deactivation process. With the proposed model, the evolution of methanol conversion and product selectivity with time on stream could be predicted, and key reaction characteristics, such as the autocatalytic nature of the reaction, could also be captured due to its mechanism-based nature. Further simulations of MTO reactors at different scales validated the robustness and applicability of the current model in MTO process development and optimization. © 2018 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 65: 662–674, 2019     

基于隔壁精馏塔的甲醇制烯烃分离新工艺及Aspen实现

对甲醇制烯烃粗产物的分离,设计一套基于隔壁精馏塔的分离新工艺。利用1个隔壁精馏塔,首先实现C-1、C2和C+3的清晰分割,然后经乙烯精馏塔、C3和C+4分离塔,丙烯精馏塔、C4和C+5分离塔,得到聚合级的乙烯和丙烯产品。利用Aspen plus软件对各精馏塔进行模拟和优化,得到各塔的塔参数和操作条件,进而对分离工艺进行全流程模拟。结果显示,乙烯和丙烯产品的质量分数分别达到99.99%和99.80%,满足聚合级的要求,说明本研究建立的基于隔壁精馏塔的甲醇制烯烃分离新工艺在技术上是可行的。     

MFI结构分子筛用于甲醇制低碳烯烃技术的研究进展

综述了MFI结构分子筛的改性方法及其在MTO工艺中的作用,主要介绍了高温水热处理、磷改性和金属改性的方法及德国Lurgi公司使用该催化剂的甲醇制取丙烯工艺开发情况。