劉記磊

（神華寧煤集團烯烴一分公司，寧夏銀川 750411)

神華寧煤煤基烯烴二套MTP催化劑循環(huán)再生方法介紹

劉記磊

（神華寧煤集團烯烴一分公司，寧夏銀川 750411)

神寧MTP二套催化劑再生采用循環(huán)再生方法，較一套MTP催化劑再生時的壓力提高了10kPa，對比了一套、二套壓力變化后再生時間、再生氧含量及再生結(jié)束后催化劑上線運行時反應(yīng)器出口甲醇、二甲醚的變化情況，再生時間縮短了7h，再生結(jié)束時的各項指標(biāo)均合格。

甲醇；甲醇制丙烯；MTP催化劑；再生

1 前言

神寧烯烴二套MTP采用Lurgi專有技術(shù)，催化劑由南方化學(xué)提供，采用絕熱固定床多床層反應(yīng)器，反應(yīng)器二開一備運行，MTP催化劑隨著在線運行時間的增加[1-2]，由副反應(yīng)產(chǎn)生的大分子產(chǎn)物會覆蓋催化劑表面的活性位、堵塞分子篩內(nèi)部孔道結(jié)構(gòu)，使甲醇/DME轉(zhuǎn)化降低，每運行500～600h催化劑必須再生，來提高轉(zhuǎn)化率和丙烯選擇性，催化劑失活原理和再生屢見報道，但利用MTP反應(yīng)器出口再生尾氣循環(huán)回反應(yīng)器的再生方案從未見報道，本文從循環(huán)再生方法、原理及方案實施效果來討論MTP催化劑再生氣循環(huán)再生。

2 循環(huán)再生方法及原理

神寧烯烴二套MTP是在一套MTP基礎(chǔ)上優(yōu)化過的工藝，流程基本相同，但也有區(qū)別，二套沒有單獨的空分裝置，一套空分為兩套裝置提供再生所需N2，由于負(fù)荷原因，N2不能滿足一套、二套MTP同時再生，必須是一臺MTP反應(yīng)器再生結(jié)束后，另外一臺反應(yīng)器才能開始再生，極大的限制了反應(yīng)器的再生周期，為解決由于公用工程氮氣量不足導(dǎo)致的MTP反應(yīng)器不能及時再生的矛盾，二套在原有基礎(chǔ)上在MTP反應(yīng)器出口加一循環(huán)氣壓縮機，利用反應(yīng)器出口的再生尾氣經(jīng)壓縮機加壓后再進(jìn)入反應(yīng)器進(jìn)行再生，為了控制再生氣中CO、CO2的含量，在壓縮機入口一部分再生氣放空，同時在MTP反應(yīng)器入口補充一部分的新鮮N2。

圖1 循環(huán)再生工藝流程簡圖

增設(shè)循環(huán)氣壓縮機后需要考慮壓力對再生效果的影響，再生是在過氧條件下的控溫燃燒，反應(yīng)產(chǎn)物以CO2為主，但也有CO生成，燒碳生成CO的反應(yīng)是體積增大的反應(yīng)，生成CO2的反應(yīng)是等體積反應(yīng)，根據(jù)勒夏特列原理，壓力升高，體積增大的反應(yīng)平衡向逆方向移動，生成的CO量可能會減少。

MTP催化劑再生時主要反應(yīng)

圖2 MTP催化劑再生空氣量與1至6級床層入口溫度關(guān)系圖

當(dāng)甲醇/DME轉(zhuǎn)化率降至90%以下或者M(jìn)TP反應(yīng)器出口甲醇/DME超過2%v時，催化劑就必須再生，反應(yīng)器切斷進(jìn)料后首先用蒸汽吹掃置換，把可回收的物料盡量回收，再用N2置換可燃?xì)?，直至合格，反?yīng)器系統(tǒng)與工藝物料系統(tǒng)隔離后進(jìn)行再生，再生用N2和空氣的混合氣對催化劑積碳進(jìn)行可控燃燒，按照1.2升溫再生程序再生，再生結(jié)束的標(biāo)準(zhǔn)是氧含量10%，床層溫度480℃，再生氣量85 000m3/h。

3 循環(huán)再生效果對比

二套與一套MTP催化劑再生效果對比，再生催化劑均選取進(jìn)口催化劑第三周期運行結(jié)束下線后反應(yīng)器。再生開始時間以再生反應(yīng)器進(jìn)空氣為標(biāo)志，結(jié)束時間以恒溫24h后退空氣降溫為標(biāo)志，一套再生共計用時147h，二套再生用時140h。

3.1 壓力對比

整個再生周期內(nèi)循環(huán)再生方法下的反應(yīng)器壓力平均壓力為43.66kPa，正常再生反應(yīng)器的平均壓力為33.99kPa，循環(huán)再生方法的反應(yīng)器壓力要比正常再生反應(yīng)器的壓力高出9.67kPa。

3.2 再生時間對應(yīng)氧含量對比

采用循環(huán)再生方法再生，再生進(jìn)程有所加快，氧含量達(dá)到11%時一套再生用時112h，而二套再生用時103h。

3.3 再生結(jié)束再生氣組成對比

表1 一套二套MTP催化劑再生結(jié)束再生氣組成

再生周期結(jié)束后，MTP反應(yīng)器出口再生氣中CO、CO2含量基本相當(dāng)，說明催化劑再生程度基本一致。

3.4 再生后上線運行MTP反應(yīng)器出口二甲醚、甲醇含量隨運行時間變化對比

催化劑再生結(jié)束上線運行后，MTP反應(yīng)器出口二甲醚含量達(dá)到20000×10-4時的用時分別是576、744h，循環(huán)再生方法再生的催化劑運行時間明顯要長。

4 結(jié)論

1）循環(huán)再生方法在一套的基礎(chǔ)上增加了一臺循環(huán)氣壓縮機，比一套再生操作復(fù)雜，同時要注意壓縮機的維護(hù)和保養(yǎng)，增加了工作量，適用于單套MTP裝置。

2）循環(huán)再生方法雖然壓力上漲了10kPa，但再生結(jié)束時的各項指標(biāo)均合格，在一定程度上說明了再生進(jìn)行的程度與一套大致相同。

3）循環(huán)再生方法再生單周期時間縮短了7h。

4）循環(huán)再生方法再生后的催化劑上線后反應(yīng)器出口二甲醚含量的上漲速度明顯低于正常再生的催化劑。

[1] 胡思，張卿，鞏雁軍，等.HZSM-5分子篩在甲醇制丙烯反應(yīng)中的失活與再生[J].物理化學(xué)學(xué)報，2016，32（07）：1785-1794.

[2] 郭文瑤.固定床反應(yīng)器中甲醇制丙烯過程的實驗和模擬研究[D].上海：上海交通大學(xué)，2013.

Introduction of Recycling Method for Two MTP Catalysts in Shenhua Chemical Coal-based Olefins

Liu Ji-lei

The regeneration of the two sets of catalyst of Shenning MTP was improved by 10 kPa with the pressure of a set of MTP catalyst，and the regeneration time，regeneration oxygen content and the catalyst on-line operation after the two sets of pressure changes When the reactor exports methanol，dimethyl ether changes，the regeneration time is shortened by 7 hours，the end of the regeneration of the indicators are qualified.

methanol；methanol to propylene；MTP catalyst；regeneration

TQ221.21

A

1003–6490（2017）11–0008–02

2017–09–08

劉記磊（1985—），河南周口人，助理工程師，主要研究方向為甲醇制丙烯MTP催化劑。