神華寧煤煤基烯烴二套MTP催化劑循環再生方法介紹

劉記磊

（神華寧煤集團烯烴一分公司，寧夏銀川 750411)

神華寧煤煤基烯烴二套MTP催化劑循環再生方法介紹

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束后催化劑上線運行時反應器出口甲醇、二甲醚的變化情況，再生時間縮短了7h，再生結束時的各項指標均合格。

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，催化劑由南方化學提供，采用絕熱固定床多床層反應器，反應器二開一備運行，MTP催化劑隨著在線運行時間的增加[1-2]，由副反應產生的大分子產物會覆蓋催化劑表面的活性位、堵塞分子篩內部孔道結構，使甲醇/DME轉化降低，每運行500～600h催化劑必須再生，來提高轉化率和丙烯選擇性，催化劑失活原理和再生屢見報道，但利用MTP反應器出口再生尾氣循環回反應器的再生方案從未見報道，本文從循環再生方法、原理及方案實施效果來討論MTP催化劑再生氣循環再生。

2 循環再生方法及原理

神寧烯烴二套MTP是在一套MTP基礎上優化過的工藝，流程基本相同，但也有區別，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反應器再生結束后，另外一臺反應器才能開始再生，極大的限制了反應器的再生周期，為解決由于公用工程氮氣量不足導致的MTP反應器不能及時再生的矛盾，二套在原有基礎上在MTP反應器出口加一循環氣壓縮機，利用反應器出口的再生尾氣經壓縮機加壓后再進入反應器進行再生，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反應器入口補充一部分的新鮮N2。

圖1 循環再生工藝流程簡圖

增設循環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，反應產物以CO2為主，但也有CO生成，燒碳生成CO的反應是體積增大的反應，生成CO2的反應是等體積反應，根據勒夏特列原理，壓力升高，體積增大的反應平衡向逆方向移動，生成的CO量可能會減少。

MTP催化劑再生時主要反應

圖2 MTP催化劑再生空氣量與1至6級床層入口溫度關系圖

當甲醇/DME轉化率降至90%以下或者MTP反應器出口甲醇/DME超過2%v時，催化劑就必須再生，反應器切斷進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置換可燃氣，直至合格，反應器系統與工藝物料系統隔離后進行再生，再生用N2和空氣的混合氣對催化劑積碳進行可控燃燒，按照1.2升溫再生程序再生，再生結束的標準是氧含量10%，床層溫度480℃，再生氣量85 000m3/h。

3 循環再生效果對比

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

3.1 壓力對比

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

3.2 再生時間對應氧含量對比

采用循環再生方法再生，再生進程有所加快，氧含量達到11%時一套再生用時112h，而二套再生用時103h。

3.3 再生結束再生氣組成對比

表1 一套二套MTP催化劑再生結束再生氣組成

再生周期結束后，MTP反應器出口再生氣中CO、CO2含量基本相當，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

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

4 結論

1）循環再生方法在一套的基礎上增加了一臺循環氣壓縮機，比一套再生操作復雜，同時要注意壓縮機的維護和保養，增加了工作量，適用于單套MTP裝置。

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

3）循環再生方法再生單周期時間縮短了7h。

4）循環再生方法再生后的催化劑上線后反應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中的失活與再生[J].物理化學學報，2016，32（07）：1785-1794.

[2] 郭文瑤.固定床反應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，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。