神华宁煤煤基烯烃二套MTP催化剂循环再生方法介绍

刘记磊

（神华宁煤集团烯烃一分公司，宁夏银川 750411)

神华宁煤煤基烯烃二套MTP催化剂循环再生方法介绍

刘记磊

（神华宁煤集团烯烃一分公司，宁夏银川 750411)

神宁MTP二套催化剂再生采用循环再生方法，较一套MTP催化剂再生时的压力提高了10kPa，对比了一套、二套压力变化后再生时间、再生氧含量及再生结束后催化剂上线运行时反应器出口甲醇、二甲醚的变化情况，再生时间缩短了7h，再生结束时的各项指标均合格。

甲醇；甲醇制丙烯；MTP催化剂；再生

1 前言

神宁烯烃二套MTP采用Lurgi专有技术，催化剂由南方化学提供，采用绝热固定床多床层反应器，反应器二开一备运行，MTP催化剂随着在线运行时间的增加[1-2]，由副反应产生的大分子产物会覆盖催化剂表面的活性位、堵塞分子筛内部孔道结构，使甲醇/DME转化降低，每运行500～600h催化剂必须再生，来提高转化率和丙烯选择性，催化剂失活原理和再生屡见报道，但利用MTP反应器出口再生尾气循环回反应器的再生方案从未见报道，本文从循环再生方法、原理及方案实施效果来讨论MTP催化剂再生气循环再生。

2 循环再生方法及原理

神宁烯烃二套MTP是在一套MTP基础上优化过的工艺，流程基本相同，但也有区别，二套没有单独的空分装置，一套空分为两套装置提供再生所需N2，由于负荷原因，N2不能满足一套、二套MTP同时再生，必须是一台MTP反应器再生结束后，另外一台反应器才能开始再生，极大的限制了反应器的再生周期，为解决由于公用工程氮气量不足导致的MTP反应器不能及时再生的矛盾，二套在原有基础上在MTP反应器出口加一循环气压缩机，利用反应器出口的再生尾气经压缩机加压后再进入反应器进行再生，为了控制再生气中CO、CO2的含量，在压缩机入口一部分再生气放空，同时在MTP反应器入口补充一部分的新鲜N2。

图1 循环再生工艺流程简图

增设循环气压缩机后需要考虑压力对再生效果的影响，再生是在过氧条件下的控温燃烧，反应产物以CO2为主，但也有CO生成，烧碳生成CO的反应是体积增大的反应，生成CO2的反应是等体积反应，根据勒夏特列原理，压力升高，体积增大的反应平衡向逆方向移动，生成的CO量可能会减少。

MTP催化剂再生时主要反应

图2 MTP催化剂再生空气量与1至6级床层入口温度关系图

当甲醇/DME转化率降至90%以下或者MTP反应器出口甲醇/DME超过2%v时，催化剂就必须再生，反应器切断进料后首先用蒸汽吹扫置换，把可回收的物料尽量回收，再用N2置换可燃气，直至合格，反应器系统与工艺物料系统隔离后进行再生，再生用N2和空气的混合气对催化剂积碳进行可控燃烧，按照1.2升温再生程序再生，再生结束的标准是氧含量10%，床层温度480℃，再生气量85 000m3/h。

3 循环再生效果对比

二套与一套MTP催化剂再生效果对比，再生催化剂均选取进口催化剂第三周期运行结束下线后反应器。再生开始时间以再生反应器进空气为标志，结束时间以恒温24h后退空气降温为标志，一套再生共计用时147h，二套再生用时140h。

3.1 压力对比

整个再生周期内循环再生方法下的反应器压力平均压力为43.66kPa，正常再生反应器的平均压力为33.99kPa，循环再生方法的反应器压力要比正常再生反应器的压力高出9.67kPa。

3.2 再生时间对应氧含量对比

采用循环再生方法再生，再生进程有所加快，氧含量达到11%时一套再生用时112h，而二套再生用时103h。

3.3 再生结束再生气组成对比

表1 一套二套MTP催化剂再生结束再生气组成

再生周期结束后，MTP反应器出口再生气中CO、CO2含量基本相当，说明催化剂再生程度基本一致。

3.4 再生后上线运行MTP反应器出口二甲醚、甲醇含量随运行时间变化对比

催化剂再生结束上线运行后，MTP反应器出口二甲醚含量达到20000×10-4时的用时分别是576、744h，循环再生方法再生的催化剂运行时间明显要长。

4 结论

1）循环再生方法在一套的基础上增加了一台循环气压缩机，比一套再生操作复杂，同时要注意压缩机的维护和保养，增加了工作量，适用于单套MTP装置。

2）循环再生方法虽然压力上涨了10kPa，但再生结束时的各项指标均合格，在一定程度上说明了再生进行的程度与一套大致相同。

3）循环再生方法再生单周期时间缩短了7h。

4）循环再生方法再生后的催化剂上线后反应器出口二甲醚含量的上涨速度明显低于正常再生的催化剂。

[1] 胡思，张卿，巩雁军，等.HZSM-5分子筛在甲醇制丙烯反应中的失活与再生[J].物理化学学报，2016，32（07）：1785-1794.

[2] 郭文瑶.固定床反应器中甲醇制丙烯过程的实验和模拟研究[D].上海：上海交通大学，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

刘记磊（1985—），河南周口人，助理工程师，主要研究方向为甲醇制丙烯MTP催化剂。