年产100万吨丙烯生产工艺设计(6)

2.1.3 合成方案的选择 (1) 反应器类型选择 主要有两类反应器用于甲醇制烯烃:固定床反应器和流化床反应器。 表2.2 反应器类型的优缺点 反应器类型优


2.1.3 合成方案的选择

(1) 反应器类型选择

主要有两类反应器用于甲醇制烯烃:固定床反应器和流化床反应器。

表2.2  反应器类型的优缺点

反应器类型 优点 缺点

固定床反应器 1.流程较其他反应器短2.设备操作简单 1.体积大2.温度不宜控制3.接触时间长

流动床反应器 1.催化剂粒接触充分2.床层温度、浓度分布均匀。 1设备磨损较固定床严重,生产放大错在一定问题。

(2)反应温度的选择

反应温度的升高对甲醇的分解、转移反应和甲烷反应有利,随着反应温度的升高,特别是反应温度超过550℃时,副产物的收率显著增加。尤其是是丙烯、丁烯,大幅度有增加芳烃收率。随着反应时间的增加,越来越多的积炭吸附在催化剂的内外表面和孔隙中。焦化导致催化剂或碳吸附位点内的温度高于催化剂颗粒中的其他位置,产生更多"热点"。此外,上述三个反应进行到更高程度,因此CO和CO_2产量增加。较低的温度会增加丙烷和高级烯烃的量,在升高的温度下,丙烷选择性和C_4^+,C_5选择性随着 TOS(反应时间)的增加而降低。温度越高,衰退速度越快。甲醇转化率基本达到100%。

(3)反应压力的选择

乙烯和丙烯在低压下更容易形成。烯烃聚合和芳构化在高压下更有利, 从而降低了二烯的收率。但是, 高压会增加设备和操作成本, 所以要选择较低压力。工艺过程是在0.13MPa 的压力下选择的。

2.1.4 压缩方案的选择

在混合物预分离段中,将混合物降至室温,并将大部分水和酸性气体与其分离,然后将混合物压入精馏段。由于混合物的压缩压力相对较高,用来降低反应能耗,并且可以合理有效的限制压缩过程中混合物升高温度。目前各大化工企业主要有三种压缩方法:

五段压缩方案:底部废液经过处理后回收利用。得到的高压气体混合物进入蒸馏净化系统。其中,在三级和四级压缩之间安装苛性塔以去除酸性气体。

四段压缩方案:气体混合物在水柱洗涤后进入压缩阶段,气体混合物冷却后气体混合物进入闪蒸。闪蒸罐顶部气体将进入二级压缩,而底部废液经处理后再循环,二级压缩气体进入苛性塔。混合气体中的酸性气体被除去,碱性洗涤器的出口混合物被压缩成三或四级压缩。四级压缩出口气继续进入蒸馏净化系统。

三段压缩方案:经过水洗塔, 气体混合物进入第一压缩区, 出口气体混合物进入一个闪存罐后水冷。闪蒸罐顶部气体进入压缩过程的第二阶段,底部废弃物处理后循环进入压缩阶段的第二阶段。气体进入由三级压缩得到的高压气体混合物并进入蒸馏净化系统。其中,在第二和第三阶段压缩之间安装了苛性塔以去除酸性气体