一种甲醇和/或二甲醚转化制备丙烯的系统的制作方法

本实用新型属于天然气化工和煤化工领域，尤其涉及一种甲醇和/或二甲醚转化制备丙烯的系统。

背景技术：

乙烯、丙烯都是重要的石油化工基础原料，年需求量巨大，尤其丙烯是目前全球需求量第二大化学品，消费量逐年在大幅提高，甚至超过了乙烯。到目前为止，丙烯仍主要来自于石油加工中的轻油裂解/裂化工艺，而且以联产物或副产物方式得到。但随着“石油危机”问题的出现，这种获得方式势必会使丙烯在原料以及产量上受到很大限制。

针对我国富煤、贫油、少气的能源结构，甲醇催化转化制丙烯技术具有很好的应用前景和深远的战略意义。

目前，由甲醇制低碳烯烃的工艺报道较多，主要有德国Lurgi公司的甲醇制丙烯技术(MTP)、美国UOP公司的甲醇制烯烃技术(MTO)、国内中科院大连化学物理研究所自主开发的甲醇/二甲醚制低碳烯烃技术(DMTO)和清华大学研制开发的流化床甲醇制丙烯技术(FMTP)。其中，德国Lurgi公司的MTP技术产物以丙烯为主，并且已经申请了多项专利技术(例如CN1431982A、EP448000、WO20061364.33等)，即将进入大规模产业化。该工艺由两段绝热固定床反应器组成，即在I段二甲醚反应器中，甲醇蒸汽首先在高活性、高选择性的Al2O3基催化剂上，在200～400℃条件下部分脱水生成二甲醚；未反应的甲醇以及二甲醚-水混合物继续进入II段MTP反应器，在ZSM-5基催化剂上，在400～500℃条件下进一步反应生成以丙烯为主的混合烃类产物，并伴有大量乙烯、汽油和液化石油气的生成。此外，上述工艺的MTP反应器中催化剂为多层设计，装卸较为繁琐；反应器后端设置有甲醇回收塔用于回收废水中甲醇，能耗浪费较大；分离系统冗长，工艺操作弹性较低，产品分布较为单一；需通入大量高温水蒸气作为稀释介质，能耗较高。

中国专利CN102060644A公开了一种甲醇脱水制烯烃的方法，反应装置包括一个催化蒸馏反应器，一个连续反应移动床反应器和两个绝热固定床反应器。甲醇气化后进入催化蒸馏反应器与ZSM-5催化剂进行反应，反应产物进入移动床反应器继续与催化剂进行反应，反应产物经分离后，将含C4烃物流和含C5～C7烃物流分别引入两个固定床反应器进行反应；在移动床反应器中对失活催化剂进行烧焦再生后循环使用，进而提高烯烃收率和催化剂稳定性。该方法的催化蒸馏反应器中未反应的甲醇和反应生成的水需从反应器侧线分别抽出，增加了装置操作的复杂性，而且催化蒸馏反应器采用段间换热，换热器占用了一定的反应器空间，使催化剂的有效装填体积分率下降，降低了反应器的经济性；另外，该方法中移动床反应器与再生器为水平放置，需要在反应系统与再生装置之间增加特别的气体装置，将反应器流出来的催化剂输送到再生反应器再生，存在着能耗过高，经济效益欠佳的技术缺陷。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，针对现有甲醇制低碳烯烃工艺存在的问题，提供一种甲醇和/或二甲醚转化制备丙烯的系统及其工艺，在不设置甲醇回收塔以及反应系统中不加入高温水蒸气的情况下，充分利用反应过程中循环烃裂解吸热和甲醇或二甲醚脱水放热的原理，可以实现较高的丙烯收率，同时能耗较低。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种甲醇和/或二甲醚转化制备丙烯的系统，包括：

第一进料管，用于输送制备丙烯所需的反应原料；

反应器，用于对经加热炉加热后的循环物流和反应原料进行反应，以得到反应器出口物料；

烟道换热器，用于使待进入所述加热炉的循环物流和反应原料与反应器制得的反应器出口物料进行换热以升温；

加热炉，用于对经烟道换热器换热升温后的循环物流和反应原料进行加热；

水洗塔，用于对经烟道换热器换热降温后的反应器出口物料进行水洗，以得到塔顶的气相物料和塔底的液相物料，并对塔底的液相物料进行油水分离后得到油相；

压缩机，用于对水洗塔塔顶的气相物料进行增压；

分离单元，用于对经压缩机增压后的气相物料以及水洗塔塔底所得的油相作为待分离物料进行进一步的分离，以分离出C2烃、C4～C6烃，以及作为产品的丙烯；

第二进料管，用于将来自所述分离单元的C2烃的至少部分作为循环物流送入反应器；

第三进料管，用于将来自所述分离单元的C4～C6烃的至少部分作为循环物流送入反应器。

根据本实用新型提供的系统，优选地，所述反应器中设有的催化剂床层的层数为1～3层；更优选为单层，装卸方便。

优选地，所述催化剂床层由上至下分别铺设惰性填料、催化剂和惰性填料；所述惰性填料优选为瓷球。

在实用新型的优选实施方式中，所述催化剂和惰性填料之间设有钢丝网，用于支撑催化剂床层。

优选地，在所述水洗塔的塔内或塔外设有油水分离器，用于将水洗塔塔底的液相物料进行油水分离。

更优选地，所述油水分离器设有用于将分离出的水相排出所述系统外的出口。

在本实用新型的优选实施方式中，所述催化剂可为内芯式三叶草形的ZSM-5催化剂。所述内芯式三叶草形的轴心为空芯或实芯，优选为空芯。

在本实用新型中，所述催化剂的成型结构参见专利文件CN 105233880A或者CN 204134649U。

本实用新型所述的系统排布结构简单，通过选择内芯式三叶草形的高性能催化剂，可以实现甲醇的转化率在98％以上，系统中排出的废水基本不含甲醇，可以不用设置甲醇回收塔，降低投资成本。

根据本实用新型提供的系统，优选地，所述分离单元包括：

C2脱除塔，用于对经压缩机增压后的气相物料进行C2与C2以上组分的分离，以得到C2脱除塔塔底物流和C2脱除塔塔顶物流；

C3脱除塔，用于对C2脱除塔塔底物料和水洗塔塔底所得的油相进行C3与C3以上组分的分离，以得到C3脱除塔塔底物流和C3脱除塔塔顶物流；

C3分离塔，用于对C3脱除塔塔顶物流进行丙烯和丙烷的分离；

C4～C6脱除塔，用于对C3脱除塔塔底物流进行C4～C6烃类与C6以上烃类的分离，以得到C4～C6脱除塔塔顶物流和C4～C6脱除塔塔底物流。

在本实用新型中，所述C2烃是指碳原子数为2的烃类物质，所述C2以上组分不包括C2组分本身，是指碳原子数大于2的烃类组分，所述C3以上组分不包括C3组分本身，是指碳原子数大于3的烃类组分，C6以上烃类不包括C6烃类本身，是指碳原子数大于6的烃类组分。

本实用新型技术方案可以带来的有益效果在于：

1)本实用新型通过设置循环管线，将来自分离单元的C2烃和C4～C6烃的至少部分作为循环物流回流至反应器，充分利用反应器在反应过程中循环烃(回流至反应器的C4～C6脱除塔塔顶物流)裂解吸热和甲醇或二甲醚脱水放热的原理，实现了反应器内吸热和放热平衡，达到控制催化剂床层温度的目的，无需再在系统中增加管线通入高温水蒸气稀释，能耗较低的同时不影响甚至提高了丙烯收率；

2)在优选实施方式中，通过选用内芯式三叶草形的高性能催化剂，该催化剂的活性组分结晶度高、粒径分布均一，而且特殊的成型结构使其具有抗压碎强度高、比表面积大等特点；催化剂的这些特点使其进行催化反应时甲醇的转化率可达到98％以上，水洗塔排出的水相中基本不含甲醇，因此反应系统在不需要再设置甲醇回收塔的同时也可提高丙烯收率；另外，反应器的催化剂床层为单层设计条件下，不影响产物的转化率，使装卸更为方便；

3)所述系统流程简单，且不含甲醇回收塔以及不用增加通入高温水蒸气的管线，投资和操作均降低。

附图说明

图1为本实用新型所述的甲醇或二甲醚转化制备丙烯的系统在一种实施方式中的示意图。

上述图中标号说明如下：

1-反应器，2-催化剂床层，3-烟道换热器，4-水洗塔，5-压缩机，6-加热炉，7-C2脱除塔，8-C3脱除塔，9-C4～C6脱除塔，10-C3分离塔；

11-第一管线，12-第二管线，13-C4～C6脱除塔塔顶物流，14-混合管线，15-反应器出口物料，16-C2脱除塔塔顶物流，17-C2脱除塔塔底物流，18-C3脱除塔塔顶物流，19-C3脱除塔塔底物流，20-C4～C6脱除塔塔底物流，21-C3分离塔塔顶物流，22-C3分离塔塔底物流，23-燃料气管线，24-第三管线。

具体实施方式

为了能够详细地理解本发明的技术特征和内容，下面将更详细地描述本实用新型的优选实施方式。虽然实施例中描述了本实用新型的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。

在本实用新型的一种示例中，甲醇和/或二甲醚转化制备丙烯的系统如图1所示，包括：

第一进料管11，用于输送制备丙烯所需的反应原料(甲醇和/或二甲醚)；

反应器1，用于对经加热炉加热后的循环物流和反应原料进行反应，以得到反应器出口物料；其中，所述循环物流包括所述C2脱除塔塔顶物流的至少部分和C4～C6脱除塔塔顶物流；在优选实施方式中，所述反应器1设有填充内芯式三叶草形的ZSM-5催化剂的催化剂床层2；

烟道换热器3，用于使待进入所述加热炉的循环物流和反应原料与反应器制得的反应器出口物料进行换热以升温；例如，可选用烟道换热器，其由换热管和换热箱组成，包括由多根换热管两端分别插入上管板和下管板组成的管束；通过换热，循环物流和反应原料升温，反应器出口物料降温，以使系统内的热量充分回收利用；

加热炉6，用于对经烟道换热器换热升温后的循环物流和反应原料进行加热；

水洗塔4，用于对经烟道换热器换热降温后的反应器出口物料进行水洗，以得到塔顶的气相物料和塔底的液相物料，并对塔底的液相物料进行油水分离后得到油相；水洗塔塔底的液相物料经过静置分层后，得到位于底层和水相和位于上层的油相，可通过本领域熟知的操作进行油水分离；通过水洗塔进行水洗之后，可以除去所述反应器出口物料中的包含的大部分水；本实用新型中，所述水洗塔4底层分离出来的水相中基本不含有甲醇，本领域技术人员可以理解，油水分离装置的水相出口不与用于回收废水中甲醇的甲醇回收塔相连接；优选实施方式中，在所述水洗塔的塔内或塔外设有油水分离器，用于将水洗塔塔底的液相物料进行油水分离；所述油水分离器设有用于将分离出的水相排出所述系统外的出口，不用再单独设置甲醇回收塔进行甲醇的回收利用；

压缩机5，用于对水洗塔塔顶的气相物料进行增压；

分离单元，用于对经压缩机增压后的气相物料以及水洗塔塔底所得的油相作为待分离物料进行进一步的分离，以分离出C2烃、C4～C6烃，以及作为产品的丙烯；

第二进料管12，用于将来自所述分离单元的C2烃的至少部分作为循环物流送入反应器1；

第三进料管24，用于将来自所述分离单元的C4～C6烃的至少部分作为循环物流送入反应器1。

所述分离单元包括：

C2脱除塔7，用于对经压缩机增压后的气相物料进行C2与C2以上组分的分离，以得到C2脱除塔塔底物流和C2脱除塔塔顶物流；

C3脱除塔8，用于对C2脱除塔塔底物料和水洗塔塔底所得的油相进行C3与C3以上组分的分离，以得到C3脱除塔塔底物流和C3脱除塔塔顶物流；

C3分离塔10，用于对C3脱除塔塔顶物流进行丙烯和丙烷的分离；

C4～C6脱除塔9，用于对C3脱除塔塔底物流进行C4～C6烃类与C6以上烃类的分离，以得到C4～C6脱除塔塔顶物流和C4～C6脱除塔塔底物流。

所述反应器1中设有的催化剂床层2的层数为1～3层；在优选实施方式中，催化剂床层的层数为单层，装卸方便。

所述催化剂床层2由上至下分别铺设惰性填料、催化剂和惰性填料；所述惰性填料为瓷球。

在实用新型的一种优选实施方式中，所述催化剂和惰性填料之间设有钢丝网，用于支撑催化剂床层。通过设置钢丝网，还有利于后续工序中可以很容易地将催化剂床层上的催化剂与惰性填料分离。

利用如上所述甲醇和/或二甲醚转化制备丙烯的系统制备丙烯的方法，包括如下步骤：

(i)将反应原料甲醇和/或二甲醚在烟道换热器3中与反应器出口物料15换热升温、再在加热炉6中加热后进入反应器1；反应原料与催化剂在反应器中接触进行反应，生成反应器出口物料15；所述反应器出口物料包括：水、乙烯、丙烯、丁烯、C1～C4烷烃和C5+烃类；

(ii)将制得的所述反应器出口物料15经烟道换热器3进行换热降温后，通过水洗塔4进行水洗，得到塔顶的气相物料和塔底的液相物料，并对塔底的液相物料进行油水分离得到除水后的油相；

(iii)将水洗塔塔底所得的油相以及经压缩机5增压后的水洗塔塔顶的气相物料作为待分离物料进入分离系统进行进一步分离；

(iv)将待分离物料在分离单元中进行C2烃、C4～C6烃以及作为产品的丙烯的分离；在一种示例中，具体过程为：1)将增压后的水洗塔塔顶的气相物料在C2脱除塔7中进行C2与C2以上组分的分离，得到C2脱除塔塔顶物流16和C2脱除塔塔底物流17；经第二管线12的至少部分C2脱除塔塔顶物流16进入反应器1进行反应，另一部分C2脱除塔塔顶物流16直接排出塔外；

2)将C2脱除塔塔底物流17和水洗塔塔底所得的油相进入C3脱除塔8进行C3与C3以上组分的分离，得到C3脱除塔塔顶物流18和C3脱除塔塔底物流19；

3)将C3脱除塔塔顶物流18进入C3分离塔10进行丙烯和丙烷的分离，所得C3分离塔塔顶物流21作为丙烯产品输出塔外，所得C3分离塔塔底物流22(为丙烷)作为燃料气输出；

4)将C3脱除塔塔底物流19进入C4～C6脱除塔9进行C4～C6烃类与C6以上烃类的分离，得到C4～C6脱除塔塔顶物流13和C4～C6脱除塔塔底物流20；再将C4～C6脱除塔塔顶物流13进入反应器1进行裂解反应，C4～C6脱除塔塔底物流20排出塔外。

其中，将作为C2脱除塔塔顶物流的C2烃的至少部分作为循环物流通过第二进料管12经加热后送入反应器1进行反应；将作为C4～C6脱除塔塔顶物流的C4～C6烃通过第三进料管24经加热后送入反应器1进行。所述至少部分的C2脱除塔塔顶物流以及C4～C6脱除塔塔顶物流都是作为循环物流送入反应器1。

经所述第二管线12回流至反应器1的C2脱除塔塔顶物流16和经所述第三管线24回流至反应器1的C4～C6脱除塔塔顶物流13通过烟道换热器3换热升温以及通过混合管线14进入加热炉6加热后，回流进入反应器1中进行丙烯的增产。

在本实用新型的一种示例中，制备丙烯的所述催化剂为内芯式三叶草形的ZSM-5催化剂，且内芯式三叶草形的轴心为空芯。

在本实用新型的一种示例中，用于甲醇和/或二甲醚转化制备丙烯的所述催化剂，由包括以下各组分的反应原料制备得到：以各组分的总重量为100wt％计，60-75wt％活性组分以及25-40wt％成型剂；

其中，所述活性组分由包括如下摩尔比的各原料组分制备得到：Na2O:SiO2:Al2O3:TEA:H2O＝(15-35):(100-200):1:(50-75):(800-2000)；

所述成型剂包括如下重量比的各原料组分的混合物：

SiO2：硝酸：造孔剂＝(7-9)：1：(0.3-0.5)；

所述造孔剂为田菁粉和聚乙二醇以质量比1：1组成的混合物。

优选地，所述活性组分由包括如下摩尔比的各原料组分制备得到：Na2O:SiO2:Al2O3:TEA:H2O＝(20-35):(150-200):1:(50-75):(1000-2000)。

所述催化剂中活性组分的粒径优选为1～100nm。

优选地，如上所述的催化剂通过如下步骤制备得到：

(1)活性组分的制备：将原料组分氧化钠、硅溶胶、三氧化二铝、三乙胺和去离子水按摩尔比搅拌混合后，移入水热反应釜中；25℃下将混合后的原料组分在反应釜中晶化30-40h，之后快速升温至180℃晶化20-30h，即得到Na-ZSM-5分子筛原粉；Na-ZSM-5分子筛原粉经离子交换、分离和干燥后得到HZSM-5分子筛原粉；

(2)将制得的HZSM-5分子筛原粉与所述成型剂按比重混合均匀；根据三叶草结构的制作孔板，在挤条机上将HZSM-5分子筛原粉与成型剂的混合物挤出成型(参见专利文件CN 204134649U中的具体实施方式中记载的催化剂载体相关技术特征)，经干燥、500-600℃焙烧后制得空芯、三叶草结构的高性能ZSM-5催化剂。

制得的空芯、三叶草结构的高性能ZSM-5催化剂，其廓圆的直径D为3-5mm，长度为5-7mm。

在该制备方法中，Na-ZSM-5分子筛原粉进行的离子交换、分离和干燥过程为本领域的常规操作。

在一种优选实施方式中，经所述第二管线12回流至反应器1的C2脱除塔塔顶物流16与反应原料甲醇和/或二甲醚的质量比为2-3:1。经所述第三管线24回流至反应器1的C4～C6脱除塔塔顶物流13与反应原料甲醇和/或二甲醚的质量比为2-3:1。

所述反应器1中的反应温度为450-550℃；反应压力为1.0-1.8Mpa。所述反应器1的入口物料温度为410-430℃。

当C2脱除塔塔顶物流16、C4～C6脱除塔塔顶物流13回流至反应器1中时，整个反应器中既存在甲醇或二甲醚的转化反应，也存在歧化反应和裂解反应。

C2脱除塔、C3脱除塔、C4～C6脱除塔以及C3分离塔中，其各操作工艺条件可以根据进料组成及进料条件的不同而做相应调整。

原料来源：

柱状结构的ZSM-5催化剂，成型直径约3-5mm，成型长度为5-7mm，购买于德国科莱恩公司。

氧化钠，购买于宁夏齐氏化工有限公司；

硅溶胶，购买于宁夏齐氏化工有限公司；

偏铝酸钠，购买于宁夏齐氏化工有限公司；

三乙胺，购买于宁夏齐氏化工有限公司；

田菁粉和聚乙二醇，购买于宁夏齐氏化工有限公司；

以下实施例中，如未特别说明，所用化学试剂均为分析纯。

空芯、三叶草结构的催化剂的制备例1：

所述催化剂包括：活性组分和成型剂。其中活性组分的微观形貌为尺寸小于100纳米、高分散的球形颗粒，其具体的制备过程为：将氧化钠、硅溶胶(SiO2)、三氧化二铝(偏铝酸钠作为可提供的原料)、三乙胺和去离子水以摩尔比Na2O:SiO2:Al2O3:TEA:H2O＝15:150:1:64:1000搅拌混合后，移入水热反应釜中，室温条件下晶化36h，之后快速升温至180℃晶化28h，洗涤、干燥后即得Na-ZSM-5分子筛原粉，经离子交换、分离和干燥后得到HZSM-5分子筛原粉。

成型剂包括硅溶胶(SiO2)、硝酸和造孔剂。成型时催化剂中HZSM-5分子筛原粉的比重为75wt％，水与HZSM-5分子筛原粉的质量比为0.33；成型剂中硝酸(质量分数为66％)比重为3wt％，造孔剂比重为1wt％，其中造孔剂为田菁粉和聚乙二醇以质量比1:1混合后获得。物料混合均匀后根据三叶草结构的制作孔板，在挤条机上将HZSM-5分子筛原粉与成型剂的混合物挤出成型，经干燥、500-600℃焙烧后制得空芯、三叶草结构的高性能ZSM-5催化剂，其廓圆的直径D＝4mm，长度为6mm，三叶草形横截面上分布的贯穿孔道的目数为300目。

制备Na-ZSM-5分子筛原粉时不需要传统的高温被烧(500-550℃)即可脱除模板剂，制得的HZSM-5分子筛原粉具有结晶度高、分散性好、尺寸均一的特点；其结晶度为110％，粒径范围为80-90nm。

空芯、三叶草结构的催化剂的制备例2：

所述催化剂的制备过程如制备例1，不同之处在于，制备活性组分的各原料组分摩尔比如下：氧化钠、硅溶胶(SiO2)、三氧化二铝(偏铝酸钠作为可提供的原料)、三乙胺和去离子水以摩尔比Na2O:SiO2:Al2O3:TEA:H2O＝15:200:1:64:1000。

制得的HZSM-5分子筛原粉具有结晶度高、分散性好、尺寸均一的特点；其结晶度为107％，粒径范围为85-100nm。

甲醇或二甲醚转化制备丙烯

实施例1：

采用如图1所示甲醇或二甲醚转化制备丙烯的系统制备丙烯，设置了一个甲醇制丙烯的反应器1，其内填装催化剂制备例1制得的空芯、三叶草结构的高性能ZSM-5催化剂，反应器内的反应压力为0.1MPa(G)，反应入口温度为440℃；反应器的入口物料包括：甲醇、C2脱除塔塔顶物流和C4～C6脱除塔塔顶物流，其中甲醇的反应重量空速为0.7小时^-1，C2脱除塔塔顶物流和C4～C6脱除塔塔顶物流与甲醇的比例均为3:1。进料甲醇的质量浓度为90％以上；C2脱除塔塔顶物流的组成(体积％)为：69.0％乙烯，0.7％丙烯，17.3％甲烷，10.6％乙烷，0.5％氢气，1.9％COX；C4～C6脱除塔塔顶物流的组成(体积％)为：26.3％C4烯，20.2％C5烯，6.6％C6烯，13.3％C4烷，16.6％C5烷，17％C6烷。

采用本发明的系统及工艺经MTP反应200小时、400小时、600小时以及800小时反应后，反应器出口的产物收率和甲醇转化率分别为28.1％和100％，28.2％和100％，28.15％和100％，28.1％和99％。

在反应过程中催化剂床层的最高温度为500℃，反应器出口物料温度介于490-500℃之间，随着反应时间的延长出口物料温度呈逐渐升高的趋势(更利于余热回用)；当甲醇转化率低于99％时，对催化剂进行下线再生。

实施例2：

甲醇或二甲醚转化制备丙烯的系统及方法如实施例1，不同之处在于，C2脱除塔塔顶物流和C4～C6脱除塔塔顶物流与甲醇的比例均为1:1。

采用本发明的系统及工艺经MTP反应200小时、400小时、600小时以及800小时反应后，反应器出口的产物收率和甲醇转化率分别为27.1％和100％，27.2％和100％，27.15％和99％，28.1％和98.5％。

对比例1：

工业MTP技术的反应单元结构和催化剂的装填方式可参考专利(一种由甲醇制丙烯的方法，授权公告号CN 105523876B)的实施例7，设置有两个反应器分别用于甲醇合成二甲醚以及二甲醚进一步合成丙烯的反应，第一个反应器设有2个催化剂床层，第二个反应器设有6个催化剂床层，采用柱状结构的ZSM-5催化(德国科莱恩公司提供MTPROP-1催化剂)，第二个反应器的反应压力为0.1MPa(G)，反应入口温度为450℃，反应器入口物料包括二甲醚、水蒸气、C2及以下物流、C4物流和C5/C6物流，其中甲醇的反应重量空速为0.7小时^-1，水蒸气与甲醇的比例为0.79:1，C2及以下物流、C4物流和C5/C6物流与甲醇的比例为1:1。进料甲醇质量浓度不低于99％；C2以下物流组成(体积％)为：69.0％乙烯，0.7％丙烯，17.3％甲烷，10.6％乙烷，0.5％氢气，1.9％COX；C4物流组成(体积％)为：46.9％的C4烯，0.6％的C5烯，48.7％的C4烷，1.3％的C5烷，1.2％的DME，1.3％的丙烯。C5/C6物流组成(体积％)为：14.3％的C4烯，18.9％的C5烯，6.9％的C6烯，8.2％的C4烷，26.7％的C5烷，25％的C6烷。

经MTP反应200小时，400小时，600小时，800小时反应后，反应器出口收率和甲醇转化率分别为26.6％和100％，26.5％和99％，26.7％和97％，26.5％和94％。在反应过程中催化剂床层最高温度为480℃，反应器出口物料温度约480℃，当甲醇转化率低于95％时对催化剂进行下线再生。

对比例2：

甲醇或二甲醚转化制备丙烯的系统及方法如实施例1，不同之处在于，反应器1中填装的催化剂为柱状的ZSM-5基催化剂(直径约3-5mm，长度为5-7mm，德国科莱恩公司提供MTPROP-1催化剂)。

经MTP反应200小时、400小时、600小时以及800小时反应后，反应器出口的产物收率和甲醇转化率分别为26.5％和100％，26.6％和85％，26.6％和70％，25.5％和55％。反应过程中催化剂床层飞温严重，催化剂快速失活。

通过实施例1和对比例1的比较可知，对比例1使用了双反应器体系，将甲醇制备丙烯的反应分为甲醇制二甲醚以及二甲醚制丙烯两个反应阶段，进而降低每个反应器的放热效应；而实施例1是通过单反应器进行甲醇或二甲醚制备丙烯，本申请的技术方案在能够实现同等的甲醇转化率和产品收率甚至甲醇转化率高于双反应器体系的情况下，使用单反应器能够减少投资、能耗以及操作的复杂性。

通过实施例1和对比例2的比较可知，两者在制备丙烯的过程中使用的催化剂不同；本申请通过使用制得的空芯、三叶草结构的高性能ZSM-5催化剂，因其具有抗压碎强度高、比表面积大等特点，使用该催化剂在催化反应时可使甲醇的转化率可达到98％以上，因此在反应系统中不需要设置甲醇回收塔的同时也可提高丙烯收率；另外，反应器的催化剂床层在单层设计的条件下，不影响产物转化率，装卸更为方便。

以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。