一种用于甲醇制丙烯反应的实验装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于甲醇制丙烯反应的实验装置。
【背景技术】
[0002]丙烯作为重要的石油化工基础原料，年需求量巨大，可用于生产聚丙烯、丙烯腈、环氧丙烷以及异丙醇等。近年来丙烯衍生物的快速发展带动了丙烯需求的快速增长，供需矛盾日趋明显，直到目前，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，势必会使丙烯在原料以及产量上受到很大限制。烯烃生产原料的多元化已成为国家能源结构调整的重要方向。甲醇制丙烯(MTP)工艺是指以煤基或天然气基合成的甲醇为原料，在催化剂的作用下生产丙烯的化工工艺技术。针对我国富煤、贫油、少气的能源结构，MTP技术具有很好的应用前景和深远的战略意义。
[0003]目前，MTP技术已在神华宁夏煤业集团和大唐内蒙古多伦煤化工有限公司实现工业化生产，两套装置均为德国Lurgi公司的MTP工艺，通过两段固定床反应器来实现甲醇制丙烯反应。首先，在I段反应器中，甲醇蒸汽与Al2O3基催化剂接触，脱水生成二甲醚。其次，未反应的甲醇以及二甲醚-水混合物继续进入II段反应器，与催化剂接触进一步反应生成包括丙烯和乙烯在内的混合烃类产物。其II段反应器设计有6个催化剂床层，考虑到反应的强放热性，反应时容易导致床层温度分布不均、易飞温，无法同时考察催化剂甲醇转化耦合高碳烃裂解制丙烯性能及催化剂床层高径比等问题。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种用于甲醇制丙烯反应的实验装置，以解决现有技术中反应器催化剂床层温度难以有效控制的问题。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0006]一种用于甲醇制丙烯反应的实验装置，所述实验装置包括:
[0007]一段反应器，用于进行甲醇制二甲醚反应，以得到第一产物流；
[0008]第一冷凝器，用于对所述第一产物流进行冷凝；
[0009]多个二段反应器，所述的多个二段反应器串联连接形成串联反应器，所述串联反应器用于利用第一产物流反应制丙烯，以得到第二产物流，其中，各二段反应器内分别设有一个二段反应器格栅板，用于铺设催化剂床层；
[0010]分离罐，用于对来自所述第一冷凝器的物料进行气液分离，并将气相组分送入位于所述串联反应器起始端的二段反应器中；
[0011]缓冲罐，用于接收来自所述分离罐的液相物料，并将所述液相物料分别送入各二段反应器中；
[0012]多个换热器，用于调节物料在进入各二段反应器前的温度。
[0013]根据本实用新型的实验装置，优选地，所述实验装置还包括蒸汽管线，用于将水蒸气送入位于所述串联反应器起始端的二段反应器中。
[0014]根据本实用新型的实验装置，优选地，所述实验装置还包括循环烃管线，用于将所述第二产物流分离得到的循环烃送入位于所述串联反应器起始端的二段反应器中。
[0015]根据本实用新型的实验装置，优选地，所述实验装置还包括分离单元，用于对第二产物流进行分离以得到循环烃，所述分离单元包括:
[0016]第二冷凝器，用于对来自所述串联反应器的第二产物流进行冷凝；
[0017]除水罐，用于对来自所述第二冷凝器的物料进行分离除水；
[0018]精馏塔，用于对经所述除水罐除水后的物料进行精馏分离，以得到含有循环烃的塔顶产物；
[0019]第三冷凝器，用于对来自所述精馏塔的塔顶产物进行冷凝；
[0020]冷储罐，用于接收经所述第三冷凝器冷凝后的塔顶产物，并将产物中的液相物料送入所述循环烃管线。
[0021]根据本实用新型的实验装置，优选地，所述实验装置还包括进料单元，所述进料单元包括空气管线、氮气管线、甲醇管线和预热器，所述空气管线、氮气管线和甲醇管线分别连接至所述预热器的进料口，所述预热器的出料口连接至所述一段反应器的进料口。
[0022]根据本实用新型的实验装置，优选地，所述一段反应器中设有一个一段反应器格栅板，用于铺设催化剂床层。当然，本领域技术人员可以理解，所述一段反应器I内也可以设有多个一段反应器格栅板，比如2-3个。
[0023]根据本实用新型的实验装置，优选地，所述实验装置还包括取样口，所述取样口设置在所述一段反应器和各二段反应器的反应产物出口管线上。
[0024]根据本实用新型的实验装置，优选地，所述的多个二段反应器为2-10个，进一步优选为4-8个，更优选为6个。优选地，所述二段反应器为圆筒形，其内径为10-40_，进一步优选为20_30mm，更优选为25mm。
[0025]根据本实用新型的实验装置，优选地，所述实验装置还包括温度计，所述温度计分别设置在各二段反应器的物料进口处。
[0026]与现有技术相比，本实用新型提供的用于甲醇制丙烯反应的实验装置将多个催化剂床层分别设置在多个串联的二段反应器中，从而可以更好地对反应中各催化剂床层的温度进行调节，防止催化剂床层飞温，有利于更好地分析每个催化剂床层的催化效果，以便于研宄甲醇制丙烯反应的催化反应条件。
【附图说明】
[0027]图1为本实用新型提供的用于甲醇制丙烯反应的实验装置；
[0028]图2为本实用新型的实验装置的分离单元的示意图；
[0029]图3为本实用新型的实验装置的进料单元的示意图。
【具体实施方式】
[0030]以下结合附图对本实用新型进行详细说明，但本实用新型并不仅限于此。
[0031]如图1所示，本实用新型提供的一种用于甲醇制丙烯反应的实验装置包括一段反应器1、第一冷凝器3、分离罐4、缓冲罐5、多个二段反应器2和多个换热器6。
[0032]其中，所述一段反应器I用于进行甲醇制二甲醚反应，以得到第一产物流，本领域技术人员容易想到，所述第一产物流包括二甲醚、水和未反应的甲醇。在一种实施方式中，所述一段反应器I内设有一个一段反应器格栅板，用于铺设催化剂床层；当然，本领域技术人员可以理解，所述一段反应器I内也可以设有多个一段反应器格栅板，比如2-3个。
[0033]所述第一冷凝器3用于对所述第一产物流进行冷凝，以便送入所述分离罐4进行气液分离。所述的多个二段反应器2串联连接(即所述二段反应器的底部出料口与相邻的下一二段反应器的进料口连接)形成串联反应器，所述串联反应器用于利用第一产物流反应制丙烯，以得到第二产物流，其中，各二段反应器2内分别设有一个二段反应器格栅板，用于铺设催化剂床层。优选地，所述的多个二段反应器2为2-10个，进一步优选为4-8个，更优选为6个。优选地，所述二段反应器2为圆筒形，其内径为10-40_，进一步优选为20-30mm,更优选为25_。
[0034]所述分离罐4用于对来自所述第一冷凝器3的物料进行气液分离，并将气相组分送入位于所述串联反应器起始端的二段反应器2，从而可以依次进入下一串联的二段反应器2中；所述缓冲罐5用于接收来自所述分离罐4的液相物料，并将所述液相物料分别送入各二段反应器2中。所述的多个换热器6用于调节物料在进入各二段反应器2前的温度，以便对各二段反应器2内的反应温度进行有效控制，本领域技术人员可以理解，所述的多个换热器6的数量与所述的多个二段反应器2的数量相对应。在本实用新型中，所述分离罐4、缓冲罐5和换热器6的结构并无特殊要求，可以采用本领域任何常用的分离罐、缓冲罐和换热器，这里不再赘述。
[0035]本实用新型提供的实验装置运行时，如图1所示，甲醇进料从所述一段反应器I的顶部进入，进行甲醇合成二甲醚的放热反应，得到第一产物流。所述第一产物流从所述一段反应器I引出，经所述第一冷凝器3冷凝后(例如，预热至430-450°C )