CN102675026A - 一种丙烯的两段式制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种丙烯的两段式制备工艺,以甲醇和炼厂碳四烯烃为原料,水为稀释剂,采用两段式固定床反应器制备;第一段固定床反应器中的催化剂为含有质量分数为50%-85%ZSM-5分子筛的催化剂,第二段固定床反应器中的催化剂为镁元素改性的ZSM-5分子筛催化剂。本发明采用两段式制备丙烯的工艺减少了稀释剂水的用量,降低了操作温度,有效提高了丙烯选择性及P/E比,原料甲醇转化率可高达100%,炼厂碳四烯烃转化率达85%以上,丙烯单程选择性最高可达50%。
Description
技术领域
本发明涉及一种丙烯的两段式制备工艺,具体涉及一种甲醇与炼厂碳四烯烃耦合制备丙烯的工艺。
背景技术
目前现有技术中,甲醇制备丙烯的工艺主要有两种:MTO技术和MTP技术。与MTO技术相比,MTP技术采用固定床反应器,易于放大、风险小,工业化的把握性很大,同时副产物市场是容量巨大的汽油、液化石油气及燃料气,具有较高的经济效益。但是甲醇制备低碳烯烃是强放热反应,生成低碳烯烃过程中产生大量的反应热,反应热难以移除,需用大量的水作为稀释剂,导致操作成本高;另外,大量反应热的存在将会导致催化剂积炭失活太快,不利于催化剂的稳定性能。
炼厂碳四烯烃通过催化裂解生产丙烯是近年来碳四烯烃综合利用的研究热点。碳四烯烃催化裂解是较强的吸热反应,为保持整个反应过程的平稳进行,在生产过程中常在原料中加入大量水蒸气作为稀释剂或热载体。
发明内容
本发明提供了一种丙烯的两段式制备工艺,将甲醇裂解的放热反应与炼厂碳四烯烃裂解的吸热反应在两段装有催化剂的固定床反应器中进行耦合,实现放热反应与吸热反应之间能量的互补,有效降低了第二段固定床反应器中裂解反应的反应温度,减少了稀释剂水的用量,从而降低了生产成本,是一种丙烯单程选择性及P/E比较高的工艺。
本发明一种丙烯的两段式制备工艺,是以甲醇和炼厂碳四烯烃为原料,水为稀释剂,采用两段固定床反应器,进行耦合制备丙烯。具体步骤包括:
(1)甲醇和水的混合液经过装有催化剂的第一段固定床反应器进行反应,得到二甲醚、甲醇和水的反应混合物流;
(2)将步骤(1)得到的反应混合物流与炼厂碳四烯烃混合,经过装有催化剂的第二段固定床反应器反应,精制分离出料。
其中,第一段固定床反应器中的催化剂为含有质量分数50%-85%的ZSM-5分子筛催化剂,第二段固定床反应器中的催化剂为镁元素改性的ZSM-5分子筛催化剂,含有质量分数为55%-80%的ZSM-5分子筛,镁元素在催化剂中的质量含量为0.1%-10%,优选为2%-5%,所述镁元素来源于氧化镁,镁元素与分子筛的结合方式一般以离子键和/或吸附方式结合。催化剂中分子筛的质量含量能够直接影响催化剂的强度和反应活性,若分子筛的含量过低,则作为催化剂反应中心的酸性位过少,使催化剂的活性显著降低;若分子筛的含量过高,则由于粘结剂的减少使催化剂的强度过低,在运输、填装和使用过程中容易造成催化剂的粉碎,影响使用。
所述的镁元素改性的ZSM-5分子筛催化剂,是指镁元素对ZSM-5分子筛进行修饰。镁元素是常用的酸性调变剂,使分子筛的B酸位向L酸位转化,作为活性中心,使得步骤(1)得到的反应混合物流与炼厂碳四烯烃反应制备丙烯。镁元素含量的高低能够影响其对酸性的调变效果,若镁元素含量低于0.1%,则对催化剂没有任何调变效果,而镁元素质量含量高于10%,则会大幅度破坏分子筛的结构,影响反应活性,所以在本发明中选用该含量搭配的催化剂具有较高的反应活性和选择性,同时在第二段固定床反应器中使用镁元素改性的ZSM-5分子筛催化剂,稳定性好,在此工艺中提高了丙烯的选择性和P/E比。
第一段固定床反应器和第二段固定床反应器中的催化剂除了含有上述成分外,余量为本领域技术人员公知的粘结剂,采用如铝溶胶或硅溶胶。
本发明中采用的催化剂均按现有技术制备得到,其中,ZSM-5分子筛的硅铝摩尔比均为10-600,优选为25-260。若硅铝比高于600,热稳定性和导热性好,但酸性弱,反应活性低;若硅铝比低于10,将导致催化剂的稳定性变差,所以该硅铝比的范围既可以保证催化剂有较高的稳定性又可以保证有较高的反应活性。ZSM-5分子筛的晶粒尺度均为0.05μm-10μm,优选为0.2μm-1.5μm,ZSM-5分子筛的晶粒尺度会影响其在反应中的反应活性和选择性,若晶粒尺度过大,催化剂的反应活性低,使得催化性能小;若晶粒尺度过小,催化剂选择性过低,使得丙烯选择性过低。
所述步骤(1)中甲醇和水的混合液进料的液时空速以甲醇计为0.5h-1-5h-1,更佳的为0.5h-1-2h-1,最佳的为1h-1-2h-1。若液时空速高于5h-1,虽然装置的处理量变大,但是会造成甲醇的转化率过低;若液时空速低于0.5h-1,会降低装置的处理量,减少经济效益,同时放出的热量过少,对于本发明来说,无法满足第二固定床反应器中炼厂碳四烯烃制备丙烯所需的热量,从而降低了炼厂碳四烯烃的转化率。
甲醇和水的混合液中甲醇占混合液的重量百分比为60%-100%,更佳的为60%-90%,最佳的为70%-80%,其中水作为稀释剂是为了减少第一段固定床反应器中甲醇裂解过程中产生的热量,若甲醇过少,则减少了装置的处理量,不经济;若甲醇过多,产生大量的反应热,大量反应热的存在将会导致催化剂积炭失活太快,不利于催化剂的稳定性能;通过控制步骤(1)中的工艺参数,使得甲醇、二甲醚和水混合反应物流中甲醇与二甲醚的重量比为0.5:1-6:1,优选为1:1-2:1,若甲醇与二甲醚的重量比过大,则会使第二段固定床反应器中反应放热过多,导致催化剂积炭失活太快,同时会降低甲醇的转化率;若甲醇与二甲醚的重量比过小,会降低装置的处理量,不经济。所述第一段固定床反应器中反应温度为150℃-350℃,更佳的为180℃-300℃,最佳的为200℃-240℃,温度高于350℃时,由于甲醇已经完全转化成二甲醚,升高温度会增加操作成本;温度低于150℃,会使催化剂反应活性低,导致甲醇转化率低,本发明选择该反应温度范围内可以保证催化剂具有适宜的活性和选择性;为了便于原料顺利通过催化剂床层,两段固定床反应器中的反应压力均为0.05MPa-0.5MPa,优选为0.05MPa-0.2MPa,若压力过高,则会对反应器设计压力有更高的要求,会增加设备的投资成本。
所述步骤(2)中炼厂碳四烯烃指含有C4组分的烯烃,主要成分有异丁烷、正丁烷、反-2-丁烯、1-丁烯、异丁烯、顺2-丁烯,进料时为加压制成的液体,其液时空速为0.5h-1-2h-1,更佳的为0.5h-1-1.5h-1,最佳的为1h-1-1.5h-1,若液时空速高于2h-1,虽然装置的实际处理量变大,但是会造成炼厂碳四烯烃的转化率降低;若液时空速低于0.5h-1,会降低装置的处理量,减少经济效益,同时会使反应吸收的热量过少,无法与甲醇和二甲醚制备丙烯放出的热量达到平衡,而使得装置出现飞温现象,不利于稳定操作,所以对于本发明来说,把炼厂碳四烯烃进料时的液时空速控制在0.5h-1-2h-1,既可以保证稳定操作又能保证经济效益。为了保证催化剂适宜的活性和丙烯的选择性,所述第二段固定床反应器中反应温度为280℃-500℃,更佳的为300℃-420℃,最佳的为340℃-400℃,温度高于500℃时,升高温度不仅会增加操作成本,还会降低丙烯选择性,温度低于280℃会使催化剂反应活性很低,导致甲醇和碳四烯烃转化率很低。
本发明以甲醇和炼厂碳四烯烃为原料,水为稀释剂,采用两段固定床反应器制备,第一段固定床反应器温度较低,主要将部分甲醇转化为二甲醚;第二段固定床反应器温度较高,以水作为稀释剂,将二甲醚、未转化的甲醇及炼厂的碳四烯烃反应生成甲烷、乙烷和丙烷等烷烃, 乙烯、丙烯、丁烯和碳五以上的烯烃以及甲苯、二甲苯和三甲苯等芳烃;最后混合产物通过气液分离器进行分离,分离出的液相主要包括未反应的甲醇、二甲醚和水,部分液化的C5及以上烯烃以及甲苯、二甲苯和三甲苯等芳烃,分离出的气相组分则进行进一步精制。
分离出的气相组分分离精制如下:气相组分首先通过脱丙烷塔进行分馏,小于等于C3组分从塔顶分离,大于C3的组分从塔底出料;脱丙烷塔塔顶馏出的小于等于C3组分进入脱乙烷塔进行分馏,塔顶出料为小于等于C2的组分,塔底出料为丙烯和丙烷;脱乙烷塔塔底出料再依次经过粗丙烯塔和精丙烯塔进行精馏,将丙烯和丙烷分离,得到纯度为99.5%以上的丙烯。众所周知,现有技术中甲醇制备丙烯的工艺中,反应温度高,反应热难以移除,需用大量的水作为稀释剂,是导致操作成本高的一个主要原因;碳四烯烃制备丙烯的工艺中,由于烯烃裂解为强吸热反应,所以需用大量水蒸汽作为热载体;而本发明恰恰是将这两种反应进行耦合,甲醇裂解的放出的热量代替水蒸汽作为碳四烯烃裂解的热源,碳四烯烃裂解有效吸收了甲醇裂解放出的热量,降低了反应温度;现有技术中,稀释剂水的用量为甲醇进料量的0.7~2.3倍,在本发明中,稀释剂水的用量为甲醇进料量的0~0.7倍,明显减少了稀释剂水的用量,降低了操作成本。同时,炼厂碳四烯烃与第二段固定床反应器中反应生成的乙烯反应生成丙烯,从而提高了丙烯选择性和P/E比。
本发明相对于现有丙烯制备工艺具有以下优点:
(1)实现炼厂资源的综合利用。现已公开的技术中,甲醇与碳四烯烃耦合制备丙烯的碳四烯烃为1-丁烯,原料单一,具有一定的局限性;本发明可采用炼厂副产的碳四烯烃作为原料,减少了碳四烯烃分离的工艺,使流程更为简单,从而减少了设备投资和操作费用,更具有经济性,同时可以实现炼厂资源的综合利用,使得成本降低。
(2)操作更为简单、灵活。相对于丙烯的一段式制备工艺,本发明采用两段式固定床制备工艺,第一段反应器将甲醇部分反应为二甲醚,第二段反应器将第一段的产物与炼厂碳四烯烃作为原料生产丙烯,可根据第一段反应器中炼厂碳四烯烃的来源灵活调整第二段反应器进料中甲醇与二甲醚的比例,两个反应器的工艺条件可以单独调节,互不干扰,使操作更为灵活,同时两个反应器可采用不同的催化剂,使反应的活性及选择性更高。
(3)操作条件更加缓和。本发明中第一段反应器中大部分甲醇转化为二甲醚,降低了第二段反应器的操作温度,减少了反应放热,从而减少了催化剂积碳,延长了催化剂的使用寿命。
(4)使用水作为稀释剂,相对于氮气作为稀释剂,成本更低,更易于回收利用。
本发明提供的一种丙烯的两段式制备工艺,原料甲醇转化率高达100%,炼厂碳四烯烃转化率高达85%以上,丙烯单程选择性大于50%。该甲醇与炼厂碳四烯烃耦合制备丙烯的工艺有效降低了第二段固定床反应器的反应温度,减少了稀释剂水的用量,提高了丙烯选择性及P/E比。
具体实施方式
本发明所用原料均为市售产品,采用的催化剂均按现有技术制备得到。下面通过实施例的方式进一步说明本发明,但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
一种丙烯的两段式制备工艺,以甲醇和炼厂碳四烯烃为原料,水为稀释剂,采用两段式固定床反应器制备;第一段固定床反应器中的催化剂为含有质量分数为70% ZSM-5分子筛的催化剂,第二段固定床反应器中的催化剂为镁元素改性的ZSM-5分子筛催化剂,含有质量分数为70% ZSM-5分子筛,质量分数为0.1% 的镁元素,所述镁元素来源于氧化镁。其中ZSM-5分子筛的硅铝摩尔比为260,晶粒尺度1.5μm。
具体步骤包括:
(1)甲醇和水的混合液经过装有催化剂的第一段固定床反应器进行反应,得到二甲醚、甲醇和水的反应混合物流;
(2)将步骤(1)得到的反应混合物流与炼厂碳四烯烃混合,经过装有催化剂的第二段固定床反应器反应,精制分离出料。
其中,第一段反应温度选择220℃,第二段反应温度为370℃;甲醇和水的混合液进料的液时空速以甲醇计较佳的为1h-1,原料中甲醇的重量百分比为80%;对于第二段固定床反应器二甲醚、甲醇和水混合反应物流中甲醇与二甲醚的重量比为1:1,炼厂碳四烯烃的体积空速为1h-1,两段反应器压力均为0.2 MPa。
实施例2
一种丙烯的两段式制备工艺,第二段固定床反应器中的催化剂为镁元素改性的ZSM-5分子筛催化剂,含有质量分数为2% 的镁元素,其他工艺参数和步骤按实施例1所述。
实施例3
一种丙烯的两段式制备工艺,第二段固定床反应器中的催化剂为镁元素改性的ZSM-5分子筛催化剂,含有质量分数为4% 的镁元素,其他工艺参数和步骤按实施例1所述。
实施例4
一种丙烯的两段式制备工艺,第二段固定床反应器中的催化剂为镁元素改性的ZSM-5分子筛催化剂,含有质量分数为5% 的镁元素,其他工艺参数和步骤按实施例1所述。
实施例5
一种丙烯的两段式制备工艺,第二段固定床反应器中的催化剂为镁元素改性的ZSM-5分子筛催化剂,含有质量分数为10% 的镁元素,其他工艺参数和步骤按实施例1所述。
按实施例1-5所述条件下,丙烯的两段式制备工艺结果如下表1所示。
表1 丙烯的两段式制备工艺产品选择性及P/E比值
实施例 | 催化剂中镁元素含量/% | 甲醇转化率/% | 碳四烯烃转化率/% | 乙烯选择性/% | 丙烯选择性/% | P/E比 |
1 | 0.1 | 97.94 | 86.69 | 10.36 | 37.40 | 3.61 |
2 | 2.0 | 100.00 | 88.56 | 11.79 | 49.01 | 4.16 |
3 | 4.0 | 100.00 | 90.45 | 11.53 | 50.92 | 4.42 |
4 | 5.0 | 100.00 | 89.30 | 11.52 | 49.07 | 4.26 |
5 | 10.0 | 98.23 | 87.14 | 12.09 | 40.86 | 3.38 |
实施例6
一种丙烯的两段式制备工艺,以甲醇和炼厂碳四烯烃为原料,水为稀释剂,采用两段式固定床反应器制备;第一段固定床反应器中的催化剂为含有质量分数为85% ZSM-5分子筛的催化剂,第二段固定床反应器中的催化剂为镁元素改性的ZSM-5分子筛催化剂,含有质量分数为80% ZSM-5分子筛,质量分数为4.0% 的镁元素,所述镁元素来源于氧化镁。其中ZSM-5分子筛的硅铝摩尔比为25,晶粒尺度0.2μm。
一种丙烯的两段式制备工艺,具体步骤包括:
(1)甲醇和水的混合液经过装有催化剂的第一段固定床反应器进行反应,得到二甲醚、甲醇和水的反应混合物流;
(2)将步骤(1)得到的反应混合物流与炼厂碳四烯烃混合,经过装有催化剂的第二段固定床反应器反应,精制分离出料。
其中,第一段反应温度选择150℃,第二段反应温度为280℃;甲醇和水的混合液进料的液时空速以甲醇计较佳的为2h-1,原料中甲醇的重量百分比为60%;对于第二段固定床反应器二甲醚、甲醇和水混合反应物流中甲醇与二甲醚的重量比为2:1,炼厂碳四烯烃的体积空速为1.5h-1,两段反应器压力均为0.2 MPa。
实施例7
一种丙烯的两段式制备工艺,第一段反应温度选择180℃,第二段反应温度为300℃,其他工艺参数和步骤按实施例6所述。
实施例8
一种丙烯的两段式制备工艺,第一段反应温度选择200℃,第二段反应温度为340℃,其他工艺参数和步骤按实施例6所述。
实施例9
一种丙烯的两段式制备工艺,第一段反应温度选择220℃,第二段反应温度为400℃,其他工艺参数和步骤按实施例6所述。
在实施例6-9所述条件下,丙烯的两段式制备工艺结果如下表2所示。
表2 丙烯的两段式制备工艺产品选择性及P/E比值
实施例 | 第一段反应器温度/℃ | 第二段反应器温度/℃ | 甲醇转化率/% | 碳四烯烃转化率/% | 乙烯选择性/% | 丙烯选择性/% | P/E比 |
6 | 150 | 280 | 90.67 | 85.23 | 13.85 | 40.30 | 2.91 |
7 | 180 | 300 | 95.21 | 86.31 | 13.76 | 45.72 | 3.32 |
8 | 200 | 340 | 98.64 | 89.37 | 12.34 | 48.99 | 3.97 |
9 | 220 | 400 | 100.00 | 90.45 | 11.53 | 50.92 | 4.42 |
实施例10
一种丙烯的两段式制备工艺,以甲醇和炼厂碳四烯烃为原料,水为稀释剂,采用两段式固定床反应器制备;第一段固定床反应器中的催化剂为含有质量分数为75% ZSM-5分子筛的催化剂,第二段固定床反应器中的催化剂为镁元素改性的ZSM-5分子筛催化剂,含有质量分数为75% ZSM-5分子筛,质量分数为3.0% 的镁元素,所述镁元素来源于氧化镁。其中ZSM-5分子筛的硅铝摩尔比为10,晶粒尺度0.05μm。
一种丙烯的两段式制备工艺,具体步骤包括:
(1)甲醇和水的混合液经过装有催化剂的第一段固定床反应器进行反应,得到二甲醚、甲醇和水的反应混合物流;
(2)将步骤(1)得到的反应混合物流与炼厂碳四烯烃混合,经过装有催化剂的第二段固定床反应器反应,精制分离出料。
其中,第一段反应温度选择240℃,第二段反应温度为420℃;甲醇和水的混合液进料的液时空速以甲醇计较佳的为2h-1,原料中甲醇的重量百分比为60%;对于第二段固定床反应器二甲醚、甲醇和水混合反应物流中甲醇与二甲醚的重量比为2:1,炼厂碳四烯烃的体积空速为1.5h-1,两段反应器压力均为0.2 MPa。
实施例11
一种丙烯的两段式制备工艺,第一段反应温度选择300℃,第二段反应温度为480℃,其他工艺参数和步骤按实施例10所述。
实施例12
一种丙烯的两段式制备工艺,第一段反应温度选择350℃,第二段反应温度为500℃,其他工艺参数和步骤按实施例10所述。
在实施例10-12所述条件下,丙烯的两段式制备工艺结果如下表3所示。
表3 丙烯的两段式制备工艺产品选择性及P/E比值
实施例 | 第一段反应器温度/℃ | 第二段反应器温度/℃ | 甲醇转化率/% | 碳四烯烃转化率/% | 乙烯选择性/% | 丙烯选择性/% | P/E比 |
10 | 240 | 420 | 100.00 | 90.67 | 12.03 | 48.94 | 4.07 |
11 | 300 | 480 | 100.00 | 90.86 | 13.74 | 48.23 | 3.51 |
12 | 350 | 500 | 100.00 | 91.32 | 14.63 | 48.54 | 3.32 |
实施例13
一种丙烯的两段式制备工艺,以甲醇和炼厂碳四烯烃为原料,水为稀释剂,采用两段式固定床反应器制备;第一段固定床反应器中的催化剂为含有质量分数为50% ZSM-5分子筛的催化剂,第二段固定床反应器中的催化剂为镁元素改性的ZSM-5分子筛催化剂,含有质量分数为55% ZSM-5分子筛,质量分数为8.0% 的镁元素,所述镁元素来源于氧化镁。其中ZSM-5分子筛的硅铝摩尔比为600,晶粒尺度10μm。
一种丙烯的两段式制备工艺,具体步骤包括:
(1)甲醇和水的混合液经过装有催化剂的第一段固定床反应器进行反应,得到二甲醚、甲醇和水的反应混合物流;
(2)将步骤(1)得到的反应混合物流与炼厂碳四烯烃混合,经过装有催化剂的第二段固定床反应器反应,精制分离出料。
其中,第一段反应温度选择240℃,第二段反应温度为420℃;甲醇和水的混合液进料的液时空速以甲醇计较佳的为0.5h-1,原料中甲醇的重量百分比为70%;对于第二段固定床反应器二甲醚、甲醇和水混合反应物流中甲醇与二甲醚的重量比为0.5:1,炼厂碳四烯烃的体积空速为0.5h-1,两段反应器压力均为0.05MPa。
实施例14
一种丙烯的两段式制备工艺,其中,甲醇和水的混合液进料的液时空速以甲醇计较佳的为1h-1,原料中甲醇的重量百分比为80%;对于第二段固定床反应器二甲醚、甲醇和水混合反应物流中甲醇与二甲醚的重量比为1:1,炼厂碳四烯烃的体积空速为1h-1,两段反应器压力均为0.1MPa。其他工艺参数和步骤按实施例13所述。
实施例15
一种丙烯的两段式制备工艺,其中,甲醇和水的混合液进料的液时空速以甲醇计较佳的为2h-1,原料中甲醇的重量百分比为90%;对于第二段固定床反应器二甲醚、甲醇和水混合反应物流中甲醇与二甲醚的重量比为2:1,炼厂碳四烯烃的体积空速为1.5h-1,两段反应器压力均为0.2MPa。其他工艺参数和步骤按实施例13所述。
实施例16
一种丙烯的两段式制备工艺,其中,甲醇和水的混合液进料的液时空速以甲醇计较佳的为5h-1,原料中甲醇的重量百分比为100%;对于第二段固定床反应器二甲醚、甲醇和水混合反应物流中甲醇与二甲醚的重量比为6:1,炼厂碳四烯烃的体积空速为2h-1,两段反应器压力均为0.5MPa。其他工艺参数和步骤按实施例13所述。
在实施例13-16所述条件下,丙烯的两段式制备工艺结果如下表4所示。
表4 丙烯的两段式制备工艺产品选择性及P/E比值
实施例 | 甲醇转化率/% | 碳四烯烃转化率/% | 乙烯选择性/% | 丙烯选择性/% | P/E比 |
13 | 98.86 | 90.36 | 10.85 | 42.74 | 3.94 |
14 | 97.05 | 88.45 | 11.73 | 42.92 | 3.66 |
15 | 95.42 | 87.37 | 10.61 | 40.94 | 3.86 |
16 | 93.53 | 85.11 | 11.23 | 41.76 | 3.72 |
从实施例中所示表1-4中可以看出,利用本发明制备丙烯,原料甲醇转化率高达100%,炼厂碳四烯烃转化率高达85%以上,丙烯单程选择性最高可达50%,有效降低了第二段固定床反应器的反应温度,稀释剂水的用量由现有技术中甲醇进料量的0.7~2.3倍减少为甲醇进料量的0~0.7倍,提高了丙烯选择性及P/E比。
Claims (10)
1.一种丙烯的两段式制备工艺,其特征在于:以甲醇和炼厂碳四烯烃为原料,水为稀释剂,采用两段式固定床反应器制备;第一段固定床反应器中的催化剂为含有质量分数50%-85%ZSM-5分子筛的催化剂,第二段固定床反应器中的催化剂为镁元素改性的ZSM-5分子筛催化剂。
2.根据权利要求1所述的丙烯的两段式制备工艺,其特征在于:所述镁元素改性的ZSM-5分子筛催化剂含有质量分数为55%-80%的ZSM-5分子筛,质量分数为0.1%-10%的镁元素。
3. 根据权利要求2所述的丙烯的两段式制备工艺,其特征在于:所述镁元素改性的ZSM-5分子筛催化剂中镁元素的质量含量优选为2%-5%,所述镁元素来源于氧化镁。
4.根据权利要求1或2所述的丙烯的两段式制备工艺,其特征在于:所述两种催化剂中ZSM-5分子筛的硅铝摩尔比均为10-600,晶粒尺度均为0.05μm-10μm。
5.根据权利要求4所述的丙烯的两段式制备工艺,其特征在于:所述两种催化剂中ZSM-5分子筛的硅铝摩尔比优选为25-260,晶粒尺度优选为0.2μm-1.5μm。
6.根据权利要求1所述的丙烯的两段式制备工艺,其特征在于:具体步骤包括:
(1)甲醇和水的混合液经过装有催化剂的第一段固定床反应器进行反应,得到二甲醚、甲醇和水的反应混合物流;
(2)将步骤(1)得到的反应混合物流与炼厂碳四烯烃混合,经过装有催化剂的第二段固定床反应器反应,精制分离出料。
7.根据权利要求6所述的丙烯的两段式制备工艺,其特征在于:所述步骤(1)中甲醇和水的混合液进料的液时空速以甲醇计为0.5h-1-5h-1,所述步骤(2)中炼厂碳四烯烃进料的液时空速为0.5h-1-2h-1。
8.根据权利要求6所述的丙烯的两段式制备工艺,其特征在于:所述步骤(1)中甲醇和水的混合液中甲醇占混合液的重量百分比为60%-100%,甲醇、二甲醚和水混合反应物流中甲醇与二甲醚的重量比为0.5:1-6:1。
9.根据权利要求6所述的丙烯的两段式制备工艺,其特征在于:所述第一段固定床反应器中反应温度为150℃-350℃,所述第二段固定床反应器中反应温度为280℃-500℃。
10.根据权利要求6所述的丙烯的两段式制备工艺,其特征在于:步骤(1)和步骤(2)所述的固定床反应器中反应压力均为0.05MPa-0.5MPa。
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