專利名稱：甲醇制烯烴的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種化工生產(chǎn)模擬裝置，尤其涉及一種甲醇制烯烴的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)裝置。
背景技術(shù)：
甲醇催化制烯烴的關(guān)鍵步驟是轉(zhuǎn)化反應(yīng)，以甲醇為原料，采用ZSM-5或SAPO-34 型催化劑，在0.1-0.2MPa， 300-45(TC條件下進(jìn)行反應(yīng)，主要生成乙烯、丙烯、丁烯和少 量的烷烴?，F(xiàn)有的甲醇制烯烴的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)裝置采用單一的固定床反應(yīng)器進(jìn)行操作，當(dāng) 催化劑被副反應(yīng)生成的碳覆蓋表面后，就會(huì)喪失活性，必須停止原料的供給，需要向單 一的固定床反應(yīng)器內(nèi)通惰性氣體將其內(nèi)的烯烴排出后，通空氣燒碳，催化劑才能再生恢 復(fù)活性。采用此裝置進(jìn)行甲醇制烯烴的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)，不能連續(xù)地得到生成產(chǎn)物，它與實(shí) 際工業(yè)生產(chǎn)的差距太大，無法使操作者模擬實(shí)際的工業(yè)狀態(tài)。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的正是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種能夠連續(xù)地得到 生成產(chǎn)物的甲醇制烯烴的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)裝置。
本實(shí)用新型是通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的 一種甲醇制烯烴的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)裝置，
包括一個(gè)固定床反應(yīng)器i，所述固定床反應(yīng)器i的一端通過并聯(lián)的截止閥i、 n分別與 相互并聯(lián)后的空氣供給裝置和氮?dú)夤┙o裝置及甲醇供給裝置相連通，所述固定床反應(yīng)器 I的另一端依次串接冷凝器I、汽液分離器I、在線取樣器I、尾氣計(jì)量器I，該實(shí)驗(yàn)、 實(shí)訓(xùn)裝置還包括一個(gè)與固定床反應(yīng)器i并聯(lián)的固定床反應(yīng)器n，所述固定床反應(yīng)器n的 一端通過并聯(lián)的截止閥ni、 iv與所述相互并聯(lián)后的空氣供給裝置和氮?dú)夤┙o裝置及甲醇 供給裝置相連通，另一端依次串接冷凝器n、汽液分離器n、在線取樣器n、尾氣計(jì)量 器n;所述冷凝器i的輸出端通過并聯(lián)的截止閥v、 vn分別連接汽液分離器i和汽液分 離器n;所述冷凝器ii的輸出端通過并聯(lián)的截止閥vi、 vi同時(shí)分別連接汽液分離器i和 汽液分離器n。
所述在線取樣器i和在線取樣器n與色譜分析儀分別通過管路連通。 所述固定床反應(yīng)器i與并聯(lián)的截止閥i、 n之間設(shè)置有預(yù)熱器i;所述固定床反應(yīng) 器n與并聯(lián)的截止閥in、 iv之間設(shè)置有預(yù)熱器n。 所述截止閥是手動(dòng)閥門或電動(dòng)閥門或電磁閥門。
本實(shí)用新型的有益效果是采用雙反應(yīng)器并聯(lián)形式，依靠進(jìn)出反應(yīng)器的閥門開啟與 關(guān)閉，改變氣、液在兩個(gè)反應(yīng)器進(jìn)出口的流向，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)和再生連續(xù)進(jìn)行，反應(yīng)產(chǎn)物用 在線取樣方法進(jìn)行色譜分析，由色譜工作站處理分析結(jié)果。本實(shí)用新型完全適應(yīng)乙醇、 丙醇、丁醇等脫水制烯烴的實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)，可用本裝置開設(shè)不同工藝的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。
圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)記1、空氣壓縮機(jī)，2、 3、緩沖器，4、甲醇罐，5、電子秤，6、液體泵， 7、調(diào)節(jié)閥，8、調(diào)節(jié)計(jì)量器，9、截止閥I， 10、截止閥II， 11、截止閥m， 12、截止閥 IV， 13-1、預(yù)熱器I， 13-2、預(yù)熱器II， 14-1、固定床反應(yīng)I， 14-2、固定床反應(yīng)器II， 15-1、冷凝器I， 15-2、冷凝器n， 16、截止閥V， 17、截止閥VI， 18、截止闊VE， 19、 截止閥VI， 20-1、汽液分離器I， 20-2、汽液分離器I， 21-1、在線取樣器I， 21-2、 在線取樣器II， 22-1、尾氣計(jì)量器I， 22-2、尾氣計(jì)量器II， 23、色譜儀。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型和實(shí)施例作進(jìn)一步描述
如圖1所示，本實(shí)用新型一種甲醇制烯烴的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)裝置，包括相互并聯(lián)的空氣 供給裝置、氮?dú)夤┙o裝置、甲醇供給裝置，并聯(lián)的兩個(gè)固定床反應(yīng)器I 14-1和固定床反
應(yīng)器II14-2，固定床反應(yīng)器114-1串接一套依次相連通的冷凝器I 15-1、汽液分離器I 20-1、在線取樣器121-1、尾氣計(jì)量器122-1;固定床反應(yīng)器II14-2串接一套依次相連通 的冷凝器II15-2、汽液分離器1120-2、在線取樣器1121-2、尾氣計(jì)量器1122-2，為了實(shí)現(xiàn) 連續(xù)地得到生成產(chǎn)物——烯烴，兩個(gè)固定床反應(yīng)器，其中一個(gè)反應(yīng)器在進(jìn)行制烯烴反應(yīng) 的同時(shí)另一個(gè)反應(yīng)器在進(jìn)行催化劑的再生反應(yīng)，故該裝置中專門設(shè)置了氣路與液路定時(shí) 改變流動(dòng)方向的機(jī)構(gòu)，使反應(yīng)能連續(xù)穩(wěn)定地進(jìn)行。具體方案是固定床反應(yīng)器114-1與 相互并聯(lián)后的空氣供給裝置、氮?dú)夤┙o裝置通過截止閥niO連通，固定床反應(yīng)I14-1與 甲醇供給裝置通過截止閥I 9連通，為了使本實(shí)用新型的工作狀態(tài)更加穩(wěn)定可以在截止閥 I 、 II與固定床反應(yīng)器I 14-1之間設(shè)置預(yù)熱器I 13-1;同理，固定床反應(yīng)器II14-2也與 并聯(lián)后的空氣供給裝置和氮?dú)夤┙o裝置通過截止閥IIIll連通，固定床反應(yīng)器II14-2與甲 醇供給裝置通過截止閥IV12連通，為了使本實(shí)用新型的工作狀態(tài)更加穩(wěn)定可以在截止閥 III、 IV與固定床反應(yīng)器ni4-2之間設(shè)置預(yù)熱器ni3-2;固定床反應(yīng)I 14-1經(jīng)冷凝器I 15-1 后通過截止閥V16和依次串接的汽液分離器1120-2、在線取樣器II21-2、尾氣計(jì)量器II 22-2連通，固定床反應(yīng)I 14-1經(jīng)冷凝器I后同時(shí)通過截止閥VH18和依次串接的汽液分離 器120-1、在線取樣器121-1、尾氣計(jì)量器122-1連通；同理，固定床反應(yīng)器II14-2串 接冷凝器II15-2通過截止閥VI和依次串接的汽液分離器1120-2、在線取樣器1121-2、尾氣
計(jì)量器II22-2連通，固定床反應(yīng)器II14-2串接冷凝器ni5-2后同時(shí)通過截止閥VIII19和依 次串接的汽液分離器I 20-1、在線取樣器I 21-1、尾氣計(jì)量器I 22-1連通。為了將反應(yīng)產(chǎn) 物用在線取樣方法進(jìn)行色譜分析，由色譜工作站處理分析結(jié)果，可將色譜分析儀的兩端 分別通過管線與在線取樣器I 21-1和在線取樣器1121-2相連通。
截止閥可選擇手動(dòng)閥門、電動(dòng)閥門、電磁闊門。相應(yīng)地控制可選用人工手動(dòng)、儀表 自控、計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制等。本裝置選用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制的方法，進(jìn)料和尾氣計(jì)量采用自 動(dòng)數(shù)據(jù)顯示。
空氣供給裝置包括空氣壓縮機(jī)1和緩沖器2以及與氮?dú)夤┙o裝置共用的調(diào)節(jié)閥7和 調(diào)節(jié)計(jì)量器8;氮?dú)夤┙o裝置包括與氮?dú)夤捱B通的緩沖器3及調(diào)節(jié)閥7和調(diào)節(jié)計(jì)量器8， 調(diào)節(jié)計(jì)量器8的輸出端與反應(yīng)器連通；甲醇供給裝置包括甲醇罐4和安裝在甲醇罐4下 面的電子秤5，甲醇罐4與液體泵6連通，液體泵6的輸出端與反應(yīng)器連通。
本實(shí)用新型的工作原理為
兩個(gè)固定床反應(yīng)器內(nèi)均填裝ZSM-5或SAPO-34型催化劑， 一個(gè)反應(yīng)器以甲醇為原料 在0.1-0.2MPa， 300-45(TC條件下進(jìn)行反應(yīng)，主要生成乙烯、丙烯、丁烯和少量的烷烴。 在另一反應(yīng)器內(nèi)通入空氣和氮?dú)獾幕旌蜌?，并?00—60(TC下燒碳反應(yīng)使催化劑再生。 本用新型采用了雙反應(yīng)器并聯(lián)形式，依靠進(jìn)出反應(yīng)器的閥門開啟與關(guān)閉，改變氣、液在 兩個(gè)反應(yīng)器進(jìn)出口的流向，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)和再生連續(xù)進(jìn)行。該裝置由甲醇電子秤計(jì)量、液體 泵加料、預(yù)熱氣化、雙固定床切換反應(yīng)、尾氣冷凝分離、尾氣自動(dòng)計(jì)量、計(jì)算機(jī)自動(dòng)控 制等部分組成、構(gòu)成全流程在計(jì)算機(jī)控制下操作的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)、教學(xué)、科研裝置?？梢?完全滿足實(shí)訓(xùn)要求。通過該工藝試驗(yàn)操作可使學(xué)生全面掌握固定床催化反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)， 并在試訓(xùn)中獲得最佳轉(zhuǎn)化率、收率和選擇性指標(biāo)。同時(shí)還能讓學(xué)生掌握氣相色譜的在線 分析技術(shù)能。
本實(shí)用新型的應(yīng)用運(yùn)行條件(一)反應(yīng)進(jìn)氣系統(tǒng)為氮?dú)饬髁? 10L/min做稀釋用， 無油空氣壓縮機(jī)0 3M3/hr，做催化劑再生氣使用。(二)甲醇進(jìn)液系統(tǒng)，電磁計(jì)量泵 (0~2L/hr)。(三)反應(yīng)系統(tǒng)氣液經(jīng)預(yù)熱器后進(jìn)入反應(yīng)器。固定床反應(yīng)器直徑d) 20~50mm，長(zhǎng)800~1.5m。雙反應(yīng)器并聯(lián)，切換使用。反應(yīng)器I在進(jìn)行制烯烴反應(yīng)，反應(yīng) 器II進(jìn)行燒碳再生反應(yīng)，各管路切換由電磁閥聯(lián)動(dòng)，計(jì)算機(jī)控制。(四)冷卻分離，冷 凝器與氣液分離器，分離氣體和液體。(四計(jì)量與分析系統(tǒng)，經(jīng)分離后的烯烴，進(jìn)入氣 體計(jì)量表進(jìn)行計(jì)量與通過在線取樣器進(jìn)入色譜分析儀，在色譜工作站上顯示氣體的組成， 全流程控制采用計(jì)算機(jī)控制。 本實(shí)用新型的工作過程
當(dāng)開啟空氣壓縮機(jī)1和液體加料泵6的同時(shí)開啟截止閥I 9、截止陶IIIll、截止閥VI 17、截止閥VD18，關(guān)閉截止閥IIIO、截止閥IV12、截止閥V16、截止VI19?？諝庾钥諝?壓縮機(jī)1進(jìn)入緩沖器2，再經(jīng)調(diào)解閥7和調(diào)解計(jì)量器8通過截止閥ni11進(jìn)入預(yù)熱器II13-2、
反應(yīng)器II14-2、冷凝器II15-2后燒碳，尾氣經(jīng)截止閥VI17進(jìn)入汽液分離器1120-2，后經(jīng) 在線取樣器1121-2，進(jìn)入尾氣計(jì)量器Il22-2放空；而另一路甲醇自甲醇罐4、經(jīng)電子秤5 計(jì)量，由液體泵6進(jìn)液通過截止閥I9至預(yù)熱器113-1、反應(yīng)器114-1、反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)冷凝 器I 15-1通過截止闊VJU8進(jìn)入汽液分離器I 20-1、在線取樣器I 21-1后一部分反應(yīng)產(chǎn)物 通過管路進(jìn)入色譜分析儀23，另一部分通過尾氣計(jì)量器I22-1后放空。經(jīng)過一定時(shí)間， 催化劑活性會(huì)下降，再將閥門向相反順序啟動(dòng)和關(guān)閉。反應(yīng)進(jìn)料改變后，但出料方向未 改變，產(chǎn)物不斷流出。
在截止閥每次切換前都要開啟氮?dú)夤┙o裝置經(jīng)計(jì)量器使反應(yīng)器中沖入惰性氣體以保 證安全操作。
盡管上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本實(shí)用新型并不局 限于上述的具體實(shí)施方式
，上述的具體實(shí)施方式
僅僅是示意性的，并不是限制性的，本 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的啟示下，在不脫離本實(shí)用新型宗旨和權(quán)利要求所保 護(hù)的范圍情況下，還可以作出很多形式，這些均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1. 一種甲醇制烯烴的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)裝置，包括一個(gè)固定床反應(yīng)器I，所述固定床反應(yīng)器I的一端通過并聯(lián)的截止閥I、II分別與相互并聯(lián)后的空氣供給裝置和氮?dú)夤┙o裝置及甲醇供給裝置相連通，所述固定床反應(yīng)器I的另一端依次串接冷凝器I、汽液分離器I、在線取樣器I、尾氣計(jì)量器I，其特征在于，該實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)裝置還包括一個(gè)與固定床反應(yīng)器I并聯(lián)的固定床反應(yīng)器II，所述固定床反應(yīng)器II的一端通過并聯(lián)的截止閥III、IV與所述相互并聯(lián)后的空氣供給裝置和氮?dú)夤┙o裝置及甲醇供給裝置相連通，另一端依次串接冷凝器II、汽液分離器II、在線取樣器II、尾氣計(jì)量器II；所述冷凝器I的輸出端通過并聯(lián)的截止閥V、VII分別連接汽液分離器I和汽液分離器II；所述冷凝器II的輸出端通過并聯(lián)的截止閥VI、VIII分別連接汽液分離器I和汽液分離器II。
2. 根據(jù)權(quán)利要求i所述的甲醇制烯烴的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)裝置，其特征是，所述在線取樣器I和在線取樣器n與色譜分析儀分別通過管路連通。
3. 根據(jù)權(quán)利要求i所述的甲醇制烯烴的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)裝置，其特征是，所述固定床反應(yīng)器I與并聯(lián)的截止閥I、 n之間設(shè)置有預(yù)熱器I;所述固定床反應(yīng)器n與并聯(lián)的截止 閥m、 iv之間設(shè)置有預(yù)熱器n。
4. 根據(jù)權(quán)利要求i所述的甲醇制烯烴的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)裝置，其特征是，所述截止閥是手動(dòng)閥門或電動(dòng)閥門或電磁閥門。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種甲醇制烯烴的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)裝置，包括一個(gè)固定床反應(yīng)器I，還包括一個(gè)與固定床反應(yīng)器I并聯(lián)的固定床反應(yīng)器II，所述固定床反應(yīng)器II的一端通過并聯(lián)的截止閥III、IV與所述相互并聯(lián)后的空氣供給裝置和氮?dú)夤┙o裝置及甲醇供給裝置相連通，另一端依次串接冷凝器II、汽液分離器II、在線取樣器II、尾氣計(jì)量器II；所述冷凝器I的輸出端通過并聯(lián)的截止閥V、VII分別連接汽液分離器I和汽液分離器II；所述冷凝器II的輸出端通過并聯(lián)的截止閥VI、VIII同時(shí)分別連接汽液分離器I和汽液分離器II。本實(shí)用新型采用雙反應(yīng)器并聯(lián)形式，依靠進(jìn)出反應(yīng)器的閥門開啟與關(guān)閉，改變氣、液在兩個(gè)反應(yīng)器進(jìn)出口的流向，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)和再生連續(xù)進(jìn)行。
文檔編號(hào)G09B25/00GK201210368SQ20082007500
公開日2009年3月18日 申請(qǐng)日期2008年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月12日
發(fā)明者劉光永 申請(qǐng)人:天津市天大北洋化工實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司