[发明专利]甲醇制低碳烯烃过程流化床催化剂的反应性能评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种甲醇制低碳烯烃过程流化床催化剂的反应性能评价方法。

背景技术

甲醇制低碳烯烃是替代石油裂解进行烯烃生产的重要途径。由于甲醇原料可以从天然气或煤出发通过合成气的路线生产，因此甲醇制低碳烯烃也是利用天然气和煤生产高附加值化工产品的重要过程。1984年Mobil公司的专利USP 4,440,871中小孔SAPO-34分子筛的发明使得从甲醇出发高选择性生产低碳烯烃成为可能。中科院大连化物所的专利ZL921122306、931120152、941100596公开了使用不同模板剂合成SAPO-34的方法。大规模甲醇生产低碳烯烃过程采取流化床的反应工艺，专利ZL961153334采用密相流化床实现了甲醇制低碳烯烃催化过程的连续循环反应和再生。流化床催化剂的生产是整套流化床甲醇制低碳烯烃技术的关键。为满足流化床反应工艺要求，催化剂一般需要在保持较高催化性能的前提下，具有一定的强度、适宜的形貌及合适的粒度，因此流化床催化剂结合了具有反应活性的分子筛组分和保证催化剂强度的粘结剂成分，采用将原料混合成浆料通过喷雾成型方式制备具有适宜粒度分布的微球状催化剂。USP5248647报道了将SAPO-34分子筛、高岭土和硅溶胶制成的浆料喷雾干燥的方法；USP6153552报道了一种含SAPO分子筛的微球催化剂制备方法，将SAPO分子筛、无机氧化物溶胶及含磷化合物混合喷雾干燥制得；USP6787501报道了将SAPO-34分子筛、粘结剂和基质材料经喷雾干燥制成甲醇转化用催化剂。微球催化剂是针对甲醇制低碳烯烃的流化床反应工艺而研制的，因此使用常规的固定床方法评价微球催化剂不能够反映在真实的流化床条件下的催化反应性能。在流化状态进行微球催化剂的甲醇制低碳烯烃反应评价是验证流化床微球催化剂性能的重要方法，也是保证工业催化剂符合反应性能指标的必要步骤。

发明内容

本发明的目的在于提供一种甲醇制低碳烯烃过程流化床催化剂的反应性能评价方法。

为实现上述目的，本发明提供的甲醇制低碳烯烃过程流化床催化剂的反应性能评价方法，其步骤如下：

A)将微球催化剂装入固定流化床反应器，反应器的反应温度为300-650℃，优选的反应温度为400-550℃；调整催化剂膨胀比为1.0-2.0；

B)反应物料在预热器中汽化后通过催化剂床层；

C)分析未反应的甲醇和生成产物组成：采用两根色谱柱联合分析，一根分析甲醇、二甲醚及产生的碳氢化合物；另一根分析氢气和含氧化合物，使用甲烷作为内标进行色谱数据归一化，得到评价结果。

所述的评价方法，其中色谱柱分别为CP-Pora-Q-HT柱和QS柱。

所述的评价方法，其中微球催化剂为采用喷雾成型方法制备。

所述的评价方法，其中反应物料为纯甲醇或甲醇水溶液。

所述的评价方法，其中色谱数据归一化中，采用公式(1)计算甲醇的转化率C：

C＝((100-NOR_CH3OH-NOR_(CH3OCH3))/14)/((100-NOR_CH3OH-NOR_CH3OCH3)/14+NOR_CH3OH/32+NOR_CH3OCH3/23)    (1)；

采用公式(2)计算产物选择性S_xi：

S_xi＝NOR_xi/(100-NOR_CH3OH-NOR_CH3OCH3)    (2)；

式中NOR_xi为色谱数据归一化后产物的质量含量。

附图说明

图1为本发明采用的装置示意图。

具体实施方式

本发明建立的评价方法将采用固定流化床在微球催化剂的流化状态下实现对甲醇制低碳烯烃反应性能评价。评价方法具体如下：

1、建立如图1的反应性能评价装置，在固定流化床中放置分布板。

2、将微球催化剂样品装入固定流化床反应器，升温反应器到反应性能评价温度，调整催化剂膨胀比。

3、经准确计量的甲醇或甲醇和水的混合溶液在预热器中汽化后通过催化剂床层。