朱博奇 刘雪刚 余朝阳 雷 杨

(1.武汉科技大学化学与化工学院，煤转化与新型炭材料湖北省重点实验室，430081 武汉；2.荆州文物保护中心，434020 湖北荆州)

0 引 言

煤经甲醇制烯烃过程是典型的物料和能量集成的复杂系统。目前，成熟工艺包括UOP公司开发的MTO工艺、Lurgi公司开发的MTP工艺和中国科学院大连化学物理研究所开发的DMTO工艺等。这些工艺核心在于甲醇制烯烃反应选择了不同催化剂：UOP公司采用的SAPO-34催化剂，对低碳烯烃具有较高的选择性，可使丙烯及相关主要产物的质量分数达到99%；Lurgi公司采用的ZSM-5催化剂，可得到C4+的低碳烯烃，其反应后的副产品较少[1]；DMTO工艺结合以上两种工艺，采用ZSM-5和改性SAPO-34分子筛催化剂，其对甲醇的转化率高达100%，C2～C4选择性达89%[2]。HAN et al[3]通过灵敏度分析，考察了气化温度、生物质含水量和操作参数对生物合成气的影响，选择的操作参数均对合成气质量具有较大影响。HUANG et al[4]通过计算表明，减少循环烯烃流回主反应器的总流量或新增裂化反应器，可提高烯烃收率。

以往研究多集中在工艺流程创新和操作参数优化，但该系统参数多且相互关联，有必要在辨识出关键影响参数的基础上进行优化。本研究针对煤经甲醇制烯烃工艺，首先借助Aspen Plus软件，建立全流程模型，模拟了煤气化子系统[5]、合成气制甲醇子系统[6-7]、甲醇制烯烃子系统[8-16]和烯烃分离子系统[17-18]。首先针对MTO过程，采用基于动力学模型的模拟策略；其次通过经验筛选出可影响各个子系统的操作参数。为优化流程，需辨识流程中对能耗有明显影响的关键参数[19]。……