国外甲醇制烯烃生产工艺与反应器开发现状低碳烯烃作为基本有机化工原料，在现代石油和化学工业中起着举足轻重的作用。传统制备低碳烯烃的方法使用石油化工产品作为原料。自20世纪70年代2次石油危机爆发以来，各国开始纷纷致力于研究和开发非石油资源合成低碳烯烃的路线，并取得了一些重大进展。如以天然气为原料，通过氧化偶联(OCM)等方法制取低碳烯烃技术；以天然气或煤为原料制取合成气，通过费托合成(F-T)制取低碳烯烃技术等。1976年，在美国UOP公司的实验室内，2个科研小组发现了甲醇在ZSM-5催化剂和一定的反应温度下，可以转化得到包括烯烃、烷烃和芳香烃在内的烃类(methanol-to-hydrocarbons)，简称MTH反应。通过反应条件的改变，反应可以沿着生成汽油和低碳烯烃的方向进行，称作甲醇制汽油(methanol-to-gasoline，MTG)和甲醇制烯烃(methanol-to-olefin，MTO)反应。UOP等公司对MTG反应进行了大量研究，并于1986年在新西兰建成了1套工业化MTG装置，采用Lurgi公司的固定床管式反应器，该装置成功运转2年多。美国UCC公司的10k等于1984年发明了具有更小孔径的沸石分子筛催化剂SAPO-n。其中，SAPO-34分子筛由于在MTH反应中显示出了出色的低碳烯烃选择性，被公认为MTO反应中的最佳催化剂。UOP公司与挪威NorskHydro公司合作，基于流化床MTG工艺，于1995年6月建成了1套甲醇加工能力为0.5t/d的MTO示范装置。德国Lurgi公司在改型的ZSM-5催化剂上，凭借丰富的固定床反应器放大经验，开发完成了甲醇制丙烯(methanol-to-propylene)的MTP工艺。MTO和MTP工艺共同构成了一条重要的生产低碳烯烃的非石油路线。本文基于MTO技术，对其生产工艺进行着重介绍，并对近年来MTO工艺中的反应器开发状况进行综述。由于MTO与MTG工艺联系紧密，少量MTG工艺的相关介绍也会在文中提及。1MTG、MTO工艺与操作条件的优化MTO工艺的实现得益于SAPO-34(CHA)型分子筛催化剂的开发成功，其比MFI型的中孔沸石催化剂ZSM-5有着更小的孔径和更弱的酸性，使得MTH反应产物被限定在C2-4范围，被认为是MTO反应得以顺利进行的关键所在。近年来，国内外诸多学者对SAPO-34催化剂进行了大量研究，从催化剂的活性、寿命、选择性等方面进行了改进。但使用SAPO-34作为MTO反应的最大缺点是催化剂的快速积炭失活。Chen等发现SAPO-34催化剂在MTO反应之初就发生积炭现象，随着催化剂表面积炭含量的增加，催化剂的活性迅速衰退，低碳烯烃的选择性和甲醇的转化率急剧降低。关于MTO反应在ZSM-5和SAPO-34催化剂上的反应机理，很多学者进行了大量研究，提出了多种可能的反应机理。但关于第一个C-C键的生成途径，至今没有定论。近年来，一种称作HydrocarbonPool的平行反应机理逐渐得到大量学者支持，并在此基础上出现了很多MTO相关的反应和失活动力学的研究。虽然关于MTO反应的基础理论研究一直争论不休，但其工业化的道路从MTH反应发现之初就已经开始。Mobil、UOP、Luigi等公司在此方面进行了大量的研究，并建立了相关工业装置。1.1流化床MTG工艺Mobil公司使用ZSM-5催化剂和固定床工艺，于1986年在新西兰建立了1套57万t/a的MTG大型固定床工业装置。产品品质优良，完全符合无铅汽油的标准，可以满足新西兰国内1/3的汽油需求。Mobil公司与德国RBK和Uhde公司于1982年在德国的Wesseling建立了1套0.636m3/d的MTG流化床示范装置。与固定床MTG工艺相比，流化床MIG工艺显示出如下几方面优势：①操作过程中便于移去反应热，而且可将反应热用以生产高压蒸汽；②与固定床的MTG产物随时间发生变化相比，由于催化剂的循环带来催化剂活性和温度稳定，使汽油品质在操作期间保持不变；③汽油收率比使用固定床MTG方法高；④产物中的烃类异构体增多，均四甲苯较低(质量分数不大于5%)，提高了汽油产品的辛烷值和品质；⑤循环操作的目的在于提高转化率，而不是用来移走热量，故循环量比固定床操作大大降低。1.2流化床MTO工艺流化床MTG示范装置的成功，为流化床MTO工艺的开发提供了丰富经验。UCC公司于1986年提出流化床MTO工艺，使用SAPO-34作为催化剂。UOP公司与挪威NorskHydro公司合作，开发了基于SAPO-34催化剂的流化床MTO工艺，于1995年6月建成了1套甲醇加工能力为0.5t/