流化床甲醇制芳烃过程介尺度问题研究

Technology of converting coal based methanol into aromatics is crucial to solve the excess problem of methanol, shortage problem of aromatics in China and is also imperative to bridge between the coal raw materials to originally oil-derived high end product and contributed greatly to the substitution of oils by coals in China..Since the process featured in the high temperature for high yield of aromatics, it resulted in the rapid deactivation of catalyst by coke deposition and called for the use of fluidized bed technology for continuous reaction-catalyst regeneration. We proposed here that it is necessary to firstly study on the lattice selectivity of ZSM-5 in nanoscale to enhance the diffusion and reaction and then to prepare multiscale structured catalyst with high performance for for scale up.

煤基甲醇制备芳煤技术对解决我国甲醇过剩，芳烃短缺，打通煤制备全部石油大宗化学品路线，实施国家替代战略意义重大。针对该过程高温积碳，导致的催化剂快速失活及流化床的工程问题，本项目提出从从最关键的催化剂纳尺度上研究晶面选择性对反应-扩散的影响规律，指导催化剂纳米尺度多级结构的构建；并且研究流态化催化剂宏观颗粒的规律与效率改进，用以指导过程放大。

煤基甲醇制备芳煤技术对解决我国甲醇过剩，芳烃短缺，打通煤制备全部石油大宗化学品路线，实施国家替代战略意义重大。针对该过程高温积碳，导致的催化剂快速失活及流化床的工程问题，本项目首先基于催化剂纳尺度研究晶面选择性对反应-扩散的影响，提出构建催化剂纳米尺度多级结构的指导思路；进一步从介尺度研究流态化催化剂颗粒的流动规律并进行稳定性分析，用以指导工业过程的放大。. 经过不懈努力，本项目取得以下四大进展：（1）甲醇制芳烃过程机理研究和热力学分析，揭示了甲醇转化过程的热力学本质及其对产物分布的影响，从微观尺度为甲醇制芳烃过程提供了新认识，也为其他碳链增长，如高分子聚合、费托过程等提供了新的思路，该部分工作发表在Catalysis Science & Technology上；(2) 甲醇制芳烃过程催化剂晶面选择性新认识,首次提出了分子筛领域的晶面选择性，为我们深入理解分子筛催化提供了新概念和新方法，该部分工作发表在RSC Advances上； (3)甲醇制芳烃过程分子筛拓扑结构的理解和建模，为分子筛失活这一科学和工程上共同关注的问题提供了微观尺度理论指导，该部分工作发表在Catalysis Science & Technology和Catalysis Today上；(4)气固流态化均布稳定性分析，从颗粒尺度给出大型流化床反应器气固均布稳定性分析的理论框架，该部分工作发表在AIChE J和Chem Eng Sci上。. 上述工作共发表SCI论文11篇，全部与超额完成了项目的各项任务。