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中国资源结构是“富煤、贫油、少气”,开发以甲醇制芳烃的工艺有着较好的应用前景,既能有效的缓解芳烃生产对于石油的依赖,还能解决目前国内甲醇产能过剩的问题。 基于甲醇制芳烃(MTA)的反应特性以及产物分布,构建了C1(CH4、H2、CO、CO2)、烷烃(烷烃以及环烷烃)、烯烃、轻芳烃(C6~C9)和重芳烃(C9+)五集总的动力学模型。采用模拟退火法以及最小二乘法的优化方法拟合回归得到动力学模型参数。经过模型检验,建立的五集总MTA动力学模型是合适的。 采用五集总动力学模型,结合Aspen Plus软件对7万吨/年芳烃工艺流程进行模拟,根据物质的物性数据,选用UNIQUAC作为物性方法。MTA反应采用了固定床绝热反应器,考虑到MTA过程强放热,工艺采取循环气与新鲜原料气混合进料以控制反应过程的温升,并对循环物料设置初值以加速计算的收敛。为了实现芳烃的连续化生产,反应器采用两开一备,在此基础上考察了进料温度、循环比、水醇比、进料流率和反应器长径比对反应的影响,确定了最优的操作条件。