本技术属于化工，尤其是涉及一种由甲醇制低碳烯烃的自热式列管固定床反应器。
背景技术：
1、甲醇制低碳烯烃是煤化工向石油化工及下游聚烯烃产业链延伸的重要一环，同时也是开发煤炭资源非燃料用途和促进煤炭清洁高效利用的重点方向。由于甲醇制低碳烯烃反应过程热效应较强，高移热效率、高产品收率的工业反应器是工艺开发的关键核心之一。
2、目前已经实现产业化的甲醇制烯烃路线主要有两种，一是基于sapo-34分子筛催化剂的mto技术，该技术主要采用流化床反应器，代表性专利包括cn112546974b，cn109012513b，cn105315119b，cn102294205b，cn102274752b等，这种反应器存在返混严重，物料积炭损失率高，催化剂失活快，催化剂再生时碳排放量大等问题。另一种是基于zsm-5分子筛催化剂的mtp技术，该技术通常采用固定床反应器，代表性专利包括cn112090375b，cn102671580b，cn110252208b等，这些反应器因存在反应热在催化剂床层轴向累积的问题，限制床层入口甲醇浓度在较低水平，导致烯烃甲基化反应速率受限而平行的烯烃氢转移副反应过多。专利cn104557401b公开了一种多级移动床反应器，具有与失活速率中等的zsm-5催化剂匹配度较好的优点，但由于采用级间冷激降温模式，同样因反应热在催化剂床层累积，限制入口甲醇浓度不能太高。专利cn100551883c公开了一种多层流化床反应器，存在“四器”反应系统复杂，催化剂磨损严重，且物料生焦损失率大。
技术实现思路
1、现有甲醇制烯烃路线中使用的流化床反应器存在返混严重，物料积炭损失率高，催化剂失活快，催化剂再生时碳排放量大等问题；现有甲醇制烯烃路线中使用的固定床反应器或移动床反应器存在反应热在催化剂床层轴向累积的问题；多层流化床反应器存在系统复杂，催化剂磨损严重，且物料生焦损失率大的问题。基于现有技术存在的问题，本实用新型提供一种由甲醇制低碳烯烃的自热式列管固定床反应器。本实用新型提供的方案可以克服上述现有技术存在的缺陷。
2、本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、本实用新型提供一种由甲醇制低碳烯烃的自热式列管固定床反应器。
4、所述自热式列管固定床反应器包括壳体、管束、床层进料侧管板、床层出料侧管板、床层进料侧管箱、床层出料侧管箱、反应器入口和反应器出口；所述床层进料侧管箱和床层出料侧管箱分别固定在壳体两端，所述床层进料侧管板和床层出料侧管板分别固定在壳体内，所述管束两端固定在床层进料侧管板和床层出料侧管板上；
5、所述管束的管程通道为催化剂装填区，用于填装催化剂，为用于催化气态原料发生非均相催化反应生成反应产物的场所；所述管束与所述壳体包围的壳程通道为原料气预热区；
6、所述反应器入口用于气态原料的进入，所述反应器出口用于反应产物的排出。
7、在本实用新型的一个实施方式中，所述管束在床层进料侧管板和床层出料侧管板上的排列方式选择正三角形排列、转角三角形排列、正方形排列或转角正方形排列中的一种。
8、在本实用新型的一个实施方式中，所述反应器入口设置在壳体上，所述反应器出口设置在床层出料侧管箱上。
9、在本实用新型的一个实施方式中，所述床层进料侧管板上设有筛孔，所述筛孔的开孔率大于5％。
10、在本实用新型的一个实施方式中，所述壳体与所述床层进料侧管箱之间设有转移线，在所述壳体上设置转移出口，在所述床层进料侧管箱上设置转移入口，所述转移线连接在转移出口与转移入口之间。
11、当设置有转移线时，在本实用新型的一个实施方式中，所述反应器入口位于壳体的上方，所述转移出口位于壳体的下方，且所述反应器入口与所述转移出口位于壳体的两侧。
12、当设置有转移线时，更进一步地，在本实用新型的一个实施方式中，在管束与所述壳体包围的壳程通道设置圆环形折流挡板。设置圆环形折流挡板的目的在于：延长壳程介质流道长度并提高介质湍动程度，进而可以强化原料气预热区和催化剂装填区的换热。
13、在本实用新型的一个实施方式中，在管束与所述壳体包围的壳程通道设置单弓形折流挡板，此时，所述反应器入口位于壳体的下方。且不设置转移线，设置单弓形折流挡板的目的在于：延长壳程介质流道长度并提高介质湍动程度，进而可以强化原料气预热区和催化剂装填区的换热。
14、在本实用新型的一个实施方式中，所述壳体为圆筒形。
15、在本实用新型的一个实施方式中，所述管束内的催化剂装填区与床层进料侧管箱以及床层出料侧管箱是气体相通的。
16、与现有技术相比，本实用新型具有以下优点及有益效果：
17、1、本实用新型提供的自热式列管固定床反应器能通过管束将反应热从催化剂床层径向“准原位”地快速移出，避免反应热沿催化剂床层轴向累积，因此可在较高入口甲醇浓度的条件下操作，实现抑制烯烃氢转移副反应，提高主产物低碳烯烃收率的目的，同时也有助于提高反应器产能。
18、2、从催化剂床层径向移出的反应热被用于预热反应原料，实现反应热的“准原位”利用，提高了能量利用效率。
19、3、本实用新型具有移热效率高、低碳烯烃收率高、设备简单、综合能耗低等优点。
1.一种由甲醇制低碳烯烃的自热式列管固定床反应器，其特征在于，所述自热式列管固定床反应器包括壳体(1)、管束(2)、床层进料侧管板(3)、床层出料侧管板(15)、床层进料侧管箱(4)、床层出料侧管箱(14)、反应器入口(5)和反应器出口(6)；所述床层进料侧管箱(4)和床层出料侧管箱(14)分别固定在壳体(1)两端，所述床层进料侧管板(3)和床层出料侧管板(15)分别固定在壳体(1)内，所述管束(2)两端固定在床层进料侧管板(3)和床层出料侧管板(15)上；
2.根据权利要求1所述的一种由甲醇制低碳烯烃的自热式列管固定床反应器，其特征在于，所述管束(2)在床层进料侧管板(3)和床层出料侧管板(15)上的排列方式选择正三角形排列、转角三角形排列、正方形排列或转角正方形排列中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种由甲醇制低碳烯烃的自热式列管固定床反应器，其特征在于，所述反应器入口(5)设置在壳体(1)上，所述反应器出口(6)设置在床层出料侧管箱(14)上。
4.根据权利要求1所述的一种由甲醇制低碳烯烃的自热式列管固定床反应器，其特征在于，所述床层进料侧管板(3)上设有筛孔(11)，所述筛孔(11)的开孔率大于5％。
5.根据权利要求1所述的一种由甲醇制低碳烯烃的自热式列管固定床反应器，其特征在于，所述壳体(1)与所述床层进料侧管箱(4)之间设有转移线(9)，在所述壳体(1)上设置转移出口，在所述床层进料侧管箱(4)上设置转移入口，所述转移线(9)连接在转移出口与转移入口之间。
6.根据权利要求5所述的一种由甲醇制低碳烯烃的自热式列管固定床反应器，其特征在于，所述反应器入口(5)位于壳体(1)的上方，所述转移出口位于壳体(1)的下方，且所述反应器入口(5)与所述转移出口位于壳体(1)的两侧。
7.根据权利要求5所述的一种由甲醇制低碳烯烃的自热式列管固定床反应器，其特征在于，在管束(2)与所述壳体(1)包围的壳程通道设置圆环形折流挡板(16)。
8.根据权利要求1所述的一种由甲醇制低碳烯烃的自热式列管固定床反应器，其特征在于，在管束(2)与所述壳体(1)包围的壳程通道设置单弓形折流挡板(10)，此时，所述反应器入口(5)位于壳体(1)的下方。
9.根据权利要求1所述的一种由甲醇制低碳烯烃的自热式列管固定床反应器，其特征在于，所述壳体(1)为圆筒形。
10.根据权利要求1所述的一种由甲醇制低碳烯烃的自热式列管固定床反应器，其特征在于，所述管束(2)内的催化剂装填区(7)与床层进料侧管箱(4)以及床层出料侧管箱(14)是气体相通的。
