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甲醇制丙烯（Methanol to Propylene，MTP）工艺是针对我国“富煤、少气、缺油”的能源格局所提出的一种以煤基或页岩气基甲醇为原料，在分子筛催化剂的作用下生成丙烯的新工艺。HZSM-5分子筛作为最适合于MTP工艺的催化剂已经在工业生产中得到了应用，但由于其中等的失活速率及高反应苛刻度下高丙烯选择性等特点，现有的固定床反应器并不能完全发挥出HZSM-5分子筛催化剂的优势。而能在高反应苛刻度及丙烯收率稳定期操作的移动床反应器则可以很好的解决上述问题。因此，采用移动床反应器的MMTP(Moving-bed Methanol toPropylene)工艺是一条更具有竞争性MTP工艺路线。 本文针对MMTP工艺的反应及再生过程，采用实验结合计算机模拟的方法，从单颗催化剂的反应扩散特性，工艺条件对反应和再生的影响及反应器和再生器的设计等方面展开了研究，具体研究内容如下: (1)研究了球形催化剂颗粒内部的反应-扩散规律。采用IGA测量了甲醇、乙烯、丙烯、丙烷、丁烯、戊烯、己烯、庚烯和甲苯等9种物质在直径为2mm的HZSM-5分子筛小球催化剂中的扩散系数，并拟合出了各组分的扩散动力学方程;在直径1～5 mm的范围内研究了催化剂粒径对组分反应扩散性能的影响，分析了组分在分子筛内的扩散情况，提出了负载型HZSM-5分子筛催化剂的构想。 (2)设计了多段带循环烃回炼的MTP反应系统。建立了考虑催化剂轴向运动的移动床MTP反应器模型，结合MTP宏观动力学模型进行了反应器模拟，研究了催化剂移动速率和循环烃的加入对反应造成的影响;根据实验室小试确定的反应条件，提出了多段MTP移动床反应器设计准则，并设计了4段MTP移动床反应器，通过反应器模拟获得了多段MTP反应的相关规律;比较了采用传统球形催化剂和负载型催化剂进行MTP反应的区别，发现采用负载型HZSM-5催化剂可将丙烯收率从69.2％提高至74.3％。 (3)设计了双区MTP移动床再生系统。建立了考虑催化剂轴向运动的移动床再生器模型，结合催化剂再生动力学模型对移动床再生器进行了模拟。发现床层温度及炭含量分布存在“反转”现象，“反转”点前后床层温度和炭含量的变化规律相反;考察了再生条件对再生效果的影响，提出了双区再生模式，在控制床层温度的前提下实现了催化剂表面积炭的充分燃烧，同时降低了再生气耗量;提出了采用“变流向再生”模式，有效解决了再生器出口处催化剂表面炭含量沿径向分布过宽的问题。