甲醇制低碳烯烃工艺技术新进展

甲醇制烯烃(MTO)作为替代石油资源生产乙烯和丙烯的技术受到越来越多的重视,目前已经处于工业化的前夕.重点介绍了具有代表性的几种甲醇制烯烃工艺,如Advanced UOP/HYDRO MTO工艺、中国科学院大连化学物理研究所的DMTO工艺、Lurgi公司的MTP工艺、ExxonMobil的MTO工艺、中国石化上海石油化工研究院的S-MTO工艺和清华大学的FMTP工艺等,并对各工艺的最新进展进行了阐述.指出甲醇生产乙烯和丙烯是煤或天然气生产聚烯烃工艺的关键,其工业化的难点是MTO催化剂的开发和MTO反应器的放大,建立MT0/MTP的联合装置是利用煤或天然气生产低碳烯烃未来的一个方向.     

甲醇制低碳烯烃工艺的新技术及其进展

用甲醇替代石油资源,通过MTO、MTP来生产乙烯和丙烯是减少对石油的依存度,持续健康发展化工产业的重要途径。我国已开始进入甲醇制低碳烯烃工业化装置建设阶段。重点介绍了具有代表性的几种甲醇制烯烃工艺,对各工艺技术及其新进展进行了阐述。甲醇生产乙烯和丙烯工艺工业化的难点是MTO催化剂的开发和MTO反应器的放大,建立MTO/MTP的联合装置是未来利用煤或天然气生产低碳烯烃的一个方向。     

甲醇制低碳烯烃技术工业化应用现状

甲醇制低碳烯烃技术是发展新型煤化工的核心技术,是今后煤化工产业重要的发展方向,因此以煤或天然气为原料制备甲醇进而生产乙烯和丙烯的替代路线逐渐受到很大的重视。本文对甲醇制低碳烯烃技术的研究现状、发展趋势和最近几年催化剂的应用现状进行了评述,亦对国内MTO/MTP的工业应用现状做了介绍。     

甲醇制烯烃技术现状及发展建议

以甲醇为原料制备烯烃技术获得了国内外众多科研院所及大型企业的广泛重视,并取得了突破性的发展。根据目的烯烃产品的不同,甲醇制烯烃技术分为以乙烯、丙烯产品为主的MTO技术,以丙烯产品为主的MTP技术,催化剂(Cat)的选型是MTO/MTP技术研究的重点。     

甲醇制烯烃技术产业化进展

为发展以甲醇制取石油化工产品的现代煤化工技术,综述了国内外现有的甲醇制低碳烯烃(MTO)和甲醇制丙烯(MTP)技术的工业化应用情况,并对部分工业化装置的经济性进行分析。甲醇制烯烃技术目前已经有16套投入商业化运行,表明该技术已逐步成熟。在当前石油价格40~50美元/桶的情况下,甲醇制烯烃技术经济上仍然可行,需适度发展。为了避免重复建设,引起乙烯、丙烯产品的同质化竞争,甲醇制烯烃技术还应继续升级,一方面推动新一代MTO、MTP技术的发展以进一步提升项目经济性,另一方面开发以丙烯和C_4烯烃为主产品的新甲醇制烯烃技术以丰富产品方案。     

煤基甲醇制烯烃工艺技术发展现状

煤基甲醇制烯烃技术是现代煤化工与石油化工连接的纽带,可使我国的低碳烯烃生产不再受石油资源的制约,因此,煤基甲醇制烯烃技术在我国得到了快速发展和应用。对甲醇制烯烃(MTO)和甲醇制丙烯(MTP)技术进行了分析,重点综述了美国UOP/Hydro MTO、大连化物所DMTO、上海化工研究院SMTO和神华SHMTO 4种甲醇制烯烃技术以及Lurgi MTP和清华大学FMTP两种甲醇制丙烯技术的特点,并介绍了MTO和MTP技术在国内的应用发展情况;最后展望了甲醇制烯烃的发展前景。     

甲醇制低碳烯烃技术现状及前景分析

本文主要介绍了甲醇制低碳烯烃（简称MTO,主要产品是乙烯和丙烯）的工艺发展过程,国内外主要技术现状,详细介绍了环球油品公司（UOP）的MTO技术、大连化物所的DMTO技术和中石化的SMTO技术,包括工艺流程,技术特点,工业化情况,以及主要技术参数的综合比较;介绍了国内主要产煤省份的资源量和产量,以及国内主要甲醇生产商情况;分析了我国甲醇制低碳烯烃的未来发展趋势以及面临的挑战。     

项目信息

中国化学工程总公司、香港益业投资集团公司建设陕北能源化工基地MTO项目。该项目总投资155亿元，建设规模为年产煤制甲醇240万吨、年产甲醇制烯烃80万吨。MTO(以甲醇为原料生产低碳烯烃)技术，是以煤为原料替代石油，生产乙烯、丙烯等化工产品的核心技术。烯烃类产品市场广阔，经济效益潜力巨大。     

煤基甲醇制烯烃(MTO)工艺生产低碳烯烃的工程技术及投资分析

煤基甲醇制低碳烯烃工艺无论从技术还是从经济上都具备了工业化应用的基础和条件。MTO工艺目前是将甲醇转变为以乙烯、丙烯为主低碳烯烃且最容易实现百万吨级大型化进料规模的工艺技术,工程方面虽然没有颠覆性的风险但还是需要经过万吨级工业化示范装置验证。通过对煤基甲醇技术及投资的分析得出:MTO工艺工业化应用的关键除催化剂和工艺技术本身外,煤基甲醇装置的大型化和甲醇制造成本是否有竞争力是最关键的因素。     

MTO装置急冷水过滤技术介绍

甲醇制烯烃(MTO)工艺是近些年来发展起来的重要化工技术,该技术以煤或天然气合成的甲醇为原料,生产低碳烯烃,是发展非石油资源生产乙烯、丙烯等产品的核心技术。其工艺技术中急冷水催化剂的分离为技术难点,制约装置长期稳定运行,本文在分析MTO装置急冷水的特点及对MTO装置产生的影响的同时,介绍了目前三种较为有效的急冷水过滤技术。     

甲醇制烯烃过程研究进展

乙烯和丙烯是重要的化工原料,目前烯烃生产技术严重依赖石油,在石油资源日益紧缺的今天,烯烃的需求量却一直快速增长,尤其是丙烯。因此,以煤或天然气为原料制备甲醇进而生产乙烯和丙烯的替代路线,逐渐受到学术界和工业界的重视。近年来,甲醇制烯烃技术在基础研究和工业放大方面都获得了快速的发展。本文综述了甲醇制烯烃常用催化剂ZSM-5和SAPO分子筛的改性及催化性能研究;对甲醇制烯烃的反应机理进行了总结,讨论了碳池机理的最新研究成果;并对甲醇制烯烃和甲醇制丙烯的工艺开发和工业放大进展进行了介绍。     

甲醇制烯烃反应工艺、反应机理及其动力学研究进展

甲醇制烯烃工艺近年来已成为煤化工领域的研究热点。不同的甲醇制烯烃催化剂将导致不同的反应过程,以SAPO-34为催化剂时,甲醇主要遵循烃池机理,通过快速的平行反应直接生产乙烯和丙烯(MTO)等低碳烯烃;以ZSM-5为催化剂时,甲醇主要遵循双循环机理中的烯烃循环机理,通过甲基化-裂解等多步反应间接生产丙烯(MTP)。这种反应特征的不同也决定着反应器类型和工艺条件的不同:SAPO-34催化剂易失活的特性决定了工业MTO过程通常采用易再生的流化床反应器从甲醇一步生成乙烯和丙烯,而具有良好抗结焦能力的ZSM-5催化剂使得工业MTP过程通常选择易放大的固定床反应器,通过大量烯烃循环与分离逐步获得丙烯。针对SAPO-34催化剂上MTO过程以及ZSM-5催化剂上MTP过程的不同反应情况,综述了近年来甲醇制烯烃代表性的反应工艺、反应机理以及反应动力学等方面的研究进展,并根据其存在的问题提出了相应的发展方向。     

甲醇制乙烯和丙烯等低碳烯烃的研究进展

综述了国内外甲醇制乙烯和丙烯等低碳烯烃的研究情况,总结了甲醇制乙烯以及丙烯的工艺技术,介绍了目前的发展和应用现状,针对所用的催化剂的改性进行了概括和归纳,并对甲醇制乙烯丙烯等烯烃的发展进行了展望.     

新型丙烯生产技术综述

甲醇制丙烯是以丙烯为主要目的产物的甲醇制烯烃技术。甲醇制烯烃技术提供了一条不依赖石油的轻质烯烃生产路线,对于我国降低对进口石油的依赖、保障能源战略安全具有重要意义。综述了两种典型的甲醇制丙烯工艺的技术特点及其优缺点,并对相关技术最新的工业化进程进行了介绍,同时介绍了相应的烯烃分离技术。结合甲醇制丙烯技术当前的现状,对其面临的主要问题和未来的发展方向做了阐述。     

重视甲醇制乙烯丙烯的技术开发大力开拓天然气新用途

通过分析世界甲醇制乙烯、丙烯技术开发的进展,世界油气资源状况,世界甲醇的发展动向,甲醇制乙烯丙烯技术的经济性,我国乙烯、丙烯市场需求和增产乙烯丙烯受到的原料来源的挑战,提出综合考虑我国的资源状况,我们也应重视甲醇制乙烯、丙烯的技术开发,并建议利用阶段开发成果加快形成大型工业化成套技术。     

甲醇制烯烃用ZSM-5分子筛的研究进展

综述了甲醇制烯烃用ZSM-5分子筛催化剂的研究进展,包括甲醇制低碳烯烃的合成机理、ZSM-5分子筛的结构与酸性对合成低碳烯烃性能的影响以及分子筛的改性。重点探讨了ZSM-5分子筛的改性（如水热处理改性、磷改性、氟改性、硼改性、金属离子改性及其他化学改性）对催化剂表面酸性和孔径、低碳烯烃选择性和催化剂稳定性的影响,指出分子筛孔径/表面酸性的调控和MTO/MTP反应机理的研究是甲醇制低碳烯烃催化剂研究的发展方向。     

甲醇制烯烃流化床反应器的模拟与分析

采用流化床两相模型描述甲醇制烯烃(MTO)过程,采用拉格朗日颗粒跟踪方法模拟催化剂上的积炭与反应,考察了相间传质、催化剂停留时间及返混对MTO过程的影响。结果表明,湍动流化床相间传质速率小于催化反应速率,是MTO过程的速率控制步骤;强化传质和延长催化剂停留时间都能显著提高催化剂的积炭量,有利于提高乙烯与丙烯的选择性;而减小催化剂返混或采用多级串连操作对反应选择性的改善作用不大,采用气固多级逆流操作反而会导致选择性显著下降。     

甲醇制烯烃技术进展

阐述了甲醇制低碳烯烃各个工艺的研究进展,从甲醇制乙烯、甲醇制丙烯和甲醇制丁烯三个方面对比了各自技术特点,指出未来需开发出以丙烯、 C₄烯烃为主产品的新技术。     

甲醇制烯烃催化剂SAPO-34分子筛的制备和喷雾成型

SAPO-34分子筛用于催化甲醇转化制烯烃,乙烯和丙烯选择性高,是很好的甲醇制烯烃催化剂。由于SAPO-34分子筛失活速率快,甲醇制烯烃反应器通常是连续循环再生的流化床反应器,SAPO-34分子筛必须喷雾成型并达到一定抗磨强度后才能使用。在50 L反应釜合成了SAPO-34分子筛,并在中试喷雾装置上,以SAPO-34为活性组分喷雾成型甲醇制烯烃催化剂。结果表明,喷雾成型甲醇制烯烃催化剂的抗磨损指数为1.58%·h-1,抗磨性能达到工业应用要求,与两种工业甲醇制烯烃催化剂对比,喷雾成型甲醇制烯烃催化剂寿命最长,达260 min,乙烯、丙烯选择性以及乙烯+丙烯总选择性在对应的各个反应时间点均最高,260 min分别达到49.09%、35.05%和84.98%。