煤制低碳烯烃的技术路线及其现状分析
2023年煤制烯烃行业市场分析现状
2023年煤制烯烃行业市场分析现状煤制烯烃是指利用煤作为原料，通过煤气化、合成气制取合成气，进一步经过催化裂化和其他工艺步骤来生产烯烃产品的一种化工过程。
煤制烯烃是碳氢化合物的一种重要物质，具有广泛的应用前景，在石油资源有限的情况下，发展煤制烯烃产业具有重要的战略意义。
目前，煤制烯烃行业市场正处于快速发展阶段，市场前景广阔。
首先，煤制烯烃具有可替代性优势。
由于石油资源的逐渐枯竭和石油价格的上涨，煤制烯烃作为一种可替代的能源和化工原料，具有巨大的市场潜力。
其次，煤制烯烃的应用领域广泛。
煤制烯烃广泛应用于塑料制品、橡胶制品、合成纤维、泡沫材料、涂料、油脂、染料、医药、农药等领域，这些领域的不断发展和需求增加，将为煤制烯烃行业提供更多的市场机遇。
再次，煤制烯烃具有较高的技术门槛和投资成本，形成一定的行业壁垒。
由于煤制烯烃的生产工艺复杂，涉及的技术和设备水平较高，生产成本也较高，这对小型企业来说是一种不小的挑战，能够使得行业竞争相对较小，有利于行业领军企业的发展。
然而，煤制烯烃行业仍面临一些挑战和问题。
首先，煤制烯烃技术仍存在一定的局限性。
由于技术问题，目前煤制烯烃的产品结构较为单一，主要是乙烯和丙烯，而高附加值的产品如二甲基丙烯等产量较低。
其次，煤制烯烃行业仍面临环保问题。
煤制烯烃的生产需要大量的煤炭资源，而这些煤炭的采矿和燃烧都会产生大量的二氧化碳和其他有害气体，对环境造成严重的污染。
因此，如何解决环保问题成为煤制烯烃行业发展的重要课题。
再次，煤制烯烃行业需要大量的投资和技术支持。
由于煤制烯烃的生产工艺较为复杂，需要大量的设备和技术支持，投资规模较大，这对于资源有限的企业来说是一种挑战。
为了解决上述问题，煤制烯烃行业需要加强技术研发和创新，提高产品的附加值和技术含量，推动产业升级和创新发展。
同时，要加强环保意识，采取有效的措施减少污染，推动煤制烯烃行业向绿色环保方向发展。
此外，还需要加强合作与交流，提高行业内部的整合能力和竞争力，形成合力，共同应对市场挑战。
煤制烯烃工艺路线及技术可行性分析
煤制烯烃工艺路线及技术可行性分析一、煤制烯烃工艺路线以煤为原料经甲醇制取低碳烯烃的工艺技术包括煤气化、合成气净化、甲醇合成及甲醇制烯烃四项核心技术。
工艺路线为煤在高温高压下通过纯氧部分氧化反应生成主要成份为CO和H2的粗合成气，粗合成气经过部分耐硫变换及净化然后合成甲醇，最后甲醇转化为低碳烯烃。
目前，煤气化、合成气净化和甲醇合成技术均已实现商业化，有多套大规模装置在运，甲醇制烯烃技术已日趋成熟，具备工业化条件。
二、煤气化技术煤气化技术已有100多年的历史，但煤气化技术的发展由于多种原因开始比较缓慢；直至20世纪70年代世界石油危机的出现，促使西方发达国家投入巨资开展了煤气化技术的研究与应用开发，开发出先进的气流床气化技术并于20世纪80年代开始由应用研究转入大规模商业应用。
该技术具有高温、高压、大型化、节能、环保、合成气质量高等特点，产品气可适用于化工合成、制氢和联合循环发电。
目前，世界上最先进的气流床气化工艺技术主要有三种，分别是美国GE水煤浆加压气化（原Texaco）技术、荷兰壳牌粉煤加压气化（Shell）技术和德国未来能源粉煤加压气化（GSP）技术，均实现了大规模工业化生产。
与此同时国内经过多年努力研究，也开发出了具有自主知识产权的气流床煤气化技术。
这些先进的气流床煤气化技术为现代煤化工产业的发展提供了强有力的技术支撑三、合成气净化技术目前，世界上大型煤气化装置产生的合成气净化普遍采用低温甲醇洗（Rectisol）技术。
该工艺是采用冷甲醇作为溶剂脱除酸性气体的物理吸收方法，是由德国林德公司和鲁奇公司联合开发的一种有效的气体净化工艺，具有技术成熟可靠、能耗较低、气体净化度高等特点，可将C02脱至10μg/L以下，H2S小于0.1μg/L；溶剂价格便宜，吸收能力大，循环量小，操作费用低。
目前，国外低温甲醇洗工艺有林德工艺和鲁奇工艺两种流程，二者在基本原理上没有根本区别，都有多套商业化装置运行经验。
煤制烯烃企业现状报告范文
煤制烯烃企业现状报告范文一、引言煤制烯烃是一种将煤转化为烯烃类化学物质的技术，具有重要的经济和环境意义。
随着能源需求的不断增加和环境污染问题的日益严重，煤制烯烃技术在全球范围内得到了广泛的关注和研发。
本报告旨在对煤制烯烃企业的现状进行分析和总结，以期为相关研究和发展提供参考。
二、市场概览煤制烯烃企业的发展离不开市场需求和政策支持。
目前，全球对于清洁能源的需求持续增长，而烯烃是塑料、橡胶等化工产品的重要原料，具有广泛的应用前景。
同时，国际对于减少石油依赖和开发清洁能源的需求也在不断增加。
这些因素为煤制烯烃企业提供了巨大的市场机遇。
三、技术发展现状1. 催化剂技术煤制烯烃的关键技术之一是催化剂技术。
目前，常用的催化剂有基于硅铝酸盐的分子筛催化剂、基于铁、钼等金属的催化剂以及复合催化剂等。
这些催化剂技术在提高反应效率、延长催化剂寿命和减少污染物排放等方面取得了显著的进展。
2. 气化技术煤的气化是煤制烯烃的首要步骤。
目前，常用的气化技术包括焦炉气化技术、煤炔技术和煤煤质气化技术等。
这些技术的不断创新和提高，使煤的气化效率和产品质量得到了显著提高。
3. 分离提纯技术煤制烯烃的产品中通常含有多种烃类化合物，因此分离提纯是煤制烯烃的关键环节之一。
目前，常用的分离提纯技术包括精馏、溶剂萃取、吸附分离、膜分离等。
这些技术在提高产品纯度和降低生产成本方面有了显著的进展。
四、企业现状与挑战目前，国内外煤制烯烃企业的规模和技术水平存在较大差距。
国外企业在催化剂技术、气化技术和分离提纯技术等方面已取得了显著的成果，并实现了工业化生产。
而国内企业则面临着技术水平不高、设备陈旧、环境排放问题和产品市场开发难等挑战。
解决这些挑战需要加强技术研发和创新，提高企业的技术水平和产品质量。
同时，政府应加大对煤制烯烃企业的政策支持，提供财政奖励和税收减免等优惠政策，促进企业发展和产业升级。
五、未来展望煤制烯烃技术是一项具有重大意义的能源与化工领域的技术创新。
煤制烯烃的技术进展及经济分析
煤制烯烃的技术进展及经济分析摘要：随着我国化工技术的不断发展，以煤为主要生产力的煤制烯烃的技术可以极大程度的缓解我国石油资源短缺的现状。
尤其是当前世界范围内石油价格一直呈现上涨的趋势下，煤基烯烃技术在一定程度上有效的缓解了经济难题。
在现阶段，对煤制烯烃技术而言正是一个良好发展的契机，但同时需要不断加大对它的技术研究，分析煤制烯烃为经济发展带来的动力等。
关键词：煤制烯烃；技术；经济；生产我国在能源方面一直呈现一种比较紧缺的状态，包括石油、天然气等资源的短缺。
而石油资源作为重要的生产能源，由于它的稀缺，已经严重制约了我国烯烃工业的有效发展。
为了适应我国国民经济的发展要求，化工企业需要有效应用我国较为丰富的资源来发展化工产业。
而煤制烯烃技术成功实现用煤炭资源来取缔石油资源，从而成功的生产出甲醇。
在国际石油价格不断上涨的背景下，煤制烯烃技术更是受到了极大的重视。
1.煤制烯烃的技术进展传统的煤制烯烃技术一般由煤气化制合成气，然后利用合成气来进行甲醇的制取、最后再由甲醇制烯烃这三部分操作工艺组成。
煤经过一系列气化的过程生成一氧化碳和氢气，然后利用这两种气体生成甲醇，再通过流化床反应形式，期间可以起到一定的催化作用，最终生产出低碳烯烃。
在这一系列操作过程中，为了增大甲醇烯烃的高产量，一般需要利用大体积的甲醇制烯烃装置和大型煤气化技术等。
现阶段，这些技术都已经发展的比较成熟和完善。
1.1气化技术煤炭的气化技术就是将煤转换成可燃气体的一项操作技术。
它被我国认定为是一种新型能源可持续发展的技术，也是政府积极倡导的的清洁煤技术。
它的气化过程就是对煤炭进行化学加热的过程，一般会以煤碳资源作为原材料，然后进行催化，利用高温的方式下产生一系列的化学反应，最终实现把煤碳可以燃烧的部分催化为可以燃烧的气体。
在进行气化时得到的可以燃烧的气体会逐渐演变成煤气。
煤气化技术在我国的发展历史非常久远，但仍然存在很多问题和不足之处。
一般我国煤气化都会实行传统的技术，这种技术比较落后，且无法起到环保的作用。
合成气一步法制备低碳烯烃工艺技术路线
未来煤化工中煤制烯烃发展新趋势
低碳烯烃（乙稀、丙稀和丁稀，C2=~C4=）是化学工业生产中重要的基础有机化工原料，其可以用于制造高附加值的化学品，如：聚合物、塑料、化妆品、有机溶剂、洗涤剂和药品等。
低碳烯烃生产主要来源于传统的石油路线工艺，包括石脑油的蒸汽裂解工艺和催化裂化增产烯烃工艺。
非石油路线工艺包括甲醇制烯烃（MTO）、甲醇制丙烯（MTP）、丙烷脱氢、乙醇脱水制烯烃、C3/C4烷烃混合脱氢制烯烃、煤基合成气制低碳烯烃等工艺。
目前，生产低碳烯烃的工艺朝着多元化方向发展，并不断推向工业化应用，体现出较强的竞争力。
从煤基合成气出发制烯烃工艺包括的工艺有很多种，其中间接法主要有两种：一是指合成气先制成甲醇，再经甲醇制丙烯（Methanol to Propylene, MTP）或低碳烯烃（Methanol to Olefin, MTO）；二是合成气先制成二甲醚，再经二甲醚制备低碳烯烃（Syngas/Dimethyl ether to Olefins, SDTO）。
直接法是指合成气一步转化制低碳烯烃（Syngas to Olefin, STO）。
其中MTO工艺己经实现工业化，是目前合成气间接法制烯烃最成熟的工艺路线。
煤基合成气直接制备低碳烯烃的工艺路线尚未工业化应用，且催化剂研究现处于实验室研发阶段。
但是，合成气通过费托合成制低碳烯烃工艺具有较好的原料供应保障和产品市场需求，且与传统蒸汽裂解和经甲醇制烯烃（MTO）工艺相比，具有原料价格优势，工艺技术路线短，并副产高附加值油品，在经济性上具有较强的竞争力，应用前景广阔。
煤基合成气一步法制备低碳烯烃烯
烃工艺路线将是今后煤化工发展的新趋势，请大家拭目以待！。
煤制烯烃企业现状报告总结
煤制烯烃企业现状报告总结1. 引言煤制烯烃是一种重要的化学原料，广泛应用于塑料、橡胶、合成纤维等行业。
近年来，随着石油资源的逐渐枯竭和环境问题的日益加剧，煤制烯烃产业逐渐成为国内能源转型的重要方向之一。
本文对目前我国煤制烯烃企业的现状进行分析和总结，旨在为企业的发展提供参考。
2. 煤制烯烃企业的产能规模目前，我国煤制烯烃企业的产能规模较为有限，主要集中在华北地区。
其中，大型企业拥有较大的生产规模，年产烯烃量可达几十万吨甚至上百万吨。
中小型企业产能相对较小，年产烯烃量多在几万吨左右。
3. 煤制烯烃企业的技术水平我国的煤制烯烃技术相对成熟，部分企业已经实现了整套工艺的自主研发和商业化应用。
目前煤制烯烃的核心技术主要包括煤气化、合成气净化、烯烃制取和产品分离净化等环节。
随着技术的进步和创新，企业在能耗、产品质量和环保等方面取得了较大突破。
4. 煤制烯烃企业的市场需求煤制烯烃作为一种重要的石化原料，其市场需求量逐年增长。
主要应用领域包括塑料制品、橡胶制品、石化纤维和粘合剂等行业。
随着消费升级和科技进步，煤制烯烃产品的种类也在逐渐增多，不断满足市场多样化需求。
5. 煤制烯烃企业面临的挑战虽然煤制烯烃企业取得了一定的成绩，但仍面临着一些挑战。
首先，煤炭资源的开采和利用存在一定的环境问题，如大量矿井排放和温室气体排放，需要采取有效的措施进行环保治理。
其次，技术创新需要进一步加强，以降低能耗、提高产能和产品质量。
此外，煤制烯烃企业还需要加强与石油化工企业的合作，实现资源互补和产业链的优化。
6. 煤制烯烃企业的发展前景煤制烯烃企业在我国能源转型中发挥着重要的作用，具有较大的发展潜力。
随着技术的进步和创新，煤制烯烃产业将逐渐减少对石油资源的依赖，实现资源的可持续利用。
政府对煤制烯烃产业的支持政策和市场需求的增长也将推动企业的健康发展。
7. 结论煤制烯烃企业作为我国能源转型的重要组成部分，通过技术创新和市场拓展，取得了一定的成绩。
煤制低碳烯烃
• 发展和改进方向
– 采用流化床反应器； 采用流化床反应器；
MTO合成工艺 合成工艺
反应器设计中需要考虑的关键问题： 反应器设计中需要考虑的关键问题： • 反应过程所放出大量热的迅速移走 • 结炭催化剂的再生。 结炭催化剂的再生。 工艺操作条件对MTO产品的影响： 产品的影响： 工艺操作条件对 产品的影响 • 反应温度 •反应压力 反应压力 •空速 空速 •稀释剂 稀释剂
催化剂的研究进展 含金属的SAPO-34（磷酸硅铝）分子筛催 化剂：将各种金属元素引入SAPO-34分子 筛骨架上，得到称为MAPSO或ELPSO的分 子筛 。
─金属离子的引入会引起分子筛酸性及孔径大小 的变化，以其综合效应影响催化反应性能。孔 径变小可限制大分子的扩散，有利于小分子低 碳烯烃选择性的提高。
甲醇制低碳烯烃合成技术
煤炭增值利用的先进技术
低碳烯烃的定义和制备方法
低碳烯烃通常是指碳原子数≤4的烯烃,如乙烯、丙烯及丁 烯等 。低碳烯烃是石油化工生产最基本的原料，可以 用于生产如聚乙烯、聚丙烯、丙烯腈、环氧乙烷或者 乙二醇之类的有机化合物。
制取低碳烯烃的方法主要有两大类： 一是石油路线； 二是非石油路线 。 由于考虑能源危机问题，优选非石油路线。
低碳烯烃可行技术路线
甲醇制低碳烯烃（MTO、MTP） ； 二甲醚制低碳烯烃 ； 合成气制低碳烯烃 ； 天然气制低碳烯烃 。
甲烷氧化偶联 天然气
④
甲醇 ① 二甲醚 低碳 烯烃 二甲醚
煤炭
合成气 CO+nH2
③ ②
含碳有机物
几种生产低碳烯烃可行技术路线示意图
甲醇制低碳烯烃
甲醇制取低碳烯烃（MTO）技术是以煤/或天然气为原料 制取基本有机化工原料乙烯和丙烯的非石油原料路线， 不仅能减轻和缓解对石油的需求和依赖，保障国家能源 安全，也为我国实施石油替代战略提供一条切实可行的 新技术途径。 甲醇制低碳烯烃可分：烯烃（Methanol to olefin， MTO ）和甲醇制丙烯(Methanol to Propylene，MTP)
国内煤制烯烃技术现状简述_
国内煤制烯烃技术现状简述煤制烯烃即煤基甲醇制烯烃，是指以煤为原料合成甲醇后再通过甲醇制取乙烯、丙烯等烯烃的技术，包括MTO和MTP。
工艺流程是通过煤气化制合成气，然后将合成气净化，接着将净化合成气制成甲醇，甲醇转化制烯烃，烯烃聚合工艺路线生产聚烯烃。
简单来说可分为煤制甲醇、甲醇制烯烃这两个过程。
而将煤制成净化合成气后，除了甲醇还能生产出氢气、一氧化碳、合成气、硫磺等产品，而甲醇除了制成烯烃化学品外，还能制成如醇类、醚类、胺类、脂类、有机酸类等化学品，因此大部分煤化工企业都会维持产品的多样性。
特点是投资大，流程长、排放高、工艺过程复杂等。
煤制烯烃MTO公认最佳催化剂是SAPO-34，是UCC于上世纪80年代开发的SAPO-n系列分子筛的一种。
采用流化床工艺，SAP0-34为催化剂，甲醇的转化率可达到100%，产物中含碳化化合物中乙烯和丙烯含量可达到80%左右（其中丙烯/乙烯约为1:1）。
煤制丙烯MTP通常采用固定床工艺，改性ZSM-5分子筛为催化剂，甲醇转化率接近100％，产物中含碳化合物中乙烯和丙烯含量可达到70％以上（其中丙烯/乙烯大于2:1）国产技术的开发现状：煤气化炉技术、净化技术、耐硫变换技术、甲醇合成技术等配套技术国内都成功实现了工业化应用，但是甲醇合成技术有待于进一步实现大型化。
MTO技术（D-MTO及S-MTO)国内已开发成功了自主技术，MTP 技术国内已经完成了5000吨规模的中试技术开发，具备了实现工业化应用的技术基础。
我国煤制烯烃目前面临的主要问题：1. 传统的乙烯、丙烯单体的制取路线主要是通过石脑油裂解生产，其缺点是过分依赖石油。
也有一部分国家正积极研究电、天然气等新能源，试图摆脱或减少对石油的依赖，替代由石油生产烯烃的"煤基甲醇制烯烃"产业，其经济性因为相对性存在波动。
2. 煤制烯烃投资大，融资难度大。
3. 原材料及能耗大，水耗高，污染重，三废综合利用和环境治理要求严，新兴行业的扶持和政府的环境保护行政管理可能形成矛盾。
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★加工转化———兖矿集团煤化公司协办★煤制低碳烯烃的技术路线及其现状分析李宏图(国家煤炭质量监督检验中心,北京市朝阳区青年沟路煤科总院院内,100013) 摘 要 阐述了我国主要石化产品的供求状况、我国资源赋存特点,重点分析了由煤炭制备低碳烯烃的技术路线,认为在我国发展煤制烯烃具有重要意义。
关键词 M TO/M TP ETO 甲醇 二甲醚 F -T 合成 低碳烯烃作为基本的有机化工原料,在现代石油和化学工业中起着举足轻重的作用。
由于不饱和双键的存在,乙烯、丙稀和丁烯等不仅是高分子合成中的重要单体,也是合成树脂、合成橡胶,塑料和合成纤维的最主要原料。
同时以它们为基础可以合成苯乙烯、乙苯、丙三醇、环氧丙烷等基础的有机原料。
目前制取低碳烯烃的方法按原料划分,总体上可以分为3大类:石油路线、天然气路线和煤炭路线。
迄今为止,采用轻油裂解的方法,即石油路线来制取低碳烯烃的方法为世界上大多数国家所采用。
以天然气为原料,通过氧化偶联或本森法制取低碳烯烃技术,虽然目前在催化剂的筛选和反应机理的研究方面已经取得了较大进展,但是由于反应本身受动力学控制,C 2的单程回收率低于25%,甲烷氧化偶联制乙烯过程中甲烷的转化率为25%,反应流出物中乙烯含量只有419%,丙烯014%,其余为水,CO 2和大量未反应的甲烷,因而使气体分离困难。
同时能使甲烷转化率,C 2选择性之和大于或接近100%的催化剂为数不多,催化剂的筛选成为其工业化的重要障碍。
对于我国,富煤、缺油、少气的能源赋存特点,发展以煤炭气化为源头的合成低碳烯烃的技术有利于缓解我国油气资源的短缺,对部分替代石油,保障能源安全具有特别重要的意义。
1 目前我国能源形势111 我国石化产品短缺近10年来,我国以乙烯和丙烯为龙头的石化工业得到快速发展。
2004年,我国乙烯、丙烯、合成树脂和合成橡胶的市场满足率仅为40%～60%,每年都需要从周边国家和地区进口大量石化产品。
市场快速增长和巨大市场需求使国内许多企业纷纷上马低碳烯烃项目。
2004年我国主要石化产品市场供求状况见表1。
表1 我国主要石化产品供求状况产量/万t进口量/万t出口量/万t当量消费量/万t市场满足率/%乙烯6261661762123164810038105丙烯62314211330100111316455198芳烃669188269178617693219071181合成树脂17911002131100108170381313046196合成橡胶147180109150815024817059140合成纤维142415417813546155155613091153112 原油供需矛盾突出,进口依存度加大随着国民经济快速发展,原油供需矛盾日益尖锐。
2004年我国原油产量1175亿t ,进口量1123亿t 。
2005年原油产量118亿t ,进口1136亿t ,74煤制低碳烯烃的技术路线及其现状分析进口依存度从1995年的12165%增加到2005年的42%,国际原油市场大幅波动,给我国国民经济和社会发展带了很大负面影响。
我国需要急切找到适合中国特点的替代能源的发展道路。
113 我国必须走以煤为主,发展煤基化工的道路我国煤炭资源相对丰富,石油资源短缺,天然气资源不足。
发展以煤为主的能源道路是中国的必然选择。
发展煤炭深加工的下游产业,发展以煤制乙烯/丙烯的部分替代石油化工产品的道路是我国保障能源安全战略的重要措施。
发展煤炭气化为源头的下游产业链是缓解我国石油紧张的重要技术路线。
而以煤制烯烃技术是众多以煤炭为基础缓解石油资源紧张的重要一环。
2 煤制烯烃的技术路线煤制合成气,通过F-T(费-托合成)(直接法)或通过甲醇或二甲醚(间接法)制取低碳烯烃。
211 煤炭气化煤炭气化其中主要应用途径之一是制备化工合成原料气,进而直接合成各种油品及化学产品,如煤炭间接液化、煤制甲醇、二甲醚等。
目前国内生产化工合成原料气所采用的煤气化技术,以国产的固定床水煤气发生炉为主,同时引进了部分先进的气化炉,如鲁奇(L urgi)加压固定床气化炉、德士古(Texaco)加压气流床气化炉、GSP粉煤气化、壳牌(Shell)加压气流床气化炉等。
212 直接法制备烯烃合成气可以通过F-T合成制取低碳烯烃,副产物为H2O和CO2,尤其是将其应用于选择性合成低碳烯烃已显示出较好的开发前景。
原西德鲁尔化学公司率先进行合成气直接制取低碳烯烃的开发研究,在340℃、110M Pa、500h-1的反应条件下,达到合成气转化率为86%,低碳烯烃选择性70%的水平。
我国碳一化工国家重点实验室采用Ni-TiO2-SiO2催化剂,完成了CO加氢合成乙烯的小试研究,乙烯的选择性大于60%。
中科院大连物化所徐龙伢等采用小试开发成功的K-Fe-MnO/Si-2催化剂进行了118l单管扩大试验,CO 转化率达到70%～90%,C2～C4的选择性72%～74%。
F-T合成是一种强放热反应,大量的反应热将促使催化剂积炭反应更容易生成甲烷和低碳烷烃,导致低碳烯烃选择性大幅度下降;其次,复杂的动力学因素也给选择性合成低碳烯烃造成不利。
213 间接法制备烯烃以煤为原料间接法制备乙烯的技术路线需经过以下3个步骤:第一步:煤气化生成合成气;第二步:由合成气制备甲醇或二甲醚;第三步:由甲醇或二甲醚制备烯烃。
21311 甲醇制乙烯(1)由煤炭气化合成气制甲醇。
中国甲醇产量的50%以上都来自于煤炭气化合成工艺。
合成气制甲醇是一个可逆平衡反应,基本反应为:CO+2H2=C H3O H H(△25℃)=90184kJ/mol 当反应物中有二氧化碳存在时,还能发生如下反应:CO2+O2=C H3O H H(△25℃)=49157kJ/mol 甲醇合成反应特别适合在高压和低温条件下进行。
合成中除生成甲醇外,还生成甲烷、二甲醚、丁醇等副产物。
目前较普遍采用的甲醇低温合成工艺流程有2个:即ICI流程和鲁奇公司流程。
国外现有的甲醇工业合成方法已经达到相当高的水平。
但是还存在如下缺点:①单程转化率低,出口甲醇含量不超过7%,从而需要多次循环;②需要进行能耗很高的甲醇-水的分离;③ICI等传统方法合成气的净化成本很高。
目前,以开发低温液相合成甲醇工艺为主,国内外长期的研究结果表明,必须从根本上改变催化剂体系,开发具有低温(90～180℃)、高活性、高选择性、无过热问题的催化剂,使生产过程在大于90%的高单程转化率和高选择性状态下操作。
国外许多大的科研机构和公司都在研究。
我国在“八五”期间,原国家计委给中科院成都化学所下达了专项研究任务以及中科院“九五”重大项目的特别支持,经过多年努力,已经取得良好进展。
(2)由甲醇制备乙烯/丙烯。
甲醇制低碳烯烃(M TO/M TP)国内外都已经投入大量的人力、物力进行开发研究。
国际上一些著名的石油和化学公司如鲁奇公司,美国环球油品公司/海德鲁公司(UOP/H YDRO)、巴瑟夫(BASF)公司、美孚石油公司、埃克森石油公司都进行了多年研究。
在高选择性催化剂上,M TO的主反应仅有2个:2C H3O H C2H4+2H2O(△H=-11172kJ/ mol)84中国煤炭第32卷第10期2006年10月3C H3O H C3H6+3H2O(△H=-30198kJ/ mol)对M TO工艺的研究和开发,国内外均有固定床和流化床反应装置。
(1)国外M TO(甲醇制烯烃)。
M TO工艺具有原料要求低、原料消耗少、烯烃收率高、乙烯丙烯可调性大,产品分离简单方便,材质要求低等特点。
该技术主要工艺包括:甲醇生产、甲醇催化制烯烃、裂解产物分离与精制。
目前从事该技术开发的有UOP/H YDRO和美孚2家公司,催化剂为M TO-100,甲醇转化率近100%,乙烯和丙烯的选择性分别为55%和27%,且二者可以通过调整参数在115∶1～0175∶1之间变换。
其中UOP和H YDRO公司联合开发的M TO技术已经实现工业化,目前欧洲化学技术公司采用M TO技术正在尼日利亚建设1套80万t的烯烃项目,预计2010年前投产。
(2)M TP(甲醇制丙烯)。
M TP工艺由鲁奇公司开发,该工艺包括甲醇转化和丙烯回收2部分,甲醇转化采用固定床催化反应器和高性能催化剂,丙烯选择性高,结焦少,丙烷产率低。
首先,甲醇经过加热升温、气化后送入二甲醚预反应器,在该反应器中,甲醇在催化剂上转化成二甲醚、未反应的甲醇和水蒸汽达到平衡值的混合物,该混合物在420～490℃和0113～116M Pa下,采用SüdChemie公司专有沸石催化剂在固定床反应器中反应生成丙烯,其收率约为70%。
预计1套M TP装置的投资回收期为215～315年,并同时采用鲁奇公司的大型化甲醇合成技术,使甲醇生产成本低于80美元/t。
2003年9月,在挪威国家石油公司(Statoil)公司特热德拜赫高登(Tjeldberg2 odden)甲醇工厂的M TP示范装置上证实了M TP 工艺的可行性。
(3)中科院大连物化所工艺。
该所的中试装置,规模为017～110t/d,反应温度500～550℃,压力1～0115M Pa,催化剂为P-ZSM-5,甲醇的转化率100%,乙烯到丁烯的选择性为86%。
目前正在中试试验,结果运行良好。
21312 二甲醚制乙烯(1)由煤炭合成气制二甲醚。
从煤炭气化到气化合成气转化为二甲醚。
从热力学上看,从合成气制备二甲醚比制备甲醇容易。
目前研究开发由合成气制备二甲醚一般采用一步法,使用双功能催化剂将合成气转化为二甲醚。
在国外,丹麦的托普索、美国的空气产品及化学公司、日本的钢管公司等都进行了小规模的试验;我国大连物化所及太原煤化所等也都进行了一步合成二甲醚的试验研究。
(2)二甲醚制低碳烯烃(ETO)。
由合成气制二甲醚,然后由二甲醚制低碳烯。
中科院大连物化所在蔡光宇等综合分析技术可行性的基础上,提出了合成气经由二甲醚制取低碳烯烃新技术(SD2 TO),初步研究结果表明每立方米合成气所产生的低碳烯烃收率高于100g。
SD TO法的反应式为:C H3OCH3C H2=CH2+H2O目前,由DM E制取乙烯的机理尚未十分清楚。
有研究表明M TO法中,每克甲醇生成低碳烯的量为0144g,而在ETO法中,每克DM E生成低碳烯的量为01608g,ETO法的反应器比M TO法小25%,但是反应能力高出25%。
SD TO法的投资费用也比M TO法少。
可以预见,SD TO法生产乙烯会成为优选方法。
3 结语(1)我国富煤、缺油、少气的能源构成特点要求我们必须大力发展以煤炭为源头的化工产业。
(2)我国煤炭气化工艺经过多年的发展已经达到很高的水平,为煤炭气化下游化工产品的开发提供了可靠的保证,随着M TO/M TP技术和国内SD TO技术的日渐成熟,国内大规模煤制烯烃工厂会得到很快发展。