甲醇制低碳烯烃_MTO_技术综述
２００７年第２８卷第２期甲醇制低碳烯烃（ＭＴＯ）技术综述
李仲来
（全国化工合成氨设计技术中心站
２５００１３）
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摘
要
简述了甲醇制低碳烯烃（ＭＴＯ）的技术和技术经济概况。关键词
甲醇
低碳烯烃
技术
氮肥技术
１前言
面对我国缺油、少气、煤炭相对丰富的能源
结构和我国经济与环境可持续发展的战略，煤化工则成为我国能源发展的趋势。发展煤化工的主要途径之一就是煤气化制合成气。合成气经过Ｆ－Ｔ合成，可以生产汽油、柴油和烯烃；合成气也可生产一氧化碳、甲醇、合成氨等。而甲醇不仅是极为重要的有机化工原料，也是性能良好的能源和车用燃料。
Ｆ－Ｔ合成是将合成气中ＣＯ和Ｈ２在催化剂和一定温度、压力下合成烃类混合物的最直接的方法。但Ｆ－Ｔ合成在合成品的选择性上，却受到一个被称作Ｓｃｈｕｌｚ－Ｆｌｏｒｙ分布规律的限制，不能任意最大限度地生产某一碳数范围的产物。因此在实际生产中，对所要生产的某种烃类的选择性并不理想。对此，２０世纪３０年代开始，某些研究部门开发了多种改进型或全新型的煤间接液化技术，其中最有成效的就是将合成气先合成甲醇和二甲醚，再进一步转化成烃类。甲醇制低碳烯烃技术即源于此。２
低碳烯烃
低碳烯烃也称作低级烯烃，主要指乙烯、丙烯、丁烯。丁二烯有时也称低碳烯烃。２．１
乙烯
（１）性质、用途及制取
乙烯（ｅｔｈｙｌｅｎｅ），分子式Ｃ２Ｈ４，结构式ＣＨ２＝ＣＨ２，
相对分子质量２８．０５。无色可燃性气体。熔点－１６９．４℃，沸点－１０３．７℃，液体密度（－１０３．８℃）０．５６９９ｇ／ｃｍ３，闪点＜－６６．９℃。溶于醇和醚，难溶于水。具有烃类特有的臭味，属低毒类气体。乙烯与空气混合形成爆炸性气体，爆炸极限３．１％～３２．０％。
乙烯是现代石油化学工业的重要基础原料。以乙烯为原料通过多种合成途径，可得到一系列重要的石油化工中间产品和最终产品。乙烯衍生物产品已遍及有机原料和高分子材料等各个方面，也可作合成材料的单体（如聚乙烯等）。乙烯在石油化学工业乃至国民经济中占重要地位，正象钢铁的产量往往标志着一个国家的工业发展水平那样，乙烯产量很大程度上反应出一个国家的石油化学工业发展水平。
自然界不存在天然的乙烯。石油原料的裂解是乙烯、丙烯等低碳烯烃的重要来源。早期的乙烯生产，主要由乙醇催化脱水和从焦炉气炼厂气中回收制取。现在则主要以石油烃为原料，通过高温裂解法制得。高温裂解的石油烃原料有乙烷、丙烷、丁烷、石脑油、轻柴油等。世界各国和地区都根据其资源情况及原料供应的稳定性，分别选用相应的原料路线。如：美国气体资源丰富，主要以乙烷、丙烷、天然气凝析液（ＮＧＬ）为原料；西欧天然气贫乏，大多数国家以石脑油为原料；日本油、气资源贫乏，乙烯原料几乎全靠进口，以石脑油为主，约占９０％；俄国以石脑油为主，约占８０％。我国目前所用乙烯原料以轻柴油、石脑油为主。但我国贫油、富煤，因而乙烯原料逐渐转向煤制甲醇，当是较好的选择。
（２）产能、产量与消费
我国乙烯工业起步于２０世纪６０年代，８０年代以来发展较快。１９８３年国内乙烯生产能力为７０×１０４ｔ
，１９９３年生产能力达２２３．０×１０４ｔ，年均增长率１０．１３％，１９９５年生产能力为２９０．３×１０４ｔ，年均增长率１４．１０％。
近１０年来，我国乙烯发展概况见表１。
１
氮肥技术年份产能（１０４ｔ）产量（１０４ｔ）开工率（％）
１９９５２１３．８３２０５．８０９６．２４２０００４３４．２２４２６．４４９８．２１２００４６５０．００６２３．２０９５．９１
年均增长（％）１３．１５１３．１０
预计２０１０１２００．００①２０１５
１８００．００②
年份产量进口量
出口量
表观消费量
１９９５２４３．００１．２２－２４４．２０１９９６３０３．６７０．０３３．８５２９９．８５１９９７３５８．４６０．０３３．４６３５５．０３１９９８３７７．２４３．８６０．６８３８０．４２１９９９４３５．０８３．７２－４３８．８０２０００４６９．８０８．８９－４７８．６９２００１４７９．０４７．４３－４８６．４７２００２５４１．３８８．５２２．６１５４７．２６２００３６１１．０８４．６６３．２１６１３．２７２００４６２６．５８６．８０２．２０６３１．１０２００５
７５５．５４
１１．１０
８．２１
７５７．９０
２００７年第２８卷
表１近１０年来我国乙烯发展概况
据统计，１９９９～２００５年，我国乙烯产量年均增长率约１０．００％，而乙烯的当量消费量年均增长率高达１５．９０％，远高于乙烯产量的增长。“十一五”规划乙烯新增产能１０５８×１０４ｔ／ａ，乙烯总产能
１８１０×１０４ｔ
／ａ，可见乙烯的生产及市场均有广阔前景。
近１０所来我国乙烯表观消费量见表２。
表２近１０年来我国乙烯表观消费量（１０４ｔ）（３）国内供需预测
预计２００６～２０１０年间，乙烯当量消费量年均增长率约为７．８％，２０１０年乙烯当量消费量将达２７３５×１０４ｔ，２０１５年将达３５７０×１０４ｔ，２０２０年
可达（３７００～４１００）×１０４ｔ
，而乙烯的当量自给率仅为４９％～５４％。可见乙烯生产有较大的发展空间。
２０１０年我国乙烯当量消费预测见表３。
表３
我国乙烯当量消费预测（１０４ｔ）２．２
丙烯
（１）性质、用途及制取丙烯（ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ），分子式Ｃ３Ｈ６，结构式
ＣＨ３－ＣＨ＝ＣＨ２，
相对分子质量４２．０８１。无色气体。熔点－１８５．２℃，沸点－４７．８℃。液体相对密度ｄ４２０＝０．５１３９。溶于水和醇。丙烯与空气混合，可形成爆炸性气体，爆炸极限为２．０％～１１．１％。高浓度时对人有麻醉性。
丙烯是最早被采用的石油化工原料，也是生产石油化工产品的主要烯烃之一。是仅次于乙烯的最重要的烯烃。在所有石油化工原料中，丙烯的产量和消费量增长最快，甚至超过乙烯的增长速度。
丙烯是仅次于乙烯的最重要的基本有机化工原料之一。一方面广泛用于制取烷基化合物和叠合汽油（又称聚合汽油，由丙烯和丁烯经聚合而成。辛烷值远比裂化汽油高），以提高汽油的辛烷值；另一方面大量用于制造化工产品，如聚丙烯、环氧丙烷、异丙醇、丙三醇、丙烯腈和异丙基苯等。其中大约有３７％的丙烯被用于生产聚丙烯。
丙烯一般不作为单一产品生产。到目前为止，在工业生产上，丙烯的取得，主要是通过石油炼制过程和乙烯生产过程中，以联产品的形式实现的。石油化工所用的丙烯，大部分是由炼厂气中回收、精制获得。
煤间接液化或由甲醇制烯烃技术，打破了上述丙烯生产的传统方式，开辟了一条非石油原料制取低碳烯烃（乙烯、丙烯）的生产路线，这一技术的工业化，可以减少对石油资源的过度依赖，对均衡合理利用我国资源具有重要意义。
（２）产能、产量与消费目前，我国丙烯还是主要来源于乙烯装置联产和炼厂气。近１０年来，我国丙烯的生产能力和产量分别以１３．１５％和１３．１０％的速度增长（见表４）。
表４
我国丙烯生产发展概况注：①其中ＭＴＰ制丙烯为５０×１０４ｔ／ａ。
②其中ＭＴＰ制丙烯为１００×１０４
ｔ／ａ。
年
份产能（１０４ｔ）产量（１０４ｔ）开工率（％）１９９５２９０．３０２４３．００８３．７１２０００４４２．２０４６９．８０１０６．２４年均增长（％）
８．７８１４．０９２００４６００．５０６２６．５８１０４．３４２００５７５３．００７５５．５４
１００．３４
２００６
８３０．００
产品名称２０１０年（预测）消费量当量消费聚乙烯１０４７１５１６聚氯乙烯９２８４５５乙二醇７９７５１６聚苯乙烯４７８１３９ＡＢＳ２８５５１环氧乙烷４０３５丁苯橡胶８４７乙丙橡胶８５
其他１０合计
２７３５
２００５年（实际）消费当量消费１０７８１０５６６９３３４０４５２２９３３７４１０９２３９４３２９２５７３６６４６１８８２２
第２期２００４年，我国丙烯表观消费量为６４４．５３×
１０４ｔ，其中国内产品６２３．２０×１０４ｔ，进口产品为
２１．３３×１０４ｔ（
见表５）。表５
我国丙烯表观消费量（１０４ｔ）
另外，２００４年进口的丙烯下游产品（包括聚
丙烯、乙丙橡胶、丁醇、辛醇和异丙醇等）折成丙烯量约为４６９．１１×１０４ｔ。如此算来，２００４年丙烯的当量消费量达到１１１３．６４×１０４ｔ。国内丙烯市场满足率仅为５５．９８％。
（３）国内供需预测
预计２００４～２０１０年间，我国丙烯需求量年均增长率为７．９３％，同期产能增长速度为１０．７６％；２０１０～２０１５年间，丙烯当量需求量的年均增长率为６．９３％，同期产能增长速度为８．７５％，但丙烯市场满足率仅为７３．１５％，尽管丙烯产能的增长速度高于需求量的增长率，但市场供需仍有较大缺口，甲醇制丙烯（ＭＴＰ）就有较好的发展前景。
我国丙烯供需预测见表６。
表６
我国丙烯供需预测
３
甲醇制烯烃（ＭＴＯ）技术
甲醇制烯烃技术（ＭｅｔｈａｎｏｌｔｏＯｉｅｆｉｎｓ，简称ＭＴＯ）源于甲醇制汽油。在甲醇合成汽油过程中，发现Ｃ２～Ｃ４烯烃是过程的中间产物。控制反应条件（如温度等）和调整催化剂的组成，就能使反应停留在生产乙烯等低碳烃的阶段。显然，催化剂的研究则是ＭＴＯ技术的核心。
目前世界上，对研制ＭＴＯ催化剂卓有成效，因而具备工业化和商业转让条件的甲醇制低碳烯烃的技术主要有三种：美国环球油品公司（ＵＯＰ）和挪威海德鲁（Ｈｙｄｒｏ）公司共同开发的
ＵＯＰ／ＨｙｄｒｏＭＴＯ工艺；德国鲁奇公司开发的
ＬｕｒｇｉＭＴＰ工艺；中国科学院大连化学物理研究所开发的ＤＭＴＯ工艺。３．１ＵＯＰ／Ｈｙｄｒｏ甲醇制烯烃工艺
挪威海德鲁（Ｈｙｄｒｏ）公司创建于１９０５年２月，以生产氮肥起家。现在油气开发是其支柱产业。美国环球油品公司（ＵＯＰ）创建于１９１４年，是当今世界上炼油和石油化工最主要的工艺技术专利商之一，而又以生产和供应分子筛及炼油、石油化工用催化剂见长。
１９９２年，美国ＵＯＰ公司和挪威Ｈｙｄｒｏ公司开始了类似催化裂化装置的甲醇制烯烃工艺，并进行了小试工作。１９９５年两公司合作在挪威建成一套甲醇加工能力为０．７５ｔ／ｄ的工业示范装置，连续运行９０ｄ，甲醇转化率接近１００％，乙烯和丙烯的碳基质量收率达８０％，乙烯和丙烯的质量比（Ｃ＝
２／Ｃ＝
３）
可在１．５～０．７５范围内调节。（１）工艺流程。ＭＴＯ工艺的全过程分为反应—再生系统和反应气分离系统两部分。反应部分只有气固两相，其反应过程：甲醇先脱水生成二甲醚（ＤＭＥ），然后二甲醚与原料甲醇的平衡混合物在催化剂作用下脱水，转化为以乙烯、丙烯为主的低碳烯烃：
２ＣＨ３ＯＨＨ２Ｏ→ＣＨ３－Ｏ－ＣＨ３Ｈ２Ｏ→Ｃａｔ
Ｃ＝２￣Ｃ＝
３
该催化反应为放热反应。失活的催化剂需在流化床再生器中燃炭再生，然后返回流化床反应器继续反应。反应器和再生器都设有移热装置。
工艺流程见图１。
图１ＭＴＯ工艺流程示意图
１反应器２再生器３脱水塔４脱碳塔５压缩机６干燥器７脱乙烷塔８乙炔加氢塔９脱甲烷塔１０脱丙烷塔
该工艺过程与炼油工业的催化裂化技术非常相似，有人认为是炼油厂流化床催化裂化（ＦＣＣ）技术的延伸。而在反应机理方面又与甲醇制汽油（如：美国Ｍｅｂｉｒ公司开发的ＭＴＧ技术）有
年份国产量进口量出口量表观消费量１９９５２０５．８０４．３１０２１０．１１２０００４２６．４４１６．８７０．５８４４２．７３２００４６２３．２０
２１．３３
０
６４４．５３２０１５
２４６０．００
年均增长（％）１３．２６预计２０１０１７６０．００项目２００４年２０１０年２０１５年供应能力（１０４ｔ）６５０．００１２００．００１８００．００当量需求（１０４ｔ）１１１３．６４
１７６０．００
２４６０．００
国内市场满足率（％）
５５．９８
６８．１９
７３．１５
李仲来：甲醇制低碳烯烃（ＭＴＯ）技术综述
３
methanol to olefines
氮肥技术项目乙烯丙烯丁烯Ｃ５＋Ｈ＋（Ｃ１＋－Ｃ４＋）
ＣＯＸ＋焦炭Ｈ２Ｏ∑产率（对进料）
２１．１０１４．５６４．２２１．０６１．５６１．４８５６．０２
１００（对碳基）４８．００３３．１０９．６０２．４０３．５０３．４０１００每ｔ甲醇可产（ｔ）
０．２１０
０．１５０
０．０４０
０．０１０
０．０１６
０．００４
０．５７０１．０００
相同之处，即，反应分为两步：甲醇先脱水生成二甲醚（ＤＭＥ），然后二甲醚再脱水转化成低碳烯烃。其产物之所以不同，缘于所用催化剂之不同。
（２）操作条件。反应温度４００～５００℃，反应压力０．３ＭＰａ。
（３）所用催化剂。催化剂为ＳＡＰＯ－３４分子筛
（型号ＭＴＯ－１００）。该催化剂的反应机理决定了其
反应周期非常短，需要频繁地再生，从而确定了ＭＴＯ工艺不宜选择固定床反应器，而只能选择连续反应－再生的流化床反应器。
ＭＴＯ工业示范装置的物料平衡和产率见表７。
表７
ＵＯＰ／Ｈｙｄｒｏ工业示范装置的物料平衡和产率（％）
ＵＯＰ／Ｈｙｄｒｏ的ＭＴＯ技术特点是，可以通过改
变反应器的操作，较大范围地调整Ｃ２＝／Ｃ３＝
比。以碳基计算，在最大量生产乙烯时，其收率为：乙烯
４６％、丙烯３０％、丁烯９％、其它１５％，Ｃ２
＝
／Ｃ３＝比为１．５３；最大量生产丙烯时，其收率为：乙烯３４％、丙
烯４５％、丁烯１２％、其它９％，Ｃ２＝／Ｃ３＝
比为０．７５。最新的研究结果表明，甲醇转化成（乙烯＋丙烯）的碳基选择性可以达到８５％～９０％。
新加坡欧洲化学技术公司采用ＵＯＰ／Ｈｙｄｒｏ公司ＭＴＯ工艺，在尼日利亚ＩｂｅｊｕＬｅｋｋｉ地区建
设７５００ｔ／ｄ（２５０×１０４ｔ
／ａ）甲醇和４０×１０４ｔ／ａ乙烯、４０×１０４ｔ／ａ丙烯装置。预计２００７年投产。３．２大连化物所ＤＭＴＯ工艺
中国科学院大连化学物理研究所在２０世纪８０年代初进行ＭＴＯ研究工作，“七五”期间完成３００ｔ／ａ中试，采用固定床反应器和中孔ＺＳＭ－５沸石催化剂。１９９３年开发了由二甲醚制取烯烃的ＤＭＴＯ工艺，并于１９９５年在上海青浦化工厂建设了原料二甲醚处理量为６０～１００ｋｇ／ｄ的中试装
置。该装置也采用流化床反应－再生形式，采用
自行研制的ＤＯ－１２３型催化剂。中试结果和ＵＯＰ／ＨｙｄｒｏＭＴＯ工业示范装置基本处于同一水平。见表８。
表８
ＤＭＴＯ技术和ＵＯＰ／Ｈｙｄｒｏ技术对比
目前，大连化物所、中国石化洛阳石化工程公司和陕西省投资公司合作，在陕西省建成了甲
醇处理量１×１０４ｔ
／ａ的ＤＭＴＯ工业示范装置。２００６年２月投料试车。同年８月通过了国家鉴定。工艺流程见图２。
项目ＵＯＰ／ＨｙｄｒｏＤＭＴＯ原
料
甲醇二甲醚反应器流化床流化床催化剂ＳＡＰＯ－３４
（ＭＴＯ－１００）
ＳＡＰＯ－３４（ＤＯ－１２３）
产品（％）乙烯４５￣５０￣５０乙烯＋丙烯＞８０＞８０乙烯＋丙烯＋丁烯
￣９０
￣９０
图２
ＤＭＴＯ工艺流程示意图１反应器
２再生器
３急冷塔
４水洗塔
５压缩机
６碱洗塔
７干燥塔
８脱Ｃ２塔
９加氢反应器１０脱Ｃ１塔
１１Ｃ２分馏塔
１２脱Ｃ３塔
１３Ｃ３分馏塔
１４脱Ｃ４塔
１５Ｃ４转化反应器
１６取热器
２００７年第２８卷
４
大连化物所近期研究表明，其（Ｃ２＝＋Ｃ２＝
）烯烃的选择性可达８５％，（Ｃ２＝＋Ｃ３＝＋Ｃ４＝）烯烃的选择性＞９０％。
大连化物所自行研制的催化剂价格低廉，具有较强的市场竞争力。３．３Ｌｕｒｇｉ公司甲醇制丙烯（ＭＴＰ）技术
２０世纪９０年代，德国鲁奇（Ｌｕｒｇｉ）公司成功地开发了甲醇制丙烯（ＭＴＰ）技术，采用由南方化学（Ｓüｄ－Ｃｈｅｍｉｅ）公司提供的沸石分子筛催化剂和固定床反应器。两个反应器串联。在第一个反应器中，甲醇转化成二甲醚；在第二个反应器中，未反应的甲醇蒸气与二甲醚转化为丙烯。反应和再生由两套设备轮流切换操作。操作温度３８０～４８０℃，操作压力０．１３～０．１６ＭＰａ。产物的典型组成：
丙烯乙烯丙烷Ｃ４～Ｃ５焦炭Ｃ６（％）７１．０１．６１．６８．５＜０．０１１６．１由南方化学（Ｓüｄ－Ｃｈｅｍｉｅ）公司提供的沸石分子筛催化剂曾在试验装置上运行８０００ｈ，以确认其稳定性。２００３年９月，进一步证实了该工艺的可行性。
Ｌｕｒｇｉ公司已经与伊朗国家石油公司的Ｚａｇｒｏｓ子公司签署合同，在ＢａｎｄａｒＡｓｓａｌｕｙｅ地区建设５０００ｔ／ｄ甲醇装置，并采用Ｌｕｇｒｉ公司（ＭＴＰ）
技术建设５２×１０４ｔ
／ａ丙烯装置。２００４年３月，Ｌｕｒｇｉ公司还和伊朗Ｆａｎａｖａｒａｎ石油公司签署了ＭＴＯ技术转让、初步设计和提供专用设备的协
议，并筹建１０×１０４ｔ
／ａ丙烯装置，计划２００９年投产。这将是世界上第一套以甲醇为原料生产丙烯的工业装置。
Ｌｕｒｇｉ公司的ＭＴＯ技术特点是：丙烯收率较高；专用沸石催化剂，低结焦，在反应温度下可不连续再生，降低再生循环次数；固定床反应器磨损率较低。３．４我国甲醇制烯烃的动向
目前我国已有三个地区计划建设甲醇制烯烃工业化装置，以此发展石油化工。
（１）内蒙古蒙西高新技术集团公司以天然气为原料经甲醇制烯烃项目，采用德国Ｌｕｒｇｉ公司的甲醇合成技术和该公司的甲醇制丙烯（ＭＴＰ）专有技术，生产丙烯、聚丙烯，并副产汽油和液化石油气（ＬＰＧ）
（２）陕西省最近推出三个大型煤化工项目，
即：榆神煤化学工业区年产２００×１０４ｔ甲醇、
６０×１０４ｔ丙烯的ＭＴＰ项目；榆横煤化学工业区年产
２４０×１０４ｔ甲醇、
８０×１０４ｔ烯烃的ＭＴＯ项目和彬长煤化学工业区年产１５０×１０４ｔ甲醇、
２７．３×１０４ｔ乙烯、２２．７５×１０４ｔ丙烯的ＭＴＯ项目，其原料均为低灰、低硫、低磷、高热量的优质动力用煤和化工用煤。
（３）中海石油化学有限公司与香港建滔化工集团合资，在海南东方化工城建设的６０×１０４ｔ／ａ甲醇项目已开工，并计划近两年再建一套１２０×
１０４ｔ
／ａ甲醇装置。届时，海南东方化工城将形成１８０×１０４ｔ／ａ甲醇生产能力，拟采用德国Ｌｕｒｇｉ公司的ＭＴＰ技术建设４５×１０４ｔ／ａ丙烯装置。
另外，《亚洲化学新闻》２００５年８月刊文说，中国最大的煤炭生产商神化集团有两个煤制烯烃项目，一个是在包头建设一套以煤为原料，１８０×１０４ｔ／ａ甲醇、６０×１０４ｔ／ａ烯烃装置，投资约１０亿美元。这将成为中国第一个建成的煤制烯烃工厂。另一个是陕西榆林的煤制烯烃项目，也已着手与陶氏化学进行可行性研究。宁夏一家石化公
司计划将煤制甲醇从６０×１０４ｔ
／ａ扩建到２６０×１０４ｔ
／ａ，生产烯烃５０×１０４ｔ／ａ。有资料介绍，以甲醇为原料的烯烃产量，预计２０１０年可达１４０×１０４ｔ，
２０１５年可达５００×１０４ｔ
，２０２０年可达８００×１０４ｔ。４技术经济概况４．１低碳烯烃成本
甲醇制烯烃的主要原料是甲醇。据测算，甲醇费用占低碳烯烃制造成本的７０％～８０％。因此，当工艺路线确定之后，低碳烯烃的成本取决于甲醇的价格。
根据ＭＴＯ工业示范装置的物料平衡，每制造１ｔ（乙烯＋丙烯）产品，需消耗甲醇２．８１ｔ。见表６。
（１）甲醇价格对烯烃制造成本的影响（见表９）
表９甲醇价格对烯烃成本的影响
专家分析，根据目前乙烯、丙烯市场价格，如
果甲醇价格不高于１０００元／ｔ，ＭＴＯ工艺制得的
甲醇价格混合烯烃成本
（元／ｔ）
甲醇占烯烃成本
比例（％）
１０００３７５９７６．００１３００４６４６８０．００１４００４９４１８１．００１５００５２３６８１．８６１６００
５５３２
８２．６３
第２期李仲来：甲醇制低碳烯烃（ＭＴＯ）技术综述
５
氮肥技术
低碳烯烃会有较好的经济效益和市场竞争力。
（２）甲醇原料对烯烃成本的影响
我国生产甲醇的原料主要是煤炭和天然气，还有重油、焦炉气等其他原料，其原料结构大致为：煤炭占６５％，天然气占３０％，其它（重油、焦炉气等）占５％。
甲醇原料费用占其成本的６０％以上，因此甲醇原料的价格对甲醇成本进而对烯烃成本有较大的影响。
①天然气价格对烯烃成本的影响（见表１０）
表１０天然气价格对烯烃成本的影响
注：含１０％的投资回报
②煤炭价格对烯烃成本的影响（见表１１）
表１１煤炭价格对烯烃成本的影响
注：含１０％的投资回报。
山东鲁南化肥厂１１０×１０４ｔ／ａ精甲醇装置，以煤为原料，采用水煤浆加压气化，原料煤价格３００～４００元／ｔ，精甲醇制造成本约１１００元／ｔ。以煤基甲醇为原料会有较好的经济效益和市场竞争力。
４．２ＭＴＯ装置投资
目前，世界上还没有实际运行的ＭＴＯ工业化装置，因而其投资情况尚不确定。仅据有关资料介绍，中国内蒙古神华集团与香港克瑞集团和包头明天科技公司合资在包头建设一套以煤为原料，１８０×１０４ｔ／ａ甲醇、６０×４ｔ／ａ烯烃装置，投资约１０亿美元。这将成为中国第一个建成的煤制烯烃工厂。
５简评
（１）甲醇制低碳烯烃，从技术上说，国外两个主要专利商ＵＯＰ／Ｈｙｄｒｏ公司和Ｌｕｒｇｉ公司经多年的技术开发，已具备了建设工业化示范装置的条件。１９９５年１１月ＵＯＰ／Ｈｙｄｒｏ公司在南非第四届国际天然气转化会议上宣布可以进行ＭＴＯ技术的转让，并称该过程可实现年产５０×１０４ｔ乙烯的工业化生产，可从ＵＯＰ／Ｈｙｄｒｏ公司获得建厂许可证。
我国大连化物所在ＤＭＴＯ工艺和催化剂的研究方面也处于国际领先水平，并建设了工业化试验装置。
ＭＴＯ装置的反应－再生系统与石油催化裂化装置有许多相似之处，可借鉴其设计及运行经验，ＭＴＯ装置在技术上不会有太大的风险。
（２）甲醇制低碳烯烃，除考虑较为成熟、完善的技术外，最重要的就是经济效益。煤制烯烃与石油裂解制烯烃相比，其经济竞争力取决于甲醇成本，而甲醇成本又取决于原料和生产规模。据专家分析，对于煤制甲醇，如果甲醇装置生产规模为（１００～１５０）×１０４ｔ／ａ，有可能使甲醇生产成本降至１０００元／ｔ以下，煤制甲醇的ＭＴＯ技术经济可行。如果甲醇规模＜５０×１０４ｔ／ａ，则不甚可行。如果煤炭价格＞２００元／ｔ，ＭＴＯ工艺所生产的低碳烯烃成本及其下游产品（如聚乙烯、聚丙烯）就很难有竞争力。一般来说，煤炭价格每增加５０元／ｔ，甲醇生产成本增加７５元／ｔ（甲醇煤耗按１．５ｔ／ｔ计），低碳烯烃的生产成本将增加２５５元／ｔ（混合烯烃耗甲醇按３ｔ／ｔ计）。因此，ＭＴＯ装置应建在煤炭资源丰富的地区。
（３）能源是我国当前和今后相当长一个时期内制约经济社会发展的突出瓶颈。能源资源不是无限的，世界各国概莫能外。所以，开发和节约能源是我国的国策。
据专家预测，今后２０年内，我国原油产量基本维持在（１．８～２．５）×１０８ｔ／ａ。我国石油剩余可采储量约３２．７×１０８ｔ／ａ，以此计算，我国石油开采大约尚可维持１６年（天然气可开采４０年，煤可开采２００年）。而我国石油消费量预计到２０１０年将达３．２×１０８ｔ／ａ，２０２０年，将达（３．５～４．２）×１０８ｔ／ａ，预期将有５２％的石油靠进口。世界上石油资源也是有限的（２００３年世界石油探明储量１５７２．３５×１０８ｔ／ａ，产量３６．９７×１０８ｔ／ａ。），且世界石油的消费量以年均１．４３％的速率增长，因而国际上对石油的争夺也一直很激烈，以至爆发“石油战争”（如十几年前的伊拉克入侵科威特及海湾战争，应是一场地地道道的石油战争。随后，科索沃战争，车臣战争，阿富汗战争等都有着石油战争的深刻背景）。
有关专家分析：当一国的石油进口超过５０００×１０４ｔ时，国际市场的行情变化就会影响该国的国民经济运行。当进口量超过１×１０８ｔ以后，就要考虑采取外交、经济、军事措施以保证石油
天然气价格（元／ｍ３）０．５０．８１．１１．４１．７烯烃成本（元／ｔ）注３８００４５５０５３００６０６０６８００
煤炭价格（元／ｔ）１００２００３００４００烯烃成本（元／ｔ）注３６７５４２５０４８２５５４００２００７年第２８卷
６
供应安全。
我国２００４年的石油进口量已超过１．２×１０８ｔ
，２００５年进口量为１．３６×１０８ｔ，２００６年上半年进口量已达７３３３×１０４ｔ。石油的对外高依赖格局会带来潜在的风险。国务院发展研究中心研究员陈准博士指出，随着中国石油进口量的迅猛增加，必须考虑建立战略石油储备作为保障石油供应的手段之一，它是国家整个能源安全战略中的一个重要组成部分。由此而论，利用我国丰富的煤炭资源，适度建设和发展ＭＴＯ／ＭＴＰ装置，实现低碳烯烃生产多元化，减轻原油供应压力，具有深远的意义。
参考文献
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４陈香生，刘昱，陈俊武．煤基甲醇制烯烃（ＭＴＯ）工艺生产低碳烃的工程技术及投资分析．煤化工．２００５（５）５中国氮肥工业协会赴欧洲技术考察报告．甲醇与甲醛．２００５（１，２，３）
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１２
迟洪泉．国内外乙烯工业现状与发展．化工技术经济．２００６（４）
（收稿日期：２００７－０２－０８）
摘
要
简述了ＳＨＥＬＬ煤气化装置部分设备配置方案和技术要求，并对可能存在的问题提出预见性的解决措施。关键词
煤气化装置压缩机
捞渣机
浅析ＳＨＥＬＬ煤气化装置的设备配置
李
斌
（河南龙宇煤化工公司４７６６００）
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１
前言
随着国内近年掀起的煤化工热潮，ＳＨＥＬＬ煤气化工艺以其高效、安全和环保的特点，成为很
多企业的首选工艺之一。目前国内已有１５家，共计１９台ＳＨＥＬＬ气化炉在建或投运。河南龙宇煤化工公司一期项目设计年产５０×１０４ｔ甲醇，配套荷兰ＳＨＥＬＬ煤气化工艺，设计日投煤量为２１４７ｔ，目前该项目已接近工程安装的收尾阶段。
下面对本项目气化激冷气压缩机和捞渣机的配置做一介绍。２激冷气压缩机
ＳＨＥＬＬ煤气化工艺在目前各类气化工艺中粗煤气效率最高，可以达到８３％。系统采用干气
激冷流程，将粗煤气温度降至９００℃以下，而后利
用换热器回收高位热能，副产过热蒸汽，用以驱动甲醇的合成气压缩机。其激冷流程如下：
在湿洗和干法除灰后，按温度控制比例抽取煤气，混合后的２０９℃煤气，经激冷气压缩机加压后送至气化炉激冷段，与从气化反应室出来的１５００℃的高温煤气充分混合，将其温度迅速激冷至８５０～９００℃。煤气经激冷后，气相中的液态渣全部以干灰或固体颗粒存在，从而具备了进行间壁式换热的条件。
激冷气压缩机在气化流程的转动设备中属于核心设备，其特殊性在于工艺条件要求较苛刻。主要有以下几点：第一，煤气设计温度为
############################################２００７年第２８卷第２期氮肥技术
７
甲醇制乙烯丙烯原理
甲醇制烯烃技术（MTO/MTP） 甲醇制烯烃（Methanol to Olefins，MTO）和甲醇制丙烯（Methanol to Propylene）是两个重要的C1化工新工艺，是指以煤或天然气合成的甲醇为原料，借助类似催化裂化装置的流化床反应形式，生产低碳烯烃的化工技术。 从MTG反应机理分析，低碳烯烃是MTG反应的中间产物，因而MTG工艺的开发成功促进了MTO工艺的开发。国际上的一些知名石化公司，如Mobil、BASF、UOP、Norsk Hydro 等公司都投入巨资进行技术开发。 Mobil公司以该公司开发的ZSM-5催化剂为基础，最早研究甲醇转化为乙烯和其它低碳烯烃的工作，然而，取得突破性进展的是UOP和Norsk Hydro两公司合作开发的以UOP MTO-100为催化剂的UOP/Hydro的MTO工艺。 国内科研机构，如中科院大连化物所、石油大学、中国石化石油化工科学研究院等亦开展了类似工作。其中大连化物所开发的合成气经二甲醚制低碳烯烃的工艺路线（SDTO）具独创性，与传统合成气经甲醇制低碳烯烃的MTO相比较，CO转化率高，达90%以上，建设投资和操作费用节省50%～80%。当采用D0123催化剂时产品以乙烯为主，当使用D0300催化剂是产品以丙烯为主。 一、催化反应机理 MTO及MTG的反应历程主反应为： 2CH3OH→C2H4+2H2O 3CH3OH→C3H6+3H2O 甲醇首先脱水为二甲醚（DME)，形成的平衡混合物包括甲醇、二甲醚和水，然后转化为低碳烯烃，低碳烯烃通过氢转移、烷基化和缩聚反应生成烷烃、芳烃、环烷烃和较高级烯烃。甲醇在固体酸催化剂作用下脱水生成二甲醚，其中间体是质子化的表面甲氧基；低碳烯烃转化为烷烃、芳烃、环烷烃和较高级烯烃，其历程为通过带有氢转移反应的典型的正碳离子机理；二甲醚转化为低碳烯烃有多种机理论述，目前还没有统一认识。 Mobil公司最初开发的MTO催化剂为ZSM-5，其乙烯收率仅为5%。改进后的工艺名称MTE，即甲醇转化为乙烯，最初为固定床反应器，后改为流化床反应器，乙烯和丙烯的选择性分别为45%和25%。 UOP开发的以SAPO-34为活性组分的MTO-100催化剂，其乙烯选择性明显优于ZSM-5，使MTO工艺取得突破性进展。其乙烯和丙烯的选择性分别为43%～61.1%和27.4%～41.8%。 从近期国外发表的专利看，MTO研究开发的重点仍是催化剂的改进，以提高低碳烯烃的选择性。将各种金属元素引入SAPO-34骨架上，得到称为MAPSO或ELPSO的分子筛，这是催化剂改型的重要手段之一。金属离子的引入会引起分子筛酸性及孔口大小的变化，孔
年产15万吨甲醇制乙烯精馏工段工艺设计毕业设计
中国矿业大学银川学院本科毕业设计 （2010 届） 题目年产15万吨甲醇制乙烯精馏工段 工艺设计
1.设计年产15万吨甲醇精馏段，年开车时间7920小时，工艺采用以煤制气为原料合成粗甲醇，经预精馏塔、加压精馏塔和常压精馏塔分离后得到精甲醇的新节能型三塔工艺流程开发的 2.计算条件： ①原料气组成 CH3OH H2O CH3CH2OH 轻馏分杂醇 Wt% 95 3.72 0.1 1.11 0.07 ②精甲醇收集：99.6% ③废水中甲醇含量：50ppm 3.设计要求： ①编写计算说明书，其中包括综述，工艺路线选择，物料衡算与工艺计算，主要塔设备计算，热量衡算等。 ②图纸（3张）：甲醇精馏段带控制点工艺流程图，平面布置图，工段主要物料管道图，精馏塔图，主要设备图等 ③说明书可以电脑打字，图纸均为CAD绘图
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
煤制烯烃研究报告范本
煤制烯烃研究报告
煤制烯烃工艺研究报告 一、煤制烯烃简介 制备丙烯的传统方法是采用轻油（石脑油、轻柴油）裂解工艺，但石油储量有限，因此世界各国开始致力于非石油路线制乙烯和丙烯类低碳烯烃的开发。其中，以煤或天然气为原料制甲醇，再由甲醇制低碳烯烃的工艺受到重视。 煤制烯烃主要指乙烯、丙烯及其聚合物。聚乙烯主要应用于粘合剂、农膜、电线和电缆、包装（食品软包装、拉伸膜、收缩膜、垃圾袋、手提袋、重型包装袋、挤出涂覆）、聚合物加工（旋转成型、注射成型、吹塑成型）等行业。 丙烯是仅次于乙烯的一种重要有机石油化工基本原料，主要用于生产聚丙烯、苯酚、丙酮、丁醇、辛醇、丙烯腈、环氧丙烷、丙二醇、环氧氯丙烷、合成甘油、丙烯酸以及异丙醇等。 煤制烯烃简单来说可分为煤制甲醇、甲醇制烯烃这两个过程。主要有四个步骤：首先经过煤气化制合成气，然后将合成气净化，接着将净化合成气制成甲醇，甲醇在催化剂的作用下脱水生成二甲醚（DME)，形成甲醇、二甲醚和水的平衡混合物，然后转化为低碳烯烃，烯烃经过聚合反应生产聚烯烃。当前，国际上有几种领先的甲醇制烯烃工艺，如美国UOP公司与挪威海德鲁（Lydro）公司的甲醇制烯烃工艺（MTO）、德国鲁奇（Lurgi）公司的甲醇制丙烯工艺（MTP）、美国AtoFina与UOP公司的烯烃裂
解工艺等，其中Lurgi公司的MTP工艺已经在国内的生产装置上应用，在最先实现工业化。 二、国外煤制烯烃技术 MTO是国际上对甲醇制烯烃的统一叫法。最早提出煤基甲醇制烯烃工艺的是美孚石油公司（Mobil），随后巴斯夫公司（BASF）、埃克森石油公司（Exxon）、环球石油公司（UOP）及海德鲁公司（Hydro）等相继投入开发，在很大程度上推进了MTO 的工业化。1995年，UOP与挪威Norsk Hydro公司合作建成一套甲醇加工能力0.75 吨/天的示范装置，连续运转90天，甲醇转化率接近100%，乙烯和丙烯的碳基质量收率达到80%。1998年建成投产采用UOP/Hydro工艺的20万吨/年乙烯工业装置，截止已实现50万吨/年乙烯装置的工业设计，并表示可对设计的50万吨/年大型乙烯装置做出承诺和保证。UOP/Hydro的MTO工艺能够在比较宽的范围内调整反应产物中C2与C3；烯烃的产出比，可根据市场需求生产适销对路的产品，以获取最大的收益。 惠生(南京)清洁能源股份有限公司甲醇制烯烃装置采用环球油品公司（UOP）的甲醇制烯烃(MTO)/烯烃裂化(OCP)技术，是全球首套采用霍尼韦尔先进技术（Honeywell）的装置，与传统工艺相比，该项工艺被验证拥有高收率和低副产品形成的优点。
甲醇制烯烃工艺_MTO_
纪律和奖罚制度,调动全体试车人员的积极性,经过一年多的工作,于1998年11月15日又开始试车。经过一个多月的投料表明,1.5万t a氯化法钛白的主要技术难关基本上已被攻克,初步实现了连续稳定生产。 5 几点建议 (1)面对世界钛白由跨国集团高度垄断的新局面,国内钛白工业必须加强集中统一领导、统一规划、合理布局,一致对外。 (2)对现有的钛白厂要实行强强联合,对亏损严重、污染大的厂要坚决实行关停并转。 (3)对已引进的3套较大型的钛白粉生产装置,国家应继续给予优惠政策和资金支持,并跨地区、跨部门地组织专家联合进行技术攻关。特别要充分发挥经验丰富的老专家的作用,协同作战,解决工艺、技术难题,提高产品质量,开发新品种,以满足国民经济发展的需要。 (4)由于硫酸法钛白生产三废排放量大,较难处理,而氯化法钛白生产的主要技术难题又已基本被攻克,现在完全可以利用国内技术兴建万吨级以上的氯化法钛白生产装置。建议除了特殊地区外,今后兴建的钛白厂主要应采用氯化法。而且厂址最好能与氯碱厂在一起,以达到优势互补,提高经济效益的目的。 (5)为保护民族工业,扶植国内钛白生产,建议对国外钛白供应商向我国低价倾销钛白粉要进行处罚;要制定相关法律,向其所在国贸易管理机构起诉,并对进口产品征收高额的反倾销税。 ?新产品新装置? 吉化公司乙撑双硬脂酰胺装置建成投产 具有国内领先水平的年产700t乙撑双硬脂酰胺生产装置,在吉化公司研究院建成,并投入批量生产。 乙撑双硬脂酰胺是一种多功能塑料加工助剂,可广泛应用于高分子聚合树脂,如AB S树脂、聚氯乙烯、聚丙烯、酚醛树脂及氨基树脂加工中的润滑剂、防粘剂、粘度调节剂和表面光亮剂等。 该装置是由吉化研究院自行开发、设计的。经半年的运转考核,生产能力达到并超过设计能力(已达800t a以上),其产品经在吉化合成树脂厂引进的10万t a AB S生产装置上应用,性能指标完全满足生产要求。目前,产品已向该公司及国内多家用户批量供货,质量及稳定性已达到国外同类产品水平。 (微笔) 扬子石化大型空分装置投入运行 扬子石化股份公司投资近3亿元的每小时增产氧气2万m3、氮气3.75万m3的大型空气分离装置投入运行。 该空分装置在设计、安装过程中,采用了引进国外先进技术和设备与国内配套设计相结合的办法,装置开停车过程可全部自动调整控制,DCS控制系统达到国际90年代先进水平。(微笔) 甲醇制烯烃工艺(M TO) 一项以天然气为原料经甲醇制取混合烯烃(乙烯+丙烯+丁烯)的工艺技术即M TO工艺,已由美国环球油品公司(UO P)和挪威海德罗(H ydroc)公司联合开发中试成功。 1995年11月,在南非第四次天然气转化国际年会上,UO P和H ydroc公司首次公布了这一工艺技术及其示范装置的运行数据。据称,这一工艺经小试、中试和示范装置长期、连续试验,操作稳定,得到了相互验证,可以用来建设年产50万t乙烯的工业化生产装置。 该技术的工艺流程和设备与炼厂的 型催化裂化装置基本相同,产品分离流程比传统的深冷分离流程简单。 采用M TO工艺生产烯烃,需要大量天然气或甲醇:一套30万t a M TO法乙烯装置,年消耗天然气13亿m3或甲醇150万t。因此,在天然气供应充足而且价格便宜的地方,采用此法生产烯烃,比之石脑油或轻柴油裂解制烯烃,在技术和经济上都具有一定的优越性。 我国对M TO工艺的开发也已经历多年,中试数据与国外很接近,而催化剂性能则优于国外。据了解,中国石油和天然气北方公司正在进行M TO工艺的千吨级工业化试验。(宗言恭) 81 化 工 技 术 经 济 第17卷
煤制烯烃简介
煤制烯烃项目简介 一、煤制烯烃 煤制烯烃简单来说可分为煤制甲醇、甲醇制烯烃这两个过程。主要有四个步骤:首先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,甲醇在催化剂得作用下脱水生成二甲醚(DME),形成甲醇、二甲醚与水得平衡混合物,然后转化为低碳烯烃,烯烃经过聚合反应生产聚烯烃。 煤制烯烃主要指乙烯、丙烯及其聚合物、聚乙烯主要应用于粘合剂、农膜、电线与电缆、包装(食品软包装、拉伸膜、收缩膜、垃圾袋、手提袋、重型包装袋、挤出涂覆)、聚合物加工(旋转成型、注射成型、吹塑成型)等行业。 丙烯就是仅次于乙烯得一种重要有机石油化工基本原料,主要用于生产聚丙烯、苯酚、丙酮、丁醇、辛醇、丙烯腈、环氧丙烷、丙二醇、环氧氯丙烷、合成甘油、丙烯酸以及异丙醇等。 二、国外煤制烯烃技术 MTO就是国际上对甲醇制烯烃得统一叫法。最早提出煤基甲醇制烯烃工艺得就是美孚石油公司(Ｍobｉl),随后巴斯夫公司(ＢASF)、埃克森石油公司(Ｅxxoｎ)、环球石油公司(UOP)及海德鲁公司(Hｙｄrｏ)等相继投入开发,在很大程度上推进了ＭTＯ得工业化。１995年,UＯP与挪威NorsｋHydro公司合作建成一套甲醇加工能力０.75 吨/天得示范装置,连续运转90天,甲醇转化率接近100％,乙烯与丙烯得碳基质量收率达到80%。1９9８年建成投产采用UOP/Hydro工艺得20万吨/年乙烯工业装置,截止2006年已实现50万吨/年乙烯装置得工业设计,并表示可对设计得50万吨/年大型乙烯装置做出承诺与保证、UOＰ/Hyｄro得MTO工艺可以在比较宽得范围内调整反应产物中C２与C3;烯烃得产出比,可根据市场需求生产适销对路得产品,以获取最大得收益。 惠生(南京)清洁能源股份有限公司甲醇制烯烃装置采用环球油品公司(UOP)得甲醇制烯烃(MＴO)/烯烃裂化(OCP)技术,就是全球首套采用霍尼
甲醇制丙烯工艺
甲醇制丙烯工艺 与甲醇制烯经同时生产乙烯和丙烯不同，甲醇制丙烯工艺主要生产丙烯，副产LPG和汽油；反应中生成的乙烯和丁烯返回系统再生产，作为歧化制备丙烯的原料。 1、鲁奇公司(Lurgi)的MTP工艺 1996年鲁奇公司使用南方化学公司的高选择性沸石基改性ZSM-5催化剂，开始研发MTP工艺。1999年，鲁奇公司在德国法兰克福研发中心建立了一套单管绝热固定床反应装置，装置设计规模为数百克/时甲醇处理能力，主要完成了催化剂性能测试，并验证了MTP设计理念、优化了反应条件。2000年，鲁奇公司在法兰克福研发中心建立了三管（3x50%能力）绝热固定床反应装置，装置处理甲醇能力为1千克／小时，该装置打通了MTP总工艺流程，模拟了系统循环操作，进一步优化了反应条件，并为MTP示范厂的建立积累了大量基础数据。2002年1月，鲁奇公司在挪威Tjeldbergodden地区的Statoil甲醇厂建成甲醇处理能力为360千克/天的MTP示范厂。2004年5月，示范工作结束。通过测试，催化剂在线使用寿命满足8000小时的商业使用目标；产物丙烯纯度达到聚合级水平，并副产高品质汽油。 鲁奇公司MTP技术特点是甲醇经两个连续的固定床反应器，第一个反应器中甲醇首先转化为二甲醚，第二个反应器中二甲醚转化为丙烯。该技术生成丙烯的选择性高，结焦少，丙烷产率低。整个MTP工艺流程对丙烯的总碳收率约为71%。催化剂由德国南方化学公司生产。 鲁奇公司MTP反应器有两种形式：即固定床反应嚣（只生产丙烯）和流化床反应器（可联产乙烯/丙烯）。
2008年3月，鲁奇公司与伊朗Fanavaran石化公司正式签署MTP技术转让合同，装置规模为10万吨/年。 2008年9月，LyondeIIBasell，特立尼达多巴哥政府，特立尼达多巴哥国家气体公司(NGC)，特立尼达多巴哥国家能源公司(NEC)和鲁奇(Lurgi)公司联合宣布，已经签署了一项项目发展协议，共同建设和运营在特立尼达多巴哥的一体化甲醇制丙烯(MTP)和聚丙烯(PP)项目。通过三条世界级的工厂，包括大规模天然气制甲醇和MTP以及PP工厂，该项目最终将实现49万吨PP产能。其中，大规模甲醇和MTP的工艺分别由鲁奇公司提供，而丙烯聚合将利用巴塞尔公司的Spherizone工艺。 采用鲁奇MTP技术的神华宁煤50万吨/年煤基聚丙烯项目于2010年12月打通全流程，2011年4月底产出终端合格聚丙烯产品，由试车阶段全面进入试生产阶段，并于5月实现首批产品外运销售。 2、中国化学工程集团、清华大学和淮化集团联合开发的FMTP工艺 流化床甲醇制烯烃(FMTP)技术由中国化学工程集团公司、清华大学和淮化集团联合开发，三方在安徽淮南建设甲醇处理量3万吨/年的流化床甲醇制丙烯(FMTP)中试装置，于2008年底建成，截至2009年8月，该装置己完成11吨催化剂生产任务，进行了二次流态化试车，全面打通了系统工艺流程。 该技术采用SAPO-18/34分子筛催化剂和流化床反应器，与MTO工艺一样。但是通过把生成物中的丙烯分离出之后，使C2组分和C4以上组分进入一个独立的烯烃转化反应器使其转化成丙烯。 该技术可调节丙烯/乙烯比例，从1.2:1到1:0（全丙烯产出）均可实现。据称，利用该技术生产以丙烯为目标产物的烯烃产品，丙烯总收率可达77%，原料甲醇
毕业设计 --年产60万吨甲醇制乙烯装置的设计
目录 1 概述 (3) 1.1甲醇制乙烯的研究和生产概况 (3) 1.1.1 MTP工艺 (3) 1.1.2 MTO及DMTO工艺 (4) 1.2 甲醇制低碳烯烃的原理 (6) 1.2.1 主要化学反应和反应动力学 (6) 1.2.2 氧内盐机理 (7) 1.2.3 碳烯离子机理 (7) 1.2.4 串联型机理 (7) 1.2.5 平行型机理 (8) 1.3设计任务 (8) 1.3.1 设计要求 (8) 1.3.2 设计内容 (9) 1.4过程模拟计算简介 (9) 1.4.1 Aspen Plus 模拟软件 (9) 1.4.2 Aspen Plus软件的使用 (11) 2 工艺流程设计 (13) 2.1工艺流程设计概述 (13) 2.2 反应器 (14) 2.2.1 甲醇转化为烯烃的反应特征 (14) 2.2.2 反应器及反应条件的选择 (15) 2.2.3物料衡算 (16) 2.2.4 反应器及再生器尺寸设计一览表 (17) 2.3 换热器 (18) 2.3.1 冷、热物流热状况及换热要求 (18) 2.3.2换热器模拟计算结果 (19) 2.3.3 换热器E0101设计尺寸一览表 (20) 2.4 精馏塔 (21) 2.4.1 精馏塔设计概述 (21)
2.4.2 精馏塔简捷模拟计算 (22) 2.4.3 精馏塔严格模拟计算 (25) 2.4.4 T0201精馏塔设计参数及尺寸一览表 (30) 2.4.5精馏塔模拟计算结果汇总 (30) 3 工艺模拟计算结果 (32) 3.1物料及能量衡算一览表 (32) 3.2 产品产量及纯度 (38) 4 环境保护及安全防护 (39) 4.1 安全防护措施及意义 (39) 4.2 环境保护措施及意义 (39) 5 总结 (41) 参考文献 (42) 致谢 ..................................................................................................................... 错误！未定义书签。
MTO装置甲醇转化制低碳烯烃技术
MTO装置甲醇转化制低碳烯烃技术 乙烯和丙烯是现代化学工业中的重要基础原料，其需求量将越来越大。制备乙烯和丙烯的传统方法是采用轻油(石脑油、轻柴油)裂解工艺，但石油储量有限，所以世界各国开始致力于非石油路线制乙烯和丙烯类低碳烯烃的开发。其中，以煤或天然气为原料制甲醇，再由甲醇制低碳烯烃的工艺受到越来越多的重视。目前石油价格高，今后石油价格也难于有大的降低，对于缺油少气的中国来说甲醇制低碳烯烃的工艺更为重要。甲醇转化制低碳烯烃技术包括两种工艺：甲醇转化以制乙烯和丙烯 为主(MTO)；甲醇转化以制丙烯为主(MTP)。 美国美孚石油公司（Mobil）对采用ZSM-5系列分子筛催化剂将甲醇转化为乙烯和较低级烃做了大量初始研究，Mobil的甲醇生产汽油（MTG）工艺已工业化。在1985年Mobil在新西兰Montonui公司的甲醇制汽油（MTG）生产厂就已经投产。甲醇转化为较低级烯烃的研究后来被用来制备C3 烯烃(它易于聚成汽油和馏份油产品)，Mobil的甲醇制烯烃（MTO）以及烯烃制汽油和馏份油（MOGD）工艺已经得到证明。由于烯烃是甲醇制汽油反应的中间产物，所以甲醇制汽油技术的成功开发推动了后来甲醇制烯烃（MTO）、甲醇制丙烯（MTP）等工艺的开发。 甲醇制烯烃技术(Methanol-to-Olefin，简称MTO)的工业化，开辟了由煤炭或天然气生产基础有机化工原料的新工艺路线，是实现煤化工向石油化工延伸发展的有效途径。 国际上一些著名的石油和化学公司如美孚公司(Mobil)、巴斯
夫公司(BASF)、埃克森石油公司(Exxon)、环球油品公司(UOP)、海德罗公司(Norsk Hydro)等多年来都投入了大量资金研究甲醇制取烯烃的工业化。催化剂活性和选择性及相应的工艺流程设计是甲醇制烯烃技术的关键。 美孚公司(Mobil)提出了一种使用ZSM-5催化剂，在列管式反应器中进行甲醇转化制烯烃的工艺流程，并于1984年进行过9个月的中试实验，试验规模为100桶/天。乙烯收率可达60%(wt)，烯烃总收率可达80%(wt)，但催化剂的寿命尚不理想。 巴斯夫公司(BASF)采用沸石催化剂，1980年夏季在德国建立了一套日消耗30吨甲醇的中试装置。用各种沸石做催化剂，初步试验结果是C2-C4烯烃的收率太低。 环球油品公司（UOP/HYDRO）筛选出的催化剂称作MTO-100，MTO-100催化剂的基体是是联碳公司开发的SAPO-34。主要化学成分包括硅(Si)、铝(Al)、磷(P)、氧(O)等元素。硅铝化物的磷酸盐滤网内部均一的孔径约为3.8埃。孔径的尺寸控制着从催化剂孔中生成的烯烃分子的大小。较大分子的烯烃扩散的速度较慢，产品主要由较小的链烯烃生成。在典型的操作状况下，80%的甲醇（按碳含量计算%）进料转化为乙烯和丙烯，大约10%转化为丁烯。 环球油品公司（UOP/HYDRO）的MTO工艺是由UOP和Norsk Hydro 公司联合开发的由粗甲醇或精甲醇选择性生产乙烯和丙烯的技术。这项技术已在Norsk Hydro的演示装置中被广泛证实，已发展了十多年之久。在流化床反应器中MTO工艺将甲醇转化为乙烯和丙烯，碳的选择性接近80%。如果丁烯也计入产品量的变化，碳的选择性接近90%。MTO单元的操作有相当大的灵活性。典型的，通过严格调整操作，C2=/C3=的比率能够在0.75到1.25之间调整，
毕业设计开题报告 - 60万吨年甲醇制烯烃装置设计
毕业设计开题报告 题目60万吨/年甲醇制烯烃装置设计 院（系）化学工程学院专业化学工程与工艺年级学号 姓名 指导教师 2015年 3 月 20 日
毕业设计开题报告 题目 60万吨/年甲醇制烯烃装置设计 时间 2015年3月20日至2015年3月30日 本课题的目的意义 （ 含 国 内 外 的 研 究 现 状 分 析 ） 目的意义：本课题的目的是完成60万吨/年甲醇制烯烃装置设计。甲醇制烯烃路线是以石油化工原料制备乙烯和丙烯的替代路线,是以煤或天然气为主要原料,经合成气转化为甲醇,然后再转化为烯烃的路线。以往的烯烃生产严重依赖石油。中国石油和天然气资源短缺，而煤炭资源储量世界第三，生物质资源丰富。因此发展甲醇替代石油路线烯烃生产技术有重要意义。 现状分析：我国是一个多煤少油的国家，石油剩余可采储量仅占世界剩余可采储量l.8％。利用我国丰富的煤炭资源，采用国际上先进的甲醇制烯烃技术，生产出以往只能利用天然气或油作为原料的聚烯烃产品就是一项解决我国能源需求的有力措施。如果在较大的范围内推广煤化工项目，无疑将对我国能源结构调整产生非常深远的影响。 设计(论文)的基本条件 及 设 计 ( 论 文) 依据 设计依据：通过上网查找资料、文献，采用UOP 和Norsk Hydro 两公司合作开发的UOP/Hydro 的MTO 工艺，以甲醇和/二甲醚为原料，经催化转化制取基本化工原料乙烯、丙烯等低碳烯烃，年处理量为60万吨。 基本条件：1、技术成熟。具有代表性的甲醇制烯烃技术主要是UOP/Hydro MTO 技术、大连化物所DMTO 技术、鲁奇MTP 技术。目前，这三项工艺技术已经具备工业化生产的条件。UOP/Hydro 的MTO 工艺采用流化床反应器和再生器，连续稳定操作；采用专有催化剂，催化剂需要在线再生，保持活性；甲醇的转化率达100%，低碳烯烃选择性超过85%，主要产物为乙烯和丙烯；可以灵活调节乙烯/丙烯的比例；乙烯和丙烯达到聚合级。2、掌握技术资料。通过查阅资料，初步掌握了本课题的有关技术资料、生产数据和设计方法。3、学校图书馆、电子图书馆可查阅大量技术资料；学院有图书馆、自习课室、实验室等场所进行毕业设计。 本课题的主要内容、 重点解决的问题 1.对国内外MTO 工艺作深入调查，写出调研报告； 2.明确设计内容及意义，制定设计计划，完成设计开题报告； 3.确定MTO 工艺流程； 4.确定总体方案、设备型式； 5.系统物料平衡计算； 6.系统能量平衡计算； 7.设备工艺尺寸计算； 8.绘制装置工艺流程图、车间平面布置图； 9.按要求编写毕业设计说明书。
甲醇制烯烃技术(MTOMTP)
甲醇制烯烃（Methanol to Olefins，MTO）和甲醇制丙烯（Methanol to Propylene）是两个重要的C1化工新工艺，是指以煤或天然气合成的甲醇为原料，借助类似催化裂化装置的流化床反应形式，生产低碳烯烃的化工技术。 上世纪七十年代美国Mobil公司在研究甲醇使用ZSM-5催化剂转化为其它含氧化合物时，发现了甲醇制汽油（Methanol to Gasoline，MTG）反应。1979年，新西兰政府利用天然气建成了全球首套MTG装置，其能力为75万吨/年，1985年投入运行，后因经济原因停产。 从MTG反应机理分析，低碳烯烃是MTG反应的中间产物，因而MTG工艺的开发成功促进了MTO工艺的开发。国际上的一些知名石化公司，如Mobil、BASF、UOP、Norsk Hydro等公司都投入巨资进行技术开发。 Mobil公司以该公司开发的ZSM-5催化剂为基础，最早研究甲醇转化为乙烯和其它低碳烯烃的工作，然而，取得突破性进展的是UOP和Norsk Hydro两公司合作开发的以UOP MTO-100为催化剂的UOP/Hydro的MTO工艺。 国内科研机构，如中科院大连化物所、石油大学、中国石化石油化工科学研究院等亦开展了类似工作。其中大连化物所开发的合成气经二甲醚制低碳烯烃的工艺路线（SDTO）具独创性，与传统合成气经甲醇制低碳烯烃的MTO相比较，CO转化率高，达90%以上，
建设投资和操作费用节省50%～80%。当采用D0123催化剂时产品 以乙烯为主，当使用D0300催化剂是产品以丙烯为主。 一、催化反应机理 MTO及MTG的反应历程主反应为： 2CH3OH→C2H4+2H2O 3CH3OH→C3H6+3H2O 甲醇首先脱水为二甲醚（DME)，形成的平衡混合物包括甲醇、二甲醚和水，然后转化为低碳烯烃，低碳烯烃通过氢转移、烷基化和缩聚反应生成烷烃、芳烃、环烷烃和较高级烯烃。甲醇在固体酸催化剂作用下脱水生成二甲醚，其中间体是质子化的表面甲氧基；低碳烯烃转化为烷烃、芳烃、环烷烃和较高级烯烃，其历程为通过带有氢转移反应的典型的正碳离子机理；二甲醚转化为低碳烯烃有多种机理论述，目前还没有统一认识。 Mobil公司最初开发的MTO催化剂为ZSM-5，其乙烯收率仅为5%。改进后的工艺名称MTE，即甲醇转化为乙烯，最初为固定床反应器，后改为流化床反应器，乙烯和丙烯的选择性分别为45%和25%。 UOP开发的以SAPO-34为活性组分的MTO-100催化剂，其乙烯选择性明显优于ZSM-5，使MTO工艺取得突破性进展。其乙烯和丙烯的选择性分别为43%～61.1%和27.4%～41.8%。 从近期国外发表的专利看，MTO研究开发的重点仍是催化剂的改进，以提高低碳烯烃的选择性。将各种金属元素引入SAPO-34骨架上，得到称为MAPSO或ELPSO的分子筛，这是催化剂改型的重要
甲醇制烯烃技术发展现状及应用
甲醇制烯烃技术发展现状及应用 发表时间：2019-05-13T16:08:29.723Z 来源：《防护工程》2019年第2期作者：赵峰涛刘登攀 [导读] 随着经济的发展和科技的进步，烯烃的量也逐年递增。众所周知，乙烯不仅仅是化工产业的基础原料，其本质也是合成材料的重要组成部分，就当下塑料产品的生产过程而言，也是不可或缺的重要参与成分。 陕西煤化工技术工程中心有限公司陕西渭南 714104 摘要：随着经济的发展和科技的进步，烯烃的量也逐年递增。众所周知，乙烯不仅仅是化工产业的基础原料，其本质也是合成材料的重要组成部分，就当下塑料产品的生产过程而言，也是不可或缺的重要参与成分。丙烯作为一种应用范围同样十分广泛的低碳烯烃，该材料的应用对于我国化工产业的发展意义重大。甲醇制烯烃技术作为以生产乙烯、丙烯为主要目的的化工技术，其对于我国化工产业乃至社会发展的推动作用毋庸置疑。本文就甲醇制烯烃技术发展现状及应用展开探讨。 关键词：甲醇制烯烃；技术分析；应用 引言 烯烃是衡量一个国家化工产业实力的标准，在过去10多年中，我国50%以上的乙烯和丙烃大多为石油烃类蒸汽裂解而形成，而所采用的原料为石脑油，但由于近年来原油的价格持续攀升，致使生产烯烃的成本也逐年提升，为改变此种被动的局面，通过科研人员的不断探索与反复试验，一种新型的制烯烃技术进入人们的视野，并逐渐受到社会各界的广泛关注，此种技术即是甲醇制取烯烃技术。甲醇制烯烃技术不仅消耗成本较低，且符合我国的能源格局衍生需要，因此，对于“甲醇制烯烃技术进展及与石油烃裂解制烯烃技术的对比分析”研究，就具有极大的现实意义。 1甲醇制烯烃技术的简介 通俗的来说，甲醇制烯烃技术正是以煤或天然气合成的甲醇为原料，用来生产低碳烯烃。低碳烯烃在国内市场比较短缺，采用这一项技术，烯烃的供应不足问题可以得到很大程度的改善。尤其是生产出来的乙烯，对各项工业技术的发展有着巨大的推动作用。乙烯不仅仅是各项化工产业的基本原料，它更是合成材料的重要单体。在通用塑料的生产中也是必不可少的原料之一。甲醇制烯烃技术生产的烯烃主要以低碳烯烃为主。除了常用的乙烯之外，丙烯也是另一种应用较广泛的低碳烯烃，它的应用范围也仅次于乙烯。该项技术的发展，极大地推动了我国化工业的发展，可以说是一项历史性的突破。该工艺最终的目的是为生产乙烯和丙烯，然而整个工艺反应之后剩余的副产品中主要包括汽油、焦炭、水、C4等杂质。这些杂质的存在使得整个工艺的选择难度进一步加大，必须使用合理的选择性催化剂，只选择需要的乙烯和丙烯，将其他的杂质都排除在外，并且要装置乙烯和丙烯的分离器，将这两种主要的烯烃分离开来，便于后续的工业生产，同时也为后续的生产提供了很多的便利。 2甲醇制烯烃技术的发展现状 2.1 MTO技术的发展现状分析 作为当下一种较为普遍的应用技术，MTO技术的本质是通过对甲醇的利用，在历经反应器的反应之后，实现乙烯与丙烯的生产。该技术最早是由美国研发，并逐渐在世界范围内应用。该技术的应用主要分为再生系统与反应器分离系统。两个系统在应用的过程中相互配合，最终促进技术目标的达成。生产后得到的乙烯与丙烯在分离器的帮助下实现分离，最终可获得较高纯度的烯烃。相比于MTP技术，MTO技术的综合利用价值更高，MTO技术对于乙烯与丙烯都具有较高的生产价值。 2.2 MTP技术的发展 MTP技术是在德国成功研发的。它与MTO技术还是存在较大的不同。MTP技术的工艺流程主要是先将原料甲醇进行加热，待其温度达到一定范围之后，再将其通入到甲醚反应器中，此时需要采用高活性、高选择性的催化剂，先将甲醇转化为二甲醚、水、甲醇—水—二甲醚的混合物，接着将这些产物通入到分凝器中，再放入MTP反应器中。整个反应得到的主要产物是丙烯，乙烯含量较少，不如MTO技术生产的乙烯多。总的来说，MTP技术是优点与缺点并存，在实际生产的时候需要根据具体情况进行选择。 2.3甲醇制烯烃技术在国内的应用分析 下文针对神华包头煤化工有限公司的烯烃项目进行分析。神华包头煤化工有限公司的甲醇制烯烃项目的发展历程并不悠久，但是该公司紧跟时代潮流，勇于就公司自身进行大刀阔斧的改革，且对于市场定位与公司发展有着较为独到的视角。所以该公司的甲醇制烯烃项目发展至今如鱼得水。伴随着企业的发展，该项目对于社会进步的推动作用也不可忽视。该项目在2010年的七月份正式投入使用，随着该项目的持续发展与优化，乙烯与丙烯的产出率也在不断的提升，与此同时该项目的发展也已经逐步实现了商业化的运营。甲醇制烯烃技术的应用一方面可以有效的缓解我国对进口石油的依赖程度，另一方面也可以有效的实现烯烃原料的多元化发展，这对于我国能源结构的改善具有重要的践行意义。根据《石油和化学工业“十三五”发展指南要求》，在“十三五”期间，我国应就现有乙烯装置的升级与改造予以重视，到2020年我国应达到乙烯产能3200万吨/年，比较2016年底我国MTO/MTP装置产能1293万吨/年的发展数据，可以预知在未来的几年中，我国的甲醇制烯烃技术仍旧具备较大的发展空间。尽管如此，由于现阶段的规划与管理的缺失，使得具体工艺开展的过程中面临着前期投入过大，环境污染严重以及因竞争激励而导致的产生过剩等因素。加强对相关工作的管理与引导，也是未来工作开展的重中之重。 3甲醇制烯烃技术发展动向 当前的MTO技术，烃类产物中乙烯和丙烯的质量总和可以达到80%左右，混合碳四约为13%，其组分以1-丁烯和2-丁烯为主（占90%），其余组分是丁烷、异丁烯、丁二烯和丁炔等，而丙烷为2%～3%，混合碳五为约2%，碳六及以上烃在1%左右。每生成1t乙烯约产生0.34t的C4～C5+烃类，如何利用这些副产物使之更多、更有效地转化为乙烯和丙烯是目前甲醇制烯烃研究的主要技术方向。将这些MTO 反应的副产物一起进入反应器参加对SAPO-34分子筛催化剂的流化，同时可将这些物质进一步转化成为乙烯和丙烯。则发现这些副产物直接返回反应器会对催化剂的性能造成一定的影响(如结焦速率更快等)，因此，采用副产物先加氢处理再返回反应器的方案。当加氢催化剂含有Ni、Cu、MO、W等活性组分，可将其中所含的烯烃转化成为烷烃，所含的醛、酮等含氧化合物转化成烃类物质或醇类，这样可有效地减少返回物料对催化剂的影响。将副产物经过多次分离，只将高浓度的含氧化合物返回反应器，这样可减少反应器的负荷，同时返回物料中
煤制烯烃成本分析
煤制烯烃成本分析 煤制烯烃和石脑油裂解制烯烃技术路线相比较，在经济上的竞争力的先决条件是：项目须在煤炭基地坑口建设，以自产廉价煤炭为原料，通过经济型的大规模装置生产低成本的甲醇，再由该甲醇制烯烃。前几年专家测算，原油价格在35~40美元/桶时，煤制烯烃即有市场竞争力（中国煤没有涨价前）。现在原油已经回落到50美/桶左右，相对于高油价时期煤制烯烃的竞争力缩小。UOP公司公开发表的文献介绍，当原料甲醇价格控制在90～100美元/吨时，采用MTO工艺制取的乙烯和丙烯成本与20～22美元/桶原油价格条件下石脑油裂解制烯烃的成本相比具备经济竞争力，在目前油价背景下，煤制烯烃工艺路线的经济性不言而喻。 1.成本分析 MTO（或DHTO）及MTP工艺均属催化反应合成工艺。一般的裂解工艺每产1吨当量烯烃约需3吨石脑油，目前国内石脑油价格为4500元/吨左右，而MTP（或DMTO）及MTP对甲醇的消耗量也大约为3吨，煤基甲醇的完成成本（坑口媒价）一般在1500～2000元/吨左右，如以60万吨/年大型装置测算，价格更低。说明煤基低碳烯烃在我国的发展已具备了十分重要的战略优势。 2.神华集团煤制油有限公司经济性测算 根据神华集团煤制油有限公司所作的研究表明（2007年）：神华集团原料煤价格在100元/吨左右，煤制甲醇的规模达到100万吨/年以上时，可以将甲醇的完全生产成本控制在100美元/吨以下。对以煤为原料（采用美国环球油品公司的MTO 工艺）与以石脑油为原料制取的聚乙烯、聚丙烯成本进行测算和比较表明，煤路线（煤价100元/吨）制取的聚烯烃成本比石脑油路线（石脑油价格22美元／桶）低400元/吨左右。此外，煤路线制烯烃的成本中原料煤所占的比例小于20%，煤价的波动对经济性影响较小。 3.中科院大连化物所经济性分析 中国中科院大连化物所甲醇制烯烃DMTO技术工业化试验结果是，甲醇转化率接近100%；2.95吨甲醇产1吨烯烃，其中50%乙烯、50%丙烯。由于每2.0吨煤即可生产1吨甲醇，所以，原料加燃料需7.5吨煤生产1吨烯烃。中科院大连化物所试验室人员对两种化工路线的经济性作了比较：当国际原油价格为35美元/桶时，原油炼制石脑油所生产的烯烃成本是5300元/吨。走煤制烯烃路线的话，除非煤价超过513元/吨，否则煤制烯烃的成本不会超过5300元/吨。目前，北方的煤炭开采成
甲醇制烯烃技术进展及评价
甲醇制烯烃技术进展及经济评价 甲醇制烯烃技术主要分两步。首先由天然气转化生成粗甲醇，该过程已实现工业化；然后甲醇转化生成烯烃，主要是乙烯和丙烯。不同的工艺生成的乙烯与丙烯的比例也不同。UOP／Hydro公司的甲醇制烯烃工艺(MTO)是在Mobil公司的甲醇制汽油技术(MTG)上发展起来的。该MTO工艺具有很大的灵活性，可根据市场的需求变化，通过改变反应器的操作条件，来调整乙烯与丙烯的产量。产品中乙烯与丙烯之产量比可在 0.77-1.33的范围内进行调节。 1 催化剂进展 UOP／Hydro公司在SAPO-34催化剂基础上开发了新型催化剂 MTO-100，取得了突破性的进展。SAPO-34催化剂是磷酸硅铝分子筛，对甲醇转化乙烯和丙烯具有较高的选择性。新型催化剂MTO-100具有择形选择性，其酸性位和强度具有可控性，大大提高了向乙烯和丙烯转化的选择性，可使乙烯、丙烯的选择性达到80%。SAPO系列属通用性较强的催化材料，尽管它与沸石的热稳定性不同，但其化学性质和晶体结构与沸石材料很相似，具有均一的孔隙率、晶体分子结构、可调酸度、择形催化剂以及酸性交换能力。其最大的改进在于孔隙更小，酸性位和强度具有可控性。尽管改进的SAPO-34是MTO工艺理想的催化材料，但对于流化床反应器来说仍不是最佳的选择。必须将SAPO-34与一系列专门选择的粘合剂结合起来。粘合剂的选择极其重要，它必须要能提高催化剂的活性，但又不能影响催化剂的选择性。美国Nexant化学系统公司认为采用处理过的氧化硅和氧化铝作粘合剂可达到一定的孔隙率、酸度以及强度。粘合剂的孔隙率很重要，它必须允许甲醇和MTO的产品快速地进出SAPO-34。该催化剂与FCC催化剂的制备方式相似，通过喷雾法干燥制备。 2 工艺进展 UOP/Hydro公司的MTO工艺设计与Mobil公司的工艺很相似，由于需要分离和处理的较重副产品很少，分离系统相对简单。该工艺采用的原料是粗甲醇，因此没必要通过蒸馏制取AA级的甲醇(纯度为99.85%)，减少了上游甲醇装置的资本投资。但粗甲醇不能出售用于其他方面，因此限制了甲醇设备的灵活性。为了较容易地保持稳定的温度和产量，MTO 工艺采用流化床反应器，操作温度为350-525℃，操作压力为0.1-0.3Mh。MTO工艺的苛刻度可以通过产量、温度、压力以及催化剂循环率来控制。温度决定热动力学操作，生产能力决定接触时间。同时，转化率和选择
甲醇制低碳烯烃_MTO_技术综述
２００７年第２８卷第２期甲醇制低碳烯烃（ＭＴＯ）技术综述 李仲来 （全国化工合成氨设计技术中心站 ２５００１３） !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!" !!!!!!!!" !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!" !!!!!!!!" 摘 要 简述了甲醇制低碳烯烃（ＭＴＯ）的技术和技术经济概况。关键词 甲醇 低碳烯烃 技术 氮肥技术 １前言 面对我国缺油、少气、煤炭相对丰富的能源 结构和我国经济与环境可持续发展的战略，煤化工则成为我国能源发展的趋势。发展煤化工的主要途径之一就是煤气化制合成气。合成气经过Ｆ－Ｔ合成，可以生产汽油、柴油和烯烃；合成气也可生产一氧化碳、甲醇、合成氨等。而甲醇不仅是极为重要的有机化工原料，也是性能良好的能源和车用燃料。 Ｆ－Ｔ合成是将合成气中ＣＯ和Ｈ２在催化剂和一定温度、压力下合成烃类混合物的最直接的方法。但Ｆ－Ｔ合成在合成品的选择性上，却受到一个被称作Ｓｃｈｕｌｚ－Ｆｌｏｒｙ分布规律的限制，不能任意最大限度地生产某一碳数范围的产物。因此在实际生产中，对所要生产的某种烃类的选择性并不理想。对此，２０世纪３０年代开始，某些研究部门开发了多种改进型或全新型的煤间接液化技术，其中最有成效的就是将合成气先合成甲醇和二甲醚，再进一步转化成烃类。甲醇制低碳烯烃技术即源于此。２ 低碳烯烃 低碳烯烃也称作低级烯烃，主要指乙烯、丙烯、丁烯。丁二烯有时也称低碳烯烃。２．１ 乙烯 （１）性质、用途及制取 乙烯（ｅｔｈｙｌｅｎｅ），分子式Ｃ２Ｈ４，结构式ＣＨ２＝ＣＨ２， 相对分子质量２８．０５。无色可燃性气体。熔点－１６９．４℃，沸点－１０３．７℃，液体密度（－１０３．８℃）０．５６９９ｇ／ｃｍ３，闪点＜－６６．９℃。溶于醇和醚，难溶于水。具有烃类特有的臭味，属低毒类气体。乙烯与空气混合形成爆炸性气体，爆炸极限３．１％～３２．０％。 乙烯是现代石油化学工业的重要基础原料。以乙烯为原料通过多种合成途径，可得到一系列重要的石油化工中间产品和最终产品。乙烯衍生物产品已遍及有机原料和高分子材料等各个方面，也可作合成材料的单体（如聚乙烯等）。乙烯在石油化学工业乃至国民经济中占重要地位，正象钢铁的产量往往标志着一个国家的工业发展水平那样，乙烯产量很大程度上反应出一个国家的石油化学工业发展水平。 自然界不存在天然的乙烯。石油原料的裂解是乙烯、丙烯等低碳烯烃的重要来源。早期的乙烯生产，主要由乙醇催化脱水和从焦炉气炼厂气中回收制取。现在则主要以石油烃为原料，通过高温裂解法制得。高温裂解的石油烃原料有乙烷、丙烷、丁烷、石脑油、轻柴油等。世界各国和地区都根据其资源情况及原料供应的稳定性，分别选用相应的原料路线。如：美国气体资源丰富，主要以乙烷、丙烷、天然气凝析液（ＮＧＬ）为原料；西欧天然气贫乏，大多数国家以石脑油为原料；日本油、气资源贫乏，乙烯原料几乎全靠进口，以石脑油为主，约占９０％；俄国以石脑油为主，约占８０％。我国目前所用乙烯原料以轻柴油、石脑油为主。但我国贫油、富煤，因而乙烯原料逐渐转向煤制甲醇，当是较好的选择。 （２）产能、产量与消费 我国乙烯工业起步于２０世纪６０年代，８０年代以来发展较快。１９８３年国内乙烯生产能力为７０×１０４ｔ ，１９９３年生产能力达２２３．０×１０４ｔ，年均增长率１０．１３％，１９９５年生产能力为２９０．３×１０４ｔ，年均增长率１４．１０％。 近１０年来，我国乙烯发展概况见表１。 １
甲醇制取低碳烯烃
成果与项目 Ａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔｓ＆Ｐｒｏｊｅｃｔｓ ２００６年．第２１卷．第５期 甲醇制取低碳烯烃(DMTO)技术的研究开发及工业性试验 关键词甲醇制取低碳烯烃（ＤＭＯＴ），研究开发，工业性试验 ＊大连化学物理研究所研究员，该项目负责人 收稿日期：２００６年９月１日 刘中民＊ 齐越 （中国科学院大连化学物理研究所 大连１１６０２３） ４０６ 由中科院大连化学物理研究所与陕西新兴煤化工科技发展有限责任公司、中国石化集团洛阳石化工程公司合作的“甲醇制取低碳烯烃（ＤＭＴＯ）技术开发及工业性试验”项目取得重大突破性进展， 在日处理甲醇 ５０吨的工业化试验装置上实现了近１００％ 甲醇转化率，低碳烯烃（乙烯、丙烯、丁烯）选择性达９０％以上的结果。２００６年８月２３日该项目通过了国家级鉴定。试验装置的成功运转及下一步大型化ＤＭＴＯ工业装置的建设，对我国综合利用能源、拓展低碳烯烃原料的多样化具有重大的经济意义和战略意义。 １开发背景和意义 乙烯、丙烯等低碳烯烃是重要的基本有机化工原料，传统上乙烯和丙烯的来源主要是烃类蒸汽裂解，原料主要是石脑油。近年来随着国际原油价格上涨，烯烃的生产成本不断攀升。在此背景下，开发烯烃生产新的非石油路线的要求日益紧迫。２０世纪７０年代以来的三次世界石油危机，促使人们去寻求进一步开发非石油资源的新途径，极大地推动了煤化工和天然气化工的发展。而甲醇制取低碳烯烃过程（ＭＴＯ）的研究开发，则是 从非石油资源出发制取化工产品的一条全新的工艺路线。随着煤或天然气经合成气生产甲醇的技术日臻成熟，煤或天然气经由甲醇制取低碳烯烃（ＭＴＯ）成为备受关注的一条生产路线，而关系到这条路线是否能畅通的核心技术主要集中在ＭＴＯ过程。 近年来，随着我国社会经济的发展及能源需求的日益增长，我国的石油供应面临严峻的形势。另一方面，我国煤炭与天然气资源极其丰富，占世界总储量的１／６，而煤是我国在世界上真正占优势的资源。发展以煤代油及以非石油资源制取石油化工产品和油品的煤化工技术非常符合我国的国情，对于调整产业结构，减轻对石油的过分依赖，开发新的非石油路线的化工过程的发展具有战略性的意义。为此，中央提出加快发展以甲醇、乙醇、二甲醚、煤制油等作为石油替代品的计划，并将煤化工技术列为国家科技攻关的重点之一。中国科学院立足我国基本国情，将开发以煤或／和天然气为原料经由甲醇制取低碳烯烃的新工艺过程列为战略性重点课题。 ２主要研制过程 大连化学物理研究所从上世纪８０年代初便率先开展了甲醇制取低碳烯烃的新工 艺过程的研究，先后开发了两代甲醇制取低