甲醇造烯烃技术MTO/MTP

起源: Z6人生就是博集团
编纂: 阿勇
颁布功夫: 2013-04-03
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    甲醇造烯烃(Methanol to Olefins,MTO)和甲醇造丙烯(Methanol to Propylene)是两个沉要的C1化工新工艺, 是指以煤或天然气合成的甲醇为原料,借助类似催化裂扮装置的流化床反映大局,出产低碳烯烃的化工技术。
    上世纪七十年代美国Mobil公司在钻研甲醇使用ZSM-5催化剂转化为其它含氧化合物时,发现了甲醇造汽油(Methanol to Gasoline,MTG)反映。1979年,新西兰当局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反映机理分析,低碳烯烃是MTG反映的中央产品,因而MTG工艺的开发成功推进了MTO工艺的开发。国际上的一些驰名石化公司,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,最早钻研甲醇转化为乙烯和其它低碳烯烃的工作,然而,获得突破性进展的是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钻研院等亦发展了类似工作。其中大连化物所开发的合成气经二甲醚造低碳烯烃的工艺路线(SDTO)具独创性,与传统合成气经甲醇造低碳烯烃的MTO相比力,CO转化率高,达90%以上,建设投资和操作用度节俭50%~80%。当选取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、催化反映机理
    MTO及MTG的反映过程主反映为:
    2CH3OH→C2H4+2H2O
    3CH3OH→C3H6+3H2O
    甲醇首先脱水为二甲醚(DME),形成的平衡混合物蕴含甲醇、二甲醚和水,而后转化为低碳烯烃,低碳烯烃通过氢转移、烷基化和缩聚反映天生烷烃、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天生二甲醚,其中央体是质子化的表表甲氧基;低碳烯烃转化为烷烃、芳烃、环烷烃和较高级烯烃,其过程为通过带有氢转移反映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说,目前还没有统一意识。
    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,最初为固定床反映器,后改为流化床反映器,乙烯和丙烯的选择性别离为45%和25%。
    UOP开发的以SAPO-34为活性组分的MTO-100催化剂,其乙烯选择性显著优于ZSM-5,使MTO工艺获得突破性进展。其乙烯和丙烯的选择性别离为43%~61.1%和27.4%~41.8%。
    从近期国表颁发的专利看,MTO钻研开发的沉点仍是催化剂的改进,以提凹凸碳烯烃的选择性。将各类金属元素引入SAPO-34骨架上,得到称为MAPSO或ELPSO的分子筛,这是催化剂改型的沉要伎俩之一。金属离子的引入会引起分子筛酸性及孔口大幼的变动,孔口变幼限度了大分子的扩散,有利于幼分子烯烃选择性的提高,形成中等强度的酸中心,也将有利于烯烃的天生。
    二、 MTO工艺技术介绍
    目前国表拥有代表性的MTO工艺技术重要是:UOP/Hydro、ExxonMobil的技术,以及鲁奇(Lurgi)的MTP技术。
    ExxonMobil和UOP/Hydro的工艺流程区别不大,均选取流化床反映器,甲醇在反映器中反映,天生的产品经分离和提纯后得到乙烯、丙烯和轻质燃料等。目前UOP/Hydro工艺已在挪威国度石油公司的甲醇装置上进走运行,成效达到甲醇转化率99.8%,丙烯产率45%,乙烯产率34%,丁烯产率13%。
    鲁奇公司则专一由甲醇造单一丙烯新工艺的开发,选取中央冷却的绝热固定床反映器,使用南方化学公司提供的专用沸石催化剂,丙烯的选择率很高。据鲁奇公司称,日产1600吨丙烯出产装置的投资用度为1.8亿美元。
    从近期国表颁发的专利看,MTO又做了一些新的改进。
    1、以二甲醚(DME)作MTO中央步骤
    水或水蒸气对催化剂有肯定风险性,削减水还可节俭投资和出产成本,出产一样量的轻质烯烃产生的水,甲醇是二甲醚的两倍,所以装置设备尺寸能够减幼,出产成本也可降落。
    2、通过烯烃歧化蹊径矫捷出产烯烃
    通过扭转反映的温度能够调节乙烯丙烯的比例,但是温度提高会影响催化剂的寿命,而通过歧化反映可用乙烯和丁烯歧化来出产丙烯,也能够使丙烯歧化为乙烯和丁烯,不会影响催化剂的寿命,从而使产品散布更矫捷。
    3、以甲烷作反映稀释剂
    使用甲烷作稀释剂迸酌水或水蒸气作稀释剂可削减对催化剂的风险。

                                                                                                                             (起源:Z6人生就是博集团 王瑗 整顿)

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