mto工艺流程

催化剂: SAPO(固定床400℃ 微孔催化剂如SAPO-34, SAPO-44,

SAPO-47, SAPO-56 (0.3 ~0.9 Si))为了充分利用催化剂，使所有的反应参数减少40％如催化剂负荷量，甲醇进料量，氮流量，通过改变反应参数前后产品分配剖面图表明同一催化剂条件下产品分配变动很小。除了SAPO-56因各参数减少无明显活性变化外，其余几种的催化活性提高，寿命变长，C2到C4的选择性提高。

甲醇制低碳烯烃流化床最佳反应条件：温度425℃ U0/Um=7,催化剂平均尺寸为240 μm

以前MTO过程的催化剂研究主要集中在ZSM．5及其金属取代物Me．zSM．5上。ZSM．5分子筛系列活性高，可获得较高的甲醇转化率，但同时不可避免地产生了大量的副产物——芳香族化合物，易产生积炭而导致催化剂失活。若采用其他具有小孔结构的分子筛，提高了轻烯烃选择性，同样易积炭导致催化剂失活。若采用大孔而酸性低的催化剂，虽可延长寿命，但对轻烯烃的选择性极差，同时还生成芳烃等副产物。这就促使人们去寻找一种选择性良好的催化剂，即具有小孔结构和适当的酸性，使用寿命又长的催化剂。SAPO作为一种新型的微孔型晶体分子筛，既可作为吸附剂，又可作为催化剂。选择适宜孔结构的SAPO分子筛，可在MTO过程中起择形催化作用。SAPO-34和SAPO-17等，它们的孔径大约为0．43 nm，是一种可行的催化剂，特别是S,M：'O-34对乙烯和丙烯的选择性很高，使用寿命长(因为它抑制积炭的能力大)。在MT0过程中，使用S,M：'O-34作催化剂，可获得9O％～95％的C2～C4烯烃。其中，乙烯和丙烯的产率是最高的，而且没有芳香族化合物和支链异构物生成。

SAPO-34的动力学速率比ZSM-5快，ZSM-5主要产生丁烯和丙烯，而SAPO-34主要产生丙烯和乙烯。

(一)、MTO装置

工艺流程简述

MTO装置由甲醇制烯烃单元、烯烃分离单元组成，其中甲醇制烯烃单元包括反应再生系统，取热系统，急冷、汽提系统；烯烃分离单元包括进料气压缩、酸性气体脱除和废碱液处理系统，进料气体和凝液干燥系统，气体再生部分，脱丙烷系统，脱甲烷系统，脱乙烷系统、乙炔加氢，乙烯精馏塔，丙烯精馏塔，脱丁烷塔，丙烯制冷系统。

（1）甲醇制烯烃

1）进料汽化和产品急冷区

进料汽化和产品急冷区由甲醇进料缓冲罐，进料闪蒸罐，洗涤水汽提塔，急冷塔，产品分离塔和产品/水汽提塔组成。

来自于罐区的甲醇经过与汽提后的水换热，在中间冷凝器中部汽化后进入进料闪蒸罐，然后进入汽化器汽化，并用蒸汽过热后送入MTO反应器。反应器出口物料经冷却后送入急冷塔。

闪蒸罐底部少量含水物料进入氧化物汽提塔中。一些残留的甲醇被汽提返回到进料闪蒸罐。

急冷塔用水直接冷却反应后物料，同时也除去反应产物中的杂质。水是MTO反应的产物之一，甲醇进料中的大部分氧转化为水。MTO反应产物中会含有极少量的醋酸，冷凝后回流到急冷塔。为了中和这些酸，在回流中注入少量的碱（氢氧化钠）。为了控制回流中的固体含量，由急冷塔底抽出废水，送到界区外的水处理装置。

急冷塔顶的气相送入产品分离器中。产品分离器顶部的烯烃产品送入烯烃回收单元，进行压缩，分馏和净化。自产品分离器底部出来的物料送入水汽提塔，残留的轻烃被汽提出来，在中间冷凝器中与新鲜进料换热后回到产品分离器。汽提后底部的净产品水与进料甲醇换热冷却到环境温度，被送到界区外再利用或处理。洗涤水汽提塔底主要是纯水，送到轻烯烃回收单元以回收MTO生成气中未反应的甲醇。水和回收的甲醇返回到氧化物汽提塔，在这里甲醇和一些被吸收的轻质物被汽提，送入进料闪蒸罐。气体后的水返回氧化物汽提塔。

2）流化催化反应和再生区

MTO的反应器是快速流化床型的催化裂化设计。反应实际在反应器下部发生，此部分由进料分布器，催化剂流化床和出口提升器组成。反应器的上部主要是气相与催化剂的分离区。在反应器提升器出口的初级预分离之后，进入多级旋风分离器和外置的三级分离器来完成整个分离。分离出来的催化剂继续通过再循环滑阀自反应器上部循环回反应器下部，以保证反应器下部的催化剂层密度。反应温度通过催化剂冷却器控制。催化剂冷却器通过产生蒸汽吸收反应热。蒸汽分离罐和锅炉给水循环泵是蒸汽发生系统的一部分。

MTO装置

MTO装置包括甲醇制烯烃单元和轻烯烃回收单元，现分别叙述如下:

（1）甲醇制烯烃单元

来自原料罐的甲醇经预热后，进入甲醇进料闪蒸罐，从进料闪蒸罐出来的甲醇蒸汽首先用中压蒸汽进一步加热，使之变为过热甲醇蒸汽，然后进入MTO反应器进行反应。在反应器内甲醇与来自再生器的高温再生催化剂直接接触，进行放热反应。反应气经旋风分离器除去所夹带的催化剂后引出，经换热器降温后，送至急冷塔。

从急冷塔顶部出来的气体混合物进入产品分离器，气体混合物中的大部分产品水被冷凝下来进入产品分离器底部。从产品分离器顶部出来的烯烃产品被送到烯烃分离单元，进行压缩、分馏和提纯。

产品分离器底部流出的产品水直接进入水汽提塔，在水汽提塔中，产品水中的一些轻组分被汽提出来，这些从水汽提塔顶部出来的轻组分经过中间冷凝器与甲醇原料进行换热后返回到产品分离器中。产品水从水汽提塔底部出来。水汽提塔底部出来的产品水首先在进料换热器中与甲醇原料进行换热，然后再用冷却水将其冷却至环境温度送出界区外。

MTO反应器采用流化床形式设计。MTO反应是一个放热反应，原料甲醇进入反应器底部时，反应就开始发生。反应器温度用反应器催化剂冷却器来控制，催化剂冷却器移出的反应热量用以产生高压蒸汽。焦炭是MTO反应的副产物，它附着在催化剂颗粒表面导致催化剂活性降低或失活，因此，催化剂必须通过再生以恢复活性。催化剂再生为一连续过程。分离出来的失活催化剂通过失活催化剂输送系统进入催化剂再生器，反应后积炭的待生催化剂在再生器内烧焦后返回反应器。再生后的烟气经旋风分

离器除去所夹带的催化剂后，送入再生器顶部烟囱排入大气。

催化剂再生是放热反应，其燃烧热通过在再生器催化剂冷却器移出，移出的燃烧热用以产生蒸汽。

（2）轻烯烃回收单元

从MTO单元来的反应产物为气相。烯烃单元的主要功能是通过对气相反应产物进行压缩、冷凝、分离和提纯从而得到有价值的轻烯烃(主要是乙烯和丙烯)。

2018年09

月工艺管控国内四种工业化MTO工艺分析赵飞（青海大美煤业股份有限公司，青海西宁810000）摘要：煤基烯烃工艺路线低碳烯烃固定床反应器流化床反应器提升管快速流化床反应器ZSM-5沸石催化剂分子筛SAPO–34催化剂实验室小试固定床中试工业化试验反应-再生系统循环流化反应催化剂磨损率耐热稳定性水热稳定性甲醇转化率选择性丙烯/乙烯比甲醇单耗催化剂单耗国内投产运行装置工艺特点技术指标竞争优势战略决策投资成本综合对比关键词：甲醇制烯烃；工艺技术的发展；工艺特点；技术指标1MTO工艺技术简介MTO工艺是近年来煤基烯烃工艺中关键生产过程，煤基烯烃完整工艺路线包括煤炭气化、CO变换、甲醇净化合成、甲醇制烯烃、聚烯烃生产过程，甲醇制烯烃工艺过程为其中一项关键步骤，是以煤为原料合成甲醇后再通过甲醇制取乙烯、丙烯等烯烃的工艺技术。MTO工艺为甲醇制乙烯、丙烯（methanol-to-olefin）英文缩写，甲醇制烯烃主要工艺流程分为甲醇进料单元、反再两器单元、急冷单元及热工单元等几部分组成。MTO工艺以甲醇为原料，经过原料预热过程，分别通过不同程度热量的综合利用加热甲醇气化后进入反应器，在反应器中与催化剂接触发生反应，生成低碳烯烃。国内具有代表性的MTO工艺主要有：中科学院大连化物理所DMTO工艺技术和第二代DMTO-Ⅱ技术；环球石油公司(UOP)和道达尔石化公司(Total)共同开发的MTO+OCP技术；中石化上海石油化工研究院、中国石化工程建设公司和北京燕山石化公司联合研发的SMTO技术；神华集团依据大连化学物理研究所DMTO技术研发的SHMTO技术。2MTO工艺技术的发展MTO工艺技术在国内发展相较国外较晚，但在催化剂研究和工艺技术研发上占据优势，其中中科院大连化物所在19世纪80年代开始对甲醇或二甲醚制烯烃技术开展研究工作，先后完成实验室小试，固定床中试研究。在催化剂研发中从沸石催化剂ZSM-5到小孔SAPO分子筛，从固定床反应器再到流化床反应气，通过不断研究和开发，于2005年12月建成了世界唯一的万吨级甲醇进料规模工业化试验装置。并在此装置中在完成了单机试车到投料试车、条件试验、性能考核等各项工业化试验工作，通过不断优化条件，取得了丰硕成果，为大型化工业装置的设计、建设和运行奠定了技术基础。3DMTO/DMTO-Ⅱ工艺特点3.1DMTO工艺特点(1)密相循环流化的连续反应-再生过程；(2)丙烯/乙烯比在一定范围内可调；(3)DMTO专用催化剂，具有优异的催化性能，高的耐热稳定性，水热稳定性和合适的物理性能；(4)较低的再生温度，避免氮氧化物的生成；(5)副产水、少部分未反应原料经汽提返回反应系统。3.2DMTO-Ⅱ工艺特点(1)采用双反应气操作，在主反应器操作下，同时进行碳四转化制烯烃工艺，在一定基础上增加收率。(2)采用DMTO专用二代催化剂，相比最早催化剂活性更强，收率更高。(3)采用低压操作技术，反应系统压力0.05MPa；(4)反应器采用低温操作反应温度控制460-520℃；(5)通过增设碳四反应器，采用第二代催化剂，很好的提高碳的利用率，降低原料消耗。4UOP/MTO+OCP工艺特点(1)UOPMTO工艺技术反再两器采用提升管反应器和再生器，；OCP采用固定床循环烧焦模式，实现连续反应；(2)采用MTO-100催化剂，催化剂剂耗低；(3)UOP技术采用0.27MPa反应器压力，通过高操作压力，减少反、再两器的设备体积，同时降低催化剂的装填量，节约初期投资成本；(4)通过发生蒸汽取走多余反应热量，采用较低的反应温度420-480℃；(5)采用DME回收技术，将未反应原料重新回炼参与反应从而减少原料消耗；(6)采用OCP工艺技术，将碳四转化为丙烯和乙烯，增加双烯收率。5SMTO工艺特点(1)MTO反应部分采用快速流化床；再生器采用烧焦罐+床层设计；(2)反再两器设置取热器，通过汽包发生蒸汽，通过控制取热循环量调整反再两器操作温度；(3)反应系统压力为0.15MPa左右；(4)反应温度480℃；(5)采用专用SMTO-1催化剂，价格低廉，催化性能优异，粒度分布均匀。6SHMTO工艺特点(1)反应-再生系统采用同轴分布，合理利用装置空间；(2)再生器置于反应器上部，再生催化剂通过重力进入反应器床层，减少催化剂磨损；(3)设置再生器催化剂冷却器降低催化剂温度，防止高温催化剂与甲醇接触发生反应，从而提高乙烯/丙烯的选择性。1292018年09