甲醇制烯烃及制汽油工艺概述_郝占全
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甲醇制汽油工艺技术概论1 前言近年来,在石油资源不断紧缩的影响下,煤制油(CTL)研究不断升温,而甲醇制汽油(MTG),作为CTL后半段的核心工艺,也再次受到青睐[1]。
甲醇制汽油(MTG)工艺是在Mobil公司开发的甲醇于ZSM-5分子筛催化剂上转化成芳烃的基础上发展而来的。
它首先以煤或天然气作原料生产合成气,再以合成气制甲醇,最后将粗甲醇转化为高辛烷值汽油。
Mobil法甲醇制汽油技术首次发表于1976年,历经30多年的改进和创新后,MTG工艺技术有了很大的进步[2,3],与石油炼制生产汽油路线的竞争力也越来越强,这对我国来说尤为重要。
我国拥有丰富的煤炭资源,MTG工艺的应用不仅可以优化我国的能源配制和利用,推进可持续发展,而且还有助于缓解国内甲醇生产能力过剩的局面。
与其他甲醇下游技术相比,甲醇转化制汽油技术相对简单,在反应器技术、油品后处理技术及油品品质等方面都有一定优势。
而且,甲醇转化生产的汽油经简单加工即可直接使用,也可以作为优质汽油组分进行高清洁汽油(国Ⅲ标准)的调合[4]。
由此来看,MTG工艺在国内具有良好的应用前景,但是,目前国内在这方面的研究,尤其是对MTG催化剂的研究并不多。
采用自主研发的高性能催化剂,不仅可以提升MTG工艺的经济性和竞争性,还可以推动国内CTL工业的快速发展,为此,对MTG 催化剂及MTG工艺过程的研究是十分必要的。
2 MTG工艺的应用美国Mobil公司最早在1986年初就在新西兰实现了MTG的工业化[5],所建装置年产合成汽油60万吨,并成功运行了10年。
之后随着石油价格的回落,该装置改为生产化学级甲醇。
二十多年来,有关煤汽化制甲醇,再由甲醇制汽油的研究从来没有停止过,并且工艺技术也愈加成熟[2]。
2010年3月下旬,世界首家煤基甲醇合成油企业——晋煤集团天溪煤制油分公司煤合成油示范项目试产成功。
其中的甲醇制汽油装置采用埃克森美孚研究工程公司的专有工艺,以ZSM-5沸石为催化剂将甲醇转化为辛烷值为92的汽油,不产生费-托工艺的蜡副产物。
1 甲醇制烯烃1.1 工艺技术方案的选择1.1.1 甲醇制烯烃工艺技术1.1.1.1 原料路线确定的原则和依据甲醇制乙烯、丙烯等低碳烯烃(Methanol-to-Olefin,简称MTO)是最有希望替代石脑油为原料制烯烃的工艺路线,目前工艺技术开发已趋于成熟。
该技术的工业化,开辟了由煤炭或天然气经气化生产基础有机化工原料的新工艺路线,有利于改变传统煤化工的产品格局,是实现煤化工向石油化工延伸发展的有效途径。
甲醇制烯烃的反应比较复杂,在高选择性催化剂上,MTO主要发生如下放热反应:2CH3OH CH3OCH3+H2O12CH3OH C2H4+ 2C3H6+ C4H8+12H2O6CH3OCH3C2H4+ 2C3H6+ C4H8+6H2O本项目采用煤炭气化制甲醇,甲醇制烯烃的生产路线。
1.1.1.2 国内、外工艺技术概况(1) 国外工艺技术概况二十世纪八十年代初,美国美孚(Mobil)公司在研究采用沸石催化剂利用甲醇制汽油(MTG)工艺的过程中发现并发展甲醇制烯烃(MTO)工艺。
Mobil对反应机理进行了细致的研究,优化催化剂,合成了针对MTO和MTG反应的新型沸石催化剂ZSM-5。
Mobil基于流化床的工艺示范装置自1982年底运行至1985年末,成功地证明了流化床反应系统可以应用于MTG和MTO过程。
Mobil甲醇制汽油技术的成功开发推动了甲醇制烯烃(MTO)、甲醇制丙烯(MTP)等工艺的开发。
目前,国外的工艺技术中,由※※※※/※※※※公司共同开发的MTO 工艺、由Lurgi公司开发的MTP工艺最具有产业化前景。
1986年UCC发现采用SAPO-34(磷酸硅铝分子筛)可以有效地将甲醇转化为低碳烯烃,而后UCC将相关技术转让给了※※※※公司。
1992年※※※※和Norsk※※※※合作开发了以多孔性MTO-100(主要活性组分为SAPO-34)为催化剂的※※※※/※※※※工艺,MTO-100催化剂具有更好稳定性和耐磨性。
甲醇制烯烃工艺技术甲醇制烯烃是一种重要的石油化工工艺,可以将甲醇转化为乙烯、丙烯等烯烃产品。
随着对环境和资源的要求越来越高,甲醇制烯烃技术也逐渐受到关注。
甲醇制烯烃的工艺技术主要包括催化剂选择、工艺条件控制等方面。
首先,催化剂的选择非常关键。
甲醇制烯烃主要采用多金属氧化物催化剂,如铅铋钼氧化物、铋铜钒氧化物等。
这些催化剂具有活性高、选择性好、稳定性强的特点,可以在较低温度下实现高效的甲醇转化。
其次,工艺条件的控制也是很重要的。
甲醇制烯烃的反应条件包括温度、压力、甲醇进料量等。
适当的反应温度可以提高催化剂的活性,一般在300-400摄氏度之间;适宜的反应压力可以提高产物的选择性,一般在2-3兆帕之间;合理的甲醇进料量可以平衡反应速率和产物选择性。
此外,还需要注意控制产物中杂质的含量,以提高烯烃产品的质量。
甲醇制烯烃的工艺技术不仅对催化剂和工艺条件的选择要求严格,还需要考虑反应系统的热力学平衡和传质效应。
在甲醇转化过程中,会伴随有热量的吸收和释放,需要对热力学平衡进行控制,以避免产生过多的副反应和能量的浪费。
同时,传质效应也会对反应速率和产物选择性产生影响,需要通过优化反应器的结构和使用合适的填料来提高传质效应。
甲醇制烯烃工艺技术的发展离不开催化剂和反应器的创新。
目前,研究人员正在尝试开发新型的催化剂,以提高甲醇的转化率和产物的选择性。
同时,也在努力改进反应器的结构和工艺,以提高反应效率和降低能源消耗。
综上所述,甲醇制烯烃是一项有前景的石油化工工艺,其工艺技术的发展将有助于提高能源利用效率和化石能源的可持续利用。
随着科技的进步和环境保护意识的增强,相信甲醇制烯烃工艺技术将会得到更广泛的应用和发展。
甲醇制烯烃工艺流程简述1概述以甲醇或二甲醚为代表的含氧有机化合物是典型的一碳化合物,主要由煤基或天然气基的合成气生产。
用以甲醇为代表的含氧有机物为原料生产以乙烯和丙烯为主的低碳烯烃工艺有国外的MTO,MTP工艺和中国科学院大连化学物理研究所(大连化物所)的DMTO工艺。
这些工艺的原料基本相同,只是催化剂各有特色,目的产品不同而已。
严格地说,这些工艺都是将含氧有机化合物催化转化为低碳烯烃,称之为OTO(Oxygenate To Olefins)工艺更为贴切。
以美国UOP公司、Exxon-Mobil公司、中国大连化物所为代表的专利商提供的MTO,DMTO工艺所用的催化剂据公开报道均是SAPO系列金属改性的含硅磷铝氧化物分子筛,各家制造工艺不同,最终产品均是[SiO2],[PO2],[AlO2]四面体构成的8-12元环笼型状的晶体网架结构,适合MTO,DMTO工艺的SAPO分子筛催化剂的笼子环型口直径约为0.4-0.45nm,非常适合甲醇、二甲醚等含氧化合物分子进入笼内与活性中心发生生成乙烯、丙烯等目的产品的催化转化反应。
总烯烃的选择性目前已经可以达到90%左右,乙烯质量产率为21%-25%,丙烯质量产率约为12%-15%,通过改变工艺条件,C2=和C3=的比率可在1.4-0.7。
如果将生成物中C4+组分进一步反应和转化,C2=和C3=的收率将进一步提高,如果将一部分烯烃进行歧化反应,乙烯、丙烯的选择性还会进一步提高。
德国Lurqi公司的MTP工艺所用的催化剂是改性的ZSM系列催化剂,具有非常高的丙烯选择性,副产少量的乙烯、丁烯和C5/C6烯烃,丙烯质量产率可达到25%-27%。
MTP工艺所用的催化剂由南方化学(Sudchemie)公司提供,因为MTP工艺催化剂不像MTO工艺催化剂那样会迅速结焦失活,结焦很缓慢,不像MTO工艺那样必须用连续反应-再生的流化床型式,而可以用固定床反应器型式。
2 目前是发展甲醇制低碳烯烃工艺的良好时机石油资源的局限性决定了我国发展乙烯工业不能够唯一性地依靠以石油轻烃为原料的管式裂解炉工艺,为了国家的能源安全,低碳烯烃生产工艺和原料必须多元化。
甲醇制汽油工艺甲醇制汽油工艺是一种新型的能源转化技术,它是将甲醇作为原料通过一系列的化学反应制备出汽油。
这种技术可以有效地降低石油资源的消耗,减少对环境的污染,因此备受关注。
下面将详细介绍甲醇制汽油工艺的原理、流程以及优缺点。
一、原理甲醇制汽油工艺是基于催化转化技术实现的。
首先将甲醇和氧气在催化剂的作用下进行氧化反应,得到一氧化碳和二氧化碳。
然后将一氧化碳和二氧化碳与水蒸气在催化剂的作用下进行合成反应,生成合成气。
最后通过调节合成气中各种组分比例,在催化剂的作用下进行加氢裂解反应,得到汽油。
二、流程1. 原料准备:首先需要准备好甲醇、空气和水等原料。
2. 氧化反应:将甲醇和空气送入催化器中,在适当温度和压力下进行催化燃烧反应,生成一氧化碳和二氧化碳。
3. 合成反应:将一氧化碳、二氧化碳和水蒸气送入催化器中,在适当的温度、压力和催化剂的作用下进行合成反应,生成合成气。
4. 加氢裂解反应:将合成气送入催化器中,在适当的温度、压力和催化剂的作用下进行加氢裂解反应,得到汽油。
5. 分离纯化:将汽油从反应产物中分离出来,并通过各种纯化工艺得到高纯度的汽油产品。
三、优缺点1. 优点:(1)甲醇是一种可再生资源,相对于石油资源更加环保和可持续。
(2)甲醇制汽油工艺可以有效地降低石油资源的消耗,减少对环境的污染。
(3)甲醇制汽油工艺可以根据市场需求灵活调整产量和品种,具有较好的市场前景。
2. 缺点:(1)甲醇制汽油工艺需要大量投资建设工厂和设备,并且技术难度较高,需要专业人才进行研发和生产。
(2)甲醇制汽油工艺中需要使用催化剂,催化剂的价格较高,对成本造成影响。
(3)甲醇制汽油工艺中需要消耗大量的能源,对环境造成一定程度的污染。
综上所述,甲醇制汽油工艺是一种具有广阔前景的新型能源转化技术,可以有效地降低石油资源的消耗,减少对环境的污染。
但是在实际应用中还需要克服一些技术难点和经济上的限制。
甲醇制烯烃工艺技术目录第一章绪论 (3)第一节概述 (3)一.烯烃、聚烯烃市场分析 (3)二.竞争力分析 (4)第二节主要产品简介 (4)一.甲醇的物理化学性质和用途 (5)二.乙烯的物理化学性质和用途 (6)三.丙烯的物理化学性质和用途 (6)四.聚乙烯的物理化学性质和用途 (7)五.聚丙烯的物理化学性质和用途 (8)第二章甲醇制烯烃工艺技术的发展概况 (11)第一节甲醇制烯烃工艺技术简介 (11)第二节甲醇制烯烃工艺技术的发展状况及趋势 (11)一.甲醇制乙烯、丙烯(MTO) (11)二.甲醇制丙烯(MTP) (13)第三章甲醇制烯烃 (16)第一节甲醇制烯烃的基本原理 (16)一.反应方程式 (16)二.反应机理 (17)三.反应热效应 (18)四.MTO反应的化学平衡 (19)五.MTO反应动力学 (19)第二节甲醇制烯烃催化剂 (20)一.分子筛催化剂的研究 (20)二.分子筛催化剂的制备 (23)三.分子筛催化剂的再生 (27)第三节甲醇制烯烃工艺条件 (27)一.反应温度 (27)二.原料空速 (28)三.反应压力 (28)四.稀释剂 (28)第四节甲醇制烯烃工艺流程及主要设备 (29)一.MTO工艺流程及主要设备 (29)二.MTP工艺流程及主要设备 (40)第四章甲醇制烯烃工艺路线的选择 (42)一、技术条件 (42)二、工业化应用现状 (42)三. 经济性对比 (43)四. 工艺技术的选择 (44)第五章聚烯烃工艺简介 (45)第一节聚乙烯工艺技术简介 (45)一、LDPE 生产工艺 (45)二、LLDPE/HDPE生产工艺 (45)三、聚乙烯工艺技术 (47)第二节聚丙烯工艺技术简介 (51)一.聚丙烯工艺技术介绍 (51)二.聚丙烯工艺技术 (52)第一章绪论第一节概述乙烯、丙烯等低碳烯烃是重要的基本化工原料,随着我国国民经济的发展,特别是现代化学工业的发展对低碳烯烃的需求日渐攀升,供需矛盾也将日益突出。
甲醇制烯烃工艺流程
《甲醇制烯烃工艺流程》
甲醇制烯烃是一种重要的化工生产工艺,在化工行业有着广泛的应用。
甲醇可以通过催化转化成更高附加值的烯烃产品,这种工艺流程被广泛应用于能源化工领域。
下面将介绍甲醇制烯烃的工艺流程。
首先,甲醇和水蒸汽进入蒸汽重整器,在高温高压下通过催化剂转化成合成气(CO和H2)。
接着,合成气进入低温反应器,通过催化剂进行升压反应,生成甲醇。
然后将甲醇进一步转化成烯烃产品。
这个过程中会产生大量的余热,这些余热可以用于蒸汽重整器和低温反应器,提高能源利用率。
整个工艺流程中,催化剂的选择和工艺条件的控制非常关键。
合适的催化剂可以提高反应选择性和产物纯度,提高产物的附加值。
同时,控制好反应的温度、压力和进料物料配比,可以保证反应的高效进行。
此外,还需要考虑工艺流程中的废水处理、废气处理和废渣处理等环保问题。
合理的废水处理和废气处理系统可以保证工艺生产的环境友好性,符合国家环保政策和标准。
总的来说,《甲醇制烯烃工艺流程》是一个复杂的工艺系统,需要多个环节的协调运作,才能够高效稳定运行。
随着科技的不断进步,甲醇制烯烃工艺也在不断进行改进,从而提高产物的质量和工艺的稳定性。
甲醇制烯烃工艺流程简述一、反应-再生单元(1)甲醇进料预热系统来自装置外地甲醇经家畜-气提水换热器、甲醇-凝结水换热器、甲醇、蒸汽换热器、甲醇-反应气换热器完成甲醇的加热、气化和过热后通过甲醇气体冷却器控制甲醇进料温度,进入反应器。
(2)反应再生系统达到进料温度的甲醇进入反应器,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,甲醇在催化剂表面迅速进行放热反应。
生成的反应气体经设在反应器内两级旋风分离器和第三级旋风分离器除去所夹带的催化剂后引出,经甲醇-反应气换热器降温后,送至后部急冷塔。
反应后积碳的待生催化剂进入待生汽提器汽提,汽提后的待生催化剂经待生催化剂输送管向上进入再生器中部。
在再生器内烧掉积存在催化剂表面上的焦炭以恢复催化剂的活性。
烧焦后的再生催化剂进入再生汽提器汽提。
汽提后的再生催化剂送回反应器中部。
烧焦产生的烟气经再生器内两级旋风分离器和第三级分选分离器除去所夹带的催化剂后,经双动滑阀、降压孔板进入CO焚烧炉和余热锅炉,回收烟气中的化学能和热能后经烟囱排放大气。
再生器内部设有主风分布环。
催化剂再生烧焦所需的主风由主风机提供。
主风经辅助燃烧室进入再生器,提供催化剂再生烧焦用风。
(3)能量和热量回收系统在再生器内设置内取热器,外部设置外取热器。
回收催化剂再生过程中烧焦放出的过剩热量。
来自再生器的再生烟气经烟气水封罐进入CO燃烧炉,经补充空气燃烧后烟气进入余热锅炉,依次经过余锅过热段、蒸发段、省煤段回收再生烟气的化学能和热能。
降温后的烟气排入烟囱。
能量回收系统所发生的蒸汽为4.0MPa(G)等级蒸汽。
(4)急冷、水洗系统来自反应器富含乙烯、丙烯的反应器经降温后一起送入急冷塔,自上而下经人字型挡板与急冷塔顶冷却水逆流接触,冷却水自急冷塔塔底抽出,经急冷塔底泵升压,进入急冷塔底泵出口过滤器,过滤除去急冷水中携带的催化剂,过滤后的急冷水分成两路,一路送至烯烃分离单元作为低温热源,经换热后返回的急冷水再经急冷水干式空冷器冷却后,一部分急冷水作为急冷剂返回急冷塔,另一部分送至装置外(正常不开)。
甲醇制烯烃及制汽油工艺概述郝占全(晋城无烟煤矿业集团有限责任公司天溪煤制油分公司,山西晋城048000)摘要:本文主要介绍了甲醇制烯烃的工艺及晋城无烟煤矿业集团有限责任公司天溪煤制油分公司甲醇制汽油(MTG)装置的运行情况。
关键词:甲醇制烯烃甲醇制汽油甲醇制乙烯、丙烯的MTO工艺和甲醇制丙烯的MTP工艺是目前重要的化工技术。
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。
由于我国是一个富煤缺气的国家,采用天然气制烯烃势必会受到资源上的限制。
因此,以煤为原料,走煤-甲醇-烯烃-聚烯烃工艺路线符合国家能源政策需要,是非油基烯烃的主流路线。
1甲醇制烯烃(MTO)1.1工艺路线的开发过程甲醇制烯烃工艺是煤基烯烃产业链中的关键步骤,其工艺流程主要是:在合适的操作条件下,以甲醇为原料,选取适宜的催化剂(ZSM-5沸石催化剂、SA-PO-34分子筛等),在固定床或流化床反应器中通过甲醇脱水制取低碳烯烃。
根据目的产品的不同,甲醇制烯烃工艺分为甲醇制乙烯、丙烯(MTO),甲醇制丙烯(MTP)。
MTO工艺的代表技术有环球石油公司(UOP )和海德鲁公司共同开发的UOP/Hydro MTO技术,中国科学院大连化学物理研究所自主创新研发的DMTO 技术;MTP工艺的代表技术有鲁奇公司开发的Lurgi MTP技术和我国清华大学自主研发的FMTP技术。
自1976年美国UOP公司科研小组首次发现甲醇在ZSM-5催化剂和一定的反应温度下,可以转化得到包括烯烃、烷烃和芳香烃在内的烃类以来,至今甲醇制烯烃工艺技术在各国工业研究和设计部门的努力研究下已经取得了长足的进展。
尤其是其关键技术催化剂的选择和反应器的开发均已比较成熟。
目前,UOP/ Hydro MTO技术、DMTO技术、Lurgi MTP均已建有示范装置,FMTP技术也在安徽淮化集团建成了实验装置。
1.2甲醇制烯烃的基本原理在一定条件下,甲醇蒸汽先脱水生成二甲醚,然后二甲醚与原料甲醇的平衡混合物气体脱水继续转化为以乙烯、丙烯为主的低碳烯烃;少量C+2 C+5的低碳烯烃由于环化、脱氢、氢转移、缩合、烷基化等反应进一步生成分子量不同的饱和烃、芳烃、C+6烯烃及焦炭。
2016年10月甲醇制烯烃技术进展及与石油烃裂解制烯烃对比分析庞书龙庞芳妮(青海盐湖镁业有限公司,青海格尔木816000)摘要:当前,随着我国化工行业发展速度的加快,烯烃的产量也逐年递增,从技术角度分析,以往的烯烃,由石油烃裂解形成,但针对近年来石油价格普遍偏高,使用石油作为制作烯烃的原料,成本消耗较大。
因此现阶段,以天然气或煤炭合成的甲醇为原料来制成烯烃类产品,不仅会减少大量成本,在经济性和发展前景方面也有着一定优势。
本文对甲醇制烯烃技术进行了简要的介绍,并进一步研究了甲醇制烯烃技术的发展现状,最后,对甲醇制烯烃技术和石油烃裂解制烯烃技术进行了对比分析,探讨出两种技术所存在的优缺点,旨在为我国化工行业能够得以快速、稳步的发展,做出自己应有的贡献。
关键词:甲醇制烯烃;石油烃裂解制烯烃;分离技术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甲醇制烯烃技术以及发展现状1.1甲醇制烯烃生产工艺技术对于甲醇制烯烃技术而言,通常所说的均为低碳烯烃,当烯烃中的碳原子不超过4时,此种烯烃则被称为低碳烯烃,其中涉及乙烯、丙烯以及丁烯等。
其生产工艺技术为:首先,将煤或天然气等物质,经由转化装置,生成粗制甲醇,再由甲醇进行转化,形成低碳烯烃,此类低碳烯烃以乙烯和丙烯为主。
而以天然气作为制取烯烃原料,则涉及到三种制烯烃方法:甲烷氧化偶联法、甲醇制取法、以及费托合成法。