甲醇制烯烃分离技术进展及评述

关于甲醇制烯烃技术现状和未来发展的几点分析发布时间：2022-04-24T07:23:06.663Z 来源：《福光技术》2022年6期作者：张路路[导读] 本文主要分析了甲醇制烯烃技术现状，重点介绍和探究了甲醇制烯烃技术未来发展前景，它不仅可以加快替代能源的发展，缓解石油进口压力，而且还可以促进能源结构优化，提高能源利用效率。

通过对甲醇制烯烃技术进行研究，以期为能源生产提供可靠保障，创造出最大化的经济与社会效益。

南京诚志清洁能源有限公司摘要：本文主要分析了甲醇制烯烃技术现状，重点介绍和探究了甲醇制烯烃技术未来发展前景，它不仅可以加快替代能源的发展，缓解石油进口压力，而且还可以促进能源结构优化，提高能源利用效率。

通过对甲醇制烯烃技术进行研究，以期为能源生产提供可靠保障，创造出最大化的经济与社会效益。

关键词：甲醇制烯烃技术；类型；现状；发展对策1.甲醇制烯烃技术的简介这里所提及到的甲醇制烯烃技术一般是指以天然气或煤合成的甲醇作为生产低碳烯烃的原料。

在国内市场中，低碳烯烃比较短缺，借助该技术可以有效改善烯烃供应不足的问题，并且生产出来的乙烯还可以极大的推动各项工业技术的发展。

如今，乙烯既是各项化工产业生产阶段所需的基本原料，而且也是合成材料中比较关键的单体。

通常情况下，甲醇制烯烃技术所获得的烯烃一般是以低碳烯烃为主，既包括了常用的乙烯，而且丙烯也是比较常用的低碳烯烃，在市场上也仅次于乙烯。

甲醇制烯烃技术极大地促进了我国化工产业的发展，成为当代一项历史性的突破，其最终目的是得到乙烯和丙烯，但是在实际工艺过程中，所得到的副产品中主要包括水、C4、焦炭、汽油等杂质，分离难度比较大。

此时，就需要对催化剂进行合理选择，将其他杂质从乙烯和丙烯中排除出去，同时，还需要按照要求装置乙烯和丙烯分离器，有效提高乙烯和丙烯分离效率，提高甲醇制烯烃技术水平。

2.甲醇制烯烃技术类型2.1 MTO技术MTO（Methanol to olefins，MTO）技术是比较常见的应用技术，其本质是在反应器中，甲醇发生反应后得到乙烯和丙烯的生产过程，其最早由美国研发，并开始拓展到世界范围。

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（DMTO）工艺技术发展现状摘要：乙烯和丙烯是化学工业的基石，超过75%的化学产品是其下游衍生物，它们通常通过石脑油蒸汽裂解和流化催化裂化法生产。

在上述工艺当中，石油是主要原料。

然而，中国很大程度上依赖于原油进口，因此大连化学物理研究所（DICP）与中石化洛阳工程有限公司、新兴能源科技有限公司共同开发了甲醇制烯烃技术，即DMTO，为甲醇合成低碳烯烃开辟了一条新途径。

甲醇是一种很容易从煤矿中提取的平台化合物。

由于我国煤炭资源相对丰富，DMTO的成功对于平衡低碳烯烃的供需、减少中国对原油进口的依赖以及促进国家能源安全具有重大现实意义。

本文主要分析甲醇制烯烃工艺技术发展现状。

关键词：甲醇制烯烃；低碳烯烃；技术革新引言乙烯、丙烯等低碳烯烃是现代化工的基础有机原料，主导着石油化工的半壁江山。

2020年，我国乙烯、丙烯总产能分别达到3200万、4500万t左右[1]，但目前尚未实现低碳烯烃的自给自足。

低碳烯烃巨大的当量缺口，凸显烯烃生产技术的重要性。

在工业生产中，低碳烯烃的制备工艺通常为石油路线的石油烃热裂解，此工艺对石油的依赖度过高。

对国内烯烃工业发展而言，发展瓶颈之一是石油资源的日渐短缺。

近年来，随着油价起伏和国内石油资源限制，甲醇制烯烃技术原料为煤基甲醇，发展新型煤化工，对实现煤炭资源的清洁高效利用，同时，在一定程度上缓解我国石油短缺问题，保障我国石油战略能源安全都有十分积极的意义。

1、甲醇制烯烃的工艺介绍国外典型的MTO工艺技术主要有霍尼韦尔UOP/HydroMTO工艺、美孚MobilMTO工艺、埃克森美孚ExxonMobilMTO工艺、鲁奇Lurgi的MTP工艺，国内代表性工艺技术包括大连化物所DMTO工艺、中石化SMTO技术、清华大学FMTP工艺和神华集团公司SHMTO工艺。

DMTO工艺主要的原料为甲醇，产品主要是富含乙烯、丙烯的轻烃混合气。

甲醇制烯烃（DMTO）工艺包括反应再生系统、急冷水洗和污水汽提系统(简称：急冷汽提系统)、热量回收系统(简称：热工系统）。

甲醇制低碳烯烃技术的发展现状及产业化进展研究摘要：在国民经济民生的各个方面都有乙烯、丙烯的运用，它是一种非常重要的化学工艺原材料，主要来源于石油。

在我国的资源中，煤炭资源最丰富，但是油和气都比较贫瘠，这决定了我国在实际生活中，都将长期以煤炭为主。

而甲醇制低碳烯烃技术推动了煤炭化学工业向石油化学工业的发展转换，缓解了石油资源的紧张，是重要的提供石油资源的方式。

关键词：甲醇制低碳烯烃技术；发展现状；产业化进展一、甲醇制低碳烯烃技术的基本概况及其发展进程（一）基本概况甲醇制低碳烯烃技术即利用天然气、生物质和煤碳来进行制造，经气化制成合成气，再生成甲醇，将甲醇分离聚合成烯烃，最后制造出聚乙烯和聚丙烯。

甲醇对烯烃会有两种现象出现，一般情况下，甲醇一般会被转变，成为二甲苯醚也可能会是二甲醚，最后变为烯烃。

另一种，甲醇出现脱水现象，同时生产出二甲醚，二甲醚再与甲醇的混合物一起脱水，经过一系列的技术，制造出低碳烯烃，其成分主要是丙烯与乙烯。

丙烯是由甲醇进行了脱水现象而出现的，产生二甲醚，然后直接从二甲醚转化为丙烯。

（二）历史发展德国科学家费舍尔和特罗普施于1923年发现了合成器可以利用F－T生产出低碳烯烃，一时间受到了许多关注，于是对这一现象进行了深入研究。

1970年，美国美孚石油公司创造出了甲醇制汽油的工艺，被认为是自F－T合成反应之后最大的突破。

Mobil公司于1985年在新西兰装置完成了MTG生产装置，这个装置主要利用天然气生产一些原料，且对甲醇处理能力很强，但是由于沸石催化剂的结构和操作方面的限制问题遭到了停产。

二、甲醇制低碳烯烃技术的情况（一）甲醇至烯烃（MTO）和甲醇对丙烯（MTP）反应的催化剂甲醇制烯烃（MTO）、甲醇制丙烯（MTP）在科学技术的发展下，其催化剂也有了提升，当前情况下，甲醇至丙烯（MTP）技术与甲醇至烯烃（MTO）的催化剂主要是sapO-34分子筛和ZSM-5分子筛两种。

但是相对来说Sapo-34分子筛比较小，所以大部分情况下甲醇都是与丙烯和乙烯相互转化，可连续反应和再生操作，因此在甲醇中广泛用于产生烯烃反应。

871 概述2010年8月首套煤制烯烃项目（神华包头煤制烯烃示范项目）成功投产，国内煤制烯烃项目呈现蓬勃发展的态势。

截至2020年年初，近30套煤制烯烃项目成功投产。

现运行MTO装置由于甲醇进料分布器、急冷水洗塔堵塞，滑阀故障等问题，难以维持长周期运行。

MTO产品气换热、洗涤、降温后进入烯烃分离，经压缩、冷凝、除杂、干燥、精馏分离出聚合级乙烯、聚合级丙烯产品，副产混合碳四、煤基混合戊烯、丙烷及燃料气。

烯烃分离在甲醇制烯烃项目中起承上启下的作用，同时工艺技术与控制复杂、流程繁琐、开停工难度大。

结合神华榆林能源化工有限公司（简称榆林化工）工艺特点，提出开停工与运行过程2 工艺特点榆林化工烯烃分离与同类装置相比，工艺具有以下特点：2.1 产品气压缩机前三段压缩比小榆林化工产品气压缩机三段排出压力0.9MPa，同类装置操作压力1.9MPa。

前三段压缩设计压缩比较小，压缩比小机组排出温度相对较低。

产品气中含有丁二烯等不饱和烯烃，高温下易聚合，因此较低的压缩比降低产品气在压缩机叶轮聚合结焦。

2.2 MTO反应器升温采用氮气循环流程MTO装置开工，两器升温消耗大量氮气且升温周期长，升温氮气全部排入火炬，造成氮气浪费。

利用产品气压缩机将两器升温氮气循环至开工加热炉入口，减少氮气放空。

2.3 脱丙烷塔采用单塔低压分离榆林化工脱丙烷塔采用单塔，操作压力0.7MPa。

同类装置采用双塔，高压脱丙烷塔操作压力1.8MPa。

单脱丙烷塔分离流程相对简单，塔的操作压力低，塔釜温度低，不易造成结焦，降低操作难度。

2.4 脱甲烷塔顶部采用丙烷洗与碳三洗两步洗涤榆林化工脱甲烷塔采用碳三洗（脱乙烷塔釜丙烯与丙烷混合物，流量17t/h）注入第3层塔盘，丙烷洗（丙烯塔塔釜丙烷，流量2.5t/h）随塔顶部气相进入塔顶冷凝器后进入塔顶。

洗涤后塔顶乙烯损失15ppm，丙烯损失0.15%。

同类装置仅采用丙烷洗（丙烯塔塔釜丙烷，流量18t/h）洗涤。

国内甲醇制烯烃技术进展发布时间：2023-01-13T08:46:57.270Z 来源：《工程建设标准化》2022年8月第16期作者：拓雄[导读] 随着时代的进步，国家的额发展越来越好，利用醇制烯烃的相关技术和工艺已经成为了很多工厂、企业不断研究的内容。

拓雄陕西延长石油榆林煤化有限公司，陕西榆林 719000摘要：随着时代的进步，国家的额发展越来越好，利用醇制烯烃的相关技术和工艺已经成为了很多工厂、企业不断研究的内容。

传统使用煤制烯烃路线，不但很容易造成整体环境的污染，而且转换的效率并不高，给现代的发展工业造成一定的瓶颈。

而使用甲醇制烯烃技术，主要采用的是甲醇的方式，它具备一定的稳定性和可用性。

但其在反应的过程中，需要较多的水资源来溶解，这会污染水资源被，影响人们的生活。

关键词：甲醇制烯烃；技术；进展引言甲醇制烯烃的制作过程中会产生大量反应酸性二氧化碳气体，会对环境造成较为严重的污染，需要进行集中处置。

常规水碱法处置虽能实现脱除二氧化碳的目的，但其产生的废碱较多，需要进行二次处置，容易造成资源浪费。

且部分企业也无法承受废碱处置的成本。

1反应机理1.1氧合内合盐机理氧合内合盐机理认为甲醇制烯烃的有关化学反应主要是围绕二甲醚与固体酸展开，当甲醇经过脱水处理后，会生成大量的二甲醚，由于固体酸表面的质子酸对二甲醚影响较大，因此当固体酸催化剂和二甲醚充分接触，则会使二甲醚逐渐转化为二甲基氧合离子，所生成的二甲基氧合离子还会与剩余固体酸（质子酸）继续产生反应，形成三甲基氧合内合盐物种，该物种受分子间甲基化、分子内Stevens重排等因素的影响，会逐渐转化成为乙基二甲基氧合离子或甲醚、乙醚，最后经过B2消除反应成为乙烯。

1.2碳烯离子机理碳烯离子机理认为甲醇制烯烃有关化学反应的核心是碳烯聚合反应，反应时甲醇与沸石催化剂混合，充分发挥沸石催化剂在酸、碱中心协同作用方面的特性，使甲醇发生化学反应并得到碳烯，之后再将碳烯插入到甲醇、二甲醚分子中，或是利用碳烯聚合反应原理，使其能够通过化学反应逐渐转化为烯烃。

甲醇制烯烃技术现状及发展建议乙烯和丙烯均是重要的化工基础产品，近年来，我国乙烯、丙烯产能发展迅速，乙烯、丙烯的需求量也年年增长。

然而，我国的乙、丙烯生产主要依靠石脑油催化裂化。

在世界石油资源日趋紧张，石油价格波动剧烈的今天，缺油少气的中国面临着严峻的能源安全威胁-我国的能源主要还是以化石能源为主。

加强替代能源的发展，对石油进口压力降低，从而实现能源结构的优化以及能源效率的提升，对确保能源安全以及对资源环境的约束进行缓解有着很重要的作用。

标签：甲醇制烯烃技术；现状；发展建议1 分析甲醇制烯烃以及甲醇制丙烯的工艺种类甲醇制烯烃技术被广泛应用在社会生活之中，各大公司均有涉及，现就其中最为典型的集中工艺进行总结概括：首先，该技术在Mobil公司中的體现。

在二十世纪七十年代左右，这种甲醇制烯烃技术作为一种先进技术应运而生，并得到了广泛的认可。

事实上，这种技术是借助ZSM-5催化剂作用得以出世的。

该公司借其进行试验，以期将甲醇进一步制成烯烃。

整个操作是在列管式反应器中实施的，并且严格按照相关流程实施的。

据数据表明，此阶段所用的催化剂使用时间不够理想。

其次，该技术在NorskHydro公司以及UOP公司中的应用。

这两家公司共同研究出了甲醇制烯烃技术。

其间使用的资源主要是较为精制或者是粗制的甲醇，其中重要工艺技术则是循环流化床，其催化剂选取的是SAPO-34，立足于以上资源制成了丙烯以及乙烯。

整个操作生成的杂质不是很多，而且其中使用的歧化技术能够将丙烯最终转化为丁烯以及乙烯，甚至其含量比值可时时调节。

甲醇制丙烯的技术工艺同样应用在生活各个领域中，现就其代表性的技术研发进行概述：首先，甲醇制丙烯技术与德国鲁奇公司。

该公司对这一技术的研发与NorskHydro公司以及UOP公司有所不同，前者使用的催化剂主要是SAPO-34，并且过程中使用的反应器也有所不同，即使用的是固定床而非循环流化床。

共使用了三台反应器完成制取，三者之间是并联的，而且反应器的再生功能与反应功能比是1：2。

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。

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。

甲醇制烯烃过程研究进展摘要：甲醇制烯烃是一种具有广泛应用前景的新型工业化合成技术，近年来得到了广泛关注和研究。

本文主要综述了甲醇制烯烃过程的研究进展，包括催化剂的选择和改性、反应机理、反应条件对产物选择性和反应副产物的生成等方面。

通过对近年来的研究成果进行梳理和总结，展望了甲醇制烯烃反应的未来发展趋势，以期为该领域的研究提供参考。

关键词：甲醇制烯烃；催化剂；产物选择性；副产物生成；反应机理甲醇制烯烃是一种重要的化学反应，可以通过催化剂在高温下将甲醇转化为烯烃。

这种反应在工业上有广泛的应用，可以制备出许多有用的化学品，例如丙烯、丁二烯、异戊烯等。

因此，甲醇制烯烃的研究一直受到工业和学术界的关注。

在甲醇制烯烃反应中，催化剂是一个至关重要的因素。

催化剂可以提高反应速率、选择性和产物收率，同时减少副反应和能量消耗。

目前，许多催化剂被广泛应用于甲醇制烯烃反应中，如MFI型分子筛、SAPO-34、铝硅酸盐等。

不同的催化剂会对反应产物和副产物的生成规律产生不同的影响。

在本文中，我们将综述甲醇制烯烃过程中的催化剂、反应机理和影响反应效果的因素，并分析近年来该领域的研究进展和未来的发展方向，为该领域的研究提供参考。

一、甲醇制烯烃过程的催化剂使用研究在甲醇制烯烃反应中，催化剂是一个非常重要的因素。

目前，常用的催化剂主要包括MFI型分子筛、SAPO-34、铝硅酸盐等。

MFI型分子筛是最早被应用于甲醇制烯烃反应中的催化剂之一。

它具有优异的酸性和空间结构，能够有效地将甲醇转化为烯烃。

然而，MFI型分子筛也存在一些问题，例如易于积炭、反应活性难以维持等。

为了解决这些问题，研究人员对MFI型分子筛进行了改性，如添加钼、锆、镓等元素，制备Mo/HZSM-5、Zr/HZSM-5和Ga/HZSM-5等复合催化剂，能够提高催化剂的稳定性和活性，同时还可以控制烯烃的选择性。

SAPO-34是另一种常用的催化剂，它是一种层状的磷硅酸盐分子筛，具有独特的结构和催化性能。