甲醇制丙烯(MTP)工艺介绍
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甲醇制烯烃技术资料一、德国鲁奇公司MTP技术开发历史及进展MTP(Methanol To Propylene)其含义是由甲醇制造丙烯的技术,实际上MTP生产丙烯的同时还付产一部分乙烯、汽油和液化气(LPG)。
德国鲁奇公司是世界上唯一开发成功MTP技术的公司,该公司还拥有甲醇洗(Rectisol),硫回收及尾气处理 (SRU<GT)及大甲醇(Mega Methanol) 技术,这几个技术组合起来,组成了一个完整的三合一的合成气至丙烯的技术路线。
这是一条和石油化工不同的,以天然气或者煤炭合成丙烯的技术路线。
德国鲁奇公司于1996年代前后开始研究甲醇制造烯烃技术,鲁奇是以气体技术起家,在气体制备,净化以及甲醇合成方面具有丰富的经验,基于以下情况,鲁奇技术人员在1996年前后开始构思MTP 技术:●已经开发成功的沸石催化剂ZSM5已经证明可以支持烯烃低聚以及甲醇和二甲醚合成烯烃。
●由于需求增加特别是聚丙烯发展,导致丙烯中期短缺;而短缺不能通过常规生产方法弥补如蒸汽裂解装置或FCC.图1. 丙烯短缺 (从上至下:国际丙烯需求,短缺,通过已有装置优化,来自炼油装置,乙烯蒸汽裂解付产)●同时1000亿立方米天然气和石油气由于技术原因或者没有市场而白白放火炬。
这是自然资源的巨大浪费且造成温室气体增加。
这是工程技术人员和环保人员产生利用这些气体想法的动力。
●鲁奇那时开发了大甲醇工艺,产量达到日产5,000吨以上。
研发计划开始在法兰克福鲁奇总部建造了一个”工艺试验装置”,基本工艺设计数据从这个研发中心的大于9000小时的操作运行数据中获得。
此外,还进行了反应条件优化和循环流分析。
以此并行,鲁奇决定建设一个大规模示范装置,在一个世界规模的甲醇工厂,使用真实甲醇进料进行连续运行试验。
与挪威的Statoil ASA在2001年1月签订合同后,示范装置在德国组装并于同年11月运输到挪威的Tjeldbergodden。
MTOMTGMTAMTO(甲醇制烯烃):甲醇制取低碳烯烃(MTO)最具有代表性的工艺是:美国UOP公司与挪威Hydro公司联合开发的流化床甲醇制烯烃工艺(MTO)和中国科学院大连化学物理研究所开发的合成气经由二甲醚制取低碳烯烃工艺(SDTO)。
1 UOP/Hydro公司的MTO工艺UOP公司与Hydro公司联合开发的流化床MTO工艺采用以磷酸硅铝分子筛SAPO-34为活性组分的MTO-100催化剂,在操作压力0.1-0.5MPa、反应温度350-550℃,甲醇转化率99.8%,C2-C4烯烃选择性大于80 %。
反应产物中乙烯和丙烯比例可在0.75-1.5范围内调节,乙烷、丙烷、二烯烃和炔烃生成的数量少。
在示范装置的运转中,甲醇的转化率接近100%,产品收率(碳基准)为:乙烯48%,丙烯33%,丁烯9.6%,C5+2.4%,C1-C3饱和烃3.5%,COx0.5%,焦炭3.0%。
2 中科院大化所SDTO工艺(1)20世纪80年代初,大化所就开始进行甲醇制烯烃的研究工作,“七五”期间完成了300 t/a的中试装置,采用固定床反应器,催化剂为改性ZSM-5,在反应温度500-550℃,压力0.1-0.15MPa,甲醇转化率100%,低碳烯烃(乙烯,丙烯和碳四烯的总和)为86%。
(2)20世纪90年代初,开发了由合成气经二甲醚制取低碳烯烃的新技术路线。
分两个阶段:在第一阶段将合成气转化为二甲醚,采用双功能催化剂,固定床反应器,在反应温度265℃,GHSV/h-11000,压力4.0MPa,CO转化率90.35%,DME+MeOH 选择性99.26%。
第二阶段将二甲醚转化为低碳烯烃,催化剂为基于改性的SAPO-34催化剂(Do123),在450℃,GHSV/h-12000,常压下,将进入反应器的二甲醚完全转化,低碳烯烃的选择性分别为:乙烯40.19%,丙烯34.14%,碳四烯8.03%,总计82.36%。
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。
煤基甲醇制丙烯工艺简介丙烯作为一种重要的化工基础原料,其产能需求正在不断增大。
目前蒸汽裂解仍然是丙烯的最大来源(约占67%),由于蒸汽裂解主要目的是生产乙烯,丙烯只是副产物。
目前的技术都在向着减少丙烯副产的方向进行,因此需要一个经济可行的技术渠道获取丙烯,以应对不断增长的丙烯需求。
约有30%的丙烯来自FCC工艺,其余的还有丙烷脱氢制丙烯和甲醇制丙烯等诸多方法。
我国煤化工业生产了大量的甲醇,目前的甲醇产能严重过剩的情况下,将甲醇转化为需求旺盛的丙烯是个很诱人的方向。
煤基甲醇制烯烃工艺主要由煤气化制合成气、合成气制甲醇及甲醇制烯烃等三项技术组成。
煤气化制合成气、合成气制甲醇两项技术均已较为成熟,能适应规模化经济的发展。
甲醇制烯烃技术目前世界上现行的方法主要有两种:一是MTO技术(甲醇制烯烃),即由合成气首先生产出甲醇,然后将甲醇转化为乙烯和丙烯混合物的工艺;二是MTP技术(甲醇制丙烯),即由合成气首先生产出甲醇,然后将甲醇转化成丙烯的工艺。
上述两种技术均是从天然气或煤转化成甲醇开始,然后再将甲醇转化成烯烃。
目前,典型的甲醇制烯烃技术包括UOP /HydroMTO工艺、Exxon Mobil公司的OTO工艺和MTO工艺、中科院大连化学物理研究所( DICP) 的DMTO工艺、中国石油化工股份有限公司( 以下简称中石化) 的SMTO工艺、神华集团的SHMTO工艺、以及以丙烯为目的产物的Lurgi公司的MTP工艺和清华大学等联合开发的FMTP工艺等。
其中,UOP公司的MTO技术、DICP的DMTO技术、中石化的SMTO技术及Lurgi公司的MTP技术都已实现工业化。
下面分别介绍一下其中的两种代表性的工艺。
UOP /HydroMTO工艺采用流化床反应器和再生器设计,如工艺图1。
反应热通过产生的蒸汽带出并回收,失活的催化剂被送到流化床再生器中烧碳再生,然后返回流化床反应器继续反应。
该装置采用以磷酸硅铝分子筛SAPO-34为主要成分的MTO-100型催化剂,SAPO-34分子筛催化剂的酸性位具有可控性,而且具有择形选择性,这一特点大大提高了乙烯和丙烯的选择性在。
甲醇制丙烯工艺流程设计与反应器优化甲醇制丙烯是一种重要的工业化学反应,该工艺旨在将甲醇转化为丙烯,一种重要的石油化工原料。
本文将从工艺流程设计和反应器优化两个方面来探讨甲醇制丙烯的相关问题。
一、工艺流程设计甲醇制丙烯的工艺流程设计需要考虑以下几个关键步骤:甲醇脱水、甲醇转化为甲醇醚、甲醇醚脱水和甲醇醚裂解。
1. 甲醇脱水甲醇脱水是将甲醇中的水分去除的过程。
常用的方法包括吸附法、蒸汽法和浓缩法。
其中,吸附法具有高效、低能耗的优点,是目前应用最广泛的甲醇脱水方法之一。
2. 甲醇转化为甲醇醚甲醇转化为甲醇醚是甲醇制丙烯过程的关键步骤。
传统的方法是通过甲醇与自由酸催化剂反应生成甲醇醚。
近年来,也有研究利用固定床催化剂实现甲醇醚的合成。
3. 甲醇醚脱水甲醇醚脱水是将甲醇醚中的水分去除的过程。
常用的方法有吸附法、蒸汽法和膜分离法等。
吸附法具有高效、低能耗的特点,因此是较为常用的甲醇醚脱水方法。
4. 甲醇醚裂解甲醇醚裂解是将甲醇醚分解为丙烯和其他副产物的过程。
目前主要采用的方法是通过催化剂在高温下催化裂解甲醇醚,以得到丙烯。
二、反应器优化为了提高甲醇制丙烯的反应效率和产率,反应器的设计和优化是非常重要的。
1. 反应器类型选择根据反应器的功能和操作要求,常见的反应器类型包括固定床反应器、流化床反应器和搅拌槽反应器等。
选择合适的反应器类型可以提高反应的效率和选择性。
2. 催化剂选择催化剂是提高甲醇制丙烯反应效率的关键。
合适的催化剂可以提高丙烯的产率和选择性。
目前常用的催化剂有氧化钙、硅铝酸和离子液体等。
3. 反应条件控制反应条件的控制对甲醇制丙烯的产率和选择性有着重要影响。
温度、压力、催化剂用量和空速等因素都需要在合适的范围内进行控制和优化。
综上所述,甲醇制丙烯的工艺流程设计和反应器优化是提高工业化学反应效率和产率的重要手段。
只有通过合理的流程设计和优化反应器选择,才能实现甲醇转化为丙烯的高效率工业化生产。
mtp反应机理MTP反应机理引言:MTP(Methanol-to-propylene)反应是一种重要的催化转化过程,用于将甲醇转化为丙烯。
丙烯是一种广泛应用于塑料、化纤等行业的重要化工原料,因此MTP反应具有重要的经济和工业价值。
本文将介绍MTP反应的机理及其关键步骤。
反应机理:MTP反应的机理主要包括甲醇的脱氢、碳链扩散、丙烯生成等关键步骤。
1. 甲醇的脱氢:在MTP反应中,甲醇首先经过脱氢生成甲醛。
这一步骤通常在酸性催化剂的作用下进行,常用的催化剂包括氧化钒、磷钼酸盐等。
甲醇在酸性环境下失去一个氢原子,形成甲醛,并释放出一个氢离子。
2. 甲醛的脱氢:甲醛继续经过脱氢反应生成甲烯。
这一步骤通常需要较高的温度和压力,并在催化剂的催化下进行。
常用的催化剂包括氧化铝、硅铝酸盐等。
甲醛在高温条件下失去一个氢原子,形成甲烯,并释放出一个氢离子。
3. 甲烯的碳链扩散:甲烯是MTP反应的关键中间体,需要在催化剂的作用下发生碳链扩散。
常用的催化剂包括大孔分子筛等。
甲烯在催化剂表面发生分子扩散,形成更长的碳链结构,同时释放出一个氢离子。
4. 丙烯的生成:碳链扩散后的中间体继续经过一系列的反应,最终生成丙烯。
这一过程涉及多个催化剂和反应步骤,其中包括分子裂解、异构化、骨架重排等。
通过调节反应条件和催化剂的选择,可以控制丙烯的选择性和产率。
结论:MTP反应是一种将甲醇转化为丙烯的重要催化转化过程。
该反应的机理主要包括甲醇的脱氢、碳链扩散和丙烯的生成等关键步骤。
通过调节反应条件和催化剂的选择,可以实现对丙烯的高效转化和选择性控制。
MTP反应具有重要的经济和工业价值,在化工领域具有广阔的应用前景。
参考文献:1. Zhang, Y., Wei, Y., & Liu, Z. (2016). Review of recent progress in methanol-to-propylene (MTP) reaction over zeolite catalysts. Catalysts, 6(4), 56.2. Li, J., & Wang, Y. (2015). Methanol-to-olefins (MTO): from fundamentals to commercialization. ACS Catalysis, 5(3), 1922-1938.3. Miao, S., Xie, Z., Liu, H., & Xu, L. (2019). Recent advances in the methanol-to-olefins (MTO) reaction over zeolite catalysts. Green Chemistry, 21(3), 570-600.。
mtp 甲醇制丙烯的工艺
1 甲醇制丙烯的工艺
甲醇制丙烯是石化行业中的重要装置,产物用于制造多种烯烃,
制冷剂、橡胶、涂料等,其中,以聚丙烯、有机合成树脂等烯烃的占
有率最高。
此外,丙烯也是重要的化工原料,可用于合成苯乙烯、柠
檬酸、苯甲酸等。
甲醇制丙烯是一种化学反应,通过添加溶剂催化剂和氢气,把甲
醇强氢分解为丙烯和水,它们可用于制备一些有价值的中间体物质和
最终产品。
丙烯有宝贵的工业应用,因此,甲醇制丙烯将成为全球化工巨头
争夺的焦点。
甲醇转化制备丙烯,不仅可以成本价更低,而且,会使
甲醇的经济价值大大提升。
甲醇制丙烯的工艺流程,基本上可以分为两个阶段:一是前处理
阶段,主要由甲醇,空气,氢气和催化剂构成,通过精细的控制调节,达到平衡状态;二是制备阶段,主要由甲醇、水和氮构成,经过反应
得到丙烯气体,并加以合成并冷却成液态产品。
此外,甲醇制丙烯工艺中,还可以采用微电极催化反应,在维持
合适温度的条件下,实现甲醇到丙烯的直接转换。
这种工艺技术的特
点为:催化剂的耗用量低,反应速度快,生产效率更高,在来历容易
制得纯度更高的产品,优点有助于节能环保。
甲醇制丙烯虽然有很多好处,但同时还需要注意操作安全等问题,要建立完善的安全措施,以期产生更多的价值。