甲醇制烯烃工艺流程简述
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甲醇制低碳烯烃的工艺举例以及本组最佳工艺的确定一、甲醇制低碳烯烃的工艺列举甲醇制烯烃工艺是煤基烯烃产业链中的关键步骤,其工艺流程主要为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、SAPO-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(methanol-to-olefin ,MTO ),甲醇制丙烯(methanol-to-propylene ,MTP )。
MTO 工艺的代表技术有环球石油公司( UOP )和海德鲁公司( Norsk Hydro )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(Lurgi )开发的Lurgi MTP 技术和我国清华大学自主研发的FMTP 技术。
1.1 UOP /I-Iydro 公司的MTO 工艺美国环球油品公司(UOP)和挪威海德鲁(Hydro)公司共同开发了UOP /Hydro MTO 工艺。
MTO 工艺对原料甲醇的适用范围较大,可以使用粗甲醇(浓度80%一82%)、燃料级甲醇(浓度95%)和AA 级甲醇(浓度>99%) 。
该工艺采用流化床反应器和再生器设计,其流程见图3。
其反应温度由回收热量的蒸汽发生系统来控制,失活的催化剂被送到流化床再生器中烧碳再生,并通过发生蒸汽将热量移除,然后返回流化床反应器继续反应。
由于流化床条件和混合均匀催化剂的共同作甲醇制取低碳烯烃 UOP/Hydro 公司的MTO 工艺 大连化学物理研究所的DMTO 工艺上海化工研究院的SMTO 工艺 鲁奇(Lurgi)公司的MTP 工艺清华大学的FMTP 工艺MTO MTP用,反应器几乎是等温的。
反应物富含烯烃,只有少量的甲烷,故流程选择前脱乙烷塔,而省去前脱甲烷塔,节省了投资和制冷能耗。
该工艺开发了基于SAPO一34的新型分子筛催化剂MTO一100,在温度350—550。
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。
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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)。
(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。
甲醇制烯烃工艺流程甲醇制烯烃工艺流程包括甲醇转化单元和烯烃回收单元。
甲醇转化单元通过流化床反应器将甲醇转化为烯烃,再进入烯烃回收单元中将轻烯烃回收,得到主产品乙烯、丙烯,副产品为丁烯、C5以上组分和燃料气。
其中,反应温度为400-500℃,反应压力为0.1-0.3MPa,再生温度为600-700℃,再生压力为0.1-0.3MPa。
主要工艺条件是在高选择性催化剂上,MTO发生两个主反应:2CH3OH→C2H4+2H2OH=△-11.72kJ/mol和3CH3OH→C3H6+3H2OH=△-30.98kJ/mol。
催化剂为D803C-II01。
烯烃回收单元包括进料汽化和产品急冷区、反应/再生区、蒸汽发生区、燃烧空气和废气区几部分。
其中,进料汽化和产品急冷区包括甲醇进料缓冲罐、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。
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。
汽提后的水返回氧化物汽提塔。
甲醇制烯烃工艺流程设计与产率提高甲醇制烯烃工艺是一种重要的烃化工过程,可以通过催化剂将甲醇转化为乙烯和丙烯等烯烃产品。
本文将介绍甲醇制烯烃的工艺流程设计,并探讨提高产率的方法。
一、甲醇制烯烃工艺流程设计甲醇制烯烃的工艺流程一般包括甲醇脱水制取白炭黑、白炭黑催化裂化以及烯烃分离等步骤。
1. 甲醇脱水制取白炭黑甲醇脱水是制取白炭黑的关键步骤。
常用的方法是在合适的催化剂存在下,将甲醇加热脱水生成甲烯和水。
该反应需要在适当的温度和压力条件下进行,以提高产率和选择性。
同时,对于催化剂的选择和活性的保持也是关键。
2. 白炭黑催化裂化白炭黑催化裂化是将甲醇分解为乙烯和丙烯等烯烃的重要步骤。
在催化剂的作用下,甲醇分子发生裂解并生成烯烃产品。
选择合适的催化剂对产率和选择性都至关重要。
3. 烯烃分离烯烃与其他副产物需要经过分离步骤进行有效的分离。
传统的分离方法包括蒸馏、吸附和结晶等。
针对不同的烯烃和副产物,可以采用不同的分离组合,以提高产率和纯度。
二、提高产率的方法为了提高甲醇制烯烃的产率,可以从以下几个方面进行考虑和优化。
1. 催化剂选择和改进催化剂的选择和活性对于甲醇制烯烃的产率至关重要。
通过合理选择催化剂并对其进行改进,可以提高反应的速率和选择性,从而提高产率。
此外,催化剂的稳定性和寿命也需要考虑,以保证长期稳定的生产。
2. 工艺条件优化工艺条件的选择和优化对于提高产率非常重要。
例如,适当的反应温度和压力可以提高反应速率和产率。
此外,反应过程中的流量、停留时间、催化剂的用量等参数也需要进行优化,以达到最佳的效果。
3. 副产物的深度利用甲醇制烯烃过程中会产生一些副产物,如甲烷和二甲醚等。
合理利用这些副产物可以提高整体产率。
例如,将甲烷用作燃料供应给反应器,可以提高热能利用率。
而将二甲醚转化为更有价值的烯烃产品,则可以进一步提高产率。
4. 采用新的技术和装置随着科技的进步,新的技术和装置可以帮助提高甲醇制烯烃的产率。
第七章甲醇制烯烃7.1 甲醇制烯烃概述7.1.1简介随着天然气探明储量的不断增加、油田伴生气的利用和煤层气的开采,以及世界石油的持续短缺和资源日益枯竭,以甲烷为主要成分的天然气原料的化工利用逐渐成为国际各大石油化工公司的战略研究和开发重点。
特别是天然气制烯烃技术的开发更是重中之重,因为天然气制烯烃与传统的石脑油法相比,在装置的投资和原料成本上具有优势。
传统的石脑油、轻柴油制烯烃工业与炼油工业的发展密切相关,从油田开采的原油需经炼油装置的加工获得用于生产乙烯的石脑油和轻柴油。
过去由于炼油工业和乙烯工业大多独自建厂,导致重复建设过多、投资过大、效益低下。
而天然气制烯烃无需投资巨大的炼油装备,故装置组成简单,投资省,产品乙烯中固定成本费用大为降低。
与传统油基烯烃工艺比较,甲醇制烯烃工艺从成本上来看,当煤炭价格为250元/吨时,聚烯烃的成本价格为5440元/吨。
按当前的市场价格9500元/吨推算,利润为4060元/吨,相当于原油价格为50美元/桶时油基烯烃的利润。
随着国际市场原油价格的不断提升,以煤为原料,通过甲醇制烯烃的工艺路线在经济上有不少优势.目前,天然气制烯烃的研究开发主要集中在三种方法上。
第一是天然气直接合成制烯烃,称作一步法。
一般天然气中含有95%以上甲烷,用甲烷制取乙烯是一条较合理的工艺路线,但技术难度很大,研究工作目前尚处于实验室阶段;第二是天然气经合成气制烯烃,称为二步法,由天然气蒸汽转化制取合成气,再由合成气制乙烯,其方法是用费一托法由合成气直接制乙烯,即以CO与H2反应制烯烃,副产水和coz,该法产品分布受Andorson—Sohulz—Flory规律的限制,轻质烯烃的收率不高,近期没有工业化的可能;第三种是天然气先制成甲醇再制烯烃,称作三步法,该法又分为甲醇制乙烯、丙烯(MTO)和甲醇制丙烯(MTP)两种工艺。
生产烯烃的常规工艺路线是通过蒸汽裂化。
乙烷的裂化非常适合于NGL(液态天然气)物流丰富的地区;而且产品主要是乙烯、和少量的丙烯,特别适合提供给聚乙烯生产厂。
甲醇制烯烃工艺甲醇制烯烃总体流程与催化裂化装置相似,包括反应再生、急冷分馏、气体压缩、烟气能量利用和回收、反应取热、再生取热等部分。
烯烃的精制分离部分,与管式裂解炉工艺的精制分离部分相似。
美国UOP公司和我国中科院大连化学物理研究所分别在上世纪90年代各自独立完成了小型甲醇制烯烃试验装置。
1、UOP公司的MTO工艺UOP公司的MTO技术,以粗甲醇或产品级甲醇为原料生产聚合级乙烯/丙烯,反应采用流化床反应器。
UOP技术的催化剂型号为MTO-100,主要成份是SAPO-34(硅、铝、磷),早期的试验表明SAPO-34是一种理想的催化剂,但由于不耐磨,经过多次试验,最终将SAPO-34经一种特殊的黏合剂处理,使催化剂既有较高选择性,又有较好的强度和耐磨性。
1995年UOP公司建设了一套甲醇处理能力为0.75吨/天的示范装置,装置连续运行90天,运行情况良好。
采用UOP公司的MTO工艺,法国道达尔石化在比利时费卢依(Feluy, Belgium)建成全球首创的甲醇制烯烃,烯烃裂解中试装置(MTO/OCP PDU),该中试装置总投资4500万欧元,于2008年年末建成启动,将在长期运行的基础上验证包含甲醇制烯烃,烯烃分离,重烯烃裂解,烯烃聚合反应和聚烯烃产品应用在内的一体化工艺流程和其放大到百万吨级工业化规模的可靠性。
自2010年5月起,该装置己生产出高标准的聚丙烯和聚乙烯产品。
该中试装置通过引入烯烃裂解技术,将碳四及以上精烃送到烯烃裂解装置,可以提高乙烯和丙烯的收率。
通过引入OCP单元,MTO单元生产100万吨低碳烯烃只需要260万吨的甲醇进料。
惠生(南京)清洁能源股份有限公司2011年宣布选择了UOP技术,将甲醇转化为乙烯和丙烯,并进而生产高附加值的丁辛醇等产品,MTO装置于2013年9月开车成功。
2012年9月,霍尼韦尔UOP公司宣布,久泰能源(准格尔)有限公司60万吨/年甲醇制烯烃项目将采用UOP技术,项目预计2015年投产。
甲醇制烯烃(M TO)和M T P工艺甲醇制烯烃的M TO和甲醇制丙烯(M T P)是两个重要C1化工新工艺。
上世纪80年代美国M o2 b il公司在研究甲醇制汽油催化工艺时,发现以ZS M25为催化剂,通过改变工艺条件同样可将甲醇转化为乙烯、丙烯和其它低碳烯烃。
然而,取得突破性进展的是美国U O P公司和挪威N o rsk H ydro公司合作开发的以SA PO234为基础的M TO工艺。
一套粗工业甲醇加工能力为0.75t a装置在1995年6月运行90多天,其甲醇转化率始终保持接近100%,乙烯和丙烯选择性分别为55%(质量分数)和27%(质量分数)。
而且通过反应苛刻度的调节可以改变乙烯和丙烯之间的比例[1]。
近年来,由于丙烯需求量的迅速增长,致使以甲醇为原料的M T P工艺又引起广泛关注。
有报道称, 2000年全球乙烯需求量为89000k t,2000~2007年均需求增长率约4.6%。
2001年全球丙烯需求量约56000k t,年均需求增长率为5%~5.5%,超过乙烯需求增长率。
但目前丙烯65%来自蒸汽裂解制乙烯装置,30%左右来自炼厂流化催化裂化(FCC)装置[2]。
以丙烯为目的产物的丙烷脱氢所占比例甚微,大约不到5%。
因而导致丙烯价格上涨(2002.7.5丙烯为450~460美元 t,乙烯为320~340美元 t)。
增产丙烯已成为全球石化工业重要生产技术发展动向。
而M T P工艺则为增产丙烯的重要手段之一。
1 催化反应机理 以甲醇为原料制乙烯和丙烯的化学反应方程式和热效应为[3]2CH3O H→C2H4+2H2O(△H=11.72KJ m o l,427℃)3CH3O H→C3H6+3H2O(△H=30.98KJ m o l,427℃)一般认为,M TO或M T P的反应机理与甲醇制汽油的M T G工艺有相似之处,即:2CH3O H -H2O+H2OCH3O CH3(DM E)-H2OC=2~C =5异构烷烃芳烃C+5烯烃甲醇首先脱水为二甲醚(DM E),继续脱水生成包括乙烯和丙烯在内的低碳烯烃,少量低碳烯烃则以缩聚、环化、脱氢、烷基化、氢转移等反应、生成饱和烃、芳烃及高级烯烃等。
甲醇制烯烃工艺流程简述本装置由反应-再生部分、取热部分、急冷、汽提部分组成。
现就主要的工艺流程简述如下:1反应-再生部分升压,经甲醇-蒸来自装置外的甲醇先进入甲醇缓冲罐(V1105),经甲醇进料泵(P1101A、B)汽换热器(E1101)预热,再经甲醇-反应器换热器(E1102)、甲醇冷凝器(E1103)换热后进入反应器(R1101),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。
反应气经反应器设置的两级旋分器及外挂式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(E1102)降温后送至后部急冷塔(T1201),由反应器外挂旋风分离器料腿回收下来的待生催化剂进入废催化剂储罐(V1104),定期用槽车送至装置外。
反应器内设置六组内取热管以取走多余热量。
反应后积碳的待生催化剂进入待生汽提器汽提,待生汽提器内设有三个汽提蒸汽环,用于汽提出待生催化剂携带的反应气,汽提后的待生催化剂用提升风水平输送后经待生立管向上进入再生器(R1102)中部,在再生器内烧焦后,再生催化剂经再生汽提器汽提后,在提升蒸汽的带动下,经水平管和立管送回反应器。
再生后的烟气经再生器两级旋风分离器除去所夹带的催化剂后送至再生器顶烟囱排放大气。
再生器内设置六组内取热管以取走多余热量。
再生器烧焦所需的主风由主风机提供。
装置设有两台往复式主风机,一台操作,一台备用。
主风经主风机出口缓冲罐(V1113)后分成两路:其中一路主风经辅助燃烧室(F1101)进入再生器,另一部分主风作为待生管输送风与待生催化剂一同进入再生器。
再生器内还设有氮气流化环,完全再生方案时该环通入主风,不完全再生方案时该环通入氮气,以保证再生器旋风分离器在合适的工况下操作。
2取热部分本部分为一个在反应再生系统取热、在循环水冷却器放热的闭式循环除氧水系统。
考虑到反应器再生器过剩热量负荷波动大,系统循环水量变化大,设置一个1000m3的除氧水灌,以自总管来的4.0Mpa、104℃除氧水作为补充水。
甲醇制烯烃工艺流程甲醇制烯烃工艺流程是一种将甲醇转化为烯烃的化学过程。
在这个工艺流程中,甲醇经过一系列的催化和反应步骤,最终得到烯烃产品。
下面是甲醇制烯烃的主要工艺流程。
首先,甲醇气体经过净化步骤,除去其中的杂质。
这可以通过冷凝和吸附等方法实现,以确保甲醇的纯度达到要求。
然后,纯净的甲醇气体进入反应器。
在反应器中,甲醇与某种催化剂进行催化反应。
这个催化剂可以是氧化锆、硅钼酸盐或磷钼酸盐等。
这个反应步骤被称为甲醇脱氧反应。
在此过程中,甲醇分子中的氧原子被去除,生成甲烷和水。
接下来,甲烷与催化剂再次发生反应,发生甲烷催化转化反应。
在这个反应中,甲烷分子经过一系列的裂解、重组和转化,最终生成烯烃。
这个转化反应通常需要高温和高压条件下进行。
在甲烷催化转化反应后,产生的混合气体需要进行分离和纯化。
因为烯烃产物与其他烷烃和杂质分子有不同的物理和化学性质,所以可以通过蒸馏、吸附或溶剂提取等分离方法将它们分离出来。
分离和纯化之后,得到的纯净烯烃可以进行后续的处理和利用。
这些烯烃产物可以用于生产塑料、橡胶、合成纤维等化工产品。
它们还可以作为汽油和润滑油的添加剂,或用于制备一些特定的有机化合物。
整个甲醇制烯烃工艺流程需要控制好反应温度、压力和催化剂的选择等因素,以确保高转化率和选择性。
此外,对反应物料和产物进行合理的处理和回收,也是工艺流程中需要考虑的重要环节。
综上所述,甲醇制烯烃工艺流程是一种将甲醇通过催化反应转化为烯烃的过程。
这个工艺流程包括甲醇脱氧反应、甲烷催化转化反应和产物的分离和纯化等步骤。
通过科学合理地控制反应条件和处理工艺,可以提高烯烃的产率和质量,从而实现高效利用甲醇资源的目标。
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)。
另一路未经换热的急冷水直接进入沉降罐。
急冷塔顶反应气进入水洗塔下部,水洗塔底冷却水抽出后经水洗塔底泵升压后分成两路,一路进入沉降罐,另一路水洗水送至烯烃分离单元丙烯精馏塔底重沸器作为热源,换热后经水洗水干式空冷器和水洗水冷却器冷却后进入水洗塔中、上部,水洗塔顶反应气经气压机压缩后送至烯烃分离系统。
(5)水汽提系统
急冷水、水洗水经沉降罐沉降后,经汽提塔进料泵升压后与汽提塔进料换热器换热后进入污水汽提塔,汽提后的塔底净化水经净化水泵升压后经汽提塔进料换热器、甲醇-汽提水换热器、净化水干式空冷器和净化水冷却器后送出装置。
污水汽提塔顶汽提气经污水汽提塔顶气冷却器冷却后进入污水汽提塔顶回流罐,浓缩水(含有甲醇或二甲醚)经汽提塔顶回流泵升压,一部分作为塔顶冷回流返回污水汽提塔上部,另一部分进入浓缩水储罐,经甲醇-浓缩谁混合器与甲醇进料混合后,送至反应器。
污水汽提塔顶回流罐顶得不凝气送至反应器。
二、烯烃精制单元
(1)反应混合气压缩机Ⅰ~Ⅱ
进入压缩机一段吸入罐的来自DMTO反应单元的混合气经一段吸入罐送到压缩机一段进行压缩,压缩后的气体经冷却器冷却至40℃后进入压缩机二段吸入罐。
二段吸入罐中水被分离出来返回一段吸入罐,由一段吸入罐排出至DMTO反应单元的急冷塔。
二段吸入罐的气相,进入压缩机二段,压缩后冷却至40℃进入甲醇洗涤塔和碱洗塔。
(2)甲醇水洗和酸性气体碱洗
二段压缩出口的反应混合气冷却至40℃后送至甲醇洗涤塔塔釜,用界区外引入的洗涤水除去反应混合气中的甲醇及其他易溶于水的含氧化合物。
在甲醇洗涤塔塔釜进行油水分离,洗涤水送至DMTO反应单元,烃凝液返回压缩机二段吸入罐。
甲醇洗涤塔塔顶混合气被预热至45℃后送入碱洗塔脱除酸性气体。
碱洗塔采用碱液三段循环设计,原料气中的酸性气体通过与碱液反应被除去,新鲜碱液来自界区外,新鲜碱在进塔前要进行稀释。
在碱洗塔的上部,设有水洗段,脱除反应混合气中夹带的碱。
(3)反应混合气三段压缩
碱洗塔顶反应反应混合气先由循环冷却水冷却至40℃,再由18℃的丙烯冷剂冷却至28℃后送入压缩机三段吸入罐,同时来自乙烯精馏塔回流罐和丙烯精馏塔回流罐的尾气液分别进入压缩机三段吸入罐。
在压缩机三段吸入罐中水被分离出来返回压缩机二段吸入罐,三段吸入罐的气相进入压缩机三段,经压缩后89℃的反应混合气先由循环冷却水冷知40℃,再由脱乙烷塔进料及丙烯冷剂逐级冷却至13℃后进入压缩机三段排出罐。
(4)反应混合气/烃凝液干燥
在反应混合气压缩机三段排出罐中分出气、油、水三相,气相进入气相干燥器,水相送至三段吸入罐,油相送至也想干燥器的进料聚结器中进一步油水分离。
聚结器分理出的水相返回三段吸入罐,油相作为液相干燥器进料。
气、液相干燥器的产品分别经过滤器后送至高低压脱丙烷系统。
干燥器再生过程中,来自界区外地再生气(氮气或油吸收塔尾气)先与干燥器排出的热再生气换热,再由中压蒸汽加热后进入干燥器;出干燥器的热再生气经冷再生气和冷却水两步冷却后进入再生气排出罐,脱除水后送出界区,水被送至DMTO反应单元的急冷塔。
(5)高低压脱丙烷和反应混合气第四段压缩
脱丙烷系统采用高、低压双塔操作流程。
来自气相干燥器的反应混合气和液相干燥器的烃凝液进入高压脱丙烷塔,塔顶气相经丙烯冷剂的部分冷凝后进入塔顶回流罐,回流罐的液相作为高压脱丙烷塔的部分回流返回塔顶,包括C3及更轻组分的气相送到反应混合气压缩机四段压缩至3.0MPa,经逐级冷却后送到预切割塔。
高压脱丙烷塔釜液经冷却水冷却后送至低压脱丙烷塔。
低压脱丙烷塔塔顶气相采用丙烯冷剂进行全凝,部分凝液作为低压塔回流,另一部分返回至高压脱丙烷塔。
低压塔塔釜液C4+组分送出界区。
(6)预切割和油回收
自反应混合气压缩机四段来的气相,经冷却水、预切割塔再沸器、乙烯精馏塔中间再沸器和丙烯冷剂逐级降温至-37℃后进入预切割塔进料罐,灌顶气相和罐底液相分别进入预切割塔。
预切割塔塔顶的气相包括部分C2和其他更轻的组分,用丙烯冷剂部分冷凝,液相作为预切割塔的回流由泵打回预切割塔,气相进入油吸收塔。
预切割他再沸器由反应混合气和丙烯冷剂加热,塔釜物料是脱乙烷塔的进料。
在油吸收塔中,用从丙烯精馏塔塔釜来得丙烷作吸收剂吸收气相中德乙烯、乙烷。
油吸收塔塔底液相返回预切割塔塔顶,油吸收塔塔顶尾气回收冷量后送出界区。
(7)脱乙烷
预切割塔塔釜物料被分成两段,一股直接进入脱乙烷塔,另一股用于冷却反应混合气压缩机三段的排除物料,部分气化后送入脱乙烷塔。
在脱乙烷塔中,C2和C3被分开,塔顶气相用-25℃丙烯冷剂部分冷凝,冷凝液作为脱乙烷塔的回流,气相去乙炔加氢系统。
脱乙烷塔塔釜再沸器用从界区外来得急冷水加热,同时备用一台以低压蒸汽为热源的开工再沸器。
脱乙烷塔塔釜物料被送入丙烯精馏塔。
(8)乙炔加氢
脱乙烷塔塔顶气相先与出乙炔加氢反应器的排出物料换热,加入氢气后再由界区外来得急冷水加热至58℃,进入乙炔加氢反应器,在催化剂作用下,乙炔选择性加氢转化为乙烯和乙烷。
乙炔加氢反应器催化剂的再生周期至少6个月,反应器一开一备。
脱除乙炔后的物料由冷却水冷却后,再与乙炔加氢反应器进料换热冷却,然后与乙烯精馏塔的侧采物料混合,进入绿油罐。
绿油罐顶气相经干燥后进入乙烯精馏塔,罐底液相返回至脱乙烷塔。
(9)乙烯精馏
从乙炔加氢干燥器来的物流中含有乙烯、乙烷以及少量未反应的氢气,这股物流进入乙
烯精馏塔。
乙烯精馏塔设有塔釜再沸器和中间再沸器,回收不同等级的冷量。
塔釜再沸器用丙烯蒸汽回收冷量,中间再沸器的冷量用于反应混合气的冷却,塔顶气相用-41℃的丙烯冷剂部分冷凝后进入乙烯精馏塔塔顶回流罐,液相作为乙烯精馏塔的回流返回塔顶,气相返回反应混合气压缩机三段吸入罐,高纯度聚合级乙烯产品则从精馏塔侧线采出。
液相乙烯产品经泵加压并由丙烯冷剂回收冷量后送出界区。
塔釜乙烷气化,在循环丙烷冷却器中回收冷量后送出界区。
(10)丙烯精馏
丙烯精馏系统由两台塔组成。
脱乙烷塔塔釜物料进入2#丙烯塔,塔顶气相用冷却水冷凝,大部分液相作为回流,一部分聚合级纯度的丙烯产品通过丙烯产品保护系统送出界区。
丙烯产品保护系统由两台保护床构成,一开一备,用于吸附可能出现的含氧化合物。
2#丙烯精馏塔釜液用泵打入1#丙烯精馏塔底部,1#丙烯精馏塔塔顶气相进入2#丙烯精馏塔底部。
两台丙烯精馏塔的塔釜再沸器热量均由急冷水提供,1#丙烯精馏塔备用一台低压蒸汽开工再沸器。
1#丙烯精馏塔塔釜丙烷被分为两股,一股作为吸收剂,逐级冷却后进入油吸收塔,另一股丙烷产品由冷却水冷却至40℃后送出界区。