中国科学院煤基聚丙烯催化课题通过评审

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。C，压力0．1 MPa-0．5 MPa下进行反应。反应产物中乙烯和丙烯的比例可以通过改变反应强度灵活调节(摩尔比O．75—1．50)，乙烷、丙烷、二烯烃和炔烃生成的数量少 ，生产商可根据市场需求生产适销对路产品，以获取最大的利益。

DMTO工艺与工程

发布日期：[11-07-20]

1. 概况

中国科学院大连化学物理研究所DMTO技术是以甲醇和/二甲醚为原料，经催化转化制取基本化工原料乙烯、丙烯等低碳烯烃，最终生产聚烯烃等高附加值化工品。新兴能源科技有限公司（简称新兴公司，或SYN）是由中国科学院大连化学物理研究所（以下简称“大连化学物理研究所”，或“大连化物所”）控股、与陕西煤业集团及泰国正大能源化工集团共同出资组建的一家中外合资企业。新兴公司与中国石化集团洛阳石油化工工程公司（简称洛阳石化工程公司，或LPEC）合作形成了完整的具有商业化能力的DMTO技术，是目前国内外在煤制烯烃及其相关专业领域的权威的专利技术供应商之一。

中国的石化产品中，乙烯、丙烯及其衍生物自给率一直在50％上下徘徊，供需矛盾长期存在，市场发展空间巨大。国际油价持续高位运行，石化原料成本大幅上涨，赢利空间受挤压；发展替代生产路线的经济拉动力增强。中国的甲醇生产能力快速增长，市场出现过剩局面，为以甲醇为中间体的C1化工的发展提供可靠的原料来源。单系列甲醇装置规模大型化，使单位生产能力的投资和成本大幅降低，有利于提高下游产品的经济竞争力。综上因素，在今后十数年内，将给以煤炭（或天然气）为原料、经由甲醇生产低炭烯烃产业的快速发展带来前所未有的机遇。

DMTO技术的研发具有很长的历史。七十年代石油危机的冲击，引发了利用非石油资源生产低碳烯烃的技术研究。国家有关部委和中科院立足于对国情的深刻认识，早在“六五”期间就把非石油路线制取低碳烯烃列为重大项目，给予了重点和连续的支持。中科院大连化学物理研究所于八十年代初在国内外率先开展了天然气（或煤）制取低碳烯烃的研究工作，主要围绕其关键的中间反应环节甲醇制烯烃过程（MTO）进行了连续攻关。在“六五”期间完成了实验室小试，在此基础上，“七五”期间，采用中孔ZSM-5沸石催化剂、固定床工艺完成了300吨/年（甲醇处理量）的中试，其结果达到了同期国际先进水平。

第７期　邱爱玲等．ｓｎ修饰的Ｎｉ／ｙ—Ａ１：０，催化乙二醇液相重整制氢　・７２９・　３结论　１）采用浸渍法制备了Ｎｉ与ｓｎ摩尔比不同的　ＮｉＳｎ—ｒｌｙ～Ａ１　Ｏ　催化剂，将其用于乙二醇液相重整　制氢反应，当Ｎｉ与ｓｎ摩尔比为４２Ｈ，￣，制得的ＮｉＳｎ一　４２／７一Ａ１：Ｏ　催化剂具有最佳的活性和选择性，在５％　（ｗ）乙二醇水溶液、反应温度４９８　Ｋ、反应压力２．５８　ＭＰａ、重时空速０．６　ｈ～、反应时间６　ｈ的条件下，乙　二醇转变为气体产物的转化率和Ｈ，选择性分别为　６５．４％和８８．４％。Ｓｎ的加人不仅可以抑制ｃ０加氢生　成烷烃，同时也可促进ＷＧＳ反应，从而大幅提高　Ｈ２选择性。　２）ＮｉＳｎ一４２／７一Ａ１，Ｏ　催化剂具有良好的稳定　性，达到稳态时能保持初活性的３４％，在生物质液　相重整制氢中具有良好的应用潜力。　［１］　［２］　［３］　［４］　［５］　［６］　［７］　参考文献　Ｄａｖａｄａ　Ｒ　Ｒ，Ｄｕｍｅｓｉｃ　Ｊ　Ａ．Ｃａ￣ｌｙｔｉｃ　Ｒｅｆｏｒｍｉｎｇ　ｏｆ　Ｏｘｙｇｅｎａｔｅｄ　Ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓ　ｆｏｒ　Ｈｙｄｒｏｇｅｎ　ｗｉｔｈ　Ｌｏｗ　Ｌｅｖｅｌｓ　ｏｆ　Ｃａｒｂｏｎ　Ｍｏｎｏ—　ｘｉｄｅ［Ｊ］．ＡｎｇｅｗＣｈｅｍ，　ｆ　，２００３，４２（３４）：４０６８—４０７１．　李全新，袁丽霞．可再生生物质资源制氢技术的研究进展　［Ｊ］．石油化工，２０１０，３９（２）：１０７—１１５．　Ｃｏｒｔｒｉｇｈｔ　Ｒ　Ｄ，Ｄａｖｄａ　Ｒ　Ｒ，Ｄｕｍｅｓｉｃ　ＪＡ．Ｈｙｄｒｏｇｅｎ　ｆｒｏｍ　Ｃａｔａ－　ｌｙｔｉｃ　Ｒｅｆｏｒｍｉｎｇ　ｏｆ　Ｂｉｏｍａｓｓ—Ｄｅｒｉｖｅｄ　Ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓ　ｉｎ　Ｌｉｑｕｉｄ　ＷａｔｅｒｌＪｊ．Ｎａｔｕｒｅ，２００２，４１８：９６４—９６７．　ＤａｖｄａＲＲ，Ｓｈａｂａｋｅｒ　ＪＷ，ＨｕｂｅｒＧＷ，ｅｔ　ａ１．ＡＲｅｖｉｅｗ　ｏｆ　Ｃａｔａｌｙｔｉｃ　Ｉｓｓｕｅｓ　ａｎｄ　Ｐｒｏｃｅｓｓ　Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｆｏｒ　Ｒｅｎｅｗａｂｌｅ　Ｈｙ—　ｄｒｏｇｅｎ　ａｎｄ　Ａｌｋａｎｅｓ　ｂｙ　Ａｑｕｅｏｕｓ—Ｐｈａｓｅ　Ｒｅｆｏｒｍｉｎｇ　ｏｆ　Ｏｘｙｇｅ—　ｎａｔｅｄ　Ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓ　ｏｖｅｒ　Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ　Ｍｅｔａｌ　Ｃａｔａｌｙｓｔｓ　ｌＪ　Ｊ．Ａｐｐｌ　Ｃａｔａｌ，Ｂ，２００５，５６（１／２）：１７１—１８６．　Ｓｉｎｆｅｌｔ　Ｊ　Ｈ，Ｙａｔｅｓ　Ｄ　Ｊ　Ｃ．Ｃａｔａｌｙｔｉｃ　Ｈｙｄｒ０ｇｅｎｏｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｅｔｈａｎｅ　ｏｖｅｒ　ｔｈｅ　Ｎｏｂｌｅ　Ｍｅｔａｌｓ　ｏｆ　ＧｒｏｕｐⅧ［Ｊ］．Ｊ　Ｃａｔａｌ，１９６７，８　（１）：８２—９０．　Ｇｒｅｎｏｂｌｅ　Ｄ　Ｃ，Ｅｓｔａｄｔ　Ｍ　Ｍ，Ｏｌｌｉｓ　Ｄ　Ｆ．Ｔｈｅ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ａｎｄ　Ｃａｔａｌｙｓｉｓ　ｏｆｔｈｅ　Ｗａｔｅｒ　Ｇａｓ　Ｓｈｉｆｔ　Ｒｅａｃｔｉｏｎ：１．Ｔｈｅ　Ｋｉｎｅｔｉｃｓ　ｏｖｅｒ　Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ　Ｍｅｔａｌ　Ｃａｔａｌｙｓｔｓ［Ｊ］．ＪＣａｔａｌ，１９８１，６７（１）：９０—　１Ｏ２．　Ｈｕｂｅｒ　Ｇ　Ｗ，Ｓｈａｂａｋｅｒ　Ｊ　Ｗ，Ｄｕｍｅｓｉｃ　Ｊ　Ａ．Ｒａｎｅｙ　Ｎｉ—Ｓｎ　Ｃａｔａ．　・技术动态・　ｌｙｓｔ　ｆｏｒ　Ｈ２　Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｆｒｏｍ　Ｂｉｏｍａｓｓ—Ｄｅｒｉｖｅｄ　Ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓ［Ｊ］．　Ｓｃｉｅｎｃｅ，２００３，３００：２０７５—２０７７．　１　８　ｊ　Ｘｉｅ　Ｆｕｚｈｏｎｇ，Ｃｈｕ　Ｘｉａｎｗｅｎ，Ｈｕ　Ｈｕａｒｏｎｇ，ｅｔ　ａ１．Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａ—　ｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｃａｔａｌｙｔｉｃ　Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｓｎ－Ｍｏｄｉｆｉｅｄ　Ｒａｐｉｄｌｙ　Ｑｕｅｎｃｈｅｄ　Ｓｋｅｌｅｔａｌ　Ｎｉ　Ｃａｔａｌｙｓｔｓ　ｉｎ　Ａｑｕｅｏｕｓ　Ｐｈａｓｅ　Ｒｅｆｏｒｍｉｎｇ　ｏｆ　Ｅｔｈｙｌｅｎｅ　Ｇｌｙｃｏｌ［Ｊ　Ｊ．ＪＣａｔａｌ，２００６，２４１（１）：２１ｌ一２２０．　［９］谢福中，ｈ娟，闫世润，等．猝冷骨架Ｎｉ催化剂在乙二醇液　相催化重整制氢反应中的性能研究［Ｊ］．石油化工，２００５，　３４（增刊）：４４０—４４２．　［１０］褚娴文，刘俊，乔明华，等．ｓｎ修饰的猝冷骨架ＮｉＭｏ催　化剂上的乙二醇液相重整制氢［Ｊ］．催化学报，２００９，３０　（７）：５９５—６００．　１　１　１　ｊ　Ｍｕｓｉ６　Ｓ，Ｄｒａｇ６ｅｖｉ６　Ｄ，Ｐｏｐｏｖｉｄ　Ｓ．Ｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌ　Ｃｒｙｓｔａｌ—　ｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｂｏｅｈｍｉｔｅ　ｆｒｏｍ　Ｆｒｅｓｈｌｙ　Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｄ　Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ　ＨｙｄｒｏｘｉｄｅｌＪ　Ｊ．ＭａｔｅｒＬｅｆｔ，１９９９，４０（６）：２６９—２７４．　１　１２　Ｊ　Ｋｈａｌｉｌ　Ｋ　Ｍ　Ｓ．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ｏｆ　Ｓｈｏｒｔ　Ｆｉｂｒｏｕｓ　Ｂｏｅｈｍｉｔｅ　Ｓｕｉｔａｂｌｅ　ｆｏｒ　Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ　Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ　Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ　Ａｌｕｍｉｎａｓ　Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ［Ｊ］．＿，　Ｃａｔａｌ，１９９８，１７８（１）：１９８—２０６．　［１　３　Ｊ　Ｔｓｕｃｈｉｄａ　Ｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌ　Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ｏｆ　Ｓｕｂｍｉｃｒｏｍｅｔｅｒ　Ｃｒｙｓｔａｌｓ　ｏｆＢｏｅｈｍｉｔｅ［Ｊ］．ＪＥｕｒ　Ｃｅｒａｍ　Ｓｏｃ，２０００，２０（１１）：１７５９—　１７６４．　［１４］　马重华，胡勋，吕功煊．Ｃｏ—Ｎｉ／ＳｉＯ　催化剂催化乙酸重整制　氢反应研究［Ｊ］．分子催化，２００８，２２（４）：３０８—３１４．　［１５］　张利峰，王一平，黄群武．Ｎｉ—Ｌａ催化剂上乙醇水蒸气重　整制氢——燃料电池氢源技术［Ｊ］．分子催化，２００８，２２　（５）：３８５—３９１．　１　１　６　Ｊ　Ｐｏｕｉｌｌｏｕｘａ　Ｙ，Ａｕｔｉｎａ　Ｆ，Ｐｉｃｃｉｒｉｌｌｉａ　Ａ，ｅｔ　ａ１．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｏｌｅｙｌ　Ａｌｃｏｈｏｌ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　Ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｍｅｔｈｙｌ　Ｏｌｅａｔｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｐｒｅｓｅｎｃｅ　ｏｆ　Ｃｏｂａｌｔ—Ｔｉｎ　Ｃａｔａｌｙｓｔｓ［Ｊ］．Ａｐｐｌ　Ｃａｔａｌ，Ａ，１９９８，　１６９（１）：６５—７５．　１　１７　ｊ　Ｓｈａｂａｋｅｒ　Ｊ　Ｗ，Ｈｕｂｅｒ　Ｇ　Ｗ，Ｄｕｍｅｓｉｃ　Ｊ　Ａ．Ａｑｕｅｏｕｓ—Ｐｈａｓｅ　Ｒｅｆｏｒｍｉｎｇ　ｏｆ　Ｏｘｙｇｅｎａｔｅｄ　Ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓ　ｏｖｅｒ　Ｓｎ—Ｍｏｄｉｆｉｅｄ　Ｎｉ　Ｃａｔａｌｙｓｔｓ［Ｊ］．ＪＣａｔａｌ，２００４．２２２（１）：１８０—１９１．　１　１８　Ｊ　Ｓｈａｂａｋｅｒ　Ｊ　Ｗ，Ｓｉｍｏｎｅｔｔｉ　Ｄ　Ａ，Ｃｏｒｔｒｉｇｈｔ　Ｒ　Ｄ，ｅｔ　ａ１．Ｓｎ—　Ｍｏｄｉｆｉｅｄ　Ｎｉ　Ｃａｔａｌｙｓｔｓ　ｆｏｒ　Ａｑｕｅｏｕｓ—Ｐｈａｓｅ　Ｒｅｆｏｒｍｉｎｇ：Ｃｈａｒａｃ—　ｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｄｅａｃｔｉｖａｔｉｏｎ　Ｓｔｕｄｉｅｓ［Ｊｊ．Ｊ　Ｃａｔａｌ，２００５，２３１　（１）：６７—７６．　１　１　９　Ｊ　Ａｌｃａｌａ　Ｒ，Ｍａｖｒｉｋａｋｉｓ　Ｍ，Ｄｕｍｅｓｉｅ　Ｊ　Ａ．ＤＦＴ　；：Ｓｔｕｄｉｅｓ　ｆｏｒ　Ｃｌｅａｖａｇｅ　ｏｆ　Ｃ—Ｃ　ａｎｄ　Ｃ—Ｏ　Ｂｏｎｄ　ｉｎ　Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｓｐｅｃｉｅｓ　Ｄｅｒｉｖｅｄ　ｆｒｏｍＥｔｈａｎｏｌＰｔ（１１１）ｌＪＪ．ＪＣａｔａｌ，２００３，２１８（１）：１７８—１９０．　（编辑王萍）　中国科学院兰州化学物理研究所催化合成聚甲氧基二甲醚　技术通过鉴定　中国科学院兰州化学物理研究所离子液体催化合成聚　甲氧基二甲醚项目通过了甘肃省科学技术厅组织的科技成　果鉴定。该项目采用具有自主知识产权的离子液体为催化　剂，实现了聚甲氧基二甲醚的可控合成，原料转化率达到　９２％以上，主体成分总选择性达到７０％以上。项目组开发　了ＤＭＭ２—８产品分离与稳定化技术，产品中主体成分总　含量达９８％以上，主要性能优于我国目前所公布的柴油标　准，在市售柴油中添加量大于１５％（　），可稳定贮存。在　小试研究基础上，开发了ＤＭＭ２—８连续催化合成、分离及　催化剂放大制备工艺，该工艺流程简单，催化剂稳定、可　循环使用，建立的年百吨级合成中试装置运行结果表明技　术指标与小试结果一致。

附件1：

中科院青年创新促进会及参会专家研究领域简介

一、中科院青年创新促进会简介

2011年6月，根据《中国科学院“创新2020”人才发展战略》(科发党字〔2011〕1号)，中科院成立“中国科学院青年创新促进会”(以下简称“促进会”)，是中科院对全院35岁以下的青年科技人才进行综合培养的创新举措，旨在通过有效组织和支持，团结、凝聚全院的青年科技工作者，拓宽大家的学术视野，促进相互交流和学科交叉，提升科研活动组织能力，培养造就新一代学术技术带头人。

青促会的会员是全院青年科研人员的核心骨干力量，入会年龄不超过35周岁，具有副高级及以上专业技术职务，在本领域同类人员中出类拔萃，在科技工作中表现突出，是公认的具有发展潜质的优秀青年人才。

二、参会专家研究领域简介

化工、新材料领域：

何潇，中科院高能物理研究所，研究领域：1、拓展核分析及相关技术（中子活化分析技术、放射性同位素示踪及自显影技术、同步辐射技术、纳米离子探针技术）在生物、环境与医学领域中的应用；2、研究稀土元素、纳米稀土材料的生物效应与环境安全性；3、纳米功能材料研究。 谢红国，中国科学院大连化学物理研究所，研究领域：主要从事生物材料、缓控释制剂、水凝胶结构与功能以及与生物大分子/细胞相互作用的研究。

曹旭鹏，中国科学院大连化学物理研究所，研究领域：微藻可控培养技术及微藻多参数培养测控系统开发，微藻生物质综合利用技术。

林坚，中科院大连化学物理研究所，研究领域：从事工业催化研究，在催化剂尤其负载型多相催化剂开发的重要目标之一为提高活性组分金属的有效利用率及长期运行的稳定性。在催化剂应用领域主要针对环境催化如工业或汽车尾气中CO、NO消除，居住环境中挥发性有机污染物降解等，在能源催化领域主要针对洁净能源研究、低碳烷烃转化等。

黄超，中国科学院广州能源研究所，研究领域：1、有机废水综合处理技术：难降解化工废水深度处理、规模化高性能微电解填料制备、新一代微电解-芬顿联用处理技术、废水循环利用系统设计、物化-生化联合处理技术集成。2、生物质（秸秆、厨余垃圾等）全组分高值化转化联产精细/能源/农业化工品（生物燃气、生物丁醇、有机肥、多元醇、聚氨酯材料、微生物油脂、酵母多糖、细菌纤维素、纤维素超吸水材料及絮凝剂等）技术集成示范。3、其它：废弃润滑油再生技术集成；无机矿物土（凹土、膨润土等）综合高值化利用（吸附、絮凝、相变等）。