山东科技大学甲醇制烯烃.doc

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1、山 东 科 技 大 学化学工程与工艺专业概论题目： 关于对甲醇制烯烃的认识学 院 名 称 化学与环境工程学院 专业班级 化学工程与工艺2010定单 学生姓名 董新颖 学 号 指 导 教 师 田原宇 关于对甲醇制烯烃的认识一 甲醇制烯烃技术的发展必要性乙烯、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。迄今为止，制取乙烯、丙烯等低碳烯烃的重要途径，仍然是通过石脑油、轻柴油（均来自石油）的催化裂化、裂解制取，作为乙烯生产原料的石脑油、轻柴油等原料资源，面临着越来越严重的短缺局面。另外，近年来我国原油进口量已占加工

2、总量的一半左右，以乙烯、丙烯为原料的聚烯烃产品仍将维持相当高的进口比例。因此，发展非石油资源来制取低碳烯烃的技术日益引起人们的重视。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。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。二 主要产品简介整个煤基烯烃产业链中包含有中间产品甲醇、乙烯、丙烯，最终产品聚乙烯、聚丙烯等。（一）甲醇的物理化学性质和用途1.甲醇的

3、物理化学性质甲醇,俗称“木醇”、“木精”。英文名称为methyl alcohol，分子式为CH4O，结构简式CH3-OH, 碳原子以sp3杂化轨道成键，氧原子以sp3杂化轨道成键，为极性分子，相对分子质量32.04。常温常压下，纯甲醇是无色透明、易流动、易挥发的可燃液体，对金属无腐蚀性（铅、铝除外），略有酒精气味。相对密度（水=1） 0.792，熔点-97.8，沸点64.5，闪点12.22，自燃点463.89。甲醇比水轻，是易挥发的液体，具有很强的毒性；内服58mL有失明的危险，30mL能使人中毒身亡，故操作场所空气中允许最高甲醇蒸汽浓度为0.05mg/L。甲醇蒸汽与空气能形成爆炸性混合物，爆

4、炸范围为6.0%36.5%，燃烧时呈蓝色火焰。甲醇能与水、乙醇、乙醚、苯、酮、卤代烃和许多其他有机溶剂相混溶。甲醇不具酸性，其分子组成中虽然有碱性极微弱的羟基，但也不具有碱性，对酚酞和石蕊呈中性。2.甲醇的用途甲醇用途广泛，是基础的有机化工原料和优质燃料。主要应用于精细化工、塑料等领域，可用来制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫酸二甲脂等多种有机产品，也是农药、医药的重要原料之一。甲醇在深加工后可作为一种新型清洁燃料，也加入汽油掺烧。此外，还有许多重要的工业用途正在研究之中：如甲醇可以裂解制氢用于燃料电池，甲醇通过ZSM-5分子筛催化剂转化为汽油已经工业化，甲醇加一氧化碳可以合成乙醇，甲醇可以裂解

5、制烯烃等。（二）乙烯的物理化学性质和用途1.乙烯的物理化学性质乙烯，英文名称为ethylene，分子量28.06，分子式C2H4，结构简式CH2=CH2，C原子以sp2杂化轨道成键，两个碳原子和四个氢原子处在同一平面上分子，彼此之间键角120度，为平面形的非极性分子。乙烯是一种无色气体，略具烃类特有的臭味。熔点-169.4，沸点-103.9，相对密度(水=1) 0.61，相对蒸气密度(空气=1)0.98，饱和蒸气压4083.40 kPa (0)，燃烧热1409.6 kJ/mol。不溶于水，微溶于乙醇、酮、苯，溶于醚、四氯化碳等有机溶剂。易燃，与空气混合能形成爆炸性混合物，爆炸极限为2.7%36

6、.0%。乙烯具有较强的麻醉作用，可引起急性中毒，吸入高浓度乙烯会立即引起意识丧失。2.乙烯的用途乙烯是合成纤维、合成橡胶、合成塑料的基本化工原料，也用于制造氯乙烯、苯乙烯、环氧乙烷、醋酸、乙醛、乙醇和炸药等，还可用作水果和蔬菜的催熟剂。乙烯的生产量是衡量一个国家化工水平高低的重要指标。（三）.丙烯的物理化学性质和用途1.丙烯的物理化学性质丙烯的英文名称为propylene，分子式C3H6，结构简式CH2=CH-CH3，3个碳原子处于同一平面，分子量42.08。丙烯在常温下是一种无色、无臭、稍带有甜味的气体。密度0.5139g/cm(20/4),冰点-185.3,沸点-47.4。易燃,爆炸极限为

7、2%11%。不溶于水,溶于有机溶剂。易燃，与空气混合能形成爆炸性混合物，爆炸极限为2.0%11.7%。丙烯略具麻醉性，属低毒类化学品。2.丙烯的用途丙烯是三大合成材料的基本原料，用量最大的用途是生产聚丙烯，此外还可制丙烯腈、异丙醇、苯酚和丙酮、丁醇和辛醇、丙烯酸及其脂类以及制环氧丙烷和丙二醇、环氧氯丙烷和合成甘油等。（四）.聚乙烯的物理化学性质和用途聚乙烯的英文名称为polyethylene，分子式C2H4n，结构简式-CH2-CH2-n，是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂，在工业上，也包括乙烯与少量烯烃的共聚物。聚乙烯化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸)，常温下不溶于一般

8、溶剂，吸水性小，电绝缘性能优良；但聚乙烯对于环境应力(化学与机械作用)很敏感，耐热老化性差。聚乙烯的性质因品种而异，主要取决于分子结构和密度。采用不同的生产方法可得不同密度(0.910.96gcm3）的产物。聚乙烯用途十分广泛，主要用来制造薄膜、容器、管道、单丝、电线电缆、日用品等，并可作为电视、雷达等的高频绝缘材料。根据分子结构和密度不同，聚乙烯产品主要可分为低密度聚乙烯（LDPE）、线性低密度聚乙烯（LLDPE）和高密度聚乙烯（HDPE），此外还有中密度聚乙烯（MDPE）、超高分子量聚乙烯（UHMWPE）、改性聚乙烯、乙烯共聚物等。现重点介绍LDPE、LLDPE和HDPE。1.低密度聚乙烯

9、的理化性质和用途低密度聚乙烯无味、无臭、无毒、表面无光泽，呈乳白色蜡状颗粒，能耐大多数酸碱的侵蚀，吸水性小，在低温时仍能保持柔软性，电绝缘性高。可以采用注塑、挤塑、吹塑等加工方法，用作农膜、工业用包装膜、药品与食品包装薄膜、机械零件、日用品、建筑材料、电线、电缆绝缘、涂层和合成纸等。2.线性低密度聚乙烯的理化性质和用途线性低密度聚乙烯无毒、无味、无臭，呈乳白色颗粒状。具有优异的耐环境应力开裂性能和电绝缘性、较高的耐热性能以及较强的抗冲和耐穿刺性能等。可以通过注塑、挤出、吹塑等成型方法，用于生产薄膜、日用品、管材、电线电缆等。3.高密度聚乙烯白色圆柱状或扁圆状光洁颗粒，粉料为白色粉末，合格品允许

10、有微黄色。能耐大多数酸碱的侵蚀。吸水性小，在低温时仍能保持柔软性，电绝缘性高。可采用注塑、吹塑、挤塑、滚塑等成型方法，生产薄膜制品、日用品及工业用的各种大小中空容器、管材、包装用的压延带和结扎带，绳缆、鱼网和编织用纤维、电线电缆等。(五).聚丙烯的物理化学性质和用途1.聚丙烯的物理化学性质英文名称polypropylene，分子式C3H6n，结构简式，是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。聚丙烯按甲基排列位置分为等规聚丙烯、无规聚丙烯和间规聚丙烯三种。甲基排列在分子主链的同一侧称等规聚丙烯；若甲基无秩序的排列在分子主链的两侧称无规聚丙烯；当甲基交替排列在分子主链的两侧称间规聚丙烯。一般生产的聚丙

11、烯树脂中，等规结构的含量为95%，其余为无规或间规聚丙烯。工业产品以等规物为主要成分。聚丙烯产品也包括丙烯与少量乙烯的共聚物在内。通常为半透明无色固体，无臭无毒。由于结构规整而高度结晶化，故熔点高达167，耐热、制品可用蒸汽消毒是其突出优点。密度0.90g/cm3，是最轻的通用塑料。耐腐蚀，强度、刚性和透明性都比聚乙烯好。缺点是耐低温冲击性差，较易老化，但可分别通过改性和添加抗氧剂予以克服。2.聚丙烯的用途聚丙烯按用途可以分为以下几种：工程用聚丙烯纤维工程用聚丙烯纤维以改性聚丙烯为原料，经挤出、拉伸、成网、表面改性处理、短切等工序加工而成的高强度束状单丝或者网状有机纤维，其固有的耐强酸，耐强碱

12、，弱导热性，具有极其稳定的化学性能。可以广泛的使用于地下工程防水，工业民用建筑工程的屋面、墙体、地坪、水池、地下室等，以及道路和桥梁工程中。是砂浆/混凝土工程抗裂，防渗，耐磨，保温的新型理想材料双向拉伸聚丙烯薄膜主要用于塑料制品中的包装材料。我国双向拉伸聚丙烯（BOPP）薄膜是PP树脂消费量最大的领域之一。汽车用改性聚丙烯PP用于汽车工业具有较强的竞争力，但因其模量和耐热性较低，冲击强度较差，因此不能直接用作汽车配件，轿车中使用的均为改性PP产品，其耐热性可由80提高到145150，并能承受高温7501000h后不老化，不龟裂。因此，改性PP用作汽车配件具有十分广阔的开发前景。家用电器用聚丙烯

13、主要用于家电产品。近几年我国家用电器产业发展迅速，这对改性PP来说，是一个极好的商机。目前，我国一些塑料原料厂商已经开发出洗衣机专用料如PP 1947系列、K7726系列等，受到了洗衣机制造厂商的欢迎。因此，在未来几年内应加大开发家用电器PP专用料的力度，以适应市场变化的需求。管材用聚丙烯塑料管材是我国化学建材推广应用的重点产品之一。早期PP管材主要用作农用输水管，近来采用进口PP-R料生产的输送冷、热水用的管材已经得到市场认可。高透明聚丙烯市场中很多物品越来越多地使用透明材料。因此，开发透明PP专用料是一个很好的发展趋势，尤其是需要透明性高、流动性好，成型快的PP专用料，以便设计加工成人们喜

14、爱的PP制品。透明PP比普通PP、PVC、PET、PS更具特色，有更多优点和开发前景。三甲醇制烯烃工艺技术简介甲醇制烯烃（Methanol to Olefins，MTO）和甲醇制丙烯（Methanol to Propylene）是两个重要的C1化工新工艺， 是指以煤或天然气合成的甲醇为原料，借助类似催化裂化装置的流化床反应形式，生产低碳烯烃的化工技术。 上世纪七十年代美国Mobil公司在研究甲醇使用ZSM-5催化剂转化为其它含氧化合物时，发现了甲醇制汽油（Methanol to Gasoline，MTG）反应。1979年，新西兰政府利用天然气建成了全球首套MTG装置，其能力为75万吨/年，19

15、85年投入运行，后因经济原因停产。 从MTG反应机理分析，低碳烯烃是MTG反应的中间产物，因而MTG工艺的开发成功促进了MTO工艺的开发。国际上的一些知名石化公司，如Mobil、BASF、UOP、Norsk Hydro等公司都投入巨资进行技术开发。 Mobil公司以该公司开发的ZSM-5催化剂为基础，最早研究甲醇转化为乙烯和其它低碳烯烃的工作，然而，取得突破性进展的是UOP和Norsk Hydro两公司合作开发的以UOP MTO-100为催化剂的UOP/Hydro的MTO工艺。 国内科研机构，如中科院大连化物所、石油大学、中国石化石油化工科学研究院等亦开展了类似工作。其中大连化物所开发的合成气

16、经二甲醚制低碳烯烃的工艺路线（SDTO）具独创性，与传统合成气经甲醇制低碳烯烃的MTO相比较，CO转化率高，达90%以上，建设投资和操作费用节省50%80%。当采用D0123催化剂时产品以乙烯为主，当使用D0300催化剂是产品以丙烯为主。 （一）、催化反应机理MTO及MTG的反应历程主反应为： 2CH3OHC2H4+2H2O 3CH3OHC3H6+3H2O 甲醇首先脱水为二甲醚（DME)，形成的平衡混合物包括甲醇、二甲醚和水，然后转化为低碳烯烃，低碳烯烃通过氢转移、烷基化和缩聚反应生成烷烃、芳烃、环烷烃和较高级烯烃。甲醇在固体酸催化剂作用下脱水生成二甲醚，其中间体是质子化的表面甲氧基；低碳烯烃

17、转化为烷烃、芳烃、环烷烃和较高级烯烃，其历程为通过带有氢转移反应的典型的正碳离子机理；二甲醚转化为低碳烯烃有多种机理论述，目前还没有统一认识。 Mobil公司最初开发的MTO催化剂为ZSM-5，其乙烯收率仅为5%。改进后的工艺名称MTE，即甲醇转化为乙烯，最初为固定床反应器，后改为流化床反应器，乙烯和丙烯的选择性分别为45%和25%。 UOP开发的以SAPO-34为活性组分的MTO-100催化剂，其乙烯选择性明显优于ZSM-5，使MTO工艺取得突破性进展。其乙烯和丙烯的选择性分别为43%61.1%和27.4%41.8%。 从近期国外发表的专利看，MTO研究开发的重点仍是催化剂的改进，以提高低碳

18、烯烃的选择性。将各种金属元素引入SAPO-34骨架上，得到称为MAPSO或ELPSO的分子筛，这是催化剂改型的重要手段之一。金属离子的引入会引起分子筛酸性及孔口大小的变化，孔口变小限制了大分子的扩散，有利于小分子烯烃选择性的提高，形成中等强度的酸中心，也将有利于烯烃的生成。 （二）、 MTO工艺技术介绍目前国外具有代表性的MTO工艺技术主要是： UOPHydro、ExxonMobil的技术，以及鲁奇（Lurgi ）的MTP技术。 ExxonMobil和UOP/Hydro的工艺流程区别不大，均采用流化床反应器，甲醇在反应器中反应，生成的产物经分离和提纯后得到乙烯、丙烯和轻质燃料等。目前UOP/H

19、ydro工艺已在挪威国家石油公司的甲醇装置上进行运行，效果达到甲醇转化率99.8% ，丙烯产率45% ，乙烯产率34% ，丁烯产率13%。 鲁奇公司则专注由甲醇制单一丙烯新工艺的开发，采用中间冷却的绝热固定床反应器，使用南方化学公司提供的专用沸石催化剂，丙烯的选择率很高。据鲁奇公司称，日产1600 吨丙烯生产装置的投资费用为1.8 亿美元。有消息称，鲁奇公司甲醇制丙烯技术将首次实现规模化生产，其在伊朗投建10 万吨/ 年丙烯装置，有望在2009 年正式投产。 从近期国外发表的专利看，MTO又做了一些新的改进。 1、以二甲醚（DME）作MTO中间步骤 水或水蒸气对催化剂有一定危害性，减少水还可节

20、省投资和生产成本，生产相同量的轻质烯烃产生的水，甲醇是二甲醚的两倍，所以装置设备尺寸可以减小，生产成本也可下降。 2、通过烯烃歧化途径灵活生产烯烃 通过改变反应的温度可以调节乙烯丙烯的比例，但是温度提高会影响催化剂的寿命，而通过歧化反应可用乙烯和丁烯歧化来生产丙烯，也可以使丙烯歧化为乙烯和丁烯，不会影响催化剂的寿命，从而使产品分布更灵活。 3、以甲烷作反应稀释剂 使用甲烷作稀释剂比用水或水蒸气作稀释剂可减少对催化剂的危害。 （三）、我国MTO工艺技术发展现状中科院大连化物所是国内最早从事MTO技术开发的研究单位。该所从上世纪八十年代便开展了由甲醇制烯烃的工作。“六五”期间完成了实验室小试，“七

21、五”期间完成了300吨/年（甲醇处理量）中试；采用中孔ZSM-5沸石催化剂达到了当时国际先进水平。90年代初又在国际上首创“合成气经二甲醚制取低碳烯烃新工艺方法（简称SDTO法）”，被列为国家“八五”重点科技攻关课题。该新工艺是由两段反应构成，第一段反应是合成气在以金属-沸石双功能催化剂上高选择性地转化为二甲醚，第二段反应是二甲醚在SAPO-34分子筛催化剂上高选择性地转化为乙烯、丙烯等低碳烯烃。 SDTO新工艺具有如下特点： 1、合成气制二甲醚打破了合成气制甲醇体系的热力学限制，CO转化率可接近100%，与合成气经甲醇制低碳烯烃相比可节省投资58%； 2、采用小孔磷硅铝（SAPO-34)分子

22、筛催化剂，比ZSM-5催化剂的乙烯选择性大大提高； 3、第二段采用流化床反应器可有效地导出反应热，实现反应-再生连续操作； 4、新工艺具有灵活性，它包含的两段反应工艺既可以联合成为制取烯烃工艺的整体，又可以单独应用。尤其是SAPO-34分子筛催化剂可直接用作MTO工艺。 在SAPO-34催化剂的合成方面，大化所已成功地开发出以国产廉价三乙胺或二元胺为模板剂合成SAPO-34分子筛的方法，其生产成本比目前国内外普遍采用的四乙基氢氧化铵为模板剂的SAPO-34降低85%以上。 去年8月，大连化学物理研究所与洛阳石化工程公司和陕西省新兴煤化工科技发展有限公司经过协商，正式签署了“甲醇制低碳烯烃工业化

23、试验项目”合作协议，一致同意先建设万吨级示范装置，充分认识和验证MTO工艺在科研中试阶段尚未确认的问题，为建设百万吨级大型化MTO工业化装置打下扎实可靠的技术基础，共同开辟我国非石油资源生产低碳烯烃的煤化工新路线。 据悉，这一项目总投资万元，试验装置建设期个月，试验运行期为个月。计划于今年月完成试验装置的建设、安装、调试工作，并正式投入实验运行，今年年底前完成全部试验工作。该项目要对MTO 工艺技术的选择、关键设备的设计、重要设备选型、催化剂工业化应用性能等问题进行工程验证与考核，为MTO 工业化提供宝贵的工程经验。 不仅在科研方面，在建设大型MTO 工厂方面，除了我公司包头煤制烯烃项目外，我

24、国各产煤大省也各有实质性的动作。 陕西省最近推出了3 个大型煤化工项目对外招商，这3 个大项目分别位于陕北榆神煤田年产200万吨甲醇、60 万吨丙烯的MTP 项目；榆横煤田年产240 万吨甲醇、80 万吨烯烃的MTO 项目及关中西北部的彬长煤田年产150 万吨甲醇、27.3 万吨乙烯、22.7 万吨丙烯项目。 榆神煤田项目所采用主要技术是德士古煤制合成气技术、鲁奇公司合成甲醇技术及甲醇制丙烯技术，总投资约为96.71 亿元；榆横煤田项目所采用的技术，已经初步推荐采用UOP/Hydro 公司的MTO 工艺技术，项目推荐采用德士古煤制合成气技术，Lurgi 合成甲醇技术，UOP/Hydro公司MT

25、O 工艺技术，总投资83.88亿元。 还有我国安徽省淮北煤矿甲醇制丙烯项目，据称，该项目将利用煤转化的合成气生产200 万吨/ 年甲醇（先建一座50 万吨/ 年甲醇厂，计划3 年建成）。鲁奇公司将提供甲醇生产技术及甲醇制丙烯 （MTP ）技术，丙烯产能35 万吨/ 年。 目前我国石脑油和轻柴油等原料资源短缺，如果还是以它们作为低碳烯烃生产唯一原料来源，来满足我国每年对低碳烯烃的增产需求显然不行，必须走出一条新路子。如果在我国煤炭资源丰富的地区，加快煤基MTO 工艺的工业发展，实现以乙烯、丙烯为代表的低碳烯烃生产原料多元化，不失是解决我国石油资源紧张，促进我国低碳烯烃工业快速发展之最有效途径，也

26、有利于实现我国内地产煤大省实现煤炭资源优势转化。另一方面，近几年，我国甲醇市场长时期维持在高位，使得社会大量投资甲醇的热情不减，人们已经担忧甲醇产品在未来数年的市场问题。而MTO技术，也为根本解决甲醇市场出路提供保证。四甲醇制烯烃的工艺流程及其设备1.主要工艺流程1.1主要操作条件 在高选择性催化剂上，MTO 发生两个主反应： 2CH3OH C2H4+2H2O H= -11.72kJ/mol 3CH3OH C3H6+3H2O H= -30.98kJ/mol 反应温度：400-500 反应压力：0.1-0.3MPa 再生温度：600-700 再生压力：0.1-0.3MPa 催化剂： D803C-

27、II01 反应器类型：流化床反应器 1.2工艺概述 MTO 工艺由甲醇转化烯烃单元和轻烯烃回收单元组成， 在甲醇转化单元中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。1.3转化工艺流程说明 （附工艺流程图，见下图1）图1.甲醇转化烯烃工艺流程图图2.烯烃回收工艺流程图MTO工艺是将甲醇转化为轻烯烃(主要是乙烯和丙烯)的气相流化床催化工艺。MTO单元由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组成。 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

28、冷塔，产品分离塔和产品/水汽提塔组成。 来自于甲醇装置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

29、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。 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

30、出口提升器组成。反应器的上部主要是气相与催化剂的分离区。在反应器提升器出口的初级预分离之后，进入多级旋风分离器和外置的三级分离器来完成整个分离。分离出来的催化剂继续通过再循环滑阀自反应器上部循环回反应器下部，以保证反应器下部的催化剂层密度。反应温度通过催化剂冷却器控制。催化剂冷却器通过产生蒸汽吸收反应热。蒸汽分离罐和锅炉给水循环泵是蒸汽发生系统的一部分。 MTO 过程中会在催化剂上形成积碳。因此，催化剂需连续再生以保持理想的活性。烃类在待生催化剂汽提塔中从待生催化剂中汽提出来。待生催化剂通过待生催化剂立管和提升器送到再生器。MTO 的再生器是鼓泡床型，由分布器（再生器空气）、催化剂流化床和多级

31、旋风分离器组成。催化剂的再生是放热的。焦碳燃烧产生的热量被再生催化剂冷却器中产生的蒸汽回收。催化剂冷却器是后混合型。调整进出冷却器的催化剂循环量来控制热负荷。而催化剂的循环量由注入冷却器的流化介质（松动空气）的量控制。蒸汽分离罐和锅炉给水循环泵包括在蒸汽发生系统。除焦后的催化剂通过再生催化剂立管回到反应器。 再生空气和废气区 再生空气区由主风机、直接燃烧空气加热器和提升风机组成。主风机提供的助燃空气经直接燃烧空气加热器后进入再生器。直接燃烧空气加热器只在开工时使用，以将再生器的温度提高到正常操作温度。 提升风机为再生催化剂冷却器提供松动空气，还为待生催化剂从反应器转移到再生器提供提升空气。提升

32、空气需要助燃空气所需的较高压力。通常认为用主风机提供松动风和提升空气的设计是不经济的。然而，如果充足的工艺空气可以被利用来满足松动风和提升风的需要，可以不用提升风机。 废气区由烟气冷却器，烟气过滤器和烟囱组成。来自再生器的烟气在烟气冷却器发生高压蒸汽，回收热量。出冷却器的烟气进入烟气过滤器，除去其中的催化剂颗粒。出过滤器的烟气由烟囱排空。为了减少催化剂损失，从烟气过滤器回收的物料进入废气精分离器。分离器将回收的催化剂分为两类。较大的颗粒循环回 MTO 再生器。较小的颗粒被处理掉。 1.4轻烯烃回收工艺流程说明（附工艺流程图，见图2）进入轻烯烃回收单元（LORP）的原料是来自 MTO 单元的气相

33、。LORP单元的目的是压缩，冷凝，分离和净化有价值的轻烯烃产品（通常指乙烯和丙烯）。LORP 单元由以下几部分组成：压缩，二甲醚回收，水洗，碱洗，干燥，乙炔变换，分馏，丙烯冷却和一个氧化物回收单元（ORU）。 压缩区 压缩区由 MTO 产品压缩机，级间吸入罐和级间冷却器组成。在接近周围环境温度、压力下，MTO 的气体物流送入 LORP单元的压缩部分。为了回收烯烃产品，首先将操作压力提高到能浓缩和通过分馏来分离的压力等级水平是非常必要的。 MTO 产品压缩机是多级离心压缩机。压缩机的级间流在级间冷却器和级间吸入罐中冷却和闪蒸。由水和溶解的轻烃组成的级间冷凝物计量后通过级间罐回到上一级吸入罐。纯冷

34、凝物被泵回到MTO 单元。 二甲醚回收区来自于最后一级压缩机冷却器的流出物送入二甲醚汽提负荷罐。在这里液态烃和水相是同时存在的。在二甲醚汽提负荷罐中两液相从烃类气相中分离出来。二甲醚在两相态中都存在。二甲醚如返回 MTO 单元反应器可转化为有价值烯烃。因此将二甲醚从轻烃中回收。液态烃被泵送到二甲醚汽提塔。二甲醚从液态烃中汽提出来并回到压缩机最后一级的级间冷却器。二甲醚汽提塔的纯塔底物冷却到环境温度后送入水洗区。 出二甲醚汽提负荷罐的气相去氧化物吸收塔。在氧化物吸收塔中来自于 MTO 单元的水用于吸收产品气相中的二甲醚。带有二甲醚的水回到 MTO 单元。 水洗区 二甲醚回收以后，气相和液态的烃中

35、还含有残留的甲醇。用水来回收这些物流中的甲醇。吸收水在LORP 单元和MTO 单元的洗涤水汽提塔间循环。MTO 的液态烃产品在水洗塔中洗涤。甲醇被吸收后，液体送入 LORP 单元的分馏区。MTO 的汽相产品送入碱洗区。来自于水洗塔和氧化物吸收塔的富甲醇水回到 MTO 单元。在 MTO 洗涤水汽提塔中甲醇从废水中汽提出来循环回MTO 反应器。 碱洗区 MTO 气相产品中的二氧化碳产物在碱洗塔中脱除。碱洗塔有三股碱液回流和一股水回流来脱除残余的碱。碱洗区包括补充碱和水的中间罐和注入泵。废碱脱气后送出界区处理。二氧化碳脱除后，MTO 气相产品被冷却然后送入干燥区。 干燥区 MTO 的气体产物需干燥处

36、理，为下游的低温工段做准备。干燥区由两个 MTO 产品干燥器和再生设备组成。干燥器用分子筛脱水。来自于 LORP 单元的轻质气体用于再生干燥剂。再生设备由再生加热器，再生冷却器和再生分离罐组成。脱水后，再生的气体混入燃料气系统。干燥后的反应气送入分馏区的脱乙烷塔。脱乙烷塔的塔顶气压缩后送入乙炔转换区。 乙炔转换区 脱乙烷塔顶气中包含 C2 和更轻的物料。物流中的副产物乙炔被选择加氢转化为乙烯。乙炔转化是气相催化工艺。这个区由两个乙炔转换塔和一个防护床组成。进料加热器包括在内， 用来调整反应的选择性。 下游防护床从转换塔流出物中脱除痕迹的副产物。防护床与 MTO 的产品干燥器共用同一干燥气再生系

37、统。转换塔的气相再生设备包括在此区中。乙炔转换区的物流冷却后送入脱乙烷塔顶冷凝器。 分馏区 分馏区由脱乙烷塔，脱甲烷塔，C2分离塔，脱丙烷塔，C3分离塔和脱丁烷塔组成。在压缩，氧化物回收，碱洗和干燥之后，MTO 产品气冷却后进入脱乙烷塔。脱乙烷塔顶产品是混合的 C2 组分。由丙烷和更重的烃类组成的脱乙烷塔底物送入脱丙烷塔。脱乙烷塔顶物压缩后送入乙炔转换单元。来自于脱乙烷塔接收器的净气相产品送入甲烷塔进料冷冻器。 脱甲烷塔从混合 C2 物流中脱除轻杂质（包括甲烷，氢和惰性气体）。脱甲烷塔顶物送去做燃料气。脱甲烷塔底物送入 C2分离塔。在 C2 分离塔中乙烯产品从乙烷中分离出来。分离塔顶的纯物质送

38、入乙烯储罐。塔底物蒸发，加热后并入燃料气系统。脱乙烷塔塔底物流进入脱丙烷塔。混合的C3 组分在脱丙烷塔中与较重的 C4以上物料分离。脱丙烷塔顶物送入氧化物回收单元（ORU）。采用液相吸收工艺脱除痕量的氧化物。ORU 包括惰性气体再生设备。脱丙烷塔塔顶物在ORU单元处理后，送入 C3分离塔。脱丙烷塔底物送入脱丁烷塔。在 C3 分离塔中丙烯与丙烷分离。塔顶物泵送储存。分离塔塔底饱和的丙烷产品汽化后混入燃料气系统。 脱丁烷塔（如果需要）从戊烷和更重的烃类中分离出丁烷。脱丁烷塔的进料是脱丙烷塔底物和水洗塔产品的混合物。脱丁烷塔的塔顶和塔底产品送去储存。 丙烯制冷区 LORP单元浓缩和分离轻烃需要在低温

39、、高压条件下操作。用丙烯产品做制冷剂。丙烯制冷区由多级离心式丙烯制冷压缩机和一个丙烯缓冲罐组成。LORP 单元中多个冷却器，冷凝器和再沸器都是用丙烯做制冷剂。五甲醇制烯烃工艺路线的选择具有代表性的甲醇制烯烃技术主要是UOP/Hydro MTO技术、大连化物所DMTO技术、鲁奇MTP技术。目前，这三项工艺技术已经具备工业化生产的条件。（一）、技术条件1.MTO技术特点采用流化床反应器和再生器，连续稳定操作；采用专有催化剂，催化剂需要在线再生，保持活性；甲醇的转化率达100%，低碳烯烃选择性超过85%，主要产物为乙烯和丙烯；可以灵活调节乙烯/丙烯的比例；乙烯和丙烯达到聚合级。2.MTP技术特点采用

40、固定床由甲醇生产丙烯，首先将甲醇转化为二甲醚和水，然后在三个MTP反应器中进行转化为丙烯。催化剂系采用南方化学开发的改进ZSM-5催化剂，有较高的丙烯选择性。甲醇和DME的转化率均大于99%，对丙烯的收率则约为71%。产物中除丙烯外还将有液化石油气、汽油和水。从技术上讲，MTO和MTP技术已经成熟可行，具备工业化推广的条件。（二）、工业化应用现状目前国内在建的大型煤制烯烃项目对各种技术应用都有。主要有以下几个项目：1.MTO技术应用神华集团包头煤制烯烃项目甲醇制烯烃技术采用国内自主知识产权的DMTO技术。该项目于2006年12月获得国家发展和改革委员会核准，建设地点位于在内蒙古自治区包头市。建

41、设规模为：180万吨/年煤制甲醇、60万吨/年甲醇制烯烃、30万吨/年聚乙烯、30万吨/年聚丙烯、4套6万立方米/小时空分制氧、3套480吨/小时蒸发量的热电站以及辅助生产设施和公用工程等。其它主要工艺装置均采用世界先进的煤化工/石油化工技术，包括GE水煤浆气化技术、德国林德公司低温甲醇洗技术、英国DAVY公司甲醇合成技术、美国DOW公司聚丙烯技术、美国UNIVATION公司聚乙烯技术等。计划在2009年底机械竣工，2010年投入运营。2.MTP技术应用采用鲁奇MTP技术的项目主要有神华宁煤煤制烯烃项目、大唐国际多伦煤制烯烃项目。神华宁煤煤制烯烃项目,于2005年底开工，是宁夏宁东能源化工基地

42、煤化工基地规划建设的重点项目。建成后，可年产中间产品甲醇167万吨，最终产品聚丙烯50万吨，副产汽油18.48万吨、液态燃料4.12万吨。主要工艺技术采用德国西门子GSP干煤粉气化工艺，德国鲁奇低温甲醇洗工艺、甲醇合成工艺和MTP工艺，德国ABB气相聚丙烯工艺。该项目预计2009年建成。大唐国际多伦煤制烯烃项目,该项目建设总规模年产万吨煤基烯烃（中间产品万吨甲醇）。一期项目年产煤基烯烃万吨（中间产品168万吨甲醇），建设地点位于内蒙古锡林郭勒盟多伦县。主要采用壳牌粉煤气化、鲁奇低压甲醇合成、鲁奇MTP丙烯生产工艺、Spheripol聚丙烯生产工艺等系列生产技术，预计2009年建成。（三）. 经

43、济性对比根据神华MTO煤制烯烃项目和大唐MTP煤制烯烃项目的投资和最终产品方案和当前产品价格，以180万吨甲醇为基础作对比分析，见表4-1表1.180万吨甲醇制烯烃经济性对比表工艺技术总投资(亿元)最终产品规模（万吨/年）平均价格（吨/元）销售总和（万元/年）MTO116聚乙烯3010000聚丙烯309900丁烯/C5105000MTP120聚丙烯499900汽油146000液化气7.23200(四). 工艺技术的选择从最终产品上讲，MTP产品为聚丙烯，副产汽油和液化石油气，其副产品附加值不高。MTO产品为聚乙烯、聚丙烯，并且产品比例可根据市场进行调节，具有良好的市场灵活性。在MTO技术中，国内的DMTO技术与UOP/Hydro MTO技术工艺技术上基本相同，但DMTO技术专利费和催化剂费用更具有经济优势,国内在建的大型烯烃项目即将成功应用。建议选择甲醇制烯烃工艺应对该技术的大型化生产的应用情况、产品市场定位及专利技术的投资进行综合考虑。