问:甲醇制取低碳烯烃技术
- 答:甲醇制低碳烯烃合成技术甲醇制低碳烯烃合成技术煤炭增值利用的先进技术低碳烯烃的定义和制备方法低碳烯烃通常是指碳原子数≤4的烯烃,如乙烯、丙烯及丁烯等。低碳烯烃是石油化工生产最基本的原料,可以用于生产如聚乙烯、聚丙烯、丙烯***、环氧乙烷或者乙二醇之类的有机化合物。制取低碳烯烃的方法主要有两大类: 一是石油路线; 二是非石油路线。由于考虑能源危机问题,优选非石油路线。低碳烯烃可行技术路线?甲醇制低碳烯烃( MTO 、MTP ); ?二甲醚制低碳烯烃; ?合成气制低碳烯烃; ?天然气制低碳烯烃。天然气煤炭含碳有机物合成气 CO+ nH 2甲醇二甲醚二甲醚低碳烯烃甲烷氧化偶联几种生产低碳烯烃可行技术路线示意图④①②③甲醇制低碳烯烃?甲醇制取低碳烯烃( MTO )技术是以煤/或天然气为原料制取基本有机化工原料乙烯和丙烯的非石油原料路线, 不仅能减轻和缓解对石油的需求和依赖,保障国家能源安全,也为我国实施石油替代战略提供一条切实可行的新技术途径。?甲醇制低碳烯烃可分: 烯烃( Methanol to olefin , MTO )和甲醇制丙烯(Methanol to Propylene , MTP) 我国在建的 MTO/MTP 项目
问:甲醇制烯烃技术的催化反应机理
- 答:MTO及MTG的反应历程主反应为:
2CH3OH→C2H4+2H2O
3CH3OH→C3H6+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,一直还没有统一认识。
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。
问:甲醇制烯烃技术的甲醇制烯烃技术(MTO/MTP)
- 答: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,1985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。