MTO技术工业化可行性分析.docx

MTO 技术工业化可行性分 MTO 技术工业化可行性分析 佟俊鹏 ( 中国神华煤制油有限公司 ,北京 100011) 摘 要 :分析了甲醇制烯烃 ( Met hanol To Olefin ,M TO) 工艺技术工业化的可行性 。通过与传统流化 催化裂化 ( FCC) 技术的对比分析 ,从工艺过程 、催化剂选择等方面说明技术理论的可靠性 ,讨论了工业 放大过程中涉及的催化剂消耗 、产品分布等方面的风险 ,为规避风险 ,探讨了相应的解决办法 。 关键词 :甲醇制烯烃 ; FCC ;分析 中图分类号 : TQ 221. 21 + 1 ; TQ 221. 21 + 2 文献标识码 : A 文章编号 : 100820511 (2006) 0120066205 乙烯 、丙烯是重要的基础有机化工原料 ,目前 均产自石油路线 ,由于石油资源紧缺 ,已经严重影 响到下 游 的 化 工 产 业 。我 国 的 煤 炭 资 源 相 对 丰 富 ,保有储量超过 1 万亿 t ,利用丰富的煤炭替代 石油是一条适合我国国情的化工产业持续发展道 路 ,是国家能源安全的一个重大战略课题 。煤制 烯烃技术是以煤炭为原料 ,经煤气化 、合成气制甲 醇 、甲醇制烯烃等工艺过程代替过去只能以石油 为原料的烯烃及下游产品的煤炭清洁利用技术 。 甲醇制烯烃 ( Met hanol To Olefin ,M TO) 是煤 制烯烃工艺路线的核心技术 ,是将甲醇转化为乙 烯 、丙烯 的 工 艺 。M TO 工 艺 开 辟 了 由 煤 炭 或 天 然气生产基本有机化工原料的新工艺路线 ,是最 有希望取代传统的以石脑油为原料制取烯烃的路 线 ,也是实现煤化工向石油化工延伸发展的有效 途径 。1 ,2 1 MTO 技术的发展 1 . 1 . 1 Mo bil Mo bil 提出了一种使用 ZSM25 催化剂 , 在列 管式反应器中进行甲醇转化制烯烃的工艺流程 , 并于 1984 年进行过 9 个月的中试试验 ,试验规模 为 100 桶/ d 。在工艺过程中 ,甲醇扩散到催化剂 孔中进行反应 ,首先生成二甲醚 ,然后生成乙烯 , 反应继续进行 ,生成丙烯 、丁烯和高级烯烃 ,也可 生成二聚物和环状化合物 ,以碳选择性为基础 ,乙 烯质 量 收 率 可 达 60 % , 烯 烃 总 质 量 收 率 可 达 80 % ,大体相当于采用常规石脑油/ 粗柴油管式炉 裂解法收率的 2 倍 ,但催化剂的寿命尚不理想 。 1 . 1 . 2 BASF BA SF 采用沸石催化剂 , 1980 年在德国路德 维希港建立了一套消耗甲醇 30 t / d 的中试装置 。 其反 应 温 度 为 300 ～ 450 ℃, 压 力 为 0 . 1 ～ 0 . 5 M Pa ,用各种沸石做催化剂 , 初步试 验 结 果 是 C2 ～C4 烯烃的质量收率为 50 %～60 % ,收率低 。 1 . 1 . 3 UO P U O P 筛选出的催化剂称作 M TO2100 , M TO2 100 是联 碳 公 司 开 发 的 SA PO234 与 一 系 列 专 门 选择的黏合剂材料之结合体 。SA PO234 是 M TO2 100 催化 剂 的 基 体 , 于 20 世 纪 80 年 代 由 U nio n Carbide 分子筛部开发 ,主要化学成分包括 Si 、Al 、 P 、O 等元素 。它 具 有 适 宜 的 内 孔 道 结 构 尺 寸 和 固体酸性强度 ,能够尽量减少反应初期生成的烯 烃发生齐聚反应生成大分子烃类 ,从而提高目标 产物 ———烯烃的 选 择 性 。虽 然 SPAO234 是 理 想 的催化材料 ,但对流化床操作不是坚固耐用的材 1 . 1 国外研发进展 国际上 一 些 著 名 的 石 油 和 化 学 公 司 如 美 孚 ( Mo bil) 、巴斯夫 (BA SF) 、埃克森 ( Exxo n) 、环球油 品 ( U O P) 、海德鲁 ( No rsk Hydro) 等都投入了大量 的人力和资金来研究和开发 M TO 的技术 , 目前 M TO 技术已趋于成熟 。 收稿日期 :2005210225 作者简介 :佟俊鹏 (1969 - ) ,男 ,吉林四平人 ,中国神华煤 制油有限公司神华包头煤制烃烯项目筹备组工程师 , 现 从事技术工作 。 第 1 期佟俊鹏 . M TO 技术工业化可行性分析·6 第 1 期 佟俊鹏 . M TO 技术工业化可行性分析 ·67 · 料 ,而所选择的黏合剂可增加催化剂强度和抗磨 损性能 。据推测 ,M TO2100 中所采用的黏合剂是 处理过 的 二 氧 化 硅 和 氧 化 铝 。SA PO234 分 子 筛 催化剂孔径只允许乙