❶ 如何用甲醇製造乙烯
幫不上你!甲醇制備乙烯????我缺乏知識,請賜教。
補充資料:實驗室制備的方法是:濃硫酸和乙醇加熱到160-180攝氏度,使乙醇脫水製得。反應方程式:CH3-CH2-OH+濃硫酸(160-180度)CH2=CH2(氣體)+H2O
工業制備:石油的裂化和裂解。
❷ 甲醇制烯烴裝置
國內甲醇制烯烴大型裝置進入商業化運行
國內甲醇的傳統消費領域如甲醛、醋酸等行業受房地產調控政策等因素影響,產量增速有所放緩。而新興應用領域如甲醇燃料、甲醇制烯烴等行業在石油供需缺口下迅速發展。今年上半年國內甲醇制烯烴大型裝置已進入商業化運行,甲醇汽油的相關標准制定也正在加緊進行,甲醇新興應用產業發展正在提速。
據了解,目前國內已投產的甲醇制烯烴企業共四家,包括神華包頭60萬噸烯烴裝置、神華寧煤50萬噸烯烴裝置、大唐46萬噸烯烴以及中原石化20萬噸烯烴裝置。2012年上半年數據顯示,甲醇制烯烴產量約60萬噸,應用甲醇167.7萬噸。今年上半年,神華包頭煤制烯烴項目實現銷售收入31億元、利潤6億元,取得較好效益。
業內人士表示,國內大型裝置開始進入商業化運行,標志甲醇制烯烴將成為今後甲醇下游應用的重要方向。據介紹,我國乙烯、丙烯的市場缺口較大,而石油價格的不斷攀升限制了石化路線生產低碳烯烴的發展,甲醇制烯烴技術以我國相對富裕的煤炭資源作為原料,其優勢明顯。業內人士稱,「十二五」期間甲醇制烯烴將會適時、適度得到發展,成為甲醇下游應用的新興方向。有機構預測,2011~2015年烯烴將取代甲醛的地位,成為甲醇需求最大的下游產品,占總應用量的37%。
此外,甲醇制烯烴國家工程實驗室於近日通過了國家發改委驗收。專家認為,這也將為甲醇制烯烴提供更先進、優化的研發技術平台,引領新興的甲醇制烯烴產業發展。
另據了解,甲醇汽油添加劑國家標準的編制進程也正在加快,預計2013年11月底將形成標准送審稿並上報國標委,這也將在一定程度上帶動甲醇下游應用的拓展。目前,全國醇醚燃料標准化技術委員會、醇醚燃料及醇醚清潔汽車專委會已初步確定了添加劑指標設置和篩選試驗方法,並開展了初步試驗。預計將於今年12月20日前完成選擇全國適應的測試方法,2013年10月底將完成所有測試和試驗,對測試數據進行收集、整理、分析後形成標准草稿,並向有關企業、部門徵求意見。
專家建議,針對甲醇新興應用產業的市場化程度普遍不高的狀況,國家應加大對新興應用產業的扶持力度,加有關產品的推廣工作。甲醇企業也應盡快轉變發展方式,鼓勵企業向延長產品鏈、產品多元化方向發展,實現產品的高性能化、專用化和高附加值化,提高企業經濟效益。
本文地址:http://www.askci.com/news/201209/06/175320_13.shtml
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甲醇制烯烴技術主要分兩步。首先由天然氣轉化生成粗甲醇,該過程已實現工業化;然後甲醇轉化生成烯烴,主要是乙烯和丙烯。不同的工藝生成的乙烯與丙烯的比例也不同。UOP/Hydro公司的甲醇制烯烴工藝(MTO)是在Mobil公司的甲醇制汽油技術(MTG)上發展起來的。該MTO工藝具有很大的靈活性,可根據市場的需求變化,通過改變反應器的操作條件,來調整乙烯與丙烯的產量。產品中乙烯與丙烯之產量比可在0.77—1.33的范圍內進行調節。
1 催化劑進展
UOP/Hydro公司在SAPO—34催化劑基礎上開發了新型催化劑MTO—100,取得了突破性的進展。SAPO—34催化劑是磷酸硅鋁分子篩,對甲醇轉化乙烯和丙烯具有較高的選擇性。新型催化劑MTO—100具有擇形選擇性,其酸性位和強度具有可控性,大大提高了向乙烯和丙烯轉化的選擇性,可使乙烯、丙烯的選擇性達到80%。SAPO系列屬通用性較強的催化材料,盡管它與沸石的熱穩定性不同,但其化學性質和晶體結構與沸石材料很相似,具有均一的孔隙率、晶體分子結構、可調酸度、擇形催化劑以及酸性交換能力。其最大的改進在於孔隙更小,酸性位和強度具有可控性。
盡管改進的SAPO—34是MTO工藝理想的催化材料,但對於流化床反應器來說仍不是最佳的選擇。必須將SAPO—34與一系列專門選擇的粘合劑結合起來。粘合劑的選擇極其重要,它必須要能提高催化劑的活性,但又不能影響催化劑的選擇性。美國Nexant化學系統公司認為採用處理過的氧化硅和氧化鋁作粘合劑可達到一定的孔隙率、酸度以及強度。粘合劑的孔隙率很重要,它必須允許甲醇和MTO的產品快速地進出SAPO—34。該催化劑與FCC催化劑的制備方式相似,通過噴霧法乾燥制備。
2 工藝進展
UOP/Hydro公司的MTO工藝設計與Mobil公司的工藝很相似,由於需要分離和處理的較重副產品很少,分離系統相對簡單。該工藝採用的原料是粗甲醇,因此沒必要通過蒸餾製取AA級的甲醇(純度為99.85%),減少了上游甲醇裝置的資本投資。但粗甲醇不能出售用於其他方面,因此限制了甲醇設備的靈活性。
為了較容易地保持穩定的溫度和產量,MTO工藝採用流化床反應器,操作溫度為350-525℃,操作壓力為0.1-0.3Mh。MTO工藝的苛刻度可以通過產量、溫度、壓力以及催化劑循環率來控制。溫度決定熱動力學操作,生產能力決定接觸時間。同時,轉化率和選擇性隨壓力變化。UOP/Hydro公司的MTO工藝的生產性能如表1所示。
將UOP/Hydro公司的MTO工藝與ATOFI-NA/UOP烯烴裂化(OC)工藝結合起來可獲得更大的靈活性。OC工藝可利用MTO工藝的副產品C4,將其轉化為乙烯和丙烯(主要是丙烯)。典型的產品平衡如表2所示。將OC裝置與MTO裝置結合在一起,可使輕烴的收率達到90%。這對於只需求烯烴和聚烯烴的生產商和偏遠地區的MTO廠來說非常重要。Hydro公司現已有一套示範裝置在挪威的生產基地內建成,採用的是流化床反應器和連續流化床再生器。自1995年以來該示範裝置就周期性地運轉,根據UOP公司提供的資料,這套裝置實現了長期99%的甲醇轉化率和穩定的產品選擇性。迄今未見有大型工業化裝置運行的報道。
在反應過程中會產生影響催化效果的積炭,必須通過燃燒除去。以空氣作為燃燒介質,燒焦過程在催化劑流化床再生器中進行。在反應循環過程中,一些催化劑顆粒會破碎。通過一套合適的多級旋風分離器,可以把這些粉末從流化床的出口物料中除去。再生器排出的廢氣可以通過爐子回收熱量,而廢氣中的催化劑微粒則通過靜電沉降除去。
離開反應器的混合物料通過一個專門設計的進料/出料換熱器後進入分離器。在分離器內,絕大多數的水和未反應的甲醇被除去。烴類通過分餾從含氧化合物循環流中分離出來,含氧化合物在壓縮段中被除去。
採用多段壓縮機液化烴類混合物,除去其中的催化劑殘余粉末。含有50%乙烯的烴類物料被送至分離系統,由於物料中不含乙炔和其他較重的組分,分離系統比蒸汽裂解裝置簡單。通常分離系統有脫乙烷塔、脫甲烷塔、脫丙烷塔以及脫丁烷塔,而冷箱設計則被簡化。精餾塔生產聚合級乙烯和丙烯。其他產品包括燃料氣、含有乙烷和LPG的輕質燃料、C5以及含有少量1,3—丁二烯的C4。
雖然在理論上存在少量的乙炔,但在原始設計中並不包含脫乙炔反應器。因為少量的乙炔、甲基乙炔和丙二烯(MAPD)在聚合級乙烯和丙烯的允許含量范圍內。如果乙炔和MAPD的含量超過上限值,就需要進行選擇性加氫,假若MTO裝置中產氫量較低,需輸入一定量的氫。
3 經濟性評價
下面對美國和中東兩個地區MTO工藝生產乙烯的成本作了比較。這兩個地區的天然氣價格代表了兩個極端。中東地區為0.75美元/磅,而美國為5.31美元/磅。原料成本包括大規模生產甲醇的成本和10%的投資所得率。
3.1 美國
2003年,在美國甲醇生產成本加上10%利潤為223美元/t,而甲醇的市場價格為227美元/t。採用UOP/Hydro公司的MTO工藝生產乙烯的現金成本連同甲醇成本加上10%的利潤共計850美元/t。成本加上10%的投資所得率約為1050美元/t,這明顯地高於2003年的美國平均的乙烯合同價格628美元/t,表3對MTO工藝和蒸汽裂解工藝進行了比較。
僅凈原材料的成本就比2003年的美國平均的乙烯合同價格高100美元/t,這表明MTO生產乙烯工藝在美國並不可行。
預計2013年天然氣價格會降低很多,但仍不能明顯地降低生產成本(見表4)。如果天然氣的價格降至2美元/磅,MTO生產乙烯路線便是可行的,可獲得10%的投資所得率。這表明MTO生產乙烯工藝的可行性很大程度上取決於天然氣的價格。
3.2 中東
2003年天然氣的價格為0.75美元/磅,採用UOP/Hydro的MTO工藝生產乙烯的現金成本約為62美元/t,加上10%的投資所得率共計280美元/t。表5對MTO工藝和蒸汽裂解工藝進行了比較。
採用MTO工藝生產丙烯與傳統的蒸汽裂解工藝相比,總成本包括現金成本、折舊和10%的投資所得率。由於MTO工藝所需的資金較少,在成本和利潤方面比凝析油裂解裝置低。中東天然氣具有價格優勢,在中東採用MTO技術生產乙烯是可行的。
預計到2013年,採用MTO技術生產乙烯以及採用傳統蒸汽裂解技術以乙烷或凝析油為原料生產乙烯的生產成本如表6所示。
由於很多大公司都在尋找投資機會,預計到2013年天然氣的價格會上漲至1美元/磅,就不會象2003年這樣具有吸引力。然而,仍可獲得利潤。另外,在2013
❹ 甲醇制烯烴技術的催化反應機理
MTO及MTG的反應歷程主反應為:
2CH3OH→C2H4+2H2O
3CH3OH→C3H6+3H2O
甲醇首先脫水為二甲醚(DME),形成的平衡混合物包括甲醇、二甲醚和水,然後轉化為低碳烯烴,低碳烯烴通過氫轉移、烷基化和縮聚反應生成烷烴、芳烴、環烷烴和較高級烯烴。甲醇在固體酸催化劑作用下脫水生成二甲醚,其中間體是質子化的表面甲氧基;低碳烯烴轉化為烷烴、芳烴、環烷烴和較高級烯烴,其歷程為通過帶有氫轉移反應的典型的正碳離子機理;二甲醚轉化為低碳烯烴有多種機理論述,一直還沒有統一認識。
Mobil公司最初開發的MTO催化劑為ZSM-5,其乙烯收率僅為5%。改進後的工藝名稱MTE,即甲醇轉化為乙烯,最初為固定床反應器,後改為流化床反應器,乙烯和丙烯的選擇性分別為45%和25%。
UOP開發的以SAPO-34為活性組分的MTO-100催化劑,其乙烯選擇性明顯優於ZSM-5,使MTO工藝取得突破性進展。其乙烯和丙烯的選擇性分別為43%~61.1%和27.4%~41.8%。
從國外發表的專利看,MTO研究開發的重點仍是催化劑的改進,以提高低碳烯烴的選擇性。將各種金屬元素引入SAPO-34骨架上,得到稱為MAPSO或ELPSO的分子篩,這是催化劑改型的重要手段之一。金屬離子的引入會引起分子篩酸性及孔口大小的變化,孔口變小限制了大分子的擴散,有利於小分子烯烴選擇性的提高,形成中等強度的酸中心,也將有利於烯烴的生成。
❺ 甲醇制烯烴技術的甲醇制烯烴技術(MTO/MTP)
甲醇制烯烴(Methanol to Olefins,MTO)和甲醇制丙烯(Methanol to Propylene)是兩個重要的C1化工新工藝, 是指以煤或天然氣合成的甲醇為原料,藉助類似催化裂化裝置的流化床反應形式,生產低碳烯烴的化工技術。
上世紀七十年代美國Mobil公司在研究甲醇使用ZSM-5催化劑轉化為其它含氧化合物時,發現了甲醇制汽油(Methanol to Gasoline,MTG)反應。1979年,紐西蘭政府利用天然氣建成了全球首套MTG裝置,其能力為75萬噸/年,1985年投入運行,後因經濟原因停產。
從MTG反應機理分析,低碳烯烴是MTG反應的中間產物,因而MTG工藝的開發成功促進了MTO工藝的開發。國際上的一些知名石化公司,如Mobil、BASF、UOP、Norsk Hydro等公司都投入巨資進行技術開發。
Mobil公司以該公司開發的ZSM-5催化劑為基礎,最早研究甲醇轉化為乙烯和其它低碳烯烴的工作,然而,取得突破性進展的是UOP和Norsk Hydro兩公司合作開發的以UOP MTO-100為催化劑的UOP/Hydro的MTO工藝。
國內科研機構,如中科院大連化物所、石油大學、中國石化石油化工科學研究院等亦開展了類似工作。其中大連化物所開發的合成氣經二甲醚制低碳烯烴的工藝路線(SDTO)具獨創性,與傳統合成氣經甲醇制低碳烯烴的MTO相比較,CO轉化率高,達90%以上,建設投資和操作費用節省50%~80%。當採用D0123催化劑時產品以乙烯為主,當使用D0300催化劑是產品以丙烯為主。
❻ 甲醇制烯烴國家工程實驗室的科研領域
工程實驗室擬突破的方向是:
(1)為大型甲醇制烯烴工業裝置的建設和運行提供技術支撐;
(2)研究和開發新一代DMTO技術;
工程實驗室的功能與任務是在國家層面上構建完整的甲醇制烯烴技術支撐和技術服務體系,結合甲醇制烯烴重大工程項目,完善技術和優化工藝,完成煤制烯烴工業示範任務,制定甲醇制烯烴相關技術標准,引領和帶動煤制烯烴工業的順利發展;圍繞甲醇制烯烴關鍵技術,建設甲醇轉化利用新技術創新的研發平台,持續地為現代煤制烯烴工業提供具有自主知識產權的先進的甲醇轉化新技術;加快應用基礎研究成果形成,實現關鍵技術創新與總體技術集成的統一,並充分發揮工程實驗室在小試成果與工業化技術間的橋梁和紐帶作用,促進產業化進程;利用建立的技術平台及技術優勢,推進甲醇制烯烴新一代技術、甲醇制丙烯等技術的工程化開發;凝聚和培養一批工程技術創新人才,在實驗室建設初期以大連化物所從事甲醇轉化工作的技術人員為基礎,在實驗室建設過程中逐步形成強大的甲醇轉化研發技術團隊。在實驗室正常運作後,通過自身人才培養,更為重要的是在國內外公開招聘高素質的專業人才,壯大隊伍,成為國內一流並在國際具有較強競爭力的甲醇轉化研究與開發團隊。
❼ 甲醇制烯烴國家工程實驗室的介紹
「甲醇制烯烴國家工程實驗室」於2008年8月,獲得國家發改委批准建設。工程實驗室的依託單位是中科院大連化物所,共建單位包括陝西煤化工集團公司、中煤能源集團公司、陝西新興煤化工科技發展有限公司和正大能源材料(大連)有限公司。工程實驗室實行理事會領導下的實驗室主任負責制。
❽ 甲醇制烯烴mto裝置有哪些企業做
煤制烯烴項目一般是2-3噸煤可以生產1噸甲醇,3噸甲醇出1噸低碳烯烴。180萬噸MTO級甲醇和60萬噸精甲醇的意思是,裝置規模:MTO級甲醇,180萬噸/年;精甲醇,60萬噸/年。 MTO級甲醇制烯烴(Methanol To Olefin,MTO)是煤制烯烴工藝路線的核心技術
❾ 甲醇制烯烴反應機理有哪些
2CH3OH→C2H4+2H2O
3CH3OH→C3H6+3H2O
甲醇首先脫水為二甲醚(DME),形成的平衡混合物包括甲醇、二甲醚和水,然後轉化為低碳烯烴,低碳烯烴通過氫轉移、烷基化和縮聚反應生成烷烴、芳烴、環烷烴和較高級烯烴。
❿ 甲醇制烯烴技術的MTO工藝技術介紹
國外具有代表性的MTO工藝技術主要是: UOP/Hydro、ExxonMobil的技術,以及魯奇(Lurgi )的MTP技術。
ExxonMobil和UOP/Hydro的工藝流程區別不大,均採用流化床反應器,甲醇在反應器中反應,生成的產物經分離和提純後得到乙烯、丙烯和輕質燃料等。UOP/Hydro工藝已在挪威國家石油公司的甲醇裝置上進行運行,效果達到甲醇轉化率99.8% ,丙烯產率45% ,乙烯產率34% ,丁烯產率13%。
魯奇公司則專注由甲醇制單一丙烯新工藝的開發,採用中間冷卻的絕熱固定床反應器,使用南方化學公司提供的專用沸石催化劑,丙烯的選擇率很高。據魯奇公司稱,日產1600 噸丙烯生產裝置的投資費用為1.8 億美元。有消息稱,魯奇公司甲醇制丙烯技術將首次實現規模化生產,其在伊朗投建10 萬噸/ 年丙烯裝置,有望在2009 年正式投產。
從國外發表的專利看,MTO又做了一些新的改進。
1、以二甲醚(DME)作MTO中間步驟
水或水蒸氣對催化劑有一定危害性,減少水還可節省投資和生產成本,生產相同量的輕質烯烴產生的水,甲醇是二甲醚的兩倍,所以裝置設備尺寸可以減小,生產成本也可下降。
2、通過烯烴歧化途徑靈活生產烯烴
通過改變反應的溫度可以調節乙烯丙烯的比例,但是溫度提高會影響催化劑的壽命,而通過歧化反應可用乙烯和丁烯歧化來生產丙烯,也可以使丙烯歧化為乙烯和丁烯,不會影響催化劑的壽命,從而使產品分布更靈活。
3、以甲烷作反應稀釋劑
使用甲烷作稀釋劑比用水或水蒸氣作稀釋劑可減少對催化劑的危害。