甲醇与碳四烯烃偶合制取乙烯和丙烯可行性分析

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1、甲醇与碳四烯烃偶合制取乙烯和丙烯可行性分析摘要：综述了甲醇制取低碳烯烃工艺与碳四烯烃催化裂解制丙烯工艺，在此基础上分析了甲醇与碳四烯烃共进料制取乙烯和丙烯在理论上的可行性。甲醇与碳四烯烃共进料能够实现放热反应与吸热反应之间能量上的互补，这有可能在改善催化剂使用寿命及提高乙烯和丙烯选择性方面产生有利的影响。此外，还提出了两种其它的偶合方式，即甲醇先与碳四烯烃生成醚再进行裂解和甲醇先转化为富含乙烯产物再与碳四烯烃歧化，这两种偶合方式分别具有良好的理论研究价值与工业应用前景。关键词：甲醇，碳四烯烃，偶合，乙烯，丙烯，可行性FeasibilityforthePreparatio

2、nofEthyleneandPropylenebytheCo-crackingofMethanolandC4AlkenesAbstract:Thefeasibilityofcatalyticco-crackingofmethanolandC4alkenestolightolefinswerediscussed.Inthisprocess,methanolandC4alkeneswerefedtoonereactorfilledwithonecatalyst,thereactionofmethanoltoethyleneandpropyleneandC4alkenesto

3、ethyleneandpropyleneoccurredatthesametime.SotheheatproducedbytheexothermicconversionofmethanolcancompensatetheneededbytheendothermicpyrolysisofC4alkenes.Someprobablypositiveeffectsmaybeinduced,suchasthelongevityofcatalystatoneoperatingcycle,improvementoftheselectivityofethyleneandpropyle

4、ne.Furthermore,otherwaysforcoupledconversionofmethanolandC4alkenestolightolefinswereproposed,forexample,thecrackingofmethylbutyletherfirstlyformedfrommethanolandC4alkenes.AnotherwayisthattheethyleneproducedfrommethanoltransformationandC4alkenesaretransferredtopropylenebythedisproportiona

5、tion.Keywords:methanol,C4alkenes,coupled,ethylene,propylene,feasibility前言以乙烯、丙烯为代表的低碳烯烃是重要的基础有机化工原料。随着化学工业的快速发展，对低碳烯烃的需求量在日益增长[1-2]。在目前的工业生产中，低碳烯烃的生产基本上完全依赖于石油资源。在世界范围内，石油资源贮量愈来愈少，通过煤或天然气为原料经由甲醇或二甲醚制取乙烯、丙烯等低碳烯烃工艺（MTO／MTP）近年来受到国内外的广泛关注[3-6]。甲醇制取低碳烯烃研究主要包括以乙烯、丙烯为主要产物的MTO技术和以丙烯为主要产物的MTP技术。M

6、TO工艺使用催化剂以SAPO-34分子筛为主，MTP工艺使用催化剂以ZSM-5分子筛为主，通过所使用分子筛的不同择形性能调控甲醇裂解产物中乙烯与丙烯的相对含量[7-11]。甲醇制取低碳烯烃是一个强的放热反应，生成低碳烯烃过程中产生大量的反应热，是导致催化剂积炭失活速度加快的原因之一，必须使用具有催化剂连续再生的流化床反应器(如MTO工艺)；或不得不将甲醇原料部分转化为二甲醚以降低反应过程中的热效应(如MTP工艺)。在实际生产过程中，常用水等稀释剂对原料进行稀释，以降低整个反应的热效应，大量的水在其中的气化、冷凝，大大增加了反应过程中的能耗，同时也降低了整个工艺的生产效率

7、。在石油烃蒸汽裂解生产乙烯与炼厂的催化裂化过程中，C4及以上烯烃是主要的副产物之一，如何有效利用这部分资源是乙烯厂与炼厂共同面临的一个重要课题。11针对目前乙烯、丙烯紧缺的现状，通过催化裂解将其转化为低碳烯烃(乙烯、丙烯)成为综合利用C4及以上烯烃的一个主要研究方向[12-15]。C4及以上烯烃催化裂解所用催化剂以ZSM-5分子筛为主，该过程是一个较强吸热反应，为保持整个反应过程的平稳进行，在生产过程中常在原料中加入水蒸气作为稀释剂或热载体[16-18]。甲醇制取低碳烯烃反应与C4及以上烯烃裂解所用催化剂均是以分子筛为主的固体酸催化剂，且