华东理工大学碳一化工论文 合成气制低碳烯烃的工艺研究

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1、华东理工大学2017—2018学年第一学期《碳一化工进展》课程论文2017.12班级能源151学号B2017007姓名朱庆春开课学院资环学院任课教师王亦飞成绩__________论文题目：合成气制低碳烯烃的工艺研究论文要求：(1)结合课程所讲内容，选择与碳一化工有密切联系、且自己感兴趣的方向写一篇论课程文，行文精炼，见解新颖；(2)论文字数4000~5000字；(3)论文格式：标题(黑体四号，居中)；学号、姓名、专业；摘要和关键词（标题黑体小四，内容五号）；正文(标题黑体小四、内容宋体小四)，1

2、.5倍行距（有横线格），参考文献(参考《华东理工大学学报》)。教师评语：教师签字：年月日合成气制低碳烯烃的工艺研究朱庆春（华东理工大学能源151朱庆春B2017007）摘要：低碳烯烃是重要的有机化工原料，随着全球石油资源的减少，合成气制低碳烯烃是近年来研究较多的石油替代路线合成重要有机化学品的工艺之一。本文综述了由合成气直接和间接制备低碳烯烃的工艺途径，重点介绍了合成气直接催化转化制备低碳烯烃的技术研究，包括催化剂和工艺的开发情况。并对未来由合成气制备低碳烯烃的发展前景进行了展望。关键词：合成气

3、，低碳烯烃，费托合成，催化剂乙烯和丙烯是现代化学工业中的重要基础原料，随着化学工业的发展，其需求量逐年增加。乙烯和丙烯的传统制备方法是采用裂解石脑油或轻柴油工艺，但石油是不可再生资源，在我国储量严重不足;另一方面，石油价格波动较大，因此世界各国都在研究利用其他资源来制备乙烯和丙烯类低碳烯烃。其中，利用煤或天然气经甲醇制备低碳烯烃工艺受到重视。我国能源结构具有多煤、贫油、少气的特点，这种以煤为主要能源的格局在很长时间内也不会有大的变化。目前国内外甲醇制备乙烯、丙烯等低碳烯烃的工艺技术已相当成熟，这

4、就为我国利用丰富的煤炭资源，采用先进的煤化工技术，大力发展煤制烯烃产业提供了良好机会。不仅有利于优化我国传统煤炭产业的产品格局，而且对缓解我国石油短缺的现状具有重要的战略和现实意义。非石油原料生产烯烃主要包括合成气直接制烯烃（STO）工艺、合成气制甲醇再制烯烃（MTO/MTP）工艺合成气合成二甲醚再制低碳稀烃（SDTO）工艺等。其中MTO/MTP工艺己经工业化，是目前合成气间接法制烯烃最成熟的工艺路线。但合成气一步法制低碳稀径（STO）工艺，与甲醇路线的MTO/MTP工艺及合成气经二甲醚路线的S

5、DTO工艺相比，具有工艺路线短、能耗和投资低的特点，应用前景广阔。1.合成气间接制低碳烯烃工艺使用煤炭为原料制取低碳烯烃的工艺技术包括煤气化、甲醇合成及甲醇制烯烃三项核心技术。工艺路线为:煤气化生成主要成分为CO和H2的合成气，合成气净化后合成甲醇，最后将甲醇转化为低碳烯烃。1.1费-托合成德国科学家Fischer和Tropsh在1923年发现的一氧化碳和氢气在金属催化剂的作用下生成烃类的反应被命名为费-托合成反应。其主要反应有以下几种：烷烃类生成反应：烯烃类生成反应：醇类生成反应：水煤气变换反

6、应：积碳反应：生成金属碳化物反应：此反应的发现拉开了人类用合成气制取汽油、航空煤油、柴油等液体燃料及烯烃类基础化学品的序幕。1936年德国成为世界上第一个实现费-托工业化的国家;到1945年，德国、美国等己经有16套利用煤基合成气生产油品的装置并且年产量达到136万吨。二十世纪五十年代由于种族限制政策，南非石油进口遭到限制，其开始利用自己丰富煤炭资源通过费-托合成过程制备燃油，1955年南非依靠从德国进口的费-托合成技术以及煤气化技术建立SasolI煤制油工厂，并在1980年和1982年又建成了

7、SasolII和SasolIII两家煤制油工厂。随着二十世纪七十年代世界原油价格不断飘升以及石油资源的日渐枯竭，开发新的能源体系来替代石油资源将成为世界各国能源领域研究的重中之重，费一托合成技术工业化道路进入高速发展的阶段。目前有较大费-托合成产品生产规模和能力的公司有南非的Sasol公司、马来西亚的Shell公司和卡塔尔的Oryx公司等。1.2经甲醇制取低碳烯烃(MTO/MTP)技术该工艺技术是先由合成气制取甲醇，再经甲醇脱水制得低碳烯烃。二十世纪六十年代就有关于甲醇脱水制烯烃的报道。此后工艺

8、研究的重点是开发具有高活性、高寿命、高低碳选择性、易再生、价格便宜的MTO/MTP催化剂。目前MTO/MTP装置主要运用以改性的ZSM-5和SAPO系列为代表的中孔和小孔分子筛催化剂。目前甲醇制取低碳烯烃(MTO/MTP)技术在我国已经实现工业化，我国神华集团在宁夏的年产50万吨甲醇制烯烃装置己经投产。合成甲醇的主要原料气包括CO,CO2,H2以及少量的N2和CH4。目前，主要采用气相合成工艺，催化剂是以铜和氧化锌为主要物质，并加入铝或铬的氧化物。各工艺采用的设备基本相同，但不同工艺使用的反应器