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1、以甲醇为原料制备烯烃项目项目背景相对于石油资源的紧缺,我国的煤炭和天然气资源相对丰富,特别是煤炭,其储量为世界第三位,但煤炭毕竟是不可再生资源，相对煤炭而言甲醇这种可再生资源就显示出了巨大优势。甲醇合成二甲醚再由，之后二甲醚进一步转变成乙烯和丙烯等低碳烯烃,可以开拓以甲醇为原料生产各种有机化工原材料的新路线,从而减少目前化工产品对不可再生资源的高度依赖。烯烃是甲醇到汽油的中间产物,通过控制反应条件,可以高选择性地得到低碳烯烃,由此开始了对甲醇制烯烃的研究。甲醇制烯烃（MethanoltoOlefins，MTO）
2、和甲醇制丙烯（MethanoltoPropylene）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。乙烯、丙烯是重要的化工平台化合物,下游很多有机化工产品的合需要以乙烯和丙烯为基础原料。现有的烯烃生产技术对石油资源依赖严重,在石油日益紧缺的今天,烯烃的需求量却一直快速不依赖于石油资源的低碳烯烃制备工艺技术,尤其是丙烯生产新工艺。甲醇制烯烃的反应具有以下特点:①反应为强放热过程,工艺设计需要考虑移热问题;②为了抑制高碳数烃类和芳烃的形成
3、,提高烯烃的选择性,具有择形功能的分子筛是常用的催化材料,但是分子筛易积炭失活,需要进行再生;③目标产物烯烃为中间产物,需要抑制烯烃二次反应(如氢转移、烯烃聚合等)的进行。从前两个特点出发,流化床是该过程的理想反应器,但是流化床返混严重,会增加二次反应。针对以上问题,国外学者对此过程进行了深入研究,但是至今尚未实现工业化生产。上所述,甲醇制烯烃技术开发了从煤或天然气制备基础化工原料的新路线,特别是甲醇制烯烃技术,可以改变目前烯烃生产工艺的制约,调节烯烃产能结构,满足烯烃快速增长的需求。这不仅具有非常重要的战略意
4、义,而且在石油价格居高不下的今天,也将具有十分显著的经济效益。但是该技术仍存在学术和工程上的难点,近几十年来一直是学术界和企业界的研究热点。我们针对甲醇制烯烃过程的催化剂制备、反应机理研究以及工艺流程开发等方面进行了改进。广义的MTO，指的是经由甲醇路线制取烯烃的一种工艺。近年来，我国上马大量非原油路线的烯烃装置，例如MTO装置，为烯烃市场多元化结构做出了贡献。甲醇生产低碳稀烃和甲醇制丙稀拥有下面几大优点：1.大围清洁应用煤和天然气由于基本设备建设的花费太高，工业应用围过窄，以及不少然气和煤地处偏远等，制约了其
5、大围应用，大量资源被搁置或甚至被当作燃料，造成严重浪费。把天然气制备成稀烃是碳一原料大围应用并达到碳交易全球化的主要方式。2.甲醇成本低且易获得起初因为天然气生产甲醇的成本较高，很大程度上制约了甲醇作为制各丙稀的原材料；而现在通过煤和天然气变换制备气进而生产甲醇的工艺获得了飞速有效的进步，同时设备和生产规模日益扩大，制备成本得到了有效的控制，让由甲醇生产丙稀的工艺竞争力与日俱增。3.甲醇生产规模扩大化和衍生品需求高速发展这几年来，百万吨级天然气生产甲醇装置已相继在中东、南美建设，大大促进了甲醇衍生品消费市场的扩
6、大。甲醇除了可以制备甲醛、醋酸、二甲醚等，其制备稀径变成甲醇制备衍生品的新方向。催化反应机理MTO及MTG的反应历程主反应为：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。（1）我们采用齐鲁研究院催化蒸馏技术。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。与国现有催化蒸馏技术相比，齐鲁研究院催化蒸馏技术具有以下优点:①反应温度低，选择性好。由于采用的催化剂不同，树脂催化剂与
7、分子筛催化剂相比，低温下反应活性高，副反应少，且催化蒸馏塔操作压力低，约1.2MPa，设备投资省;②流程合理。催化蒸馏技术将部分反应放在固定床预反应器中进行，减少了催化蒸馏塔的催化剂装填量，降低了催化蒸馏塔的投资。国现有的甲醇脱水反应在1个催化蒸馏塔中进行，产物分离却用了2个蒸馏塔，催化蒸馏技术将反应和分离集中于一体的技术特点未充分体现，增加了能耗和装置投资;③散装式催化剂装填结构属自主开发，技术成熟。以上比较结果表明，齐鲁研究院采用新型催化剂以及先进的催化蒸馏工艺，反应温度低、转化率高、选择性好，流程简化、合
8、理，投资少，能耗降低50%～70%，二甲醚生产成本大幅度降低，原料适用围广，可采用纯度为80%～100%的甲醇原料，工艺环保，既克服了液相法的污染和腐蚀问题，又克服了气相法生产成本高的缺点，技术水平国领先。由二甲醚转化为低碳烯烃再转化为烷烃、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。我们采纳了用La
