甲醇制烯烴技術(shù)進(jìn)展

楊政（陜西煤化工技術(shù)工程中心有限公司，陜西西安7100075）

甲醇制烯烴技術(shù)進(jìn)展

楊政（陜西煤化工技術(shù)工程中心有限公司，陜西西安7100075）

綜述了國(guó)內(nèi)外甲醇制烯烴技術(shù)的進(jìn)展，介紹了國(guó)內(nèi)外甲醇制烯烴工藝的特點(diǎn)，展望了甲醇制烯烴技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展前景

甲醇制烯烴;甲醇;乙烯;丙烯;丁烯；技術(shù)進(jìn)展;

1 甲醇制烯烴技術(shù)進(jìn)展

甲醇制烯烴是指以甲醇為原料生產(chǎn)低碳烯烴的化工技術(shù)，原料甲醇主要來(lái)自煤炭或天然氣等非石油路線合成。按照目的產(chǎn)物的不同，甲醇制烯烴技術(shù)可分為MTO(甲醇制烯烴)工藝，主要產(chǎn)品是乙烯和丙烯[1];MTP(甲醇制丙烯)工藝，主要產(chǎn)品是生產(chǎn)丙烯[2]以及CMTX（甲醇制丁烯）工藝，主要產(chǎn)品是丁烯烯和丙烯。

1.1 MTP（甲醇制丙烯）技術(shù)

1.1.1 Lurgi MTP工藝

20世紀(jì)90年代，Lurgi公司開(kāi)始研發(fā)MTP工藝，該工藝采用高硅H-ZSM-5分子篩催化劑，該催化劑丙烯選擇性高、結(jié)焦少、丙烷產(chǎn)率低。反應(yīng)壓力0.13MPa?0.26MPa，反應(yīng)溫度380?480°C。乙烯和丁烯循環(huán)，增產(chǎn)丙烯，其收率可達(dá)到70%。

2002年1月魯奇公司在挪威TJeldbergodden地區(qū)的Statoil甲醇廠建立工業(yè)示范裝置，設(shè)計(jì)甲醇處理能力360kg/h，裝置正常運(yùn)轉(zhuǎn)了11000h，甲醇轉(zhuǎn)化率大于99%，丙烯的總碳收率約為71%，并副產(chǎn)高品質(zhì)汽油。

2008年4月神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)公司引進(jìn)Lurgi公司MTP工藝技術(shù)，在寧夏寧東能源重化工基地建設(shè)煤制丙烯項(xiàng)目2010年8月，裝置全部建設(shè)完工2011年5月，裝置產(chǎn)出合格的聚丙烯產(chǎn)品。

2005年，德國(guó)Lurgi公司與大唐國(guó)際發(fā)電股份有限公司簽署了470kt/a煤基生產(chǎn)丙烯的MTP專(zhuān)利技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同。2010年10月27日建設(shè)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)裝置中交。2011年9月28日，煤基烯烴項(xiàng)目整套裝置實(shí)現(xiàn)全線流程貫通，產(chǎn)出終端合格產(chǎn)品聚丙烯。

1.1.2 清華大學(xué)FMTP工藝

清華大學(xué)反應(yīng)工程實(shí)驗(yàn)室自上世紀(jì)90年代開(kāi)始進(jìn)行甲醇及二甲醚制低碳烯烴的研究，成功開(kāi)發(fā)出基于SAPO-18/SAPO-34分子篩的混晶催化劑，通過(guò)低碳烯烴循環(huán)轉(zhuǎn)化工藝，可使丙烯收率達(dá)到77%該工藝可以調(diào)節(jié)乙烯/丙烯(摩爾比)的產(chǎn)物比在0.02～0.85，乙烯和丙烯產(chǎn)品的原料甲醇消耗量小于2.62t/t。

FMTP工藝過(guò)程包含甲醇轉(zhuǎn)化反應(yīng)器（MCR）與烯烴轉(zhuǎn)化反應(yīng)器（EBTP）的主流程和烷烴轉(zhuǎn)化器（PDH）的輔助流程，增加輔助流程的目的是使主流程中生成的烷烴進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為烯烴，提高丙烯收率。從2006年開(kāi)始，由清華大學(xué)中國(guó)化學(xué)工程集團(tuán)和安徽淮化集團(tuán)共同開(kāi)展，2007年完成工藝包設(shè)計(jì)，2009年甲醇處理量為3萬(wàn)t/a的工業(yè)試驗(yàn)裝置建成，試車(chē)連續(xù)運(yùn)行21d，甲醇轉(zhuǎn)化率大于99.5%，丙烯選擇性大于67%，達(dá)到世界先進(jìn)水平[5]。

1.2 CMTX（甲醇制丁烯聯(lián)產(chǎn)丙烯）技術(shù)

2010年5月，上海碧科清潔能源技術(shù)有限公司（CECC）開(kāi)始研發(fā)基于ZSM-5分子篩催化劑，2012年12月，完成催化劑開(kāi)發(fā)工作。2013年3月至2015年7月，上海碧科清潔能源技術(shù)有限公司（CECC）、陜西煤業(yè)化工技術(shù)研究院有限責(zé)任公司以及上海河圖工程股份有限公司合作開(kāi)發(fā)CMTX（甲醇制丁烯聯(lián)產(chǎn)丙烯）技術(shù)，相繼進(jìn)行小試規(guī)律探索，百?lài)嵓?jí)中試放大試驗(yàn)以及萬(wàn)噸級(jí)驗(yàn)證試驗(yàn)。該技術(shù)采用CMTX專(zhuān)用催化劑，催化劑抗積碳能力強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)低溫再生，能耗低，采用循環(huán)流化床反應(yīng)再生工藝實(shí)現(xiàn)高空速低水醇比條件下甲醇的高效轉(zhuǎn)化，高選擇性生成丙烯、丁烯以及異丁烯。

CMTX（甲醇制丁烯聯(lián)產(chǎn)丙烯）技術(shù)萬(wàn)噸級(jí)工業(yè)試驗(yàn)裝置7月24日至27日通過(guò)了中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)組織的72小時(shí)現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)運(yùn)行考核，甲醇單程轉(zhuǎn)化率99.8%，丙烯單程選擇性38%，丁烯單程選擇性24%，丁烯中異丁烯含量＞40wt.%。2015年9月14日，中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)在京召開(kāi)“甲醇制丁烯聯(lián)產(chǎn)丙烯技術(shù)（CMTX）萬(wàn)噸級(jí)工業(yè)試驗(yàn)”科技成果鑒定會(huì)。鑒定結(jié)果認(rèn)為，CMTX技術(shù)工藝合理，技術(shù)指標(biāo)先進(jìn)，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，處于國(guó)際先進(jìn)水平，具有良好的應(yīng)用前景。

2 甲醇制烯烴技術(shù)展望

甲醇制烯烴技術(shù)有助于改善我國(guó)能源結(jié)構(gòu)，緩解對(duì)進(jìn)口石油的依存度，實(shí)現(xiàn)烯烴原料的多元化。根據(jù)《石油和化學(xué)工業(yè)“十三五”發(fā)展指南要求》，“十三五”期間中國(guó)要加快現(xiàn)有乙烯裝置的升級(jí)改造。到2020年，全國(guó)乙烯產(chǎn)能3200萬(wàn)噸/年，年產(chǎn)量約3000萬(wàn)噸，其中煤（甲醇）制乙烯所占比例達(dá)到20%以上，2016年底，中國(guó)MTO/MTP裝置產(chǎn)能為1293萬(wàn)噸/年，未來(lái)幾年甲醇制烯烴技術(shù)仍有較大的發(fā)展空間。但同時(shí)甲醇制烯烴技術(shù)的發(fā)展也存在一些問(wèn)題，如前期投建設(shè)資金額較大，單位產(chǎn)品耗水量大，污染物排放多，同質(zhì)競(jìng)爭(zhēng)嚴(yán)重，產(chǎn)能趨于過(guò)剩等但隨著催化劑生產(chǎn)技術(shù)的改進(jìn)和工藝流程的不斷優(yōu)化，甲醇制烯烴技術(shù)將會(huì)展現(xiàn)出越來(lái)越強(qiáng)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。

[1] 陽(yáng)永榮，虞賢波，劉燁．甲醇制烯烴反應(yīng)機(jī)理[J]．化學(xué)進(jìn)展，2009，21(9):50-55．

[2] 謝光全．甲醇制丙烯(MTP)[J]．甲醇與甲醛，2005，12(3):24－26．

[3] 石勝啟，吳鳳明.甲醇制烯烴技術(shù)工業(yè)化進(jìn)展[J].現(xiàn)代化工.2016,4,36(2):38-41

[4] 姚耀．新一代甲醇制烯烴技術(shù)邁向商業(yè)化[N]．中國(guó)化工報(bào)，2010-10-22(02)．

[5] 耿玉俠.流化床甲醇制烯烴(FMTP)工藝及工程技術(shù)開(kāi)發(fā).2010中國(guó)國(guó)際煤化工發(fā)展論壇論文集

楊政（1977-），男，本科，助理工程師，從事煤化工領(lǐng)域技術(shù)開(kāi)發(fā)工作。