甲醇制取低碳烯烴的工業(yè)開發(fā)與實踐解析

馮潔

摘要：本文主要分析了我國采用甲醇制取低碳烯烴的工業(yè)開發(fā)與實踐應用現(xiàn)狀，重點介紹了我國的甲醇制取低碳烯烴的技術，它不僅能夠克服現(xiàn)有甲醇制取低碳烯烴中的缺點，而且具有多種特有的優(yōu)點。通過對我國甲醇制取低碳烯烴的工業(yè)開發(fā)與實踐應用的研究，以期為相關工業(yè)的高效生產提供可靠的保障，創(chuàng)造出最大化的經(jīng)濟與社會效益。

關鍵詞：甲醇;低碳烯烴;工業(yè)開發(fā);技術實踐;分析研究

1.甲醇制取低碳烯烴技術研究

隨著我國社會的進步與經(jīng)濟水平的提高，我國的化學工業(yè)也得到了快速的發(fā)展。低碳烯烴屬于化學工業(yè)中比較關鍵的有機化工顏料，在推動現(xiàn)代石油工業(yè)發(fā)展中有著重要的作用和價值。甲醇制烯烴（Methanol to Olefin，MTO）技術，是一種制備烯烴的重要技術，開辟了一種新的工藝路線，即采用煤炭或者天然氣進行基本有機化工原料的制備和生產。這樣的一種烯烴制備技術，能夠在一定程度上取代以石油為原料的烯烴制備技術，是我國化學工業(yè)發(fā)展進步的重要體現(xiàn)。甲醇制取低碳烯烴的技術，不僅能夠擺脫烯烴產品制造對于石油的高度依賴，而且還可以游俠推動我國能源資源的合理平衡利用以及石油資源貧乏地區(qū)的快速發(fā)展。就目前而言，我國的甲醇制取低碳烯烴技術（DMTO）已經(jīng)有了很大的進步，中國科學院大連化學物理研究所自上世紀80年代開始對這一工藝技術進行研究，完成了世界上首次萬噸級別的DMTO技術工業(yè)性試驗，并在此基礎上對DMTO成套工業(yè)化技術進行了研發(fā)，有效推動了DMTO技術的工業(yè)化發(fā)展。甲醇制取低碳烯烴技術，采用三乙胺、二乙胺及TEA加四乙基氫氧化銨為整個過程的模板劑，以確保SAPO分子篩制作過程的順利進行。同時，該過程還選擇了流化床反應器，并在此基礎上制成了以改性SAPO分子篩和小孔SAPO-34為催化劑的甲醇/二甲醚生產乙烯的技術手段。圖1描述的是甲醇制取低碳烯烴的流程圖。

相較于傳統(tǒng)甲醇制取低碳烯烴技術手段而言，DMTO技術可以有效提高甲醇的轉化率，同時，設備的建設所需要的資金以及工藝制備操作所需要的資金更低，能夠節(jié)省50%-80%。除此之外，我國大連化學物理研究院自行研發(fā)了DO123的催化劑，其不僅具有比較低廉的價格，而且還具有較強的市場競爭力。在我國的“十二五”期間，DMTO技術在工業(yè)領域得到了廣泛的應用，并取得了顯著的成績。如今，DMTO技術已經(jīng)在我國的工業(yè)中普及應用，極大地帶動了化工業(yè)的發(fā)展進步。新一代的DMTO-II型技術也已經(jīng)首次實現(xiàn)了工業(yè)化。

2.甲醇制取低碳烯烴技術應用效果

經(jīng)過近40年的努力，中科院大連化學物理研究所在甲醇制取低碳烯烴方面已經(jīng)卓有成效，而除了中科院大連化學物理研究院，2000年，中石化上?；ぱ芯吭杭哟罅薓TO技術研發(fā)力度，并在MTO工藝和催化劑方面獲取了多項專利。2004-2006年，中石化上?；ぱ芯吭核芯康腟APO-34型分子篩工業(yè)放大技術取得了比較理想的成果。同時，上海化工研究院研究在2005-2006年，成功制備新型流化床催化劑，并利用新型干燥的方法制備，不僅價格低廉，而且具有比較優(yōu)異的催化性能，相較于FCC催化劑，其強度更高，顆粒分布類似。同時，上海石油化工研究院為了推動自主新能源技術的創(chuàng)新與研發(fā)，開始加強與中石化工程建設單位進行交流與合作，成功研發(fā)了SMTO技術，即所謂的甲醇制烯烴成套技術。目前我國已經(jīng)有著中科院大連化學物理研究院所研發(fā)的DMTO技術與上海石油化工研究院研發(fā)的SMTO技術，這兩項技術，相較于國外主流且廣泛應用的UOP/Hydro公司的MTO工藝技術，有著一定的優(yōu)勢和特點，具體的MTO工業(yè)示范裝置技術比較情況，如表1所示。

通過對表1進行分析得知，大連化學物理研究院的DMTO工藝已經(jīng)在主體的流程與催化劑的選擇使用方面與UOP技術基本相同，且在工藝技術參數(shù)上有著較為微弱的優(yōu)勢，同時，其實驗裝置的規(guī)模是UOP技術的近67倍，能夠看到我國的DMTO技術已經(jīng)達到世界先進水平。

而在甲醇制取低碳烯烴的實際實踐中，在SMTO工藝技術中，上海化工研究院與中石化建設工程公司于2006年9月在燕山石化建成了一套日產100t的SMTO工業(yè)化示范項目，且與2007年11月順利開始投產。而在DMTO工藝技術中，大連物化所開發(fā)了DMTO成套工業(yè)化技術，實現(xiàn)了DMTO技術的廣泛應用，且在煤制烯烴工業(yè)領域獲得突破。在2010年8月，世界上第一套180萬噸煤基甲醇制60萬噸烯烴裝置正式投料試車，并取得成功，且于2011 年1月正式開展商業(yè)化運營。無論是SMTO技術還是DMTO技術，都為我國化工行業(yè)帶來了巨大的社會效益和經(jīng)濟效益。

3.結語

目前我國的石油能源資源較為緊缺，而依靠石油進行制備的烯烴又是化工業(yè)的重要有機基礎材料。如何減少石油的使用而制備低碳烯烴，成為了一個關鍵的問題。文章從此出發(fā)，對我國的甲醇制取低碳烯烴的技術工藝進行探析闡述，希望能夠幫助解決我國化工業(yè)低碳烯烴的需求問題。

參考文獻：

[1]惠德健.甲醇制低碳烯烴催化反應的研究進展[J].煤化工，2014，42（6）：46-50.

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