低碳烯烃合成方法PPT学习教案

1、会计学1低碳烯烃合成方法低碳烯烃合成方法第1页/共35页第2页/共35页天然气天然气煤炭煤炭含碳有机物含碳有机物合成气合成气CO+nH2甲醇甲醇二甲醚二甲醚二甲醚二甲醚低碳低碳烯烃烯烃甲烷氧化偶联甲烷氧化偶联几种生产低碳烯烃可行技术路线示意图几种生产低碳烯烃可行技术路线示意图第3页/共35页第4页/共35页第5页/共35页|甲醇制取烯烃技术的关键：催化剂的活性和选择性以及相应的工艺流程设计。其研究的重点主要集中在催化剂的筛选和制备。甲醇制低碳烯烃的主要反应主反应：2CH3OHCH3OCH3+H2OnCH3OCH32CnH2n +nH2O（n=2,3,8）第6页/共35页第7页/共35页第8页/

2、共35页第9页/共35页第10页/共35页项目项目UOP公司公司大连化物所大连化物所中试规模中试规模/td-10.750.060.1原料原料甲醇甲醇二甲醚二甲醚沸石类型沸石类型SAPO-34SAPO-34反应器类型反应器类型流化床流化床流化床流化床催化剂价格催化剂价格高高低低催化剂牌号催化剂牌号MTO-100DO123原料消耗原料消耗/tt12.6591.845(相当于相当于2.567甲醇甲醇)烯烃质量分数，烯烃质量分数，%乙烯乙烯344649乙烯乙烯+丙烯丙烯767979乙烯乙烯+丙烯丙烯+丁烯丁烯8590约约87 原料消耗：指生产每吨混合烯烃所消耗的原料吨数。原料消耗：指生产每吨混合烯烃所

3、消耗的原料吨数。 第11页/共35页 甲醇转化为低碳烯烃传统工艺特点：甲醇转化为低碳烯烃传统工艺特点： 放热反应；放热反应； 催化剂因积炭致使活性很快衰退；催化剂因积炭致使活性很快衰退； 通常需要采用多台固定反应器，并且反应和通常需要采用多台固定反应器，并且反应和再生又必须切换操作，使工艺流程和操作复再生又必须切换操作，使工艺流程和操作复杂化，降低了催化剂的使用效率。杂化，降低了催化剂的使用效率。 发展和改进方向发展和改进方向 采用流化床反应器；采用流化床反应器；第12页/共35页反应器设计中需要考虑的关键问题：反应器设计中需要考虑的关键问题： 反应过程所放出大量热的迅速移走反应过程所放出大量

4、热的迅速移走 结炭催化剂的再生。结炭催化剂的再生。 工艺操作条件对工艺操作条件对MTO产品的影响：产品的影响： 反应温度反应温度反应压力反应压力空速空速稀释剂稀释剂第13页/共35页项项 目目数数 值值反应温度反应温度 /300350400450500甲醇转化率甲醇转化率 /%86.1286.1693.6790.9191.54气相产物（质量分数）气相产物（质量分数） /%7.4719.1739.9238.4541.41气相中的烃气相中的烃类分布类分布 （质量（质量分数）分数） /%CH4C2H6C2H4C3H8C3H6C4H10C4H8大于大于C50.580.2335.94.5536.924.

5、2413.552.921.070.4427.063.3229.792.1110.1823.252.930.7824.153.0720.342.249.5933.3414.590.9818.880.9612.610.65.3225.1224.490.8311.720.385.990.342.4227.91温度对甲醇裂解产物的影响温度对甲醇裂解产物的影响 第14页/共35页反应压力反应压力第15页/共35页项项 目目流体空速流体空速 /h-110801081转化率（甲醇二甲醚）转化率（甲醇二甲醚） /%9.147.5100气相产物（质量分数）气相产物（质量分数） /%0.214.644烃类分布烃类

6、分布 （质量（质量分数）分数） /%CH4C2H6C2H4C3H8C3H6C4H10C4H8大于大于C 芳烃芳烃1.518.1248.213.811.94.4-1.10.112.42.526.77.815.8276.61.10.60.516.2124.31.31411.4空速对甲醇裂解产物的影响空速对甲醇裂解产物的影响 第16页/共35页项项 目目数数 值值原料中水含量（质原料中水含量（质量分数）量分数）/%0748490温升温升 /1201006035转化率转化率 /%100100100100生成油生成油 /g320.580.150.38气相产物气相产物（体积（体积分数）分数） /%C2H6

7、C3H6C4H8CH4C3H8C4H1018242788124025974645251044648258457原料中水含量对反应的影响原料中水含量对反应的影响 第17页/共35页UOP /HYDRO公司公司 - MTO工艺流程图工艺流程图|主要采用流化床反应器；主要采用流化床反应器；MTO-100催化剂（以催化剂（以SAPO-34为主组分）；烯烃单程收率大于为主组分）；烯烃单程收率大于60%，而乙烯，而乙烯/丙烯摩尔比可灵活调节丙烯摩尔比可灵活调节 。第18页/共35页 MTOMTO工艺产品生产的灵活性工艺产品生产的灵活性产品结构高产乙烯情况(1)高产丙烯情况(2)乙烯4634丙烯3045混合

8、C4913副产物158(1) 乙烯/ 丙烯产率比为1.51 , (2) 乙烯/ 丙烯产率比为0.751第19页/共35页MTO工艺上的改进工艺上的改进降低能源，减少操作费用降低能源，减少操作费用第20页/共35页第21页/共35页第22页/共35页第23页/共35页DMTO技术与Hydro的MTO技术比较项目MTO（UOP中试）DMTO（陕西工大中试）DMTO（大化所中试）原料甲醇甲醇二甲醚规模0.75t/d50t/d0.080.15t/d反应方式流化床流化床流化床催化剂类型SAPO-34SAPO-34（廉价）SAPO-34（廉价）催化剂牌号MTO-100DO-123DO-123乙烯+丙烯选择

9、性/wt%767978.780乙烯+丙烯+丁烯选择性/wt%85908990消耗，吨甲醇/吨乙烯2.6592.9601.845装置连续运行时间21601150-催化剂价格昂贵国外的5%8%国外的5%8%工业化水平低较高低专利费高低低第24页/共35页第25页/共35页丙烯丙烯474 kt/a汽油汽油 185 kt/a燃料气燃料气装置内用工艺水工艺水 938 kt/a可用于内部循环或灌溉二甲醚二甲醚预反应器预反应器中间产品调质中间产品调质 液化石液化石油气油气41 kt/a循环水循环烯烃循环甲醇甲醇, A级级1.667 Mt/a = 5000 t/d产品分馏产品分馏MTP 反应器反应器(2 开

10、1备)MTP - 流程简图流程简图第26页/共35页项目项目MTP工艺工艺MTO工艺工艺产品产品丙烯，并附产丙烯，并附产LPG和汽油和汽油乙烯和丙烯，并附产乙烯和丙烯，并附产LPG、丁、丁烯、碳五及以上产品烯、碳五及以上产品反应器特征反应器特征采用固定床反应器，结构简单，采用固定床反应器，结构简单，投资较低。投资较低。反应结焦少，催化剂无磨损，可反应结焦少，催化剂无磨损，可就地再生。就地再生。反应温度控制比流化床难。反应温度控制比流化床难。采用流化床反应器，结构复杂，采用流化床反应器，结构复杂，投资较大。投资较大。反应有结焦，催化剂存在磨损，反应有结焦，催化剂存在磨损，并需要设置催化剂再生反应器并需要设置催化剂再生反应器反应温度较固定床容易。反应温度较固定床容易。工艺投资工艺投资工艺流程简单，投资较低工艺流程简单，投资较低工艺流程复杂，投资较工艺流程复杂，投资较MTP工工艺大艺大消耗消耗原料甲醇单耗略高于原料甲醇单耗略高于MTO技术，技术，但公用工程消耗低于但公用工程消耗低于MTO工艺工艺原料甲醇单耗略低于原料甲醇单耗略低于MTP技术，技术，但公用工程消耗高于但公用工程消耗高于MTP工艺工艺其它其它无工业化装置，但通过了示范装无工业化装置，但通过了示范装置运行