甲醇制烯烃技术与应用

甲醇制烯烃技术与应用

Summary：现如今，各行业的发展越来越好，工业化也稳定的发展，近年来整个行业的工艺技术水平得到了显著提升，乙烯、丙烯等基础工业原料对石油消耗较大，有关生产很容易受到原料资源短缺或过度依赖进口的情况制约，因此从长期可持续发展的角度来看，要想保证乙烯、丙烯等工业原料的充足供应，就必须全面发展非石油资源制取低碳烯烃的相关技术，故对甲醇制烯烃工艺技术的研究现状展开探究，自然也是十分必要的。Keys：甲醇制烯烃；技术；应用引言甲醇制烯烃工艺是甲醇在催化反应下所产生的一种反应气体，对于工业研究与实际应用均存有一定的意义。但在甲醇制烯烃反应生成过程中，容易产生大量的酸性二氧化碳气体。而这种气体若不能及时得到清除，则会导致对后续分离工作造成影响。因而临床研究提示：在进行分离处置前应注意对酸性二氧化碳气体进行相应的脱除处置。1工艺流程简述1.1全流程简述甲醇制烯烃装置是以甲醇为原料制取低碳烯烃的工艺。原料甲醇经过换热之后进入反应器中与固体催化剂进行反应，反应后产生的反应产品混合气经过急冷水洗系统进行洗涤降温，合格的产品混合气送至下游装置进一步分离。参与反应后失活的催化剂进入再生器中，通过燃烧反应去除催化剂上的结碳，成为恢复活性和选择性的再生剂，重新进入反应器中参与反应，催化剂再生产生的烟气经过旋风分离器除去携带的大部分催化剂后送至热工系统回收热量，由烟囱排放至大气中。1.2热工系统流程简述热工系统的作用主要是去除烟气中的一氧化碳，回收烟气中的热量，使烟气符合排放标准。该系统的主要设备是一氧化碳焚烧炉和余热锅炉。催化剂燃烧产生的烟气经过烟气水封罐进入一氧化碳焚烧炉，与空气燃烧去除一氧化碳后进入余热锅炉中与中压锅炉给水进行热量交换，产生的中压过热蒸汽送至蒸汽管网，降温后的烟气经烟囱排入大气。2甲醇制烯烃的工艺条件研究2.1反应温度反应温度对低碳烯烃的选择性、甲醇的转化率和积炭生成速率有着显著的影响。在甲醇制烯烃的过程中，反应温度会影响生成物中的乙烯与丙烯的比例，如果反应温度达到了723K，则催化剂积碳速度增加，氢转移副反应变的显著，致使生成物中烷烃类产物含量增加。由此可见，要想有效实现甲醇制烯烃生产，就必须要注意对反应温度进行准确控制。2.2原料空速原料空速对甲醇制烯烃反应也有着重要的影响。当原料空速过高时，会导致原料甲醇与催化剂的接触时间过短，进而造成甲醇转化率降低，副产物也会增多；当原料空速过低时，会使原料甲醇与催化剂的接触时间过长，较长的接触时间将使副产物增多，低碳烯烃选择性降低，催化剂积碳速度增加，催化剂失活速度加快。2.3反应压力甲醇制烯烃反应过程中的反应压力通常与低碳烯烃生成速率与烯烃芳构化反应速率有关，如果反应压力较高，那么生成物中就会出现更多的芳香族化合物与积碳，而当反应压力较小，则可能会出现二次化学反应耦联率降低的现象，所以，有关生产实践中需要根据实际情况对反应压力进行合理控制。3新形势下的煤(甲醇)制烯烃的机遇目前，甲醇(煤基)制烯烃的利润空间受到了很大的冲击，但是全球的经济一旦复苏，人们对石油和工业制品的依赖和需求不断恢复，同样会促使甲醇(煤基)制烯烃的产业继续发展。所以我们不要驻足于眼前，要不断的优化甲醇(煤基)制烯烃生产技术，机遇和挑战并存。3.1国际环境变化，能源安全问题更加凸显煤(甲醇)制烯烃技术打通了传统煤工业的全新路径，实现了煤炭资源对石油资源的重要替代，对于保障国计民生，保障能源安全有着重要意义。能源安全问题谈了几十年，而如今随着国际环境变化，美国对中国在各领域进行打压，极限施压，导致能源安全问题更加凸显。3.2乙烯和丙烯的比例可调，应对市场产品结构变化在传统的催化裂化以及炼油技术中，相对乙烯和丙烯的比例较为固定，所以其相对产能及产品结构也相对固定。但目前煤(甲醇)制烯烃催化剂具有独特的调整乙烯和丙烯比例的特性，一般比例可以在0．8～1．2之间调节。随着人们需求的不断变化，以及工农业生产的变化，如PP和PE的价格也会随市场的需求的变化。相比较而言，煤(甲醇)制烯烃的乙烯和丙烯的产品比例可调更能适应市场的变化。所以要加大对煤(甲醇)制烯烃专有催化剂的研发，不仅降低吨烯烃耗甲醇的同时，还要更大比例可调乙烯和丙烯产品。3.3开发专有产品，向高端市场迈进煤(甲醇)制烯烃的产品的乙烯和丙烯可调，这可以有效的调节终端的组成。采取大宗化和差异化的产品构成，提高产品的竞争力。如在新冠疫情期间，神华包头迅速转产S－2040，为全国抗疫作出了贡献，也获得了良好的经济效益。同时我们可以根据市场变化规律，开发小型化和高端化的塑料半成品，提高品牌的核心竞争力。可以在企业成立“产业研究开发部”，对生产不同性能的塑料半成品进行研究，对现有聚烯烃产品进行改性提升。另外，随着经济社会发展和升天环境保护要求不断提升，各地陆续出台了日用塑料制品的限塑令，新型可降解塑料的市场需求越来越大，将成为煤工业发展的重要方向。3.4加大产业布局，形成“煤化一体化”产业格局我国煤炭的资源地主要集中在西部，初步形成了内蒙古鄂尔多斯、宁东、陕北以及新疆为代表的煤工业基地。通过煤炭资源的集中利用，可以有效的降低煤炭的运输成本，但下游产品深加工的力度不足。我们要实现和石油、石化行业进行联产发展。通过煤(甲醇)制烯烃生产的产品和副产品进行深加工再利用，生产附加值更高的产品，同时使产品多样化，能够提高甲醇(煤基)制烯烃产业抗市场冲击的能力。将人才引进至西部地区，加大科研力量，不断对煤(甲醇)制烯烃关键的技术和设备进行攻关，使我国自主核心竞争力得到充分的提高，真正做到不受制于人。结语目前，已建甲醇制烯烃工业化示范项目中，烯烃分离装置运行都较为平稳。但是，作为新型技术的一部分，与传统的石脑油裂解制乙烯相比，甲醇制烯烃的分离流程和技术还有较大的改进和优化余地。未来，甲醇制烯烃项目的建设，烯烃分离流程应综合考虑各个方案的特点，通过详细的定量研究进行优化，在设备投资、溶剂消耗、操作能耗、乙烯损失量、特色单元先进性、流程可靠性等方面达到一个最优平衡，实现整体效益的最大化。Reference［1］任城．非石油路线制取低碳烯烃的生产技术及产业前景［J］．精细工业中间体，2021，37(5):6－9．［2］付辉，姜恒，太阳，等．工业化甲醇制烯烃工艺应用研究进展［J］．当代工业，2019，48(2):418－421．［3］郝西维，张军民，刘弓．甲醇制烯烃技术研究进展及应用前景分析［J］．洁净煤技术，2021，17(3):48－51．［4］高伟，张瑜．乙烷脱氢制乙烯工艺及发展研究［J］．工业管理，2021(4):61．［5］罗腾，俞珠峰，陈贵锋，等．煤基甲醇制聚烯烃项目的经济评价［J］．洁净煤技术，2021，15(2):9－12．［6］徐瑞芳，张变玲，张亚泰，等．甲醇制烯烃技术进展及发展建议［J］．天然气工业—C1化学与工业，2019，41(4):81－84．［