MTO技术的研究进展_李忠多

低碳烯烃作为化学工业的基本有机化工原料，在化工行业中具有重要作用，烯烃的年产量可以衡量一个国家的化工发展水平，因此，烯烃生产技术的发展对整个化学工业具有重要意义。

目前，我国低碳烯烃的自给率在50%左右，随着化学工业发展迅速，对低碳烯烃的需求在日益增多，供需矛盾逐渐增大。

然而以石油为原料裂解制取烯烃的传统方法仍然占据主导，结合我国多煤、贫油、少气的能源现状，利用甲醇为原料生产烯烃，不仅可以减小我国原油供应不足的
压力，对推动化工行业向前发展也具有重要意义［1］。

１ＭＴＯ技术的发展概况
MTO 是指以甲醇为生产原料，在传统石脑油流
化催化裂化工艺技术的基础上开发的，生产乙烯、丙烯等低碳烯烃的化工工艺技术。

基于我国能源现状，利用MTO 技术，实现甲醇制取低碳烯烃，已成为制备基础化工原料的一项重要补充技术。

与传统石脑油裂解装置的裂解气成分相比，MTO 产品气主要为乙烯、丙烯等低碳烯烃以及少量炔烃、C O 、C O 2、N 2和O 2等组分，不含硫、芳烃及其他较重组分，因此从MTO 产品气中分离低碳烯烃难度小于裂解工艺中裂解气的分离难度。

MTO 技术与传统工艺相比，没有氮氧化物、硫化物等有害物质产生，对大气污染相对较小，该技术具极高的战略性意
义。

２
ＭＴＯ工艺发展现状
MTO 技术发展源于甲醇制汽油技术，在甲醇制汽油过程中，人们发现低碳烯烃是反应中间产物，通过控制反应温度、专用催化剂等条件，可以将反应停留在生产低碳烯烃阶段，最早提出MTO 工艺的是美孚石油公司。

目前，甲醇制低碳烯烃工艺的代表技术有U O P /H y d r o 公司的MTO 技术；中国科学院大连化学物理研究所研发的D MTO 技术；上海化工研究院的S MTO 技术；德国鲁奇公司开发的MT P 技术和中国化学工程集团公司、清华大学、安徽淮化集团有限公司共同研发的F MT P 技术。

2.1
U O P /H y d r o 公司的MTO 工艺
U O P 公司和H y d r o 公司联合开发的MTO 技术采用流化床反应器。

MTO 工艺对原料甲醇的适用范围较大，可以使用粗甲醇，省去甲醇精制环节，从而降低投资成本。

反应温度由蒸汽发生系统来控制回收热量，采用类似流化催化裂化的反应器、再生器形式，实现连续操作，通过控制反应温度、催化剂结构可以调整产品气中乙烯、丙烯比。

产品气组成较简单，副产物及杂质少，利于后续系统进行烯烃分离。

采用MTO 专用催化剂后，在0.1～0.5M P a 和350℃～550℃条件下进行反应，可使乙烯、丙烯的选择性达到80%。

MTO 技术的研究进展
李忠多，王新华，王健
（内蒙古中煤蒙大新能源化工有限公司，内蒙古鄂尔多斯０１７３１５）
摘要：甲醇制低碳烯烃（ＭＴＯ）技术是一种以甲醇为原料生产烯烃的技术。

本文重点介绍了国内外ＭＴＯ工艺的发展概况、使用现状，对ＭＴＯ技术应用及其制约条件进行了初步分析，并根据我国的实际情况对其开发应用前景进行了展望。

关键词：甲醇；烯烃；工艺中图分类号：ＴＱ２２１．２１
文献标志码：Ａ
文章编号：１６７４－８６４６（２０１５）０９－００２４－０２
ＲｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆＭＴＯＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ＬＩＺｈｏｎｇ－ｄｕｏ，ＷＡＮＧＸｉｎ－ｈｕａ，ＷＡＮＧＪｉａｎ
（ＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＣｈｉｎａ－ｃｏａｌＭｅｎｇｄａＮｅｗＥｎｅｒｇｙ＆ＣｈｅｍｉｃａｌＣｏ．Ｌｔｄ．，Ｅｒｄｏｓ０１７３１５，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｍｅｔｈａｎｏｌｔｏｌｉｇｈｔｏｌｅｆｉｎｓ（ＭＴＯ）ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｐｒｏｖｉｄｅｓａｗａｙｆｏｒｍｅｔｈａｎｏｌａｓｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｏｌｅｆｉｎ．ＴｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｆｏｃｕｓｅｓｏｎｔｈｅｏｖｅｒｖｉｅｗｏｆｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｄｏｍｅｓｔｉｃａｎｄｆｏｒｅｉｇｎＭＴＯｐｒｏｃｅｓｓ，ｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｕｓｅｏｆｔｈｅｓｔａｔｕｓ，ａｎｄｉｎａｃｃｏｒｄａｎｃｅｗｉｔｈＣｈｉｎａ＇ｓａｃｔｕａｌｓｉｔｕａｔｉｏｎ，ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｒｅｐｒｏｓｐｅｃｔｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｍｅｔｈａｎｏｌ；Ｏｌｅｆｉｎ；Ｐｒｏｃｅｓｓ
收稿日期：２０１５－０６－０４
第６卷２０１５年９月
黑龙江科学
ＨＥＩＬＯＮＧＪＩＡＮＧＳＣＩＥＮＣＥＶｏ１．６Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ２０１５
２４
2.2大连化学物理研究所的D MTO工艺
20世纪80年代，大连化学物理研究所开始了对甲醇制取低碳烯烃工艺的研究，与传统甲醇制低碳烯烃的技术相比，D MTO工艺具有甲醇转化率更高、催化剂选择性高、反应压力低、建设投资和操作费用省
等特点。

在工程技术方面，D MTO的核心技术——
—反应
再生部分——
—应用的流化工程技术借鉴已很成熟的催化裂化流化工程技术，目前D MTO工艺和催化剂技术已基本成熟。

原料为3A级精甲醇，在密闭的反应器内与催化剂接触发生反应，产生烯烃混合物，经过水洗、急冷单元将烯烃混合物中绝大部分水和氧化物去除并将其降温后，送往后续轻烃分离装置，可以灵活调整乙烯和丙烯产出比例，生产出聚合级的乙烯和丙烯。

2.3中国石化上海化工研究院的S MTO工艺
继大连物理化学研究所的D MTO技术后，21世纪初上海化工研究院开始了甲醇制取低碳烯烃技术的研究。

甲醇转化率高于99.8%，乙烯和丙烯选择性大于80%，专利催化剂价格低廉，催化性能优异，每产出1t烯烃需要3t甲醇。

S MTO工艺是由两段反应构成，第一段反应是合成气转化为二甲醚，第二段反应是二甲醚转化为乙烯、丙烯等低碳烯烃。

第二段反应采用
类似催化裂化的流化床反应器，实现连续反应——
—再
生。

目前，该技术的大型工业化装置——
—中原石化60万吨/年甲醇制烯烃运行稳定。

2.4德国鲁奇(L u r gi)公司的MT P工艺
德国鲁奇公司利用丰富的固定床反应经验研制了甲醇制丙烯（MT P）技术，该技术主要产物为丙烯，副产乙烯、丁烯经过再生系统利用歧化反应制备丙烯，MT P技术被公认为是目前通过甲醇生产丙烯成本最低的方法。

反应采用固定窗反应器，两个反应器串联在线生产，另一个反应器进行催化剂再生，这样可保证生产的连续性和催化剂的活性［2］。

反应转化率高达99%，产品气经过分离［3］，丙烯纯度可达到99.6%。

MT P技术轻烯烃收率略低于MTO技术。

2.5清华大学的F MT P工艺
在国内，中国化学工程集团公司、清华大学、安徽淮化集团有限公司对MT P技术的研究持续进行着。

与德国鲁奇公司的MT P技术不同，该技术采用流化床反应形式，产品气和催化剂出反应器后进入气固分离器进行分离，及时中止反应的进行，有效地抑制了二次反应的发生，减少了副产物的生成，降低了烯烃分离的难度，增加了目标产物丙烯的产量［4］。

结焦的催化剂进入再生器中进行再生，从而实现装置的连续操作。

３ＭＴＯ技术发展的制约条件及前景
在甲醇制烯烃技术发展过程中，受到了以下条件的制约：
第一，甲醇制烯烃技术难度高，目前工业化放大装置少，如何提高收率，如何提高设备利用率等问题还有待解决。

第二，甲醇制烯烃项目资金投入量大，配套装置较多，发展原料自给，降低成本，才能保证竞争力。

第三，国际油价持续走低，甲醇制烯烃原料成本优势荡然无存。

第四，甲醇制烯烃项目用水量巨大，我国是缺水国家，水资源日益紧张，且我国煤炭资源大多数在西部缺水地区，因此，水资源是制约我国甲醇制烯烃项目发展的重要因素。

虽然甲醇制烯烃项目发展有很多制约因素，但低碳烯烃是现代化学工业的重要基础原料，且传统制取工艺导致我国石油缺口逐年增大，煤炭深加工可以使我国低廉的煤价实现产品增值。

综合多方面因素，采用甲醇制取烯烃的工艺技术将是一条具有光明前景的路线。

参考文献：
［１］张香兰，许宏．煤制烯烃工艺技术分析［Ｊ］．煤炭加工与综合利用，２０１３，（０４）：２５．
［２］孔凡贵，张婧元．ＭＴＯ／ＭＴＰ技术探讨与比较［Ｊ］．化工中间体，２０１２，（１１）：１５．
［３］杜雄伟，王兆文，申峻，等．中苯加氢轻质化实验研究［Ｊ］．煤化工，２０１３，（０６）：３０．
［４］王茜，李增喜，王蕾．甲醇制低碳烯烃研究进展［Ｊ］．工程研究——
—跨学科视野中的工程，２０１０，（０９）：２５．
２５。