MTO技术应用现状(PPT)
mto烯烃分离
mto烯烃分离
摘要：
1.介绍MTO 烯烃分离技术
2.MTO 烯烃分离技术的应用领域
3.MTO 烯烃分离技术的优势与不足
4.我国在MTO 烯烃分离技术方面的发展
正文：
MTO 烯烃分离技术，即甲醇制烯烃分离技术，是一种将甲醇转化为乙烯和丙烯等烯烃的先进技术。
这种技术广泛应用于石油化工、煤化工、精细化工等领域，为我国的石油替代和能源转型战略提供了重要支撑。
MTO 烯烃分离技术的应用领域主要体现在以下几个方面：一是石油替代，通过MTO 技术将甲醇转化为乙烯和丙烯，可以降低对石油资源的依赖；二是能源转型，MTO 技术可以将煤炭等非石油资源高效转化为烯烃，有助于实现能源结构的转型；三是精细化工，MTO 技术可以提供高纯度的烯烃，满足精细化工行业的需求。
MTO 烯烃分离技术虽然具有很多优势，但也存在一些不足。
首先，MTO 技术对甲醇的转化率较低，一般仅为50%-60%，存在较大的提升空间；其次，MTO 技术对催化剂的选择性要求较高，催化剂的研发和更换成本较高；最后，MTO 技术对设备的要求较高，设备的投入成本较大。
我国在MTO 烯烃分离技术方面的发展取得了一定的成绩。
我国已经成功研发出多种MTO 技术，包括传统的液相法和先进的气相法等，为我国的烯烃
供应提供了重要保障。
同时，我国在MTO 技术的催化剂研发、设备制造等方面也取得了重要进展，大大提高了MTO 技术的转化率和经济效益。
MTO_MTP技术的研发现状及应用前景
第46卷 第1期2008年2月化肥设计Chem ical Fertilizer DesignFeb.2008专题综论M T O/M TP技术的研发现状及应用前景陈腊山(中国五环化学工程公司,湖北武汉 430223)摘 要:介绍了由甲醇制取低碳烯烃的工艺技术(M T O/M TP);从催化剂的活性、选择性方面论述了M T O/MTP工艺催化剂的碳基收率和使用寿命;介绍了国内外该工艺技术的研发进展、工艺流程和使用现状;分析了由甲醇制取烯烃在中国的生产应用前景;指出在开发出烯烃收率高、抗积炭能力强、耐磨损的催化剂后,我国MT O/MTP催化反应工艺将有望实现工业化。
关键词:MT O(methanol t o olefin)/M TP(methanol t o p r opylene)催化反应工艺;甲醇;烯烃;制取;催化剂;碳基收率中图分类号:T Q221.2 文献标识码:A 文章编号:1004-8901(2008)01-0003-04Presen t S itua ti on of M T O/M TP Technology D evelopm en t and Its Appli ca ti on Perspecti veCHEN La2shan(China W uhuan Che m ical Engineering Corporation,W uhan 430223 China)Abstract:Author has intr oduced the p r ocess technol ogy of l ow carbon olefin hydr ocarbon and p r opylene(MT O/MTP)made of methanol;discussed the carbon base abs or p ti on rate and service life forMT O/MTP p r ocess catalyst fr om as pects of catalyst activity and selectivity;als o intr oduced the devel o2 p ing p r ocess,p r ocess fl ow and p resent service situati on f or this p r ocess technol ogy at home and abr oad;analyzed the p r oducti on service p r os pective of the olefin hydr ocarbon made of methanol in China;indicated that after the catalyst having high abs or p ti on rate of olefin hydr ocarbon and having str ong capabil2 ity against carbon depositi on and anti2wearing capability has been devel oped,the industrializati on ofMT O/MTP catalysis reacti on p r ocess would be possi2 ble t o be realized.Key words:MT O/MTP catalysis reacti on p r ocess;methanol;olefin hydr ocarbon;p reparing;catalyst;carbon base abs or p ti on rate 我国的能源结构特点是多煤、贫油、少气。
MTO在企业中的应用及其特征
MTO在企业中的应用及其特征订单生产MTO（Make To Order）和库存生产MTS（Make To Stock）是目前生产型企业所采用的两种主要生产模式。
其中，MTO是根据客户的订单来拉动生产，而MTS是根据需求预测和现有库存推动生产。
这两种生产模式各有其特征。
下面通过案例说明：F公司是国内工程机械行业的新生力量，产品涉及装载机、挖掘机、旋挖钻机等产品。
近两年，各线产品发展速度很快，已经成为能够影响国内工程机械市场走势的企业。
但是随着产销量的急剧发展，存在于大部分国内企业中的资源浪费、库存较大、资金占用大等企业病也日益显现，影响了企业的健康发展。
F公司经过学习标杆企业的业务运营模式，决定将丰田汽车订单生产模式，进行思路上的复制，模式上进行创新，引入F公司。
首先从装载机业务入手，大胆创新，形成具有工程机械行业特色的订单生产模式。
1.产品分类，是订单生产模式的基础。
各年度本品牌装载机产品的销量走势以及销量拐点是进行分类的主要原则。
根据销量，将各产品线分成ABC等几类，规定各类产品的交货期、存货周期、存货周转率以及生产模式。
2.市场订单，是订单生产模式的信息输入源，是订单生产模式的中心。
通过月度预测、三旬滚动预测、三旬滚动需求以及完全订单，对整机的需求进行控制。
需求时间、数量、配置准确的订单是关键。
如何提高？加强数据分析能力和提高营销人员的能力是关键，这是订单生产模式推进的客观因素。
3.零部件采购。
通过装载机产品的ABC分类，将需求量大，采购周期长的零部件根据月度预测计划机型当量存储；将需求量小的零部件，根据交货周期的规定，进行选择性的零部件储存，在满足交货期要求的情况下，降低零部件库存占压，加速资金流转。
4.整机制造。
ABC各类产品的订单、计划通过三旬滚动、旬度锁定＋日订单的方式，输入制造部门，制造部门在满足交货期、保证生产线均衡性的前提下，降低装载机整机库的库存数量，并通过监控营销部门发车情况，随时提报库存车辆出入库明细，并注意对库存天数的控制，从而达到降低整车库存的效果。
MTO
丙烯需求量年 均增长率为 7.93％同期产 能增长速度 10.76％
2004
丙烯供应 能力1.2*108t
当量需求 1.76*108t
2010
丙烯当量需求量的 年均增长率为6.93 ％，同期产能增长
速度为8.75％
2015
2010~2015年丙烯市场 满足率仅为 73.15 ％
我国乙烯当量消费预测( 104 t )
国内DMTO技术
2007年中科院大连化物所与神华集 团在内蒙古包头市，建立了一条年加工 甲醇180万吨、年产烯烃60万吨的大型生 产线，此前运用同样技术的陕西榆林20 万吨/年煤基烯烃工业化示范项目正式启 动。这标志着我国拥有自主知识产权的 “甲醇制取低碳烯烃（DMTO）工艺” 开始迈向工业化的道路。
MTO工艺 流化床裂解 SAPO-34
碳酸二甲醚
MTG工艺 固定床裂解
ZSM-5
醋酸
甲醇和异丁烯 酸性催化剂
MTBE
丙烯 石脑油
甲醛
MTP工艺 固定床裂解
ZSM-5
为什么要选择甲醇制低碳烯烃？
1
乙烯和丙烯是现代化学工业中的重要基础原料，其需求量 将越来越大。乙烯主要通过轻烃和石脑油等的蒸汽裂解得到， 丙烯主要来自蒸汽裂解制乙烯装置和炼油的催化裂化装置。
产物的典型组成：
丙烯
乙烯
（%）71.0
1.6
丙烷
C4~ C5
焦炭
C6
1.6
8.5
＜0.01
16.1
Lurgi公司MTP工艺发展前景
❖ Lurgi公司已经与伊朗国家石油公司的Zagros子公司签署合同， 在 Bandar Assaluye 地区建设5000 t/d甲醇装置，并采用Lurgi公司 ( MTP) 技术建设520,000t/a丙烯装置 。2004年3月，Lurgi公司还 和伊朗 Fanavaran石油公司签署了MTO技术转让、初步设计和提 供专用设备的协议，并筹建100,000t/a丙烯装置，计划2009年投产。 这将是世界上第一套以甲醇为原料生产丙烯的工业装置。
MTO及MTP技术难点及前景
MTO及MTP技术难点及前景————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：MTO/MTP技术难点及前景伴随着愈演愈烈的甲醇项目建设热，甲醇的主要出路之一--甲醇制低碳烯(MTO/MTP）项目逐渐浮出水面，并成为众多煤化工项目产业链中的重要一环。
但必须看到，当前世界上尚无1套工业化的MTO/MTP生产装置，其技术的可靠性和经济性都有待检验。
一、市场需求与资源结构造就MTO/MTP热● 快速增长的石化产品市场近10年来，我国以乙烯和丙烯为龙头的石化工业得到迅速发展,石化产品市场消费和需求增长速度居世界前列，并逐步发展成为世界乃至亚洲市场的中心。
2004年,我国乙烯、丙烯、合成树脂和合成橡胶的市场满足率仅为40％～60%，每年都需从周边国家和地区进口大量的石化产品.市场的快速增长以及巨大的缺口促使国内掀起了新一轮乙烯项目建设热潮，国内外投资商纷纷投资扩建和新建乙烯项目。
2004年我国主要石化产品市场供求状况见表1.● 原油供求矛盾日益尖锐由于我国经济持续快速增长，近年来原油供求矛盾日益尖锐。
2004年,我国原油产量为1.75亿t，进口量高达1.23亿t，进口依存度从1995年的12.65％增长到45。
05％.此外，我国轻烃和凝析油资源也极为有限,因此作为乙烯主要原料的石脑油、轻烃和凝析油的供应和来源成为我国乙烯发展的主要瓶颈之一。
避开资源相对短缺的原油，MTO/MTP项目受到投资者的极大青睐。
● 资源结构特点使然目前我国能源结构特点是“富煤、缺油、少气”，预计这一状况在今后相当长的时期内不会改变。
原料结构多元化已经成为我国石化行业发展的必然选择，利用我国相对丰富的煤炭资源发展石化产业，进而带动地方经济发展,已经成为富煤、缺油、少气地区的首选。
● 结构调整与行业吸引力2003年开始的新一轮石化行业景气高峰形成的高盈利形势、原油价格的持续上涨和石油化工行业的高度垄断是促使煤化工快速发展的主要原因，煤炭行业的结构调整以及各地区发展石油化工积极性不断高涨又极大地刺激了MTO/MTP项目建设。
国内甲醇制烯烃(MTO)发展分析
特
低压反应
征
强放热
快速反应
分子筛催化的形状选择性效应
工
连续反应—再生的密相循环流化反应
艺
专用催化剂不仅具有优异的催化性能，也具有合适的物理 性能
特
乙烯/丙烯比例在适当的范围内可以调节
点
原料甲醇对碱性要求严格
采用不完全再生，再生催化剂具有一定碳含量
反应原料可以适当含水
青海大美600kta
Qinghai Damei
青海盐湖330kta
Yanhu (Qinghai)
青海矿业600kta
Qinghai Mining
甘肃平凉600kta Huahong huijin
陕西：
神华榆林 Shenhua(Yulin) 600kta 中煤榆林*2 Chinacoal(Yulin) 600kta*2 延长靖边 Yanchang Petroleum (Jingbian) 600kta1
项目
神华包头
中石化中原
神华宁煤 大唐多伦 宁波富德能源公司 惠生(南京)公司 延长靖边
中煤榆林
神华宁煤二期 宁夏宝丰 山东神达 陕西蒲城 浙江兴兴 山东阳煤恒通 神华榆林 中煤蒙大 神华新疆 中天合创 青海盐湖 常州富德 江苏斯尔邦 合计
甲醇规模（万吨）
180
60
167 167 180 80 180
180
167 180 100 180 180 80 180 180 180 180 100 100 240 3241
烯烃
60
20
47 46 66 29 60
60
47 60 33 67 66 29 60 60 67 68 33 33 80 1091
MTO及MTP
甲醇制烯烃技术（MTO/MTP）甲醇制烯烃（Methanol to Olefins，MTO）和甲醇制丙烯（Methanol to Propylene）是两个重要的C1化工新工艺，是指以煤或天然气合成的甲醇为原料，借助类似催化裂化装置的流化床反应形式，生产低碳烯烃的化工技术。
上世纪七十年代美国Mobil公司在研究甲醇使用ZSM-5催化剂转化为其它含氧化合物时，发现了甲醇制汽油（Methanol to Gasoline，MTG）反应。
1979年，新西兰政府利用天然气建成了全球首套MTG装置，其能力为75万吨/年，1985年投入运行，后因经济原因停产。
从MTG反应机理分析，低碳烯烃是MTG反应的中间产物，因而MTG工艺的开发成功促进了MTO工艺的开发。
国际上的一些知名石化公司，如Mobil、BASF、UOP、Norsk Hydro等公司都投入巨资进行技术开发。
Mobil公司以该公司开发的ZSM-5催化剂为基础，最早研究甲醇转化为乙烯和其它低碳烯烃的工作，然而，取得突破性进展的是UOP和Norsk Hydro两公司合作开发的以UOP MTO-100为催化剂的UOP/Hydro的MTO工艺。
国内科研机构，如中科院大连化物所、石油大学、中国石化石油化工科学研究院等亦开展了类似工作。
其中大连化物所开发的合成气经二甲醚制低碳烯烃的工艺路线（SDTO）具独创性，与传统合成气经甲醇制低碳烯烃的MTO相比较，CO转化率高，达90%以上，建设投资和操作费用节省50%～80%。
当采用D0123催化剂时产品以乙烯为主，当使用D0300催化剂是产品以丙烯为主。
一、催化反应机理MTO及MTG的反应历程主反应为：2CH3OH→C2H4+2H2O3CH3OH→C3H6+3H2O甲醇首先脱水为二甲醚（DME)，形成的平衡混合物包括甲醇、二甲醚和水，然后转化为低碳烯烃，低碳烯烃通过氢转移、烷基化和缩聚反应生成烷烃、芳烃、环烷烃和较高级烯烃。
国内外MTO、MTP技术进展
国内外MTO、MTP技术进展1 能源形势分析能源是经济和社会发展的基础，能源的生产与供应一直受到各国政府的高度重视，而石油更是能源中各国关注的焦点，为争夺石油资源而发动战争的时有发生。
石油化工主要产品烯烃(乙烯、丙烯)的发展与石油密切相关，因此，能源形势分析一直是各国经济研究权威机构研究的重点。
1.1 国际能源状况世界能源委员会(WEC)研究结果认为，2020年前世界一次能源供应仍将以化石能源为主，在今后20年内，世界能源需求估计会增长50%以上，达到28000万桶油当量/d，煤炭将占消费总量的24%-25%：石油生产因受资源缺乏的困扰，估计只能开采40年左右，石油生产与消费面临严峻的形势。
表1 2001年1月1日世界化石能源剩余可采储量、储采比由上表可见，世界化石能源按目前的开采量计算，石油可采40年，天然气可开采61年，而煤炭可开采227年。
预测煤炭将重新成为世界主要能源而受到普遍重视。
1.2 中国能源状况(1)中国一次能源生产和消费一直以煤炭为主，煤炭生产在能源中占的比重为70%-75%，这种状况在今后较长的时间内不会有大的变化。
表2 中国历年一次能源产量及结构由表2可见，煤炭对中国经济可持续发展具有十分重要的意义，煤炭和洁净煤技术是通向能源可持续发展的桥梁。
中国能源以煤炭为主的形势不会有大的变化。
(2)由表1可见，中国石油资源人均占有量很少，按目前开采量计算仅能开采20年，煤炭则可开采100年以上。
我国解决能源供应的立足点主要是煤炭，这是由能源资源所决定的无可争议的事实。
因此，国家提出“节能优先、效率为本、煤为基础、多元发展”的能源战略方针。
(3)中国石油消费增长很快，原油生产增长缓慢，石油供应面临严峻形势。
我国从1993年由石油出口国变为石油净进口国以来，石油进口量增长很快，2003年进口原油9112万t，出口813.33万t，净进口量8298.67万t；比2002年增长33.4%；2004年原油进口量为12281.54万t，比上年增长34.8%，成品油净进口量为3054.5万t，比上年增长1倍多。
MTO技术的发展情况及工艺简介
M T O技术的发展情况及工艺简介张善全(神华包头煤化工有限公司,内蒙古包头 014010) 摘 要:M TO是Methanol to Olefins的缩写,即甲醇制烯烃。
目前,世界上石油供应日趋紧张,由甲醇制取烯烃的技术受到普遍关注,国际上一些著名的石油和化学公司都投入了大量资金进行研究。
关键词:M TO;FCC(催化裂化);反应器;再生器;催化剂1 MT O技术的发展情况1.1 国外研发进展情况甲醇制烯烃技术的关键在于催化剂活性和选择性及相应的工艺流程设计,其研究工作主要集中在催化剂的筛选和制备。
1.1.1 美孚公司美孚公司(Mobil)提出了一种使用ZSM-5催化剂,在列管式反应器中进行甲醇转化制烯烃的工艺流程,并进行过9个月的中试,试验规模为100桶/天。
在工艺过程中,甲醇扩散到催化剂孔中进行反应,首先生成二甲醚,然后生成乙烯,反应继续进行,生成丙烯、丁烯和高级烯烃,也可生成二聚物和环状化合物,以碳选择性为基础,乙烯收率可达60%(W),烯烃总收率可达80%(W),大体相当于采用常规石脑油/粗柴油管式炉裂解法收率的两倍,但催化剂的寿命尚不理想。
1.1.2 巴斯夫公司巴斯夫公司(BASF)采用沸石催化剂,在德国路德维希港建立了一套日消耗30吨甲醇的中试装置。
其反应温度为300～450℃,压力为0.1～0.5MPa,用各种沸石做催化剂,初步试验结果是C2-C4烯烃的重量收率为50～60%,收率太低。
1.1.3 环球油品公司环球油品公司(UOP)筛选出的催化剂称作MT O-100,M TO-100是联碳公司开发的SAPO -34与一系列专门选择的黏合剂材料之结合体。
SAPO-34是M TO-100催化剂的基体,于20世纪80年代由U nion Carbide分子筛部开发,主要化学成分包括硅(Si)、铝(Al)、磷(P)、氧(O)等元素。
它具有适宜的内孔道结构尺寸和固体酸性强度,能够尽量减少反应初期生成的烯烃发生齐聚反应生成大分子烃类,从而提高目标产物--烯烃的选择性。
国内甲醇制烯烃mto市场趋势分析-教学内容
国内甲醇制烯烃MTO市场趋势分析2017.4广义的MTO，指的是经由甲醇路线制取烯烃的一种工艺。
近年来，我国上马大量非原油路线的烯烃装置，例如MTO装置，为烯烃市场多元化结构做出了贡献。
随着技术的进步，更多的煤制一体化装置出现，甲醇在这一产业中成为重要的中间体，而MTO产业的发展，则面临越来越多的困难。
现状：我国已经建成24套甲醇制烯烃装置2010年9月，世界第一套以煤为原料，经由甲醇制取烯烃的装置在内蒙古包头市试车成功。
这套神华集团承担的国家煤制烯烃示范化项目，正式开启了煤制烯烃的元年。
也正是这套装置，让国人第一次认识到煤经由甲醇，还可以生产乙烯、丙烯等烯烃产品。
截至2017年1月，我国已经建成、投产甲醇制烯烃装置24套，总产能1079万吨/年，理论上消耗甲醇2910万吨/年。
这其中，完全或部分自产甲醇的装置有13套，甲醇产能为1900万吨/年。
这些自产甲醇的烯烃装置，通常称为CTO 装置，也就是煤制烯烃装置。
因原料为煤炭，产品为烯烃，甲醇对其而言只是中间体，所以甲醇价格的涨跌并不会对生产利润产生影响。
真正的外采型MTO装置，才是对甲醇市场产生影响的主力。
截至2017年1月，我国总计建成投产11套外采型MTO装置，产能475万吨/年。
其中，仅有中原乙烯20吨/年、神华榆林68万吨/年、中煤蒙大60万吨/年位于中西部地区，其余8套装置全部位于沿海地区。
上述装置理论上消耗甲醇1280万吨/年。
其中，沿海地区消耗甲醇880万吨/年。
这些外采型MTO装置的存在，使得东西部甲醇供需不均衡的传统格局加剧，并且促使我国甲醇市场逐步形成多个以甲醇制烯烃企业集结地为中心的区域性市场。
预计到2020年，我国规划和批准的甲醇制烯烃产能会达到2000万吨/年。
其中，完全外采型的甲醇制烯烃装置约占三分之一。
不过，近年来原油价格走低，甲醇由完全过剩产业变成了相对过剩产业，甲醇价格逐步走高，对我国甲醇制烯烃产业的发展产生了一定影响。
MTO技术在甲醇合成中的应用实践
MTO技术在甲醇合成中的应用实践随着现代化工业化的发展，人们对新材料和新技术的需求越来越迫切。
甲醇是一种广泛应用于石化、医药、精细化工等行业的重要有机化合物，甲醇的生产效率、能源消耗和环境友好性一直是人们关注的焦点。
在这方面，MTO技术（Methanol to Olefins）可以为甲醇合成提供有效的解决方案。
MTO技术是一种通过甲醇制备烯烃（如丙烯、乙烯、丁烯等）的新型化工技术。
MTO技术基于甲醇的催化转化而开发，其核心技术是MTO催化剂。
该催化剂通过压缩甲醇蒸汽，使其进入固体催化剂中进行反应，产生烯烃和水蒸气。
MTO技术得到广泛应用，主要是由于其高效、低成本、绿色环保等优点，成为工业合成甲醇的主要方法之一。
MTO技术的应用实践以中国为例。
2012年，中国石化集团公司启动了国内第一个MTO工程，在宁夏银川建设了一个装置，年产烯烃30万吨。
该工程采用的是中科院大连化物所开发的双金属催化剂。
经过多年的试验和改进，自研MTO催化剂也逐渐成熟，比进口催化剂更具有优势。
MTO技术的应用除了能够提高甲醇的合成效率外，还有助于降低能耗。
MTO技术可以将烯烃产生的热能回收，用于甲醇的热解反应，从而减少了能源浪费。
而对于传统的甲醇合成法，烯烃只是一种副产品，大量排放无用的热量，造成巨大的能源浪费。
在环保方面，MTO技术也具有很高的优势。
MTO技术不使用二氧化碳和其他污染废气来制造烯烃，避免了对环境的污染。
而在传统甲醇合成法中，由于使用的是煤炭燃料，排放的废气也会对环境产生不良影响。
但是，MTO技术也存在一些问题。
首先是催化剂的寿命问题。
MTO催化剂具有高温长效的性能，但还是会受到催化剂材料的化学和物理性质的影响，在使用一段时间后会失效。
此外，MTO技术化学反应虽然高度复杂，但也存在反应条件的控制和调节、催化剂的性能比较、烯烃分离和精纯问题等困难。
面对这些问题，科学家们需要继续深入研究，并针对问题不断加以改进。
总体而言，MTO技术在甲醇合成中的应用是十分前景广阔的。
MTO技术
Prime 3 Lab甲醇制烯烃工艺介绍2009.2.15摘要：这是一份关于甲醇制烯烃的化学和工艺的报告，Prime 3 甲醇制烯烃工艺起源于美孚公司开发甲醇制汽油工艺。
该工艺采用固定床或流化床，催化剂是ZSM-5沸石。
1984年联碳公司开发了能把甲醇转化为乙烯和丙烯SAPO-34催化剂，这种催化剂开始活性不高限制了其在固定床中的应用，这种催化剂现在已经商业化。
在MTO工艺中，甲醇在流化床反应器中首先选择性的脱水生成乙烯和丙烯，这种流化床反应器和催化剂再生器很像美孚的MTG和FFC反应器和炼油中的催化剂再生器。
在反应器以后，主要是分离工艺，分离反应中的水和二氧化碳，然后把乙烯和丙烯从甲烷和碳四中分离出来。
这份报告引用了Rafael Espinoza 博士的相关文章。
1.化学七八十年代，人们已下大功夫开发甲醇制烯烃和汽柴油工艺，该反应采用的是酸性催化剂如ZSM-5沸石催化剂和无定形硅铝。
反应分三步：1.甲醇到二甲醚，这是个快速可逆放热反应，2 CH3OH ←=======→ CH3 O CH3 + H2O该反应一有烃类化合物生成即停止反应，其示意如下图。
图一，甲醇-二甲醚-烃类关系图，“甲醇和烯烃转化为液体燃料的催化反应”Eng Thesis, Rafael Espinoza, Potchefstroom 大学, 南非, 1985.2.主要烃类产品的形成第一步反应发生在酸性催化剂（氧化铝，多孔硅铝）上的C-C键形成的放热反应。
文献中有许多关于ZSM-5催化剂的描述，虽然开始有争议，现在大家认为甲醇脱水生成汽油过程中乙烯和丙烯同时存在（如反应4）x (2 CH3OH ←=→CH3 O CH3) ====→y (CH2=CH2 + H2O),z (CH3-CH=CH2 + 1.5 H2O),少量的C4+3.大分子烃类的形成大分子烃类的形成与发生在酸性催化剂上的异构化、低聚合、裂解和芳构化有关C2= , C3= =====→ C4以上烯烃和烷烃, 芳烃, 异构体其机理如图二所示：图二甲醇转化为烯烃和汽油的机理引自“甲醇催化转化为烯烃和液体燃料”D Eng Thesis, Rafael Espinoza, Potchefstroom University, South Africa, 1985.1984年，联碳公司开发了SAPI-34型硅铝磷酸盐沸石催化剂，该催化剂现已商业化，这种催化剂是把硅嵌入硅铝酸盐的分子网格中，这种催化剂被证实可以有效的有选择的把甲醇转化为乙烯和丙烯，也就是说它可有效吧甲醇转化为烯烃而不生成大分子烃类（反应的第三步）。
MTO工艺介绍UOP.ppt
GTP链－世界规模产能
甲醇工厂
MTO工厂
甲醇
乙烯
丙烯
聚烯烃工厂
聚乙烯
聚丙烯
GTP：气体到聚合物的方案
远方气体生产
甲醇工厂 MTO工厂 聚烯烃工厂
甲醇工厂
聚烯烃市场
MTO 工厂 聚烯烃工厂
GTP方案
整合的GTP： －在气源附近建立工厂 －规模对应如下的排列：世界规模的甲醇， MTO和聚烯烃工厂 －除了供应远方市场还可以供应附近的聚烯烃市场 分立的GTP 甲醇工厂位于气源附近，MTO/聚烯烃在主要的烯烃和聚烯烃附近 规模适应全球烯烃产量 投资分为远方和工业装置投资
8 基于 77 万吨轻烯烃的初步经济评估 8.28RMB/US$
OPEX
$MM 年
原料（天然气） 0.50 美元/百 4 元
59.3
万 Btu
副产物（C4＋） 170 美 元 / 吨 1408 元
-25.0
FOB
消耗品（公用工程，催化剂，吸收剂和化学品） 43.4
固定的 COP（人工，维护，管理，税，保险 23.0
固定的 COP（人工，维护，管理，税，保险 37.0
和其他）
生产总成本
156.0
CAPEX
1375 美 元
$MM
折旧
20 年
68.8
生产净成本
224.8
主产品收入
聚乙烯
700 美 元 ／ 5796 元
294.0
FOB
聚丙烯
650 美 元 ／ 5382 元
227.5
FOB
总计
——
521.5
税前投资汇报 21.6％
项目净现值 737 美元
百万
国内外MTO、MTP技术进展
(2)中科院大连化物所MTO技术大连化物所20世纪80年代研究开发了MTO固定床反应器和ZSM-5及其改性催化剂，90年代开发了流化床和小孔径SAPO-34分子筛催化剂。
1993年大连化物所完成固定床(1t甲醇/d)中试，采用改性ZSM-5系列催化剂；1995年在上海青浦化工厂完成SDTO流化床中试，并通过鉴定。
甲醇进料60-100kg/d，甲醇转化率100%；采用SAPO-34系列催化剂，烯烃选择性可达84%-85%，1996年获科学技术进步奖。
至此由甲醇或二甲醚生产烯烃的MTO、SDTO技术中试工作已经完成。
21世纪初进一步开发成功微球催化剂DO123，该催化剂反应性能更优异，适于高线速度或大空速条件下操作，反应原料不需要稀释，既适用于二甲醚，也适用于甲醇原料，热稳定性好、耐磨损、易再生、价格便宜，烯烃(C2-C4)选择性高达89.68%，每吨烯烃耗甲醇2.567t。
MTO反应器反应温度为480-550℃，反应压力0.04-0.05MPa。
固定床中试采用两个反应器串联，第一步甲醇脱水生成二甲醚，第二步二甲醚转化为烯烃。
1991年以来，大连化物所MTO/SDTO技术已申请25项专利，拥有自主知识产权。
目前正在建设万吨级MTO工业试验装置，为大型工业化装置建设提供设计数据。
从MTO中试装置所取得数据比较，美国UOP和大连化物的技术水平相当，只是在催化剂的使用寿命上略有差异。
3 MTP技术概况德国鲁奇公司是世界上唯一开发成功MTP技术的公司，该公司还拥有大型甲醇(mega methanol)低压合成技术，日产5000t的大型甲醇装置于2004年6月在南美特里尼达投入生产，日产量达到5112t，另1套同样规模的甲醇装置于2005年3月在伊朗投入运行，大型甲醇技术与MTP技术两者结合，可以建设大型MTP工业装置。
(1)德国鲁奇公司于20世纪90年代开始研究甲醇制造烯烃技术，并与Sudchemie公司合作开发成功了改性ZSM-5分子筛催化剂，其甲醇转化率大于99%，对丙烯的选择性达到71%-75%。
甲醇汽油技术 共35页PPT资料
甲醇制烃(600K)的反应焓(P43)
MTG 合成工艺
MTG工艺简介
1976年，Mobil法甲醇制汽油技术于发表 ； 1984年，Mobil公司在德国波恩附近Wesseling建成
后来，对MTO技术产生了很大兴趣－－－由甲醇生产聚 合级乙烯和丙烯 技术－－建立了用 UOP/Norsk 技术示 范厂－－H-SAPO-34.
Lurgi 在H-ZSM-5 催化剂上发展MTP技术，并建立了示 范厂 。
目前，由于甲醇生产成本的下降，MTG技术又受到关注。
甲醇制烃反应机理 (P45)
MTG工艺特点 ：
强放热反应 （汽油是沸点在一定范围内的烃类混合物，
将甲醇转化为烃类总反应热约为1400kJ/kg，属于强放热
反应 ）；
要求甲醇完全转化 （MTG法的产物中主要的是烃类和水， 未转化的甲醇必然溶于水相，如果转化不完全，就需要设 置回收甲醇的蒸馏装置 ）；
催化剂易失活（催化利的失活主要是由结焦造成的 ，同时，反应生成的水蒸气也会使催化剂的活性丧 失。因此，必须采用较低的反应温度和低水分压防 止催化剂失活，使催化剂有较长的寿命）；
MTG固定床工艺流程—2 (P48)
主要特点：甲醇是在一台反 应器中直接转化为烃类产物
MTG流化床法的工艺流程图(P47)
图 MTG流化床法的工艺流程 1-原料调制器；2-再生塔；3-蒸发器/过热器；4-流化床反应器；5冷却器； 6-两段洗涤塔；7-冷凝器；8-过滤器；9-分离器；10-轻组分压缩机；11脱丁烷塔
流化床的主要难点是: 若要保证甲醇完全转化，需对内部构件进行复 杂的流体力学研究，另一个缺点是催化剂的磨 损和回机理,并写出主要反应. MTG反应催化剂制备方法及改进方法 简述MTG合成的生产工艺及其特点
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MTO技术工业化可行性分析[1]1
![MTO技术工业化可行性分析[1]1](https://img.taocdn.com/s3/m/c304120da31614791711cc7931b765ce05087a08.png)
MTO技术工业化可行性分析[1]1乙烯、丙烯是重要的基础有机化工原料，目前均产自石油路线，由于石油资源紧缺，已经严重影响到下游的化工产业。
我国的煤炭资源相对丰富，保有储量超过1万亿t，利用丰富的煤炭替代石油是一条适合我国国情的化工产业持续进展道路，是国家能源安全的一个重大战略课题。
煤制烯烃技术是以煤炭为原料，经煤气化、合成气制甲醇、甲醇制烯烃等工艺过程代替过去只能以石油为原料的烯烃及下游产品的煤炭清洁利用技术。
甲醇制烯烃(Methanol To Olefin，MTO)是煤制烯烃工艺路线的核心技术，是将甲醇转化为乙烯、丙烯的工艺。
MTO工艺开发了由煤炭或者天然气生产基本有机化工原料的新工艺路线，是最有希望取代传统的以石脑油为原料制取烯烃的路线，也是实现煤化工向石油化工延伸进展的有效途径。
1 MTO技术的进展1.1 国外研发进展国际上一些著名的石油与化学公司如美孚(Mobil)、巴斯夫(BASF)、埃克森(Exxon)、环球油品(UOP)、海德鲁(Norsk Hydro)等都投入了大量的人力与资金来研究与开发MTO的技术，目前MTO技术已趋于成熟。
1.1.1 MobilMobil提出了一种使用ZSM-5催化剂，在列管式反应器中进行甲醇转化制烯烃的工艺流程，并于1984年进行过9个月的中试试验，试验规模为100桶/d。
在工艺过程中，甲醇扩散到催化剂孔中进行反应，首先生成二甲醚，然后生成乙烯，反应继续进行，生成丙烯，丁烯与高级烯烃，也可生成二聚物与环状化合物，以碳选择性为基础，乙烯质量收率可达60%，烯烃总质量收率，可达80%，大体相当于使用常规石脑油/粗柴油管式炉裂解法收率的2倍，但催化剂的寿命尚不理想。
1.1.2 BASFBASF使用沸石催化剂，1980年在德国路德维希港建立了一套消耗甲醇30t/d的中试装置。
其反应温度为300-450℃，压力为0.1-0.5MPa，用各类沸石做催化剂，初步试验结果是C2-C4烯烃的质量收率为50%-60%，收率低。
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MTO技术 甲醇或二甲醚
180～200 气相
放热反应 小于2
430～530 2～3.5 5.5
自平衡、取热 高低并列式 床层/快床 喷嘴、分布板 立管、斜管、滑阀 甲醇、空气
38
19
MTO反应-再生系统的工程特点
SAPO催化剂的物理性能类似于FCC催化剂 催化剂易失活，需要连续再生
采用类似于FCC流态化技术的流化床反应器（湍流 床 快速床等）
2008年 998.5 1025.6 -2.1
2009年 1211 1069.7 4.3
2010年 ~1470 1419 31.7
8
4
中国乙烯供求状况
近年我国乙烯当量消费及预测 万吨
2009年乙烯当量消耗量2382万吨，自给率44.9% 从表观消费量来看，我国乙烯自给率都在93%以上，但从当量消 费来看，近年我国乙烯自给率都低于50%
35
MTO与FCC对比
FCC
MTO
产品
待生催化剂
烟气
产品
待生催化剂
烟气
反应 积炭生成 消耗热量
再生 积炭消耗 产生热量
反应 积炭生成 产生热量
再生 积炭消耗 产生热量
原料
再生催化剂
空气
原料
再生催化剂
空气
36
18
FCC技术
37
MTO与FCC反再系统特点对比
项目 反应原料 原料进料温度（℃） 原料进料状态
甲醇制烯烃技术
MTO催化剂
SAPO-34分钟筛由三种四面体相互连接而成，为类菱沸 石（CHA）结构，具有八元环和四元环构成的椭球笼， 笼与笼之间通过六棱柱连接。孔道是三维结构，孔口直 径0.34纳米
33
甲醇制烯烃技术
OH
H
C H
H
甲醇
酸性催化 H2C CH2 + H2C CH CH3 + [CH2]n + H2O
2013
Operating Rate
7
中国乙烯供求状况
2005～2009年，我 国乙烯产量年均增长 率7.8%，表观消费量 年均增速10.2%，乙 烯产量和表观消费量 同步增长
产能（万吨/年） 产量（万吨/年） 同比增长（%）
2006年 988.5 922.6
2007年 998.5 1047.6 13.5
11
中国聚乙烯供求状况
Million Metric Tons
Operating Rate, Percent
Production Operating Rate, %
Total Demand Capacity
12
6
中国聚丙烯供求状况
Million Metric Tons
Production Operating Rate, %
18
9
非石油路线生产乙烯、丙烯新技术
国民经济的发展对 乙烯、丙烯的需求
我国石油资源的短缺以 及国际油价高企
机遇与挑 战并存
新石油资源的勘 探开发
替代能源新技术
19
煤炭资源状况
20
10
煤炭资源状况
21
世界甲醇供求状况
万吨 6000
生产能力
需求量
5000
4000
3000
2000
1000
0 1997 1998 2000 2001 2005 2010 年
（CO+H2） 甲M醇et合ha成nol
乙烯 & 丙烯Leabharlann 煤煤制烯烃 (CTO)
技术开发关键：
高选择性、高稳定性催化剂的开发 反应－再生工艺和反应器的开发 产品方案及分离工艺的开发
30
15
甲醇制烯烃技术的发展
时间 1970’S中期 1970’S 后期 1980’S初期
1980’S 中期
公司
技术进展
Mobil
40
20
MTO产物组成的特点
组成 iC4= cC4-2= tC4-2= 1、3C4= nc50 ic50 nc5= C6-c8非芳烃 苯 甲苯 二甲苯/乙苯 苯乙烯 C9芳烃 DME
15
中国石油资源状况
2010年全国新增石油探明地 质储量为11.5亿吨，新增探 明技术可采储量约为2.1亿 吨 到2010年底全国累计探明石 油地质储量为312.8亿吨， 剩余技术可采储量为31.4亿 吨，同比增长6.5％ 2008年，原油产量18972.8万吨，表观消费量36488.8万吨 2009年，原油产量18949.0万吨，表观消费量38810.9万吨 2010年，原油产量20275万吨，同比增长6.9% 预计2011年原油产量2.07亿吨，表观消费量同比增长7.1%，达到4.71亿吨
放热反应 两器均需取热
再生、待生催化剂的特殊要求 适合催化剂要求的两器设计型式和反再流程 要求对催化剂再生适度，确保最佳选择性
剂醇比低，停留时间与FCC不同
39
MTO产物组成的特点
组成
H2 N2 O2 CO
CO2 H2S CH4 C2H2 C2H6 C2H4 C3H8 C3H6 C3H4 nc40 ic40 nc4=
9
中国乙烯供求状况
石化产业调整和振兴规划（2009年）－到2011年，原油 加工量达到40500万吨，成品油、乙烯产量分别达到 24750万吨、1550万吨
原料路线进一步向多元化发展－MTO/MTP，CPP等技术 预计到2015年国内乙烯生产能力将达到2000~2300万吨 下游领域拥有较大发展空间－“十二五”期间我国合成材 料的市场规模将进一步加大，预计到2015年合成树脂需 求量达到5840万吨，年均增速5.9%；合成纤维需求量达 到3250万吨，年均增速5.2%； 合成橡胶需求量达到390 万吨，年均增速5.4%
26
13
非石油路线生产乙烯、丙烯
27
非石油路线生产乙烯、丙烯
天然气、煤 化工产品 关键：MTO技术
天然气、煤
合成气（CO+H2）
甲醇
大型造气技术 甲醇合成技术
甲醇制烯烃技术
乙烯、丙烯
聚合技术
合成材料
28
14
内部资料 注意保存
甲醇制烯烃（MTO)技术
甲醇制烯烃技术
天然气
天然气制烯烃 (GTO)
MTO 合成气制造
2009年，甲醇产能3028万吨，其中煤基甲醇约占61%，天然气占26%，产量 1133.4万吨，开工率仅为37%
23
中国甲醇供求状况
2010年，甲醇总产能已达3840万吨，1-11月产量约1429万吨，较去年同期 增长41%，由于产能基数大，开工率仍不足50%，表观消费量1898万吨，较去 年同期增长26%
管式裂解炉裂解气（mol%） 14.13 0 0 0.18 0.05 0.03 23.68 0.45 6.41 31.69 0.23 9.44 0.46 0.09 0 1.20
MTO工艺反应气（mol%） 1.72 0.27 0.01 0.85 0.38 0 8.09 0 1.64 51.1 2.06 20.91 0 0.68 0 3.81
Total Demand Capacity
13
乙烯、丙烯来源
石脑油, 54%
其它, 1%
汽油, 6%
丙烷, 8%
丁烷, 3%
乙烯
乙烷, 28%
蒸汽裂解, 60%
丙烯
其它, 2%
FCC, 35% PDH, 3%
14
7
世界石油、天然气资源状况
2010年世界原油储量2004.55亿吨，欧佩克原油储量1452.37亿吨，原油产量36.05亿吨
乙烯
丙烯
高碳烃 水
提高乙烯、丙烯选择性，抑制高碳烃生成
存在多个副反应 副产物：氢气、COx、C10～C40、 C4=、 C5＋及大量的水等 Hydrocarbon Pool 反应机理
34
17
MTO反应的特点
强放热反应（反应热≈35KJ/mol） SAPO-34分子筛催化剂对乙烯、丙烯具有高度的择 形催化性能，产物中烷烃、高碳烃少 积炭对甲醇的转化和烯烃的选择性有显著影响 甲醇转换反应存在最佳积炭量 催化剂积炭失活速率快，经空气烧碳再生后，催化 性能可恢复到新鲜催化剂的水平 SAPO-34催化剂的水热稳定性较好 宜采用催化剂连续反应－再生的循环流化床作为 MTO的装置
4
2
世界丙烯供求状况
到2012底中东和非洲 将建成860万吨/年的 丙烯生产能力，将占 2007~2012年全球增加 量的38%，首次成为重 要的丙烯生产地 2007年，丙烯产能8403.4万吨，产量7348.9万吨 2012年，丙烯产能9630万吨，需求量将达8870万吨 2009～2015年世界丙烯需求量年均增长4.9%，亚洲将成为世界上最 大的丙烯需求地区
ZSM-5沸石为催化剂MTG技术，发现MTO 新工艺
Mobil、 BASF、 Hoechst、ICI、
金属改性ZSM-5及其他硅铝沸石作为MTO催 化剂
Mobil、UCC、 BASF、
Hoechst
BASF公司: 采用沸石催化剂建立一套月消 耗30吨甲醇的中试装置
Mobil、UCC、 IFP
UCC公司：小孔磷硅铝SAPO-34分子筛为活 性基质的MTO新一代催化剂 IFP： 脱铝丝光沸石催化剂MTO工艺 Mobil：MTG+MTO工艺
反应热 剂油比或剂醇比 反应温度（℃） 生焦率（％） 反应器催化剂积碳量（％）
热平衡 两器形式 反应器形式 进料分布方式 催化剂输送线路 流化介质
FCC技术 蜡油、常压渣油、减压渣油
180～250 液相
吸热反应 6～8
600～700 5～9 小于1
自平衡、补热 同轴、高低并列式