解析MTO烯烃分离技术的自主创新之路
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。
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装置烯烃分离的工艺优化分析
2019年07月在五效循环泵的强制循环操作中，循环流速也是需要控制的。
循环流速低，会降低总传热系数。
流速过高，会增大结晶与溶液间的相对流速，也同时影响了晶核的形成，从而影响结晶的生长速率和结晶的长大。
结晶的粒度和质量都受其影响。
2.4溶液的温度和NaSCN 的浓度的影响50~60℃的56%NaSCN 溶液中硫酸钠的溶解度为0.17%，在特定的温度和浓度下，硫酸钠的结晶度小。
控制好出料时的温度和NaSCN 的浓度，溶液中硫酸钠的过饱和度就高，结晶过程的推动力大有利于结晶的进行。
2.5结晶工序各步骤的pH 值得影响前处理的pH 值须严格控制在7~8之间，pH 值低于7，不利于氢氧化铁、氢氧化铝的生成，会影响活性炭系统的除杂质的效果。
pH 值高于8时，影响硫酸钠的结晶，从纺丝装置循环回来的溶液中含有低分子聚合物，过高pH 值，会导致其降解使溶液中的杂质含量上升，影响结晶进行。
蒸发供料罐的pH 值取决于前处理的pH 和加入的亚硫酸氢钠的量。
当加入亚硫酸氢钠的加入量一定时，控制好前处理的pH 值就行。
与其相对应的蒸发供料罐的pH 值控制5.5~6.5。
前处理pH 值失控过高，导致沉降槽不结晶，离心机无硫酸钠甩出。
手动控制前处理的氢氧化钠加入量，调校pH 计。
提高结晶供料量，调节各工序pH ，培养晶种，也可以向系统内加入固体无水硫酸钠[2]，缩短波动时间。
2.6活性炭系统的影响活性炭系统主要作用是去除溶液中的铁离子，铝离子等，主要分成两个过程：吸附过程和再生过程。
在此过程当中，再生的过程和吸附过程的物料由于自控阀的阀漏发生串料，含有高浓度杂质，pH 异常的物料进入到系统当中。
导致硫酸钠的结晶波动。
在活性炭系统的原因引起的波动时，需要提高晶种的加入量0.8~1.0m 3/h ，增加过饱和度，让系统结晶尽快恢复正常，待工况恢复正常时，晶种的加入量恢复正常值范围。
后工艺进行优化，将吸附过程和再生过程完全隔离，杜绝串料的现象。
甲醇制烯烃(MTO)反再工艺及产物的分离方法分析
甲醇制烯烃(MTO)反再工艺及产物的分离方法分析摘要：当前，MTO技术由反应与分离技术共同组成，在MTO技术中，其中，反应技术以催化剂为核心、以甲醇为原料，分离技术是指将反应产物作为基础原料，通过分离进行乙烯、丙烯的生产。
为保证工艺流程效果，本文从MTO反再工艺流程出发，进一步分析了甲醇制烯烃产物分离工艺，以期为相关工作提供参考。
关键词：甲醇制烯烃；反再工艺；产物分离引言：当前，能源、资源的短缺极易影响乙烯工业的发展，甲醇制烯烃技术的发展与应用，对化工原料的高效利用具有积极的意义，有利于促进石油化工产业的发展。
深入挖掘甲醇制烯烃反再工艺，进一步研究产物分离工艺，对经济可持续发展具有重要作用。
1MTO反再工艺流程1.1流化床依据气速可以将流化床反应器流区分为最小流化区、快速流化区、气力输送区以及鼓泡硫化区等。
当气速处于最小流化速度时，床层压的降低造成气固流化相对平均，不会产生气泡问题。
当气速不断增大时，床层易发生膨胀问题，而一旦进入鼓泡硫化区，气泡生成后会将少数的颗粒带入床层空间。
当气速再次增大时，气泡聚并速度高于破碎的速度，进而形成气穴，在床层的表面并不显著，上层空间含量增大，即可称为湍动流化区。
当气速增大时，床层表面消失后会造成反应器颗粒在高速气体流动下带出较多的固体。
剩余的固体会随着床层壁依次向下流出，产生循环的形态。
高速气体将固体全部带出后，该区域可称为气力输送区。
对于甲醇制烯烃反应器来说，其主要属于湍动流化床，而再生器则代表鼓泡流化床。
固体颗粒随气流带出的同时，固体在反应器时间也随之缩短，通常为分钟级。
固体颗粒输出主要依靠阀门进行控制，因此，能够长期停留的控制与操作。
甲醇制烯烃催化剂失活的速度过慢，因而可以实现长期的连续操作，与此同时，当积炭达到一定数量时有利于产品的合理布置，积炭也需要长时间的停留。
所以，甲醇制烯烃一般以二类循环流化床为主[1]。
1.2MTO反应再生流程对于工艺反应器与再生器来说，两者都是独立的个体流程，催化剂的再生循环过程主要是借助废催化剂和再生催化剂相结合的方式予以实现，进一步提升催化剂的活性，确保实验的精确性。
浅析现有MTO烯烃分离技术的特点和发展趋势
2181 MTO技术的介绍国内外具有代表性的MTO工艺技术主要有，大连物化所的DMTO、中石化的SMTO、以及国外UOP、ExxonMobil 等技术，另外还有鲁奇的MTP技术。
DMTO、SMTO、UOP、ExxonMobil的生产工艺都是采用流化床反应器，甲醇在其中反应，生成的产物经分离和提纯后得到乙烯、丙烯和其它化工产品。
另外还有鲁奇公司的MTP技术，此项技术采用中间急冷的绝热式固定床反应器，使用ZSM-5沸石催化剂，丙烯的选择率很高。
MTO技术生产出来的产品气与传统石脑油裂解制取得裂解气相比具有以下特点：（1）气体组成中，氢气和甲烷的含量较少，有利于产品的分离；（2）气体组成成分中，烯烃的含量较高；（3）含碳量高的气体成分（重组分）非常少；（4）气体组成成分中炔烃的含量少；（5）气体组成中氧化物（主要是：醛、酮、醚）的含量较高，但不含硫化氢气体。
由此可见，MTO技术下的烯烃分离工艺应该针对产物的特点进行具有针对性的技术开发，才能更好的进行工艺设计，得到合格的各项产品。
2 烯烃分离技术的现状随着MTO技术在国内的发展，以MTO技术为基础的烯烃分离工艺也取得了快速的发展。
目前国内常用的MTO 技术下烯烃分离工艺主要有：Lummus的前脱丙烷后加氢工艺、KBR前脱丙烷后加氢分离工艺、UOP前脱乙烷配合PSA分离工艺以及国内中石化洛阳工程公司研发的前脱乙烷等技术。
2.1 Lummus烯烃分离技术的主要特点和存在的问题（1）此项技术的主要特点是：前脱丙烷后加氢、丙烷洗工艺技术。
（2）与常规乙烯分离工艺相比，工艺较为简单，主要区别有：此工艺无前冷系统；（3）此工艺不需要乙烯制冷系统，相对来说降低了装置的投资成本。
（4）可以适应三种不同的工况：工况一，E/P=0.8；工况二，E/P=1；工况三，E/P=1.2。
E/P是乙烯和丙烯的产量之比。
（5）乙烯、丙烯的回收率可以达到99.3%以上。
虽然此项技术具有较多的优点，但碱洗塔系统中黄油（红油）的产量过大，容易造成系统堵塞，严重时存在被迫停车的情况。
甲醇制烯烃技术(MTOMTP)
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。
甲醇在固体酸催化剂作用下脱水生成二甲醚，其中间体是质子化的表面甲氧基；低碳烯烃转化为烷烃、芳烃、环烷烃和较高级烯烃，其历程为通过带有氢转移反应的典型的正碳离子机理；二甲醚转化为低碳烯烃有多种机理论述，目前还没有统一认识。
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。
mto工艺技术介绍
mto工艺技术介绍MTO工艺技术是一种将纯石油产品转化为烯烃原料的先进技术。
MTO，即Methanol to Olefins，使用甲醇炼制出乙烯和丙烯，是一种烯烃工艺生产技术。
下面将对MTO工艺技术进行介绍。
MTO工艺技术是一种通过热裂解甲醇来生产乙烯和丙烯的方法。
首先，甲醇和热气体催化炉反应，产生高质量的合成气。
然后，这些合成气经过一系列催化反应，转化为一系列碳链较长的烯烃产品，其中主要是乙烯和丙烯。
最后，对MTO产品进行分离和提纯，得到纯度高的乙烯和丙烯。
MTO工艺技术具有许多优点。
首先，MTO工艺技术具有高纯度和高收率的优势。
通过合理的催化剂选择和反应条件控制，可以得到高纯度的乙烯和丙烯产品。
其次，MTO工艺技术具有灵活性。
可以根据市场需求调整MTO产品的比例，满足不同的市场需求。
另外，MTO工艺技术还可以利用非石油资源，如煤炭和天然气，进行生产，减少对石油资源的依赖。
在MTO工艺技术的过程中，催化剂是非常重要的关键。
催化剂的选择和设计决定了反应过程的效果和产物的选择性。
通过优化催化剂的组成和结构，可以提高产物的选择性，减少副产物的生成，并增加反应的效率。
然而，MTO工艺技术也面临一些挑战。
首先，MTO工艺技术具有较高的投资和能耗。
建设和运营MTO项目需要大量的资本投入，并且能耗较高，需要大量的热能供应。
其次，MTO产品目前还面临市场竞争的压力。
由于其他工艺技术的发展和竞争，MTO产品的市场需求并不十分旺盛。
总结来说，MTO工艺技术是一种通过热裂解甲醇来生产乙烯和丙烯的先进技术。
它具有高纯度和高收率的优势，可以根据市场需求调整产品比例，减少石油资源的依赖。
然而，MTO 工艺技术也面临投资高、能耗较大和市场竞争的挑战。
随着技术的进一步发展和市场需求的变化，MTO工艺技术有可能在未来得到更广泛的应用和发展。
低成本低碳烯烃生产新工艺
低成本低碳烯烃生产新工艺
低成本低碳烯烃生产新工艺是指采用新型技术或方法，以更低的生产成本和更少的碳排放量来生产低碳烯烃的工艺过程。
低碳烯烃是一类重要的有机化工原料，广泛应用于塑料、橡胶、纤维等高分子材料以及石化、制药等领域。
目前，低成本低碳烯烃生产新工艺主要包括以下几种：
1.甲醇制低碳烯烃（MTO）工艺：该工艺采用甲醇作为原料，通过催化剂的
作用，将甲醇转化为低碳烯烃。
MTO工艺具有原料来源广泛、生产成本低等优点，同时可以减少碳排放量。
2.煤制烯烃工艺：该工艺以煤炭为主要原料，通过煤气化、一氧化碳变换、
甲醇合成和烯烃分离等步骤，最终获得低碳烯烃产品。
与传统的石油路线相比，煤制烯烃工艺具有成本低、资源丰富的优势，但同时也面临着环保和碳排放的压力。
3.生物质制烯烃工艺：该工艺利用生物质资源作为原料，通过生物发酵或热
解等途径，转化为低碳烯烃。
生物质制烯烃工艺具有可再生、低碳环保等优点，但生物质原料的获取和加工成本较高。
总的来说，低成本低碳烯烃生产新工艺的目标是通过改进技术、优化原料和降低能耗等方式，提高低碳烯烃的生产效率，降低生产成本，同时减少对环境的影响。
甲醇制烯烃工艺技术及经济性分析
甲醇制烯烃工艺技术及经济性分析李建新安福何祚云（中国石化咨询公司）甲醇制烯烃（Methanol to Olefins，简称MTO）工艺是美国UOP 公司和挪威HYDRO 公司于1995 年合作开发成功的一种新技术，该工艺以甲醇为原料，通过甲醇裂解制得以乙烯和丙烯为主的烯烃产品。
按甲醇原料的不同，可以有天然气和煤两种路线。
MTO 工艺的开发成功拓宽了烯烃原料来源渠道，同时为天然气和煤的化工利用开辟了一条新的途径。
目前，MTO 工艺虽尚未实现在工业化大型装置上的应用，但已实现技术转让。
作为一种新兴工艺，其技术成熟度及与其它烯烃生产工艺相比的经济性怎样成为人们普遍关心的问题。
下面将重点对MTO 工艺的技术可靠性及天然气、煤路线及传统蒸汽裂解工艺路线烯烃产品的成本经济性状况进行分析研究，供大家参考。
1 MTO 工艺技术可靠性分析1.1 MTO 工艺开发进程甲醇制取烯烃的概念最早由美国Mobil 公司在20 世纪80 年代提出。
美国UOP 公司和挪威Hydro 公司相继从1992 年开始有关MTO 技术的研究，两家公司利用筛选出的新型SAPO-34 型催化剂开展MTO 工艺的研究。
该催化剂是硅铝磷酸盐型具有择形能力的分子筛催化剂，可控制酸性中心的位置和强度，使低碳烯烃齐聚的反应减少，从而大幅提高甲醇转化为乙烯和丙烯的选择性，SAPO-34 催化剂的研发成功是对MTO 工艺研究的极大推进。
目前，UOP 公司MTO 工艺的定型催化剂为MTO-100。
UOP 和Hydro 开发了类似催化裂化装置的MTO 工艺流程，并于1992 年开始小试工作，1995 年两公司合作在挪威建设了原料处理量为0.75 t/d 的工业演示装置。
甲醇的转化率始终保持在100%附近。
催化剂再生次数超过450 次，其稳定性和强度得到一定的验证。
该工艺的乙烯/丙烯的生成比例可从最大量生产乙烯时的1.5 到最大量生产丙烯时的0.75。
该工业演示装置典型的产品收率数据见表1。
生工程李延生：把先进技术转化为生产力
惠生工程李延生：把先进技术转化为生产力2012年中国石油化学工业全行业克服了金融危机带来的经济下行压力，积极推进产业结构调整和转型升级，实现了稳中求进的总体目标，实现销售收入12.24万亿人民币，同比增长12.2%，实现利润8176.1亿人民币。
在第七届中国石化聚焦峰会上，惠生工程（中国）有限公司（简称“惠生工程”）技术总监李延生接受《参会者》专访，分享了惠生工程自主研发的领先技术及应用。
《参会者》：近年来，惠生工程MTO技术有哪些具体的商业应用？进展如何？李延生：惠生工程MTO烯烃分离技术采用自主研发的“预切割+油吸收”核心技术取代传统深冷脱甲烷系统，流程简单，设备投资少；同时多年的工程经验促使惠生工程在设计方面更加合理，能在低能耗的情况下保证乙烯、丙烯的高收率。
目前国内采用MTO二代技术正在建设的五套装置分别是：陕西蒲城情结能源化工有限公司68万吨/年DMTO-II装置、惠生（南京）清洁能源股份有限公司丁辛醇（含MTO）装置、山东阳煤恒通化工有限公司30万吨/年MTO装置、神华新疆煤化工分公司68万吨/年MTO装置、江苏斯尔邦石化有限公司矗立240万吨/年甲醇的MTO装置。
这些装置都采用了惠生工程开发的MTO烯烃分离技术，惠生（南京）清洁能源股份有限公司的MTO装置进展更快一些，预计今年五六月份即可建成，七八月即可实现开车。
《参会者》：据了解，惠生工程此前已经推出了自主研发的丁烯氧化脱氢生产丁二烯技术，请问惠生如何看待国内丁二烯市场的发展?李延生：石油化工的基本原料是三烯（乙烯、丙烯和丁二烯简称“三烯”）、三苯（苯、甲苯、二甲苯工业上俗称“三苯”）。
由于MTO装置本身只产出乙烯和丙烯，不产出丁二烯，而MTO装置的建设越来越多，这就导致乙烯和丙烯大量增加，三烯之间的比例失调，需要通过一定的途径来解决丁二烯缺少的问题。
正是看到了市场发展的需求，惠生工程自主研发了丁烯氧化脱氢生产丁二烯技术。
《参会者》：惠生工程自主研发的丁二烯技术有何优势？李延生：这项技术的优势首先体现为催化剂的改进，在传统的B-02铁系催化剂技术基础上采用惠生工程研发的性能更加优越的新型催化剂，实现单程转化率和单程收率分别高于传统技术3-4个百分点和2-3个百分点，单条丁二烯生产线规模可达10万吨/年。
关于陕西成功开发MTO自主创新技术和新兴公司持续发展的建议
的 组织 领 导 ，每 个 阶段 的正 确指 化 ，在我 国早 日形 成 一 个体 系 完 合 ，在 创 新 中发 展 的科 技 创业 之
挥 和果 断决 策 ，所有 试 验 人员 克 整 、产 品多 样化 的煤 制 烯烃 新 兴 路 ， 兴公 司就 一 定 能 做 强做 大 ， 新 服 重重 困难 ， 方 同心 协力 ， 各 是项 产 业 。 目成 功 的又一 关键 。
烯烃 项 目已在 前 期运 筹 编 制项 目 的成功 开 发 ，不 仅 为 国家 和 世 界 策 ， 是创 新 的关 键 。 资近 亿元 这 投
规 划 。陕煤等 本 土企业 集 团 ， 也拟 这 一 新 技 术 做 出 了 重 要 贡献 ， 而 开 发 试 验 这一 项 目，没 有 强 的领
三 、 议 建
成 为对 现 代 煤 化 工技 术 进 步 和新
ＭＴ Ｐ技 术 及 其 催 化 剂 的 研 能 源产 业 发 展 做 出重 大 贡 献 的新 究 ，中科 院 大化 所 已有考 虑 方 案 兴企 业 。 建议 在省 政 府 领 导 下 ，全 面
１抓 紧建设 ＭＴ 大型示 范 和初步 成 果 ，对 我 省 和新 兴 公 司 、 Ｏ
新 兴 公 司 的基 本 经 验 ，首 先
体 化 的 大型 产 业基 地 ” 是 ２ ０ 年 华 投 资 的国外 知 名公 司 ，均 十分 应 是 以 国家 发 展 需 要 为 己任 ， ， ０３ 企 我 对 陕北 能 源 化工 基地 加 快 煤 化 关 注 陕 西 开 发 的 ＭＴ ｇ 新 技 术 ， 业 与 科研 、 计单 位 密 切 结合 ， Ｏ ￣ Ｊ 设 投 工 产 业发 展及 总体 规 划 向省 政 府 甚 至 期 待 选 用 我 省 这 一 技 术 成 入 工 业 化技 术 开 发 ，使 之 变 成 生
MTO烯烃分离回收技术与烯烃转化技术浅述
MTO烯烃分离回收技术与烯烃转化技术浅述作者：刘增海来源：《世界家苑》2020年第03期摘要：本文主要分析了MTO烯烃分离回收技术与烯烃转化技术，重点介绍了MTO烯烃分离回收的技术操作以及烯烃转化的方案设计等，其具有提高资源利用效率、提升生产效益的优点，解决了烯烃制作工艺的能耗问题。
通过分析MTO烯烃分离回收技术与系统转化技术，不断降低烯烃生产成本、提升生产效益。
关键词：MTO;烯烃分离回收;烯烃转化;技术1 MTO烯烃分离回收技术据有关调查显示，现阶段MTO烯烃分离回收技术的操作应用基本是从MTO的化学反应出发，通过催化反应和再生原理达到低碳化烯烃生产的效果。
而分析MTO烯烃分离回收技术，则是结合技术应用流程探索其应用的技术要点。
主要的技术操作要点如下：1.1 化学反应原理MTO烯烃分离回收技术的应用原理是通过促使甲醇发生催化反应的手法，在酸性催化剂作用下，实现甲醇向低碳烯烃的转换。
其主要的反应过程为：在合适的温度和压力反应环境中，SAPO-34作为酸性催化剂对甲醇进行催化，生成乙烯和丙烯。
这种MTO烯烃分离回收技术的操作具有较高的利用价值，其可以在温度和压力环境稳定的情况下，实现甲醇的全部转化，并在0.75～1.5质量比例区间内有选择性的生成乙烯或者丙烯。
1.2 装置设计在MTO烯烃分离回收的装置设计上，多对传统反应器进行升级改造，提升设备的纯度，减少氮氧化物等杂质的干扰。
在MTO烯烃生产过程中，在酸性催化剂的作用下，MTO反应容器催化再生时很容易氮氧化物内引入，从而在装置内产生含量较少的一氧化氮。
此后，在烯烃在回收处理环节，其会与氧气生成N2O3或者N2O4，并随着温度的下降而加快反应速度，从而逐渐凝固、累积。
这种生成物将影响到MTO烯烃生产的效果，并给其分离回收处理造成难题。
由此，提升MTO烯烃生产的装置设计水平，需要从MTO反应器出发，结合有效的温度控制手段，保障乙烯的分离回收率。
1.3 回收设计对MTO烯烃生成后的位置进行分离回收，一方面可以提升烯烃的纯度，另一方面也可以做到低碳烯烃的生产。
浅析MTO装置烯烃分离工艺优化
随 着烯烃 需求量 的不断加 大 ，关于烯 烃分离 工艺的 资金投入 与 分 。从 裂解 模块 与分 离模块 的 工艺流 程可 知裂 解模块 中的脱
能源投 入相应 增多 。在 当今高 度重视生 产质量 与效率 ，提倡 质 丙烷塔 属于复制 设置 ，而导致这 一 问题 形成的原 因在于 公司所
艺技 术 的 优 化 改 造 。
为进一步提 升分离效率 ，尝试 整合 ＭＴＯ装置 中的脱 丙烷系
关键词 ：ＭＴＯ装 置 ；烯烃 分 离；装 置优化
统 。 由上述分析 可知 ，现有的 ＭＴＯ装置 中一 共有两套 脱丙烷 系
引言 ：化 学 工 业事 业 的 不断 发展 ，增 加 的烯 烃 的需 求 量 。 统 ，分 别 位于 烯烃 分 离 装置 中 的裂 解模 块 与分 离模 块 两 个部
到脱 甲烷塔或 者是 “预 切割＋油吸收塔 ”将不需要 物料 如 Ｈｚ、Ｎｚ ２．３取 消装 置 中的绿 油系统
具 有的硫 化床 反应 方法 ，实现 高附加值 产 品，即乙烯 、丙烯的有 中 ，Ｃ 经 由低 压塔 底被 送到 裂解 模块 中 。讲过 核算分 析 发现 ， 效 生产…。通 常情况下 ，ＭＴＯ装置主要 由反应模块 、歧化模块或 优 化后的脱 丙烷 系统 ，高 、低 压脱丙烷 系统指标 如下 ：高 压塔顶
解 气压缩 机三 段输 出的 气相送 至 烯烃分 离 装置 中分 离模块 的
１．１ ＭＴＯ装 置概 述
高 压塔 中（用以避 免物料 中存在的轻 组织进 入到 Ｃ 分离字 系统
ＭＴＯ（Ｍｅｔｈａｎｏｌ ｔｏ Ｏｌｅｆｉｎｓ，甲醇制 烯烃 技 术 ）是现 阶 段石油 中 ，影 响生 产产 品质 量 ），物料 经高 压塔处 理 与低压塔 处理 ，实
MTO工程技术和烯烃分离工艺工程技术开发研究
MTO工程技术和烯烃分离工艺工程技术开发研究作者：杜茂富来源：《中国化工贸易·下旬刊》2020年第05期摘要：MTO技术与烯烃分离技术是目前主流的烯烃合成技术，解决了传统石脑油蒸汽裂解技术中的，氢、甲烷等物质含量过高，生产安全性低的问题，同时为企业带来了更高的经济效益。
这些技术优势使其在行业中得到快速推广，因此对其进行开发与研究是非常必要的。
本文首先对MTO工程技术进行了介绍，然后对其生产烯烃的经济性进行分析，最后对MTO烯烃分离工艺工程技术进行开发设计。
以期提升烯烃生产工艺，促进化工行业未来的发展。
关键词：MTO工程技术;分离技术;烯烃分离随着我国经济的发展，我国对烯烃的需求不断增加，这给我国原有的化工企业带来了一定的生产压力。
同时我国政府重视低碳经济的发展，传统的石脑油蒸汽裂解技术无论是产量，还是绿色生产都无法满足社会的发展需求。
这就急需对新的烯烃生产工艺进行开发。
目前MTO 烯烃分离技术借助信息化技术，提高了催化反应效率，开创了一种新的烯烃获取方式，这在一定程度上减少了我国对石油的依赖，保证了我国能源供应的安全。
因此，本文对MTO工程技术和烯烃分离工艺工程技术进行了开发与研究。
1 MTO工程技术概述MTO（MethanolToOlefin，甲醇制烯烃）反应系统主要采用类似于催化裂化（FCC）的流化床反應器--再生器系统。
该技术发展的意义在于改变了以往乙烯和丙烯的来源主要依靠石油烃类的蒸汽裂解的格局，开辟了一条制取低碳烯烃的新途径，减缓了我国对石油的过分依赖的情况。
同时提供了一种由煤生产高附加值产品乙烯、丙烯的途径，在当前甲醇工厂开工率极低的情况下，具有重要意义。
2 采用MTO工程技术生产烯烃的经济性分析煤制烯烃与石脑油裂解制烯烃技术路线相比较，在经济上的竞争力取决于原料的成本以及副产品的价值。
我国大部分的乙烯和丙烯来自于石脑油蒸汽裂解，一般生产每t烯烃（乙烯+丙烯）约需2.2t石脑油，煤基甲醇制烯烃的单位烯烃产品甲醇消耗量小于3t。
解析MTO烯烃分离技术的自主创新之路
Clean Coal Chemical Industry, Methanol to Olefin (MTO), Methanol to Propylene (MTP), MTO Olefin Separation Process, PROA Process
解析MTO烯烃分离技术的自主创新之路
DOI: 10.12677/cce.2018.63003
22
清洁煤与能源
徐庆海
为代表)，然而国内外专利商对分离技术的开发研究则显得关注度不够。人弃我取，经过认真的行业发展 动态及申请专利资料的查询检索，惠生工艺设计创新团队最终选择 MTO 烯烃分离技术作为创新的主攻 方向。
2.2. 通过产品气特点分析确定创新攻坚点
甲醇制烯烃反应产物与石脑油裂解制烯烃产物的分布有诸多相似的地方，但又有自身的成分特点， 不能直接把乙烯分离流程应用在甲醇制烯烃产物分离，有必要认真研究甲醇制烯烃产物的分布特性，开 发满足自身特性的分离工艺[4]。甲醇制烯烃技术产出的产品气与采用传统工艺石脑油裂解生产的裂解气 相比具有以下特点：
1) 产品气中，氢气和甲烷的含量较少，仅为后者的 1/6 左右，利于烯烃产品分离； 2) 气体组份中，烯烃的含量较高； 3) 重组份(含碳量高的气体成分)很少； 4) 气体组份中炔烃含量少； 5) 气体组份中含有多种氧化物(主要是：O2、COx、NOx、醛、酮、醚)，但无硫化氢气体。 因此，甲醇制烯烃技术中烯烃分离工艺应该针对产品气的组份特点分析进行具有针对性的技术开发， 去掉产品气组成中的氧化物和二甲醚(DME)，最终得到合格的乙烯和丙烯产品。这就是惠生工艺设计创 新团队最终选择的创新攻坚点。
碱洗塔系统黄油产量较大脱甲烷塔使用混合c3和丙烷吸收剂增加乙烯丙烯的收率高压脱丙烷塔和产品气压缩机四段构成热泵降低了装置投资成本和综合能耗脱丁烷塔使用空冷器在一定程度上减少对循环水的消耗uop前脱乙烷配合psa分离工艺操作程序复杂且频繁易导致误操作引起生产事故由于回收的乙烯返回产品气压缩机入口导致系统负荷增加配套使用变压吸附装置导致整个生产工艺负荷增加995tableanalysistablemtoreactiongascompositionremovalmethodmto反应气成分及脱除方法分析表mto反应气性质组分脱除方法序号未反应原料甲醇水洗脱除n2物理或化学常规方法中间产物杂质dme溶剂吸附法co2co常规物理或化学方法乙炔10最终产品乙烯11丙烯12200710月申请专利两项倪进方李立新
mto烯烃分离
mto烯烃分离
【最新版】
目录
1.MTO 烯烃分离的背景和意义
2.MTO 烯烃分离的原理和方法
3.MTO 烯烃分离的优点和应用前景
正文
一、MTO 烯烃分离的背景和意义
在我国，煤制烯烃产业已经成为一种重要的能源转化方式。
其中，MTO （甲醇制烯烃）技术在近年来得到了广泛关注和应用。
然而，在 MTO 过程中产生的烯烃混合物，需要经过分离才能得到单一的烯烃产品。
这就引出了 MTO 烯烃分离的问题。
对于 MTO 烯烃分离，不仅关乎到烯烃产品的纯度和品质，更影响到整个煤制烯烃产业的经济效益和环保效果。
二、MTO 烯烃分离的原理和方法
MTO 烯烃分离的原理，主要是利用不同烯烃在物理和化学性质上的差异，采用适当的分离方法将烯烃混合物分离成单一的烯烃。
目前，常见的MTO 烯烃分离方法主要有以下几种：
1.冷冻分离法：通过降低温度，使不同烯烃的凝固点差异体现出来，从而实现分离。
2.精馏分离法：根据不同烯烃的沸点差异，利用精馏原理进行分离。
3.膜分离法：利用膜材料对不同烯烃的选择性，实现分离。
4.吸附分离法：利用吸附剂对不同烯烃的吸附能力差异，实现分离。
三、MTO 烯烃分离的优点和应用前景
MTO 烯烃分离技术在实际应用中，具有以下优点：
1.高效：分离速度快，效率高，能够满足大规模生产的需要。
2.节能：分离过程能耗低，有利于降低生产成本。
3.环保：分离过程无污染，符合环保要求。
4.可控：可以根据需要调整分离条件，获得理想的分离效果。
随着我国煤制烯烃产业的发展，MTO 烯烃分离技术的应用前景十分广阔。
探析乙烯装置分离技术及国产化开发
探析乙烯装置分离技术及国产化开发近几年，我国工业得到了快速发展，这在一定程度上也促进了我国乙烯装置分离技术的提高，对于整个行业的发展也能够起到一定促进作用。
首先，阐述了研究乙烯装置分离技术的意义；其次，介绍了乙烯装置分离技术；最后对国产化乙烯分离装置研究进展情况进行总结。
标签：乙烯装置；分类技术；反应装置；反应参数乙烯的产能情况标志着一个国家石油化化工行业的整体水平，近几年，我国工业的飞速发展，这在一定程度上提高了我国乙烯产能，促进了行业的发展。
1 研究乙烯装置分离技术的意义研究乙烯分离装置技术时，要先对乙烯生产期间的各项内容进行深入研究，并且在该过程中，乙烯生产中就是轻质烃进行MTO反应。
通过对乙烯分离装置进行应用，将启始剂装置中加入乙烯分离装置中，可以在一些分离装置中通过分离获取到较纯的乙烯物质，这些物质在应用期间具有不错的工业价值，其也可以作为精细化工作生产中的一项关键原材料，通过对其的合理应用，在一定程度上可以促进我国工业的发展，具有较高的工业价值[1]。
而从我国的经济、工业发展情况来看，人们对于乙烯的需求量不断增多，因此，在日后研究期间，应加强对乙烯装置分离技术的研究，尽快研究出更加先进的技术，通过对该项技术的合理应用，使乙烯装置在应用期间的生产效率能够得到进一步提高，满足人们对乙烯需求量日益增多的具体需求。
2 乙烯装置分离技术应用乙烯分离装置期间，相应的工作人员应当充分意识到乙烯装置分离技术其是一类特殊分离提纯反应，在采用乙烯装置分离技术期间，要对轻质烃具有的化学性质进行合理利用，同时，在设计乙烯分离装置期间，提高对乙烯分离装置自身安全性的设计，确保装置在实际应用过程中的安全性，以免生产过程中，出现安全问题，引发安全事故，对生产工作造成不良影响[2]。
同时，在设计乙烯分离装置期间，要全面结合MTO反应过程中涉及的动力学公式，以及MTO反应期间涉及到的压力參数、传递方面、温度参数等多项数值，只有保证各项参数内容准确无误，才能确保乙烯分离装置在应用中，可以正常运行，以免出现生产事故。
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清洁煤化工，甲醇制烯烃(MTO)，甲醇制丙烯(MTP)，MTO烯烃分离技术， 预切割 + 油吸收技术(PROA Process)
Copyright © 2018 by author and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). /licenses/by/4.0/
Analysis of the Independent Innovation of MTO Olefin Separation Process
Qinghai Xu
Wison Engineering (China) Co. Ltd., Shanghai
Received: Aug. 1st, 2018; accepted: Aug. 14th, 2018; published: Aug. 21st, 2018
甲醇制烯烃反应产物与石脑油裂解制烯烃产物的分布有诸多相似的地方，但又有自身的成分特点， 不能直接把乙烯分离流程应用在甲醇制烯烃产物分离，有必要认真研究甲醇制烯烃产物的分布特性，开 发满足自身特性的分离工艺[4]。甲醇制烯烃技术产出的产品气与采用传统工艺石脑油裂解生产的裂解气 相比具有以下特点：
1) 产品气中，氢气和甲烷的含量较少，仅为后者的 1/6 左右，利于烯烃产品分离； 2) 气体组份中，烯烃的含量较高； 3) 重组份(含碳量高的气体成分)很少； 4) 气体组份中炔烃含量少； 5) 气体组份中含有多种氧化物(主要是：O2、COx、NOx、醛、酮、醚)，但无硫化氢气体。 因此，甲醇制烯烃技术中烯烃分离工艺应该针对产品气的组份特点分析进行具有针对性的技术开发， 去掉产品气组成中的氧化物和二甲醚(DME)，最终得到合格的乙烯和丙烯产品。这就是惠生工艺设计创 新团队最终选择的创新攻坚点。
Clean Coal and Energy 清洁煤与能源, 2018, 6(3), 21-25 Published Online September 2018 in Hans. /journal/cce https:///10.12677/cce.2018.63003
3. 创新过程
3.1. 通过现有技术对比找到突破口
目前国际上常用的 MTO 技术下烯烃分离工艺主要有：Lummus 的前脱丙烷后加氢工艺、KBR 前脱 丙烷后加氢分离工艺、UOP 前脱乙烷配合 PSA 分离工艺等技术，以上三种技术的优缺点分析见表 1。
以上通过对目前国际上常用的三种 MTO 技术烯烃分离工艺的优缺点分析，惠生工程工艺设计创新 团队的烯烃分离技术突破口应该是：
Keywords
Clean Coal Chemical Industry, Methanol to Olefin (MTO), Methanol to Propylene (MTP), MTO Olefin Separation Process, PROA Process
解析MTO烯烃分离技术的自主创新之路
DOI: 10.12677/cce.2018.63003
22
清洁煤与能源
徐庆海
为代表)，然而国内外专利商对分离技术的开发研究则显得关注度不够。人弃我取，经过认真的行业发展 动态及申请专利资料的查询检索，惠生工艺设计创新团队最终选择 MTO 烯烃分离技术作为创新的主攻 方向。
2.2. 通过产品气特点分析确定创新攻坚点
Abstract
All the mature technology of olefin separation in the world, such as: Lummus, KBR, UOP have patent technical protection fee. Chinese must perform the independent technical development and process design and get the MTO olefin separation technology with independent intellectual property rights following the fast development of MTO technology in China. Engineers in Wison Engineering insist in independent innovation in technology research and process development for more than ten years and the MTO olefin separation technology by precutting and oil absorption with full independent intellectual property right passed the state verification and won the second prize of national science and technology progress finally. At present, the PROA process has been transferred more than ten times, forming a production capacity of nearly 5 million tons, which is the most potential domestic olefins separation technology.
Open Access
1. 背景介绍 1.1. 行业背景介绍
随着甲醇制烯烃(MTO)技术在国内的蓬勃兴起和发展，MTO 技术下的烯烃分离工艺也取得了快速的 进步。目前国际上常用的 MTO 烯烃分离工艺主要有：Lummus 的前脱丙烷后加氢工艺、KBR 前脱丙烷 后加氢分离工艺、UOP 前脱乙烷配合 PSA 分离工艺等技术。然而国际上的工艺都具有专利保护，在中国 建成的每一套 MTO 装置都要付出大量的专利费用，因此中国化工界的有识之士早就树立了开发自己的 MTO 烯烃分离技术的凌云壮志。那就是针对 MTO 产物的特点进行具有针对性的技术开发，设计选择更 好的工艺路线，获得具有自主知识产权的 MTO 烯烃分离技术，突破国外公司在 MTO 烯烃分离技术上的 长期壁垒和垄断。
徐庆海
技术的兴盛，中国必须进行技术开发和工艺设计，获得具有自主知识产权的MTO烯烃分离技术。惠生工 程(中国)有限公司坚持走技术研发自主创新之路，历经十余年，具有完全自有知识产权的“预切割 + 油 吸收烯烃分离技术(PROA process)”通过国家鉴定(国家科技进步二等奖)，目前该技术已经转让十多次， 形成近五百万吨产能，是最具潜力的国产化烯烃分离技术。
序号 1) 2) 3)
烯烃分离工艺
优点 1) 主要特点：前脱丙烷后加氢丙烷洗工艺技术
Lummus 前脱丙烷后加氢工艺
KBR 前脱丙烷后加氢分离
工艺
2) 工艺较为简单，无前冷系统
3) 无乙烯制冷系统，降低投资成本 4) 可以适应三种不同的工况： E/P = 0.8；E/P = 1；E/P = 1.2。 5) 乙烯丙烯收率 > 99.3%
1.2. 创新源动力
惠生工程(中国)有限公司是国内最大的私营化工设计、采购及施工管理(EPC)服务供应商，专业从事 炼油、石油化工、煤化工工程建设和技术服务。创新是惠生成长的源动力[1]。惠生工程以自主创新为使 命，聚焦技术、工艺、管理和服务创新。在石油化工、清洁煤化工等领域，开发了众多拥有自主知识产 权的专利技术，多项技术已实现商业成果转化，尤其是乙烯裂解炉成套技术、甲醇制烯烃分离技术在国 内处于行业领先地位。
1) 前脱丙烷、后加氢，无深冷系统。 2) 脱甲烷塔使用混合 C3 和丙烷吸收剂增加乙烯、
丙烯的收率
3) 可以降低丙烯精馏塔系统负荷 4) 高压脱丙烷塔和产品气压缩机四段构成热泵，
降低了装置投资成本和综合能耗
5) 工艺设计去除了绿油洗涤系统。 6) 脱丁烷塔使用空冷器，
在一定程度上减少对循环水的消耗 7) 乙烯、丙烯收率 > 99.5%
徐庆海
惠生工程(中国)有限公司，上海
收稿日期：2018年8月1日；录用日期：2018年8月14日；发布日期：2018年8月21日
摘要
国际上成熟的烯烃分离工艺(如：Lummus、KBR、UOP等)都收取专利技术费，随着国内甲醇制烯烃(MTO)
文章引用: 徐庆海. 解析 MTO 烯烃分离技术的自主创新之路[J]. 清洁煤与能源, 2018, 6(3): 21-25. DOI: 10.12677/cce.2018.63003
1) 操作程序复杂且频繁易导致 误操作引起生产事故
2) 由于回收的乙烯返回产品气压缩 机入口，导致系统负荷增加
Hale Waihona Puke 1) 利用前脱乙烷工艺流程，减少脱甲烷塔进料量
UOP 前脱乙烷配合 PSA 分
离工艺
2) 不需要设置乙烯制冷系统
3) 配套使用变压吸附装置， 导致整个生产工艺负荷增加
4) 烯烃收率 > 99.5%
缺点 1) 黄油产量大易堵塞系统，
严重时甚至可能停车 2) 丙烯精馏塔进料丙烯含量降低，
丙烯分离难度大
(E/P = 乙烯/丙烯产量) 碱洗塔系统黄油产量较大
1) 低能耗、简化分离流程、操作弹性大、进料组成适应范围广、开停车物料损失少的工艺路线[5]； 2) 通过降低产品气中的氧化物含量，从而降低碱洗塔中的黄油产量，避免造成系统堵塞[5]。
3.2. 通过产品气成分分析解决创新难点
反应产物中含有未反应的原料：甲醇(CH4O)、氮气(N2)、氧气(O2)；中间反应产物为二甲醚(DME)； 杂质有一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、氮氧化物(NOx)、乙炔(C2H2)等。甲醇通常以水洗方法脱除[3]； 杂质可采用物理和化学常规方法进行脱除。脱除、回收 DME 是这次技术创新的难点。DME 脱除方案， 概括起来可以分为溶剂吸收法、精馏法、吸附法或这些方法的组合[3]。反应气成分及脱除方法见表 2。