化工创新案例分析PPT课件
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经过多年的技术开发，UOP的MTO已具备建设工业示范装置 的条件。据报道，已计划利用该技术在埃及和尼日利亚建设 大型工业装置。
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4.2 中科院大连化学物理研究所 (DICP)的 DMTO工艺
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4.2 中科院大连化学物理研究所 (DICP)的 DMTO工艺
DMTO工艺采用密相循环流化床反应器，反应 温度为400～5500 ℃，反应压力约0.1 MPa，甲 醇或二甲醚单程转化率接近100 ％，产物中乙 烯、丙烯及丁烯选择性可>90 ％，乙烯加丙烯 选择性>80 ％。
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6
1.意义
甲醇制烯烃工艺主要转化为乙烯(C2H4)、丙烯(C3H6)，都是重 要的有机化工原料，通常把乙烯的产量作为衡量该国化工水 平的依据，是初级化工原料，可以以它为基础生产多种材料。 可以说，乙烯的产量决定了一个国家未来的发展，实现社会 主义小康社会，乙烯和丙烯是顶梁柱！
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7
2.原理
甲醇的性质： 1.性状：无色透明液体，有刺激性气味。 2.熔点（℃）：-97.8 3.沸点（℃）：64.7 4.相对密度（水=1）：0.79 6.饱和蒸气压（kPa）：12.3（20℃）
压力通常决定于机械设计的考虑，较低的甲醇分压有利于得 到较高的轻烯烃特别是乙烯的选择性。
温度是一个重要的控制参数，较高的温度有利于得到较高的 乙烯收率。
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Fra Baidu bibliotek
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4. MTO工艺技术创新
4.1 UOP/Norsk Hydro MTO技术 4.2 中科院大连化学物理研究所(DICP)的
DMTO工艺
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3.3 MTO工艺的特点
MTO工艺采用优点很多的流化床反应器。流 化床反应器具有调节操作条件灵活和较好回 收反应热的优点。
部分待生催化剂经过用空气烧焦的连续再生， 可以保持催化剂活性和产品组成不同。工业 规模生产的催化剂已经通过示范试验，选择 性、长期稳定性和抗磨性都符合要求。
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3.3 MTO工艺的特点
第二部分：化工过程案例分析 -甲醇制烯烃工艺
1.背景与进展 2.原理 3.MTO工艺简介 4.DMTO工艺 5.DMTO创新点 6.结语
汇报人：张雄飞 组员：侯晓玲、李萍萍、赵容慧
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1
1.研究背景
（1）乙烯、丙烯需求量大： 随着经济的发展，我国乙烯、丙烯的消费量迅速增长。我们生 活用品离不开乙烯。比如杯子，衣服等。预计2004-2020年乙 烯需求年均增长率将超过5％，丙烯需求的年均增长率则会超 过乙烯。
2CH3OH→C2H4+2H2O
3CH3OH→C3H6+3H2O
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2.原理
（3）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。
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3.1 MTO工艺流程
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3.2 MTO工艺现场图
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1. 进展
（1）当前合成工艺：当前MTO工艺的代表技术主要有环球石 油公司(UOP)和海德鲁公司(Norsk Hydro)共同开发的 UOP/Hydro MTO技术，中国科学院大连化学物理研究所自主 创新研发的DMTO技术和中国石化开发的SMTO技术。
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5
1.展望
我国将在5年内开工建设(含已投产和正在试车)的煤制烯烃 (含外购甲醇制烯烃)项目超过40项，合计烯烃产能超过2000 万t/a，与此同时甲醇制烯烃技术也在不断改进。
UOP/Norsk Hydro通过大量的试验，确定了催化剂的配方、反 应工艺条件和原则工艺流程，并在挪威一套中试装置上进行 了验证。甲醇在流化床反应器中，在经过改性的SAPO-34催化 剂作用下生成乙烯、丙烯。
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4.1 UOP/Norsk Hydro MTO 技术
UOP/Hydro的MTO技术可根据乙烯、丙烯市场的需求情况， 通过改变反应器的操作苛刻度，较大范围地调整C2/C3比。
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4.1 UOP/Norsk Hydro MTO 技术
1-反应器；2-再生器；3-分离器；4-碱洗塔；5-于燥塔；6-脱甲烷塔
7-脱乙烷塔；8-乙烯分离塔；9-丙烯分离. 塔；10-脱丙烷塔
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4.1 UOP/Norsk Hydro MTO 技术
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4.1 UOP/Norsk Hydro MTO 技术
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2.原理
（1）甲醇制烯烃技术主要分两步，首先由煤 或天然气转化生成粗甲醇，该过程已实现工 业化；然后甲醇转化生成烯烃，主要是乙烯 和丙烯。
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2.原理
（2）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。
以碳基计算，在最大量生成乙烯时，乙烯收率为46％，丙烯 为30％，丁烯为9％，其余副产物为15％，C2/C3比为1.53；最 大量生产丙烯时，乙烯收率为34％，丙烯45％，丁烯12％， 其余副产物9％，C2/C3比为0.75。
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4.1 UOP/Norsk Hydro MTO 技术
最新的研究结果表明，甲醇转化成乙烯加丙烯的碳基选择性 可以达到85％～90％。
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1.研究背景
（2）其合成技术效率不高： 乙烯、丙烯的生产若仍沿用现有的原料和技术路线，原料供应 紧张的矛盾将是十分突出的。因此，我们必须开发并采用提高 化工用油产率的炼油技术和充分利用原油资源增产乙烯、丙烯 的新技术，同时也应开发并采用新的生产乙烯、丙烯的原料路 线。
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3
1.背景
（3）原材料的限制：我国的能源储存特点是“富煤、贫油、 少气”，2015 年我国石油资源的对外依存度首次超过了60%， 因此，过于依赖石油基烯烃生产工艺不利于我国的能源战略 安全。甲醇制烯烃 (MTO)对于缓解我国石油资源紧缺，实现 煤炭的清洁高效利用，具有重要的战略意义。
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3.2 MTO催化剂
ZSM-5沸石是美国Mobile oil公司于上个世纪六十年代 末合成出来的一种含有机胺阳离子的新型沸石分子筛。 由于它在化学组成、晶体结构及物化性质方面具有许 多独特性,因此在很多有机催化反应中显示出了优异的 催化效能,在工业上得到了越来越广泛的应用,成为石 油化工的一种颇有前途的新型催化剂
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4.2 中科院大连化学物理研究所 (DICP)的 DMTO工艺
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4.2 中科院大连化学物理研究所 (DICP)的 DMTO工艺
DMTO工艺采用密相循环流化床反应器，反应 温度为400～5500 ℃，反应压力约0.1 MPa，甲 醇或二甲醚单程转化率接近100 ％，产物中乙 烯、丙烯及丁烯选择性可>90 ％，乙烯加丙烯 选择性>80 ％。
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1.意义
甲醇制烯烃工艺主要转化为乙烯(C2H4)、丙烯(C3H6)，都是重 要的有机化工原料，通常把乙烯的产量作为衡量该国化工水 平的依据，是初级化工原料，可以以它为基础生产多种材料。 可以说，乙烯的产量决定了一个国家未来的发展，实现社会 主义小康社会，乙烯和丙烯是顶梁柱！
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2.原理
甲醇的性质： 1.性状：无色透明液体，有刺激性气味。 2.熔点（℃）：-97.8 3.沸点（℃）：64.7 4.相对密度（水=1）：0.79 6.饱和蒸气压（kPa）：12.3（20℃）
压力通常决定于机械设计的考虑，较低的甲醇分压有利于得 到较高的轻烯烃特别是乙烯的选择性。
温度是一个重要的控制参数，较高的温度有利于得到较高的 乙烯收率。
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Fra Baidu bibliotek
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4. MTO工艺技术创新
4.1 UOP/Norsk Hydro MTO技术 4.2 中科院大连化学物理研究所(DICP)的
DMTO工艺
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3.3 MTO工艺的特点
MTO工艺采用优点很多的流化床反应器。流 化床反应器具有调节操作条件灵活和较好回 收反应热的优点。
部分待生催化剂经过用空气烧焦的连续再生， 可以保持催化剂活性和产品组成不同。工业 规模生产的催化剂已经通过示范试验，选择 性、长期稳定性和抗磨性都符合要求。
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3.3 MTO工艺的特点
第二部分：化工过程案例分析 -甲醇制烯烃工艺
1.背景与进展 2.原理 3.MTO工艺简介 4.DMTO工艺 5.DMTO创新点 6.结语
汇报人：张雄飞 组员：侯晓玲、李萍萍、赵容慧
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1.研究背景
（1）乙烯、丙烯需求量大： 随着经济的发展，我国乙烯、丙烯的消费量迅速增长。我们生 活用品离不开乙烯。比如杯子，衣服等。预计2004-2020年乙 烯需求年均增长率将超过5％，丙烯需求的年均增长率则会超 过乙烯。
2CH3OH→C2H4+2H2O
3CH3OH→C3H6+3H2O
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2.原理
（3）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。
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3.1 MTO工艺流程
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3.2 MTO工艺现场图
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1. 进展
（1）当前合成工艺：当前MTO工艺的代表技术主要有环球石 油公司(UOP)和海德鲁公司(Norsk Hydro)共同开发的 UOP/Hydro MTO技术，中国科学院大连化学物理研究所自主 创新研发的DMTO技术和中国石化开发的SMTO技术。
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1.展望
我国将在5年内开工建设(含已投产和正在试车)的煤制烯烃 (含外购甲醇制烯烃)项目超过40项，合计烯烃产能超过2000 万t/a，与此同时甲醇制烯烃技术也在不断改进。
UOP/Norsk Hydro通过大量的试验，确定了催化剂的配方、反 应工艺条件和原则工艺流程，并在挪威一套中试装置上进行 了验证。甲醇在流化床反应器中，在经过改性的SAPO-34催化 剂作用下生成乙烯、丙烯。
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4.1 UOP/Norsk Hydro MTO 技术
UOP/Hydro的MTO技术可根据乙烯、丙烯市场的需求情况， 通过改变反应器的操作苛刻度，较大范围地调整C2/C3比。
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4.1 UOP/Norsk Hydro MTO 技术
1-反应器；2-再生器；3-分离器；4-碱洗塔；5-于燥塔；6-脱甲烷塔
7-脱乙烷塔；8-乙烯分离塔；9-丙烯分离. 塔；10-脱丙烷塔
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4.1 UOP/Norsk Hydro MTO 技术
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4.1 UOP/Norsk Hydro MTO 技术
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（1）甲醇制烯烃技术主要分两步，首先由煤 或天然气转化生成粗甲醇，该过程已实现工 业化；然后甲醇转化生成烯烃，主要是乙烯 和丙烯。
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2.原理
（2）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。
以碳基计算，在最大量生成乙烯时，乙烯收率为46％，丙烯 为30％，丁烯为9％，其余副产物为15％，C2/C3比为1.53；最 大量生产丙烯时，乙烯收率为34％，丙烯45％，丁烯12％， 其余副产物9％，C2/C3比为0.75。
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4.1 UOP/Norsk Hydro MTO 技术
最新的研究结果表明，甲醇转化成乙烯加丙烯的碳基选择性 可以达到85％～90％。
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1.研究背景
（2）其合成技术效率不高： 乙烯、丙烯的生产若仍沿用现有的原料和技术路线，原料供应 紧张的矛盾将是十分突出的。因此，我们必须开发并采用提高 化工用油产率的炼油技术和充分利用原油资源增产乙烯、丙烯 的新技术，同时也应开发并采用新的生产乙烯、丙烯的原料路 线。
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1.背景
（3）原材料的限制：我国的能源储存特点是“富煤、贫油、 少气”，2015 年我国石油资源的对外依存度首次超过了60%， 因此，过于依赖石油基烯烃生产工艺不利于我国的能源战略 安全。甲醇制烯烃 (MTO)对于缓解我国石油资源紧缺，实现 煤炭的清洁高效利用，具有重要的战略意义。
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3.2 MTO催化剂
ZSM-5沸石是美国Mobile oil公司于上个世纪六十年代 末合成出来的一种含有机胺阳离子的新型沸石分子筛。 由于它在化学组成、晶体结构及物化性质方面具有许 多独特性,因此在很多有机催化反应中显示出了优异的 催化效能,在工业上得到了越来越广泛的应用,成为石 油化工的一种颇有前途的新型催化剂