99银河|(08月05日)甲醇制烯烃过程研究进展

1234567章节乙烯、丙烯是最重要的化工平台化合物，下游很多有机化工产品的制备都必须以乙烯和丙烯为基础原料。现有的烯烃生产技术对石油资源倚赖相当严重，在石油日益短缺的今天，烯烃的需求量却仍然快速增长，造成了低碳烯烃的供需关系日益紧绷。

预计2010年我国乙烯需求量将超过2700万吨／年，按照我国目前的原油品质及轻质油降解生产技术情况估计，大约须要8亿吨／年石油中的石脑油及轻柴油才可符合市场需求。而丙烯的市场需求增长速度更加慢，据专家预计，我国对丙烯市场需求的年增长率大约为6%，早已多达了乙烯的市场需求增长率。目前丙烯的生产大约97%来自蒸汽降解制乙烯的联产和炼厂副产，产品路线结构要求了丙烯正处于支配地位。

并且海湾地区大量用于乙烷降解生产乙烯，很少副产丙烯，更加激化了全球丙烯供需的不均衡。因此，亟需研发新的不依赖石油资源的低碳烯烃制取工艺技术，特别是在是丙烯生产新工艺。相对于石油资源的短缺，我国的煤炭和天然气资源比较非常丰富，尤其是煤炭，其储量为世界第三位，这要求了我国一次能源以煤居多的格局在非常宽时期内无法转变。

煤炭经洁净煤气化后分解合成气，然后可用作发电（IGCC）、生产油品和甲醇或二甲醚等，这是当前我国洁净煤技术利用的主要领域。而将甲醇或二甲醚更进一步转变成乙烯和丙烯等低碳烯烃，可以拓展以煤或天然气为原料生产各种有机化工原材料的新路线，从而增加目前化工产品对石油的高度倚赖。Mobil公司于1976年在研究甲醇制汽油（menthanolyogasoline，MTG）的过程中找到，烯烃是甲醇到汽油的中间产物，通过掌控反应条件，可以低选择性地获得低碳烯烃，由此开始了对甲醇制烯烃的研究。

按照目标产品的有所不同，甲醇制烯烃可以分成两类：目标产品为乙烯和丙烯的甲醇制烯烃过程（methanoltoolefins，MTO）以及目标产品为丙烯的甲醇制丙烯过程（methanoltopropylene，MTP）。从化石资源制备低碳烯烃的路线如图1右图。

甲醇制烯烃的反应具备以下特点：①反应为强劲放热反应过程，工艺设计必须考虑到移热问题；②为了诱导高碳数烃类和芳烃的构成，提升烯烃的选择性，具备酌状功能的分子筛是常用的催化剂材料，但是分子筛不易积炭失活，必须展开再造；③目标产物烯烃为中间产物，必须诱导烯烃二次反应（如氢移往、烯烃单体等）的展开。从前两个特点抵达，流化床是该过程的理想反应器，但是流化床返混相当严重，不会减少二次反应。

针对以上问题，国内外学者回应过程展开了深入研究，但是至今仍未构建工业化生产。综上所述，甲醇制烯烃技术开发了从煤或天然气制取基础化工原料的新路线，尤其是甲醇制丙烯技术，可以转变目前丙烯生产工艺的制约，调节烯烃生产能力结构，符合丙烯快速增长的市场需求。这不仅具备十分最重要的战略意义，而且在石油价格居高不下的今天，也将具备十分明显的经济效益。

但是该技术仍不存在学术和工程上的难题，将近几十年来仍然是学术界和企业界的研究热点。本文针对甲醇制烯烃过程的催化剂制取、反应机理研究以及工艺流程研发等方面展开了综述。

1催化剂研究进展甲醇制烯烃催化剂的研究主要集中于在分子筛催化剂上。早期研究找到，很多微孔分子筛都可以催化剂甲醇到烯烃的转化成，按照其孔道大小可以更进一步分成：大孔分子筛（孔道由十二元的环以上构成，孔径小于0.7nm，如Y分子筛、丝光沸石、SAPO-5等），中孔分子筛（十元的环，孔径大约0.5～0.6nm，如ZSM-5），小孔分子筛（八元的环，孔径大约0.4nm，如ZSPO-34、SAPO-34、SAPO-18等）。其中大孔分子筛孔道尺寸大，酌状效果较好，更容易副产异构烷烃和芳香烃，造成低碳烯烃的选择性较低。

因此，目前甲醇制烯烃催化剂的研究主要集中于在中孔和小孔分子筛，以ZSM-5和SAPO系列分子筛为代表。1.。

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