淺析煤制烯烴.pdf

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1、總第171期doi：10．3969／j．issn．1005—2798．2013．11．020淺析煤制烯烴郭艷玲(潞安環(huán)能股份公司技術(shù)中心，山西長治046204)摘要：文章概述了煤制烯烴的重要性、工藝流程、核心技術(shù)和催化劑等，并對我國煤制烯烴的現(xiàn)狀、面臨的問題及采取的相關(guān)措施等進(jìn)行了簡單介紹。關(guān)鍵詞：煤制烯烴；甲醇；烯烴；催化劑中圖分類號：F426．72；TQ221．2文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B文章編號：1005—2798(2013)1l一0048．02制烯烴及烯烴回收分離五個(gè)流程，其中包括煤氣化、1我國能源現(xiàn)狀及煤制烯烴的重要性合成氣凈化、

2、甲醇合成和甲醇制烯烴四項(xiàng)核心技術(shù)，我國的能源結(jié)構(gòu)是“富煤、缺油、少氣”，石油資煤制甲醇是煤制烯烴的核心。煤制甲醇的過程主要源儲量有限，開采難度大，已無法滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展有：首先將煤氣化制成合成氣，煤氣化是指煤與氣化的需求，而未來能源以煤為主的消費(fèi)格局，在相當(dāng)長劑在一定的溫度、壓力等條件下，發(fā)生反應(yīng)而轉(zhuǎn)化為的一段時(shí)期內(nèi)不會有大的變化。據(jù)預(yù)測，2020年全煤氣的工藝過程，且一般是指煤的完全氣化，也就是國煤炭需求為21～29億t，在一次能源生產(chǎn)和消費(fèi)將煤中的有機(jī)質(zhì)最大限度地轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏玫臍鈶B(tài)產(chǎn)中仍占60％以上。盡管如此，國內(nèi)煤炭的利用仍

3、以品；接著將合成氣變換，即將煤氣化后其中的CO部粗放為主，煤炭清潔利用技術(shù)發(fā)展水平要遠(yuǎn)低于石分轉(zhuǎn)變?yōu)镠；然后將轉(zhuǎn)換后的合成氣凈化；最后將油煉化技術(shù)。而煤炭作為最重要的含碳資源之一，凈化合成氣制成粗甲醇并精餾，最終產(chǎn)出合格的甲其潛在價(jià)值未得到發(fā)掘。近年來，隨著能源和環(huán)境醇。煤制甲醇的工藝步驟都已經(jīng)十分成熟，有多年壓力的增大與技術(shù)自身的積累和進(jìn)步，新型煤化工的商業(yè)化生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。甲醇制烯烴是煤制烯烴的最重技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的興起使煤炭的潛在價(jià)值逐步顯現(xiàn)，發(fā)要環(huán)節(jié)，甲醇制烯烴即在一定條件(溫度、壓強(qiáng)和催展以煤炭節(jié)約型利用為主導(dǎo)的新型煤化工，已成為

4、化劑)下，甲醇蒸汽先脫水生成二甲醚，然后二甲醚煤清潔利用和緩解經(jīng)濟(jì)發(fā)展對石油資源的過度依賴與原料甲醇的平衡混合物氣體脫水繼續(xù)轉(zhuǎn)化為以乙的重要舉措。烯和丙烯為主的低碳烯烴，再進(jìn)行輕烯烴回收，得到烯烴是現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)最基本的有機(jī)原料，下游乙烯和丙烯等。的產(chǎn)品被廣泛用于Et常生活的各個(gè)領(lǐng)域。雖然我國2)煤制烯烴技術(shù)主要有兩種，中間都經(jīng)過甲的烯烴產(chǎn)量在逐年增加，但缺口仍然很大，無法滿足醇：一種是甲醇制乙烯和丙烯等低碳混合烯烴下游市場的需求。烯烴的巨大需求量、原油的高進(jìn)(MTO)；另一種是甲醇制丙烯(MTP)。MTO＼MTP口依存度以及煤炭

5、的價(jià)格優(yōu)勢凸顯了煤制烯烴的重工藝由甲醇轉(zhuǎn)化烯烴單元和輕烯烴回收單元組成，要性。以“煤”代“油”的方式來生產(chǎn)低碳烯烴，是實(shí)在甲醇轉(zhuǎn)化單元中，通過流化床反應(yīng)器將甲醇轉(zhuǎn)化現(xiàn)我國“煤代油”能源戰(zhàn)略，保證國家能源安全的重為烯烴，再進(jìn)入烯烴回收單元中將輕烯烴回收，得到要途徑之一。主要產(chǎn)品乙烯和丙烯。3)甲醇制烯烴用的催化劑是以分子篩為主2煤制烯烴的工藝流程、技術(shù)及催化劑要活性組分，一氧化鋁、氧化硅和硅藻土等為載體，1)煤制烯烴即煤基甲醇制烯烴，是指以煤為在加工助劑的協(xié)同作用下，經(jīng)加工成型、烘干和焙燒原料合成甲醇后再通過甲醇制取乙烯、丙烯等烯

6、烴等工藝制成分子篩催化劑，分子篩的性質(zhì)和加工助的技術(shù)。主要反應(yīng)有：甲醇制烯烴(MTO)：2CHOH劑的性質(zhì)等都會對分子篩催化劑的性能產(chǎn)生影響。=C2H4+2H2O，3CH3OH=C3H6=3H2O；甲醇制丙最早甲醇制烯烴主要以ZSM一5等中孔分子篩作為烯(MTP)：3CH3OH=C3H6+3H2O。煤制烯烴工藝催化劑，這些分子篩的孔徑相對較大，產(chǎn)物以丙烯基流程包括煤氣化、合成氣凈化、甲醇合成、甲醇轉(zhuǎn)化C+4烴類為主，同時(shí)還有較高含量的芳烴，其乙烯收稿日期：2013-08—13作者簡介：郭艷玲(1977一)，女，山西高平人，工程師

7、，從事新型材料開發(fā)技術(shù)工作。48郭艷玲：淺析煤制烯烴第22卷第11期收率僅為5％。隨后研發(fā)的硅磷鋁非沸石分子篩煤制烯烴面臨的問題：①經(jīng)濟(jì)性因?yàn)橄鄬π源?簡稱SAPO分子篩)的孔徑比ZSM一5的更小，其在波動。由于煤炭價(jià)格以及石油化工產(chǎn)品價(jià)格會隨中SAPO一34為活性組分的MTO一100催化劑，其著市場行情浮動、不穩(wěn)定，很容易引起質(zhì)疑。②煤制乙烯和丙烯的選擇性分別為43％～61．1％和烯烴項(xiàng)目由于從煤為原料到最后制成聚烯烴或烯烴27．4％～41．8％，產(chǎn)物中乙烯和丙烯等低碳烯烴含衍生物產(chǎn)品，涉及到的工藝流程比較長，因此具有經(jīng)量顯著

8、增加，而且芳烴含量幾乎沒有。因此，分子篩濟(jì)規(guī)模的煤制烯烴項(xiàng)E1投資較高。③原材料及能源的粒徑是合成分子篩催化劑的一個(gè)重要因素。消耗大，水資源損耗高，碳排放量高，污染嚴(yán)重，對環(huán)煤制烯烴的具有競爭力的條件是：必須建在煤境影響大。④我國的塑料生產(chǎn)廠大部分位于沿海地炭坑