甲醇制取低碳烯烃的工业开发与实践解析

冯洁

摘要：本文主要分析了我国采用甲醇制取低碳烯烴的工业开发与实践应用现状，重点介绍了我国的甲醇制取低碳烯烃的技术，它不仅能够克服现有甲醇制取低碳烯烃中的缺点，而且具有多种特有的优点。通过对我国甲醇制取低碳烯烃的工业开发与实践应用的研究，以期为相关工业的高效生产提供可靠的保障，创造出最大化的经济与社会效益。

关键词：甲醇;低碳烯烃;工业开发;技术实践;分析研究

1.甲醇制取低碳烯烃技术研究

随着我国社会的进步与经济水平的提高，我国的化学工业也得到了快速的发展。低碳烯烃属于化学工业中比较关键的有机化工颜料，在推动现代石油工业发展中有着重要的作用和价值。甲醇制烯烃（Methanol to Olefin，MTO）技术，是一种制备烯烃的重要技术，开辟了一种新的工艺路线，即采用煤炭或者天然气进行基本有机化工原料的制备和生产。这样的一种烯烃制备技术，能够在一定程度上取代以石油为原料的烯烃制备技术，是我国化学工业发展进步的重要体现。甲醇制取低碳烯烃的技术，不仅能够摆脱烯烃产品制造对于石油的高度依赖，而且还可以游侠推动我国能源资源的合理平衡利用以及石油资源贫乏地区的快速发展。就目前而言，我国的甲醇制取低碳烯烃技术（DMTO）已经有了很大的进步，中国科学院大连化学物理研究所自上世纪80年代开始对这一工艺技术进行研究，完成了世界上首次万吨级别的DMTO技术工业性试验，并在此基础上对DMTO成套工业化技术进行了研发，有效推动了DMTO技术的工业化发展。甲醇制取低碳烯烃技术，采用三乙胺、二乙胺及TEA加四乙基氢氧化铵为整个过程的模板剂，以确保SAPO分子筛制作过程的顺利进行。同时，该过程还选择了流化床反应器，并在此基础上制成了以改性SAPO分子筛和小孔SAPO-34为催化剂的甲醇/二甲醚生产乙烯的技术手段。图1描述的是甲醇制取低碳烯烃的流程图。

相较于传统甲醇制取低碳烯烃技术手段而言，DMTO技术可以有效提高甲醇的转化率，同时，设备的建设所需要的资金以及工艺制备操作所需要的资金更低，能够节省50%-80%。除此之外，我国大连化学物理研究院自行研发了DO123的催化剂，其不仅具有比较低廉的价格，而且还具有较强的市场竞争力。在我国的“十二五”期间，DMTO技术在工业领域得到了广泛的应用，并取得了显著的成绩。如今，DMTO技术已经在我国的工业中普及应用，极大地带动了化工业的发展进步。新一代的DMTO-II型技术也已经首次实现了工业化。

2.甲醇制取低碳烯烃技术应用效果

经过近40年的努力，中科院大连化学物理研究所在甲醇制取低碳烯烃方面已经卓有成效，而除了中科院大连化学物理研究院，2000年，中石化上海化工研究院加大了MTO技术研发力度，并在MTO工艺和催化剂方面获取了多项专利。2004-2006年，中石化上海化工研究院所研究的SAPO-34型分子筛工业放大技术取得了比较理想的成果。同时，上海化工研究院研究在2005-2006年，成功制备新型流化床催化剂，并利用新型干燥的方法制备，不仅价格低廉，而且具有比较优异的催化性能，相较于FCC催化剂，其强度更高，颗粒分布类似。同时，上海石油化工研究院为了推动自主新能源技术的创新与研发，开始加强与中石化工程建设单位进行交流与合作，成功研发了SMTO技术，即所谓的甲醇制烯烃成套技术。目前我国已经有着中科院大连化学物理研究院所研发的DMTO技术与上海石油化工研究院研发的SMTO技术，这两项技术，相较于国外主流且广泛应用的UOP/Hydro公司的MTO工艺技术，有着一定的优势和特点，具体的MTO工业示范装置技术比较情况，如表1所示。

通过对表1进行分析得知，大连化学物理研究院的DMTO工艺已经在主体的流程与催化剂的选择使用方面与UOP技术基本相同，且在工艺技术参数上有着较为微弱的优势，同时，其实验装置的规模是UOP技术的近67倍，能够看到我国的DMTO技术已经达到世界先进水平。

而在甲醇制取低碳烯烃的实际实践中，在SMTO工艺技术中，上海化工研究院与中石化建设工程公司于2006年9月在燕山石化建成了一套日产100t的SMTO工业化示范项目，且与2007年11月顺利开始投产。而在DMTO工艺技术中，大连物化所开发了DMTO成套工业化技术，实现了DMTO技术的广泛应用，且在煤制烯烃工业领域获得突破。在2010年8月，世界上第一套180万吨煤基甲醇制60万吨烯烃装置正式投料试车，并取得成功，且于2011 年1月正式开展商业化运营。无论是SMTO技术还是DMTO技术，都为我国化工行业带来了巨大的社会效益和经济效益。

3.结语

目前我国的石油能源资源较为紧缺，而依靠石油进行制备的烯烃又是化工业的重要有机基础材料。如何减少石油的使用而制备低碳烯烃，成为了一个关键的问题。文章从此出发，对我国的甲醇制取低碳烯烃的技术工艺进行探析阐述，希望能够帮助解决我国化工业低碳烯烃的需求问题。

参考文献：

[1]惠德健.甲醇制低碳烯烃催化反应的研究进展[J].煤化工，2014，42（6）：46-50.

[2]杨凯.甲醇制低碳烯烃工艺及催化剂研究新进展[J].化工管理，2017，（1）：211.