這是一個(gè)關(guān)于甲醇制烯烴用途PPT，包括了低碳烯烴的定義和制備方法，乙烯，丙烯，丁烯，低碳烯烴可行技術(shù)路線，催化劑的研究進(jìn)展，甲醇制烯烴的反應(yīng)機(jī)理，動(dòng)力學(xué)，MTO合成工藝，工藝操作條件對(duì)MTO產(chǎn)品的影響，甲醇制烯烴的發(fā)展前景，思考題等內(nèi)容，第三章 低碳烯烴合成技術(shù)章結(jié)兵 西安科技大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院低碳烯烴的定義和制備方法（P63) 低碳烯烴通常是指碳原子數(shù)≤4的烯烴,如乙烯、丙烯及丁烯等 。低碳烯烴是石油化工生產(chǎn)最基本的原料，可以用于生產(chǎn)如聚乙烯、聚丙烯、丙烯腈、環(huán)氧乙烷或者乙二醇之類的有機(jī)化合物。 制取低碳烯烴的方法主要有兩大類：一是石油路線；二是非石油路線。由于考慮能源危機(jī)問題，優(yōu)選非石油路線。乙 烯它是一種無(wú)色易燃的氣態(tài)鏈烯烴，無(wú)色氣體，略具烴類特有的臭味 ； 分子式：C2H4，結(jié)構(gòu)式:CH2=CH2；溶解性：不溶于水，微溶于乙醇、酮、苯，溶于醚；健康危害：具有較強(qiáng)的麻醉作用。乙烯主要用途 乙烯用量最大的是生產(chǎn)聚乙烯（PE），約占乙烯耗量的45%；其次是由乙烯生產(chǎn)的二氯乙烷和氯乙烯；乙烯氧化可制環(huán)氧乙烷和乙二醇；另外乙烯烴化可制苯乙烯，乙烯氧化制乙醛、乙烯合成酒精、乙烯制取高級(jí)醇等。聚乙烯的作用：可用于薄膜制品，其次是管材、注射成型制品、電線包裹層、包裝袋等 ，常見制品：手提袋、水管、油桶、飲料瓶（鈣奶瓶）、日常用品等。 中國(guó)乙烯工業(yè)的發(fā)展 中國(guó)乙烯存在巨大的市場(chǎng)缺口和消費(fèi)增長(zhǎng)空間，國(guó)產(chǎn)乙烯的市場(chǎng)占有率一直較低，歡迎點(diǎn)擊下載甲醇制烯烴用途PPT。

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第三章 低碳烯烴合成技術(shù)章結(jié)兵 西安科技大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院低碳烯烴的定義和制備方法（P63) 低碳烯烴通常是指碳原子數(shù)≤4的烯烴，如乙烯、丙烯及丁烯等 。低碳烯烴是石油化工生產(chǎn)最基本的原料，可以用于生產(chǎn)如聚乙烯、聚丙烯、丙烯腈、環(huán)氧乙烷或者乙二醇之類的有機(jī)化合物。 制取低碳烯烴的方法主要有兩大類：一是石油路線；二是非石油路線。由于考慮能源危機(jī)問題，優(yōu)選非石油路線。乙 烯它是一種無(wú)色易燃的氣態(tài)鏈烯烴，無(wú)色氣體，略具烴類特有的臭味 ； 分子式：C2H4，結(jié)構(gòu)式:CH2=CH2；溶解性： 不溶于水，微溶于乙醇、酮、苯，溶于醚；健康危害： 具有較強(qiáng)的麻醉作用 。 乙烯主要用途 乙烯用量最大的是生產(chǎn)聚乙烯（PE），約占乙烯耗量的45%；其次是由乙烯生產(chǎn)的二氯乙烷和氯乙烯；乙烯氧化可制環(huán)氧乙烷和乙二醇；另外乙烯烴化可制苯乙烯，乙烯氧化制乙醛、乙烯合成酒精、乙烯制取高級(jí)醇等。聚乙烯的作用：可用于薄膜制品，其次是管材、注射成型制品、電線包裹層、包裝袋等 ，常見制品：手提袋、水管、油桶、飲料瓶（鈣奶瓶）、日常用品等。 中國(guó)乙烯工業(yè)的發(fā)展 中國(guó)乙烯存在巨大的市場(chǎng)缺口和消費(fèi)增長(zhǎng)空間，國(guó)產(chǎn)乙烯的市場(chǎng)占有率一直較低。為緩解國(guó)內(nèi)乙烯供應(yīng)緊張，滿足國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，雖然中國(guó)石油、中國(guó)石化和中海油加快實(shí)施乙烯擴(kuò)能計(jì)劃，但預(yù)計(jì)到2010年中國(guó)乙烯當(dāng)量消費(fèi)供需缺口仍將達(dá)1119萬(wàn)噸。從整體情況看，中國(guó)乙烯工業(yè)還有較大的發(fā)展空間。 丙 烯 它為易燃、無(wú)色、有烴類氣味的氣體； 分子式： C3H6 ，結(jié)構(gòu)式:CH2=CH-CH3；溶解性： 溶于水、乙醇。 健康危害：本品為單純窒息劑及輕度麻醉劑。 丙烯主要用途 丙烯用量最大的是生產(chǎn)聚丙烯，另外丙烯可制丙烯腈、異丙醇、苯酚和丙酮、丁醇和辛醇、丙烯酸及其脂類以及制環(huán)氧丙烷和丙二醇、環(huán)氧氯丙烷和合成甘油等。 聚丙烯（PP）：包裝行業(yè)；工程防水材料；汽車工業(yè) ；家用電器 ；管材 等，常見制品：盆、桶、家具、薄膜、編織袋、瓶蓋、汽車保險(xiǎn)杠等。 丙烯腈：它是合成塑料、橡膠、纖維等高聚物的原料。 丙烯的發(fā)展前景 到2010年，中國(guó)丙烯的表觀消費(fèi)量將達(dá)到1049萬(wàn)噸。從當(dāng)量需求來(lái)看，丙烯供需矛盾十分突出。到2010年，丙烯當(dāng)量需求的年均增長(zhǎng)率將達(dá)到7.6%，超過(guò)丙烯生產(chǎn)能力的增長(zhǎng)速度。預(yù)計(jì)到2010年，中國(guó)對(duì)丙烯的當(dāng)量需求將達(dá)到1905萬(wàn)噸，供需缺口將達(dá)到825萬(wàn)噸，屆時(shí)還將有大量丙烯衍生物進(jìn)口，中國(guó)丙烯開發(fā)利用前景廣闊。 1-丁烯 無(wú)色氣體 ，易燃，與空氣混合能形成爆炸性混合物。遇熱源和明火有燃燒爆炸的危險(xiǎn)。 分子式： C4H8 ，結(jié)構(gòu)式:CH2=CH-CH2-CH3；溶解性： 不溶于水，微溶于苯，易溶于乙醇、乙醚。健康危害： 有輕度麻醉和刺激作用，并可引起窒息。主要用途： 用于制丁二烯、異戊二烯、合成橡膠等。 聚丁二烯主要用作合成橡膠，并常與天然橡膠、丁苯橡膠并用，制造輪胎的胎面和胎體，此外由于耐磨性好，也用于鞋底、輸送帶、車輛零件等。 1，2- 聚丁二烯用于膠粘劑和密封劑。 低碳烯烴可行技術(shù)路線甲醇制低碳烯烴 ；二甲醚制低碳烯烴 ；合成氣制低碳烯烴 ；天然氣制低碳烯烴 。 1.甲醇制低碳烯烴甲醇制取低碳烯烴（MTO）技術(shù)是以煤/或天然氣為原料制取基本有機(jī)化工原料乙烯和丙烯的非石油原料路線，不僅能減輕和緩解對(duì)石油的需求和依賴，保障國(guó)家能源安全，也為我國(guó)實(shí)施石油替代戰(zhàn)略提供一條切實(shí)可行的新技術(shù)途徑。 甲醇制低碳烯烴 （P63) 甲醇制低碳烯烴可分：烯烴（Methanol to olefin， MTO ）和甲醇制丙烯(Methanol to Propylene，MTP) 最常用的催化劑為：甲醇制烯烴過(guò)程中最有效的催化劑就是SAPO-34（磷酸硅鋁）分子篩。 MTO /MTP的反應(yīng)機(jī)理是在催化劑作用下甲醇先脫水生成二甲醚(DME) ，然后DME與原料甲醇的平衡混合物脫水繼續(xù)轉(zhuǎn)化為以乙烯、丙烯為主的低碳烯烴，少量C1 ～C5 的低碳烯烴進(jìn)一步反應(yīng)生成分子量不同的飽和烴、芳烴、C6 +烯烴及焦炭。 催化劑的研究進(jìn)展（P68）沸石分子篩催化劑：美國(guó)Mobil公司在1976年首先報(bào)道了甲醇制烯烴的研究 ，其催化劑主要是以ZSM-5沸石分子篩為基礎(chǔ)。當(dāng)甲醇通過(guò)HZSM-5、Sb2O3- ZSM-5、P- ZSM-5和ZSM-34沸石催化劑時(shí)，甲醇裂解的產(chǎn)品主要是低碳烯烴。 1984年進(jìn)行過(guò)9個(gè)月在使用ZSM-5催化劑的中試實(shí)驗(yàn)中，在列管式反應(yīng)器中進(jìn)行甲醇轉(zhuǎn)化制烯烴的工藝流程發(fā)現(xiàn)：甲醇擴(kuò)散到催化劑孔中進(jìn)行反應(yīng)，首先生成二甲醚，然后生成乙烯，反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，生成丙烯、丁烯和高級(jí)烯烴，但在此過(guò)程中，由于在大孔沸石上的反應(yīng)會(huì)迅速結(jié)焦，催化劑的壽命尚不理想。催化劑的研究進(jìn)展（P68）含金屬的沸石催化劑：美國(guó)得克薩斯AM大學(xué)開發(fā)多功能催化劑：該機(jī)構(gòu)進(jìn)行了40多種催化劑活性試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)含鎢催化劑對(duì)合成低碳烴類有效，烯烴收率達(dá)34%；德國(guó)巴斯夫公司研制出了分別含鐵、鉻及高硅鋁比的ZSM-5沸石和砷沸石。并且在采用硅鋁比低于70的HZSM-5沸石上轉(zhuǎn)化，其C2～C4烯烴占70%～80%。 催化劑的研究進(jìn)展（P69） SAPO-34（磷酸硅鋁）分子篩催化劑： 該類催化劑的特點(diǎn)： SAPO-34 分子篩催化劑孔徑只允許乙烯、丙烯和少量的C4通過(guò)，不會(huì)產(chǎn)生重的烴類產(chǎn)品。環(huán)球油品公司(UOP)開發(fā)的MTO-100 ，乙烯、丙烯比率可以在0.75-1.5之間調(diào)節(jié)，而且乙烯和丙烯的純度均在99.6%以上，可直接滿足聚合級(jí)丙烯和乙烯的要求。 催化劑的研究進(jìn)展（P69）含金屬的SAPO-34（磷酸硅鋁）分子篩催化劑：將各種金屬元素引入SAPO-34分子篩骨架上，得到稱為MAPSO或ELPSO的分子篩 。金屬離子的引入會(huì)引起分子篩酸性及孔徑大小的變化，以其綜合效應(yīng)影響催化反應(yīng)性能�？讖阶冃】上拗拼蠓肿拥臄U(kuò)散，有利于小分子低碳烯烴選擇性的提高。 摻入不同金屬離子SAPO-34的催化性能比較 表 大連化物所與UOP公司的催化劑對(duì)比甲醇制烯烴的反應(yīng)機(jī)理（P65) MTO總反應(yīng)過(guò)程可以分為三步：在分子篩表面生成甲氧基；生成第一個(gè)C-C鍵；生成C3以及C4。 形成表面甲氧基 MTO反應(yīng)過(guò)程 :甲醇脫掉一分子水生成二甲醚，甲醇/二甲醚迅速形成平衡混合物，隨后甲醇/二甲醚分子與SAPO-34分子篩上酸性位作用生成甲氧基，推斷可能有兩種甲氧基生成 。 生成第一個(gè)C－C鍵 ： C3、C4的生成過(guò)程 ： 以路線3為例：動(dòng)力學(xué) MTO合成工藝 MTO合成工藝 UOP公司在工藝設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)，由于反應(yīng)器物料富含烯烴，甲烷含量相對(duì)較少，選擇前脫乙烷塔比較合適，從而可以省去前脫甲烷塔，相應(yīng)的也省去了大量的制冷設(shè)備，節(jié)省了大量能源。考慮將二甲醚作為甲醇制烯烴的中間步驟。由于反應(yīng)以粗甲醇為原料含有大量水，反應(yīng)過(guò)程又有水生成，水或水蒸氣不利于金屬磷酸鋁催化劑的穩(wěn)定性和壽命，若以二甲醚為中間產(chǎn)物可使催化劑穩(wěn)定性和壽命得到明顯改善。以二甲醚作中間體的另一優(yōu)點(diǎn)是二甲醚分子結(jié)構(gòu)中甲基與氧之比是甲醇的兩倍，生產(chǎn)相同量的低碳烯烴，反應(yīng)出口物料僅為甲醇的一半，從而減小設(shè)備尺寸，節(jié)省了投資費(fèi)用。將含甲烷和輕烯烴餾分部分返回至轉(zhuǎn)化反應(yīng)區(qū)，甲烷取代水作為稀釋劑，從而減少了水對(duì)催化劑穩(wěn)定性及壽命的不利影響。其中，脫甲烷塔采用一個(gè)帶壓回轉(zhuǎn)吸附技術(shù)將甲烷和水從反應(yīng)物中脫除，節(jié)省了投資。通過(guò)歧化（metathesis）手段使丙烯歧化為乙烯和丁烯。 工藝操作條件對(duì)MTO產(chǎn)品的影響 反應(yīng)溫度：一般控制在325～425℃之內(nèi)；對(duì)于中等孔徑的分子篩，若想得到最大量的乙烯和丙烯，盡可能溫度低些， 對(duì)于小孔沸石，所需溫度較高。 反應(yīng)壓力: 較高、較低的壓力，都會(huì)使烯烴的收率降低，應(yīng)選擇適合的壓力是0.17MPa(甲醇在Mn、Mg/13X沸石催化劑上反應(yīng)，當(dāng)壓力從0.1MPa升高到2.5MPa時(shí)，乙烯含量從46.9%下降到33.3%。C4由7.4%上升到24%)。 較高壓力有利于C5以上脂肪烴和芳烴生成。 空速的影響 反應(yīng)時(shí)間短，有利于烯烴生成 添加稀釋劑的影響 原料中添加稀釋劑—氫、氦、氮、水蒸氣，可以提高乙烯的選擇性。通常所加的稀釋劑是水蒸氣。添加稀釋劑實(shí)質(zhì)上就是降低甲醇的分壓，同時(shí)還降低了生成的低碳烯烴的分壓，從而不利于低碳烯烴的聚合。 MTP 合成工藝(P74) 德國(guó)魯奇公司于1990 年起開展了甲醇制丙烯的研究與開發(fā)采用固定床工藝南方化學(xué)公司提供的專用催化劑。 MTP 合成工藝框圖 我國(guó)在建的MTO/MTP項(xiàng)目神華寧煤煤化工在寧東52萬(wàn)噸/年丙烯，采用魯奇(Lurgi)MTP技術(shù)，預(yù)計(jì)2010年投產(chǎn)；大唐國(guó)際煤化工在多倫的46萬(wàn)噸/年丙烯，采用魯奇(Lurgi)MTP技術(shù)，預(yù)計(jì)2010年投產(chǎn)；還有近1100萬(wàn)噸的MTO和MTP項(xiàng)目已經(jīng)規(guī)劃或開展了前期工作。 2.二甲醚制低碳烯烴(DMTO) 主要縮寫所代表的意思 MTO、DMTO、SDTO 相同點(diǎn)：TO =合成低碳烯烴 不同點(diǎn)：原料不同（M=甲醇；DM=甲醇二甲醚；D=二甲醚；SD=合成氣二甲醚） DMTO的機(jī)理 Chang C.D.等人曾提出在酸性分子篩作用下DME生成乙烯的機(jī)理 SDTO合成工藝合成氣二步法合成低碳烯烴：催化劑1：銅－鋅－固體酸性雙功能催化劑；催化劑2：SAPO-34分子篩催化劑 SDTO新工藝特點(diǎn)由合成氣制二甲醚打破了合成氣制甲醇體系的熱力學(xué)限制，CO轉(zhuǎn)化率高者可達(dá)90%以上，與合成氣經(jīng)甲醇制低碳烯烴相比可節(jié)省投資5%—8%， 節(jié)省操作費(fèi)用約5%；采用小孔磷硅鋁(SAPO－34)分子篩催化劑，乙烯的選擇性大大提高(50%—60%)；在SAPO－34分子篩合成與催化劑廉價(jià)方面有大的突破，催化劑成本的降低對(duì)于流化床反應(yīng)工藝具有特別重要的意義；第二段反應(yīng)采用流化反應(yīng)器，可有效地導(dǎo)出反應(yīng)熱，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)－再生連續(xù)操作，能耗大大降低； SDTO新工藝具有靈活性，它包含的兩段反應(yīng)工藝即可以聯(lián)合成為合成氣制烯烴工藝的整體，又可以單獨(dú)應(yīng)用；特別要指出的是，所發(fā)展的SAPO－34分子篩催化劑可直接用作甲醇制烯烴過(guò)程；為了標(biāo)明所發(fā)展的MTO工藝也可以應(yīng)用于二甲醚原料，將所發(fā)展的工藝命名為DMTO 大連化學(xué)物理研究所DMTO工藝(P77) ZSM-5催化劑和固定床反應(yīng)器； SAPO-34催化劑和流化床反應(yīng)器；微球SAPO分子篩型催化劑D0123；上海青浦化工廠建立中試裝置反應(yīng)溫度530~550℃； DME轉(zhuǎn)化率98%以上； C2=~C4=烯烴選擇性~90%；乙烯+丙烯選擇性大于80% 大連化物所DMTO催化劑 D0123催化劑優(yōu)點(diǎn)：乙烯、丙烯選擇性高，適應(yīng)于大空速操作，再生性能好，熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性優(yōu)異，價(jià)格便宜。新一代甲醇制烯烴催化劑D803C-II01，該催化劑除具有D0123型催化劑的優(yōu)點(diǎn)外，還可以適用于甲醇和二甲醚及其化合物等多種原料。 陜西新興煤化工科技公司 與大連化物所、洛陽(yáng)石化工程公司合作項(xiàng)目 D803C-II01催化劑已被應(yīng)用于1.5萬(wàn)t/a的工業(yè)化試驗(yàn)裝置進(jìn)行試驗(yàn)；試驗(yàn)裝置累計(jì)運(yùn)行1150 h。進(jìn)行了2次72 h考核； 2006年8月23日在北京通過(guò)了國(guó)家鑒定。在榆林市建設(shè)甲醇進(jìn)料量為60萬(wàn)t/a的DMTO工業(yè)示范工程，包括烯烴分離和聚合的全過(guò)程，為下一步建設(shè)甲醇進(jìn)料量為240~300萬(wàn)t/a的大型工業(yè)化裝置積累經(jīng)驗(yàn)。 工藝流程前部分使甲醇轉(zhuǎn)化為低碳烯烴，總體流程與催化裂化裝置相似，包括反應(yīng)再生、急冷分餾、氣體壓縮、煙氣能量利用和回收、反應(yīng)取熱和再生取熱等部分。后部系統(tǒng)為烯烴的精制分離部分，與管式裂解爐工藝的精制分離部分相似，包括堿洗、干燥、壓縮、制冷、脫碳 2 塔、炔烴前加氫、脫C1 塔、C2 分餾塔、脫C3 塔、C3 分餾塔和脫C4 塔等。 根據(jù)對(duì)目的低碳烯烴產(chǎn)品是化學(xué)級(jí)還是聚合級(jí)的不同，流程可以有適當(dāng)改變。整個(gè)DMTO 生產(chǎn)裝置大約有100 多臺(tái)件反應(yīng)器、再生器、塔器、壓縮機(jī)、主風(fēng)機(jī)、容器、機(jī)泵、換熱器、加熱爐等。 MTO與SDTO和DMTO的比較（P78) 由天然氣制合成氣是已經(jīng)工業(yè)化的方法，甲醇和二甲醚均可由合成氣一步法制得，但從熱力學(xué)上講，制得二甲醚要比制甲醇來(lái)得容易，從原料的來(lái)源來(lái)看DMTO比MTO更容易實(shí)現(xiàn) ; 相對(duì)于MTO而言，DMTO法生成低碳烯烴的選擇性可提高38%，對(duì)于相同體積的DMTO與MTO反應(yīng)器，前者的生產(chǎn)能力比后者高25%；對(duì)于MTO，DME的生成是在甲醇脫水的反應(yīng)器中，對(duì)于DMTO，DME的生成是在合成氣轉(zhuǎn)化的反應(yīng)器中，這樣DMTO放熱過(guò)程的設(shè)置就更有效合理。MTO由于增加了一個(gè)脫水過(guò)程(或反應(yīng)器)，就勢(shì)必增加了投資和操作費(fèi)用。 合成氣制低碳烯烴合成氣直接制低碳烯烴：是CO和H2在催化劑作用下，通過(guò)費(fèi)－托（Fischer-Tropsch）合成法制得碳原子數(shù)≤4的烯烴過(guò)程。 合成氣制低碳烯烴的有關(guān)反應(yīng)式（P79) 此外，還伴有下列副反應(yīng)：合成氣制低碳烯烴催化劑目標(biāo)：獲得高選擇性的低碳烯烴；方法：克服S－F碳數(shù)分布，使碳鏈集中于C2~C4范圍內(nèi)，阻止生成的烯碳發(fā)生二次反應(yīng)。途徑：改進(jìn)F-T催化劑；反應(yīng)條件要有利于C－O鏈斷裂，產(chǎn)生烴類，阻止碳鏈增長(zhǎng)并生成C2~C4烴，避免低碳烯烴與吸附氫的締合產(chǎn)生飽和烴。催化劑改進(jìn)方法(P80) 物理改性法：改變孔結(jié)構(gòu)可使鏈中止。例如將金屬活性組分附在沸石等載體適宜的孔道內(nèi)，使鏈增長(zhǎng)由于空間限制而終止。利用具有特殊孔道結(jié)構(gòu)的載體。促進(jìn)擴(kuò)散反應(yīng)，例如，具有ZSM-11結(jié)構(gòu)的Si-2、B-ZSM-11沸石擔(dān)載的Fe-MnO催化劑。利用金屬離子分散性也能改變其選擇性。例如，以Fe(CO)6、Fe(CO)12等替代常規(guī)硝酸鹽分解所制得的高分散體系催化劑具有較佳的烯烴選擇性。 化學(xué)改性法：金屬相作用，藉以進(jìn)行CO解離吸附、鏈增長(zhǎng)，為獲得高選擇性的低碳烯烴，要求金屬成分的調(diào)變及存在狀態(tài)，有利于短鏈烴脫附以抑制鏈增長(zhǎng)及烯烴加氫。添加有能量效應(yīng)的助劑(如K)可改變催化劑電子性能，使產(chǎn)品分布范圍縮小，提高低碳烯烴選擇性。例如，在鐵中加0.2%～1%K2O，CO化學(xué)吸附熱和吸附量均增加，而氫吸附量則減少，從而使產(chǎn)物中烯烴含量增加。用強(qiáng)堿直接處理ZSM-5，消除其酸中心，增加體系堿性，結(jié)果可以抑制烯烴二次反應(yīng)，提高烯烴的選擇性，且堿性作用提高了催化劑的活性。如用NaN2可抑制ZSM-5酸性，以MnO調(diào)節(jié)鐵的還原度等。待解決的核心科學(xué)問題據(jù)報(bào)道，目前有的研究已取得了低碳烯烴收率接近70g/m3合成氣的結(jié)果，前景盡管是誘人的，但離實(shí)際工業(yè)化尚有一定距離，由合成氣制取低碳烯烴，還有一些在轉(zhuǎn)化過(guò)程中的核心科學(xué)問題有待解決： 一是在CO加氫合成烴類反應(yīng)中，如何抑制甲烷的生成(低碳烯烴的合成反應(yīng)需在高溫下進(jìn)行，而溫度升高，甲烷生成量也隨之增加)；二是經(jīng)典的費(fèi)－托合成反應(yīng)產(chǎn)物受Schulz-Flory分布規(guī)律的限制。 4.天然氣制低碳烯烴 天然氣中以甲烷為主(體積分?jǐn)?shù)95%)，用甲烷直接制烯烴是最佳的期望工藝路線，主要有兩種途徑。 甲烷氯化法制乙烯；甲烷催化氧化偶聯(lián)制烯烴(OCM) 。 甲烷氯化法制乙烯（P81）美國(guó)南加利福尼亞大學(xué)烴研究所Benson 教授開始研究開發(fā)的。甲烷和氯氣在1700～2000℃的高溫下以極短的接觸時(shí)間（10～80ms）進(jìn)行反應(yīng)，首先生成CH3Cl，然后CH3Cl再高溫裂解生成乙烯，分離生成烴類物質(zhì)后的HCl 氣體再進(jìn)入另一反應(yīng)器與O2 燃燒轉(zhuǎn)化成Cl2 和H2O，Cl2 循環(huán)使用。此工藝可將85%的原料甲烷轉(zhuǎn)化為乙烯、乙炔、乙烷和其他化合物，并有2.5 %的較高級(jí)烯烴和一些芳烴生成。 甲烷催化氧化偶聯(lián)制烯烴（P82）美國(guó)伊利諾斯工學(xué)院研究發(fā)現(xiàn)，甲烷在氯催化劑作用下，可氧化分解成乙烯和乙炔。 C2烴單程收率總低于25 % ；反應(yīng)本身受動(dòng)力學(xué)控制；僅改進(jìn)催化劑以突破C2收率> 25 %的極限是很難的。催化劑：堿金屬和堿土金屬的氧化物和氯化物摻合催化劑；過(guò)渡金屬元素負(fù)載型催化劑；含稀土元素的金屬氧化物摻合催化劑。甲烷催化氧化偶聯(lián)制烯烴(OCM)技術(shù)復(fù)雜，難度較大。與OCM相比，天然氣經(jīng)由合成氣或甲醇制低碳烯烴更具有經(jīng)濟(jì)效益。 低碳烯烴工藝技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 MTO適合發(fā)展的環(huán)境 據(jù)UOP分析，MTO可用于3種不同場(chǎng)合。其一是在氣田或氣田附近的GTO聯(lián)合生產(chǎn)裝置；其二是將所生產(chǎn)的甲醇送往離終端用戶較近的一個(gè)地區(qū)或多個(gè)地區(qū)；其三是在現(xiàn)有石腦油或LPG裂解裝置中增加 MTO反應(yīng)器端。由于產(chǎn)品回收段僅需增加極小的負(fù)荷，可能使烯烴總產(chǎn)量得到提高，故投資回報(bào)率（ROI）可超過(guò)36%，而前兩種情況的ROI僅為27.5%。 根據(jù)國(guó)內(nèi)實(shí)際情況并經(jīng)詳細(xì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，認(rèn)為在國(guó)內(nèi)天然氣豐富的地區(qū)，尤其在天然氣價(jià)格為0.5元/m3的新疆地區(qū)，發(fā)展MTO更為有利。 甲醇制烯烴的發(fā)展前景甲醇制烯烴在國(guó)外已引起極大的重視，并且被認(rèn)為是有前途和不久可以工業(yè)化的新過(guò)程。目前各國(guó)研究開發(fā)的重點(diǎn)是研制活性高、選擇性好、壽命長(zhǎng)且價(jià)格低廉的催化劑。甲醇制烯烴的競(jìng)爭(zhēng)能力取決于未來(lái)石腦油與甲醇的價(jià)格，關(guān)鍵是能否從煤制取大量低價(jià)的甲醇。盡管目前甲醇制烯烴尚不能與石腦油制乙烯相競(jìng)爭(zhēng)，但它具有潛在力量，開發(fā)工作很有意義。 思 考 題簡(jiǎn)述石腦油、天然氣和煤炭制取低碳烯烴的技術(shù)途徑有哪些；簡(jiǎn)要分析催化劑結(jié)構(gòu)和性質(zhì)對(duì)MTO反應(yīng)的影響；結(jié)合煤、石油、天然氣的市場(chǎng)價(jià)格因素分析哪一種源頭制取低炭烯烴更有經(jīng)濟(jì)性。5OD紅軟基地