30万吨甲醇制烯烃(MTO)项目可行性研究报告投资建议书word文档（归档）

而甲醇消费主要集中在亚洲西欧和北美地区，这些地区的消费量占全球总消费量的以上。

从甲醇的全球贸易来看，年的贸易量约为万吨，占当年总产量的，其贸易量较年增长约万吨。

全球甲醇的贸易流向大致是从中南美中东及非洲流向亚洲北美和西欧地区。

国内甲醇资源我国甲醇生产以煤炭为主要原料，但产能不足以满足国内的需求。

从年至年我国甲醇的进口情况的列表中可以看出，在年前甲醇进口量总体保持在非常稳定的状态，年进口量在万吨上下浮动。

而自年全球性的金融危机爆发以来，由于其他地区甲醇需求萎缩，大量过剩的甲醇开始涌入我国，年我国甲醇的进口量创历史记录，达到万吨。

年月我国商务部发布对原产于沙特马来西亚印尼和新西兰的甲醇实施反倾销立案调查，国内甲醇进口量出现缩量整理的趋势，但预计全年甲醇进口量仍将保持在高位。

表近年来甲醇进口量年份进口量未来甲醇资源的预测目前，我国和中东地区的沙特卡塔尔阿曼及伊朗等国仍有大量的甲醇装置正在建设，将在今后几年内陆续投产，预计到年全球甲醇产能将达到万万吨。

可以预期，未来全球甲醇的过剩状态将更加严重。

建厂规模鉴于我国的自然资源条件，减少烃原料化工对石油资源的过度依赖，是我国经济和社会可持续发展所面临的项重要任务。

因此发展以煤气资源为源头的烃原料生产技术成为我国科技界的个热点研究领域。

烯烃市场需求很大，但国内生产不能满足内需，本厂利用技术实现甲醇制烯烃项目。

产品方案本厂生产乙烯丙烯。

产品执行国标优等品标准生产。

表乙烯丙烯标准序号指标名称指标试验方法优等品等品丙烯的体积分数烷烃的体积分数余量余量乙烯的含量乙炔的含量甲基乙炔丙二烯的含量氧的含量氧化碳的含量二氧化碳的含量丁烯和丁二烯的含量硫的含量水的含量附录甲醇的含量八该指标也可以由供需双方协调确定。

本标准修订时，正在修订中，待该国家标准新版本实施之日起本标准的附录即停止执行本厂的产品主要是乙烯丙烯，比例为，具体见下表表本厂产品方案产品名称本厂规格国家规定产量万吨年单价元吨乙烯优等品丙烯优等品第三章技术甲醇制烯烃的基本原理在定条件温度压强和催化剂下，甲醇蒸汽先脱水生成二甲醚，然后二甲醚与原料甲醇的平衡混合物气体脱水继续转化为以乙烯丙烯为主的低碳烯烃少量的低碳烯烃由于环化脱氢氢转移缩合烷基化等反应进步生成分子量不同的饱和烃芳烃烯烃及焦炭。

反应方程式整个反应过程可分为两个阶段脱水阶段裂解反应阶段脱水阶段裂解反应阶段该反应过程主要是脱水反应产物二甲醚和少量未转化的原料甲醇进行的催化裂解反应，包括主反应生成烯烃和主要，和次要以上各种烯烃产物均为气态。

副反应生成烷烃芳烃碳氧化物并结焦„„„以上产物有气态等烷烃芳烃等和固态大分子量烃和焦炭之分。

反应机理有关反应机理研究已有专著论述，其中代表性的理论如下氧合内合盐机理该机理认为，甲醇脱水后得到的二甲醚与固体酸表面的质子酸作用形成二甲基氧合离子，之后又与另个二甲醚反应生成三甲基氧合内氧盐。

接着，脱质子形成与催化剂表面相聚合的二甲基氧合内合盐物种。

该物种或者经分子内的重排形成甲乙醚，或者是分子间甲基化形成乙基二甲基氧合离子。

两者都通过消除反应生成乙烯，详见下图图合内合盐机理示意图碳烯离子机理在沸石催化剂酸碱中心的协同作用下，甲醇经消除反应水得到碳烯，然后通过碳烯聚合反应或者是碳烯插入甲醇或二甲醚分子中即可形成烯烃。

串连型机理该机理可用下式表示式中来自甲醇，并通过多步加成生成各种烯烃。

平行型机理该机理是以为催化剂，以甲醇进料的标记和来自乙醇的乙烯标记跟踪而提出的，其机理见下图。

图平行型机理示意图其它反应机理除上述机理外，也有的认为反应为自由基机理，而二甲醚可能是种甲基自由基源。

反应热效应由反应方程式和热效应数据可看出，所有主副反应均为放热反应。

由于大量放热使反应器温度剧升，导致甲醇结焦加剧，并有可能引起甲醇的分解反应发生，故及时取热并综合利用反应热显得十分必要。

此外，生成有机物分子的碳数越高，产物水就越多，相应反应放出的热量也就越大。

因此，必须严格控制反应温度，以限制裂解反应向纵深发展。

然而，反应温度不能过低，否则主要生成二甲醚。

所以，当达到生成低碳烯烃反应温度催化剂活性温度后，应该严格控制反应温度的失控。

反应的化学平衡所有主副反应均有水蒸汽生成根据化学热力学平衡移动原理，由于上述反应均有水蒸汽生成，特别是考虑到副反应生成水蒸汽对副反应的抑制作用，因而在反应物即原料甲醇中加入适量的水或在反应器中引入适量的水蒸汽，均可使化学平衡向左移动。

所以，在本工艺过程中加引入水汽不但可以抑制裂解副反应，提高低碳烯烃的选择性，减少催化剂的结炭，而且可以将反应热带出系统以保持催化剂床层温度的稳定。

所有主副反应均为分子数增加的反应从化学热力学平衡角度来考虑，对两个主反应而言，低压操作对反应有利。

所以，该工艺采取低压操作，目的是使化学平衡向右移动，进而提高原料甲醇的单程转化率和低碳烯烃的质量收率。

反应动力学动力学研究证明，反应中所有主副反应均为快速反应，因而，甲醇二甲醚生成低碳烯烃的化学反应速率不是反应的控制步骤，而关键操作参数的控制则是应该极为关注的问题。

从化学动力学角度考虑，原料甲醇蒸汽与催化剂的接触时间尽可能越短越好，这对防止深度裂解和结焦极为有利另外，在反应器内催化剂应该有个合适的停留时间，否则其活性和选择性难以保证。

催化剂的研究催化剂的发展早期甲醇转化制烯烃的研究主要以等中孔分子筛作为催化剂。

由于这些分子筛的孔径相对较大，得到的主要产物为丙烯及烃类，同时芳烃的含量较高。

以此为基础发展了以公司为主的甲醇制丙烯的工艺。

世纪年代初，分子筛分部发现种新型硅铝酸盐材料为基础的新分子筛。

这类分子筛的孔径比分子筛更小左右，用于甲醇转化制烯烃，产物中乙烯丙烯等低碳烯烃的含量显著增加，组分的含量显著减少，且几乎没有芳烃生成。

其中种命名为的分子筛，作为甲醇转化为乙烯和丙烯的催化剂。

分子筛属于立方晶系，结构类似于菱沸石，具有三维交叉孔道，孔径为。

强择形的八元环通道可抑制芳烃的生成。

另外，其孔径比小，孔道密度大，可利用的比表面积多，反应速率较快。

有较好的吸附性能，的热稳定性和水热稳定性高，其骨架的崩塌温度在在的水蒸汽环境中，下处理仍可保持晶体结构。

年归属之后，鉴于催化剂在流化床反应中磨损得厉害，公司开发出了在基础上改性的具有高抗磨性能的催化剂。

年，和公司开发了基于的流化床工艺。

催化剂不仅耐磨损性相似于或超过其他流化床催化剂，而且可以在小型流化床装置上完成反应，再生次以上仍然能够维持甲醇转化的高活性和乙烯丙烯的高选择性。

催化甲醇反应时，乙烯选择性比提高倍。

在操作压力和反应温度条件下，催化剂对甲醇的转化率为，烯烃选择性大于，乙烯和丙烯质量比可在调节，乙烷丙烷二烯烃和炔烃生成的数量少。

模板剂是分子筛合成的重要物质，也是影响分子筛的性质和制备成本的主要因素。

通常采用有机碱类，尤其是季铵碱类，如四丙基氢氧化铵四乙基氢氧化铵分别是合成和分子筛最优选的模板剂，但由于有机碱类的价格较高，因此长期以来改用便宜的模板剂或少用模板剂是分子筛合成方面的研究重点。

等发明了种从固体多孔含磷铝的物质出发制备系列分子筛的方法。

将含硅的活性前体水和模板剂配制成溶液，填充于上述多孔含磷铝物质的孔中，然后在水热条件下进行结晶，得到系列分子筛。

该方法的特点为模板剂的用量较少并可以使用较便宜的胺代替传统的四乙基氢氧化铵水的用量少，因此反应器体积小，合成效率高，产物可以通过过滤的方法回收和洗涤液体在多孔物质的孔中，接触面积大充分，结晶快且不用搅拌。

因此得到的分子筛的粒径小，般在传统方法制备的分子筛的粒径为硅铝比在大范围内可调，可同时得到分子筛的混合物。

如将硅源加到磷铝非沸石分子筛多孔物质中，然后加入质量分数为的四乙基氢氧化铵和水，充分混合后加入溶液，在时放置结晶，得到纯净的分子筛。

等用吗啉和作模板剂成功合成了分子筛。

等避开高毒性的，用可以在系统中释放出的化合物如和等作为辅助模板剂也成功地合成了硅含量低的系列分子筛。

分子筛的粒径是合成分子筛催化剂的个重要因素，般小粒径的分子筛由于孔道短，内扩散的行程短，有利于提高分子筛催化剂的表观活性和乙烯丙烯的选择性。

等报道了种专门制备小粒径分子筛的方法。

采用传统水热法合成分子筛先将硅源溶于有机碱形成溶液，然后再与其他物料混合。

如将硅溶胶质量分数为的水溶液先与四乙基氢氧化铵质量分数为的水溶液混合，加热到保持形成溶液，然后再加入铝源磷酸二丙胺等，在晶化，得到的分子筛粒子的粒径小于，只有粒子的粒径大于。

当不使用时，同样的条件下得到的分子筛粒子的粒径小于，只有粒子的粒径大于。

这结果是近年来在小粒径分子筛合成方面取得的最好结果。

研究甲醇转化制烯烃的新型更有效的分子筛催化剂直是本领域的个探索方向。

在这方面，等合成了具有结构的硅铝分子筛具有结构的硅铝分子筛同时含有和结构的分子筛，并将其用于甲醇转化制低碳烯烃的催化剂，均取得了定的结果。

如以种具有结构硅与铝摩尔比为的分子筛为催化剂，当温度为氮气为稀释气进料甲醇的质量分数为空速时，乙烯丙烯的选择性分别为和。

以种具有结构硅与铝摩尔比为的分子筛为催化剂反应条件同上，乙烯和丙烯的选择性分别达到和。

这些反应结果已经基本达到了分子筛催化剂的催化水平，而且这些分子筛是纯硅铝分子筛，克服了分子筛的些缺点。

最近公司发表的专利是在分子中引入碱土金属，使催化剂性能得到进步改善。

引入后，乙烯和丙烯总收率高达，乙烯与丙烯比则高达。

国内对工艺的催化剂研究开发也已进行多年，其中，中国科学院大连化学物理研究所研究的催化剂取得突破性的进展，其各项性能指标与公司的催化剂接近，为我国今后此领域催化剂的国产化奠定了定的基础。

经过世纪年代和年代的大规模研究，催化剂体系已基本定型，分子筛催化剂对乙烯丙烯的选择性也已经达到以上，甚至达到以上，再发展的空间已经不大。

目前反应性性能最好的催化剂是。

但是工业催化剂寿命般为年，最高为年。

催化剂是专有，不仅专利使用费高，而且由于催化剂可能采用四乙基氢氧化铵为导向剂，催化成本过高。

催化剂的使用经过世纪年代和年代的大规模研究，催化剂体系已基本定型，分子筛催化剂对乙烯丙烯的选择性也已经达到以上，甚至达到以上，再发展的空间已经不大。

因此如何更有效地使用分子筛催化剂是近期的个研究热点。

等报道，暴露于空气中的分子筛催化剂的催化活性会逐渐降低甚至仅几个小时，且超过定时间后，这种催化活性的下降将不可逆。

但催化剂的制备和贮运过程都需要定的时间，因此生产出的催化剂需要进行有效地保护。

研究发现，把制备好的催化剂浸泡在无水低碳醇如甲醇中会有效地防止催化剂活性的降低，使催化剂的活性保持稳定。

但低碳醇中水的质量分数必须小于。

进步研究发现，用定含量水的低碳醇也能起到相似的结果，而不必使用无水乙醇。

采用不同水含量的甲醇对催化剂进行浸泡保护实验，实验结果表明，当甲醇中水的质量分数为