Entwicklung der Coal-to-Olefins-Technologie
Coal-to-Olefins ist eine der wichtigsten Technologien zur Herstellung von Olefinen in meinem Land. Es verwendet Kohle als Rohstoff zur Herstellung von Methanol durch Vergasung, Umwandlung, Reinigung, Synthese und andere Prozesse und verwendet dann Methanol zur Herstellung von Olefinen (Ethylen plus Propylen) und produziert dann Polyolefine. (Polyethylen, Polypropylen) und andere nachgelagerte Produkte.
Darunter sind die Kohle-zu-Methanol- und die Olefin-Polymerisation zu Polyolefin traditionelle ausgereifte Technologien, während die Methanol-zu-Olefin-Technologie eine neue Technologie ist, die in den letzten Jahren erfolgreich entwickelt wurde, und auch die Kerntechnologieverbindung von Kohle zu Olefin darstellt.
Der grundlegende Reaktionsprozess von Methanol zu Olefinen besteht darin, dass Methanol zuerst zu Dimethylether (DME) dehydriert und dann dehydriert wird, um kohlenstoffarme Olefine (Ethylen, Propylen, Buten) zu erzeugen, und eine kleine Menge kohlenstoffarmer Olefine polykondensiert wird. cyclisiert und alkyliert. , Wasserstofftransfer und andere Reaktionen zur Erzeugung von gesättigten Kohlenwasserstoffen, Aromaten und höheren Olefinen.
Gegenwärtig gibt es hauptsächlich zwei Arten von Methanol-zu-Olefin-Technologien: MTO-Technologie und MTP-Technologie. Die MTO-Technologie ist ein Verfahren zur Umwandlung von Methanol in ein Gemisch aus Ethylen und Propylen. Neben Ethylen und Propylen entstehen Nebenprodukte wie Buten; Die MTP-Technologie ist ein Verfahren zur Umwandlung von Methanol in Propylen. Neben Propylen gibt es auch Ethylen, Propylen usw. Flüssiggas (LPG), Naphtha und andere Produkte.
Unter diesen beiden Technologien können Unternehmen mit Kohleressourcen Kohle als Rohstoff verwenden, um Methanol durch Synthesegas herzustellen, und dann Methanol verwenden, um Olefine herzustellen; Unternehmen ohne Kohleressourcen (z. B. Unternehmen in Küstengebieten) können zugekauftes Methanol (z. B. importiertes Methanol) zur direkten Herstellung von Olefinen verwenden.
Zu den derzeit repräsentativen Methanol-zu-Olefin-Technologien gehören hauptsächlich: UOP/HydroMTO-Verfahren, das gemeinsam von UOP (US-Unternehmen) und Hydro (norwegisches Unternehmen) entwickelt wurde, MTP-Verfahren des deutschen Lurgi-Unternehmens, DMTO-Verfahren des Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences , China SMTO-Prozess des Petrochemical Shanghai Petrochemical Research Institute, SHMTO-Prozess der Shenhua Group, zirkulierendes Fließbett-Methanol-zu-Propylen (FMTP)-Prozess der Tsinghua-Universität usw.
①UOP/HydroMTO-Prozess
Dieses Verfahren verwendet Rohmethanol oder Methanol in Produktqualität als Rohmaterial zur Herstellung von Ethylen/Propylen in Polymerqualität. Die Reaktion verwendet einen Wirbelschichtreaktor, die Reaktionstemperatur beträgt 400~500 Grad, der Druck beträgt 0,1~0,3 MPa und die Selektivität von Ethylen plus Propylen kann 80 erreichen Prozent . kann das Molverhältnis von Ethylen und Propylen 0,75 bis 1,50 betragen.
Um die Ausbeute an Ethylen und Propylen im Produktgas zu erhöhen, hat UOP eine Technologie entwickelt, die den Methanol-zu-Olefin-Prozess mit dem katalytischen C4, C5-Olefin-Crackverfahren (Olefin-Cracking-Prozess, OCP) und seinem Dien (Ethylen) koppelt plus Propylen) kann die Selektivität bis zu 85 % ~ 90 % betragen, und das Verhältnis von Ethylen/Propylen kann in einem weiten Bereich eingestellt werden.
②Lurgi MTP-Prozess
Das deutsche Unternehmen Lurgi begann 1996 mit der Entwicklung des MTP-Verfahrens unter Verwendung des zeolithbasierten modifizierten ZSM-5-Katalysators von Südchemie, der eine hohe Selektivität für kohlenstoffarme Olefine aufweist.
Üblicherweise ist im Produktionsprozess das Zielprodukt des LurgiMTP-Prozesses Propylen. Zuerst wird Methanol dehydriert und in Dimethylether umgewandelt, dann treten Dimethylether, Methanol und Wasser in den ersten MTP-Reaktor ein, und die Reaktion findet bei 400~450 Grad, 0,13~0,16 MPa statt. Die Umwandlung Anteil von Methanol und Dimethylether liegt bei über 98,99 Prozent. Propylen ist das Hauptprodukt, und einige Ethylen-, LPG- und Benzinprodukte sind auch Nebenprodukte.
③ DMTO-Prozess des Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences
Das Verfahren besteht aus zwei Reaktionsstufen: Die Reaktion der ersten Stufe ist die hochselektive Umwandlung von Synthesegas in Dimethylether auf dem bifunktionellen Metallzeolith-Katalysator; Die Reaktion der zweiten Stufe ist die hohe Selektivität von Dimethylether auf dem SAPO-34-Molekularsiebkatalysator. Er kann dauerhaft in kohlenstoffarme Olefine wie Ethylen und Propylen umgewandelt und dann durch Methanol zu Synthesegas vereinfacht werden, um direkt Olefine herzustellen technische Forschung.
Die katalytische Umwandlung von Methanol zu Olefinen wurde in einem zirkulierenden Wirbelschichtreaktor mit dichtem Bett unter Verwendung von SAPO-34-Molekularsiebkatalysator realisiert.
④ Sinopec SMTO-Prozess
Die Technologie verwendet den selbst entwickelten SMTO-1-Katalysator, die Umwandlungsrate von Methanol ist größer als 99,5 Prozent, die Selektivität von Ethylen plus Propylen ist größer als 81 Prozent und die Selektivität von Ethylen plus Propylen plus Buten ist größer als 91 Prozent.
Die Ergebnisse der industriellen Anwendung der SMTO-Technologie zeigen, dass die Ethylenselektivität 42,10 Prozent, die Propylenselektivität 37,93 Prozent, die C2~C4-Selektivität 89,87 Prozent, die Methanolumwandlungsrate 99,91 Prozent, der Methanoleinheitsverbrauch 2,92 t/t und die Koksbildungsrate betragen 1,74 Prozent.
⑤ Shenhua Group SHMTO-Technologie
Nachdem die weltweit erste großindustrielle Methanol-zu-Olefin-Anlage (mit DMTO-Technologie) erfolgreich in Shenhua Baotou in Betrieb genommen wurde, führte die Shenhua Group die Entwicklung einer großen Anzahl neuer Prozesse und Technologien auf der Grundlage der gesammelten reichen Erfahrungen durch im industriellen Betrieb der Demonstrationsanlage, einschließlich der Entwicklung eines neuen MTO-Katalysators (SMC-1) und der Entwicklung eines neuen MTO-Prozesses. 2012 wurde der neue Methanol-zu-Olefin-Katalysator SMC-1 erfolgreich entwickelt und in der Baotou MTO-Anlage eingesetzt.
Im selben Jahr meldete die Shenhua Group das Patent für die Vorrichtung und das Verfahren zur Umwandlung von Methanol in kohlenstoffarme Olefine an und schloss die Entwicklung eines neuen Prozesspakets für die Umwandlung von Methanol in Olefine (SHMTO) mit einer Kapazität von 1,8 Millionen Tonnen pro Jahr ab. Im September 2012 wurde das Projekt Shenhua Xinjiang Ganquanbao mit einer Kapazität von 1,8 Millionen Tonnen/Jahr von Methanol zu-680,000 Tonnen/Jahr Olefinen unter Verwendung des SHMTO-Verfahrens erfolgreich in den Probebetrieb genommen. Der industrielle Betriebseffekt des Geräts zeigt, dass seine Ethylenselektivität 40,98 Prozent und die Propylenselektivität 39,38 Prozent, C2~C4-Selektivität 90,58 Prozent, Methanolumwandlungsrate 99,70 Prozent, Koksbildungsrate 2,15 Prozent beträgt.
⑥FMTP-Prozess der Tsinghua-Universität
Unter Verwendung von SAPO-18/34-Molekularsiebkatalysator und Fließbettreaktor beträgt die Methanolzufuhrrate 4250 kg/h, die Methanolumwandlungsrate 99,9 Prozent, das Propylen/Ethylen-Verhältnis im Produkt 1,18:1 und das Ethylen plus Propylen-Selektivität erreicht 70,6 Prozent.
Das FMTP-Verfahren ist im Allgemeinen eine Verbesserung des MTP-Verfahrens, das das Propylen/Ethylen-Verhältnis von 1,2:1 auf 1:0 (voller Propylenausstoß) einstellen kann. Unter Verwendung dieser Technologie zur Herstellung von Olefinprodukten, hauptsächlich Propylen, kann die Gesamtausbeute an Dien (Ethylen plus Propylen) 88 Prozent erreichen, und der Methanolverbrauch des Rohmaterials beträgt 2,62 t/t Dien. Mithilfe der FMTP-Technologie baut die Gansu Pingliang Huating Coal Industry Group die erste Fließbett-Methanol-zu-Propylen-Anlage meines Landes. Das Projekt verbraucht jährlich 600,000 Tonnen Methanol, produziert 160,000 Tonnen Polypropylen, 19,000 Tonnen Flüssiggas und 21,000 Tonnen Propan, 14,000 Tonnen Benzin, 8,000 Tonnen Brenngas und 28,000 Tonnen Methyl-tert-butylether (MTBE). Es soll 2021 fertiggestellt und in Betrieb genommen werden.
