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甲醇制烯烃技术

我国甲醇市场长时期维持在高位，使得社会大量投资甲醇的热忱不减，人们已经担忧甲醇产

品在将来数年的市场问题。而MTO技术，也为根本解决甲醇市场出路供给保证。

简介

甲醇制烯烃〔MethanoltoOlefins，MTO〕和甲醇制丙烯〔MethanoltoPropylene〕是两个

重要的C1化工工艺，是指以煤或自然气合成的甲醇为原料，借助类似催化裂扮装置的流化床反

响形式，生产低碳烯烃的化工技术。

上世纪七十年月美国Mobil公司在争论甲醇使用ZSM-5催化剂转化为其它含氧化合物时，觉

察了甲醇制汽油〔MethanoltoGasoline，MTG〕反响。1979年，西兰政府利用自然气建成了全球

首套MTG装置，其力气为75万吨/年，1985年投入运行，后因经济缘由停产。

从MTG反响机理分析，低碳烯烃是MTG反响的中间产物，因而MTG工艺的开发成功促进了MTO

工艺的开发。国际上的一些知名石化公司，如Mobil、BASF、UOP、NorskHydro等公司都投入巨

资进展技术开发。

Mobil公司以该公司开发的ZSM-5催化剂为根底，最早争论甲醇转化为乙烯和其它低碳烯烃的

工作，然而，取得突破性进展的是UOP和NorskHydro两公司合作开发的以UOPMTO-100为催化

剂的UOP/Hydro的MTO工艺。

国内科研机构，如中科院大连化物所、石油大学、石油化工科学争论院等亦开展了类似工作。

其中大连化物所开发的合成气经二甲醚制低碳烯烃的工艺路线〔SDTO〕具独创性，与传统合成气

经甲醇制低碳烯烃的MTO相比较，CO转化率高，达90%以上，建设投资和操作费用节约50%～

80%。当承受D0123催化剂时产品以乙烯为主，当使用D0300催化剂是产品以丙烯为主。催化反响

机理MTO及MTG的反响历程主反响为：2CH3OH→C2H4+2H2O3CH3OH→C3H6+3H2O甲醇首先

脱水为二甲醚〔DME〕，形成的平衡混合物包括甲醇、二甲醚和水，然后转化为低碳烯烃，低碳烯烃通

过氢转移、烷基化和缩聚反响生成烷烃、芳烃、环烷烃和较高级烯烃。甲醇在固体酸催化剂作用

下脱水生成二甲醚，其中间体是质子化的外表甲氧基；低碳烯烃转化为烷烃、芳烃、环烷烃和较

高级烯烃，其历程为通过带有氢转移反响的典型的正碳离子机理；二甲醚转化为低碳烯烃有多种

机理论述，目前还没有统一生疏。

Mobil公司最初开发的MTO催化剂为ZSM-5，其乙烯收率仅为5%。改进后的工艺名称MTE，即

甲醇转化为乙烯，最初为固定床反响器，后改为流化床反响器，乙烯和丙烯的选择性分别为45%
和25%。

UOP开发的以SAPO-34为活性组分的MTO-100催化剂，其乙烯选择性明显优于ZSM-5，使MTO

工艺取得突破性进展。其乙烯和丙烯的选择性分别为43%～61.1%和27.4%～41.8%。

从近期国外发表的专利看，MTO争论开发的重点仍是催化剂的改进，以提凹凸碳烯烃的选择性。

将各种金属元素引入SAPO-34骨架上，得到称为MAPSO或ELPSO的分子筛，这是催化剂改型的重

要手段之一。金属离子的引入会引起分子筛酸性及孔口大小的变化，孔口变小限制了大分子的扩

散，有利于小分子烯烃选择性的提高，形成中等强度的酸中心，也将有利于烯烃的生成。

MTO工艺技术介绍目前国外具有代表性的MTO工艺技术主要是：UOP／Hydro、ExxonMobil

的技术，以及鲁奇〔Lurgi〕的MTP技术。

ExxonMobil和UOP/Hydro的工艺流程区分不大，均承受流化床反响器，甲醇在反响器中反响，生

成的产物经分别和提纯后得到乙烯、丙烯和轻质燃料等。目前UOP/Hydro工艺已在挪威国家石油

公司的甲醇装置上进展运行，效果到达甲醇转化率99.8%，丙烯产率45%，乙烯产率34%，丁烯

产率13%。鲁奇公司则专注由甲醇制单一丙烯工艺的开发，承受中间冷却的绝热固定床反响器，

使用南方化学公司供给的专用沸石催化剂，丙烯的选择率很高。据鲁奇公司称，日产1600吨

丙烯生产装置的投资费用为1.8亿美元。有消息称，鲁奇公司甲醇制丙烯技术将首次实现规模化

生产，其在伊朗投建10万吨/年丙烯装置，有望在2023年正式投产。

从近期国外发表的专利看，MTO又做了一些的改进。1、以二甲醚〔DME〕作MTO中间步骤水

或水蒸气对催化剂有确定危害性，削减水还可节约投资和生产本钱，生产一样量的轻质烯烃产生

的水，甲醇是二甲醚的两倍，所以装置设备尺寸可以减小，生产本钱也可下降。2、通过烯烃

歧化途径灵敏生产烯烃通过转变反响的温度可以调整乙烯丙烯的比例，但是温度提高会影响催

化剂的寿命，而通过歧化反响可用乙烯和丁