甲醇制烯烃工艺技术
目录
第一章 绪论 ..............................................................................................................................3 第一节 概述 ..........................................................................................................................3 一.烯烃、聚烯烃市场分析.................................................................................................3 二.竞争力分析 ...................................................................................................................4 第二节 主要产品简介............................................................................................................4 一．甲醇的物理化学性质和用途........................................................................................5 二．乙烯的物理化学性质和用途........................................................................................6 三.丙烯的物理化学性质和用途 .........................................................................................6 四.聚乙烯的物理化学性质和用途......................................................................................7 五.聚丙烯的物理化学性质和用途......................................................................................8 第二章 甲醇制烯烃工艺技术的发展概况 ................................................................................11 第一节 甲醇制烯烃工艺技术简介 .......................................................................................11 第二节 甲醇制烯烃工艺技术的发展状况及趋势 .................................................................11 一.甲醇制乙烯、丙烯（MTO） ........................................................................................11 二.甲醇制丙烯（MTP） ....................................................................................................13 第三章 甲醇制烯烃 ...............................................................................................................16 第一节 甲醇制烯烃的基本原理 ...........................................................................................16 一.反应方程式 .................................................................................................................16 二.反应机理.....................................................................................................................17 三.反应热效应 .................................................................................................................18 四.MTO反应的化学平衡 ...................................................................................................19 五.MTO反应动力学...........................................................................................................19 第二节 甲醇制烯烃催化剂 ..................................................................................................20 一.分子筛催化剂的研究 ...................................................................................................20 二.分子筛催化剂的制备 ..................................................................................................23 三.分子筛催化剂的再生 ..................................................................................................27
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第三节 甲醇制烯烃工艺条件...............................................................................................27 一.反应温度......................................................................................................................27 二.原料空速......................................................................................................................28 三.反应压力......................................................................................................................28 四.稀释剂 .........................................................................................................................28 第四节 甲醇制烯烃工艺流程及主要设备 ............................................................................29 一.MTO工艺流程及主要设备 ............................................................................................29 二.MTP工艺流程及主要设备 ............................................................................................40 第四章 甲醇制烯烃工艺路线的选择 .......................................................................................42
一、技术条件 ...................................................................................................................42 二、工业化应用现状 ........................................................................................................42 三. 经济性对比 ...............................................................................................................43 四. 工艺技术的选择 ........................................................................................................44 第五章 聚烯烃工艺简介..........................................................................................................45 第一节 聚乙烯工艺技术简介...............................................................................................45 一、LDPE 生产工艺..........................................................................................................45 二、LLDPE/HDPE生产工艺 ...............................................................................................45 三、聚乙烯工艺技术 ........................................................................................................47 第二节 聚丙烯工艺技术简介...............................................................................................51 一．聚丙烯工艺技术介绍.................................................................................................51 二．聚丙烯工艺技术 ........................................................................................................52
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第一章 绪论
第一节 概述
乙烯、丙烯等低碳烯烃是重要的基本化工原料，随着我国国民经济的发展，特别是现代化学工业的发展对低碳烯烃的需求日渐攀升，供需矛盾也将日益突出。迄今为止，制取乙烯、丙烯等低碳烯烃的重要途径，仍然是通过石脑油、轻柴油（均来自石油）的催化裂化、裂解制取，作为乙烯生产原料的石脑油、轻柴油等原料资源，面临着越来越严重的短缺局面。另外，近年来我国原油进口量已占加工总量的一半左右，以乙烯、丙烯为原料的聚烯烃产品仍将维持相当高的进口比例。因此，发展非石油资源来制取低碳烯烃的技术日益引起人们的重视。
甲醇制乙烯、丙烯的MTO工艺和甲醇制丙烯的MTP工艺是目前重要的化工技术。该技术以煤或天然气合成的甲醇为原料，生产低碳烯烃，是发展非石油资源生产乙烯、丙烯等产品的核心技术。
我国是一个富煤缺气的国家，采用天然气制烯烃势必会受到资源上的限制。因此，以煤为原料，走煤-甲醇-烯烃-聚烯烃工艺路线符合国家能源政策需要，是非油基烯烃的主流路线。 一.烯烃、聚烯烃市场分析
2007年底，我国乙烯需求规模达到1553.79万吨，较上年同期比增长了10.28%，2008年我国全年的乙烯需求规模突破1755.96万吨。预计到2010年将上涨到2164.86万吨。目前的产量最多为950万吨/年，远低于
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乙烯和其下游制品的总需求
从当量需求来看， 2005～2010年，丙烯当量需求的年均增长率将达到7.6%，超过丙烯生产能力的增长速度。预计到2010年，我国对丙烯的当量需求将达到1905万吨，供需缺口将达到825万吨。
在市场价格上，从2002到2007 年间我国聚烯烃市场价格出现大幅上涨，从2002年的5800元/吨，涨到2007年的12500元/吨，其价格的年均增长率达17%。当前的聚烯烃价格为9500～9800元/吨。 二.竞争力分析
与传统油基烯烃工艺比较，甲醇制烯烃工艺从成本上来看，当煤炭价格为250元/吨时，聚烯烃的成本价格为5440元/吨。按当前的市场价格9500元/吨推算，利润为4060元/吨，相当于原油价格为50美元/桶时油基烯烃的利润。随着国际市场原油价格的不断提升，以煤为原料，通过甲醇制烯烃的工艺路线在经济上有不少优势。
市场需求、资源情况、成本优势决定了煤-甲醇-烯烃-聚烯烃工艺路线是一种值得大力发展的工业化产业链。本书重点介绍其核心工艺—甲醇制烯烃工艺技术，对烯烃聚合技术做简单介绍。
第二节 主要产品简介
整个煤基烯烃产业链中包含有中间产品甲醇、乙烯、丙烯，最终产品聚乙烯、聚丙烯等。
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一．甲醇的物理化学性质和用途
1.甲醇的物理化学性质
甲醇,俗称“木醇”、“木精”。英文名称为methyl alcohol，分子式为CH4O，结构简式CH3-OH, 碳原子以sp3杂化轨道成键，氧原子以sp3杂化轨道成键，为极性分子，相对分子质量32.04。常温常压下，纯甲醇是无色透明、易流动、易挥发的可燃液体，对金属无腐蚀性（铅、铝除外），略有酒精气味。相对密度（水=1） 0.792，熔点-97.8℃，沸点64.5℃，闪点12.22℃，自燃点463.89℃。
甲醇比水轻，是易挥发的液体，具有很强的毒性；内服5～8mL有失明的危险，30mL能使人中毒身亡，故操作场所空气中允许最高甲醇蒸汽浓度为0.05mg/L。甲醇蒸汽与空气能形成爆炸性混合物，爆炸范围为6.0%～36.5%，燃烧时呈蓝色火焰。甲醇能与水、乙醇、乙醚、苯、酮、卤代烃和许多其他有机溶剂相混溶。甲醇不具酸性，其分子组成中虽然有碱性极微弱的羟基，但也不具有碱性，对酚酞和石蕊呈中性。
2.甲醇的用途
甲醇用途广泛，是基础的有机化工原料和优质燃料。主要应用于精细化工、塑料等领域，可用来制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫酸二甲脂等多种有机产品，也是农药、医药的重要原料之一。甲醇在深加工后可作为一种新型清洁燃料，也加入汽油掺烧。此外，还有许多重要的工业用途正在研究之中：如甲醇可以裂解制氢用于燃料电池，甲醇通过ZSM-5分子筛催化剂转化为汽油已经工业化，甲醇加一氧化碳可以合成乙醇，甲醇可以裂解制烯烃等。
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甲醇制烯烃工艺技术
