徐希武
山东省郯城县
摘要：煤基甲醇制低碳烯烃工艺是以煤原料为始源，历经气化处理后合成甲醇，甲醇经多种反应后生成低碳烯烃，为当下利用非石油资源生产制造低碳烯烃产品的常用技术手段。该项工艺技术一方面能减轻我国对国外石油进口产品的依赖性，维护国家能源安全性；另一方面还促进烯烃原材料始源的多元化发展进程，有效扭转中国能源结构合理性欠缺的局面。结合产品生产目标的差异性，可以把煤基甲醇制烯烃分为MTO、MTP技术，前者由美国研发的，其基于甲醇反应达到生产乙、丙烯目的，历经分离过程获得纯度较高的烯烃；后者由德国开发，该项技术产品以丙烯为主，乙烯产量偏低，技术投用阶段对催化剂纯度、活性均提出较高要求。
关键词：煤化工；煤基甲醇制烯烃；工艺技术；MTO；MTP
引言：低碳烯烃作为化学行业领域的基础原料，是合成塑料、合成纤维和合成橡胶以及各种石油化工和精细化工产品的重要中间体，有国民经济发展中有着举足轻重的作用，主要来源于石脑油蒸馏组分的蒸汽裂化裂解。由于我国“富煤、贫油、少气”的能源结构特点，以及国际石油价格不稳定的现状和人们日益增长的能源需求，以煤基甲醇生产乙烯和丙烯的技术，在我国得到了快速发展。而且煤基甲醇制烯烃技术的发展不仅可以减少中国对国外石油进口的依赖度，保证国家能源安全;还可以有效实现烯烃原料来源的多元化发展，有效改善中国能源结构的不合理现状。
1甲醇制烯烃技术工艺技术现状
1.1MTO技术
（1）UOP/HydroMTO工艺
该项技术是源于20世纪90年代，是由美国与挪威协同研发的利用甲醇制取低碳烯烃的技术手段。该项技术选用SAP0-34形分子筛作为催化剂，能够对产物内乙烯、丙烯比重作出调整（范围为0.5~1.25）。该项技术在研发设计术MTO工艺过程中较有效的吸纳了流化催化裂化（FCC）工艺优越性，选用快速流化床作为反应器，鼓泡床作为再生器。基于以上两种装置仪器实现准确调整双烯收率，进而助推于双烯的批量化生产过程，乙烯、丙烯的最大收率可以依次抵达46.0%、45.0%。基于以上工艺技术基础，通过引入性能高端的甲醇加工装置，能实现甲醇转化率的100.0%，双烯的总收率提升至80.0%左右。
（2）上海化工研究院SMTO工艺
该项技术是21世纪初期被研发的，技术主要采用自主开发的SMTO-1催化剂，使甲醇转化率、烯烃总收率分别高达99.8%、80.0%。SMTO和UOP/HydroMTO工艺之间有很多相似点，比如SMTO也使用了快速流化床反应容器，烧焦罐和密相流化床不完全再生相整合的形式用于再生区段。2011年，河南省鹤壁市20t万甲醇制烯烃工程使用了第一套SMTO，并且成功启用。该项成功运行，为我国MTO技术拓展过程起到良好填充作用。
1.2MTP技术
（1）LurgiMTP工艺
这是Lurgi公司在20世纪90年代成功开发的甲醇制丙烯技术。
改性ZSM-5分子筛催化剂为该项工艺技术的催化剂，于固定床绝热反应内甲醇历经脱水过程生成二甲醚（DME），而后处于循环回流状态中的C2~C6物流和高热DME物流共同被整合至MTP反应器内，历经诸多反应流程产生丙烯。反应、再生过程利用两套设备装置实现轮流运转是该项工艺的典型特征，无需单次连贯性再生。2005年，Lurgi公司和大唐国际签约了47万t/a煤基制丙烯的MTP技术转让合约，2011年开车成功。
（2）清华大学FMTP工艺
该项技术基于完全有独立自主产权的SAPO-18/SAPO-34分子筛的混晶催化剂为基础，基于低碳烯烃循环转型过程形成产物丙烯。该工艺成功运行依托于甲醇转化、烯烃转化以及烷烃转化器，以上三种反应器以多层湍动流化床分区形式部署，能够精准有效的调控反应过程中热量产出及催化剂再生过程，进而更为有效的迎合物质转化阶段物质传送、反应物混合及催化剂再生的主观需求，尽量将副反应产物的生成量降至最低，较明显的提升丙烯的回收率。2009年第一套清华大学FMTP工艺技术投用于安徽淮化集团甲醇制丙烯工业装置内，甲醇转化率达到了99.5%，丙烯的选择性为67.3%。清华大学FMTP和LurgiMTP工艺技术相比较，两者的区别在于催化剂与反应器类型有别，前者使用SAPO-18/SAPO-34催化剂与流化床反应容器；而ZSM-5分子筛催化剂及固定式反应器在后移工艺领域中占据主导地位。
2展望
由于我国富煤、贫油、少气的资源特点，煤基甲醇制低碳烯烃是最佳路线的选择，其不仅可以解决我国对石油的需求依存度，而且可以有助改善我国能源结构的调整，促进烯烃原料的多元化发展。综合比较发现，甲醇制低碳烯烃的MTO与MTP两种工艺技术存在着巨大的差别。其不仅工艺流程存在明显不同，各种不同工艺技术使用的反应器和催化剂也明显不同。MTO工艺技术的产品为乙烯和丙烯，乙烯与丙烯的比例可以根据用户的要求通过调节生产参数适当调整;MTP工艺技术主要产品为丙烯。两种工艺技术产品侧重点有所不同，因此在选择工艺技术之前需明确最终需求:若是丙烯需求多，则应该选用MTP工艺技术;若是烯烃需求多，应选用MTO工艺技术。
基于中国资源的特点以及发展的需求，中国需要对煤基甲醇制烯烃技术开展全面系统的研究，开发出最适合中国发展的煤基甲醇制烯烃技术工艺，继而更好地服务于我国现代化建设。
结语：经本文的综合比较分析，甲醇制低碳烯烃的MTO、MTP两技术在工艺流程、选用的反应器及催化剂等诸多方面存在差异。当然两种技术产品的侧重点也有别，这就提示在选用工艺技术方案前，要对最终需求有明确掌握，如果对丙烯产品持有较高需求量，则推荐使用MTP技术，而烯烃需求量大，则可选择MTO工艺。在国内，煤基甲醇制烯烃将会有广袤的发展前景，能减少工业产业对石油资源的消耗量，但纵观本行业发展全貌，依然需要进行严格化的风险评估、合理规划、有针对性的调整初有产业结构，拓展该行业的煤化工生产规模，在业内提升资源共享率，促进技术升级改造过程，助推于产业稳健运作过程。
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