导读F-T制低碳烃选择性的计算,怎么才是比较科学的答F-T制低碳烃选择性的计算,怎么才是比较科学的甲醇制烯烃(Methanol to Olefins,MTO)和甲醇制丙烯(Methanol to Propylene)是两个重要的C1化...

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F-T制低碳烃选择性的计算,怎么才是比较科学的

F-T制低碳烃选择性的计算,怎么才是比较科学的

F-T制低碳烃选择性的计算,怎么才是比较科学的

甲醇制烯烃(Methanol to Olefins,MTO)和甲醇制丙烯(Methanol to Propylene)是两个重要的C1化工新工艺, 是指以煤或天然气合成的甲醇为原料,借助类似催化裂化装置的流化床反应形式,生产低碳烯烃的化工技术。

上世纪七十年代美国Mobil公司在研究甲醇使用ZSM-5催化剂转化为其它含氧化合物时,发现了甲醇制汽油(Methanol to Gasoline,MTG)反应。1979年,新西兰政府利用天然气建成了全球首套MTG装置,其能力为75万吨/年,1985年投入运行,后因经济原因停产。

从MTG反应机理分析,低碳烯烃是MTG反应的中间产物,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、Norsk Hydro等公司都投入巨资进行技术开发。

Mobil公司以该公司开发的ZSM-5催化剂为基础,最早研究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Norsk Hydro两公司合作开发的以UOP MTO-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、中国石化石油化工科学研究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%,建设投资和操作费用节省50%~80%。当采用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。

中科院大连化学物理研究所“煤取代石油”制烯烃技术再升级

责任编辑:荀越

中国科学院7月10日报道,现代化学工业原料主要依赖于石油裂解产生的乙烯丙烯等低碳烯烃。我国作为一个石油进口国,石油进口依存的现实限制了石化产品的发展。以中科院大连化学物理研究所刘忠民院士,魏迎旭研究员的团队,在甲醇制烯烃的生成机理方面取得了新的进展。这一技术进步我国石化产业发展,实现“石油替代”战略,保证我国能源安全具有重大战略意义。这一团队又创造了新的功勋。

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,供需矛盾也日益突出。目前,乙烯、丙烯主要依赖于石化路线生产,但我国石油资源短缺,石油进口依存度逐年增加,在一定程度上限制了以石化路线生产乙烯和丙烯产品的发展。

甲醇制烯烃(Methanol to Olefins,MTO)是重要的C1化工新工艺,是指以煤合成的甲醇为原料,借助类似催化裂化装置的流化床反应形式,生产低碳烯烃的化工技术。由于我国特殊的能源结构特点——煤炭资源相对富裕,这种以煤炭资源为原料的,非石油路线制取低碳烯烃的技术表现出了很大的优势。

什么是DMTO?

DMTO是中国科学院大连化学物理研究所的专利专有技术,MTO代表甲醇制烯烃技术,D代表二甲醚/大连/double的意思,最初的研究是基于二甲醚制烯烃,后来技术改进从甲醇开始,而从甲醇开始的过程也包含甲醇转化为二甲醚,二甲醚转化烯烃的过程,故引用double的意思;由于大连化物所地处大连,大部分人认为这个D也是大连的意思。

DMTO技术荣获2014年国家技术发明一等奖

DMTO工业化技术解决了煤制烯烃的技术瓶颈,是连接煤化工和石油化工的桥梁,为煤化工行业和煤制烯烃产业提供了有力的技术支撑。DMTO工业化技术可缓解我国石油资源的不足,使低碳烯烃生产原料多元化。在当今国内石油资源短缺的背景下,该技术对于实现我国“石油替代”战略,保证我国的能源安全具有十分重大的战略意义。

DMTO技术目前的发展

DMTO工业化技术研发成功,对于减少我国石油进口、开辟我国烯烃产业新途径具有重要意义。同时,这也标志着我国甲醇加工能力将由万吨级装置一举跨越到百万吨级大型装置。DMTO成套技术的开发与应用,无论从经济上还是战略上对我国发展新型煤化工产业、实现“石油替代”的能源战略都具有极其重要的意义。2010年甲醇制烯烃国家工程实验室与合作单位研发的具有自主知识产权的DMTO技术成功应用于世界首套煤制烯烃工业项目、国家示范工程神华包头年产180万吨甲醇制取年产60万吨烯烃装置,技术指标达到国际领先水平。目前DMTO技术已实现技术实施许可1313万吨烯烃/年,已投产646万吨烯烃/年。

2015年底第九套神华榆林年产180万吨甲醇制取年产60万吨烯烃DMTO装置投产

至2015年底已经投产的九套DMTO装置

甲醇制烯烃国家工程实验室下属部分研究组

DMTO机理研究再升级

甲醇制烯烃国家工程实验室一直坚持应用研究与基础研究并重,不但在MTO过程工业化方面取得巨大成功,而且长期致力于该化学过程中的基础科学问题研究。虽然MTO过程稳态反应阶段的间接机理已形成广泛的共识,但MTO反应中从C1物种甲醇或者二甲醚生成第一个C-C键的反应一直是C1化学中极具挑战性和争议性的课题。由于转化发生在反应的最初始阶段,难以捕获中间物种,一直以来所提出的反应机理缺乏直接证据。

最近,大连化学物理研究所刘中民院士、魏迎旭研究员团队在甲醇制烯烃初始C-C键生成机理方面取得新进展,相关研究成果以热点文章形式发表在《德国应用化学》(Angewandte ChemieInternational Edition)杂志上(doi: 10.1002/anie.201703902),并被推荐为内封面文章。

刘中民院士

魏迎旭研究员

研究成果论文文章

本项工作中,研究人员通过在线监测最初始反应阶段,推测初始烯烃来源于催化剂表面C1吸附物种的直接转化;随后通过催化剂液氮淬冷和固体核磁表征,确定了催化剂上最初始反应阶段存在的表面C1吸附物种(甲醇和二甲醚)和C1活性物种(表面甲氧基和三甲基氧鎓离子);进一步通过原位固体核磁研究,在真实甲醇转化反应条件下,成功捕捉到二甲醚C-H键活化后生成的类亚甲氧基(methyleneoxy analogue)物种,由此获取了C1物种活化生成第一个C-C键的直接证据;在此基础上提出了初始烯烃生成的反应路径—表面甲氧基/三甲基氧鎓离子协助甲醇/二甲醚活化转化的协同反应机理。

反应机理示意图

这是首次在MTO反应过程中原位观测到C1物种的初始活化和转化,这一发现将关联甲醇初始转化的直接机理和高效转化阶段的间接机理,建立甲醇转化反应完整的反应历程。此前在MTO反应稳定阶段烃池(Hydrocarbon Pool)机理的研究中,研究人员曾直接捕捉到最为重要的反应中间物种—苯基和环戊烯基碳正离子中间体,并确定了分子筛催化甲醇制烯烃的催化循环途径(J. Am. Chem. Soc. 2012,134(2),836—839;Angew. Chem. Int. Ed. 2013,52(44),11564-11568)。

分子筛催化甲醇制烯烃的催化循环途径

这些基础机理研究的工作,不但丰富了C1催化化学的基本理论,也对DMTO的工业应用具有重要的促进和支撑作用。

文章转载于观察者网

甲醇制烯烃反应机理有哪些?

甲氧基通过与分子筛内预先形成的“碳池”中间物作用,可以同时形成乙烯、丙烯、丁烯等烯烃,“碳池”具有芳烃的特征,反应是并行的。通常的新鲜催化剂中是不含有芳烃类物质的,而以富氢和氧的甲醇为原料在分子筛微孔内形成芳烃类并非易事,因此在适当的条件可以发现甲醇转化为烃类的反应存在诱导期。“碳池”一旦形成,后续的形成烯烃的反应是快速反应。

甲醇制烯烃也是精细化工么?

甲醇的用途 - 1、甲醇作为基本化工原料,可生产许多重要的有机化合物,其深加工产品目前已达120多种,我国以甲醇为原料的一次加工产品已有30种.以甲醇为原料采用羰基化法生产醋酸,是目前最具竞争力的生产醋酸的方法.由醋酸可进一步生产出极具商业价值的二、三醋酸纤维素.由甲醇生产的其它重要有机化合物有甲醛、甲胺、甲烷氯化物、甲酸、甲酸甲酯、甲酸胺、甲基丙烯酸甲酯、二甲基甲酰胺、二甲基亚枫、碳酸二甲酯、二甲醚、聚乙烯醇、醋酸乙烯等. (2)甲醇可作为新一代燃料.由甲醇和异丁烯合成的MTBE(甲基叔丁基醚)是高辛烷值汽油添加剂,甲醇还可掺烧汽油(如M15)或直接用作汽车燃料,是新一代的能源替代品. (3)甲醇是精细化工与高分子化工的主要原料.由甲醇为基础原料制得的聚甲醛塑料是一种性能优良的工程塑料,可替代金属使用,在汽车工业及电器工业中有广泛的用途.而甲醇直接催化转化成烯烃的技术(MTP和MTO)也已具备了工业化的条件,这将进一步拓展甲醇在石油化工领域中的重要性及其应用领域. (4)由甲醇可生产单细胞蛋白(甲醇蛋白).甲醇蛋白有许多优点,蛋白转化率高、发酵快、无毒性、价格便宜,其生产不受地理位置、气候条件的限制.我国饲养业对蛋白质的需求量很大,发展甲醇蛋白很有前途. 甲醇是一种性能优异的清洁燃料,随着世界石油资源的日渐枯竭、环保呼声的日趋高涨,甲醇掺烧汽油及甲醇燃料越来越受到人们的重视,国内许多地区已开始大面积推广.由甲醇生产二甲醚来替代柴油及石油液化气目前也已成为国内研究和投资的热点,这为我国甲醇工业的发展提供了更大的空间.

煤化工聚乙烯和石油化工聚乙烯有什么不同

1,煤化工聚乙烯是煤制烯烃即煤制甲醇制烯烃,是指以煤为原料合成甲醇后再通过甲醇制取乙烯、丙烯等烯烃的技术。

2,石油化工的聚乙烯是用石油中提炼出来的乙烯单体生产的,煤化工的聚乙烯是用煤中提炼出来的乙烯单体生产的。

3,聚乙烯,是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。在工业上,也包括乙烯与少量α-烯烃的共聚物。聚乙烯无臭,无毒,手感似蜡,具有优良的耐低温性能,化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀。

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