1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上甲醇為轉(zhuǎn)化烯烴的反應(yīng)（1）酸性催化特征 甲醇轉(zhuǎn)化為烯烴的反應(yīng)包含甲醇轉(zhuǎn)化為二甲醚和甲醇或二甲醚轉(zhuǎn)化為烯烴兩個反應(yīng)。前一個反應(yīng)在較低的溫度（150-350oC）即可發(fā)生，生成烴類的反應(yīng)在較高的反應(yīng)溫度（>300oC）下發(fā)生。兩個轉(zhuǎn)化反應(yīng)均需要酸性催化劑。通常的無定形固體酸可以即作為甲醇轉(zhuǎn)化的催化劑，容易使甲醇轉(zhuǎn)化為二甲醚，但生成低碳烯烴的選擇性較低。（2）高轉(zhuǎn)化率 以分子篩為催化劑時，在高于400oC的溫度條件下，甲醇或二甲醚很容易完全轉(zhuǎn)化（轉(zhuǎn)化率100%）。（3）低壓反應(yīng) 原理上，甲醇轉(zhuǎn)化為低碳烯烴反應(yīng)是分子數(shù)量增加的反應(yīng)，因此低壓有利于提高低碳烯烴尤其是乙烯的

2、選擇性。（4）強放熱 在200-300oC，甲醇轉(zhuǎn)化為二甲醚和甲醇轉(zhuǎn)化為低碳烯烴均為強放熱反應(yīng)，反應(yīng)的熱效應(yīng)顯著。（5）快速反應(yīng) 甲醇轉(zhuǎn)化為烴類的反應(yīng)速度非?？?。根據(jù)大連化物所的實驗研究，在反應(yīng)接觸時間短至0.04s便可以達到100%的甲醇轉(zhuǎn)化率。從反應(yīng)機理推測，短的反應(yīng)接觸時間，可以有效地避免烯烴進行二次反應(yīng)，提高低碳烯烴的選擇性。（6）分子篩催化的形狀選擇性效應(yīng) 原理上，低碳烯烴的高選擇性是通過分子篩的酸性催化作用結(jié)合分子篩骨架結(jié)構(gòu)中孔口的限制作用共同實現(xiàn)的。結(jié)焦的產(chǎn)生將造成催化劑活性的降低，同時又反過來對產(chǎn)物的選擇性產(chǎn)生影響。 DMTO工藝的開發(fā)過程中已經(jīng)充分考慮了上述MTO反應(yīng)的特征。

3、DMTO工藝的設(shè)計中，也應(yīng)時刻牢記這些特征，將這些反應(yīng)的原理性的特征融入其中煤間接液化與直接液化的區(qū)別一、煤炭液化發(fā)展狀況:1、間接液化技術(shù)發(fā)展狀況煤的間接液化技術(shù)是先將煤氣化，然后合成燃料油和化工產(chǎn)品。目前南非薩索爾公司、荷蘭殼牌公司、美國美孚公司、丹麥托普索公司都擁有成熟技術(shù)，但達到和正在商業(yè)化生產(chǎn)的只有南非薩索爾公司。該公司已先后建成了三個間接液化工廠，年產(chǎn)汽油、柴油、蠟、乙烯、丙烯、聚合物、氨、醇、醛、酮等113種化工產(chǎn)品，共計760萬噸，其中油品占60%左右。在我國，科技部863計劃和科學院于2001年聯(lián)合啟動了“煤變油”重大科技項目，中科院山西煤化所承擔了這一項目的研究。2002年

4、9月，千噸級間接液化中試平臺實現(xiàn)了第一次試運轉(zhuǎn)，并合成出第一批粗油品。到2003年底，中試平臺已運行4次，使用間接液化技術(shù)生產(chǎn)出了無色透明的高品質(zhì)柴油，這是目前世界上純度最高、最優(yōu)質(zhì)的清潔柴油。山東兗礦集團在煤炭間接液化技術(shù)方面也取得了較大進展。神華集團擬在陜西榆林建設(shè)煤間接液化項目，以榆神礦區(qū)儲量豐富、質(zhì)量優(yōu)良和便于開采的煤炭資源為依托，建立坑口煤炭間接液化工廠。擬建規(guī)模為年產(chǎn)液化產(chǎn)品600萬噸，分2期建設(shè)，每期工程年產(chǎn)300萬噸。2、直接液化技術(shù)發(fā)展狀況煤炭直接液化技術(shù)是煤炭在高溫、高壓和催化劑作用下的去除雜質(zhì)并加氫的過程。德國從二戰(zhàn)期間就開始這方面的研究，但隨著石油的發(fā)現(xiàn)被擱置，直到近年

5、又重新啟動。目前德國GMT公司、美國的HTI公司和日本的NEDOL組織都擁有這方面技術(shù),但世界上還沒有達到工業(yè)化生產(chǎn)的裝置。在我國，神華集團投資600億元的500萬噸/年 “煤變油”直接液化工程于2004年在內(nèi)蒙古鄂爾多斯開工建設(shè)，預(yù)計2007年一期工程建成。而且，神華還在上海建成了每天6噸的直接液化裝置，目的在于對“煤變油”工業(yè)化生產(chǎn)之前的工藝和設(shè)備進行探討。目前，云南、黑龍江、內(nèi)蒙古、山東、山西、貴州等都在籌劃自己的“煤變油”項目，只是由于風險太大而進展較慢。決策部門希望等神華的工業(yè)化示范項目效果出來后再定，以免造成不必要的浪費。二、不同的工藝及生產(chǎn)過程 1、間接液化工藝及生產(chǎn)過

6、程間接液化工藝包括：煤的氣化及煤氣凈化、變換和脫碳；F-T合成反應(yīng)；油品加工等三個純“串聯(lián)”步驟。它的生產(chǎn)過程為：氣化裝置產(chǎn)出的粗煤氣經(jīng)除塵、冷卻得到凈煤氣，凈煤氣經(jīng)CO寬溫耐硫變換和酸性氣體（包括H2S和CO2等）脫除，得到成分合格的合成氣。合成氣進入合成反應(yīng)器，在一定溫度、壓力及催化劑作用下，H2和CO轉(zhuǎn)化為直鏈烴類、水以及少量的含氧有機化合物。生成物經(jīng)三相分離，水相去提取醇、酮、醛等化學品；油相采用常規(guī)石油煉 制手段（如常、減壓蒸餾），根據(jù)需要切割出產(chǎn)品餾份，經(jīng)進一步加工（如加氫精制、臨氫 降凝、催化重整、加氫裂化等工藝）得到合格的油品或中間產(chǎn)品；氣相經(jīng)冷凍分離及烯烴轉(zhuǎn)化處理得到LPG、

7、聚合級丙烯、聚合級乙烯及中熱值燃料氣。2、直接液化工藝及生產(chǎn)過程直接液化工藝包括：氫氣制備、煤糊相（油煤漿）制備、加氫液化反應(yīng)、油品加工“先并后串”4個步驟。它的生產(chǎn)過程為：將煤、催化劑和循環(huán)油制成的煤漿，與制得的氫氣混合送入反應(yīng)器。在液化反應(yīng)器內(nèi)，煤首先發(fā)生熱解反應(yīng)，生成自由基“碎片”，不穩(wěn)定的自由基“碎片”再與氫在催化劑存在條件下結(jié)合，形成分子量比煤低得多的初級加氫產(chǎn)物。出反應(yīng)器的產(chǎn)物構(gòu)成十分復(fù)雜，包括氣、液、固三 相。氣相的主要成分是氫氣，分離后循環(huán)返回反應(yīng)器重新參加反應(yīng)；固相為未反應(yīng)的煤、礦物質(zhì)及催化劑；液相則為輕油（粗汽油）、中油等餾份油及重油。液相餾份油經(jīng)提質(zhì)加工（ 如加氫精制、加

8、氫裂化和重整）得到合格的汽油、柴油和航空煤油等產(chǎn)品。重質(zhì)的液固淤漿 經(jīng)進一步分離得到循環(huán)重油和殘渣。三、對煤種的不同要求1、間接液化對煤種的要求間接液化工藝對煤種的選擇性也就是與之相適應(yīng)的氣化工藝對煤種的選擇性。氣化的目的是盡可能獲取以合成氣(CO+H2)為主要成分的煤氣。目前得到公認的最先進煤氣化工藝是干煤粉氣流床加壓氣化工藝，已實現(xiàn)商業(yè)化的典型工藝是荷蘭Shell公司的 SCGP工藝。干煤粉氣流床加壓氣化從理論上講對原料有廣泛的適應(yīng)性，幾乎可以氣化從無煙煤到褐煤的各種煤及石油焦等固體燃料，對煤的活性沒有要求，對煤的灰熔融性適應(yīng)范圍可以很寬，對于高灰分、高水分、高硫分的煤種也同樣適應(yīng)。但從技

9、術(shù)經(jīng)濟角度考慮，褐煤和低變質(zhì)的高活 性煙煤更為適用。通常入爐原料煤種應(yīng)滿足：灰熔融性流動溫度（FT）低于1400，高于該溫度需加助熔劑；灰分含量小于20；干煤粉干燥至入爐水分含量小于2，以防止干煤粉輸送罐及管線中“架橋”、“鼠洞”和“栓塞”現(xiàn)象的發(fā)生。2、直接液化對煤種的要求原料煤的特性對所有直接液化工藝的影響是決定性的。實踐表明，隨原料煤煤化程度的增加， 煤的加氫反應(yīng)活性開始變化不大，中等變質(zhì)程度煙煤以后則急劇下降；煤的顯微組分中鏡質(zhì)組和穩(wěn)定組為加氫活性組分，惰質(zhì)組為非加氫活性組分；原料煤中的硫鐵礦為良好的加氫催化劑，礦物質(zhì)中的堿性物質(zhì)對液化不利；氧含量高的煤氣產(chǎn)率高， 液體產(chǎn)率相對較低。根

10、據(jù)加氫液化的大量試驗研究結(jié)果，認為原料煤一般應(yīng)符合以下幾個條件：高揮發(fā)分低變質(zhì)程度煙煤和硬質(zhì)褐煤，碳元素含量大致在77%82之間；惰質(zhì)組含量小于15；灰分含量小于10。四、不同的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)1、間接液化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析間接液化產(chǎn)物分布較寬，如SASOL固定流化床工藝，C-4以下產(chǎn)物約占總合成產(chǎn)物的44.1 ，這些氣態(tài)烴類產(chǎn)物經(jīng)分離及烯烴歧化轉(zhuǎn)化得到LPG、聚合級丙烯、聚合級乙烯等終端產(chǎn)品。C+5以上產(chǎn)物約占總合成產(chǎn)物的49.7，這些液態(tài)產(chǎn)物經(jīng)餾份切割得到石腦油 、-烯烴、C14C18烷及粗蠟等中間產(chǎn)品。石腦油經(jīng)進一步加氫精制，得到 高級乙烯料（乙烯收率可達到37%39，普通煉廠石腦油的乙烯收率僅為27

11、%28左右） ，也可以重整得到汽油；-烯烴不經(jīng)提質(zhì)處理就是高級洗滌劑原料，經(jīng)提質(zhì)處理得到航空 煤油；C14C18烷不經(jīng)提質(zhì)處理也是高品質(zhì)的洗滌劑原料，通過加氫精制和異 構(gòu)降凝處理即成為高級調(diào)和柴油（十六烷值高達75）；粗蠟經(jīng)加氫精制得到高品質(zhì)軟蠟。國內(nèi)外的相關(guān)研究結(jié)果表明，現(xiàn)階段，在我國發(fā)展間接液化工藝，適宜定位在生產(chǎn)高 附加值石油延長產(chǎn)品即所謂的中間化學品，如市場緊俏的聚合級丙烯、聚合級乙烯、高級石腦油、-烯烴及C14-C18烷等 ；若定位在單純生產(chǎn)燃料油品，由于提質(zhì)工藝流程長、主產(chǎn)品（如汽油）的質(zhì)量差，導(dǎo)致經(jīng) 濟效益難以體現(xiàn)。2、直接液化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析直接液化工藝的柴油收率在70左右，LPG

12、和汽油約占20，其余為以多環(huán)芳烴為主的中間產(chǎn)品。由于直接液化產(chǎn)物具有富含環(huán)烷烴的特點，因此，經(jīng)提質(zhì)處理及餾份切割得到的汽油 及航空煤油均屬于高質(zhì)量終端產(chǎn)品。另外，加氫液化產(chǎn)物也是生產(chǎn)芳烴化合物的重要原料。 實踐證明，不少芳烴化合物通過非煤加氫液化途徑獲取往往較為困難，甚至不可能。國內(nèi)外的相關(guān)研究結(jié)果表明，基于不可逆轉(zhuǎn)的石油資源形勢和并不樂觀的國際政治形勢，在我國發(fā)展直接液化工藝，適宜定位在生產(chǎn)燃料油品及特殊中間化學品。五、對多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的不同影響。多聯(lián)產(chǎn)是新型煤化工的一種發(fā)展趨勢。所謂多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)就是指多種煤炭轉(zhuǎn)化技術(shù)通過優(yōu)化耦 合集成在一起，以同時獲得多種高附加值的化工產(chǎn)品（包括脂肪烴和芳香烴）

13、和多種潔凈的二次能源（氣體燃料、液體燃料、電等）為目的的生產(chǎn)系統(tǒng)。多聯(lián)產(chǎn)與單產(chǎn)相比，實現(xiàn)了煤炭資源價值的梯級利用，達到了煤炭資源價值利用效率和經(jīng)濟效益的最大化，滿足煤炭資源利用的環(huán)境最友好。間接液化屬于過程工藝，是構(gòu)成以氣化為“龍頭”的集成多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的重要生產(chǎn)環(huán)節(jié)（單元），也是整個“串聯(lián)”生產(chǎn)系統(tǒng)中的橋梁和紐帶，對優(yōu)化多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中的生產(chǎn)要素、實時整合產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及產(chǎn)量、保證多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)最大化的產(chǎn)出投入比具有重要意義。直接液化屬于目標（或非過程）工藝，與煤基間接液化相比，與其它技術(shù)“串聯(lián)”集成多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的靈活性相對較小，通常加氫液化就是整個系統(tǒng)的核心，需要與其它技術(shù)互補，來進一步提高自身的技術(shù)經(jīng)濟性。如液化殘渣中含有約35的油，因此，若將油灰渣氣化，既避免了油灰渣外排，又得到加氫液化工藝不可或缺的寶貴氫氣。煤的氣化技術(shù)煤的氣化技術(shù)除了固定床、流化床、氣流床技術(shù)，還有熔融床技術(shù)和煤炭地下氣化技術(shù)。熔融床技術(shù)：煤料與空氣或氧氣隨同蒸汽與床層底部呈熔融態(tài)的鐵、灰或鹽相接觸的氣化過程。煤炭地下氣化技術(shù)，地下煤炭氣化，它有別于傳統(tǒng)的采煤工藝，是通過直接對地下蘊藏的煤炭進行可控制性的燃燒從而產(chǎn)生煤氣后，輸出地面的一種能源采集方式。地下煤炭氣化，可以更大限度地利