甲醇制烯烴

目 錄
前言
第1 章 烯烴及其生產(chǎn)技術概述1
1.1 烯烴的性質(zhì)和用途1
1.1.1 烯烴的性質(zhì)2
1.1.2 烯烴的用途4
1.1.3 聚烯烴5
1.2 烯烴在現(xiàn)代化學工業(yè)中的地位7
1.3 烯烴的生產(chǎn)技術9
1.3.1 蒸汽裂解技術10
1.3.2 脫氫技術14
1.3.3 催化裂解技術17
1.3.4 烯烴復分解技術21
1.3.5 生物乙醇制乙烯技術22
1.3.6 其他烯烴生產(chǎn)技術24
1.4 甲醇制烯烴的作用與地位27
1.4.1 石油烯烴的現(xiàn)狀27
1.4.2 中國石油化工產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及缺陷27
1.4.3 甲醇制烯烴在中國的地位28
1.4.4 甲醇制烯烴與石油化工的關系29
參考文獻30
第2 章 甲醇制烯烴技術的研究與發(fā)展40
2.1 MTO 技術在國外的研發(fā)情況40
2.1.1 Mobil公司的早期研究41
2.1.2 ExxonMobil的MTO技術48
2.1.3 UOP/Hydro的MTO技術及與烯烴裂解的聯(lián)合技術51
2.1.4 日本在MTO方面的相關研究55
2.1.5 德國魯奇公司的甲醇制丙烯技術58
2.2 國內(nèi)MTO 研究60
2.2.1 大連化學物理研究所MTO相關研究60 2.2.2 中石化的SMTO和SMTP76
2.2.3 清華大學的FMTP技術78
2.3 結(jié)語79
參考文獻81
第3 章 甲醇轉(zhuǎn)化制烯烴機理84
3.1 甲醇轉(zhuǎn)化反應的直接機理85
3.2 甲醇轉(zhuǎn)化的自催化反應特征86
3.3 甲醇轉(zhuǎn)化反應的間接機理88
3.3.1 MTO反應間接反應機理的提出88
3.3.2 烴池機理89
3.3.3 雙循環(huán)機理98
3.3.4 甲醇與烯烴的甲基化反應100
3.4 分子篩催化MTO 反應途徑和反應產(chǎn)物的選擇性控制101
3.4.1 MTO的反應網(wǎng)絡101
3.4.2 反應途徑和選擇性的控制102
3.5 MTO 反應積炭失活110
3.5.1 兩種主要的失活方式110
3.5.2 催化劑積炭的影響因素111
3.6 結(jié)論和展望117
參考文獻117
第4 章 甲醇制烯烴分子篩催化劑123
4.1 SAPO-34 分子篩124
4.1.1 SAPO-34 分子篩合成125
4.1.2 SAPO-34 分子篩的熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性130
4.1.3 SAPO分子篩晶化機理131
4.1.4 其他SAPO分子篩的合成136
4.2 SAPO-34 分子篩的酸性142
4.2.1 SAPO-34 分子篩的酸性及測定方法142
4.2.2 SAPO-34 分子篩的酸性與催化性能147
4.2.3 硅化學環(huán)境的控制合成149
4.3 分子篩晶粒大小的控制151
4.3.1 分子篩晶粒大小與催化性能的關系151
4.3.2 小晶?；蚨嗉壙譙APO-34分子篩的合成153
4.4 其他小孔SAPO 分子篩的催化性能157
4.5 用于MTO 反應的SAPO-34 分子篩改性研究158
4.5.1 金屬雜原子改性158
4.5.2 外表面硅配位環(huán)境選擇性脫除160
4.5.3 瓶中造船籠內(nèi)修飾法161
4.5.4 硅烷化改性162
4.5.5 磷/膦改性162
4.6 甲醇制丙烯分子篩催化劑163
4.7 結(jié)論與展望164
參考文獻164
第5 章 DMTO 催化劑的放大與生產(chǎn)171
5.1 流化床催化劑171
5.1.1 催化劑的基本性能要求171
5.1.2 催化劑性能測定方法174
5.1.3 流化床催化劑的制備方法178
5.2 分子篩的放大合成181
5.2.1 合成方案的確立181
5.2.2 分子篩放大合成的工藝流程182
5.2.3 質(zhì)量控制體系的建立182
5.2.4 分子篩性能評價方法183
5.2.5 分子篩合成的可靠性與重復性184
5.3 DMTO催化劑的放大制備185
5.3.1 工藝流程185
5.3.2 催化劑的焙燒及保存186
5.3.3 催化劑生產(chǎn)質(zhì)量控制體系的建立187
5.3.4 DMTO催化劑在萬噸級工業(yè)性試驗中的應用187
5.4 DMTO催化劑的工業(yè)生產(chǎn)188
5.4.1 催化劑工廠的設計原則188
5.4.2 相關設備簡介189
5.4.3 DMTO催化劑生產(chǎn)的工藝流程192
5.4.4 DMTO催化劑工廠的生產(chǎn)實踐192
5.4.5 催化劑使用注意事項194
5.5 小結(jié)194
參考文獻195
第6 章 甲醇制烯烴反應與工藝研究196
6.1 甲醇制烯烴反應熱力學研究196
6.2 甲醇制烯烴反應動力學研究201
6.2.1 反應動力學基礎201
6.2.2 微觀反應動力學202
6.2.3 集總反應動力學214
6.2.4 DMTO集總反應動力學216
6.2.5 DMTO反應動力學研究小結(jié)220
6.3 DMTO工藝基礎221
6.3.1 甲醇制烯烴反應特征222
6.3.2 甲醇制烯烴與流化催化裂化的對比223
6.3.3 DMTO催化劑225
6.3.4 小試研究226
6.3.5 甲醇制烯烴工藝選擇243
6.3.6 中試放大研究244
6.4 DMTO工藝251
6.4.1 DMTO工藝流程251
6.4.2 DMTO工藝特點254
6.4.3 DMTO工藝主要設備255
6.4.4 DMTO工業(yè)性試驗256
6.4.5 DMTO反應器模擬264
6.5 DMTO-Ⅱ工藝268
6.5.1 DMTO-Ⅱ工藝流程269
6.5.2 C4+催化裂解制烯烴270
6.5.3 工藝條件對C4+催化裂解的影響271
6.5.4 DMTO-Ⅱ工藝特點272
6.5.5 DMTO-Ⅱ工業(yè)性試驗273
6.6 工藝包基礎數(shù)據(jù)的準備276
6.7 本章小結(jié)276
參考文獻277
第7 章 甲醇制烯烴流態(tài)化基礎280
7.1 流態(tài)化基礎280
7.1.1 氣體速度對氣固流態(tài)化的影響280 7.1.2 顆粒特性對氣固流態(tài)化的影響283
7.1.3 溫度?壓力對氣固流態(tài)化的影響284
7.2 鼓泡流化床286
7.2.1 氣泡動力學286
7.2.2 鼓泡床流體力學288
7.2.3 節(jié)涌流態(tài)化290
7.2.4 鼓泡流化床放大291
7.3 湍動流化床292
7.3.1 起始湍動流化速度292
7.3.2 湍動流化床的流動結(jié)構293
7.3.3 湍動流化床設計和操作295
7.4 氣體?顆粒擴散?返混及停留時間295
7.4.1 氣體擴散及返混295
7.4.2 顆粒擴散及返混297
7.4.3 顆粒停留時間298
7.5 揚析?夾帶和沉降分離高度299
7.6 流化床傳熱303
7.7 催化劑循環(huán)304
7.7.1 催化劑顆粒的退流化305
7.7.2 流化指數(shù)305
7.7.3 脫氣指數(shù)306
7.7.4 催化劑細粉含量306
7.8 催化劑顆粒磨損破碎307
7.8.1 工業(yè)流化床反應器中催化劑磨損307
7.8.2 催化劑破碎磨損的實驗室測試308
7.8.3 DMTO催化劑的破碎磨損研究309
7.9 本章小結(jié)312
本章符號表313
參考文獻315
第8 章 DMTO 技術工業(yè)化318
8.1 DMTO技術的工程放大318
8.1.1 DMTO工程放大基礎318
8.1.2 DMTO工程放大技術開發(fā)319
8.2 DMTO工程化關鍵技術及主要工藝方案320
8.2.1 催化劑流態(tài)化技術321
8.2.2 反應–再生系統(tǒng)工程化技術321
8.2.3 減少催化劑磨損和催化劑回收技術322
8.2.4 催化劑再生技術323
8.2.5 反應–再生系統(tǒng)催化劑汽提技術323
8.2.6 反應產(chǎn)物的后處理技術323
8.2.7 含氧化合物的回收技術324
8.2.8 再生煙氣的余熱利用技術324
8.2.9 甲醇進料流程的設計及優(yōu)化324
8.2.10 獨特的開工方法324
8.3 DMTO原料?催化劑?助劑及產(chǎn)品325
8.3.1 DMTO裝置的原料325
8.3.2 DMTO催化劑和惰性劑327
8.3.3 產(chǎn)品329
8.4 基本流程331
8.4.1 甲醇進料系統(tǒng)331
8.4.2 反應–再生系統(tǒng)332
8.4.3 產(chǎn)品急冷和預分離系統(tǒng)333
8.4.4 污水汽提系統(tǒng)333
8.4.5 主風和輔助燃燒室系統(tǒng)334
8.4.6 熱量回收和蒸汽發(fā)生系統(tǒng)334
8.5 DMTO工藝的三大平衡334
8.5.1 物料平衡334
8.5.2 反應–再生系統(tǒng)熱平衡338
8.5.3 反應器–再生器間的壓力平衡340
8.6 主要設備341
8.6.1 反應器–再生器系統(tǒng)設備341
8.6.2 急冷水洗塔343
8.6.3 大型立式換熱器343
8.6.4 CO燃燒爐343
8.6.5 余熱鍋爐343
8.6.6 催化劑過濾設備344
8.7 主要影響因素和控制345
8.7.1 MTO反應的影響因素及控制345
8.7.2 催化劑再生的影響因素和控制349
8.7.3 其他控制351
8.8 開工方法352
參考文獻354
第9 章 甲醇制烯烴產(chǎn)物分離355
9.1 甲醇制烯烴產(chǎn)物特點355
9.2 烯烴終端產(chǎn)品及對烯烴純度的要求357
9.3 MTO 烯烴分離工藝特點的研究358
9.3.1 脫甲烷塔操作條件的研究358
9.3.2 脫甲烷塔吸收劑的選擇360
9.3.3 乙烯?丙烯精餾塔操作條件的研究362
9.4 幾種典型的MTO 分離工藝368
9.4.1 Lummus 前脫丙烷分離工藝370
9.4.2 KBR前脫丙烷分離工藝373
9.4.3 惠生前脫丙烷分離工藝376
9.4.4 中石化洛陽工程有限公司前脫乙烷分離工藝378
參考文獻381
第10 章 甲醇制烯烴分析方法382
10.1 甲醇制烯烴催化劑分析項目及方法382
10.1.1 DMTO催化劑物理性能分析項目及方法382
10.1.2 催化劑焦炭含量的測定方法383
10.1.3 DMTO催化劑反應活性評價方法385
10.2 DMTO原料分析方法389
10.2.1 配入原料工藝水及蒸汽冷凝液分析項目及方法389
10.2.2 甲醇分析項目及方法389
10.3 DMTO產(chǎn)品分析方法390
10.3.1 分析原理390
10.3.2 儀器和設備390
10.3.3 結(jié)果表示393
10.4 DMTO工業(yè)裝置在線分析393
參考文獻393
第11 章 安全與環(huán)保394
11.1 DMTO技術存在的安全風險分析394
11.2 安全與衛(wèi)生395
11.2.1 火災?爆炸危險和毒物危害分析395
11.2.2 安全衛(wèi)生危害防范措施396
11.3 環(huán)境保護397
11.3.1 主要污染源和污染物397
11.3.2 環(huán)境保護治理措施398
第12 章 甲醇制烯烴的技術經(jīng)濟性401
12.1 MTO工藝技術經(jīng)濟初步分析401
12.1.1 國內(nèi)煤基甲醇制混合烯烴生產(chǎn)成本預測401
12.1.2 甲醇價格是影響混合烯烴生產(chǎn)成本和銷售價值的關鍵402
12.1.3 煤炭價格是影響甲醇生產(chǎn)成本和銷售價值的關鍵403
12.1.4 石腦油制烯烴成本分析404
12.2 甲醇制烯烴工業(yè)裝置的技術經(jīng)濟性分析406
12.2.1 技術經(jīng)濟性分析條件406
12.2.2 經(jīng)濟效益測算407
12.2.3 煤制烯烴項目經(jīng)濟效益評價實例411
12.3 煤制烯烴與石油基制烯烴綜合競爭力分析412
12.3.1 經(jīng)濟競爭力對比412
12.3.2 當前原油價格對甲醇制烯烴成本的影響416
12.4 小結(jié)416
參考文獻417
第13 章 甲醇制烯烴的應用418
13.1 DMTO技術工業(yè)應用情況418
13.2 煤制烯烴419
13.2.1 神華包頭煤制烯烴項目420
13.2.2 陜西延長能源化工綜合利用啟動項目421
13.2.3 中煤榆林甲醇醋酸系列深加工及綜合利用項目一期421
13.2.4 陜西蒲城180萬t/a DMTO-Ⅱ項目422
13.2.5 中煤蒙大180萬t/a DMTO項目422
13.2.6 神華陜西甲醇下游加工項目423
13.2.7 延長延安180萬t/a DMTO