【干货】国内四种工业化MTO工艺分析

MTO

工艺是近年来煤基烯烃工艺中关键生产过程，煤基烯烃完整工艺路线包括煤炭气化、CO变换、甲醇净化合成、甲醇制烯烃、聚烯烃生产过程，甲醇制烯烃工艺过程为其中一项关键步骤，是以煤为原料合成甲醇后再通过甲醇制取乙烯、丙烯等烯烃的工艺技术。

MTO（英文缩写methanol-to-olefin ）工艺为甲醇制乙烯、丙烯，甲醇制烯烃主要工艺流程分为甲醇进料单元、反再两器单元、急冷单元及热工单元等几部分组成。MTO工艺以甲醇为原料，经过原料预热过程，分别通过不同程度热量的综合利用加热甲醇气化后进入反应器，在反应器中与催化剂接触发生反应，生成低碳烯烃。

国内具有代表性的MTO工艺主要有：中科学院大连化物理所DMTO 工艺技术和第二代DMTO-Ⅱ技术；环球石油公司(UOP )和道达尔石化公司( Total )共同开发的MTO+OCP技术；中石化上海石油化工研究院、中国石化工程建设公司和北京燕山石化公司联合研发的SMTO技术；神华集团依据大连化学物理研究所DMTO技术研发的SHMTO技术。

DMTO/DMTO-Ⅱ工艺特点

DMTO 工艺特点

1

密相循环流化的连续反应-再生过程；

2

丙烯/乙烯比在一定范围内可调；

3

DMTO专用催化剂，具有优异的催化性能，高的耐热稳定性，水热稳定性和合适的物理性能；

4

较低的再生温度，避免氮氧化物的生成；

5

副产水、少部分未反应原料经汽提返回反应系统。

DMTO-Ⅱ 工艺特点

1

采用双反应气操作，在主反应器操作下，同时进行碳四转化制烯烃工艺，在一定基础上增加收率；

2

采用DMTO 专用二代催化剂，相比最早催化剂活性更强，收率更高；

3

采用低压操作技术，反应系统压力0.05MPa；

4

反应器采用低温操作反应温度控制460-520℃；

5

通过增设碳四反应器，采用第二代催化剂，很好的提高碳的利用率，降低原料消耗。

DMTO/DMTO-Ⅱ工艺投产运行装置

UOP/MTO+OCP 工艺特点

1

UOPMTO工艺技术反再两器采用提升管反应器和再生器，OCP采用固定床循环烧焦模式，实现连续反应；

2

采用MTO-100催化剂，催化剂剂耗低；

3

UOP技术采用0.27MPa反应器压力，通过高操作压力，减少反、再两器的设备体积，同时降低催化剂的装填量，节约初期投资成本；

4

通过发生蒸汽取走多余反应热量，采用较低的反应温度420-480℃；

5

采用DME回收技术，将未反应原料重新回炼参与反应从而减少原料消耗；

6

采用OCP工艺技术，将碳四转化为丙烯和乙烯，增加双烯收率。

UOP/MTO+OCP 工艺投产运行装置

SMTO 工艺特点

1

MTO反应部分采用快速流化床；再生器采用烧焦罐+床层设计；

2

反再两器设置取热器，通过汽包发生蒸汽，通过控制取热循环量调整反再两器操作温度；

3

反应系统压力为0.15MPa左右；

4

反应温度480℃；

5

采用专用SMTO-1催化剂，价格低廉，催化性能优异，粒度分布均匀。

SMTO 工艺投产运行装置

SHMTO 工艺特点

1

反应-再生系统采用同轴分布，合理利用装置空间；

2

再生器置于反应器上部，再生催化剂通过重力进入反应器床层，减少催化剂磨损；

3

设置再生器催化剂冷却器降低催化剂温度，防止高温催化剂与甲醇接触发生反应，从而提高乙烯/丙烯的选择性。

SHMTO 工艺投产运行装置

主要工艺技术指标对比

综合比较工艺特点，目前国内认同度居高为DMTO技术，UOP技术在只有附加OCP装置占据优势，SMTO目前只针对中石化下属公司，暂未对外技术转让，SHMTO相应数据较少，未来具备竞争优势的工艺技术应属国内工艺。

MTO工艺技术在国内发展相较国外较晚，据目前国家战略决策，自2017年开始煤化工项目有所转态，但运行企业收益不高，现阶段煤基烯烃处在石油价格低迷时期，相应的投资成本高、回报率低，加之技术不断推进合成气制烯烃技术已取得初步进展，现阶段处观望和下降趋势。

原文刊登于2018年9期《化工管理》

作者：赵飞 青海大美煤业股份有限公司