HZSM-5 分子筛在MTO 工业中的应用

答辩人：孙振海学号： 2012207107

目录

背景和意义1

ZSM-5 分子筛在甲醇制烯烃中的应用2

MTO技术工艺、工程特点3

MTO 工艺的应用4

背景和意义

乙烯、丙烯等低碳烯烃是现代化学工业的基础，传统的生产方法是轻烃和石脑油热裂解法

10吨原油→约 3 吨石脑油→ 1 吨乙烯(20世纪 90年代 );2009年我国生产的近1070万吨乙烯原料约来自于 1 亿吨原油。

背景和意义

按目前炼油经济性数据：按欧Ⅳ、欧Ⅴ标准生产及芳烃原料要求， 20吨原油→ 约 3 吨石脑油→ 1 吨乙烯 . 乙烯生产消耗大量石油资源，资源短缺日益紧张我国基本国情是缺油少气，石油资源相对匮乏，国家的能源安全受到威胁。目前我国石油及石化产品的需求矛盾日益突出。

2010年，我国生产原油 2.03亿吨，进口原油 2.39亿吨，对外依存度 54%;

2009年乙烯产量 1070万吨，当量需求量达到 2400万吨，对外依存度达 55%；

2010年乙烯产量 1418.9万吨，对外依存度 ~50%;

2020年乙烯当量需求量预计为 3800万吨左右。

背景和意义

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背景和意义

开发新的煤制烯烃 (CTO)、甲醇制烯烃 (MTO)技术，有利于实施石油替代战略，缓解石油供求矛盾

高油价下，采用开发成功并实施商业化工厂运行的甲醇制烯烃（ MTO ）技术，具有巨大的经济利益和战略意义 .

ZSM-5 分子筛在甲醇制汽油中的应用

SAPO-34 系列分子筛●小孔结构、中等酸性、良好的水热稳定性和大的比表面积 ●用于 MTO 过程，具有反应速率快、烯烃选择性高等优点●但其 8 元环椭球形笼和独特的三维孔道结构使之易积炭失活，需采用复杂的流化床工艺不断循环再生。

ZSM-5 分子筛●用于 MTO 过程， 具有热稳定性好、催化活性高等优点，且其制备工艺成熟、成本较低●低碳烯烃的选择性及催化剂的稳定性较低。●调控分子筛孔径和表面酸性， 以达到抑制链增长反应、增强 C5+ 裂解反应的目的。

ZSM-5 分子筛在甲醇制汽油中的应用

ZSM-5 分子筛在甲醇制汽油中的应用

影响因素●反应时间●反应温度●水醇比●空时● HZSM-5 酸强度和酸密度●HZSM-5 的改性

ZSM-5 分子筛在甲醇制汽油中的应用

甲醇制烯烃反应步骤

MTO 技术工艺、工程特点

MTOMTOMTPMTP

>800>800ooCC ，， +H+H22OO ，，乙烯＋丙烯 收率～乙烯＋丙烯 收率～ 45%45%

>800>800ooCC ，， +H+H22OO

石脑油石脑油

乙烷乙烷乙烯乙烯

丙烯丙烯煤煤天然气天然气

成熟技术成熟技术

合成气合成气 甲醇甲醇

MTO 技术工艺、工程特点

高转化率 (400 ℃

近 100%转化 )

MTO反应特征

低压反应

0.10.3MP

a

酸性催化

特征

强放热 (400-

500oC, － 22.4

－ 22.1kJ/mol甲

醇 ; － 167.3－

164.8kcal/kg甲

醇 )

MTO反应特征 分子筛催化

的形状选择性效应

快速反应

MTO 技术工艺、工程特点

MTO煤气化

变换 低温甲醇洗

硫回收 硫磺

甲醇合成

丙烯聚合

乙烯聚合

PP

PE

煤制烯烃

MTO 工艺的应用

氯气

乙炔

氯化氢

煤 + 石灰石 电石

乙烯

氯气

PVC

单体VCM

PVC

甲醇MTO

电石乙炔法

乙烯法

乙炔天然气天然气乙炔法

MTO 工艺的应用PVC行业

焦化行业

MTO 工艺的应用

甲醇甲醇煤煤焦化焦化 MTO

烯烃烯烃焦炉煤气焦炉煤气

苯苯

焦 油焦 油

焦炭焦炭

焦油加工产品焦油加工产品

丙烯丙烯

乙烯乙烯

高附加值产品

MTO 工艺应用

甲醇市场

价格稳定合适，产能趋于过剩，急于寻找出路？生产规模： 60 万吨 / 年

MTO 乙烯丙烯 精细化学品

产品附加值高，市场需求量大，下游生产受原料限制！20 万吨 / 年烯烃已具备发展精细化工品的条件

外购甲醇 MTO市场分析

MTO 工艺的应用

石脑油石脑油

甲醇甲醇

原油原油50 美元 / 桶 4000 元 / 吨 烯

烃8300 元 /吨

2300 元 / 吨

MTO

煤煤550 元 / 吨

天然气天然气1.80 元 /m3

甲醇甲醇2300 元 / 吨

两种烯烃生产路线经济性比较（ IRR=12% ）

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