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1、中原石化MTO工艺介绍中国石化中原石化公司2018/7/191 河南-濮阳-中原石化MTO车间-侯福兴1 MTO项目介绍 1.1 项目背景 S-MTO是中国石化自行开发的甲醇转化制取乙烯、丙烯的工业技术，借助于流化工艺，采用流化床的连续-再生方式，对甲醇进行转化 ，生产乙烯和丙烯等基本有机化工原料。在当前原油价格快速增长的国际背 景下，开发S-MTO技术并尽快实施工业化，对于使用非石油原料生产乙 烯发展石化工业具有十分重要的战略意义。2018/7/192 河南-濮阳-中原石化MTO车间-侯福兴1.2 项目依据20062007年，在中石化总部科技部的领导下，由上海石油化工研究院（SRIPT）、中
2、国石化工程建设公司（SEI）和北京燕山分公司三家单位联合开发，在北京燕山分公司化工一厂建设一套100吨/天（3.06万吨/年）甲醇制烯烃(S-MTO)中型实验装置 。自2006年9月22日至2007年12月26日，历时一年零三个月，完成了S-MTO中试实验装置方案设计、工艺包设计、一段施工图设计、设备及材料采购、施工建设、催化剂制备、装置开工及试验等工作。 2007年11月4日甲醇进料，实现一次开车成功； 12月20-23日对中试装置进行了为期72小时的集中标定；12月26日中试装置计划停2018/7/193 河南-濮阳-中原石化MTO车间-侯福兴工，共运行53天。2008年5月11日-7月9
3、日，进行了为期近2个月的S- MTO第二阶段试验。S-MTO中试装置试验结果表明：乙烯、丙烯选择性达 到80.51%，甲醇转化率达到了99.8%，优于其它国内、国际相关MTO专 利商的目标值，而且，在试验过程中，验证了SMTO-1催化剂的性能，水洗 脱除有机氧化物的效果，S-MTO工艺各操作变量如反应温度、反应压力 、水醇比、床层空速、平衡剂积碳及反应（接触）时间等对MTO转化反应 乙烯、丙烯选择性的影响，所采用的设备结构、控制方案等工程技术 的可靠性，并获得催化剂单耗、污染物排放等关键操作指标。通过 对乙烯装置中的二甲醚分布试验，掌握了二甲醚的分布规律。 Date4 河南-濮阳-中原石化MT
4、O车间-侯福兴总之，从燕山S-MTO中试装置得到完整的工业数据，并且积累了大量的开工和操作经验，为本次中原石油化工有限责任公司乙烯原料路线改造（MTO）项目建设60万吨/年甲醇制烯烃（S-MTO）装置提供了坚实的基础。本次改造项目利用中原石化周边甲醇资源供应稳定的优势，采取甲醇制烯烃原料路线实现对石脑油的原料替代，并进一步提高产能，将中原石化乙烯装置原料结构由轻烃+石脑油调整为轻烃+甲醇，新建60万吨/年S-MTO装置（以甲醇进料计），共生产24.41万吨/年乙烯，17.00万吨/年丙烯。新建一套10万吨/年PP装置，下游现有20万吨/年LLDPE（线形低密度聚乙烯 ）挖潜改造，依托现有下游装
5、置，通过调整负荷来满足物料平衡要。Date5 河南-濮阳-中原石化MTO车间-侯福兴1.3 项目特点（1）采用SMTO-1专有催化剂，以甲醇为原料，制取乙烯、丙烯等低碳烯烃。（2）反应再生系统借鉴成熟的流化催化裂化技术，即转化反应和催化剂烧焦再生连续进行，补充新鲜催化剂，保证适宜的催化剂反应活性和选择性，使转化反应平稳进行。（3）甲醇制烯烃技术的关键在于催化剂活性和选择性及相应的反应器设备、工艺流程设计，重点在于MTO催化剂的筛选和制备以及与之相匹配的工程设计上。Date6 河南-濮阳-中原石化MTO车间-侯福兴（4）积炭虽然使得催化剂的活性降低，但是由于积炭在生成的过程中可以起到修饰催化剂孔
6、道大小的作用，因此一定量的积炭还可以进一步提高催化剂的择形性，尤其是适量的积炭可以显著提高乙烯的选择性，从而提高了乙烯+丙烯的总选择性。存在一个最佳的积炭量，使得产物中低碳烯烃的总选择性最高。所以，在反应过程中，反应区内催化剂的积炭量需要加以控制。（5）反应器按快速流化床型设计，分为上部反应器和下部反应器；再生器按鼓泡/湍动床型设计，采用单段顺流再生。Date7 河南-濮阳-中原石化MTO车间-侯福兴（6）转化反应与再生烧焦均为放热反应，设置外取热器发生高压饱和 蒸汽，通过灵活调节两台外取热器负荷来控制反应温度和再生温度。（7）待生催化剂与再生催化剂循环均设置脱气(汽)措施，以减少非烃杂 质(
7、对再生催化剂)和低碳烯烃(对待生催化剂)气体的夹带量。（8）为了保持所需要的甲醇重时空速，设置反应器循环斜管，并且在 反应器结构设计上保证与气相甲醇进料接触处催化剂径向分布均匀。（9）待生滑阀自动控制上部反应器床层料位，再生滑阀手动控制再生 器料位，控制逻辑可切换。Date8 河南-濮阳-中原石化MTO车间-侯福兴2 MTO工艺介绍2.1 反应机理MTO的全称为Methanol to Olefins ，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。其催化反应机理如下：主反应为： 2CH3OHC2H4+2H2O 3CH3OHC3H6+3H2O4C
8、H3OHC4H8+4H2ODate9 河南-濮阳-中原石化MTO车间-侯福兴副反应为：CH3OHCO+2H2 CH3OHCH2O+H2CH3OCH3CH4+CO+H2甲醇首先脱水为二甲醚（DME)，形成包括甲醇、二甲醚和水的混物，然后未反应的甲醇以及生成的二甲醚继续发生反应生成中间产物，并与甲醇或二甲醚不断的发生甲基化反应，然后生成的产物再发生脱烷基化反应生成小分子烃类，扩散出催化剂空道，最终形成产品。也就是说，甲醇再转化为二甲醚的过程中，催化剂表面的甲氧基团进一步形成C-C键的反应和一系列形成稀烃的反应。 Date10 河南-濮阳-中原石化MTO车间-侯福兴甲醇首先脱水为二甲醚（DME)，形
9、成包括甲醇、二甲醚和水的混物，然后未反应的甲醇以及生成的二甲醚继续发生反应生成中间产物，并与甲醇或二甲醚不断的发生甲基化反应，然后生成的产物再发生脱烷 基化反应生成小分子烃类，扩散出催化剂空道，最终形成产品。2.2 反应-再生特点（1）属于强放热反应，反应器需要移走大量的热，反应压力低。（2）反应温度和再生温度较高。（3）产生大约56%的水，产品气中低碳烯烃选择性高，C5以上组份很少，含有少量氧化物。Date11 河南-濮阳-中原石化MTO车间-侯福兴（4）催化剂失活速度快，属于分钟级失活，需要频繁再生。（5）MTO反应速度快，属于秒级反应。（6）催化剂上带有一定的积碳，可以提高低碳烯烃的选择
10、性。（7）反应-再生系统采用大反应器、小再生器，原料分子量低，生焦率低。（8）催化剂跑损量较大。（9）有两种再生方式可供选择，包括不完全再生和完全再生。（10）积碳量比较难以控制。Date12 河南-濮阳-中原石化MTO车间-侯福兴2.3 装置组成装置规模为60万吨/年甲醇进料，年操作时数按8000小时计。SMTO装置由甲醇转化部分和轻烯烃回收部分组成。其中甲醇转化部分包括：（1）反应-再生单元：含反应-再生系统、能量回收和余热锅 炉部分（热工工艺）。（ 2）进料气化和产品急冷单元：含原料汽化与过热、产品气急 冷、产品水汽提处理、氧化物回收、催化剂加卸系统等部分 。Date13 河南-濮阳-中原石化MTO车间-侯福兴轻烯烃回收部分包括：（1）产品气压缩及碱洗单元（2）冷分离单元（3）热分离单元（4）丙烯制冷单元（5）界区内火炬系统2.4 工艺流程介绍Date14 河南-濮阳-中原石化MTO车间-侯福兴Date15 河南-濮阳-中原石化MTO车间-侯福兴谢谢！欢迎各位专家莅临中原石化指导开车工作Date16 河南-濮阳-中原石化MTO车间-侯福兴2.5 结束语由于是第一套工业化装置，所以在甲醇制稀烃过程中，仍然会有这样那样的实际问题，还需要进一步摸索，以便为将来更大规模的设计与操作提供参考。Date17 河南-濮阳-中原石化MTO车间-侯福兴
