煤制烯烴生產(chǎn)丙烯的工藝技術(shù)
? ? ? 丙烯生產(chǎn)的工藝有多種方法,除了常見(jiàn)的丙烷脫氫和催化裂解法之外,還有一種煤化工生產(chǎn)丙烯的工藝,煤化產(chǎn)業(yè)在經(jīng)過(guò)不斷的發(fā)展,煤制烯烴技術(shù)也越來(lái)越完善,在生產(chǎn)丙烯的技術(shù)上煤化工也提供了支持,給丙烯生產(chǎn)技術(shù)帶來(lái)了多元化的發(fā)展。
1、FMTP技術(shù)
? ? ? 采用FMTP技術(shù)來(lái)制丙烯,包含的反應(yīng)系統(tǒng)主要有兩個(gè),分別具有再生和分離的功能,反映再生系統(tǒng)所涉及的設(shè)備主要有再生器以及甲醇和烯烴這兩種轉(zhuǎn)化反應(yīng)器。分離烯烴在對(duì)最佳分離流程進(jìn)行選擇時(shí),結(jié)合了產(chǎn)品的相關(guān)要求。它在經(jīng)過(guò)MTO反應(yīng)后,能夠在生產(chǎn)產(chǎn)物中分離出丙烯,多出來(lái)的C2+和C4+以上這兩種組分需要單獨(dú)在反應(yīng)器中進(jìn)行烯烴轉(zhuǎn)化,以此來(lái)生產(chǎn)丙烯。最終生產(chǎn)出選擇性較高的丙烯產(chǎn)品。采用該技術(shù)能夠生產(chǎn)出總收率77%、88%的丙烯和雙烯,需要消耗30t/a的甲醇原料。
2、PDH 制丙烯
? ? ? PDH工藝需要在丙烷中加入脫氫催化劑來(lái)生產(chǎn)丙烯和氫氣,該可逆反應(yīng)階段需要吸收大量的熱,在溫度較高和壓力較低的條件下,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)合理的丙烯收率的獲取。采用純度較高的丙烷生產(chǎn)出來(lái)的聚合丙烯的純度也很高。在工業(yè)中已經(jīng)得到了20多年的應(yīng)用,目前屬于丙烯第三大生產(chǎn)工藝。目前,國(guó)內(nèi)計(jì)劃需要建設(shè)10個(gè)左右的DH 項(xiàng)目,總產(chǎn)量約為587 萬(wàn) t/a,也有部分裝置已建成投產(chǎn),但是這些項(xiàng)目都需要采用進(jìn)口原料,所以PDH目前急需解決的問(wèn)題就是原料,而國(guó)外在PDH工藝階段所采用的純度較高的低硫丙烷,大多采用濕性油田伴生氣作為原料,丙烷具有超過(guò)97%的純度。
? ? ? 但是我國(guó)缺乏大量的濕性油田伴生氣,并且煉制石油環(huán)節(jié)會(huì)產(chǎn)生大量的液化氣硫,因此,目前無(wú)法為PDH工藝提供滿足質(zhì)量要求的丙烷。所以,目前我國(guó)在對(duì)PDH項(xiàng)目進(jìn)行建設(shè)時(shí),必須在丙烷的高純度液化環(huán)節(jié)應(yīng)用國(guó)外進(jìn)口的油田伴生氣。江蘇以及山東等地紛紛以UOP公司的技術(shù)為基礎(chǔ),采用PDH工藝來(lái)生產(chǎn)丙烯。
3、MTO工藝
? ? ? 整個(gè)MTO系統(tǒng)主要包含兩道工藝,分別負(fù)責(zé)反應(yīng)再生和反應(yīng)氣分離。只包含了氣相和固相反應(yīng)部分,其具有如下反應(yīng)過(guò)程:脫水后的甲醇會(huì)變成二甲醚,然后與甲醇平衡混合物原料發(fā)生催化反應(yīng)后會(huì)出現(xiàn)脫水現(xiàn)象,進(jìn)而轉(zhuǎn)變?yōu)榈吞枷N,例如乙烯以及丙烯等等:
2CH3OH→ CH3-O-CH3→C2~C3
? ? ? 在這一催化反應(yīng)階段會(huì)有熱量放出。如果催化劑失去了活性,那么想要恢復(fù)其活性,就需要在流化床設(shè)備中進(jìn)行燃碳再生,接著仍然需要借助流化床來(lái)保證其反應(yīng)的持續(xù)。移熱裝置被安裝在了反應(yīng)器和再生器中。
4、MTP工藝
? ? ? ? 進(jìn)入廠內(nèi)的汽車會(huì)把甲醇儲(chǔ)存到甲醇罐內(nèi),甲醇在泵的作用下進(jìn)入脫水環(huán)節(jié),反應(yīng)器中的甲醇會(huì)發(fā)生反應(yīng),在完成換熱、冷卻以及壓縮等環(huán)節(jié)后,通過(guò)穩(wěn)定分離反應(yīng)產(chǎn)物,能夠獲取到富烯烴、富乙烯等液化氣產(chǎn)品和干氣產(chǎn)品等,裝置中能夠直接生產(chǎn)出混合芳烴產(chǎn)品,回收環(huán)節(jié)的主要對(duì)象就是富乙烯干氣原料。富烯烴液化氣在經(jīng)過(guò)氣體分流處理后,能夠使丙烯和丙烷等得到分離,裝置中能夠生產(chǎn)出丙烯產(chǎn)品和丙烷產(chǎn)品。MTBE單元中送入的富烯烴和甲醇能夠作為MTBE和混合碳四的生產(chǎn)原料,裝置中能夠生產(chǎn)出MTBE產(chǎn)品,工業(yè)領(lǐng)域會(huì)將混合碳四裝入異丙烷裝置中。干氣在經(jīng)過(guò)回收后,能夠分離出干氣、液化石油氣等物質(zhì),干氣能夠用于加熱裝置,工業(yè)領(lǐng)域?qū)⒁夯蜌鈨?chǔ)存在異辛烷裝置中,裝置中能夠生產(chǎn)出混合芳烴產(chǎn)品。針對(duì)異辛烷來(lái)說(shuō),工業(yè)裝置中能夠生產(chǎn)出異辛烷產(chǎn)品、正丁烷產(chǎn)品以及輕烴產(chǎn)品。通過(guò)甲醇脫水處理得到的水,會(huì)進(jìn)入到甲醇回收環(huán)節(jié),然后由污水處理廠進(jìn)行相應(yīng)的處理。
? ? ? ? MTP需要較長(zhǎng)的工藝時(shí)間,大量的設(shè)備,并且會(huì)產(chǎn)生較大的溫度變化,需要消耗大量的能源;需要專門借助沸石來(lái)進(jìn)行催化,無(wú)法連續(xù)再生,并且需要嚴(yán)格的控制好反應(yīng)溫度;借助二步法來(lái)進(jìn)行反應(yīng),采用的中間體為二甲醚,能夠保證催化劑在甲醇原料以及水蒸氣等環(huán)境中的穩(wěn)定性和使用期限得到延長(zhǎng),在加上二甲醚中具有比甲醇多兩倍的甲基和氧,如果需要生產(chǎn)的低碳烯烴數(shù)量相同,那么只需要消耗甲醇出口物料的一半即可,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)備尺寸的縮小,對(duì)投資費(fèi)用的降低。
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