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甲醇制芳烃(MTA)是指甲醇在催化剂的作用下,经过一系列反应,最终转化为芳烃的过程,产品以苯、甲苯、二甲苯(BTX)为主,副产品主要是LPG。MTA的芳烃理论收率为40.6%,但是实践中由于副产物的存在,通常需要3吨以上甲醇才能获得1吨BTX。
今天,小七为大家盘点一下中国的煤/甲醇制芳烃技术及在建项目!
现有技术:
中国煤经甲醇制芳烃的3种技术
1 中科院山西煤化所的固定床甲醇制芳烃技术(MTA)
技术概况:
MTA技术由山西煤化所开发,2006年前后完成实验室催化剂筛选评价和反复再生试验,催化剂单程寿命大于20天,总寿命预计大于8000小时。于2007年前后开始与赛鼎工程有限公司合作开始工业化设计。
山西煤化所和赛鼎工程公司合作固定床甲醇制芳烃技术,以甲醇为原料,以改性ZSM-5分子筛为催化剂,在操作压力为0.1~5.0MPa,操作温度为300~460℃,原料液体空速为0.1~6.0h-1条件下催化转化为以芳烃为主的产物;经冷却分离将气相产物低碳烃与液相产物C5+烃分离;液相产物C5+烃经萃取分离,得到芳烃和非芳烃。该发明具有芳烃的总选择性高,工艺操作灵活的优点。
该技术属于大规模甲醇下游转化技术,目标产物是以BTX为主的芳烃。以MoHZSM-5(离子交换)分子筛为催化剂,以甲醇为原料,在T=380~420℃、常压、LHSV=1h-1条件下,甲醇转化率大于99%,液相产物选择性大于33%(甲醇质量基),气相产物选择性小于10%。
液相产物中芳烃含量大于60%。已完成实验室催化剂筛选评价和反复再生试验,催化剂单程寿命大于20天,总寿命预计大于8000小时。
该技术的合作开发已经进入工业示范阶段,工业示范试验(1~10万吨/年甲醇)装置的工程设计和建设已经完成。
主要设备:
主要设备有甲醇输送系统、甲醇转化反应器、芳烃萃取设备、DCS控制系统等。
2 清华大学的循环流化床甲醇制芳烃技术(FMTA)
清华大学在国际上首次开发了以流化床甲醇制芳烃(FMTA)工艺技术,包括连续两段流化床反应(双层构件湍动流化床技术)—再生、中低温冷却及变压吸附—轻烃回炼、液相芳烃非清晰分离—苯/甲苯回炼。
该技术将多段流化床反应再生系统成功用于FMTA过程,MTA过程的转化率99.99%,FMTA全流程的甲醇到芳烃的烃基收率为74.47%。合3.07吨甲醇/吨芳烃,工艺废水中未检出甲醇和催化剂粉尘,再生烟气中不含SOx和NOx。单位甲醇原料催化剂消耗为0.20千克。
该技术已在陕西榆林建成了年处理甲醇3万吨的FMTA全流程工业化试验装置,工业试验持续运行443小时。甲醇到芳烃的烃基总收率74.47%(折3.07吨甲醇/吨芳烃)。
3 河南煤化集团研究院与北京化工大学煤基甲醇制芳烃技术
由河南煤化集团研究院与北京化工大学合作开发的煤基甲醇制芳烃技术开发项目2011年8月底通过中期评估,该项目可使芳烃制造工艺由传统的石油路线转变为煤基路线。
自2010年6月启动以来,河南煤化集团研究院与北京化工大学对该项目涉及的甲醇芳构化催化剂性能改进和二甲苯异构化、苯及甲苯烷基化过程开发以及煤基甲醇制芳烃流程设计等课题开展了大量研究,并取得了阶段性成果。
该项目探索出了最佳催化剂和反应的适宜工艺条件,提出了装置规模、反应器初步设计和关键设备参数,初步形成了较完整的煤基甲醇制芳烃技术。各项技术指标达到预期目标,催化剂单程寿命、苯烷基化转化率等指标超过预期并达到了较高的水平。
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