甲醇制烯烃工艺技术Word文件下载.docx

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二.甲醇制丙烯（MTP）13

第三章甲醇制烯烃16

第一节甲醇制烯烃的基本原理16

一.反应方程式16

二.反应机理17

三.反应热效应18

四.MTO反应的化学平衡19

五.MTO反应动力学19

第二节甲醇制烯烃催化剂20

一.分子筛催化剂的研究20

二.分子筛催化剂的制备23

三.分子筛催化剂的再生27

第三节甲醇制烯烃工艺条件27

一.反应温度27

二.原料空速28

三.反应压力28

四.稀释剂28

第四节甲醇制烯烃工艺流程及主要设备29

一.MTO工艺流程及主要设备29

二.MTP工艺流程及主要设备40

第四章甲醇制烯烃工艺路线的选择42

一、技术条件42

二、工业化应用现状42

三.经济性对比43

四.工艺技术的选择44

第五章聚烯烃工艺简介45

第一节聚乙烯工艺技术简介45

一、LDPE生产工艺45

二、LLDPE/HDPE生产工艺45

三、聚乙烯工艺技术47

第二节聚丙烯工艺技术简介51

一．聚丙烯工艺技术介绍51

二．聚丙烯工艺技术52

第一章绪论

第一节概述

乙烯、丙烯等低碳烯烃是重要的基本化工原料，随着我国国民经济的发展，特别是现代化学工业的发展对低碳烯烃的需求日渐攀升，供需矛盾也将日益突出。

迄今为止，制取乙烯、丙烯等低碳烯烃的重要途径，仍然是通过石脑油、轻柴油（均来自石油）的催化裂化、裂解制取，作为乙烯生产原料的石脑油、轻柴油等原料资源，面临着越来越严重的短缺局面。

另外，近年来我国原油进口量已占加工总量的一半左右，以乙烯、丙烯为原料的聚烯烃产品仍将维持相当高的进口比例。

因此，发展非石油资源来制取低碳烯烃的技术日益引起人们的重视。

甲醇制乙烯、丙烯的MTO工艺和甲醇制丙烯的MTP工艺是目前重要的化工技术。

该技术以煤或天然气合成的甲醇为原料，生产低碳烯烃，是发展非石油资源生产乙烯、丙烯等产品的核心技术。

我国是一个富煤缺气的国家，采用天然气制烯烃势必会受到资源上的限制。

因此，以煤为原料，走煤-甲醇-烯烃-聚烯烃工艺路线符合国家能源政策需要，是非油基烯烃的主流路线。

一.烯烃、聚烯烃市场分析

2007年底，我国乙烯需求规模达到1553.79万吨，较上年同期比增长了10.28%，2008年我国全年的乙烯需求规模突破1755.96万吨。

预计到2010年将上涨到2164.86万吨。

目前的产量最多为950万吨/年，远低于乙烯和其下游制品的总需求

从当量需求来看，2005～2010年，丙烯当量需求的年均增长率将达到7.6%，超过丙烯生产能力的增长速度。

预计到2010年，我国对丙烯的当量需求将达到1905万吨，供需缺口将达到825万吨。

在市场价格上，从2002到2007年间我国聚烯烃市场价格出现大幅上涨，从2002年的5800元/吨，涨到2007年的12500元/吨，其价格的年均增长率达17%。

当前的聚烯烃价格为9500～9800元/吨。

二.竞争力分析

与传统油基烯烃工艺比较，甲醇制烯烃工艺从成本上来看，当煤炭价格为250元/吨时，聚烯烃的成本价格为5440元/吨。

按当前的市场价格9500元/吨推算，利润为4060元/吨，相当于原油价格为50美元/桶时油基烯烃的利润。

随着国际市场原油价格的不断提升，以煤为原料，通过甲醇制烯烃的工艺路线在经济上有不少优势。

市场需求、资源情况、成本优势决定了煤-甲醇-烯烃-聚烯烃工艺路线是一种值得大力发展的工业化产业链。

本书重点介绍其核心工艺—甲醇制烯烃工艺技术，对烯烃聚合技术做简单介绍。

第二节主要产品简介

整个煤基烯烃产业链中包含有中间产品甲醇、乙烯、丙烯，最终产品聚乙烯、聚丙烯等。

一．甲醇的物理化学性质和用途

1.甲醇的物理化学性质

甲醇,俗称“木醇”、“木精”。

英文名称为methylalcohol，分子式为CH4O，结构简式CH3-OH,碳原子以sp3杂化轨道成键，氧原子以sp3杂化轨道成键，为极性分子，相对分子质量32.04。

常温常压下，纯甲醇是无色透明、易流动、易挥发的可燃液体，对金属无腐蚀性（铅、铝除外），略有酒精气味。

相对密度（水=1）0.792，熔点-97.8℃，沸点64.5℃，闪点12.22℃，自燃点463.89℃。

甲醇比水轻，是易挥发的液体，具有很强的毒性；

内服5～8mL有失明的危险，30mL能使人中毒身亡，故操作场所空气中允许最高甲醇蒸汽浓度为0.05mg/L。

甲醇蒸汽与空气能形成爆炸性混合物，爆炸范围为6.0%～36.5%，燃烧时呈蓝色火焰。

甲醇能与水、乙醇、乙醚、苯、酮、卤代烃和许多其他有机溶剂相混溶。

甲醇不具酸性，其分子组成中虽然有碱性极微弱的羟基，但也不具有碱性，对酚酞和石蕊呈中性。

2.甲醇的用途

甲醇用途广泛，是基础的有机化工原料和优质燃料。

主要应用于精细化工、塑料等领域，可用来制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫酸二甲脂等多种有机产品，也是农药、医药的重要原料之一。

甲醇在深加工后可作为一种新型清洁燃料，也加入汽油掺烧。

此外，还有许多重要的工业用途正在研究之中：

如甲醇可以裂解制氢用于燃料电池，甲醇通过ZSM-5分子筛催化剂转化为汽油已经工业化，甲醇加一氧化碳可以合成乙醇，甲醇可以裂解制烯烃等。

二．乙烯的物理化学性质和用途

1.乙烯的物理化学性质

乙烯，英文名称为ethylene，分子量28.06，分子式C2H4，结构简式CH2=CH2，C原子以sp2杂化轨道成键，两个碳原子和四个氢原子处在同一平面上分子，彼此之间键角120度，为平面形的非极性分子。

乙烯是一种无色气体，略具烃类特有的臭味。

熔点-169.4℃，沸点-103.9℃，相对密度（水=1）0.61，相对蒸气密度（空气=1）0.98，饱和蒸气压4083.40kPa（0℃），燃烧热1409.6kJ/mol。

不溶于水，微溶于乙醇、酮、苯，溶于醚、四氯化碳等有机溶剂。

易燃，与空气混合能形成爆炸性混合物，爆炸极限为2.7%～36.0%。

乙烯具有较强的麻醉作用，可引起急性中毒，吸入高浓度乙烯会立即引起意识丧失。

2.乙烯的用途

乙烯是合成纤维、合成橡胶、合成塑料的基本化工原料，也用于制造氯乙烯、苯乙烯、环氧乙烷、醋酸、乙醛、乙醇和炸药等，还可用作水果和蔬菜的催熟剂。

乙烯的生产量是衡量一个国家化工水平高低的重要指标。

三.丙烯的物理化学性质和用途

1.丙烯的物理化学性质

丙烯的英文名称为propylene，分子式C3H6，结构简式CH2=CH-CH3，3个碳原子处于同一平面，分子量42.08。

丙烯在常温下是一种无色、无臭、稍带有甜味的气体。

密度0.5139g/cm（20/4℃）,冰点-185.3℃,沸点-47.4℃。

易燃,爆炸极限为2%～11%。

不溶于水,溶于有机溶剂。

易燃，与空气混合能形成爆炸性混合物，爆炸极限为2.0%～11.7%。

丙烯略具麻醉性，属低毒类化学品。

2.丙烯的用途

丙烯是三大合成材料的基本原料，用量最大的用途是生产聚丙烯，此外还可制丙烯腈、异丙醇、苯酚和丙酮、丁醇和辛醇、丙烯酸及其脂类以及制环氧丙烷和丙二醇、环氧氯丙烷和合成甘油等。

四.聚乙烯的物理化学性质和用途

聚乙烯的英文名称为polyethylene，分子式[C2H4]n，结构简式[-CH2-CH2-]n，是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂，在工业上，也包括乙烯与少量α－烯烃的共聚物。

聚乙烯化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀（不耐具有氧化性质的酸），常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，电绝缘性能优良；

但聚乙烯对于环境应力（化学与机械作用）很敏感，耐热老化性差。

聚乙烯的性质因品种而异，主要取决于分子结构和密度。

采用不同的生产方法可得不同密度（0.91～0.96g／cm3）的产物。

聚乙烯用途十分广泛，主要用来制造薄膜、容器、管道、单丝、电线电缆、日用品等，并可作为电视、雷达等的高频绝缘材料。

根据分子结构和密度不同，聚乙烯产品主要可分为低密度聚乙烯（LDPE）、线性低密度聚乙烯（LLDPE）和高密度聚乙烯（HDPE），此外还有中密度聚乙烯（MDPE）、超高分子量聚乙烯（UHMWPE）、改性聚乙烯、乙烯共聚物等。

现重点介绍LDPE、LLDPE和HDPE。

1.低密度聚乙烯的理化性质和用途

低密度聚乙烯无味、无臭、无毒、表面无光泽，呈乳白色蜡状颗粒，能耐大多数酸碱的侵蚀，吸水性小，在低温时仍能保持柔软性，电绝缘性高。

可以采用注塑、挤塑、吹塑等加工方法，用作农膜、工业用包装膜、药品与食品包装薄膜、机械零件、日用品、建筑材料、电线、电缆绝缘、涂层和合成纸等。

2.线性低密度聚乙烯的理化性质和用途

线性低密度聚乙烯无毒、无味、无臭，呈乳白色颗粒状。

具有优异的耐环境应力开裂性能和电绝缘性、较高的耐热性能以及较强的抗冲和耐穿刺性能等。

可以通过注塑、挤出、吹塑等成型方法，用于生产薄膜、日用品、管材、电线电缆等。

3.高密度聚乙烯

白色圆柱状或扁圆状光洁颗粒，粉料为白色粉末，合格品允许有微黄色。

能耐大多数酸碱的侵蚀。

吸水性小，在低温时仍能保持柔软性，电绝缘性高。

可采用注塑、吹塑、挤塑、滚塑等成型方法，生产薄膜制品、日用品及工业用的各种大小中空容器、管材、包装用的压延带和结扎带，绳缆、鱼网和编织用纤维、电线电缆等。

五.聚丙烯的物理化学性质和用途

1.聚丙烯的物理化学性质

英文名称polypropylene，分子式[C3H6]n，结构简式

，是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。

聚丙烯按甲基排列位置分为等规聚丙烯、无规聚丙烯和间规聚丙烯三种。

甲基排列在分子主链的同一侧称等规聚丙烯；

若甲基无秩序的排列在分子主链的两侧称无规聚丙烯；

当甲基交替排列在分子主链的两侧称间规聚丙烯。

一般生产的聚丙烯树脂中，等规结构的含量为95%，其余为无规或间规聚丙烯。

工业产品以等规物为主要成分。

聚丙烯产品也包括丙烯与少量乙烯的共聚物在内。

通常为半透明无色固体，无臭无毒。

由于结构规整而高度结晶化，故熔点高达167℃，耐热、制品可用蒸汽消毒是其突出优点。

密度0.90g/cm3，是最轻的通用塑料。

耐腐蚀，强度、刚性和透明性都比聚乙烯好。

缺点是耐低温冲击性差，较易老化，但可分别通过改性和添加抗氧剂予以克服。

2.聚丙烯的用途

聚丙烯按用途可以分为以下几种：

①工程用聚丙烯纤维

工程用聚丙烯纤维以改性聚丙烯为原料，经挤出、拉伸、成网、表面改性处理、短切等工序加工而成的高强度束状单丝或者网状有机纤维，其固有的耐强酸，耐强碱，弱导热性，具有极其稳定的化学性能。

可以广泛的使用于地下工程防水，工业民用建筑工程的屋面、墙体、地坪、水池、地下室等，以及道路和桥梁工程中。

是砂浆/混凝土工程抗裂，防渗，耐磨，保温的新型理想材料

②双向拉伸聚丙烯薄膜

主要用于塑料制品中的包装材料。

我国双向拉伸聚丙烯（BOPP）薄膜是PP树脂消费量最大的领域之一。

③汽车用改性聚丙烯

PP用于汽车工业具有较强的竞争力，但因其模量和耐热性较低，冲击强度较差，因此不能直接用作汽车配件，轿车中使用的均为改性PP产品，其耐热性可由80℃提高到145℃~150℃，并能承受高温750~1000h后不老化，不龟裂。

因此，改性PP用作汽车配件具有十分广阔的开发前景。

④家用电器用聚丙烯

主要用于家电产品。

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