煤制烯烃生产工艺风险评估与安全设计文献综述

 2021-10-22 21:45:17

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前言

近年来随着我国经济的持续迅速发展,对石油资源的需求日益增长,石油缺口逐年增大已经成为一个不可回避的问题。乙烯和丙烯是现代化学工业的重要基础有机化工原料,现有的烯烃生产技术对石油资源依赖严重,针对我国富煤、贫油、少气的能源特点,发展以煤为源头的合成低碳烯烃的技术有利于缓解我国油气资源紧缺的局面。MTO和MTP技术是煤基甲醇制烯烃工艺路线中的关键技术,有着重要的战略意义,在我国正面临着良好的发展机遇和长远的发展前景。

一、研究背景及研究目的

相对于石油资源的紧缺,我国的煤炭资源相对丰富,储量为世界第三。这决定了我国以煤作为一次能源为主的格局在相当长时期内难以改变,发展煤基甲醇制烯烃产业能够替代进口,满足国内市场需求、可以调整我国煤炭企业产业结构,有效拓展发展空间、有利于我国污染物的集中治理,改善环境,符合我国煤多油少的能源结构特点,有利于缓解石油资源日益紧缺的局面,是保障我国石油战略安全的一项有力举措。[1]

煤基甲醇制烯烃工艺目前世界上现行的方法主要有两种:MTO与MTP技术,具体工艺包括 ExxonMobil MTO的工艺、UOP/Hydro的MTO工艺、Lurgi的MTP工艺、中科院大连化学物理研究所的DMTO工艺和清华大学的循环流化床甲醇制丙烯(FMTP)技术等。[2]

在上述化工工艺技术的具体生产过程中,各项设备和装置在运行过程时往往会受到内部和外部环境的共同影响,会产生一定的噪声、振动、高温、机械伤害等危险因素,与此同时,一旦易燃易爆、有毒、有腐蚀的物料发生泄漏,就会引发严重的火灾和爆炸,对周围的居民、环境、土壤、水质等造成不可逆转的严重危害。

因此,在利用我国丰富的煤炭资源,采用先进的煤化工技术大力发展煤基甲醇制烯烃产业的同时,对生产工艺进行风险评估与安全设计就显得至关重要,但由于煤制烯烃技术发展时间较短,目前这方面的研究内容较少。

二、研究现状及发展前景

煤基甲醇制烯烃工艺主要由煤气化制合成气、合成气制甲醇及甲醇制烯烃三项技术组成。煤气化制合成气、合成气制甲醇两项技术均已较为成熟,能适应规模化经济的发展。甲醇制烯烃技术目前世界上现行的方法主要有两种:一种是MTO技术(MethanoltoOlefin,甲醇制烯烃),即由合成气首先生产出甲醇,然后将甲醇转化为乙烯和丙烯混合物的工艺;另一种是MTP技术(Methanol to Propylene,甲醇制丙烯)即由合成气首先生产出甲醇,然后将甲醇转化成丙烯的工艺。[1]

早在1985年,美孚公司在新西兰Montonui的生产厂的甲醇制汽油(MTG)工艺就已经正式投产。在MTG工艺的开发过程中,科研人员发现低碳烯烃为MTG反应过程的中间产物,于是在此基础上开发出了甲醇制低碳烯烃(MTO)工艺。发展至今,甲醇制烯烃工艺已经有了多种方法,除了上述提到的MTO工艺和MTP工艺,还包括中国科学院大连化学物理研究所的DMTO工艺、中国石化上海石油化工研究院的S-MTO工艺以及清华大学的FMTP工艺等。本文将主要介绍MTO与MTP工艺。[3]

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