Mecanismo de reacción catalítica de la tecnología de metanol a olefinas
2ch2 oh→C2 H4+2H2O
3CH3OH→C3H6+3H2O
Primero se deshidrata el metanol a dimetilo. éter (DME), la mezcla de equilibrio consta de metanol, DME y agua, que luego se convierte en olefinas inferiores, que a su vez se convierten en alcanos, aromáticos, cicloalcanos y olefinas superiores mediante reacciones de transferencia de hidrógeno, alquilación y policondensación. El metanol se deshidrata bajo la acción de un catalizador ácido sólido para producir dimetiléter, en el que el intermedio es un grupo metoxi de superficie protonada; las olefinas ligeras se convierten en alcanos, aromáticos, cicloalcanos y olefinas superiores mediante un mecanismo típico de reacción de transferencia de hidrógeno por carbocatión. Existen muchos mecanismos para la conversión del éter dimetílico en olefinas ligeras, pero no existe un entendimiento unificado.
El catalizador MTO desarrollado originalmente por Mobil Company era ZSM-5, cuyo rendimiento de etileno era sólo del 5%. El nombre del proceso mejorado MTE, es decir, metanol a etileno, era inicialmente un reactor de lecho fijo y luego se cambió a un reactor de lecho fluidizado. Las selectividades para etileno y propileno fueron del 45% y el 25% respectivamente.
El catalizador MTO-100 con SAPO-34 como componente activo desarrollado por UOP tiene una selectividad de etileno significativamente mejor que ZSM-5, lo que supone un gran avance en el proceso MTO. Las selectividades de etileno y propileno son 43% ~ 61,1% y 27,4% ~ 41,8% respectivamente.
A juzgar por las patentes publicadas en el extranjero, la investigación y el desarrollo de MTO todavía se centran en la mejora de catalizadores para mejorar la selectividad de las olefinas bajas en carbono. La introducción de varios elementos metálicos en el esqueleto de SAPO-34 para obtener un tamiz molecular llamado MAPSO o ELPSO es uno de los medios importantes de modificación del catalizador. La introducción de iones metálicos cambiará la acidez y el tamaño de los poros del tamiz molecular. Los tamaños de poros más pequeños limitarán la difusión de macromoléculas, lo que es beneficioso para mejorar la selectividad de las olefinas moleculares pequeñas, formando centros ácidos de resistencia media y también favorece la formación de centros ácidos de resistencia media. a la formación de olefinas.