2010-05-13 07:40:19 阅读13 评论0 字号:大中小
甲醇制烯烃项目初探
2009-03-14 16:03:57 阅读147 评论4 字号:大中小
摘要: 甲醇作为燃料和其它通常的化工原料,能够替代部分的以原油为原料生产的汽油(甲醇汽油)和柴油(二甲醚),人们已并不陌生。但是,作为能够生产塑料的原料,可能知者不多。塑料大部分是以原油为原料加工生产的,特别是用量{zd0}的塑料原料-聚乙烯、聚丙烯,几乎都是以原油为原料(如石脑油)通过裂解生产的,由于原油资源的短缺和油价的持续走高,聚乙烯、聚丙烯日显短缺和价格一路走高,特别是中国目前对塑料的需求的快速增长,供需矛盾越来越大。如预计聚乙烯2010年需求1588万吨,产量925万吨,缺口量633万吨; 预计聚丙烯2010年需求1213万吨,产量750万吨,缺口量463万吨。因此说,国内还需要大量烯烃来填补这个很大的缺口。
但中国是多煤、少气、缺油的国家,以原油为原料制取烯烃,不能满足市场需求。煤制甲醇已经成熟,关键是甲醇制烯烃技术,该技术是将甲醇转化为烯烃,并分离出单体乙烯、丙烯和丁烯等产物,供下游装置使用(如聚合等)。近年来,甲醇制烯烃(MTO和MTP :MTP工艺主要生产丙烯,而MTO工艺可同时生产乙烯和丙烯)技术已经成为国内外碳一化工的热点,是世界上工业化前景最为乐观的新型烯烃技术路线。特别是在国内外均有即将建成投产的装置,其巨大的发展潜力,已经引起国内外的广泛关注,尤其是对于石油资源缺乏、煤炭资源丰富的我国有十分重要的意义,本人认为:甲醇制烯烃工业化局面即将到来;由甲醇制乙烯、丙烯等低碳烯烃是最有希望替代石脑油为原料制烯烃的工艺路线,目前工艺技术开发已趋于成熟。由于甲醇可以由煤制取,甲醇制烯烃技术的工业化,将开辟由煤炭经气化生产基础有机化工原料的新工艺路线,有利于改变传统煤化工的产品格局,是实现煤化工向石油化工延伸发展的有效途径,同时高油价会为企业创造更多的发展空间,为企业带来月来更好的投资效益。因此,通过甲醇制烯烃的具有特别重大的战略的意义,希望与会者高度关注,把握好时机,迎接甲醇后时代的到来。由于本项目的关键技术是甲醇制烯烃技术,MTO借鉴了炼油催化裂化反应-再生和乙烯裂解技术,另外还有煤化工煤制合成气、合成甲醇技术,乙烯厂的聚乙烯、聚丙烯技术等,本人就20多年炼油厂、乙烯厂、石化设计院、煤化工项目工作经验,特别是作为甲醇制烯烃项目的正在实施的技术负责人,本人就甲醇制烯烃项目的意义,市场前景、投资效益、技术状况、目前项目实施情况等,在报告中进行初步探讨和介绍,供与会者参考,并与各位领导专家交流。
一、 甲醇制烯烃项目的目的和意义
随着我国国民经济的发展及对低碳烯烃需求的日渐攀升,作为乙烯生产原料的石脑油、轻柴油等原料资源,面临着原油短缺而严重越来越短缺局面。因此,加快甲醇制烯烃工艺的工业应用问题引起了各方面的重视。
乙烯是石油和化学工业的龙头,乙烯的生产装置规模、产量和技术装备水平标志着国家石油化学工业的发展水平,也极大影响下游产品的竞争能力。乙烯项目具有资金密集和技术密集的现代化工业特点,产品链长,产品应用领域宽广,对相关产业带动性强。目前乙烯主要用于PE、EO/EG/PET、VCM/PVC等产品的生产。
丙烯是继乙烯之后的第二大石化原料。通常丙烯有三个级别,即炼厂级丙烯(丙烯含量为50-70%)、化学级丙烯(丙烯含量为92-96%)和聚合级丙烯(丙烯含量≥99.5%)。炼厂级丙烯通常用于生产异丙苯、异丙醇和内烯低聚物;化学级丙烯通常用于生产丙烯腈、羰基合成醇、丙烯氧化物、异丙苯和丙烯酸;聚合级丙烯通常用于生产聚丙烯、氯丙烯、乙烯和丙烯共聚弹性体。甲醇制烯烃项目的建设对于促进一个企业和地方,甚至国家调整产业结构,促进下游产品发展,保证市场、繁荣经济、提供社会就业机会等方面,都会起到十分重要的作用。
当然,目前世界上,甲醇制烯烃技术目前还没有大型成功运行的装置,还处于摸索阶段,但一旦摸索成功,那在这个行业中具有相当的战略意义。
目前甲醇生产根据原料来源有三大工艺:煤气化、天然气和焦炉煤气,天然气制甲醇属于国家产业禁止类项目;焦炉煤气很难形成经济规模;煤制甲醇资源丰富,可以形成经济规摸。如果通过甲醇制烯烃一旦工业化,那将会在石油化工领域翻开新的一页,{dy}个吃螃蟹的这个企业也就控制了战略高点。
二、 聚乙烯、聚丙烯的市场情况
2.1 聚乙烯
2.1.1 概述
聚乙烯树脂(PE)是当今世界上产量和消费量{zd0}的通用型塑料产品之一,产品牌号众多。根据聚乙烯树脂的结构和性能的区别,一般将其分为三类产品,即高压低密度聚乙烯(HP-LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)和高密度聚乙烯(HDPE)。PE树脂可采用吹膜、注塑、挤出、吹塑及旋转成型等方法,加工成薄膜、管材、片材、电缆包覆料、中空容器等,广泛用于包装、农业、建筑、交通运输、电子电器、医学、机械、水利、环保及家庭用品等领域。其中HP-LDPE和LLDPE大部分用于薄膜,而HDPE应用以薄膜、吹塑和注塑为主。
2.1.2 国内市场分析
从2005-2010年间,随着我国新一轮乙烯改扩建的进行和大型合资企业的城里,聚乙烯产能还将有较大的增加,一些新的聚乙烯装置将陆续投产。2006年,随着中海壳牌的投产和吉化、大庆乙烯改扩建后的投入正式运行,国内聚乙烯树脂供应将有一定幅度的增加,估计2006年国内将新增聚乙烯生产能力150万t/a以上。
按照中国石油和中国石化的规划,未来几年国内PE将进入新的扩能高峰。预计到2010年,我国低密度聚乙烯能力将达到794万t/a,HDPE能力将达到356万t/a,总能力达到1150万t/a;到2015年我国低密度聚乙烯能力将达到979万t/a,HDPE能力将达到501万t/a,总能力1480万t/a。
聚乙烯树脂在我国应用十分广泛,由于性能好,加工方便,制成的制品广泛用于日用、电子电器、建材、计算机、体育器械、农用薄膜、灌溉材料、医疗器械和办公等领域。2005年我国聚乙烯树脂消费结构及2010年需求预测情况如下表:
2005年国内聚乙烯树脂消费结构及2010年预测(单位:万t,%)
品种 2005年 2010年 2005-2010年
年均增长率
消费量 比例 需求量 比例
LDPE 240.5 22.9 93 19.7 4.0
LLDPE 375.6 35.8 507 4.2 6.2
HDPE 433.3 41.3 654 4.1 8.6
合计 1049.3 100.0 1454 00.0 6.7
由于需求的迅速增长,国内聚乙烯树脂缺口还将继续扩大。预计今后我国经济将持续稳定地发展,生产总值增长率将在7.5%以上。经济的持续发展将拉动化工产品的需求增长。预计,近期我国塑料制品业对聚乙烯的需求量将以年均6.7%的速度增长,预计到2010年聚乙烯树脂需求量将达到1454万t(能力1150万t/a)。2010-2015年间,预计国内聚乙烯市场将进入相对较成熟的阶段,但需求仍将以6%左右的较高速度增长,到2015年时,国内年需求总量将达到1930万t左右。
国内各地区PE供需平衡(104t/a)
区域 项目 2002年 2005年 2010年 2015年
全国 需求 808.4 1069 1588 2202
能力 374.3 609 879 1039
产量 354.7 579 835 987
平衡 -453.7 -490 -753 -1215
2.1.3 聚乙烯价格预测
聚乙烯树脂产品的国内价格xx与国际市场接轨,近年来变化波动的趋势基本与国际市场一致。聚乙烯不同种类的产品,其价格也有差异,通常情况下,同期价格以LDPE为{zg},其次LLDPE,而HDPE为{zd1};聚乙烯相同种类的产品,其价格因地区生产和牌号不同也有差距,如HDPE在不同的消费领域之间其价格存在着惯性差异,通常注塑料比吹膜料价格高。
由于我国聚乙烯供需缺口较大,进口量较多,聚乙烯价格受原油价格及国际市场价格影响较大。2000-2005年国内聚乙烯树脂市场价格及布伦特原油价格情况如下表:
2000-2005年国内聚乙烯市场价格和布伦特原油价格情况(单位:美元/桶,元/t)
年份 布伦特原油价格 HDPE LDPE LLDPE
2000年 28.63 7768 8461 7974
2001年 24.45 7235 7654 6918
2002年 25.01 6211 6557 6087
2003年 28.83 7156 7680 6778
2004年 38.21 9589 11142 9610
2005年 54.38 10923 11605 10793
预计今后几年国际市场聚乙烯的供需将同步增长,而国内聚乙烯的供需将始终处于供不应求的局面,因此,影响聚乙烯价格的主要因素来自供求关系和原油价格的变化。预测国际市场原油价格将不会有较大的下降,聚乙烯的价格将仍然保持在较高的水平,目前国内各种聚乙烯市场价格平均在13500元/吨。
2.2 聚丙烯(PP)
2.2.1 概述
聚丙烯(PP)是丙烯的聚合物,聚丙烯塑料因其具有良好的耐热性、耐腐蚀性、电绝缘性和密度低等特点,其应用在近20年来得到迅速发展。
国外聚丙烯的主要用途是生产货物的周转箱、工业零件等注塑制品,同时由于其密度低,具有良好的机械性能,也大量用于汽车配件;另外,纤维和薄膜在聚丙烯消费结构中占的比例也较大。
从我国聚丙烯的消费结构来看,编制制品一直占据了聚丙烯总消费量的一半以上。PP纤维(即丙纶)是指以PP为原料通过熔融纺丝制成的一种纤维制品。由于PP纤维有着许多优良性能,因而在装饰、产业、服用三大领域中的应用日益广泛,已成为合成纤维第二大品种。PP纤维分为短纤、长丝、无纺布(纺粘和熔喷)、烟用丝束、膨体连续长丝(BCF)等,应用领域包括包装、用来生产编织袋的主要用于水泥、化肥、化工、粮食、饲料、原盐等领域;还有在香烟滤材、土工、建材、服装、地毯、卫生制品等领域广泛使用,纤维料因土工材料的发展而获得了新的市场机遇,需求增长较快。而发达国家却是注塑料占据了近40%的市场,这和我国的国情有关,农业和基础建设对于编制制品的需求一直很旺盛。但是从近几年的数据看,虽然编制制品的{jd1}用量仍在增加,消费比例却有下降的趋势。
注塑制品是指通过向具有特定形状的模具内注射熔融态聚丙烯然后冷却成型的方法所得到的制品。要求原料要有较高的流动性能。主要应用领域是汽车(保险杠、仪表盘、蓄电池外壳、内饰)、家电(各种大小家电外壳、洗衣机内桶、电风扇叶轮和底座、冰箱内衬、抽屉和接水盘等)、家居用品、塑料家具、玩具等,另外,PP管材料和PP高透明料将成为市场发展的新热点。注塑制品是我国聚丙烯的第二大消费领域,并且消费比例有不断增加的趋势。
聚丙烯的第三大消费市场应该说就是膜类市场了,聚丙烯薄膜制品又分为吹膜薄膜、流延薄膜(CPP)和双向拉伸薄膜(BOPP)。BOPP薄膜料和CPP薄膜料因包装业的发展而快速发展,其中定向薄膜可作为印刷(标签等)、涂布、香烟及食品和农副产品包装袋;非定向膜用于电容器或各种包装材料。
聚丙烯的第四大消费市场是纤维类市场。主要消费市场包括绳索用纤维、地毯用粗旦(背衬)和细旦纤维(面纱)、服装用纤维、玩具填充物、烟用丝束(过滤嘴)、医用和卫生用无纺布产品(一次性湿纸巾、百洁布、婴儿纸尿裤、一次性口罩、手术服等)、工业用滤布等,其中无纺布产品的增长趋势非常明显。
管材专用料(冷热水管、污水管)的市场虽然目前不是很大,但是自从国家禁止用镀锌管材质的水管后还是有一定的发展市场。不过目前国产管材专用料的质量还有待改进。
聚丙烯的其他应用领域包括聚丙烯片材、板材和工程用土工格栅等。PP片材、板材广泛应用于食品包装、建筑装饰、汽车、文具、箱包、化工环保与水处理、瓶盖及日用消费品等等。工程用土工格栅主要应用于道路、堤坝建设方面的地基加强。
2.2.2 国内市场分析
尽管近几年我国聚丙烯发展很快,但仍不能满足国内市场需求的快速增长。从80年代初开始,我国每年都要进口几十万吨聚丙烯树脂,1995年,我国聚丙烯进口量突破100万吨,到2004年达到341万吨,1995年-2004年聚丙烯进口量年均增长率12%;1995年我国聚丙烯表观消费量为207.6万吨,2004年增长到795万吨,年均增长率为16%;2004年国产满足率仅为58%。
有关数据表明,到目前为止我国对聚丙烯的需求还是有很大的缺口,2005年产量514万吨,进口量近300万吨,总消费量810万吨;预计到2007年需求量900万吨,产能将达到650万吨,进口量约250万吨。因此说还是有很大的空间来填补这个缺口。
我国一直是聚丙烯的进口大国,已有的聚丙烯装置生产能力与市场需求相距甚远。虽然近年来不断有新的生产装置投入生产,产能增长速率较快,但市场需求强劲,聚丙烯自给率仍略呈下降趋势。我国2004年末455万吨的聚丙烯产量远远不能满足市场需要。
预计我国聚丙烯表观消费量在2010年将达到1213万吨。2003年-2010年间聚丙烯需求的年增长率在10%左右。
可以看出,国内聚丙烯产品在未来的若干年内供不应求已是不争的事实。
国内各地区PP供需平衡(104t/a)
地区 2002年 2005年 2010年 2015年
全国 能力 370 569 729 809
产量 374 541 693 769
需求 617.5 816 1213 1682
平衡 -243.5 -275 -520 -914
2.2.4 聚丙烯价格预测
十年来,国际市场聚烯烃价格随原料价格的涨落和供需关系的变化而发生大幅度的波动,价格波动幅度较大。而我国聚丙烯国产满足率在50%以下,国内市场价格受国际市场和进口产品影响,与国际市场聚烯烃价格走势基本一致。
本项目聚丙烯产品销售价格以近八年进口平均价格(CIF)的完税价格为依据,同时参考近八年国内市场平均价格,参见下表。
近八年聚丙烯产品国内市场价格(单位:元/吨)
品种 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 平均
PP 5732 5428 6740 6349 6193 7248 9117 11200 7251
近八年聚丙烯产品进口价格(单位:美元/吨,元/吨)
品种 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 平均 折算价格
PP 642 631 698 652 670 740 935 1036 751 6087
当原油价格45美元/桶时,相应聚丙烯价格为10500~11000元/吨。
目前, 聚丙烯市场价格坚挺,居高不下。中石化系统各种聚丙烯出厂平均价格在12500元/吨,香港聚丙烯挂牌价也高达1125美元/吨。
近几年国内聚丙烯年平均价格逐年上涨,主要因为国际原油价格上涨,导致丙烯、聚丙烯价格上涨。预计未来几年原油价格仍将保持在高位, PP价格波动不会太大。
三、 投资效益
我国是世界煤资源大国,居世界第三位。2001年产量约11.6亿吨。估计到2010年消费量为18-19亿吨/年。特别是我国煤的坑口价较为便宜。煤坑口价约为125-300元人民币/吨。煤的最终价受运输价格影响。此外,近年来我过石油化工产品需求迅速增长,不得不依赖大量进口来解决供需矛盾。
一座1000万吨炼油厂大约可得到100万吨石脑油,因此,要满足2000万吨/年乙烯(副产约1000万吨/年丙烯)生产,每年约需6亿吨原油。显然此数量难以由我国石油资源解决。
若由煤制取甲醇,进而由甲醇生产烯烃,如在经济上合理,发展此生产路线使之大型化不仅是我国能源安全的需要,对解决我国清洁燃料和烯烃生产原料石脑油不足均有重要的战略和现实意义。
在矿区煤价为80、100、和120、元/吨条件下。如果用MTO工艺生产的乙烯成本都能与石脑油蒸汽裂介工艺生产的乙烯成本相竞争。如果目前原油价格,最少60万吨/年的甲醇制烯烃项目,投资效益比原油为原料生产烯烃高得多,有非常明显的竞争优势。
四、技术状况
4.1 概述
甲醇制烯烃装置是将甲醇转化为烯烃,并分离出单体乙烯、丙烯和丁烯等产物,供下游装置使用。近年来,甲醇制烯烃(MTO和MTP)技术已经成为国内外碳一化工的热点,是世界上工业化前景最为乐观的新型烯烃技术路线。尽管工艺技术尚未工业化,但其巨大的发展潜力,已经引起国内外的广泛关注,尤其是对于石油资源缺乏、煤炭资源丰富的我国有十分重要的意义.由于MTP工艺只能生产丙烯,而MTO工艺可同时生产乙烯和丙烯。
4.2 国内、外工艺技术概况
工业化生产乙烯、丙烯等低碳烯烃的方法一般是通过石脑油裂解,其缺点是过分依赖石油。由甲醇制乙烯、丙烯等低碳烯烃是最有希望替代石脑油为原料制烯烃的工艺路线,目前工艺技术开发已趋于成熟。由于甲醇可以由煤制取,甲醇制烯烃技术的工业化,将开辟由煤炭经气化生产基础有机化工原料的新工艺路线,有利于改变传统煤化工的产品格局,是实现煤化工向石油化工延伸发展的有效途径。
国际上的一些xx的大石油和化学公司如美孚公司(Mobil)、巴斯夫公司(BASF)、埃克森石油公司(Exxon)、环球油品公司(UOP)、海德罗公司(Norsk Hydro)、鲁齐(Lurgi)公司等都对甲醇制取烯烃的工业化进行了多年的研究,投入了大量的力量。
甲醇制烯烃的研究工作主要集中在催化剂的筛选和生产工艺两方面。
美孚公司(Mobil)提出了一种使用ZSM-5催化剂,在列管式反应器中进行甲醇转化制烯烃的工艺流程,并曾于1984年进行过9个月的中试实验,试验规模为100桶/天。在工艺过程中,甲醇扩散到催化剂孔中进行反应,首先生成二甲基醚,然后生成乙烯,反应继续进行,生成丙烯、丁烯和高级烯烃,也可生成二聚物和环状化合物,以碳选择性为基础,乙烯收率可达60%(重量),烯烃总收率可达80%(重量),大体相当于采用常规石脑油/粗柴油管式炉裂解法收率的两倍,但催化剂的寿命尚不理想。
巴斯夫公司(BASF)采用沸石催化剂,1980年夏季在德国路德维希港建立了一套日消耗30吨甲醇的中试装置。此法反应温度为300-450oC,压力为0.1-0.5Mpa,用各种沸石做催化剂,初步试验成果是C2-C4烯烃的重量收率为50-60%,收率太低。
环球油品公司(UOP)筛选出的催化剂称作MTO-100,其主要成分是SAPO-34(即硅、铝、磷),SPAO-34虽然是理想的催化材料,但对流化床操作不是坚固耐用的材料。因此,MTO催化剂是SAPO-34与一系列专门选择的粘合剂材料之结合体。据推测,MTO-100中所采用的粘合剂是处理过的二氧化硅和氧化铝。这种催化剂的选择性高于ZSM-5类催化剂。1995年6月环球油品公司和海德罗公司(Norsk Hydro)合作建设了一套粗甲醇加工能力为0.75吨/天的示范装置,装置连续运转了90天,各系统的操作都正常、顺利,打通了工艺的全流程。由于反应热高以及催化剂需经常再生,该示范装置采用流化床反应器,故可借鉴石油工业的催化裂化装置。烯烃分离则在以石脑油为原料的乙烯装置中有成熟经验,放大应不存在问题。
在90天运转中催化剂经过450次反应-再生循环,其性能仍然非常稳定,反应后通过取样分析,催化剂的强度也满足要求,而且可以改变操作条件调节乙烯和丙烯的产出比例。并且乙烯和丙烯的纯度均在99.6%以上,可直接满足聚合级丙烯和乙烯的要求。
1995年11月环球油品公司(UOP)和海德罗公司(Norsk Hydro)在南非第四次天然气转化国际会议上首次公布了他们联合开发的天然气经合成甲醇进一步生产烯烃(乙烯、丙烯及丁烯)的MTO工艺过程及示范装置的运行数据,并称该过程已可以实现年产50万吨乙烯的工业化生产,可从环球油品公司(UOP)、海德罗公司(Norsk Hydro)获得建厂许可证,这套技术称作UOP/Hydro TO(Methanol to Olefine)工艺。
鲁奇公司在20世纪90年代末开发成功了MTP(Methanol to Propylene)工艺,使得甲醇可作为一种可选择的原料来生产通常以石油为原料生产的丙稀,Sud-Chemie GmbH公司开发的ZSM-5型催化剂是该工艺的基础。甲醇在催化剂作用下转化为二甲醚、未反应的甲醇和蒸汽,然后这一混合物在380~480℃、1.3~1.6 bar压力下,在固定床反应器中生成丙稀,产率约为70%,部分未反应的原料被循环回反应器的入口。反应所用催化剂可以在现场、在与反应器相同的温度和压力下,用含21%的氮气再生。所产丙烯为聚合级。
MTP工艺利用固定床反应器从甲醇生产丙烯,其特点是甲醇经两个连续的反应转化为丙烯。在{dy}步中,甲醇首先转化为二甲醚(DME);第二步将其转化为丙烯。鲁奇公司声称可以随时为该工艺出具生产许可证。这一工艺随着丙烯需求的增长以及甲醇的低价易获性而更富生命力。它使贫气地区在不消耗丙烷或石脑油的前提下发展C3化工产品成为可能。鲁奇公司声称一个规模为5000吨/天的甲醇装置每年能生产50万吨的丙烯。鲁齐公司于2001年夏季在挪威ldbergolden的Statoil工厂建设一套示范性装置,示范装置已于2002年1月开车。已运行操作超过9000小时。经技术经济可行性评价证实,如丙烯市场售价每吨在380-400美元,每吨甲醇成本为80-100美元时,企业内部收益可达到13-25%。
鲁奇公司已与伊朗国家石化公司(NPC)的子公司扎格罗斯(Zagros)石化公司签署了1份价值1.99亿美元的合同,鲁奇负责在伊朗Bandar Assaluye为扎格罗斯石化公司建设1座5000t/d的甲醇生产装置,该装置将采用鲁奇的甲醇生产技术。鲁奇还确认正在与扎格罗斯石化公司商谈在该装置现场采用鲁奇的MTP技术建设1套52万吨/年甲醇制丙烯(MTP)生产装置。
MTP工艺采用绝热固定床反应器,投资较低,放大简单,风险极小。绝热固定床反应器的温度控制较流化床复杂,控制其温度上升幅度的方法包括在催化剂床之间注入甲醇或循环每一床层的部分反应流出物。反应器中催化剂积碳率较流化床低,每600-700小时对催化剂进行就地再生,再生之后用氮气保护,寿命周期2-3年。
MTP工艺烯烃回收部分与蒸汽裂解装置的后端相似。这在工程放大方面没有任何风险。
我国MTO工艺及催化剂的开发也有相当长的时间,中科院大连化学物理研究所在20世纪80年代初开展MTO研究工作(该技术现简称为DMTO)。上世纪八十年代完成了1.0吨/天(甲醇进料)中试,采用中孔ZSM-5沸石催化剂,采用固定床反应器,反应温度500~550℃,压力为0.1~0.15MPa,催化剂是P-ZSM-5,甲醇的转化率为{bfb},乙烯和丙烯的选择性为85%,达到同期国际先进水平。
中国石化洛阳工程公司和大连化物所合作开发MTO技术已经有多年时间,经多方面比较,推荐利用传统FCC的连续反应-再生系统用于MTO反应部分。大型化的连续反应-再生的流化床反应器广泛用于催化裂化装置,非常成熟可靠。但MTO工艺与催化裂化技术在反应-再生方式上有一定的不同点。
洛阳石化工程公司利用催化裂化工程技术理论和工程设计经验,对MTO、DMTO工艺的工程技术特点作了详细的分析和研究。研究的结果表明,MTO、DMTO工艺所用的SAPO催化剂不同于催化裂化的分子筛催化剂,有其独特的对工程设计的要求。MTO、DMTO工艺从本质上是不同于催化裂化的工程技术,仅仅是借鉴催化裂化两器流化的反应-再生形式,不能沿用原有的催化裂化的工程设计规范。MTO、DMTO工艺在工程技术上对催化剂流化、催化剂循环、剂醇比、催化剂再生、反应器过剩热量的取出、再生器的取热、油气脱杂质、含氧有机化合物的进料方式等均与催化裂化有本质的差异或区别。
洛阳石化工程公司与大连化物所通过深入消化MTO、DMTO工艺和催化剂的特点,认为这些工程技术的区别是在已掌握技术范围之内。
目前中科院大连化学物理研究所已完成与陕西省新兴煤化工有限责任公司合作进行DMTO工业试验。该试验装置的规模为50吨/天(相当于3440吨乙烯/年),建设方案仅为反应部分,不包括急冷、压缩、净化和产品气体分离部分。
该装置于2005年12月建成,2006年2月20日一次投料试车成功,经过2月21日~3月2日,4月21日~5月20日两个阶段,累计运行1102小时的工艺条件试验后,于2006年6月17日~20日进入考核运行阶段。经过72小时的考核试验表明,实验装置运行平稳,达到设计预定的参数和目标,能够满足反应-再生系统温度、压力、循环量、取热和烧焦的要求,催化剂物化指标和粒度分布数据合理,水热稳定性良好,可满足大型化流化床工业装置的要求。其中乙烯+丙烯收率为78.71%,超过UOP/HYDRO的77.5%(承诺值)。但也存在催化剂损失大、未按照{zj0}试验室条件进行设计等问题。试验装置的主要指标如下:
另外中石化与清华大学等国内单位,也在研究通过甲醇制烯烃的技术和工业放大。
五、目前项目实施情
目前,MTO、MTP都有在建的项目,中国2006年12月15日,国家发改委,为拓宽原料来源,加快乙烯工业发展,满足社会经济发展的需要,实现石油间接替代,核准了内蒙古包头神华煤化工有限公司60万吨/年煤经甲醇制烯烃项目, 项目建设内容包括180万吨/年甲醇装置、60万吨/年甲醇制烯烃(MTO)装置、30万吨/年聚乙烯装置、30万吨/年聚丙烯装置。该项目甲醇制烯烃装置采用大连化物所与陕西新兴煤化工科技发展公司、中石化洛阳工程公司合作开发的甲醇制低碳烯烃(DMTO)技术。DMTO技术是我国具有自主知识产权、居国际{lx1}地位的创新技术,已经完成5千吨级工业化试验。该项目是DMTO技术首次应用于大型工业化装置。
2007年,大唐在包头利用鲁奇的MTP技术,利用170万吨/年甲醇制47万吨/年聚丙烯和汽油参合料,预计2009年投产。
UOP在法国建设10万吨/年的MTO装置,预计今年投产。
还有华能、神华等多家企业,也正在筹建180万吨/年甲醇制60万吨烯烃的可研,正在选择设计院和专利商,预计2010年投产。