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煤基甲醇制烯烃_MTO_工艺生产低碳烯烃的工程技术

煤基甲醇制烯烃_MTO_工艺生产低碳烯烃的工程技术
煤基甲醇制烯烃_MTO_工艺生产低碳烯烃的工程技术

甲醇制烯烃的相关工艺

甲醇制低碳烯烃的工艺举例以及本组最佳工艺的确定 一、 甲醇制低碳烯烃的工艺列举 甲醇制烯烃工艺是煤基烯烃产业链中的关键步骤,其工艺流程主要为在合适的操作条件下,以甲醇为原料,选取适宜的催化剂(ZSM-5沸石催化剂、SAPO-34分子筛等),在固定床或流化床反应器中通过甲醇脱水制取低碳烯烃。根据目的产品的不同,甲醇制烯烃工艺分为甲醇制乙烯、丙烯(methanol-to-olefin ,MTO ),甲醇制丙烯(methanol-to-propylene ,MTP )。MTO 工艺的代表技术有环球石油公司( UOP )和海德鲁公司( Norsk Hydro )共同开发的UOP/Hydro MTO 技术,中国科学院大连化学物理研究所自主创新研发的DMTO 技术;MTP 工艺的代表技术有鲁奇公司(Lurgi )开发的Lurgi MTP 技术和我国清华大学自主研发的FMTP 技术。 1.1 UOP /I-Iydro 公司的MTO 工艺 美国环球油品公司(UOP)和挪威海德鲁(Hydro)公司共同开发了UOP /Hydro MTO 工艺。MTO 工艺对原料甲醇的适用范围较大,可以使用粗甲醇(浓度80%一82%)、燃料级甲醇(浓度95%)和AA 级甲醇(浓度>99%) 。该工艺采用流化床反应器和再生器设计,其流程见图3。其反应温度由回收热量的蒸汽发生系统来控制,失活的催化剂被送到流化床再生器中烧碳再生,并通过发生蒸汽将热量移除,然后返回流化床反应器继续反应。由于流化床条件和混合均匀催化剂的共同作 甲醇制取低碳烯烃 UOP/Hydro 公司 的MTO 工艺 大连化学物理研究 所的DMTO 工艺 上海化工研究院的SMTO 工艺 鲁奇(Lurgi)公司的MTP 工艺 清华大学的 FMTP 工艺 MTO MTP

甲醇制乙烯丙烯原理

甲醇制烯烃技术(MTO/MTP) 甲醇制烯烃(Methanol to Olefins,MTO)和甲醇制丙烯(Methanol to Propylene)是两个重要的C1化工新工艺,是指以煤或天然气合成的甲醇为原料,借助类似催化裂化装置的流化床反应形式,生产低碳烯烃的化工技术。 从MTG反应机理分析,低碳烯烃是MTG反应的中间产物,因而MTG工艺的开发成功促进了MTO工艺的开发。国际上的一些知名石化公司,如Mobil、BASF、UOP、Norsk Hydro 等公司都投入巨资进行技术开发。 Mobil公司以该公司开发的ZSM-5催化剂为基础,最早研究甲醇转化为乙烯和其它低碳烯烃的工作,然而,取得突破性进展的是UOP和Norsk Hydro两公司合作开发的以UOP MTO-100为催化剂的UOP/Hydro的MTO工艺。 国内科研机构,如中科院大连化物所、石油大学、中国石化石油化工科学研究院等亦开展了类似工作。其中大连化物所开发的合成气经二甲醚制低碳烯烃的工艺路线(SDTO)具独创性,与传统合成气经甲醇制低碳烯烃的MTO相比较,CO转化率高,达90%以上,建设投资和操作费用节省50%~80%。当采用D0123催化剂时产品以乙烯为主,当使用D0300催化剂是产品以丙烯为主。 一、催化反应机理 MTO及MTG的反应历程主反应为: 2CH3OH→C2H4+2H2O 3CH3OH→C3H6+3H2O 甲醇首先脱水为二甲醚(DME),形成的平衡混合物包括甲醇、二甲醚和水,然后转化为低碳烯烃,低碳烯烃通过氢转移、烷基化和缩聚反应生成烷烃、芳烃、环烷烃和较高级烯烃。甲醇在固体酸催化剂作用下脱水生成二甲醚,其中间体是质子化的表面甲氧基;低碳烯烃转化为烷烃、芳烃、环烷烃和较高级烯烃,其历程为通过带有氢转移反应的典型的正碳离子机理;二甲醚转化为低碳烯烃有多种机理论述,目前还没有统一认识。 Mobil公司最初开发的MTO催化剂为ZSM-5,其乙烯收率仅为5%。改进后的工艺名称MTE,即甲醇转化为乙烯,最初为固定床反应器,后改为流化床反应器,乙烯和丙烯的选择性分别为45%和25%。 UOP开发的以SAPO-34为活性组分的MTO-100催化剂,其乙烯选择性明显优于ZSM-5,使MTO工艺取得突破性进展。其乙烯和丙烯的选择性分别为43%~61.1%和27.4%~41.8%。 从近期国外发表的专利看,MTO研究开发的重点仍是催化剂的改进,以提高低碳烯烃的选择性。将各种金属元素引入SAPO-34骨架上,得到称为MAPSO或ELPSO的分子筛,这是催化剂改型的重要手段之一。金属离子的引入会引起分子筛酸性及孔口大小的变化,孔

甲醇制烯烃工艺_MTO_

纪律和奖罚制度,调动全体试车人员的积极性,经过一年多的工作,于1998年11月15日又开始试车。经过一个多月的投料表明,1.5万t a氯化法钛白的主要技术难关基本上已被攻克,初步实现了连续稳定生产。 5 几点建议 (1)面对世界钛白由跨国集团高度垄断的新局面,国内钛白工业必须加强集中统一领导、统一规划、合理布局,一致对外。 (2)对现有的钛白厂要实行强强联合,对亏损严重、污染大的厂要坚决实行关停并转。 (3)对已引进的3套较大型的钛白粉生产装置,国家应继续给予优惠政策和资金支持,并跨地区、跨部门地组织专家联合进行技术攻关。特别要充分发挥经验丰富的老专家的作用,协同作战,解决工艺、技术难题,提高产品质量,开发新品种,以满足国民经济发展的需要。 (4)由于硫酸法钛白生产三废排放量大,较难处理,而氯化法钛白生产的主要技术难题又已基本被攻克,现在完全可以利用国内技术兴建万吨级以上的氯化法钛白生产装置。建议除了特殊地区外,今后兴建的钛白厂主要应采用氯化法。而且厂址最好能与氯碱厂在一起,以达到优势互补,提高经济效益的目的。 (5)为保护民族工业,扶植国内钛白生产,建议对国外钛白供应商向我国低价倾销钛白粉要进行处罚;要制定相关法律,向其所在国贸易管理机构起诉,并对进口产品征收高额的反倾销税。 ?新产品新装置? 吉化公司乙撑双硬脂酰胺装置建成投产 具有国内领先水平的年产700t乙撑双硬脂酰胺生产装置,在吉化公司研究院建成,并投入批量生产。 乙撑双硬脂酰胺是一种多功能塑料加工助剂,可广泛应用于高分子聚合树脂,如AB S树脂、聚氯乙烯、聚丙烯、酚醛树脂及氨基树脂加工中的润滑剂、防粘剂、粘度调节剂和表面光亮剂等。 该装置是由吉化研究院自行开发、设计的。经半年的运转考核,生产能力达到并超过设计能力(已达800t a以上),其产品经在吉化合成树脂厂引进的10万t a AB S生产装置上应用,性能指标完全满足生产要求。目前,产品已向该公司及国内多家用户批量供货,质量及稳定性已达到国外同类产品水平。 (微笔) 扬子石化大型空分装置投入运行 扬子石化股份公司投资近3亿元的每小时增产氧气2万m3、氮气3.75万m3的大型空气分离装置投入运行。 该空分装置在设计、安装过程中,采用了引进国外先进技术和设备与国内配套设计相结合的办法,装置开停车过程可全部自动调整控制,DCS控制系统达到国际90年代先进水平。(微笔) 甲醇制烯烃工艺(M TO) 一项以天然气为原料经甲醇制取混合烯烃(乙烯+丙烯+丁烯)的工艺技术即M TO工艺,已由美国环球油品公司(UO P)和挪威海德罗(H ydroc)公司联合开发中试成功。 1995年11月,在南非第四次天然气转化国际年会上,UO P和H ydroc公司首次公布了这一工艺技术及其示范装置的运行数据。据称,这一工艺经小试、中试和示范装置长期、连续试验,操作稳定,得到了相互验证,可以用来建设年产50万t乙烯的工业化生产装置。 该技术的工艺流程和设备与炼厂的 型催化裂化装置基本相同,产品分离流程比传统的深冷分离流程简单。 采用M TO工艺生产烯烃,需要大量天然气或甲醇:一套30万t a M TO法乙烯装置,年消耗天然气13亿m3或甲醇150万t。因此,在天然气供应充足而且价格便宜的地方,采用此法生产烯烃,比之石脑油或轻柴油裂解制烯烃,在技术和经济上都具有一定的优越性。 我国对M TO工艺的开发也已经历多年,中试数据与国外很接近,而催化剂性能则优于国外。据了解,中国石油和天然气北方公司正在进行M TO工艺的千吨级工业化试验。(宗言恭) 81 化 工 技 术 经 济 第17卷

甲醇制烯烃工艺

甲醇制烯烃工艺 学生姓名:冯佑磊 班级学号:101409121

在天然气制烯烃工艺中,天然气经甲醇制烯烃MTO/MTP工艺技术是最具备工业化条件的技术。中国化工学会理事长、中国工程院院士曹湘洪表示,在后石油时代,炼油工业应以汽油、煤油、柴油产量最大化为目标;新建乙烯、丙烯装置,宜选择MTO「甲醇制烯烃」工艺路线;已有乙烯装置,宜用费托合成油来替代石脑油作为原料。“中国科学院大连化学物理研究所”的DMTO在神华包头的成功实现工业化生产,证明了国产的MTO技术与催化剂的生产都已达到世界领先的水平。MTO 工艺与MT P工艺都是可行的,从市场的风险性考虑,MTO工艺比MT P工艺更安全些。 MTO/MTP工艺概述 1.1 概述 MTO是指以煤基或天然气基合成的甲醇为原料,借助类似催化裂化装置的流化床反应形式,生产低碳烯烃的化工工艺技术,其主要产品为乙烯、丙烯。 MTP是指以煤基或天然气基合成的甲醇为原料,采用固定床反应器,生产丙烯的化工工艺技术。 甲醇制烯烃技术源于甲醇制汽油。在甲醇合成汽油过程中,发现C2~C4 烯烃是过程的中间产物。控制反应条件(如温度等)和调整催化剂的组成,就能使反应停留在生产乙烯等低碳烃的阶段。显然,催化剂的研究则是MTO 技术的核心。 目前世界上,对研制MTO催化剂卓有成效,因而具备工业化和商业转让条件的甲醇制低碳烯烃的技术主要有三种:美国环球油品公司(UOP)和挪威海德鲁(Hydro)公司共同开发的UOP/Hydro MTO 工艺;德国鲁奇公司开发的Lurgi MTP 工艺;中国科学院大连化学物理研究所开发的D M TO 工艺。 1.2 MTO技术特点 采用流化床反应器和再生器,连续稳定操作;采用专有催化剂,催化剂需要在线再生,保持活性;甲醇的转化率达100%,低碳烯烃选择性超过85%,主要产物为乙烯和丙烯;可以灵活调节乙烯/丙烯的比例;乙烯和丙烯达到聚合级。 1.3 MTP技术特点 采用固定床由甲醇生产丙烯,首先将甲醇转化为二甲醚和水,然后在三个MTP反应器中进行转化为丙烯。催化剂系采用南方化学开发的改进ZSM-5催化剂,有较高的丙烯选择性。甲醇和DME 的转化率均大于99%,对丙烯的收率则约为71%。产物中除丙烯外还将有液化石油气、汽油和水。 1.4 基本反应历程 MTP、MTO反应历程通常认为可分成三个步骤: (1)甲醇首先脱掉一分子水生成二甲醚。甲醇和二甲醚迅速形成平衡混合物。甲醇/二甲醚分子与分子筛上酸性位作用生成甲氧基. (2)甲氧基中一个C.H质子化生成C-H+,与甲醇分子中-OH.作用形成氢键,然后生成已基氧缝,进而生成C=C键。 (3)C=C键继续发生链增长生成(CH2)n。反应过程以分子筛作催化剂时,产物分布比较简单,以C2--一C4(特别是乙烯、丙烯)为主。MTP、 MTO过程的关键技术是催化剂,由于反应过程中有大量的水存在,且催化剂运行中需要在较高温度下频繁再生烧炭,因而催化剂的热稳定性及水热稳定性是影响化学寿命的决定因素。 二.国内外MTO、MTP技术介绍 2.1 UOP/Hydro 甲醇制烯烃工艺 2.1.1工艺简介 挪威海德鲁(Hydro)公司创建于1905年2月,以生产氮肥起家。现在油气开发是其支柱产业。美国环球油品公司(U O P)创建于1914年,是当今世界上炼油和石油化工最主要的工艺技术专利商之一,而又以生产和供应分子筛及炼油、石油化工用催化剂见长。1992年,美国UOP公司和挪威Hydro公司开始了类似催化裂化装置的甲醇制烯烃工艺,并进行了小试工作。1995 年两公司合作

甲醇制丙烯工艺

甲醇制丙烯工艺 与甲醇制烯经同时生产乙烯和丙烯不同,甲醇制丙烯工艺主要生产丙烯,副产LPG和汽油;反应中生成的乙烯和丁烯返回系统再生产,作为歧化制备丙烯的原料。 1、鲁奇公司(Lurgi)的MTP工艺 1996年鲁奇公司使用南方化学公司的高选择性沸石基改性ZSM-5催化剂,开始研发MTP工艺。1999年,鲁奇公司在德国法兰克福研发中心建立了一套单管绝热固定床反应装置,装置设计规模为数百克/时甲醇处理能力,主要完成了催化剂性能测试,并验证了MTP设计理念、优化了反应条件。2000年,鲁奇公司在法兰克福研发中心建立了三管(3x50%能力)绝热固定床反应装置,装置处理甲醇能力为1千克/小时,该装置打通了MTP总工艺流程,模拟了系统循环操作,进一步优化了反应条件,并为MTP示范厂的建立积累了大量基础数据。2002年1月,鲁奇公司在挪威Tjeldbergodden地区的Statoil甲醇厂建成甲醇处理能力为360千克/天的MTP示范厂。2004年5月,示范工作结束。通过测试,催化剂在线使用寿命满足8000小时的商业使用目标;产物丙烯纯度达到聚合级水平,并副产高品质汽油。 鲁奇公司MTP技术特点是甲醇经两个连续的固定床反应器,第一个反应器中甲醇首先转化为二甲醚,第二个反应器中二甲醚转化为丙烯。该技术生成丙烯的选择性高,结焦少,丙烷产率低。整个MTP工艺流程对丙烯的总碳收率约为71%。催化剂由德国南方化学公司生产。 鲁奇公司MTP反应器有两种形式:即固定床反应嚣(只生产丙烯)和流化床反应器(可联产乙烯/丙烯)。

2008年3月,鲁奇公司与伊朗Fanavaran石化公司正式签署MTP技术转让合同,装置规模为10万吨/年。 2008年9月,LyondeIIBasell,特立尼达多巴哥政府,特立尼达多巴哥国家气体公司(NGC),特立尼达多巴哥国家能源公司(NEC)和鲁奇(Lurgi)公司联合宣布,已经签署了一项项目发展协议,共同建设和运营在特立尼达多巴哥的一体化甲醇制丙烯(MTP)和聚丙烯(PP)项目。通过三条世界级的工厂,包括大规模天然气制甲醇和MTP以及PP工厂,该项目最终将实现49万吨PP产能。其中,大规模甲醇和MTP的工艺分别由鲁奇公司提供,而丙烯聚合将利用巴塞尔公司的Spherizone工艺。 采用鲁奇MTP技术的神华宁煤50万吨/年煤基聚丙烯项目于2010年12月打通全流程,2011年4月底产出终端合格聚丙烯产品,由试车阶段全面进入试生产阶段,并于5月实现首批产品外运销售。 2、中国化学工程集团、清华大学和淮化集团联合开发的FMTP工艺 流化床甲醇制烯烃(FMTP)技术由中国化学工程集团公司、清华大学和淮化集团联合开发,三方在安徽淮南建设甲醇处理量3万吨/年的流化床甲醇制丙烯(FMTP)中试装置,于2008年底建成,截至2009年8月,该装置己完成11吨催化剂生产任务,进行了二次流态化试车,全面打通了系统工艺流程。 该技术采用SAPO-18/34分子筛催化剂和流化床反应器,与MTO工艺一样。但是通过把生成物中的丙烯分离出之后,使C2组分和C4以上组分进入一个独立的烯烃转化反应器使其转化成丙烯。 该技术可调节丙烯/乙烯比例,从1.2:1到1:0(全丙烯产出)均可实现。据称,利用该技术生产以丙烯为目标产物的烯烃产品,丙烯总收率可达77%,原料甲醇

毕业设计 --年产60万吨甲醇制乙烯装置的设计

目录 1 概述 (3) 1.1甲醇制乙烯的研究和生产概况 (3) 1.1.1 MTP工艺 (3) 1.1.2 MTO及DMTO工艺 (4) 1.2 甲醇制低碳烯烃的原理 (6) 1.2.1 主要化学反应和反应动力学 (6) 1.2.2 氧内盐机理 (7) 1.2.3 碳烯离子机理 (7) 1.2.4 串联型机理 (7) 1.2.5 平行型机理 (8) 1.3设计任务 (8) 1.3.1 设计要求 (8) 1.3.2 设计内容 (9) 1.4过程模拟计算简介 (9) 1.4.1 Aspen Plus 模拟软件 (9) 1.4.2 Aspen Plus软件的使用 (11) 2 工艺流程设计 (13) 2.1工艺流程设计概述 (13) 2.2 反应器 (14) 2.2.1 甲醇转化为烯烃的反应特征 (14) 2.2.2 反应器及反应条件的选择 (15) 2.2.3物料衡算 (16) 2.2.4 反应器及再生器尺寸设计一览表 (17) 2.3 换热器 (18) 2.3.1 冷、热物流热状况及换热要求 (18) 2.3.2换热器模拟计算结果 (19) 2.3.3 换热器E0101设计尺寸一览表 (20) 2.4 精馏塔 (21) 2.4.1 精馏塔设计概述 (21)

2.4.2 精馏塔简捷模拟计算 (22) 2.4.3 精馏塔严格模拟计算 (25) 2.4.4 T0201精馏塔设计参数及尺寸一览表 (30) 2.4.5精馏塔模拟计算结果汇总 (30) 3 工艺模拟计算结果 (32) 3.1物料及能量衡算一览表 (32) 3.2 产品产量及纯度 (38) 4 环境保护及安全防护 (39) 4.1 安全防护措施及意义 (39) 4.2 环境保护措施及意义 (39) 5 总结 (41) 参考文献 (42) 致谢 ..................................................................................................................... 错误!未定义书签。

MTO装置甲醇转化制低碳烯烃技术

MTO装置甲醇转化制低碳烯烃技术 乙烯和丙烯是现代化学工业中的重要基础原料,其需求量将越来越大。制备乙烯和丙烯的传统方法是采用轻油(石脑油、轻柴油)裂解工艺,但石油储量有限,所以世界各国开始致力于非石油路线制乙烯和丙烯类低碳烯烃的开发。其中,以煤或天然气为原料制甲醇,再由甲醇制低碳烯烃的工艺受到越来越多的重视。目前石油价格高,今后石油价格也难于有大的降低,对于缺油少气的中国来说甲醇制低碳烯烃的工艺更为重要。甲醇转化制低碳烯烃技术包括两种工艺:甲醇转化以制乙烯和丙烯 为主(MTO);甲醇转化以制丙烯为主(MTP)。 美国美孚石油公司(Mobil)对采用ZSM-5系列分子筛催化剂将甲醇转化为乙烯和较低级烃做了大量初始研究,Mobil的甲醇生产汽油(MTG)工艺已工业化。在1985年Mobil在新西兰Montonui公司的甲醇制汽油(MTG)生产厂就已经投产。甲醇转化为较低级烯烃的研究后来被用来制备C3 烯烃(它易于聚成汽油和馏份油产品),Mobil的甲醇制烯烃(MTO)以及烯烃制汽油和馏份油(MOGD)工艺已经得到证明。由于烯烃是甲醇制汽油反应的中间产物,所以甲醇制汽油技术的成功开发推动了后来甲醇制烯烃(MTO)、甲醇制丙烯(MTP)等工艺的开发。 甲醇制烯烃技术(Methanol-to-Olefin,简称MTO)的工业化,开辟了由煤炭或天然气生产基础有机化工原料的新工艺路线,是实现煤化工向石油化工延伸发展的有效途径。 国际上一些著名的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)等多年来都投入了大量资金研究甲醇制取烯烃的工业化。催化剂活性和选择性及相应的工艺流程设计是甲醇制烯烃技术的关键。 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,并于1984年进行过9个月的中试实验,试验规模为100桶/天。乙烯收率可达60%(wt),烯烃总收率可达80%(wt),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年夏季在德国建立了一套日消耗30吨甲醇的中试装置。用各种沸石做催化剂,初步试验结果是C2-C4烯烃的收率太低。 环球油品公司(UOP/HYDRO)筛选出的催化剂称作MTO-100,MTO-100催化剂的基体是是联碳公司开发的SAPO-34。主要化学成分包括硅(Si)、铝(Al)、磷(P)、氧(O)等元素。硅铝化物的磷酸盐滤网内部均一的孔径约为3.8埃。孔径的尺寸控制着从催化剂孔中生成的烯烃分子的大小。较大分子的烯烃扩散的速度较慢,产品主要由较小的链烯烃生成。在典型的操作状况下,80%的甲醇(按碳含量计算%)进料转化为乙烯和丙烯,大约10%转化为丁烯。 环球油品公司(UOP/HYDRO)的MTO工艺是由UOP和Norsk Hydro 公司联合开发的由粗甲醇或精甲醇选择性生产乙烯和丙烯的技术。这项技术已在Norsk Hydro的演示装置中被广泛证实,已发展了十多年之久。在流化床反应器中MTO工艺将甲醇转化为乙烯和丙烯,碳的选择性接近80%。如果丁烯也计入产品量的变化,碳的选择性接近90%。MTO单元的操作有相当大的灵活性。典型的,通过严格调整操作,C2=/C3=的比率能够在0.75到1.25之间调整,

煤制烯烃成本分析

煤制烯烃成本分析 煤制烯烃和石脑油裂解制烯烃技术路线相比较,在经济上的竞争力的先决条件是:项目须在煤炭基地坑口建设,以自产廉价煤炭为原料,通过经济型的大规模装置生产低成本的甲醇,再由该甲醇制烯烃。前几年专家测算,原油价格在35~40美元/桶时,煤制烯烃即有市场竞争力(中国煤没有涨价前)。现在原油已经回落到50美/桶左右,相对于高油价时期煤制烯烃的竞争力缩小。UOP公司公开发表的文献介绍,当原料甲醇价格控制在90~100美元/吨时,采用MTO工艺制取的乙烯和丙烯成本与20~22美元/桶原油价格条件下石脑油裂解制烯烃的成本相比具备经济竞争力,在目前油价背景下,煤制烯烃工艺路线的经济性不言而喻。 1.成本分析 MTO(或DHTO)及MTP工艺均属催化反应合成工艺。一般的裂解工艺每产1吨当量烯烃约需3吨石脑油,目前国内石脑油价格为4500元/吨左右,而MTP(或DMTO)及MTP对甲醇的消耗量也大约为3吨,煤基甲醇的完成成本(坑口媒价)一般在1500~2000元/吨左右,如以60万吨/年大型装置测算,价格更低。说明煤基低碳烯烃在我国的发展已具备了十分重要的战略优势。 2.神华集团煤制油有限公司经济性测算 根据神华集团煤制油有限公司所作的研究表明(2007年):神华集团原料煤价格在100元/吨左右,煤制甲醇的规模达到100万吨/年以上时,可以将甲醇的完全生产成本控制在100美元/吨以下。对以煤为原料(采用美国环球油品公司的MTO 工艺)与以石脑油为原料制取的聚乙烯、聚丙烯成本进行测算和比较表明,煤路线(煤价100元/吨)制取的聚烯烃成本比石脑油路线(石脑油价格22美元/桶)低400元/吨左右。此外,煤路线制烯烃的成本中原料煤所占的比例小于20%,煤价的波动对经济性影响较小。 3.中科院大连化物所经济性分析 中国中科院大连化物所甲醇制烯烃DMTO技术工业化试验结果是,甲醇转化率接近100%;2.95吨甲醇产1吨烯烃,其中50%乙烯、50%丙烯。由于每2.0吨煤即可生产1吨甲醇,所以,原料加燃料需7.5吨煤生产1吨烯烃。中科院大连化物所试验室人员对两种化工路线的经济性作了比较:当国际原油价格为35美元/桶时,原油炼制石脑油所生产的烯烃成本是5300元/吨。走煤制烯烃路线的话,除非煤价超过513元/吨,否则煤制烯烃的成本不会超过5300元/吨。目前,北方的煤炭开采成

甲醇制烯烃工艺技术及经济性分析

甲醇制烯烃工艺技术及经济性分析 李建新安福何祚云 (中国石化咨询公司) 甲醇制烯烃(Methanol to Olefins,简称MTO)工艺是美国UOP公司和挪威HYDRO公司于1995 年合作开发成功的一种新技术,该工艺以甲醇为原料,通过甲醇裂解制得以乙烯和丙烯为主的烯烃产品。 按甲醇原料的不同,可以有天然气和煤两种路线。MTO工艺的开发成功拓宽了烯烃原料来源渠道,同 时为天然气和煤的化工利用开辟了一条新的途径。 目前,MTO工艺虽尚未实现在工业化大型装置上的应用,但已实现技术转让。作为一种新兴工艺, 其技术成熟度及与其它烯烃生产工艺相比的经济性怎样成为人们普遍关心的问题。 下面将重点对MTO工艺的技术可靠性及天然气、煤路线及传统蒸汽裂解工艺路线烯烃产品的成本 经济性状况进行分析研究,供大家参考。 1 MTO工艺技术可靠性分析 1.1 MTO工艺开发进程 甲醇制取烯烃的概念最早由美国Mobil公司在20世纪80年代提出。美国UOP公司和挪威Hydro 公司相继从1992年开始有关MTO技术的研究,两家公司利用筛选出的新型SAPO-34型催化剂开展 MTO工艺的研究。该催化剂是硅铝磷酸盐型具有择形能力的分子筛催化剂,可控制酸性中心的位置和 强度,使低碳烯烃齐聚的反应减少,从而大幅提高甲醇转化为乙烯和丙烯的选择性,SAPO-34催化剂 的研发成功是对MTO工艺研究的极大推进。目前,UOP公司MTO工艺的定型催化剂为MTO-100。 UOP和Hydro开发了类似催化裂化装置的MTO工艺流程,并于1992年开始小试工作,1995年两 公司合作在挪威建设了原料处理量为0.75 t/d的工业演示装置。甲醇的转化率始终保持在100%附近。 催化剂再生次数超过450次,其稳定性和强度得到一定的验证。该工艺的乙烯/丙烯的生成比例可从最 大量生产乙烯时的1.5到最大量生产丙烯时的0.75。该工业演示装置典型的产品收率数据见表1。 表1 MTO工业演示装置典型产品收率 组份产率Wt%,以甲醇进料为基产率,Wt%,以甲醇中碳为基 C l~C4饱和烃 1.5 3.5 乙烯 21.1 48.0 丙烯 14.6 33.0 碳四 4.2 9.6 C5+ 1.0 2.4 COX+焦炭 0.5 3.5 生成水 57.1 一 合计 100 100 1995年11月UOP和HRDRO在南非第四届国际天然气转化会议上宣布可以进行MTO技术的转让, 并称该过程已可实现年产50万t/a乙烯的工业化生产,可从UOP和Hydro获得建厂许可证。目前,该 技术已成功转让给尼日利亚一家天然气联合企业,MTO装置规模为年产80万t烯烃,下游配套建设40 万t/a HDPE和40万t/a PP,配套建设250万t/a甲醇装置。 我国中科院大连化物所从20世纪80年代也开始了有关甲醇制烯烃工艺的研究,现在围绕合成气转 化为低碳烯烃已申请专利20余项,在甲醇或二甲醚制取低碳烯烃方面构成了自主的知识产权。大连化 物所在1993年完成了以ZSM-5为催化剂的固定床MTO工艺中试研究,90年代提出了由合成气制二甲 醚进而制取烯烃的SDTO工艺,并于1995年在上海青浦化工厂建设了原料二甲醚处理量为0.06~0.10 t/d 146

甲醇制烯烃技术

甲醇制烯烃(Methanol to Olefins,MTO)和甲醇制丙烯(Methanol to Propylene)是两个重要的C1化工新工艺,是指以煤或天然气合成的甲醇为原料,借助类似催化裂化装置的流化床反应形式,生产低碳烯烃的化工技术。 上世纪七十年代美国Mobil公司在研究甲醇使用ZSM-5 催化剂转化为其它含氧化合物时,发现了甲醇制汽油(Methanol to Gasoline,MTG)反应。1979年,新西兰政府利用天然气建成了全球首套MTG装置,其能力为75万吨/年,1985年投入运行,后因经济原因停产。 从MTG反应机理分析,低碳烯烃是MTG反应的中间产物,因而MTG工艺的开发成功促进了MTO工艺的开发。国际上的一些知名石化公司,如Mobil、BASF、UOP、Norsk Hydro等公司都投入巨资进行技术开发。 Mobil公司以该公司开发的ZSM-5催化剂为基础,最早研究甲醇转化为乙烯和其它低碳烯烃的工作,然而,取得突破性进展的是UOP和Norsk Hydro两公司合作开发的以UOP MTO-100为催化剂的UOP/Hydro的MTO工艺。 国内科研机构,如中科院大连化物所、石油大学、中国石化石油化工科学研究院等亦开展了类似工作。其中大连化物所开发的合成气经二甲醚制低碳烯烃的工艺路线(SDTO)具独创性,与传统合成气经甲醇制低碳烯烃的 MTO相比较,CO转化率高,达90%以上,建设投资和操作费用节省50%~80%。当采用D0123催化剂时产品以乙烯为主,当使用D0300催化剂是产品以丙烯为主。 一、催化反应机理 MTO及MTG的反应历程主反应为: 2CH3OH→C2H4+2H2O 3CH3OH→C3H6+3H2O 反应历程如下: 甲醇首先脱水为二甲醚(DME),形成的平衡混合物包括甲醇、二甲醚和水,然后转化为低碳烯烃,低碳烯烃通过氢转移、烷基化和缩聚反应生成烷烃、芳烃、环烷烃和较高级烯烃。甲醇在固体酸催化剂作用下脱水生成二甲醚,其中间体是质子化的表面甲氧基;低碳烯烃转化为烷烃、芳烃、环烷烃和较高级烯烃,其历程为通过带有氢转移反应的典型的正碳离子机理;二甲醚转化为低碳烯烃有多种机理论述,目前还没有统一认识。 Mobil公司最初开发的MTO催化剂为ZSM-5,其乙烯收率仅为5%。改进后的工艺名称MTE,即甲醇转化为乙烯,最初为固定床反应器,后改为流化床反应器,乙烯和丙烯的选择性分别为45%和25%。

【精品】煤制烯烃成本分析

【关键字】精品 煤制烯烃成本分析 煤制烯烃和石脑油裂解制烯烃技术路线相比较,在经济上的比赛力的先决条件是:项目须在煤炭基地坑口建设,以自产廉价煤炭为原料,通过经济型的大规模装置生产低成本的甲醇,再由该甲醇制烯烃。前几年专家测算,原油价格在35~40美元/桶时,煤制烯烃即有市场比赛力(中国煤没有涨价前)。现在原油已经回落到50美/桶左右,相对于高油价时期煤制烯烃的比赛力缩小。UOP公司公开发表的文献介绍,当原料甲醇价格控制在90~100美元/吨时,采用MTO工艺制取的乙烯和丙烯成本与20~22美元/桶原油价格条件下石脑油裂解制烯烃的成本相比具备经济比赛力,在目前油价背景下,煤制烯烃工艺路线的经济性不言而喻。 1.成本分析 MTO(或DHTO)及MTP工艺均属催化反应合成工艺。一般的裂解工艺每产1吨当量烯烃约需3吨石脑油,目前国内石脑油价格为4500元/吨左右,而MTP(或DMTO)及MTP 对甲醇的消耗量也大约为3吨,煤基甲醇的完成成本(坑口媒价)一般在1500~2000元/吨左右,如以60万吨/年大型装置测算,价格更低。说明煤基低碳烯烃在我国的发展已具备了十分重要的战略优势。 2.神华集团煤制油有限公司经济性测算 根据神华集团煤制油有限公司所作的研究表明(2007年):神华集团原料煤价格在100元/吨左右,煤制甲醇的规模达到100万吨/年以上时,可以将甲醇的完全生产成本控制在100美元/吨以下。对以煤为原料(采用美国环球油品公司的MTO工艺)与以石脑油为原料制取的聚乙烯、聚丙烯成本进行测算和比较表明,煤路线(煤价100元/吨)制取的聚烯烃成本比石脑油路线(石脑油价格22美元/桶)低400元/吨左右。此外,煤路线制烯烃的成本中原料煤所占的比例小于20%,煤价的波动对经济性影响较小。 3.中科院大连化物所经济性分析 中国中科院大连化物所甲醇制烯烃DMTO技术工业化试验结果是,甲醇转化率接近100%;2.95吨甲醇产1吨烯烃,其中50%乙烯、50%丙烯。由于每2.0吨煤即可生产1吨甲醇,所以,原料加燃料需7.5吨煤生产1吨烯烃。中科院大连化物所试验室人员对两种化工路线的经济性作了比较:当国际原油价格为35美元/桶时,原油炼制石脑油所生产的烯烃成本是5300元/吨。走煤制烯烃路线的话,除非煤价超过513元/吨,否则煤制烯烃的成本不会超过5300元/吨。目前,北方的煤炭开采成本不到100元/吨,车板价约200多元/吨,东

甲醇制低碳烯烃_MTO_技术综述

2007年第28卷第2期甲醇制低碳烯烃(MTO)技术综述 李仲来 (全国化工合成氨设计技术中心站 250013) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!" !!!!!!!!" !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!" !!!!!!!!" 摘 要 简述了甲醇制低碳烯烃(MTO)的技术和技术经济概况。关键词 甲醇 低碳烯烃 技术 氮肥技术 1前言 面对我国缺油、少气、煤炭相对丰富的能源 结构和我国经济与环境可持续发展的战略,煤化工则成为我国能源发展的趋势。发展煤化工的主要途径之一就是煤气化制合成气。合成气经过F-T合成,可以生产汽油、柴油和烯烃;合成气也可生产一氧化碳、甲醇、合成氨等。而甲醇不仅是极为重要的有机化工原料,也是性能良好的能源和车用燃料。 F-T合成是将合成气中CO和H2在催化剂和一定温度、压力下合成烃类混合物的最直接的方法。但F-T合成在合成品的选择性上,却受到一个被称作Schulz-Flory分布规律的限制,不能任意最大限度地生产某一碳数范围的产物。因此在实际生产中,对所要生产的某种烃类的选择性并不理想。对此,20世纪30年代开始,某些研究部门开发了多种改进型或全新型的煤间接液化技术,其中最有成效的就是将合成气先合成甲醇和二甲醚,再进一步转化成烃类。甲醇制低碳烯烃技术即源于此。2 低碳烯烃 低碳烯烃也称作低级烯烃,主要指乙烯、丙烯、丁烯。丁二烯有时也称低碳烯烃。2.1 乙烯 (1)性质、用途及制取 乙烯(ethylene),分子式C2H4,结构式CH2=CH2, 相对分子质量28.05。无色可燃性气体。熔点-169.4℃,沸点-103.7℃,液体密度(-103.8℃)0.5699g/cm3,闪点<-66.9℃。溶于醇和醚,难溶于水。具有烃类特有的臭味,属低毒类气体。乙烯与空气混合形成爆炸性气体,爆炸极限3.1%~32.0%。 乙烯是现代石油化学工业的重要基础原料。以乙烯为原料通过多种合成途径,可得到一系列重要的石油化工中间产品和最终产品。乙烯衍生物产品已遍及有机原料和高分子材料等各个方面,也可作合成材料的单体(如聚乙烯等)。乙烯在石油化学工业乃至国民经济中占重要地位,正象钢铁的产量往往标志着一个国家的工业发展水平那样,乙烯产量很大程度上反应出一个国家的石油化学工业发展水平。 自然界不存在天然的乙烯。石油原料的裂解是乙烯、丙烯等低碳烯烃的重要来源。早期的乙烯生产,主要由乙醇催化脱水和从焦炉气炼厂气中回收制取。现在则主要以石油烃为原料,通过高温裂解法制得。高温裂解的石油烃原料有乙烷、丙烷、丁烷、石脑油、轻柴油等。世界各国和地区都根据其资源情况及原料供应的稳定性,分别选用相应的原料路线。如:美国气体资源丰富,主要以乙烷、丙烷、天然气凝析液(NGL)为原料;西欧天然气贫乏,大多数国家以石脑油为原料;日本油、气资源贫乏,乙烯原料几乎全靠进口,以石脑油为主,约占90%;俄国以石脑油为主,约占80%。我国目前所用乙烯原料以轻柴油、石脑油为主。但我国贫油、富煤,因而乙烯原料逐渐转向煤制甲醇,当是较好的选择。 (2)产能、产量与消费 我国乙烯工业起步于20世纪60年代,80年代以来发展较快。1983年国内乙烯生产能力为70×104t ,1993年生产能力达223.0×104t,年均增长率10.13%,1995年生产能力为290.3×104t,年均增长率14.10%。 近10年来,我国乙烯发展概况见表1。 1

甲醇制取低碳烯烃

成果与项目 Achievements&Projects 2006年.第21卷.第5期 甲醇制取低碳烯烃(DMTO)技术的研究开发及工业性试验 关键词甲醇制取低碳烯烃(DMOT),研究开发,工业性试验 *大连化学物理研究所研究员,该项目负责人 收稿日期:2006年9月1日 刘中民* 齐越 (中国科学院大连化学物理研究所 大连116023) 406 由中科院大连化学物理研究所与陕西新兴煤化工科技发展有限责任公司、中国石化集团洛阳石化工程公司合作的“甲醇制取低碳烯烃(DMTO)技术开发及工业性试验”项目取得重大突破性进展, 在日处理甲醇 50吨的工业化试验装置上实现了近100% 甲醇转化率,低碳烯烃(乙烯、丙烯、丁烯)选择性达90%以上的结果。2006年8月23日该项目通过了国家级鉴定。试验装置的成功运转及下一步大型化DMTO工业装置的建设,对我国综合利用能源、拓展低碳烯烃原料的多样化具有重大的经济意义和战略意义。 1开发背景和意义 乙烯、丙烯等低碳烯烃是重要的基本有机化工原料,传统上乙烯和丙烯的来源主要是烃类蒸汽裂解,原料主要是石脑油。近年来随着国际原油价格上涨,烯烃的生产成本不断攀升。在此背景下,开发烯烃生产新的非石油路线的要求日益紧迫。20世纪70年代以来的三次世界石油危机,促使人们去寻求进一步开发非石油资源的新途径,极大地推动了煤化工和天然气化工的发展。而甲醇制取低碳烯烃过程(MTO)的研究开发,则是 从非石油资源出发制取化工产品的一条全新的工艺路线。随着煤或天然气经合成气生产甲醇的技术日臻成熟,煤或天然气经由甲醇制取低碳烯烃(MTO)成为备受关注的一条生产路线,而关系到这条路线是否能畅通的核心技术主要集中在MTO过程。 近年来,随着我国社会经济的发展及能源需求的日益增长,我国的石油供应面临严峻的形势。另一方面,我国煤炭与天然气资源极其丰富,占世界总储量的1/6,而煤是我国在世界上真正占优势的资源。发展以煤代油及以非石油资源制取石油化工产品和油品的煤化工技术非常符合我国的国情,对于调整产业结构,减轻对石油的过分依赖,开发新的非石油路线的化工过程的发展具有战略性的意义。为此,中央提出加快发展以甲醇、乙醇、二甲醚、煤制油等作为石油替代品的计划,并将煤化工技术列为国家科技攻关的重点之一。中国科学院立足我国基本国情,将开发以煤或/和天然气为原料经由甲醇制取低碳烯烃的新工艺过程列为战略性重点课题。 2主要研制过程 大连化学物理研究所从上世纪80年代初便率先开展了甲醇制取低碳烯烃的新工 艺过程的研究,先后开发了两代甲醇制取低

煤制烯烃研究报告

煤制烯烃研究报告

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煤制烯烃工艺研究报告 一、煤制烯烃简介 制备丙烯的传统方法是采用轻油(石脑油、轻柴油)裂解工艺,但石油储量有限,所以世界各国开始致力于非石油路线制乙烯和丙烯类低碳烯烃的开发。其中,以煤或天然气为原料制甲醇,再由甲醇制低碳烯烃的工艺受到重视。 煤制烯烃主要指乙烯、丙烯及其聚合物。聚乙烯主要应用于粘合剂、农膜、电线和电缆、包装(食品软包装、拉伸膜、收缩膜、垃圾袋、手提袋、重型包装袋、挤出涂覆)、聚合物加工(旋转成型、注射成型、吹塑成型)等行业。 丙烯是仅次于乙烯的一种重要有机石油化工基本原料,主要用于生产聚丙烯、苯酚、丙酮、丁醇、辛醇、丙烯腈、环氧丙烷、丙二醇、环氧氯丙烷、合成甘油、丙烯酸以及异丙醇等。 煤制烯烃简单来说可分为煤制甲醇、甲醇制烯烃这两个过程。主要有四个步骤:首先通过煤气化制合成气,然后将合成气净化,接着将净化合成气制成甲醇,甲醇在催化剂的作用下脱水生成二甲醚(DME),形成甲醇、二甲醚和水的平衡混合物,然后转化为低碳烯烃,烯烃经过聚合反应生产聚烯烃。目前,国际上有几种领先的甲醇制烯烃工艺,如美国UOP公司与挪威海德鲁(Lydro)公司的甲醇制烯烃工艺(MTO)、德国鲁奇(Lurgi)公司的甲醇制丙烯工艺(MTP)、美国AtoFina与UOP公司的烯烃裂解工艺等,其中Lurgi公司的MTP工艺已经在国内的生产装置上应用,在2010年最先实现工业化。 二、国外煤制烯烃技术 MTO是国际上对甲醇制烯烃的统一叫法。最早提出煤基甲醇制烯

甲醇制烯烃项目可行性研究报告

目录 第一章总论 (1) 1.1 项目概况 (1) 1.2 设计依据 (1) 1.3 项目背景 (1) 1.3.1 MTO的国内外研究 (2) 1.3.2 MTO的工业展望 (4) 1.4 研究结论 (6) 1.4.1 项目产品及生产规模 (6) 1.4.2 工艺路线简介 (7) 1.4.3 建设周期 (7) 1.4.4 项目投资及资金来源 (7) 1.4.5 项目结论 (8) 第二章建设规模 (8) 2.1规模确定 (8) 2.1.1 市场需求 (8) 2.1.2 产品描述 (9) 2.1.3 原料来源 (11) 2.1.4 建厂规模 (13) 2.2产品方案 (14) 第三章 MTO技术 (15) 3.1甲醇制烯烃的基本原理 (15) 3.2 催化剂的研究 (19) 3.2.1 催化剂的发展 (19)

3.2.2 催化剂的使用 (23) 3.2.3 催化剂的再生 (26) 3.3 MTO工艺的优点 (26) 3.4 甲醇制烯烃工艺条件 (27) 3.4.1 反应温度 (27) 3.4.2 反应压力 (27) 3.5 甲醇制烯烃工艺流程及主要设备 (27) 3.5.1 MTO工艺流程 (27) 3.5.2 MTO主要设备 (33) 第四章 C4的综合利用 (34) 4.1 C4馏分的利用现状 (34) 4.1.1 综述 (34) 4.1.2 工业利用途径 (35) 4.1.3 C4馏分的分离及化工利用 (36) 4.2 提高C4资源利用价值 (41) 4.2.1 加氢精制,作乙烯裂解原料 (41) 4.2.2 C4烯烃歧化制丙烯 (42) 4.2.3 C4烃类回炼增产乙烯、丙烯 (43) 4.2.4 异丁烷氧化法生产环氧丙烷,联产叔丁醇 (43) 4.2.5 MTBE-烷基化油联合装置 (44) 4.3 本厂C4情况 (44) 4.3.1 方案设计 (45) 4.3.2 C4裂解增产丙烯 (45) 4.3.3 烯烃歧化制丙烯 (46)

神华包头煤制烯烃项目工艺总流程

神华包头煤制烯烃项目工艺总流程 神华包头煤化工有限公司将在内蒙古包头市九原区建设神华包头煤制烯烃项目,建设 180万吨/年煤制甲醇、60万吨/年 MTO、30万吨聚乙烯、30万吨/年聚丙烯、产汽 1440吨/小时(发电 100MW)自备热电站、4套 6万标立空分装置以及公用工程、辅助生产设施、厂外工程. 1气化、净化 气化装置采用 GE公司水煤浆加压气化技术,变换由天辰公司设计,低温甲醇洗技术来源于林德工程公司。 原煤由火车运输入厂,进入卸车间卸车,翻车机卸煤进入受煤深地槽。地槽的贮煤经叶轮给煤机、地槽带式输送机、进入料场贮存。 料场的煤经仓下叶轮给煤机、仓底带式输送机输送进入环锤破碎机破碎。破碎合格后,经圆管带式输送机、带式输送机分别输送到煤气化和热电站系统。 由煤运系统送来的原料煤(干)送至煤贮斗,经称量给料机控制输送量送入棒磨机,出棒磨机的煤浆浓度约 60%,经出料槽泵加压后送至气化工段煤浆槽。 煤浆由煤浆槽经煤浆给料泵加压后,连同空分送来的高压氧通过烧咀进入气化炉,气化反应在 (G)、1350~1400℃下进行。 反应生成 CO、H2、CO2、H2O和少量 CH4、H2S等气体。 离开气化炉反应段的热气体和熔渣进入激冷室水浴,被水淬冷后温度降低并被水蒸汽饱和后出气化炉;气体经文丘里洗涤器、碳洗塔洗涤除尘冷却后送至变换工段。

气化炉反应中生成的熔渣进入激冷室水浴后被分离出来,排入锁斗,定时排入渣池,由捞渣机捞出后装车外运。 气化炉及碳洗塔等排出的洗涤水(称为黑水)送往灰水处理,处理后的水循环使用。 由气化碳洗塔来的粗水煤气送至变换工段,经气液分离器分离掉气体夹带的水分后,进入变换炉,与自身携带的水蒸汽在耐硫变换催化剂作用下进行变换反应,出变换炉的高温气体经热量回收后进入低温甲醇洗系统,依次脱除 H2S+COS、CO2后,净化气中 CO2含量小于 3%,H2S+COS<,压力约为,送到甲醇合成系统。 在净化工段,来自吸收塔上段的含 CO2富液,中间二次塔底出来的含硫富液分别进行再生后,经泵送到吸收塔循环使用。从酸性气分离器出来的酸性气送至硫回收装置进行硫磺回收,硫回收尾气达标排放。 2甲醇合成及精馏 采用国外甲醇技术生产粗甲醇作为 MTO装置原料。经甲醇洗脱硫脱碳净化后的合成气经甲醇合成气压缩机增压与 来自甲醇合成回路的循环气被压缩至合成需要的压力,送入甲醇合成 回路进行甲醇合成,CO、CO2和 H2在 Cu-Zn催化剂作用下,合成粗甲醇。出甲醇合成塔的热气体经回收热量和冷却后,进入甲醇分离器,从分离器上部出来的未反应气体除少部分作为弛放气送至氢回收,绝大部分进入循环气压缩机压缩,返回到甲醇合成回路。粗甲醇从甲醇分离器底部排出,送往甲醇精馏工段。在甲醇精馏工段经过脱轻组分塔,得到 MTO级甲醇;约 30%的粗甲醇送入精馏塔生产商品级的精甲醇,并副产甲醇油。精甲醇和 MTO级甲醇送入 MTO装置或中间产品罐区储存,精制后的甲醇送入 MTO装置或中间产品罐区储存。

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