煤基大甲醇制低碳烯烃项目的技术和经济初探

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煤基大甲醇制低碳烯烃项目的技术和经济初探

谭洪金,王艾青

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(1.兖矿国宏化工有限责任公司,山东邹城273512;2.兖矿集团煤化公司,山东邹城273500)

摘　要　该文介绍了甲醇制烯烃国内外研发情况以及国内外甲醇制烯烃两条工艺路线的工艺和简单技术经济情况,提出了实施大甲醇项目和以甲醇为原料开发低碳烯烃等下游产品的建议。关键词　甲醇　低碳烯烃　MTO　MTP　乙烯　丙烯中图分类号TQ22　　文献标识码　B

TechniqueandEconomyDiscussionofCoalBasedMethanoltoProduceAlkeneProject

TanHong-jin,WangAi-qing

(YanKuangGuoHongChemicalsCo.,Ltd,Zoucheng273512,China)

Abstract　Theresearchanddevelopmentofmethanoltoproducealkeneindomesticandabroadwereintroduced.Therearetwoprocessalkene.Processandtech2nicaleconomysituationofthetwomethodswereintroducedalso.Suggestionwasputforwardwithregardtomethanolprojectenforcementandtodeveloplow-car2bondownstreamproductfrommethanol.

Keywords　methanol;low-carbonalkene;MTO;MTP;ethylene;propylene

　　乙烯、丙烯是两种需求量最大、用途最广的基本有

机原料,其传统的生产工艺以石脑油(轻油)裂解方法为主。随着国际油价不断上扬,许多工业发达国家集中力量开发非石油原料制取低碳烯烃的新技术路线,以备未来作为石油原料转换的替代技术。1　甲醇制烯烃国内外研发情况2009年之后将先后开车。2　两条路线工艺和技术经济介绍2.1　大连化物所与美国UOP公司制烯烃工艺

自七十年代,世界各国积极探索非石油原料制低碳烯烃的技术研发并推进工业化进程,取得明显成果。

中科院大连化物所的研制成果已达到高选择性地将甲醇转化为乙、丙烯,转化率达98%,C1—C4收率达90%,国产催化剂的价格、选择性、再生性能、次数都居世界领先水平。到目前为止,大连化物所围绕合成气转化为低碳烯烃已申请中国专利20余份,其中含有过程专利和催化剂专利,在甲醇和二甲醚制低碳烯烃方面构成了自主的知识产权。

美国环球油品公司(UOP公司)甲醇制烯烃做了大量科研开发工作,使用的催化剂、选择性、产品收率、工艺过程与国内大连化物所基本一致,该技术已达到50万tΠa乙烯产能规模工程优化设计阶段。

德国鲁奇(Lurgi)公司研发了甲醇制丙烯联产汽油、液化气等的MTP工艺,小试、中试均已完成,催化剂的研发已完成,催化剂的提供者可对催化剂进行商业化规模的生产,国际国内多个大甲醇制烯烃项目已采用该技术,目前这几个项目均处于工程建设阶段,

3收稿日期:2008-05-26

作者简介:谭洪金(1974-),男,山东新泰人,兖矿国宏化工有限责任公司生产技术部副,工程师,山东科技大学化工工艺专业,常年从事甲醇及下游产品生产技术管理工作。

大连化物所与美国UOP公司制烯烃工艺采用的催化剂均为磷酸硅铝分子筛SAPO-34,工艺装置由一个流化床反应器结合一个流化床再生器,反应热由蒸汽生产控制,反应温度550℃左右,消耗的催化剂进入再生器。原料粗甲醇在反应器内脱水生成二甲醚中间体,二甲醚脱水缩和转化成低碳烯烃、乙烯、丙烯、丁烯、液化气、C1—C4烷烃燃料气。反应产物经冷却、脱水、干燥分离出聚合级乙、丙烯、丁烯及其它副产品。

大连化物所试验装置乙烯收率50%、丙烯>30%、丁烯10%,总烯烃收率90%。

UOPΠ诺斯克-海德罗公司开发的甲醇制烯烃(MTO)工艺在高丙烯工况下,使用基于非沸石分子筛、

可再生的MTO-100催化剂,其工业试验装置乙烯收率48%、丙烯33%、丁烯9.6%,总烯烃收率90%以上,乙烯Π丙烯比可调节至0.751.5。

甲醇制乙烃装置投资概算(含公用工程)情况:大连化物所为30万t/a乙烯装置投资概算21.68亿元;UOP公司为17.5万t/a乙烯装置投资概算1.65亿美元,50万t/a乙烯装置投资概算3.55亿美元。

美国UOP公司对50万t乙烯装置规模简单经济评价:投资3.55亿美元,评价价格基础按原料甲醇100美元Πt、产品乙烯500美元Πt、丙烯400美元Πt、丁烯170美元/t、液化气100美元Πt、燃料气95美元Πt,含公用工程消耗在内吨产品利润260美元Πt,折旧和税前的简单投资回报率36.6%。

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2.2　德国鲁奇公司MTP技术

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司Π海德罗公司的技术路线产品有乙烯、丙烯、丁烯、液

化气、燃料气(甲烷、乙烷、氢气)、后续产品加工附加值高,下游产品发展空间大,根据市场情况,生产适销对路高附加值精细化工产品。鲁奇公司制丙烯、汽油、液化气技术,丙烯为主导产品,液化气、汽油价格及附加值不算太高。

按照国家经贸委预测,聚乙烯、聚丙烯是国内目前直至未来10年国家急需战略化工基础原料,不存在市场销售的风险。

中国多煤少油少气,煤炭资源丰富,建成170万tΠa以上产能的煤基大甲醇装置,甲醇成本将比较低,再采用大甲醇制烯烃生产工艺,将甲醇转化生产乙烯、丙烯,并可生产深加工聚乙烯、聚丙烯产品,产品链向下游延伸提高产品附加值,获取经济效益的最大化。参考文献:

[1]张治林、钟志良、朱伟,甲醇制乙烯工艺及工程的经济分析,。天

德国鲁奇公司开发的MTP工艺,采用稳定的分子

筛催化剂和固定床反应器,在0.130.16MPa压力和380～480℃下操作,南方化学公司(Sudchemie)提供的催化剂有高的丙烯选择性、低的结焦和低的丙烷产率。原料甲醇进入绝热的二甲醚(DME)预处理器,在此,甲醇转化为DME和水。高活性、高选择性催化剂使反应接近热动力学平衡。甲醇ΠDMEΠ水物流进入第一MTP反应器,反应器中同时加入蒸汽,甲醇ΠDME转化成99%以上丙烯。反应在第二和第三MTP反应器中继续进行。产品混合物经冷却分离即得气体产品、有机液体和水。气体产品经压缩除去痕量水、CO2和二甲醚即可得到纯度97%的化学级丙烯,含烯烃的物流返回主合成回路再增产丙烯,此外还副产燃料气、LPG和汽油。

鲁奇公司提出166万tΠa甲醇原料的装置规模。其简单技术经济分析:产品量:丙烯51.9万tΠa,汽油14.3万tΠa,液化气6.9万tΠa,评价价格基础按原料甲醇价格90美元Πt,丙烯400美元Πt,内部收益率20%。

3　结语

然气化工与合成气化学新技术研讨会论文集,成都,1988年11月,17

-25;

[2]刘中民、徐龙伢等,合成气制取低碳烯烃,天然气化工与合成气化学新技术研讨会论文集,成都,1988年11月,26-42;

[3]李琼玖,潞澄华等,甲醇化工与碳一化学品生产工艺技术综述,化

甲醇做烯烃的两种产品路线,其中国内及UOP公(上接第37页)

肥设计,2003,41(5),5-11;

输送机稳定运行期间,液压系统的压力是在YJ1

和YJ2所整定的动作压力值范围内变动的。由于YJ1、

YJ2两者的压力整定值相差甚小,一般为1～2MPa,可

以近似为恒压力,所以,稳定运行期间油缸对输送机的拉紧力可以看成是恒张力。当手动换向阀阀芯处在左阀位时,油泵排出的压力油经换向阀进入油缸无杆腔,推动活塞使活塞杆向外伸出,同时压力油经控制油路将液控单向阀打开,使油缸有杆腔的回油经液控单向阀、手动换向阀回油箱。当需要重新张紧皮带时,可直接启动泵站后将手动换向阀手把打到右阀位,直至拉紧力上升到设定值为止。

在输送机起动或稳定运行期间,慢速绞车一直处于停机状态,借助其蜗轮蜗杆减速器的自锁功能,钢丝绳不会被油缸从绞车卷筒上拉出,绞车起着钢丝绳固定端的作用。当输送机因为检修而需要松弛输送带时,往往开动绞车反转松绳比较方便,这时不需要液压系统参与工作。

3　自控液压拉紧装置在查庄煤矿中的应用

置,由于皮带上山坡度大,运输量大,运行时间长,每月

事故影响时间在6h左右。经多方考察论证决定原系统三部SPJ-800型皮带机合为一部皮带机,皮带机驱动采用两台75kW电机,皮带拉紧装置采用了ZYL型自控液压拉紧装置。该系统自2006年8月集中改造完成,经使用,该系统消除了原皮带经常跑偏、磨损较严重等事故隐患,提高了皮带运输系统的安全可靠性;维修工作量减小;皮带托棍、皮带的更换量也大大减少。改造后系统在安全运行、经济运行、运输能力等多方面均达到了预期效果。

4　结束语

查庄煤矿-250m南翼皮带运输长度340m,平均坡

度16°,最大坡度20°,皮带机型号SPJ-800型。原皮带运输系统为三部SPJ-800型皮带机,每部皮带配用的电机功率均为60kW,皮带拉紧装置采用螺旋式拉紧装

经应用证明,ZYL型自控液压拉紧装置比传统拉紧装置有明显的优点,同时为用户带来了可观的经济效益,其在煤炭、电力、钢铁、建材、港口等行业得到了广泛应用。