煤制烯烴工藝路線及技術(shù)可行性分析

1、煤制烯烴工藝路線及技術(shù)可行性分析一、煤制烯烴工藝路線以煤為原料經(jīng)甲醇制取低碳烯烴的工藝技術(shù)包括煤氣化、合成氣凈化、甲醇合 成及甲醇制烯烴四項核心技術(shù)。工藝路線為煤在高溫高壓下通過純氧部分氧化反應(yīng) 生成主要成份為CO和H2的粗合成氣，粗合成氣經(jīng)過部分耐硫變換及凈化然后合成 甲醇,最后甲醇轉(zhuǎn)化為低碳烯烴。目前,煤氣化、合成氣凈化和甲醇合成技術(shù)均已實現(xiàn)商業(yè)化，有多套大規(guī)模裝置在運,甲醇制烯烴技術(shù)已日趨成熟，具備工業(yè)化條件。二、煤氣化技術(shù)煤氣化技術(shù)已有100多年的歷史，但煤氣化技術(shù)的發(fā)展由于多種原因開始比較 緩慢;直至20世紀70年代世界石油危機的出現(xiàn)，促使西方發(fā)達國家投入巨資開展了 煤氣化技術(shù)的研究

2、與應(yīng)用開發(fā)，開發(fā)出先進的氣流床氣化技術(shù)并于 20世紀80年代 開始由應(yīng)用研究轉(zhuǎn)入大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用。該技術(shù)具有高溫、高壓、大型化、節(jié)能、環(huán) 保、合成氣質(zhì)量高等特點，產(chǎn)品氣可適用于化工合成、制氫和聯(lián)合循環(huán)發(fā)電。目前,世界上最先進的氣流床氣化工藝技術(shù)主要有三種，分別是美國GE水煤漿 加壓氣化（原Texaco技術(shù)、荷蘭殼牌粉煤加壓氣化（Shell技術(shù)和德國未來能源粉煤 加壓氣化（GSP技術(shù),均實現(xiàn)了大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。與此同時國內(nèi)經(jīng)過多年努力研究 也開發(fā)出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的氣流床煤氣化技術(shù)。這些先進的氣流床煤氣化技術(shù) 為現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了強有力的技術(shù)支撐三、合成氣凈化技術(shù)目前,世界上大型煤氣化裝

3、置產(chǎn)生的合成氣凈化普遍采用低溫甲醇洗（Rectisol技術(shù)。該工藝是采用冷甲醇作為溶劑脫除酸性氣體的物理吸收方法，是由德國林德公司和魯奇公司聯(lián)合開發(fā)的一種有效的氣體凈化工藝，具有技術(shù)成熟可靠、能耗較 低、氣體凈化度高等特點，可將C02脫至10卩g/L以下,H2S小于0.1卩g/L容劑價格便 宜，吸收能力大,循環(huán)量小，操作費用低。目前，國外低溫甲醇洗工藝有林德工藝和魯奇 工藝兩種流程，二者在基本原理上沒有根本區(qū)別，都有多套商業(yè)化裝置運行經(jīng)驗。兩 家專利在工藝流程設(shè)計、設(shè)備結(jié)構(gòu)和工程實施上各有特點。國內(nèi)大連理工大學經(jīng)過近20年的研究，也開發(fā)成功了低溫甲醇洗工藝軟件包，并獲得了國內(nèi)兩項專利。四、甲醇

4、合成技術(shù)甲醇的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)是從 20世紀20年代高壓法合成甲醇的工業(yè)化實現(xiàn)開 始的。高壓法合成甲醇工藝投資大，生產(chǎn)成本高。為此，世界各國都在開發(fā)能夠降低 合成壓力的甲醇生產(chǎn)方法？英國ICI公司和德國Lurgi公司分別成功地研制出中低壓 甲醇合成催化劑，降低了反應(yīng)壓力，促進了甲醇生產(chǎn)的快速發(fā)展。目前甲醇合成技術(shù)向單系列、大型化方向發(fā)展，隨著Lurgi超大規(guī)模甲醇（MegaMethanO1概念的提出,Lurgi、Topsqoe Davy等甲醇技術(shù)供應(yīng)商相繼開發(fā)出了年產(chǎn) 百萬噸以上規(guī)模的甲醇生產(chǎn)技術(shù)，并成功實現(xiàn)了商業(yè)轉(zhuǎn)讓。2004年6月2日,在南美 洲的特立尼達，應(yīng)用德國Lurgi公司大規(guī)模甲醇

5、生產(chǎn)技術(shù)的甲醇裝置投產(chǎn)，投產(chǎn)后的 一個月內(nèi)裝置就達到了平穩(wěn)運行，經(jīng)過4個月的運轉(zhuǎn),這套裝置在11月中旬達到了設(shè) 計負荷，現(xiàn)在該裝置的負荷達到日產(chǎn)甲醇 5050t。由Davy公司提供技術(shù)的特立尼達 另一套日產(chǎn)5000t甲醇裝置，目前正在進行開車,預(yù)計2005年10月份可以出甲醇產(chǎn) 品。在建的最大規(guī)模甲醇裝置是采用 Tops 公司技術(shù)，在尼日利亞建設(shè)的年產(chǎn)250 萬，的甲醇裝置。目前，世界上正在建設(shè)的百萬噸級以上甲醇裝置超過了8套。隨著甲醇技術(shù)的不斷進步，裝置規(guī)模的不斷擴大，使得甲醇的生產(chǎn)成本大幅度降低，為很多 以甲醇為原料的工藝過程帶來了良好的發(fā)展前景，使得以甲醇為原料發(fā)展下游產(chǎn)品 在經(jīng)濟上具備

6、很強的競爭力。五、MTO技術(shù)MTO工藝是經(jīng)由甲醇制取乙烯、丙烯的工藝。20世紀80年代聯(lián)碳公司的科學家發(fā)現(xiàn)SAPO催化劑對于甲醇轉(zhuǎn)化為乙烯和丙烯具有很高的選擇性。1988年UOP公司兼并了聯(lián)碳公司的分子篩部，開始進行甲醇制烯烴的小試研究。UOP公司 和Norsk Hydro公司于1992年開始聯(lián)合開發(fā)MTO工藝,對催化劑的制備、性能試 驗和再生、反應(yīng)條件對產(chǎn)品分布的影響、能量利用、工程化等問題進行了深入試驗 研究。此后，在挪威Prosgrann建立了小型工業(yè)演示裝置,運行時間超過6個月，對催化劑和工藝流程進行丁考核驗證，證明MTO工藝在技術(shù)上是可行 的。1995年11月,UOP和Norsk Hydro宣布可對外轉(zhuǎn)讓 MTO技術(shù)。六、MTP技術(shù)MTP32藝是Lurgi公司基于改性ZSM 5催化劑開發(fā)的將甲醇轉(zhuǎn)化為丙烯的工 藝。Lurgi公司從20世紀90年代開始研究MTP工藝，并與Sudchemie公司合作開發(fā) 成功了 MTP工藝所需的催化劑,2001年Lurgi公司在挪威Tieldbergolden的Statoil 工廠建設(shè)了 MTP工藝的示范裝置，截552004年3月已運行11000小時，催化劑測試 時間大于7000小時，為大型工業(yè)化設(shè)計取得了大量數(shù)據(jù)。Lurgi公司的MTP技術(shù)反 應(yīng)器采用固定床，工藝流程與上個世紀20世紀80年代在新西蘭建成的甲醇制汽油 裝置基本