MTO及MTP技術難點及前景講課稿

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。MTO及MTP技術難點及前景-MTO/MTP技術難點及前景伴隨著愈演愈烈的甲醇項目建設熱，甲醇的主要出路之一甲醇制低碳烯（MTO/MTP）項目逐漸浮出水面，并成為眾多煤化工項目產(chǎn)業(yè)鏈中的重要一環(huán)。但必須看到，當前世界上尚無1套工業(yè)化的MTO/MTP生產(chǎn)裝置，其技術的可靠性和經(jīng)濟性都有待檢驗。一、市場需求與資源結構造就MTO/MTP熱快速增長的石化產(chǎn)品市場近10年來，我國以乙烯和丙烯為龍頭的石化工業(yè)得到迅速發(fā)展，石化產(chǎn)品市場消費和需求增長速度居世界前列，并逐步發(fā)展成為世界乃至亞洲市場的中心。2004年，我

2、國乙烯、丙烯、合成樹脂和合成橡膠的市場滿足率僅為40%60%，每年都需從周邊國家和地區(qū)進口大量的石化產(chǎn)品。市場的快速增長以及巨大的缺口促使國內掀起了新一輪乙烯項目建設熱潮，國內外投資商紛紛投資擴建和新建乙烯項目。2004年我國主要石化產(chǎn)品市場供求狀況見表1。原油供求矛盾日益尖銳由于我國經(jīng)濟持續(xù)快速增長，近年來原油供求矛盾日益尖銳。2004年，我國原油產(chǎn)量為1.75億t，進口量高達1.23億t，進口依存度從1995年的12.65%增長到45.05%。此外，我國輕烴和凝析油資源也極為有限，因此作為乙烯主要原料的石腦油、輕烴和凝析油的供應和來源成為我國乙烯發(fā)展的主要瓶頸之一。避開資源相對短缺的原油，

3、MTO/MTP項目受到投資者的極大青睞。資源結構特點使然目前我國能源結構特點是“富煤、缺油、少氣”，預計這一狀況在今后相當長的時期內不會改變。原料結構多元化已經(jīng)成為我國石化行業(yè)發(fā)展的必然選擇，利用我國相對豐富的煤炭資源發(fā)展石化產(chǎn)業(yè)，進而帶動地方經(jīng)濟發(fā)展，已經(jīng)成為富煤、缺油、少氣地區(qū)的首選。結構調整與行業(yè)吸引力2003年開始的新一輪石化行業(yè)景氣高峰形成的高盈利形勢、原油價格的持續(xù)上漲和石油化工行業(yè)的高度壟斷是促使煤化工快速發(fā)展的主要原因，煤炭行業(yè)的結構調整以及各地區(qū)發(fā)展石油化工積極性不斷高漲又極大地刺激了MTO/MTP項目建設。各地區(qū)都試圖通過“煤炭甲醇低碳烯烴石油化工成品”這一發(fā)展模式來帶動本

4、地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展。表12004年我國主要石化產(chǎn)品供求狀況單位萬t產(chǎn)量進口量出口量當量消費量市場滿足率/%乙烯626.606.762.231648.0038.05丙烯623.4021.330.001113.6455.98芳烴669.88269.786.76932.9071.81合成樹脂1791.002131.00108.703813.3046.96合成橡膠147.80109.508.50248.7059.40合成纖維1424.54178.3546.551556.3091.53二、技術漸趨成熟可靠性尚待檢驗近年來，煤炭氣化、天然氣轉化、甲醇合成和MTO/MTP催化劑技術的不斷完善和發(fā)展，為C1路線制

5、烯烴奠定了堅實的基礎。煤氣化技術目前我國采用的煤氣化技術主要包括無煙煤固定床間歇氣化技術（中小合成氨企業(yè)）、德士古水煤漿加壓氣化技術（已有9家企業(yè)采用）、魯奇氣化技術（已有2家企業(yè)采用）、灰熔聚氣化技術和恩德粉煤氣化技術（Winkler氣化爐），采用殼牌粉煤加壓氣化技術的一批項目（13家企業(yè)）正在建設之中，德國GSP氣化技術正在推動之中。德士古水煤漿加壓氣化技術、殼牌粉煤加壓氣化技術和德國GSP氣化技術都是典型的潔凈煤氣技術，都已實現(xiàn)工業(yè)化，單爐能力可達10002000t/d(投煤量)，廣泛用于發(fā)電和化工生產(chǎn)。魯奇氣化技術主要用于城市煤氣生產(chǎn)，也可用于化工生產(chǎn)。上述氣化技術各有特點，都比較成熟

6、，適于大規(guī)模煤化工生產(chǎn)裝置，可根據(jù)煤種、灰熔點、裝置規(guī)模、產(chǎn)品鏈設定和投資情況進行選擇。我國自主研發(fā)的灰熔聚氣化技術和恩德粉煤氣化技術（Winkler氣化爐）適用于中小規(guī)?；ぱb置使用，在技術上有待進一步完善。天然氣轉化技術目前工業(yè)上采用的天然氣轉化技術主要有3種：即一段轉化（SMR，有傳統(tǒng)與補碳兩種方案）、兩段轉化（POX）和自熱式轉化（ATR）。上述技術都是各有特點的成熟技術，都已實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。SMR法適用于中小規(guī)模裝置（1000t/d），具有工藝流程短、設備少、操作容易、技術可靠的特點；POX工藝適于大型裝置（10007500t/d），特點是工藝先進可靠，能量利用合理，經(jīng)濟上有競爭性，

7、是目前國內外大型甲醇生產(chǎn)中廣泛采用的工藝技術；對于超大型裝置（50007500t/d），可考慮采用ATR工藝技術，該工藝的特點是一次性投資較低、流程短、能耗低和競爭性強。甲醇合成技術甲醇合成有高壓（30MPa）、中壓（10M15MPa）和低壓（5M8MPa）3種工藝。目前高壓法工藝已被淘汰，中低壓工藝成為甲醇合成主流技術。甲醇生產(chǎn)的核心技術是反應器結構與形式、催化劑和熱量的轉移與利用。目前廣泛采用的甲醇合成塔有：多段冷激式（ICI）、管殼式（魯奇）、多段徑向式（MRF、日本東洋公司）、絕熱式（Topsoe）、軸徑向混合流型和JW低壓均溫型（杭州林達公司）。上述技術都是成熟的，且都有工業(yè)化裝置在

8、運行。其中管殼式、絕熱式和多段徑向式技術主要用于大型和超大型甲醇生產(chǎn)裝置。魯奇公司的MegaMethanol和德士古公司的甲醇合成技術，其裝置規(guī)模已經(jīng)達到50007500t/d。甲醇制烯烴（MTO）技術甲醇制烯烴（MTO）主要工藝過程包括：甲醇生產(chǎn)；甲醇催化制烯烴；裂解產(chǎn)物分離與精制。目前世界上從事MTO技術開發(fā)的公司主要有UOP/Hydro和美孚兩家公司，其中UOP和Hydro公司聯(lián)合開發(fā)的MTO技術已經(jīng)實現(xiàn)工業(yè)化。中科院大連化物所也正在進行該技術的開發(fā)。目前，歐洲化學技術公司采用UOP/Hydro公司的MTO技術正在尼日利亞建設1套80萬t/a（乙烯和丙烯各40萬t/a）MTO裝置，包括配

9、套建設1套7500t/d天然氣制甲醇裝置（采用丹麥Topsoe技術），預計2007年建成投產(chǎn)。UOP/Hydro公司開發(fā)的MTO技術具有以下特點：可采用粗甲醇作為原料，省去甲醇精餾設備，降低投資和成本；通過控制反應溫度和催化劑組成結構，調整丙烯和乙烯的產(chǎn)出比（0.71.3）；采用SAPO-34催化劑，選擇性好，乙烯、丙烯收率可達到33.93%，物理強度高，抗燒焦；反應條件溫和，溫度為400500，壓力為13Bar；MTO反應系統(tǒng)由流化床反應器和催化劑再生器組成，類似于流化催化裂化裝置（FCC）；產(chǎn)品分離系統(tǒng)類似于石腦油蒸汽裂解制乙烯；可連續(xù)穩(wěn)定操作。對于UOP/Hydro公司MTO技術的可靠性

10、和經(jīng)濟性，有待尼日利亞項目投產(chǎn)后的考查與驗證。甲醇制丙烯技術（MTP）甲醇制丙烯（MTP）主要工藝過程為：甲醇生產(chǎn)；甲醇在高活性、高選擇性催化劑存在下轉化成水和二甲醚（DME）；甲醇和DME催化合成烴類產(chǎn)物（主要為丙烯）；烴類產(chǎn)物分離與精制。目前世界上從事MTP技術開發(fā)的公司主要是魯奇公司。2002年1月，魯奇公司在挪威建設了1套MTP模試裝置，到2003年9月連續(xù)運行了8000h，該模式裝置采用了德國Sud-ChemieAG公司的MTP催化劑，該催化劑具有低結焦性、丙烷生成量極低的特點，并已實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。目前MTP技術已經(jīng)完成了工業(yè)化裝置的工藝設計。魯奇公司MTP反應器有兩種形式：即固定床

11、反應器（只生產(chǎn)丙烯）和流化床反應器（可聯(lián)產(chǎn)乙烯/丙烯）。3月份，魯奇公司與伊朗Fanavaran石化公司正式簽署MTP技術轉讓合同，裝置規(guī)模為10萬t/a。魯奇公司將與伊朗石化技術研究院共同向伊朗Fanavaran石化公司提供基礎設計、技術使用許可證和主要設備。該項目預計2009年建成投產(chǎn)，屆時將成為世界上第1套MTP工業(yè)化生產(chǎn)裝置。對于魯奇公司MTP技術的可靠性和經(jīng)濟性，也有待于伊朗項目投產(chǎn)后的考查與驗證。三、項目建設門檻高投資須全面考察MTO/MTP項目建設的基本條件是產(chǎn)品市場、工藝技術和經(jīng)濟可行性。其他還包括原料資源、水資源、環(huán)境容量、運輸條件和資金實力。筆者認為，投資者在決策和建設MT

12、O/MTP項目時，對上述建設條件應進行重點研究和落實。資源條件建設80萬t/a的MTO/MTP裝置，配套甲醇規(guī)模約為240萬t/a，煤炭年需求量約為380萬t，若項目壽命期按15年計算，則煤炭總需求量約為5700萬t，或需天然氣345億m3；同樣建設1套規(guī)模為52萬t/a的MTP裝置，配套甲醇規(guī)模約為165萬t/a，煤炭年需求量為260萬t，項目壽命期內的煤炭總需求量為3900萬t，或需天然氣238億m3。是否有足夠且穩(wěn)定的煤炭或天然氣供應是必須落實的條件。經(jīng)濟競爭性MTO/MTP項目的經(jīng)濟性主要取決于原料價格，與傳統(tǒng)蒸汽裂解烯烴的競爭主要取決于原油價格走向以及原油與煤炭、天然氣的比價。MTO

13、/MTP技術開發(fā)的初衷之一是解決偏遠地區(qū)豐富廉價天然氣的出路問題。而我國煤炭資源豐富，煤炭價格對MTO/MTP項目的經(jīng)濟性和競爭力具有至關重要的作用。根據(jù)初步估算，以當前乙烯裂解原料國際市場價格為計算依據(jù)，煤價在150元/t以下或天然氣價格在0.6元/m3以下時，在我國建設MTO/MTP項目，具有較強的競爭力。但投資與決策者在項目實施前應進行詳細和深入的技術經(jīng)濟比較分析。運輸條件對于煤基烯烴項目建設，原料煤炭和下游石化產(chǎn)品運輸量都很大，必須具備足夠的鐵路運力和公路運力，否則原料進不來，產(chǎn)品出不去，將會對企業(yè)運營和經(jīng)濟效益帶來巨大的影響。水資源我國是中等缺水國家，各地區(qū)水資源日益緊張。水資源已經(jīng)

14、成為我國煤化工發(fā)展的制約因素之一，尤其是在我國一些資源產(chǎn)地，水資源普遍比較緊張。根據(jù)初步估算，建設1套規(guī)模為80萬t/a的煤基MTO裝置（包括配套甲醇裝置），原水需要量約為40005000m3/h，用水量較大?；I資能力MTO/MTP項目資金需求量較大。80萬t/a規(guī)模MTO項目約需配套240萬t/a甲醇裝置，50萬t/aMTP項目約需配套165萬t/a甲醇裝置，總投資在120億150億元，資金門檻較高，投資者須具備較強的籌資能力和商業(yè)信譽人才與管理MTO/MTP生產(chǎn)技術難度較高，基礎設施建設、物流配送和市場渠道等系統(tǒng)配套與集成較為復雜，對企業(yè)管理和生產(chǎn)管理要求較高，對各方面人才需求量大。新進入

15、者和投資者必須對此有足夠的認識。四、發(fā)展建議（1）發(fā)展MTO/MTP十分必要首先我國擁有世界上最具發(fā)展?jié)摿Φ氖a(chǎn)品市場，MTO/MTP產(chǎn)品有可靠的市場保證。預計到2010年，國內乙烯的當量需求量約為2550萬t，2015年將達到3570萬t，屆時國內乙烯自給率也僅為60%左右。到2010年和2015年，我國丙烯市場需求量分別為1760萬t和2460萬t，發(fā)展前景較好；其次我國缺油少氣，適度發(fā)展MTO/MTP，實現(xiàn)低碳烯烴生產(chǎn)的原料多元化對減輕原油供應壓力具有重要意義。（2）MTO/MTP應擇機建設目前MTO技術專利商主要是UOP/Hydro公司，MTP專利商主要是魯奇公司，截至目前世界上還沒

16、有實際運行的工業(yè)化裝置，因此存在一定的技術風險。建議國內MTO/MTP投資者應待歐洲化學公司尼日利亞項目和伊朗Fanavaran石化公司10萬t/aMTP項目投產(chǎn)驗證后再行決策，擇機建設，但對于建設條件較好的項目可提前進行。（3）MTO/MTP項目選擇與風險MTO/MTP項目技術難度高、資金需求量大，要求有穩(wěn)定且足夠廉價的原料資源，系統(tǒng)配套龐大，進入門檻較高，一般投資者難于運作。對于條件較好的大投資者，在投資MTO/MTP項目之前必須明晰企業(yè)未來發(fā)展方向與定位以及企業(yè)抗風險能力（技術風險與經(jīng)濟風險）。（4）上下游一體化根據(jù)初步估算，甲醇生產(chǎn)成本為600800元/t時，MTO/MTP才具有較強競

17、爭力。因此投資者必須擁有礦權、自發(fā)電和直供電，實現(xiàn)“煤-電-化”一體化生產(chǎn)，從而最大限度降低甲醇和MTO/MTP生產(chǎn)成本，這樣才具備與石油路線產(chǎn)品和進口產(chǎn)品進行競爭的實力，也才能保證投資項目的經(jīng)濟效益。（5）合資、合作建設方式MTO/MTP項目建設牽涉到煤礦、電力、運輸、技術與資金。根據(jù)國外類似項目建設模式，大多采取財團和企業(yè)合作建設模式，以分散和最大程度降低投資風險。因此，建議國內投資商采取與相關企業(yè)、專利商和金融機構等合作建設方式。（6）技術來源與費用:目前MTO/MTP專利商主要以轉讓技術為主，包括烯烴生產(chǎn)技術和催化劑供應。由于技術的壟斷性，目前MTO/MTP技術軟件費用和催化劑費用較為

18、昂貴，對烯烴生產(chǎn)成本和競爭力影響較大。而國內技術正在開發(fā)之中，預計近期難于實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。鑒于此，投資者宜與專利商進行合作建設或由國家統(tǒng)一對外談判，以減少不必要的投資。我國發(fā)展煤制烯烴產(chǎn)業(yè)的必要性和可行性探討傳統(tǒng)的乙烯、丙烯的制取路線主要是通過石腦油裂解生產(chǎn)，其缺點是過分依賴石油。由甲醇制乙烯、丙烯等低碳烯烴是最有希望替代石腦油為原料制烯烴的工藝路線，目前已趨于成熟。甲醇制烯烴技術的發(fā)展，開辟了由煤炭經(jīng)氣化生產(chǎn)基礎有機化工原料的新工藝路線，有利于優(yōu)化傳統(tǒng)煤炭產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品格局，提高應對市場的競爭能力，是實現(xiàn)煤化工向石油化工延伸發(fā)展的有效途徑，同時對緩解我國石油短缺的矛盾具有重要的戰(zhàn)略和現(xiàn)實意

19、義。我國發(fā)展煤制烯烴產(chǎn)業(yè)的必要性符合我國多煤少油的能源結構特點近年來，隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國對石油資源的需求日益增長，已經(jīng)成為石油生產(chǎn)大國和消費大國。自從年我國成為石油凈進口國之后，進口石油的比重不斷加大，年我國原油凈進口量億，對境外石油的依存度超過。我國石油缺口逐年增大已是不可回避的嚴峻現(xiàn)實，并對能源的安全供應、國民經(jīng)濟的平穩(wěn)運行以及全社會的可持續(xù)發(fā)展構成了嚴重威脅。我國擁有的煤炭資源保有儲量約萬億，一次能源結構的特點是富煤、貧油、少氣，在化石能源總量中，為煤炭，為石油，為天然氣。目前，我國已成為世界上最大的煤炭生產(chǎn)國和消費國，能源消費以煤為主的狀況在未來相當長的一段時間內不會有大的改

20、變。傳統(tǒng)的石油化工需要消耗大量的石油資源，以規(guī)模萬乙烯工廠為例，如果用石腦油作為裂解原料，每年需要石腦油至少萬，而年產(chǎn)萬石腦油就需要有萬的原油加工能力。如果以煤炭為原料，一個萬規(guī)模的乙烯工廠，每年所需的煤炭量為萬。就我國煤炭和石油的儲量對比關系來看，用煤炭為原料替代石油發(fā)展化工，可以揚長避短，能夠滿足未來相當長時間內的原料需求，同時可提高資源的合理、有效利用程度，在資源的有效利用方面具有明顯的優(yōu)勢。因此，發(fā)展煤制烯烴產(chǎn)業(yè)符合我國資源結構特點，具有可靠的資源保障，并有利于緩解石油資源緊缺的局面，是保障我國石油戰(zhàn)略安全的一項有力舉措。能夠替代進口，滿足市場需求近年來，雖然石油化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，但國

21、內市場自給率依然十分不足，大量依賴進口。以聚烯烴產(chǎn)品為例：年，我國聚乙烯產(chǎn)量萬，進口量達萬，國產(chǎn)滿足率僅為；聚丙烯產(chǎn)量萬，進口量達萬，國產(chǎn)滿足率僅為。隨著現(xiàn)代煤化工技術的發(fā)展，以煤為原料經(jīng)適當?shù)墓に嚶肪€來生產(chǎn)聚乙烯和聚丙烯產(chǎn)品已經(jīng)成為可能，因此，利用我國豐富的煤炭資源，采用先進的煤化工技術，大力發(fā)展煤制烯烴產(chǎn)業(yè)，在我國擁有廣闊的市場前景?？梢哉{整煤炭企業(yè)產(chǎn)品結構，有效拓展發(fā)展空間相對國際而言，我國煤炭市場價格低廉，煤炭企業(yè)的經(jīng)濟效益長期在低位徘徊。發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)，將低價值的煤轉變?yōu)榫哂懈吒郊又档幕ぎa(chǎn)品，可以大大提高煤炭企業(yè)的經(jīng)濟效益。以神華煤制烯烴項目為例：煤可以生產(chǎn)聚烯烴產(chǎn)品，在煤礦坑口附

22、近建設煤制烯烴工廠，煤的價格可以控制在元以內，而目前國內聚烯烴產(chǎn)品的市場價格已經(jīng)超過了萬元，按保守價格元計算，發(fā)展煤制烯烴項目可以實現(xiàn)倍以上的增值。此外，國內煤炭工業(yè)的發(fā)展長期存在著運力不足的問題，在國內各主要煤炭消費市場，煤炭價格高昂，而在煤炭產(chǎn)地，煤炭價格低廉，因此煤炭企業(yè)為了實現(xiàn)產(chǎn)品的增值，不得不占用寶貴的運輸資源，把大量的煤炭從坑口運出到消費市場。比如年以來，東部沿海地區(qū)的煤炭價格一直維持在元左右，而西部地區(qū)的煤炭因為運力限制不能外運，在當?shù)氐匿N售價格低于元。如果在煤炭產(chǎn)地發(fā)展煤化工，可以實現(xiàn)就地轉化，將質量大、價值低的煤炭轉變?yōu)橘|量輕、價值高的化工產(chǎn)品，既大大減少了運輸壓力，又實現(xiàn)了

23、產(chǎn)品的增值。因此，發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)，是煤炭企業(yè)調整產(chǎn)業(yè)結構，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。有利于污染物的集中治理，改善環(huán)境保護我國的能源消費結構中煤炭占左右，其中有以上采用的是效率低、污染嚴重的直接燃燒方式，大氣中以上的、的、的酸雨以及的粉塵是由燃煤引起的。煤炭的低效利用還造成了溫室氣體的排放大大增加，嚴重地威脅到生態(tài)環(huán)境和人類健康。目前，我國已成為世界上環(huán)境污染最嚴重的國家。我國的煤炭資源大多分布在西部地區(qū)，長期以來，煤炭工業(yè)的發(fā)展模式都是簡單的采礦外運，而煤炭價格在煤炭產(chǎn)地又非常低廉，因此傳統(tǒng)的煤炭工業(yè)對資源地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展貢獻非常有限?，F(xiàn)代煤化工項目投資大，屬資金、技術、人才密集型產(chǎn)業(yè)，如果在資

24、源地區(qū)建設大型煤化工項目，可以把西部的發(fā)展?jié)摿D化為現(xiàn)實生產(chǎn)力，把資源優(yōu)勢轉換為經(jīng)濟優(yōu)勢，大大拉動當?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展，為西部大開發(fā)作出貢獻。煤制烯烴工藝路線及技術可行性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路線可以用圖示意，該工藝技術包括煤氣化、合成氣凈化、甲醇合成及甲醇制烯烴四項核心技術。工藝路線為煤在高溫高壓下通過純氧部分氧化反應生成主要成份為和的粗合成氣，粗合成氣經(jīng)過部分耐硫變換及凈化然后合成甲醇，最后甲醇轉化為低碳烯烴。目前，煤氣化、合成氣凈化和甲醇合成技術均已實現(xiàn)商業(yè)化，有多套大規(guī)模裝置在運，甲醇制烯烴技術已日趨成熟，具備工業(yè)化條件。各單元技術來源及可靠性分析煤氣化技術煤氣化

25、技術已有多年的歷史，但煤氣化技術的發(fā)展由于多種原因開始比較緩慢；直至世紀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的研究與應用開發(fā)，開發(fā)出先進的氣流床氣化技術并于世紀年代開始由應用研究轉入大規(guī)模商業(yè)應用。該技術具有高溫、高壓、大型化、節(jié)能、環(huán)保、合成氣質量高等特點，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主要有三種，分別是美國水煤漿加壓氣化（原）技術、荷蘭殼牌粉煤加壓氣化（）技術和德國未來能源粉煤加壓氣化（）技術，均實現(xiàn)了大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。與此同時國內經(jīng)過多年努力研究，也開發(fā)出了具有自主知識產(chǎn)權的氣流床煤氣化技術。這些先進的氣流床

26、煤氣化技術為現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了強有力的技術支撐。合成氣凈化技術目前，世界上大型煤氣化裝置產(chǎn)生的合成氣凈化普遍采用低溫甲醇洗（）技術。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，具有技術成熟可靠、能耗較低、氣體凈化度高等特點，可將脫至以下，小于；溶劑價格便宜，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計、設備結構和工程實施上各有特點。國內大連理工大學經(jīng)過近年的研究，也開發(fā)成功了低溫甲醇洗工藝軟件包

27、，并獲得了國內兩項專利。甲醇合成技術甲醇的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)是從世紀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。英國公司和德國公司分別成功地研制出中低壓甲醇合成催化劑，降低了反應壓力，促進了甲醇生產(chǎn)的快速發(fā)展。目前甲醇合成技術向單系列、大型化方向發(fā)展，隨著超大規(guī)模甲醇（）概念的提出，、等甲醇技術供應商相繼開發(fā)出了年產(chǎn)百萬噸以上規(guī)模的甲醇生產(chǎn)技術，并成功實現(xiàn)了商業(yè)轉讓。年月日，在南美洲的特立尼達，應用德國公司大規(guī)模甲醇生產(chǎn)技術的甲醇裝置投產(chǎn)，投產(chǎn)后的一個月內裝置就達到了平穩(wěn)運行，經(jīng)過個月的運轉，這套裝置在月中旬達

28、到了設計負荷，現(xiàn)在該裝置的負荷達到日產(chǎn)甲醇。由公司提供技術的特立尼達另一套日產(chǎn)甲醇裝置，目前正在進行開車，預計年月份可以出甲醇產(chǎn)品。在建的最大規(guī)模甲醇裝置是采用公司技術，在尼日利亞建設的年產(chǎn)萬，的甲醇裝置。目前，世界上正在建設的百萬噸級以上甲醇裝置超過了套。隨著甲醇技術的不斷進步，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)濟上具備很強的競爭力。甲醇制烯烴技術目前，國際上甲醇制烯烴技術主要有兩種，一是美國挪威公司開發(fā)的藝，另一是德國公司開發(fā)的工藝。經(jīng)過十幾年的研究開發(fā)，兩種技術均已具備工業(yè)化條件。（）技術工

29、藝是經(jīng)由甲醇制取乙烯、丙烯的工藝。世紀年代聯(lián)碳公司的科學家發(fā)現(xiàn)催化劑對于甲醇轉化為乙烯和丙烯具有很高的選擇性。年公司兼并了聯(lián)碳公司的分子篩部，開始進行甲醇制烯烴的小試研究。公司和公司于年開始聯(lián)合開發(fā)工藝，對催化劑的制備、性能試驗和再生、反應條件對產(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，在挪威建立了小型工業(yè)演示裝置，運行時間超過個月，對催化劑和工藝流程進行丁考核驗證，證明工藝在技術上是可行的。年月，和宣布可對外轉讓技術。（）藝由甲醇轉化制烯烴單元和輕烯烴回收單元組成。甲醇轉化制烯烴單元除反應段的熱傳遞方向不同之外，其它都與目前煉油過程中成熟的催化裂化工藝過程非常類似，且由

30、于原料是單一組分，更易把握物性，具有操作條件更溫和，產(chǎn)物分布窄等特點，更有利于實現(xiàn)過程化；輕烯烴回收單元與傳統(tǒng)的石腦油裂解制烯烴工藝中的裂解氣分離單元基本相同，且產(chǎn)物組成更為簡單，雜質種類和含量更少，更易于實現(xiàn)產(chǎn)品的分離回收。因此在工程實施上，工藝可以借鑒現(xiàn)有的成熟工藝，技術風險處于可控范圍。從工藝的技術特點、成熟的催化劑技術和公司在工程實施方面的豐富經(jīng)驗來看，技術已經(jīng)具備工業(yè)化條件。目前已經(jīng)有兩個工業(yè)項目在實施中，其中尼日利亞項目裝置能力為萬乙烯和萬丙烯，該聯(lián)合裝置預計于年投產(chǎn)。第二套同等規(guī)模的裝置將在埃及建設，目前專利轉讓合同已經(jīng)簽訂，正在進行工藝包編制工作。國內中科院大連化物所也在工藝的

31、研究開發(fā)方面做了大量的工作，獲得了與類似的小試結果，目前正在陜西建設甲醇進料的工業(yè)示范裝置。（）技術藝是公司基于改性催化劑開發(fā)的將甲醇轉化為丙烯的工藝。公司從世紀年代開始研究工藝，并與公司合作開發(fā)成功了工藝所需的催化劑，年公司在挪威的工廠建設了工藝的示范裝置，截年月已運行小時，催化劑測試時間大于小時，為大型工業(yè)化設計取得了大量數(shù)據(jù)。公司的技術反應器采用固定床，工藝流程與上個世紀世紀年代在新西蘭建成的甲醇制汽油裝置基本一樣，反應器的工業(yè)放大有成熟經(jīng)驗可以借鑒，技術基本成熟，工業(yè)化的風險很小。技術所用催化劑的開發(fā)和工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)已由供應商完成。年公司與伊朗國家石化公司簽訂萬規(guī)模裝置的專利合同。煤制

32、烯烴技術路線的經(jīng)濟競爭力煤制烯烴和石腦油裂解制烯烴技術路線相比較，在經(jīng)濟上的競爭力取決于甲醇的成本。如果在煤炭產(chǎn)地附近建設工廠，以廉價的煤炭為原料，通過大規(guī)模裝置生產(chǎn)低成本的甲醇，再將甲醇轉化成烯烴，經(jīng)濟上將具有很強的競爭能力。神華煤制烯烴項目可行性研究結果表明，當原料煤價格在元左右，煤制甲醇的規(guī)模達到萬以上時，可以將甲醇的完全生產(chǎn)成本控制在美元以下。通過對以煤為原料（采用工藝）與以石腦油為原料制取的聚乙烯、聚丙烯成本進行測算和比較表明，煤路線（煤價元）制取的聚烯烴成本比石腦油路線（石腦油價格美元）低元左右。此外，煤路線制烯烴的成本中原料煤所占的比例小于，煤價的波動對經(jīng)濟性影響較小，因此只要原

33、油價格高于美元，煤制烯烴工藝路線在經(jīng)濟上就具有競爭力。據(jù)公司公開發(fā)表的文獻介紹，當原料甲醇價格控制在美元時，采用工藝制取的乙烯和丙烯成本與美元原油價格條件下石腦油裂解制烯烴的成本相比具備經(jīng)濟競爭力。在目前的高油價背景下，煤制烯烴工藝路線的經(jīng)濟性是不言而喻的。結束語從資源可供性、技術可行性、經(jīng)濟合理性和潔凈煤技術有利環(huán)保等各方面綜合考慮，我國發(fā)展煤制烯烴產(chǎn)業(yè)不僅必要而且可行。建議國家對煤制烯烴工藝的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展予以重視和支持。從借鑒國外技術加快國內技術開發(fā)步伐的角度看，可以考慮先引進國外技術建設示范工廠，推動該技術的工程開發(fā)以形成我國的自有技術。通過一系列舉措，促進我國以煤為原料替代石油生產(chǎn)石化產(chǎn)

34、品這一新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，作為傳統(tǒng)石化工藝路線的有益補充，以緩解我國原油緊缺的壓力，支撐國民經(jīng)濟持續(xù)、健康發(fā)展。我國甲醇制烯烴(MTO)工業(yè)化試驗大獲進展隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展及對低碳烯烴需求的日漸攀升，作為乙烯生產(chǎn)原料的石腦油、輕柴油等原料資源，面臨著越來越嚴重的短缺局面。因此，加快甲醇制烯烴工藝的工業(yè)應用問題引起了各方面的重視。日前，由中科院大連化學物理研究所、陜西新興煤化工科技發(fā)展有限公司和洛陽石化工程公司合作進行的甲醇制烯烴（MTO）工業(yè)化試驗取得實質性進展，隨著合作各方對以甲醇為原料生產(chǎn)低碳烯烴的MTO工藝技術和工程技術認識的不斷深化，萬噸級的MTO工業(yè)化試驗裝置建設正按計劃全面鋪開，將

35、于年底建成并投入工業(yè)化試驗。于是，有不少業(yè)內人士紛紛預測，MTO技術開發(fā)成功后，將有效緩解我國乙烯、丙烯等化工產(chǎn)業(yè)對寶貴的石油輕烴原料資源依賴程度，開辟出一條嶄新的烯烴生產(chǎn)新途徑。MTO是指以煤基或天然氣基合成的甲醇為原料，借助類似催化裂化裝置的流化床反應形式，生產(chǎn)低碳烯烴的化工工藝技術。早在上世紀七八十年代，中國科學院大連化物所就展開了MTO新技術的研發(fā)工作，后被列入國家“八五”重點科技攻關課題。在研發(fā)過程中，該所不僅完成了機理研究、實驗室小試、催化劑制備和中試放大等關鍵技術開發(fā)，還先后申請20多項國內外專利，形成了自主的知識產(chǎn)權。與此同時，美國、挪威、德國等國家的研究人員也都投入人力和物力

36、展開了MTO新工藝開發(fā)。目前，具有代表性的MTO工藝技術主要是：UOP、UOP/Hydro、ExxonMobil和中國大連化物所的MTO工藝技術。過去由于受原油相對偏低的價格、甲醇生產(chǎn)成本高等因素的影響，無論是在國內還是在國外，該技術尚未實現(xiàn)工業(yè)化應用。近十年來，隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展及對低碳烯烴需求的日漸攀升，作為乙烯生產(chǎn)原料的石腦油、輕柴油等原料資源，也面臨著越來越嚴重的短缺局面。再加上我國去年原油進口量已達加工總量的三分之一，以乙烯、丙烯為原料的聚烯產(chǎn)品仍將維持相當高的進口比例。根據(jù)我國煤炭資源相對較為豐富，且價格相對低廉的特點，在煤炭資源豐富的地區(qū)，加快MTO工藝的工業(yè)應用，實現(xiàn)乙烯生

37、產(chǎn)原料多元化，不僅成為業(yè)內專家學者關注的熱點問題，也引起了國家能源計劃管理部門、石油化工行業(yè)領導層的高度重視。擁有催化裂化等豐富的工藝與工程成套技術開發(fā)經(jīng)驗的洛陽石化工程公司，十分積極地關注和跟蹤著國內外MTO工藝技術的發(fā)展。從上世紀90年代開始，該公司與中國科學院大連化物所合作進行MTO工藝工程技術的開發(fā)，先后承擔完成國內企業(yè)絕大部分MTO工程的項目前期工作。去年8月，該公司與中國科學院大連化學物理研究所和陜西省新興煤化工科技發(fā)展有限公司經(jīng)過協(xié)商，正式簽署了“甲醇制低碳烯烴工業(yè)化試驗項目”合作協(xié)議，一致同意先建設萬噸級示范裝置，充分認識和驗證MTO工藝在科研中試階段尚未確認的問題，為建設百萬

38、噸級大型化MTO工業(yè)化裝置打下扎實可靠的技術基礎，共同開辟我國非石油資源生產(chǎn)低碳烯烴的煤化工新路線。從事MTO技術開發(fā)的專家認為，在煤或天然氣合成甲醇、甲醇制低碳烯烴、低碳烯烴精制分離的整條生產(chǎn)鏈中，由甲醇生產(chǎn)低碳烯烴的MTO工藝是全過程的關鍵所在。正在建設的萬噸級MTO工業(yè)化示范裝置，就是要對MTO工藝技術的選擇、關鍵設備的設計、重要設備造型、催化劑工業(yè)化應用性能等問題進行工程驗證與考核，為MTO工業(yè)化提供寶貴的工程經(jīng)驗。該裝置的建設，必將對MTO的工業(yè)化應用起到有力的促進作用。洛陽石化工程公司專家經(jīng)過認真的技術經(jīng)濟評估，認為在石油價格相對偏低的時代，甲醇制低碳烯烴工藝在技術經(jīng)濟上與傳統(tǒng)的石

39、腦油管式裂解爐工藝路線相比缺乏優(yōu)勢?，F(xiàn)在石油價格飆升到4555美元/桶的高價位后，以煤炭或天然氣基甲醇為原料的百萬噸級規(guī)模的MTO項目就顯示出比較好的經(jīng)濟效益。目前，國外最大的單系列天然氣合成甲醇裝置（5000噸/天）已經(jīng)投產(chǎn)，更大規(guī)模的天然氣制甲醇裝置（7500噸/天）正在建設中。因此，MTO工藝技術將會有良好的工業(yè)化應用的前景，將會使我國石油化工行業(yè)乙烯裂解原料不足的局面得到緩解或部分解決。從煤到甲醇制取低碳烯烴項目啟動隨著中國中煤能源集團公司與中國科學院大連化學物理研究所今晚在北京釣魚臺國賓館簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，一項從煤到甲醇制取低碳烯烴(DMTO)的全新煤化工項目正式啟動；出席簽字儀式的

40、國家發(fā)展和改革委副主任張國寶稱贊這一技術路線“比其他煤化工項目更接近工業(yè)化”。據(jù)悉，從煤到甲醇制取低碳烯烴是中科院大連化物所積20年努力所形成的具有自主知識產(chǎn)權的核心技術，其技術路線主要是：將煤氣化制取甲醇，再由甲醇制取基本化工原料乙烯。目前，其核心由甲醇制取烯烴已經(jīng)打通工藝流程，具備了設計建設大工業(yè)裝置的條件；而且，在高油價條件下，它比從石油制取烯烴具有明顯的經(jīng)濟優(yōu)勢。在今天簽訂的戰(zhàn)略合作協(xié)議中，中煤集團與大連化物所在資金、資源、技術、人才、管理等方面將開展廣泛合作，包括中煤集團向大連化物所能源工程樓建設和科研項目提供資金支持，在大連化物所設立“中煤集團公司能源及煤化工工程技術中心”，雙方以

41、此為平臺開展煤化工及其他能源項目的研發(fā)；大連化物所將協(xié)助中煤集團加快建設國內大型工業(yè)化甲醇制取低碳烯烴裝置，協(xié)調有關單位進行DMTO技術轉讓，并為項目建設提供技術咨詢服務等。在今天啟動的項目之外，中煤集團向煤化工下游發(fā)展還將有兩大“手筆”：一是并購哈爾濱煤炭化工公司，初步規(guī)劃三年內形成煤炭生產(chǎn)能力1000萬噸、甲醇200萬噸、烯烴60萬噸的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。二是與中石化等4家企業(yè)共同建設總投資約210億元的內蒙古鄂爾多斯300萬噸二甲醚項目，有關協(xié)議已于7月中旬簽署。生產(chǎn)乙烯和丙烯的MTO技術新進展全球輕烯烴(乙烯/丙烯)的需求一直在穩(wěn)步增長。預計輕烯烴需求的增長速度將快于全球GDP的增長速度，對丙烯

42、/乙烯高產(chǎn)出技術的需求在持續(xù)增長。全球對石油需求(更確切地說是對能源需求)的增長，對生產(chǎn)輕烯烴原料的來源和價格有重大影響。這己導致用天然氣和煤作為石化原料的生產(chǎn)技術有了很大增加。在直接轉化生產(chǎn)石化原料的技術尚不可行的情況下，用合成氣生產(chǎn)甲醇的技術已經(jīng)開發(fā)成功并工業(yè)應用。用天然氣、渣油或煤作原料都很容易生產(chǎn)出合成氣。先進的百萬噸級大型甲醇生產(chǎn)技術與UOP/Hydro公司開發(fā)的甲醇制烯烴(MTO)技術組合，是用天然氣或煤作原料生產(chǎn)乙烯和丙烯在經(jīng)濟上有吸引力的新途徑。MTO技術已在挪威Hydro公司的工業(yè)驗證裝置上通過大量的工業(yè)驗證試驗。MTO工藝把甲醇轉化為乙烯丙烯的碳選擇性在75%-80%之間，

43、第一座世界級的MTO工廠目前在建設中。（1）MTO工藝和催化劑甲醇制烴(碳氫化合物)的轉化反應最初是在上世紀70年代初用ZSM-5催化劑發(fā)現(xiàn)的。在80年代聯(lián)碳公司(UCC)發(fā)現(xiàn)SAPO-34硅鋁磷分子篩。這是一種甲醇轉化生產(chǎn)乙烯/丙烯很好的催化劑。SAPO-34具有某些有機分子大小的結構，是MTO工藝的關鍵。SAPO-34的小孔(大約4A)限制大分子或帶支鏈分子的擴散，得到所需要的直鏈小分子烯烴的選擇性很高。用于其它工藝的ZSM-5分子篩，主要由于其結構的孔口較大(大約5.5A)，所以輕烯烴的收率較低。SAPO-34分子篩的另一個重要特點是相對于硅鋁沸石材料而言，有優(yōu)化的酸性。SAPO-34優(yōu)

44、化的酸功能，由于混合轉移反應而生成的低分子烷烴副產(chǎn)品很少。MTO工藝不需要分離塔就能得到純度達97%左右的輕烯烴，這就使MTO工藝容易得到聚合級烯烴，只有在需要純度很高的烯烴時才需要增設分離塔。（2）MTO工藝的特點MTO工藝采用優(yōu)點很多的流化床反應器。部分待生催化劑經(jīng)過用空氣燒焦的連續(xù)再生，可以保持催化劑活性和產(chǎn)品組成不同。工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的催化劑已經(jīng)通過示范試驗，選擇性、長期穩(wěn)定性和抗磨性都符合要求。流化床反應器還具有調節(jié)操作條件和較好回收反應熱的靈活性。這種反應器早已廣泛用于煉油廠的催化裂化裝置特別是催化劑再生。反應器的操作條件可以根據(jù)目的產(chǎn)品的需要進行調節(jié)。壓力通常決定于機械設計的考慮，較

45、低的甲醇分壓有利于得到較高的輕烯烴特別是乙烯的選擇性。因此，采用粗甲醇(通?？梢院?0%左右水)作原料，可以得到某些產(chǎn)率優(yōu)勢。溫度是一個重要的控制參數(shù)，較高的溫度有利于得到較高的乙烯收率。如果溫度太高，由于生焦過量，會降低輕烯烴的總收率。第一代MTO工藝甲醇或二甲醚轉化為乙烯和丙烯碳的選擇性約為75%-80%，乙烯/丙烯產(chǎn)出比在0.5-1.5之間。在得到最高的總收率、乙烯和丙烯產(chǎn)品差不多等量的情況下，輕烯烴(乙烯+丙烯)的總收率的變化稍高于上述范圍。乙烯/丙烯產(chǎn)出比在0.75-1.25之間。因此，可以用最少的甲醇得到最高收率的輕烯烴，但乙烯/丙烯產(chǎn)出比可以根據(jù)市場需求和乙烯與丙烯的價格進行調節(jié)。已經(jīng)證實，用傳統(tǒng)的處理方法可以除去副產(chǎn)品，使乙烯/丙烯達到烯烴聚合工藝要求的規(guī)格。事實上，工業(yè)驗證試驗已經(jīng)表明，MTO中試裝置生產(chǎn)的乙烯和丙烯，生產(chǎn)聚烯烴是適用的。(3)MTO技術的新進展。近幾年來進一步強化MTO技術的工作已取得重要進展。在工藝方面，MTO工藝與烯烴裂化工藝(OCP)組合(OCP是Total石化與UOP公司聯(lián)合開發(fā)的)己通過工業(yè)驗證試驗。用這種組合工藝，用甲醇生產(chǎn)乙烯+丙烯碳的選擇性可以提高到85%-90%。在這種組合工藝中，MTO裝置產(chǎn)的C4-C6烯烴副產(chǎn)品可以用作OCP裝置的進料，大分子烯烴