300万吨MTO项目项目可行性研究报告

300万吨甲醇制烯烃(MTO)项目•可行性研究报告
300万吨MTO 项目
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 (6)
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 (7)
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 (10)
2.1.4 建厂规模 (13)
2.2产品方案 (13)
第三章MTO技术 (14)
3.1甲醇制烯烃的基本原理 (14)
3.2 催化剂的研究 (18)
3.2.1 催化剂的发展 (18)
3.2.2 催化剂的使用 (21)
3.2.3 催化剂的再生 (24)
3.3 MTO工艺的优点 (24)
3.4 甲醇制烯烃工艺条件 (25)
3.4.1 反应温度 (25)
3.4.2 反应压力 (25)
3.5 甲醇制烯烃工艺流程及主要设备 (26)
3.5.1 MTO工艺流程 (26)
3.5.2 MTO主要设备 (31)
第四章C4的综合利用 (32)
4.1 C4馏分的利用现状 (32)
4.1.1 综述 (32)
4.1.2 工业利用途径 (33)
4.1.3C4馏分的分离及化工利用 (34)
4.2 提高C4资源利用价值 (39)
4.2.1 加氢精制，作乙烯裂解原料 (39)
4.2.2C4烯烃歧化制丙烯 (39)
4.2.3C4烃类回炼增产乙烯、丙烯 (40)
4.2.4 异丁烷氧化法生产环氧丙烷，联产叔丁醇 (40)
4.2.5MTBE-烷基化油联合装置 (41)
4.3 本厂C4情况 (42)
4.3.1 方案设计 (42)
4.3.2C4裂解增产丙烯 (42)
4.3.3 烯烃歧化制丙烯 (43)
第五章厂址选择 (44)
5.1 厂区选择基本原则 (44)
5.2 厂址选定 (46)
5.2.1 概况 (46)
5.2.2 选址优势 (47)
5.2.3 政府政策 (49)
5.2.4 总结 (52)
第六章组织机构与系统集成方案 (52)
6.1 组织结构 (52)
6.2 机构职权 (53)
6.2.1 股东会 (53)
6.2.2 董事会 (54)
6.2.3 监事会 (54)
6.2.4 总经理 (55)
6.2.5部门设置 (55)
6.3 管理机制 (57)
6.3.1 公司管理策略 (58)
6.3.2 公司激励策略 (58)
6.4 企业文化 (60)
6.5 生产班制 (61)
6.6 员工培训 (61)
6.6.1 工人、技术人员和生产管理人员来源 (61)
6.6.2 人员培训规划 (61)
6.7 系统集成方案 (62)
第七章经济效益分析 (64)
7.1 甲醇交易 (64)
7.1.1 甲醇交易简介 (64)
7.1.2 中国甲醇交易市场 (66)
7.1.3 甲醇对本厂建设的意义 (67)
7.2 乙烯、丙烯交易 (67)
7.3 经济分析 (68)
7.3.1 工艺装置及单元装置资产估算 (68)
7.3.2 成本费用估算 (69)
7.3.3 公用工程费 (70)
7.3.4 资金来源及筹措方式 (74)
7.3.5 盈利分析 (75)
7.3.6 不确定性分析 (80)
第八章社会效益分析 (82)
8.1 对能源紧缺的影响 (82)
8.2 对当地经济发展的影响 (83)
8.3 对推广科技进步的影响 (83)
8.4 对当地环境的影响 (83)
8.4.1 项目对当地环境的影响 (83)
8.4.2 生产过程对当地环境的影响 (84)
8.5 对长远发展的影响 (84)
第九章可行性研究结论与建议 (84)
300万吨甲醇制烯烃(MTO)项目•可行性研究报告
第一章 总论
1.1 项目概况
本项目是为徐州某化工有限公司建设的一套甲醇制烯烃（MTO ）工艺，年处理甲醇300万吨。

鉴于我国的自然资源条件，减少烃原料化工对石油资源的过度依赖，是我国经济和社会可持续发展所面临的一项重要任务。

因此发展以煤、气资源为源头的烃原料生产技术成为我国科技界的一个热点研究领域。

在反应器设计时，我们参考了大连化物所的相关数据及文献，通过讨论和修改最终定稿。

工艺中产生大量的废水，经处理后作为冷凝水循环使用，基本达到了零排放。

在C 4的利用上，我们设计了C 4裂解增产乙烯和C 4歧化制丙烯两套方案，各有优缺点。

乙烯、丙烯产品市场需求量大，是重要的化工原料，本项目采用目前较为成熟MTO 工艺技术，每年将300万吨甲醇转化为乙烯、丙烯，社会效益与经济效益显著。

同时，我们将厂址选在徐州，当地政府为此提供的政策支持可为本项目的顺利开工带来诸多便利。

1.2 设计依据
1. 2010“三井化学杯”第四届大学生化工设计竞赛指导书；
2. 化工工程设计相关准则及规定；
3. 化工部规划院编制的《化工建设项目可行性研究内容和深度的规定》。

1.3 项目背景
乙烯和丙烯是现代化学工业的基础原料，近年来随着乙烯、丙烯下游产品应用领域的不断扩展，乙烯和丙烯的需求量也在不断增加。

现有的低碳烯烃生产技
术严重依赖石油资源，其中乙烯大部分来源于石脑油蒸汽裂解，丙烯大部分来自蒸汽裂解制乙烯副产，少部分来自炼油厂流化催化裂化副产，而以丙烯为目的产物的丙烷脱氢所占比例甚微。

但在世界范围内对于石油而言，短期有价格上涨、供应不稳定的问题；长期有资源储藏量有限，石油价格上涨的问题。

倘若能在非石油的乙烯、丙烯制取路线取得工业化进展，可以使国家不仅可以避免石油储量有限带来的“石油危机”，而且可以据此有效抑制石油及石油产品价格的快速上涨。

因此世界各国开始致力于非石油路线制乙烯和丙烯等低碳烯烃的技术开发，其中以天然气或煤为原料经甲醇制取低碳烯烃的技术逐渐成为研究开发的热点。

考虑到我国的能源结构为“多煤，缺油，少气”，所以开发以天然气或煤为原料取代以石油为原料制取低碳烯烃工业化应用方案意义尤为重大，这关系到我国的能源安全问题。

1.3.1 MTO的国内外研究
美国Mobil提出一种使用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个月的中试试验，试验规模为100桶/d。

以碳选择性为基础，乙烯质量收率可达60%，烯烃总质量收率可达80%，大体相当于采用常规石脑油/粗柴油管式炉裂解法收率的2倍，但催化剂的寿命尚不理想。

1980年德国BASF 采用沸石催化剂，在德国路德维希港建立了一套消耗甲醇30 t/ d 的中试装置。

其反应温为300~450 ℃，压力为0. 1~0. 5MPa ，用各种沸石做催化剂，初步试验结果是C2~C4 烯烃的质量收率为50 %~60 % ，收率低。

取得突破性进展的是Norsk Hydro与UOP于1995年6月在挪威合作建设的
一套加工粗甲醇能力为0.75 t/ d 的MTO工艺演示装置，装置连续运转了90d ，各系统操作正常、稳定甲醇的转化率接近100％，乙烯+丙烯的产率稳定在80%左右，而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。

在90d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可以使m (乙烯)∶m(丙烯)在0.75~1.5之间调节。

自工业演示装置建立以来，HYDRO公司和UOP公司又合作进行了多项试验工作，包括进料的变化，乙烯、丙烯质量比的调整，质量稳定性，工艺放大可靠性等。

试验结果表明，工艺流程完善，催化剂性能稳定，初步具备工业放大条件，有良好的工业应用前景。

为了降低甲醇原料消耗，在甲醇进料量不变的情况下，增产更多的烯烃。

UOP将MTO技术与道达尔的OCP进行组合，OCP 是固定床的C4+催化裂解反应，反应产物主要是丙烯，这样大大提高了乙烯与丙烯的收率。

P/E比例可以在更大范围内调整。

国内在20世纪80年代，中科院大连化物所已开始对MTO工艺的硅铝磷酸盐分子筛的研究，国内其它科研机构石油大学、中石化石科院也进行了多年的MTO 催化剂的研究，得到了与UOP 接近的结果，尤其中科院大连化物所的开发与研究工作进展迅速，在1993 年完成了以ZSM-5 为催化剂，甲醇处理量为1 t/ d 的固定床MTO工艺中试研究，20 世纪90 年代提出了由合成气制二甲醚进而制取烯烃的SDTO 工艺。

SDTO 工艺与MTO工艺差别很小，也采用流化床的反应-再生形式，其催化剂同样可以用于MTO工艺。

该工艺首先使合成气在固定床反应器中在金属-沸石双功能催化剂的作用下，一步转化制得二甲醚，然后在流化床反应器中以小孔径硅铝磷分子筛催化剂DO123将二甲醚转化为以乙烯为主的低碳烯烃。