甲醇制芳烃技术进展及经济分析

甲醇制芳烃技术进展及经济分析2014年12月17日（亚化咨询-上海）

目录

前言

甲醇制芳烃技术进展

甲醇制芳烃技术经济分析

结束语

前言

芳烃，特别是轻质芳烃BTX（苯、甲苯、二甲苯）是重要的基本有机化工材料，其产量与规模仅次于乙烯和丙烯。其衍生物广泛地应用于化纤、塑料和橡胶等化工产品和精细化学品的生产中。近年来，随着石油化工及纺织工业的不断发展，世界上对芳烃的需求量不断增长。

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前言

芳烃主要来源于石油路线。石油芳烃是目前芳烃最主要的来源。

国内芳烃来源于石油和煤焦油，其中石油生产的芳烃约占芳烃生产总量的85%以上。

国外通过石油路线生产的芳烃高达芳烃总产量的98%以上。

前言

从石油获取芳烃资源主要来自三个方面的技术：石脑油重整、乙烯裂解汽油加氢抽提和碳四、碳五芳构化技术。

已经成功工业化的甲醇甲苯甲基化成为制取BTX的一种新技术路线。

前言

前言

国内市场对芳烃的需求量很大，而且增长较快。由于我国近几年聚酯产业的迅猛发展，芳烃的产量，尤其是PX产量难以满足国内市场快速增长的巨大需求。2013年，我国PX表观消费量达到1650万吨，其中国内产量760万吨，进口量890万吨。2014年前三季度PX进口约700万吨。

前言

2013年，我国的进口原油依存度58%，单纯依赖石油资源已经很难满足日益增长的化工基础原料需求，同时，巨大的石油资源缺口也已严重威胁到国家的能源安全。

我国化石能源中煤炭资源相对丰富，利用煤炭资源生产甲醇，继而从煤基甲醇或是海外进口廉价的甲醇为原料制取芳烃，提高甲醇下游产品的附加值，延长煤化工产业链，是一条发展中国特色芳烃产业的新路。

目录

前言

甲醇制芳烃技术进展

甲醇制芳烃技术经济分析

结束语

甲醇制芳烃技术进展

甲醇制芳烃技术已经有多年的研究，主要集中在天然气甲醇的转化方面。

以煤为原料制芳烃技术是最近几年才受世人关注的新技术，研究的单位较多，除FMTA技术完成工业试验外，其他多处于中试阶段。

甲醇制芳烃技术进展

以煤或天然气为原料生产芳烃技术可分两大类：

合成气直接制芳烃技术；

合成气制甲醇后再生产芳烃的间接制芳烃技术。

合成气间接制芳烃技术又分为：从甲醇起步，以生产芳烃BTX为目的的甲醇芳构化技术；以生产对二甲苯为目的的甲苯甲基化技术；以生产烯烃联产芳烃的组合技术等。

甲醇制芳烃技术进展

1.合成气直接制芳烃技术

合成制芳烃的催化剂大致可以分为两类：

第一类为F-T合成催化剂组分与芳构化催化剂复合而成；

第二类为合成甲醇/脱水催化剂与芳构化催化剂复合而成。

该类技术目前尚处于研究室的研究阶段。

甲醇制芳烃技术进展

国内主要研究：

南京大学技术：采用Fe-MnO-ZnZSM-5催化剂，Fe-MnO为F-T合成常用的F-T合成活性组分，ZnZSM-5为烃类芳构化催化剂的活性组分。

山西煤化所技术：两段复合床合成气直接芳构化技术，上床层采用合成甲醇催化剂与脱水催化剂复合，下床层采用SAPO与NKF-5分子筛负载Zn、Ga 等脱氢组分所构成的复合催化剂。

甲醇制芳烃技术进展

国外主要研究：

Mobil 公司技术：采用的是固定床，催化剂为Zn-Zr组分与微孔硅铝分子筛复合的催化剂，分子筛的硅铝比大于12。

BP公司技术：催化剂为含Ga2O3或In2O3与组分的微孔硅铝分子筛复合的催化剂。

甲醇制芳烃技术进展

2.甲醇芳构化技术

甲醇制芳烃催化剂进展

不同结构沸石催化剂的甲醇转化反应显示，十元环的ZSM-5沸石的十元环的孔口尺寸与BTX轻芳烃的分子尺寸相当，有利于抑制重芳烃的生成，而且三维的孔道结构有利于反应物、产物的扩散与抑制积碳的形成，因而使其具有优异的甲醇芳构化性能。

甲醇制芳烃技术进展

国内技术进展

清华大学的流化床技术(FMTA) ：

◆清华大学在国际上首次开发了以流化床甲醇制芳烃（FMTA）工艺

技术，包括连续两段流化床反应-再生、中低温冷却及变压吸附-轻烃回炼、液相芳烃非清晰分离-苯/甲苯回炼。

◆在陕西榆林建成了年处理甲醇3万吨的FMTA全流程工业化试验装

置，工业试验持续运行443小时。甲醇到芳烃的烃基总收率74.47%（折3.07吨甲醇/吨芳烃）。

◆清华大学的FMTA技术通过了中国石油和化学工业联合会组织专家

科技成果鉴定。

◆该项技术成果为甲醇制芳烃工业应用打下了良好的基础。

甲醇制芳烃技术进展

山西煤化所的两段固定床MTA技术

两个固定床反应串联，第一芳构化反应器的气相组分进入第二反应器继续进行芳构化。催化剂为负载脱氢功能的Ga、Zn或Mo组分的分子筛（ZSM-5或11）催化剂。

北京化工大学MTA技术

2010年6月，河南煤化集团研究院与北京化工大学合作进行煤基甲醇制芳烃技术开发。

上海石油化工研究院技术：

甲醇制芳烃催化剂及工艺的前期探索性研究。甲醇芳构化催化剂采用负载脱氢氧化物的分子筛（ZSM-5）催化剂。

甲醇制芳烃技术进展

国外技术进展

沙特基础工业公司技术：采用稀土元素镧、铈改性的ZSM-5分子筛催化剂，固定床评价，在反应压力0.1MPa，反应温度450℃，甲醇WHSV=9h-1的条件下，总芳烃收率9～19%，BTX选择性70～80%，BTX产率7～14%。

甲醇制芳烃技术进展

3.甲苯甲醇甲基化技术

随着甲苯甲醇烷基化技术的不断发展以及芳烃市场的逐步演变，该工艺竞争优势逐渐显现。越来越多的公司投入大量精力研究该课题，这些公司包括ExxonMobil、GTC、沙特基础工业公司、大连化学物理研究所、大连理工大学和中石化上海石化研究院。然而，各单位的甲苯甲基化技术开发绝大多数仍处于实验室阶段，至今未有成功的中试经验，催化剂稳定性差、转化率低、反应放热剧烈等均是制约该技术应用推广的难题。

甲醇制芳烃技术进展

中石化甲苯甲基化技术（固定床）

催化材料选用较高硅铝比的ZSM-5分子筛，改性方法包括金属/非金属氧化物负载和水蒸汽处理。改性后催化剂择形效果良好，对二甲苯选择性超过94%，而甲苯转化率接近20%。

该技术在扬子石化进行了侧线试验的基础上，由洛阳工程公司设计的20万吨/年甲苯甲基化制混合二甲苯工业装置2012年底开车成功，运转良好。