甲醇制烯烃工艺技术及经济性分析
甲醇制烯烃工艺技术及经济性分析
李建新安福何祚云
（中国石化咨询公司）
甲醇制烯烃（Methanol to Olefins，简称MTO）工艺是美国UOP公司和挪威HYDRO公司于1995
年合作开发成功的一种新技术，该工艺以甲醇为原料，通过甲醇裂解制得以乙烯和丙烯为主的烯烃产品。
按甲醇原料的不同，可以有天然气和煤两种路线。MTO工艺的开发成功拓宽了烯烃原料来源渠道，同
时为天然气和煤的化工利用开辟了一条新的途径。
目前，MTO工艺虽尚未实现在工业化大型装置上的应用，但已实现技术转让。作为一种新兴工艺，
其技术成熟度及与其它烯烃生产工艺相比的经济性怎样成为人们普遍关心的问题。
下面将重点对MTO工艺的技术可靠性及天然气、煤路线及传统蒸汽裂解工艺路线烯烃产品的成本
经济性状况进行分析研究，供大家参考。
1 MTO工艺技术可靠性分析
1.1 MTO工艺开发进程
甲醇制取烯烃的概念最早由美国Mobil公司在20世纪80年代提出。美国UOP公司和挪威Hydro
公司相继从1992年开始有关MTO技术的研究，两家公司利用筛选出的新型SAPO-34型催化剂开展
MTO工艺的研究。该催化剂是硅铝磷酸盐型具有择形能力的分子筛催化剂，可控制酸性中心的位置和
强度，使低碳烯烃齐聚的反应减少，从而大幅提高甲醇转化为乙烯和丙烯的选择性，SAPO-34催化剂
的研发成功是对MTO工艺研究的极大推进。目前，UOP公司MTO工艺的定型催化剂为MTO-100。
UOP和Hydro开发了类似催化裂化装置的MTO工艺流程，并于1992年开始小试工作，1995年两
公司合作在挪威建设了原料处理量为0.75 t/d的工业演示装置。甲醇的转化率始终保持在100%附近。
催化剂再生次数超过450次，其稳定性和强度得到一定的验证。该工艺的乙烯/丙烯的生成比例可从最
大量生产乙烯时的1.5到最大量生产丙烯时的0.75。该工业演示装置典型的产品收率数据见表1。
表1 MTO工业演示装置典型产品收率
组份产率Wt%，以甲醇进料为基产率，Wt%，以甲醇中碳为基
C l~C4饱和烃 1.5 3.5
乙烯 21.1 48.0
丙烯 14.6 33.0
碳四 4.2 9.6
C5+ 1.0 2.4 COX＋焦炭 0.5 3.5 生成水 57.1 一
合计 100 100 1995年11月UOP和HRDRO在南非第四届国际天然气转化会议上宣布可以进行MTO技术的转让，
并称该过程已可实现年产50万t/a乙烯的工业化生产，可从UOP和Hydro获得建厂许可证。目前，该
技术已成功转让给尼日利亚一家天然气联合企业，MTO装置规模为年产80万t烯烃，下游配套建设40
万t/a HDPE和40万t/a PP，配套建设250万t/a甲醇装置。
我国中科院大连化物所从20世纪80年代也开始了有关甲醇制烯烃工艺的研究，现在围绕合成气转
化为低碳烯烃已申请专利20余项，在甲醇或二甲醚制取低碳烯烃方面构成了自主的知识产权。大连化
物所在1993年完成了以ZSM-5为催化剂的固定床MTO工艺中试研究，90年代提出了由合成气制二甲
醚进而制取烯烃的SDTO工艺，并于1995年在上海青浦化工厂建设了原料二甲醚处理量为0.06~0.10 t/d
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的中试装置，该装置也采用流化床的反应一再生形式。目前定型的催化剂牌号主要为“D0123”。该系列催化剂和UOP/Hydro 的MTO-100催化剂均属SAPO-34型分子筛催化剂，但大连化物所对催化剂生产工艺进行了创新，使催化剂的价格有了大幅下降。从资料公布的两种催化剂中试性能指标看，两者的催化性能基本相当。
表2 D0123与MTO-100催化剂中试典型数据比较 烯烃选择性（wt%） MTO-100 DO-123 备 注
乙 烯 45~50 50
乙烯十丙烯 >80 ~80
乙烯＋丙烯＋丁烯 ~90 ~90
均以甲醇中碳为基 目前，大连化物所、中国石化洛阳石化工程公司和陕西省投资集团公司合作在陕西省建成了原料甲醇处理量为1万t/a 的国内开发MTO 工艺的工业示范装置，2006年2月进行了投料试车，运行数据表明甲醇转化率接近100%，乙烯和丙烯的选择性约为78%，略低于实验室水平80%。目前，大连化物所正在进一步改进催化剂，使催化指标进一步提高。
1.2 MTO 工艺技术可靠性分析
MTO 工艺流程如图1所示，整个流程分为反－再系统和反应气分离系统两部分。下面对各环节的工艺可靠性进行分析。
图1 MTO 工艺流程示意图
（1）反一再系统
MTO 工艺的反应一再生系统与炼油工业的催化裂化工艺类似，和催化裂化相比，其反应温度和催化剂再生温度较低，进料组分单一，只有气固两相反应，不存在进料系统结焦问题，而且剂醇比也较低，操作条件比较缓和，操作苛刻度较低。MTO 工艺与催化裂化工艺的主要差别在于：催化裂化的反应部分为吸热反应，而MTO 反应部分为放热反应，需要设取热系统。反再部分在MTO 工业化过程中可借鉴成熟的催化裂化装置的设计和运转经验，对撤热设计也有非常丰富的经验，反一再系统进行工程放大的风险相对不大。
（2）催化剂工业应用性能
MTO 工艺催化剂不仅要有适宜的反应活性和良好的选择性，而且还要能适应MTO 工艺的特点，具有良好的抗磨损性能和耐水热性能，以适应工业化的流化床反应器、再生器和反应过程产生大量水汽的条件的需要。
从目前UOP/Hydro 的MTO-100催化剂和大连化物所的D0123催化剂的催化性能来看，均具有较
好的反应活性和良好的选择性。通过中试装置的检验，两种催化剂在分别经过超过450次和1500次再生后仍能保持良好的性能，催化剂的稳定性是比较可靠的。
从耐水热稳定性来看，据UOP介绍，其MTO-100催化剂具有与FCC催化剂同样的抗水蒸汽热崩性能，能适应MTO反应中大量水蒸汽存在的环境条件。从大连化物所公布的催化剂测试结果来看，该催化剂经过800 ℃连续焙烧或水蒸气处理后，催化剂的各项性能基本没有变化，同样能够适应有大量水汽存在的反应环境。
在保证催化剂活性、选择性、稳定性和耐水热性的基础上，影响催化剂工业应用可靠性的另一个主要因素是催化剂的抗磨损性能。UOP开发的MTO-100催化剂专门选择了可增加催化剂强度和抗磨损性能的黏合剂材料，使MTO-100催化剂的抗磨损性能比FCC催化剂高数倍，而且其抗磨损性能在高温下的强度试验中也得到了验证，该催化剂抗磨损性能完全能满足工业装置上流化床反应器和再生器的需要。
通过MTO专用催化剂的上述各项性能来看，其在大型工业化装置上的性能有一定保障。
（3）MTO反应气分离系统
MTO反应气的组成情况与石脑油蒸汽裂解装置的裂解气成分相比，不含硫、芳烃及以上的较重组分，炔烃含量也很少，只是由于催化剂再生时会使反应气中CO、CO2、N2、O2等组分含量有一定的增加，各组分的分离可借鉴蒸汽裂解工艺裂解气分离技术。总体来说，MTO反应气的分离难度小于蒸汽裂解工艺。
从上述情况分析来看，虽然目前MTO工艺尚无工业化大型装置的实际运行业绩，但其工程放大不会有颠覆性的风险，该工艺已经具备工业化条件。
2 不同原料路线烯烃工艺的成本竞争性分析
MTO工艺有天然气和煤两种原料路线，此外，还有常规的石脑油蒸汽裂解制乙烯工艺，下面对不同工艺的成本竞争力进行分析研究。
2.1 成本竞争性分析的方法和原则
（1）比较指标的确定
各工艺装置的竞争力要素主要是生产成本。由于各工艺路线的单位投资差别较大，因此工艺路线的竞争力按照单位烯烃生产成本加投资回报进行比较，即将各工艺路线的产品生产成本加上已占用资本回报作为评价指标，占用资本回报率（ROCE）按10%计取。
同时考虑到丙烯的市场价值与乙烯接近有时甚至高于乙烯，故确定以吨（乙烯＋丙烯）的成本加已占用资本回报值进行竞争力比较，以下简称单位烯烃成本加回报。
（2）不同工艺装置比较界区的确定
天然气路线MTO工艺的成本测算按规模按80万t/a，测算分为包括甲醇生产、MTO装置及配套设施和公用工程项目；煤路线工艺的成本测算按80万t/a烯烃MTO装置计取，测算范围包括煤造气、250万t/a甲醇装置、80万t/a MTO装置以及为生产装置服务的空分装置等辅助设施和公用工程等；由于石脑油路线蒸汽裂解装置规模日趋增大，成本分析以100万t/a乙烯为基准，装置界区包括100万t/a乙烯装置、配套的裂解汽油加氢装置/芳烃抽提装置、丁二烯抽提装置及为装置服务的辅助设施和公用工程等。以上范围均不含烯烃下游加工装置。
2.2 不同原料路线烯烃生产工艺成本竞争性分析
（1）天然气路线MTO工艺产品成本情况
根据60万t/a天然气路线MTO装置的投资及消耗情况，测算不同天然气价格下的单位烯烃完全成本（天然气热值按纯甲烷的8107 kca1/Nm3考虑）。根据气价和成本的对应关系，可拟合出气价——成本加回报值曲线，拟合公式为：
Cgas = 2500×Pgas + 2550 （1）
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式中：Cgas为气路线工艺吨烯烃成本加回报值，元/t；
Pgas为气价，元/m3（见图2）。
图2 气价和烯烃成本对应曲线
（2）煤路线MTO工艺产品成本情况
按前述原则对煤路线工艺的单位烯烃成本进行测算（煤的低位热值按5.6 kcal/g考虑），并进行不同煤价下的成本加回报值进行曲线拟合，拟合公式为：
Ccoal = 5.75×Pcoal + 3100 （2）
式中：Ccoal为煤路线工艺吨烯烃成本加回报值，元/t；
Pcoal为煤价，元/t（见图3）。
图3 煤价和烯烃成本对应曲线
（3）石脑油蒸汽裂解工艺产品成本情况
石脑油蒸汽裂解工艺的烯烃产品成本受石脑油价格的影响，而石脑油价格与原油价格是关联的。根据1994~2004年我国石脑油进口到岸完税价与亚洲市场布伦特原油离岸价的关系（见图4），可拟合出石脑油与原油的价格关联公式。
图4 布伦特油价和石脑油到岸价对应曲线
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进而按前述原则对石脑油路线工艺的单位烯烃成本加回报进行测算，并根据油价和成本的对应关系，对油价——成本加回报值曲线进行拟合，公式为：
Coil = 102×Poil + 1900 （3）
式中：Coil为石脑油路线工艺吨烯烃成本加回报值，元/t；
Poil为原油价格，美元/桶。结果见图5。
图5 油价和烯烃成本对应曲线
2.3 不同工艺烯烃产品成本竞争力比较
根据上述不同气价下天然气路线MTO工艺烯烃成本、不同原油价格下石脑油蒸汽裂解工艺的烯烃成本和不同煤价下煤路线MTO工艺的成本情况，做出图6、图7和图8，可清楚地看出不同原料价格下各种工艺路线的产品成本竞争力对比关系。
图6 不同气价和油价下烯烃成本对比
图6中分别绘制了天然气路线MTO装置的烯烃成本加回报值随气价的变动曲线和石脑油蒸汽裂解装置的烯烃成本加回报值随油价变动的曲线，由该图可方便地分析两种工艺的成本竞争力对比情况。如当油价为30美元/桶时，可查出当气价不高于0.96元/m3·h，天然气路线MTO工艺的烯烃成本要低于蒸汽裂解工艺，即天然气路线MTO工艺具有成本经济性优势，反之，则石脑油路线工艺的成本竟争力高于天然气路线MTO工艺。
图7中分别绘制了天然气路线MTO装置的烯烃成本随气价的变动曲线和煤路线MTO装置的烯烃成本随煤价格变动的曲线，由该图可方便地分析两种不同原料路线工艺的成本竞争力对比情况。如当煤价（低位热值为5.6千卡/g）为300元/t时，可查出当气价为0.91元/t时两者的单位烯烃成本加回报值相当，当气价高于0.91元/t时，天然气路线MTO工艺的烯烃成本竞争力要低于此煤价下煤路线MTO 工艺，即天然气路线MTO工艺较煤原料路线不具有竞争优势。
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图7 不同原料对MTO 装置成本对比
图8 不同油价和煤价下烯烃成本对比
图8中分别绘制了煤路线MTO 装置的烯烃成本加回报值随煤价的变动曲线和石脑油蒸汽裂解装置的烯烃成本加回报值随油价变动的曲线，由该图可方便地分析两种工艺的成本竞争力对比情况。如当油价为30美元/桶时，可查出当煤价不高于320元/t 时，煤路线MTO 工艺的烯烃成本加回报值要低于蒸汽裂解工艺，即煤路线MTO 工艺具有成本低的经济性优势，反之，则石脑油路线工艺的成本竞争力高于天然气路线MTO 工艺。
3 主要结论
（1）从MTO 工艺的流程来看，其反一再系统类似于炼油工业的催化裂化装置，MTO 反应气的组成和蒸汽裂解相比没有特殊的组份，甚至更为简单，MTO 工艺装置的工程放大可充分借鉴催化裂化和蒸汽裂解工艺组份分离的设计及运行经验，MTO 催化剂的性能也经过了多年的检验，因此，其工程放大不会出现颠覆性风险，已经具备工业化应用的条件。
（2）在高油价水平下，天然气路线和煤路线MTO 工艺较石脑油蒸汽裂解工艺具有低成本的优势。目前，国际原油价格处于历史高位，在这一前提下，天然气路线和煤路线MTO 工艺的烯烃产品成本加回报值具有和传统的石脑油蒸汽裂解工艺制烯烃的成本相竞争的优势。在当前国内的天然气和煤炭价格水平下，煤路线工艺的竞争优势更加明显。
（3）国内开发的MTO 技术已经取得了突出的成果，研发及工程设计单位需进一步努力，提高工程放大设计能力，抓住油价高涨的发展机遇，为国产化技术的推广及甲醇应用新途径的开辟奠定坚实技术基础。
甲醇制烯烃的相关工艺
甲醇制低碳烯烃的工艺举例以及本组最佳工艺的确定 一、 甲醇制低碳烯烃的工艺列举 甲醇制烯烃工艺是煤基烯烃产业链中的关键步骤，其工艺流程主要为在合适的操作条件下，以甲醇为原料，选取适宜的催化剂（ZSM-5沸石催化剂、SAPO-34分子筛等），在固定床或流化床反应器中通过甲醇脱水制取低碳烯烃。根据目的产品的不同，甲醇制烯烃工艺分为甲醇制乙烯、丙烯（methanol-to-olefin ,MTO ），甲醇制丙烯（methanol-to-propylene ，MTP ）。MTO 工艺的代表技术有环球石油公司( UOP )和海德鲁公司( Norsk Hydro )共同开发的UOP/Hydro MTO 技术，中国科学院大连化学物理研究所自主创新研发的DMTO 技术；MTP 工艺的代表技术有鲁奇公司（Lurgi ）开发的Lurgi MTP 技术和我国清华大学自主研发的FMTP 技术。 1.1 UOP ／I-Iydro 公司的MTO 工艺 美国环球油品公司(UOP)和挪威海德鲁(Hydro)公司共同开发了UOP ／Hydro MTO 工艺。MTO 工艺对原料甲醇的适用范围较大，可以使用粗甲醇(浓度80％一82％)、燃料级甲醇(浓度95％)和AA 级甲醇(浓度>99％) 。该工艺采用流化床反应器和再生器设计，其流程见图3。其反应温度由回收热量的蒸汽发生系统来控制，失活的催化剂被送到流化床再生器中烧碳再生，并通过发生蒸汽将热量移除，然后返回流化床反应器继续反应。由于流化床条件和混合均匀催化剂的共同作 甲醇制取低碳烯烃 UOP/Hydro 公司 的MTO 工艺 大连化学物理研究 所的DMTO 工艺 上海化工研究院的SMTO 工艺 鲁奇(Lurgi)公司的MTP 工艺 清华大学的 FMTP 工艺 MTO MTP
甲醇制烯烃工艺_MTO_
纪律和奖罚制度,调动全体试车人员的积极性,经过一年多的工作,于1998年11月15日又开始试车。经过一个多月的投料表明,1.5万t a氯化法钛白的主要技术难关基本上已被攻克,初步实现了连续稳定生产。 5 几点建议 (1)面对世界钛白由跨国集团高度垄断的新局面,国内钛白工业必须加强集中统一领导、统一规划、合理布局,一致对外。 (2)对现有的钛白厂要实行强强联合,对亏损严重、污染大的厂要坚决实行关停并转。 (3)对已引进的3套较大型的钛白粉生产装置,国家应继续给予优惠政策和资金支持,并跨地区、跨部门地组织专家联合进行技术攻关。特别要充分发挥经验丰富的老专家的作用,协同作战,解决工艺、技术难题,提高产品质量,开发新品种,以满足国民经济发展的需要。 (4)由于硫酸法钛白生产三废排放量大,较难处理,而氯化法钛白生产的主要技术难题又已基本被攻克,现在完全可以利用国内技术兴建万吨级以上的氯化法钛白生产装置。建议除了特殊地区外,今后兴建的钛白厂主要应采用氯化法。而且厂址最好能与氯碱厂在一起,以达到优势互补,提高经济效益的目的。 (5)为保护民族工业,扶植国内钛白生产,建议对国外钛白供应商向我国低价倾销钛白粉要进行处罚;要制定相关法律,向其所在国贸易管理机构起诉,并对进口产品征收高额的反倾销税。 ?新产品新装置? 吉化公司乙撑双硬脂酰胺装置建成投产 具有国内领先水平的年产700t乙撑双硬脂酰胺生产装置,在吉化公司研究院建成,并投入批量生产。 乙撑双硬脂酰胺是一种多功能塑料加工助剂,可广泛应用于高分子聚合树脂,如AB S树脂、聚氯乙烯、聚丙烯、酚醛树脂及氨基树脂加工中的润滑剂、防粘剂、粘度调节剂和表面光亮剂等。 该装置是由吉化研究院自行开发、设计的。经半年的运转考核,生产能力达到并超过设计能力(已达800t a以上),其产品经在吉化合成树脂厂引进的10万t a AB S生产装置上应用,性能指标完全满足生产要求。目前,产品已向该公司及国内多家用户批量供货,质量及稳定性已达到国外同类产品水平。 (微笔) 扬子石化大型空分装置投入运行 扬子石化股份公司投资近3亿元的每小时增产氧气2万m3、氮气3.75万m3的大型空气分离装置投入运行。 该空分装置在设计、安装过程中,采用了引进国外先进技术和设备与国内配套设计相结合的办法,装置开停车过程可全部自动调整控制,DCS控制系统达到国际90年代先进水平。(微笔) 甲醇制烯烃工艺(M TO) 一项以天然气为原料经甲醇制取混合烯烃(乙烯+丙烯+丁烯)的工艺技术即M TO工艺,已由美国环球油品公司(UO P)和挪威海德罗(H ydroc)公司联合开发中试成功。 1995年11月,在南非第四次天然气转化国际年会上,UO P和H ydroc公司首次公布了这一工艺技术及其示范装置的运行数据。据称,这一工艺经小试、中试和示范装置长期、连续试验,操作稳定,得到了相互验证,可以用来建设年产50万t乙烯的工业化生产装置。 该技术的工艺流程和设备与炼厂的 型催化裂化装置基本相同,产品分离流程比传统的深冷分离流程简单。 采用M TO工艺生产烯烃,需要大量天然气或甲醇:一套30万t a M TO法乙烯装置,年消耗天然气13亿m3或甲醇150万t。因此,在天然气供应充足而且价格便宜的地方,采用此法生产烯烃,比之石脑油或轻柴油裂解制烯烃,在技术和经济上都具有一定的优越性。 我国对M TO工艺的开发也已经历多年,中试数据与国外很接近,而催化剂性能则优于国外。据了解,中国石油和天然气北方公司正在进行M TO工艺的千吨级工业化试验。(宗言恭) 81 化 工 技 术 经 济 第17卷
煤制烯烃研究报告范本
煤制烯烃研究报告
煤制烯烃工艺研究报告 一、煤制烯烃简介 制备丙烯的传统方法是采用轻油（石脑油、轻柴油）裂解工艺，但石油储量有限，因此世界各国开始致力于非石油路线制乙烯和丙烯类低碳烯烃的开发。其中，以煤或天然气为原料制甲醇，再由甲醇制低碳烯烃的工艺受到重视。 煤制烯烃主要指乙烯、丙烯及其聚合物。聚乙烯主要应用于粘合剂、农膜、电线和电缆、包装（食品软包装、拉伸膜、收缩膜、垃圾袋、手提袋、重型包装袋、挤出涂覆）、聚合物加工（旋转成型、注射成型、吹塑成型）等行业。 丙烯是仅次于乙烯的一种重要有机石油化工基本原料，主要用于生产聚丙烯、苯酚、丙酮、丁醇、辛醇、丙烯腈、环氧丙烷、丙二醇、环氧氯丙烷、合成甘油、丙烯酸以及异丙醇等。 煤制烯烃简单来说可分为煤制甲醇、甲醇制烯烃这两个过程。主要有四个步骤：首先经过煤气化制合成气，然后将合成气净化，接着将净化合成气制成甲醇，甲醇在催化剂的作用下脱水生成二甲醚（DME)，形成甲醇、二甲醚和水的平衡混合物，然后转化为低碳烯烃，烯烃经过聚合反应生产聚烯烃。当前，国际上有几种领先的甲醇制烯烃工艺，如美国UOP公司与挪威海德鲁（Lydro）公司的甲醇制烯烃工艺（MTO）、德国鲁奇（Lurgi）公司的甲醇制丙烯工艺（MTP）、美国AtoFina与UOP公司的烯烃裂
解工艺等，其中Lurgi公司的MTP工艺已经在国内的生产装置上应用，在最先实现工业化。 二、国外煤制烯烃技术 MTO是国际上对甲醇制烯烃的统一叫法。最早提出煤基甲醇制烯烃工艺的是美孚石油公司（Mobil），随后巴斯夫公司（BASF）、埃克森石油公司（Exxon）、环球石油公司（UOP）及海德鲁公司（Hydro）等相继投入开发，在很大程度上推进了MTO 的工业化。1995年，UOP与挪威Norsk Hydro公司合作建成一套甲醇加工能力0.75 吨/天的示范装置，连续运转90天，甲醇转化率接近100%，乙烯和丙烯的碳基质量收率达到80%。1998年建成投产采用UOP/Hydro工艺的20万吨/年乙烯工业装置，截止已实现50万吨/年乙烯装置的工业设计，并表示可对设计的50万吨/年大型乙烯装置做出承诺和保证。UOP/Hydro的MTO工艺能够在比较宽的范围内调整反应产物中C2与C3；烯烃的产出比，可根据市场需求生产适销对路的产品，以获取最大的收益。 惠生(南京)清洁能源股份有限公司甲醇制烯烃装置采用环球油品公司（UOP）的甲醇制烯烃(MTO)/烯烃裂化(OCP)技术，是全球首套采用霍尼韦尔先进技术（Honeywell）的装置，与传统工艺相比，该项工艺被验证拥有高收率和低副产品形成的优点。
甲醇制烯烃工艺
甲醇制烯烃工艺 学生姓名：冯佑磊 班级学号：101409121
在天然气制烯烃工艺中，天然气经甲醇制烯烃MTO/MTP工艺技术是最具备工业化条件的技术。中国化工学会理事长、中国工程院院士曹湘洪表示，在后石油时代，炼油工业应以汽油、煤油、柴油产量最大化为目标；新建乙烯、丙烯装置，宜选择MTO「甲醇制烯烃」工艺路线；已有乙烯装置，宜用费托合成油来替代石脑油作为原料。“中国科学院大连化学物理研究所”的DMTO在神华包头的成功实现工业化生产，证明了国产的MTO技术与催化剂的生产都已达到世界领先的水平。MTO 工艺与MT P工艺都是可行的，从市场的风险性考虑，MTO工艺比MT P工艺更安全些。 MTO/MTP工艺概述 1.1 概述 MTO是指以煤基或天然气基合成的甲醇为原料，借助类似催化裂化装置的流化床反应形式，生产低碳烯烃的化工工艺技术，其主要产品为乙烯、丙烯。 MTP是指以煤基或天然气基合成的甲醇为原料，采用固定床反应器，生产丙烯的化工工艺技术。 甲醇制烯烃技术源于甲醇制汽油。在甲醇合成汽油过程中，发现C2～C4 烯烃是过程的中间产物。控制反应条件（如温度等）和调整催化剂的组成，就能使反应停留在生产乙烯等低碳烃的阶段。显然，催化剂的研究则是MTO 技术的核心。 目前世界上，对研制MTO催化剂卓有成效，因而具备工业化和商业转让条件的甲醇制低碳烯烃的技术主要有三种：美国环球油品公司（UOP）和挪威海德鲁（Hydro）公司共同开发的UOP/Hydro MTO 工艺；德国鲁奇公司开发的Lurgi MTP 工艺；中国科学院大连化学物理研究所开发的D M TO 工艺。 1.2 MTO技术特点 采用流化床反应器和再生器，连续稳定操作；采用专有催化剂，催化剂需要在线再生，保持活性；甲醇的转化率达100%，低碳烯烃选择性超过85%，主要产物为乙烯和丙烯；可以灵活调节乙烯/丙烯的比例；乙烯和丙烯达到聚合级。 1.3 MTP技术特点 采用固定床由甲醇生产丙烯，首先将甲醇转化为二甲醚和水，然后在三个MTP反应器中进行转化为丙烯。催化剂系采用南方化学开发的改进ZSM-5催化剂，有较高的丙烯选择性。甲醇和DME 的转化率均大于99%，对丙烯的收率则约为71%。产物中除丙烯外还将有液化石油气、汽油和水。 1.4 基本反应历程 MTP、MTO反应历程通常认为可分成三个步骤： (1)甲醇首先脱掉一分子水生成二甲醚。甲醇和二甲醚迅速形成平衡混合物。甲醇／二甲醚分子与分子筛上酸性位作用生成甲氧基． (2)甲氧基中一个C．H质子化生成C-H+，与甲醇分子中-OH．作用形成氢键，然后生成已基氧缝，进而生成C=C键。 (3)C=C键继续发生链增长生成(CH2)n。反应过程以分子筛作催化剂时，产物分布比较简单，以C2--一C4(特别是乙烯、丙烯)为主。MTP、 MTO过程的关键技术是催化剂，由于反应过程中有大量的水存在，且催化剂运行中需要在较高温度下频繁再生烧炭，因而催化剂的热稳定性及水热稳定性是影响化学寿命的决定因素。 二．国内外MTO、MTP技术介绍 2.1 UOP/Hydro 甲醇制烯烃工艺 2.1.1工艺简介 挪威海德鲁（Hydro）公司创建于1905年2月，以生产氮肥起家。现在油气开发是其支柱产业。美国环球油品公司（U O P）创建于1914年，是当今世界上炼油和石油化工最主要的工艺技术专利商之一，而又以生产和供应分子筛及炼油、石油化工用催化剂见长。1992年，美国UOP公司和挪威Hydro公司开始了类似催化裂化装置的甲醇制烯烃工艺，并进行了小试工作。1995 年两公司合作
甲醇制丙烯工艺
甲醇制丙烯工艺 与甲醇制烯经同时生产乙烯和丙烯不同，甲醇制丙烯工艺主要生产丙烯，副产LPG和汽油；反应中生成的乙烯和丁烯返回系统再生产，作为歧化制备丙烯的原料。 1、鲁奇公司(Lurgi)的MTP工艺 1996年鲁奇公司使用南方化学公司的高选择性沸石基改性ZSM-5催化剂，开始研发MTP工艺。1999年，鲁奇公司在德国法兰克福研发中心建立了一套单管绝热固定床反应装置，装置设计规模为数百克/时甲醇处理能力，主要完成了催化剂性能测试，并验证了MTP设计理念、优化了反应条件。2000年，鲁奇公司在法兰克福研发中心建立了三管（3x50%能力）绝热固定床反应装置，装置处理甲醇能力为1千克／小时，该装置打通了MTP总工艺流程，模拟了系统循环操作，进一步优化了反应条件，并为MTP示范厂的建立积累了大量基础数据。2002年1月，鲁奇公司在挪威Tjeldbergodden地区的Statoil甲醇厂建成甲醇处理能力为360千克/天的MTP示范厂。2004年5月，示范工作结束。通过测试，催化剂在线使用寿命满足8000小时的商业使用目标；产物丙烯纯度达到聚合级水平，并副产高品质汽油。 鲁奇公司MTP技术特点是甲醇经两个连续的固定床反应器，第一个反应器中甲醇首先转化为二甲醚，第二个反应器中二甲醚转化为丙烯。该技术生成丙烯的选择性高，结焦少，丙烷产率低。整个MTP工艺流程对丙烯的总碳收率约为71%。催化剂由德国南方化学公司生产。 鲁奇公司MTP反应器有两种形式：即固定床反应嚣（只生产丙烯）和流化床反应器（可联产乙烯/丙烯）。
2008年3月，鲁奇公司与伊朗Fanavaran石化公司正式签署MTP技术转让合同，装置规模为10万吨/年。 2008年9月，LyondeIIBasell，特立尼达多巴哥政府，特立尼达多巴哥国家气体公司(NGC)，特立尼达多巴哥国家能源公司(NEC)和鲁奇(Lurgi)公司联合宣布，已经签署了一项项目发展协议，共同建设和运营在特立尼达多巴哥的一体化甲醇制丙烯(MTP)和聚丙烯(PP)项目。通过三条世界级的工厂，包括大规模天然气制甲醇和MTP以及PP工厂，该项目最终将实现49万吨PP产能。其中，大规模甲醇和MTP的工艺分别由鲁奇公司提供，而丙烯聚合将利用巴塞尔公司的Spherizone工艺。 采用鲁奇MTP技术的神华宁煤50万吨/年煤基聚丙烯项目于2010年12月打通全流程，2011年4月底产出终端合格聚丙烯产品，由试车阶段全面进入试生产阶段，并于5月实现首批产品外运销售。 2、中国化学工程集团、清华大学和淮化集团联合开发的FMTP工艺 流化床甲醇制烯烃(FMTP)技术由中国化学工程集团公司、清华大学和淮化集团联合开发，三方在安徽淮南建设甲醇处理量3万吨/年的流化床甲醇制丙烯(FMTP)中试装置，于2008年底建成，截至2009年8月，该装置己完成11吨催化剂生产任务，进行了二次流态化试车，全面打通了系统工艺流程。 该技术采用SAPO-18/34分子筛催化剂和流化床反应器，与MTO工艺一样。但是通过把生成物中的丙烯分离出之后，使C2组分和C4以上组分进入一个独立的烯烃转化反应器使其转化成丙烯。 该技术可调节丙烯/乙烯比例，从1.2:1到1:0（全丙烯产出）均可实现。据称，利用该技术生产以丙烯为目标产物的烯烃产品，丙烯总收率可达77%，原料甲醇
甲醇制烯烃工艺技术及经济性分析
甲醇制烯烃工艺技术及经济性分析 李建新安福何祚云 （中国石化咨询公司） 甲醇制烯烃（Methanol to Olefins，简称MTO）工艺是美国UOP公司和挪威HYDRO公司于1995 年合作开发成功的一种新技术，该工艺以甲醇为原料，通过甲醇裂解制得以乙烯和丙烯为主的烯烃产品。 按甲醇原料的不同，可以有天然气和煤两种路线。MTO工艺的开发成功拓宽了烯烃原料来源渠道，同 时为天然气和煤的化工利用开辟了一条新的途径。 目前，MTO工艺虽尚未实现在工业化大型装置上的应用，但已实现技术转让。作为一种新兴工艺， 其技术成熟度及与其它烯烃生产工艺相比的经济性怎样成为人们普遍关心的问题。 下面将重点对MTO工艺的技术可靠性及天然气、煤路线及传统蒸汽裂解工艺路线烯烃产品的成本 经济性状况进行分析研究，供大家参考。 1 MTO工艺技术可靠性分析 1.1 MTO工艺开发进程 甲醇制取烯烃的概念最早由美国Mobil公司在20世纪80年代提出。美国UOP公司和挪威Hydro 公司相继从1992年开始有关MTO技术的研究，两家公司利用筛选出的新型SAPO-34型催化剂开展 MTO工艺的研究。该催化剂是硅铝磷酸盐型具有择形能力的分子筛催化剂，可控制酸性中心的位置和 强度，使低碳烯烃齐聚的反应减少，从而大幅提高甲醇转化为乙烯和丙烯的选择性，SAPO-34催化剂 的研发成功是对MTO工艺研究的极大推进。目前，UOP公司MTO工艺的定型催化剂为MTO-100。 UOP和Hydro开发了类似催化裂化装置的MTO工艺流程，并于1992年开始小试工作，1995年两 公司合作在挪威建设了原料处理量为0.75 t/d的工业演示装置。甲醇的转化率始终保持在100%附近。 催化剂再生次数超过450次，其稳定性和强度得到一定的验证。该工艺的乙烯/丙烯的生成比例可从最 大量生产乙烯时的1.5到最大量生产丙烯时的0.75。该工业演示装置典型的产品收率数据见表1。 表1 MTO工业演示装置典型产品收率 组份产率Wt%，以甲醇进料为基产率，Wt%，以甲醇中碳为基 C l~C4饱和烃 1.5 3.5 乙烯 21.1 48.0 丙烯 14.6 33.0 碳四 4.2 9.6 C5+ 1.0 2.4 COX＋焦炭 0.5 3.5 生成水 57.1 一 合计 100 100 1995年11月UOP和HRDRO在南非第四届国际天然气转化会议上宣布可以进行MTO技术的转让， 并称该过程已可实现年产50万t/a乙烯的工业化生产，可从UOP和Hydro获得建厂许可证。目前，该 技术已成功转让给尼日利亚一家天然气联合企业，MTO装置规模为年产80万t烯烃，下游配套建设40 万t/a HDPE和40万t/a PP，配套建设250万t/a甲醇装置。 我国中科院大连化物所从20世纪80年代也开始了有关甲醇制烯烃工艺的研究，现在围绕合成气转 化为低碳烯烃已申请专利20余项，在甲醇或二甲醚制取低碳烯烃方面构成了自主的知识产权。大连化 物所在1993年完成了以ZSM-5为催化剂的固定床MTO工艺中试研究，90年代提出了由合成气制二甲 醚进而制取烯烃的SDTO工艺，并于1995年在上海青浦化工厂建设了原料二甲醚处理量为0.06~0.10 t/d 146
甲醇制乙烯丙烯原理
甲醇制烯烃技术（MTO/MTP） 甲醇制烯烃（Methanol to Olefins，MTO）和甲醇制丙烯（Methanol to Propylene）是两个重要的C1化工新工艺，是指以煤或天然气合成的甲醇为原料，借助类似催化裂化装置的流化床反应形式，生产低碳烯烃的化工技术。 从MTG反应机理分析，低碳烯烃是MTG反应的中间产物，因而MTG工艺的开发成功促进了MTO工艺的开发。国际上的一些知名石化公司，如Mobil、BASF、UOP、Norsk Hydro 等公司都投入巨资进行技术开发。 Mobil公司以该公司开发的ZSM-5催化剂为基础，最早研究甲醇转化为乙烯和其它低碳烯烃的工作，然而，取得突破性进展的是UOP和Norsk Hydro两公司合作开发的以UOP MTO-100为催化剂的UOP/Hydro的MTO工艺。 国内科研机构，如中科院大连化物所、石油大学、中国石化石油化工科学研究院等亦开展了类似工作。其中大连化物所开发的合成气经二甲醚制低碳烯烃的工艺路线（SDTO）具独创性，与传统合成气经甲醇制低碳烯烃的MTO相比较，CO转化率高，达90%以上，建设投资和操作费用节省50%～80%。当采用D0123催化剂时产品以乙烯为主，当使用D0300催化剂是产品以丙烯为主。 一、催化反应机理 MTO及MTG的反应历程主反应为： 2CH3OH→C2H4+2H2O 3CH3OH→C3H6+3H2O 甲醇首先脱水为二甲醚（DME)，形成的平衡混合物包括甲醇、二甲醚和水，然后转化为低碳烯烃，低碳烯烃通过氢转移、烷基化和缩聚反应生成烷烃、芳烃、环烷烃和较高级烯烃。甲醇在固体酸催化剂作用下脱水生成二甲醚，其中间体是质子化的表面甲氧基；低碳烯烃转化为烷烃、芳烃、环烷烃和较高级烯烃，其历程为通过带有氢转移反应的典型的正碳离子机理；二甲醚转化为低碳烯烃有多种机理论述，目前还没有统一认识。 Mobil公司最初开发的MTO催化剂为ZSM-5，其乙烯收率仅为5%。改进后的工艺名称MTE，即甲醇转化为乙烯，最初为固定床反应器，后改为流化床反应器，乙烯和丙烯的选择性分别为45%和25%。 UOP开发的以SAPO-34为活性组分的MTO-100催化剂，其乙烯选择性明显优于ZSM-5，使MTO工艺取得突破性进展。其乙烯和丙烯的选择性分别为43%～61.1%和27.4%～41.8%。 从近期国外发表的专利看，MTO研究开发的重点仍是催化剂的改进，以提高低碳烯烃的选择性。将各种金属元素引入SAPO-34骨架上，得到称为MAPSO或ELPSO的分子筛，这是催化剂改型的重要手段之一。金属离子的引入会引起分子筛酸性及孔口大小的变化，孔
60万吨甲醇制烯烃 物料衡算
物料衡算 1.1 物料衡算的意义 在化学工程中，设计或改造工艺流程和设备，了解和控制生产操作过程，核算生产过程的经济效益，确定原材料消耗定额，确定生产过程的损耗量，对现有的工艺过程进行分析，选择最有效的工艺路线，对设备进行最佳设计以及确定最佳操作条件等都要进行物料衡算。而且，化学工程的开发与放大都以物料衡算为基础的。物料衡算是质量守恒定律的一种表现形式。凡引入某一设备的物料成分、质量或体积比等于操作后所得产物的成分、质量或体积加上物料损失。 1.2 物料衡算遵循的原则 对一般的体系而言，物料分布均可表示为： ∑(物料的累积率)=∑(物料进入率)-∑(物料流出率)+∑(反应生成率)-∑(反应消 耗率) 1.3 物料衡算 1.3.1 合成工段物料衡算和工艺条件： 进料温度：25℃。反应器温度：500℃反应器出口温度：192℃原料选择：80%甲醇+20%水， 进料流率：19.025kg/s出口流率：827mol/s 催化剂选择：选用型催化剂，经计算，催化剂循环量15747kg/h
1.3..2 预分离段物料衡算和工艺条件 预分离段包括分离器，水洗塔，碱洗塔和干燥塔。 分离器温度200℃ 进料流率即反应器出口流率，出口流率：水：210mol/s 反应混合产物：14.7kg/s 水洗塔温度：70℃压力：常压出口压力：1.5bar 出口温度：30℃水洗塔出口流率：12.26kg/s 碱洗塔 碱洗塔温度：常温压力：9bar 出口温度：38℃出口压力9bar 出料流率：产物混合物：11.9072kg/s 塔底出口流率：0.29kg/s(以二氧化塔计) 干燥塔工艺条件：温度：常温压力：9bar 塔顶流率：11.9kg/s 1.3.3分离段物料衡算与工艺条件 分离段包括脱甲烷塔，脱乙烷塔，乙烯分离塔，丙烯分离塔和脱丙烷塔 预分离段后，首先进入脱甲烷塔，进料温度：-80℃，出料温度：甲烷：-140℃其他组分：6℃压力选择：进料压力：27bar 出料压力：27bar 9kg/s 甲烷出料流率：0.24kg/s 其他组分出料流率：11.7kg/s 脱乙烷塔工艺条件：进料温度：6℃乙烷出口温度：-24℃其他组分出口温度50℃
煤制烯烃成本分析
煤制烯烃成本分析 煤制烯烃和石脑油裂解制烯烃技术路线相比较，在经济上的竞争力的先决条件是：项目须在煤炭基地坑口建设，以自产廉价煤炭为原料，通过经济型的大规模装置生产低成本的甲醇，再由该甲醇制烯烃。前几年专家测算，原油价格在35~40美元/桶时，煤制烯烃即有市场竞争力（中国煤没有涨价前）。现在原油已经回落到50美/桶左右，相对于高油价时期煤制烯烃的竞争力缩小。UOP公司公开发表的文献介绍，当原料甲醇价格控制在90～100美元/吨时，采用MTO工艺制取的乙烯和丙烯成本与20～22美元/桶原油价格条件下石脑油裂解制烯烃的成本相比具备经济竞争力，在目前油价背景下，煤制烯烃工艺路线的经济性不言而喻。 1.成本分析 MTO（或DHTO）及MTP工艺均属催化反应合成工艺。一般的裂解工艺每产1吨当量烯烃约需3吨石脑油，目前国内石脑油价格为4500元/吨左右，而MTP（或DMTO）及MTP对甲醇的消耗量也大约为3吨，煤基甲醇的完成成本（坑口媒价）一般在1500～2000元/吨左右，如以60万吨/年大型装置测算，价格更低。说明煤基低碳烯烃在我国的发展已具备了十分重要的战略优势。 2.神华集团煤制油有限公司经济性测算 根据神华集团煤制油有限公司所作的研究表明（2007年）：神华集团原料煤价格在100元/吨左右，煤制甲醇的规模达到100万吨/年以上时，可以将甲醇的完全生产成本控制在100美元/吨以下。对以煤为原料（采用美国环球油品公司的MTO 工艺）与以石脑油为原料制取的聚乙烯、聚丙烯成本进行测算和比较表明，煤路线（煤价100元/吨）制取的聚烯烃成本比石脑油路线（石脑油价格22美元／桶）低400元/吨左右。此外，煤路线制烯烃的成本中原料煤所占的比例小于20%，煤价的波动对经济性影响较小。 3.中科院大连化物所经济性分析 中国中科院大连化物所甲醇制烯烃DMTO技术工业化试验结果是，甲醇转化率接近100%；2.95吨甲醇产1吨烯烃，其中50%乙烯、50%丙烯。由于每2.0吨煤即可生产1吨甲醇，所以，原料加燃料需7.5吨煤生产1吨烯烃。中科院大连化物所试验室人员对两种化工路线的经济性作了比较：当国际原油价格为35美元/桶时，原油炼制石脑油所生产的烯烃成本是5300元/吨。走煤制烯烃路线的话，除非煤价超过513元/吨，否则煤制烯烃的成本不会超过5300元/吨。目前，北方的煤炭开采成
甲醇制烯烃技术(MTOMTP)
甲醇制烯烃（Methanol to Olefins，MTO）和甲醇制丙烯（Methanol to Propylene）是两个重要的C1化工新工艺，是指以煤或天然气合成的甲醇为原料，借助类似催化裂化装置的流化床反应形式，生产低碳烯烃的化工技术。 上世纪七十年代美国Mobil公司在研究甲醇使用ZSM-5催化剂转化为其它含氧化合物时，发现了甲醇制汽油（Methanol to Gasoline，MTG）反应。1979年，新西兰政府利用天然气建成了全球首套MTG装置，其能力为75万吨/年，1985年投入运行，后因经济原因停产。 从MTG反应机理分析，低碳烯烃是MTG反应的中间产物，因而MTG工艺的开发成功促进了MTO工艺的开发。国际上的一些知名石化公司，如Mobil、BASF、UOP、Norsk Hydro等公司都投入巨资进行技术开发。 Mobil公司以该公司开发的ZSM-5催化剂为基础，最早研究甲醇转化为乙烯和其它低碳烯烃的工作，然而，取得突破性进展的是UOP和Norsk Hydro两公司合作开发的以UOP MTO-100为催化剂的UOP/Hydro的MTO工艺。 国内科研机构，如中科院大连化物所、石油大学、中国石化石油化工科学研究院等亦开展了类似工作。其中大连化物所开发的合成气经二甲醚制低碳烯烃的工艺路线（SDTO）具独创性，与传统合成气经甲醇制低碳烯烃的MTO相比较，CO转化率高，达90%以上，
建设投资和操作费用节省50%～80%。当采用D0123催化剂时产品 以乙烯为主，当使用D0300催化剂是产品以丙烯为主。 一、催化反应机理 MTO及MTG的反应历程主反应为： 2CH3OH→C2H4+2H2O 3CH3OH→C3H6+3H2O 甲醇首先脱水为二甲醚（DME)，形成的平衡混合物包括甲醇、二甲醚和水，然后转化为低碳烯烃，低碳烯烃通过氢转移、烷基化和缩聚反应生成烷烃、芳烃、环烷烃和较高级烯烃。甲醇在固体酸催化剂作用下脱水生成二甲醚，其中间体是质子化的表面甲氧基；低碳烯烃转化为烷烃、芳烃、环烷烃和较高级烯烃，其历程为通过带有氢转移反应的典型的正碳离子机理；二甲醚转化为低碳烯烃有多种机理论述，目前还没有统一认识。 Mobil公司最初开发的MTO催化剂为ZSM-5，其乙烯收率仅为5%。改进后的工艺名称MTE，即甲醇转化为乙烯，最初为固定床反应器，后改为流化床反应器，乙烯和丙烯的选择性分别为45%和25%。 UOP开发的以SAPO-34为活性组分的MTO-100催化剂，其乙烯选择性明显优于ZSM-5，使MTO工艺取得突破性进展。其乙烯和丙烯的选择性分别为43%～61.1%和27.4%～41.8%。 从近期国外发表的专利看，MTO研究开发的重点仍是催化剂的改进，以提高低碳烯烃的选择性。将各种金属元素引入SAPO-34骨架上，得到称为MAPSO或ELPSO的分子筛，这是催化剂改型的重要
甲醇制烯烃经济性分析
甲醇制烯烃企业经济性分析 2017-05-18 10:32来源:煤化工114 专题摘要 甲醇下游需求的最大变数是MTO装置的开停情况，而MTO装置的开工与否则取决于该企业综合经济性的评估。 企业综合经济性的影响因子究竟有哪些？又将如何产生影响？本文中我们将试图解释地更为全面和清晰，以便我们更好地去研究甲醇目前所处的产业格局以及甲醇市场价格的走势和波动情况。 首先，我们讨论的话题是为什么从MTO路线来看，影响甲醇价格的主要标的物不是单一的PP价格，而更重要的是去综合评估烯烃企业整体的经济性。 其次我们回溯及展望国内甲醇制烯烃产业链格局情况。 最后通过企业利润的回测，探讨烯烃装置综合经济性情况进行评级。通过烯烃企业综合盈利情况的探索，进一步确定甲醇与PP盘面之间的联系以及相互间如何产生影响，以便为交易提供风险度方面的指导。 甲醇制烯烃企业综合经济性分析
在季报中我们提到甲醇下游需求的最大变数是MTO装置的开停情况，而MTO装置的开工与否则取决于该企业综合经济性的评估。 那烯烃企业综合经济性的影响因子究竟有哪些？又将如何产生影响？本文中我们将试图解释地更为全面和清晰，以便我们更好地去研究甲醇目前所处的产业格局以及甲醇市场价格的走势和波动情况。一、甲醇制烯烃工艺及特点 首先，我们想要提出的一个话题是：为什么说从MTO路线来看，影响甲醇价格的主要标的物不是单一的PP价格，而更重要的是去综合评估烯烃企业整体的经济性。 为解答上述话题，我们就需要理清甲醇制烯烃的几条工艺路线、分类及各自的特点，细化甲醇→乙烯、丙烯→聚烯烃（聚乙、聚丙为主）这个过程的中间环节。 1、甲醇制烯烃工艺路线主要是以下三类，MTO、MTP和MTG/A，分别是以甲醇为原料合成烯烃（是以乙烯和丙烯为主要产物的烯烃混合物，副产物多为C4）、丙烯和汽油/芳烃。目前国内MTG技术并没有非常成熟，相对来说，甲醇制汽油总规模并不大，仅百余万吨，而且企业规模也多以10-20万吨的小装置，因此本文的重点将放在MTO和MTP两类上。
甲醇制烯烃技术发展现状及应用
甲醇制烯烃技术发展现状及应用 发表时间：2019-05-13T16:08:29.723Z 来源：《防护工程》2019年第2期作者：赵峰涛刘登攀 [导读] 随着经济的发展和科技的进步，烯烃的量也逐年递增。众所周知，乙烯不仅仅是化工产业的基础原料，其本质也是合成材料的重要组成部分，就当下塑料产品的生产过程而言，也是不可或缺的重要参与成分。 陕西煤化工技术工程中心有限公司陕西渭南 714104 摘要：随着经济的发展和科技的进步，烯烃的量也逐年递增。众所周知，乙烯不仅仅是化工产业的基础原料，其本质也是合成材料的重要组成部分，就当下塑料产品的生产过程而言，也是不可或缺的重要参与成分。丙烯作为一种应用范围同样十分广泛的低碳烯烃，该材料的应用对于我国化工产业的发展意义重大。甲醇制烯烃技术作为以生产乙烯、丙烯为主要目的的化工技术，其对于我国化工产业乃至社会发展的推动作用毋庸置疑。本文就甲醇制烯烃技术发展现状及应用展开探讨。 关键词：甲醇制烯烃；技术分析；应用 引言 烯烃是衡量一个国家化工产业实力的标准，在过去10多年中，我国50%以上的乙烯和丙烃大多为石油烃类蒸汽裂解而形成，而所采用的原料为石脑油，但由于近年来原油的价格持续攀升，致使生产烯烃的成本也逐年提升，为改变此种被动的局面，通过科研人员的不断探索与反复试验，一种新型的制烯烃技术进入人们的视野，并逐渐受到社会各界的广泛关注，此种技术即是甲醇制取烯烃技术。甲醇制烯烃技术不仅消耗成本较低，且符合我国的能源格局衍生需要，因此，对于“甲醇制烯烃技术进展及与石油烃裂解制烯烃技术的对比分析”研究，就具有极大的现实意义。 1甲醇制烯烃技术的简介 通俗的来说，甲醇制烯烃技术正是以煤或天然气合成的甲醇为原料，用来生产低碳烯烃。低碳烯烃在国内市场比较短缺，采用这一项技术，烯烃的供应不足问题可以得到很大程度的改善。尤其是生产出来的乙烯，对各项工业技术的发展有着巨大的推动作用。乙烯不仅仅是各项化工产业的基本原料，它更是合成材料的重要单体。在通用塑料的生产中也是必不可少的原料之一。甲醇制烯烃技术生产的烯烃主要以低碳烯烃为主。除了常用的乙烯之外，丙烯也是另一种应用较广泛的低碳烯烃，它的应用范围也仅次于乙烯。该项技术的发展，极大地推动了我国化工业的发展，可以说是一项历史性的突破。该工艺最终的目的是为生产乙烯和丙烯，然而整个工艺反应之后剩余的副产品中主要包括汽油、焦炭、水、C4等杂质。这些杂质的存在使得整个工艺的选择难度进一步加大，必须使用合理的选择性催化剂，只选择需要的乙烯和丙烯，将其他的杂质都排除在外，并且要装置乙烯和丙烯的分离器，将这两种主要的烯烃分离开来，便于后续的工业生产，同时也为后续的生产提供了很多的便利。 2甲醇制烯烃技术的发展现状 2.1 MTO技术的发展现状分析 作为当下一种较为普遍的应用技术，MTO技术的本质是通过对甲醇的利用，在历经反应器的反应之后，实现乙烯与丙烯的生产。该技术最早是由美国研发，并逐渐在世界范围内应用。该技术的应用主要分为再生系统与反应器分离系统。两个系统在应用的过程中相互配合，最终促进技术目标的达成。生产后得到的乙烯与丙烯在分离器的帮助下实现分离，最终可获得较高纯度的烯烃。相比于MTP技术，MTO技术的综合利用价值更高，MTO技术对于乙烯与丙烯都具有较高的生产价值。 2.2 MTP技术的发展 MTP技术是在德国成功研发的。它与MTO技术还是存在较大的不同。MTP技术的工艺流程主要是先将原料甲醇进行加热，待其温度达到一定范围之后，再将其通入到甲醚反应器中，此时需要采用高活性、高选择性的催化剂，先将甲醇转化为二甲醚、水、甲醇—水—二甲醚的混合物，接着将这些产物通入到分凝器中，再放入MTP反应器中。整个反应得到的主要产物是丙烯，乙烯含量较少，不如MTO技术生产的乙烯多。总的来说，MTP技术是优点与缺点并存，在实际生产的时候需要根据具体情况进行选择。 2.3甲醇制烯烃技术在国内的应用分析 下文针对神华包头煤化工有限公司的烯烃项目进行分析。神华包头煤化工有限公司的甲醇制烯烃项目的发展历程并不悠久，但是该公司紧跟时代潮流，勇于就公司自身进行大刀阔斧的改革，且对于市场定位与公司发展有着较为独到的视角。所以该公司的甲醇制烯烃项目发展至今如鱼得水。伴随着企业的发展，该项目对于社会进步的推动作用也不可忽视。该项目在2010年的七月份正式投入使用，随着该项目的持续发展与优化，乙烯与丙烯的产出率也在不断的提升，与此同时该项目的发展也已经逐步实现了商业化的运营。甲醇制烯烃技术的应用一方面可以有效的缓解我国对进口石油的依赖程度，另一方面也可以有效的实现烯烃原料的多元化发展，这对于我国能源结构的改善具有重要的践行意义。根据《石油和化学工业“十三五”发展指南要求》，在“十三五”期间，我国应就现有乙烯装置的升级与改造予以重视，到2020年我国应达到乙烯产能3200万吨/年，比较2016年底我国MTO/MTP装置产能1293万吨/年的发展数据，可以预知在未来的几年中，我国的甲醇制烯烃技术仍旧具备较大的发展空间。尽管如此，由于现阶段的规划与管理的缺失，使得具体工艺开展的过程中面临着前期投入过大，环境污染严重以及因竞争激励而导致的产生过剩等因素。加强对相关工作的管理与引导，也是未来工作开展的重中之重。 3甲醇制烯烃技术发展动向 当前的MTO技术，烃类产物中乙烯和丙烯的质量总和可以达到80%左右，混合碳四约为13%，其组分以1-丁烯和2-丁烯为主（占90%），其余组分是丁烷、异丁烯、丁二烯和丁炔等，而丙烷为2%～3%，混合碳五为约2%，碳六及以上烃在1%左右。每生成1t乙烯约产生0.34t的C4～C5+烃类，如何利用这些副产物使之更多、更有效地转化为乙烯和丙烯是目前甲醇制烯烃研究的主要技术方向。将这些MTO 反应的副产物一起进入反应器参加对SAPO-34分子筛催化剂的流化，同时可将这些物质进一步转化成为乙烯和丙烯。则发现这些副产物直接返回反应器会对催化剂的性能造成一定的影响(如结焦速率更快等)，因此，采用副产物先加氢处理再返回反应器的方案。当加氢催化剂含有Ni、Cu、MO、W等活性组分，可将其中所含的烯烃转化成为烷烃，所含的醛、酮等含氧化合物转化成烃类物质或醇类，这样可有效地减少返回物料对催化剂的影响。将副产物经过多次分离，只将高浓度的含氧化合物返回反应器，这样可减少反应器的负荷，同时返回物料中
【精品】煤制烯烃成本分析
【关键字】精品 煤制烯烃成本分析 煤制烯烃和石脑油裂解制烯烃技术路线相比较，在经济上的比赛力的先决条件是：项目须在煤炭基地坑口建设，以自产廉价煤炭为原料，通过经济型的大规模装置生产低成本的甲醇，再由该甲醇制烯烃。前几年专家测算，原油价格在35~40美元/桶时，煤制烯烃即有市场比赛力（中国煤没有涨价前）。现在原油已经回落到50美/桶左右，相对于高油价时期煤制烯烃的比赛力缩小。UOP公司公开发表的文献介绍，当原料甲醇价格控制在90～100美元/吨时，采用MTO工艺制取的乙烯和丙烯成本与20～22美元/桶原油价格条件下石脑油裂解制烯烃的成本相比具备经济比赛力，在目前油价背景下，煤制烯烃工艺路线的经济性不言而喻。 1.成本分析 MTO（或DHTO）及MTP工艺均属催化反应合成工艺。一般的裂解工艺每产1吨当量烯烃约需3吨石脑油，目前国内石脑油价格为4500元/吨左右，而MTP（或DMTO）及MTP 对甲醇的消耗量也大约为3吨，煤基甲醇的完成成本（坑口媒价）一般在1500～2000元/吨左右，如以60万吨/年大型装置测算，价格更低。说明煤基低碳烯烃在我国的发展已具备了十分重要的战略优势。 2.神华集团煤制油有限公司经济性测算 根据神华集团煤制油有限公司所作的研究表明（2007年）：神华集团原料煤价格在100元/吨左右，煤制甲醇的规模达到100万吨/年以上时，可以将甲醇的完全生产成本控制在100美元/吨以下。对以煤为原料（采用美国环球油品公司的MTO工艺）与以石脑油为原料制取的聚乙烯、聚丙烯成本进行测算和比较表明，煤路线（煤价100元/吨）制取的聚烯烃成本比石脑油路线（石脑油价格22美元／桶）低400元/吨左右。此外，煤路线制烯烃的成本中原料煤所占的比例小于20%，煤价的波动对经济性影响较小。 3.中科院大连化物所经济性分析 中国中科院大连化物所甲醇制烯烃DMTO技术工业化试验结果是，甲醇转化率接近100%；2.95吨甲醇产1吨烯烃，其中50%乙烯、50%丙烯。由于每2.0吨煤即可生产1吨甲醇，所以，原料加燃料需7.5吨煤生产1吨烯烃。中科院大连化物所试验室人员对两种化工路线的经济性作了比较：当国际原油价格为35美元/桶时，原油炼制石脑油所生产的烯烃成本是5300元/吨。走煤制烯烃路线的话，除非煤价超过513元/吨，否则煤制烯烃的成本不会超过5300元/吨。目前，北方的煤炭开采成本不到100元/吨，车板价约200多元/吨，东
煤(甲醇)制烯烃真实成本与盈利能力分析
煤（甲醇）制烯烃真实成本与盈利能力分析 在煤炭产能过剩、进口煤冲击和经济增长放缓等多重因素的作用下，中国煤炭行情从2012年至今持续不振，煤炭企业亏损面已超过70%。亚化咨询认为，煤炭价格的低迷提升了煤化工的利润空间，提前布局大型煤化工项目与研发煤化工技术，拓展多元化利润来源的企业占据优势。 近几年华东地区PE/PP市场行情高涨，现货平均价格在11,500元/吨以上，使煤制烯烃具备了优秀的经济性。总体来说，考虑到地理位置、运输条件与下游配套等因素，位于西北和华北地区的煤制烯烃项目倾向于选择聚烯烃（PE/PP）为下游产品。而位于华东地区的外购甲醇制烯烃相对倾向于生产液体化学品或直接管道外售乙烯和丙烯单体。下面，亚化咨询将分别以煤基一体化制聚烯烃与外购甲醇制乙烯/丙烯单体为例，探讨其经济性。 ——煤基一体化制聚烯烃 煤基一体化制聚烯烃装置以PE/PP为目标产品，因此大都采用增产乙烯和丙烯的MTO二代技术，普遍规模为煤基180万吨/年甲醇制68万吨/年聚烯烃。煤制烯烃的三个典型区域是安徽淮南、内蒙古鄂尔多斯和新疆准东，三地运输成本和煤价各不相同。以2013年三地的典型煤价，计算其聚烯烃产品送到华东地区，并以11,500元/吨（含VAT）的价格出售的成本和利润如下图。
对比准东和淮南的煤制聚烯烃项目可以发现，由于准东地处偏远，运输不便，煤价远低于淮南，因此其原料和能量成本最低，相应地其增值税额和运费也最高，但准东仍然凭借极低的煤价而拥有最高的利润空间——吨烯烃营业利润达4536元/吨。淮南虽然煤价最高，但在煤炭产能过剩和行情低迷的大背景下，也有2665元/吨的利润空间。 ——外购甲醇制乙烯/丙烯单体 2013年中国进口乙烯（单体）170.4万吨，进口单价1333美元/吨（含关税，不含VAT，下同）；进口丙烯（单体）264.1万吨，进口单价1406美元/吨。平均汇率按照6.15计算，2013年中国进口乙烯/丙烯单体平均价格9911元/吨(含VAT)。2013年进口甲醇485.9万吨，均价386美元/吨，合2777元/吨(含VAT)。 亚化咨询以中国2013年进口烯烃和甲醇数据，基于应用MTO二代技术的典型180万吨/年甲醇制68万吨/年烯烃项目，计算外购甲醇制乙烯/丙烯单体的成本为8453元/吨，成本结构如下图所示。抵扣副产品收益后，成本为7897元/吨，利润空间574元/吨，全年营业利润3.9亿元。
甲醇制烯烃技术进展及评价
甲醇制烯烃技术进展及经济评价 甲醇制烯烃技术主要分两步。首先由天然气转化生成粗甲醇，该过程已实现工业化；然后甲醇转化生成烯烃，主要是乙烯和丙烯。不同的工艺生成的乙烯与丙烯的比例也不同。UOP／Hydro公司的甲醇制烯烃工艺(MTO)是在Mobil公司的甲醇制汽油技术(MTG)上发展起来的。该MTO工艺具有很大的灵活性，可根据市场的需求变化，通过改变反应器的操作条件，来调整乙烯与丙烯的产量。产品中乙烯与丙烯之产量比可在 0.77-1.33的范围内进行调节。 1 催化剂进展 UOP／Hydro公司在SAPO-34催化剂基础上开发了新型催化剂 MTO-100，取得了突破性的进展。SAPO-34催化剂是磷酸硅铝分子筛，对甲醇转化乙烯和丙烯具有较高的选择性。新型催化剂MTO-100具有择形选择性，其酸性位和强度具有可控性，大大提高了向乙烯和丙烯转化的选择性，可使乙烯、丙烯的选择性达到80%。SAPO系列属通用性较强的催化材料，尽管它与沸石的热稳定性不同，但其化学性质和晶体结构与沸石材料很相似，具有均一的孔隙率、晶体分子结构、可调酸度、择形催化剂以及酸性交换能力。其最大的改进在于孔隙更小，酸性位和强度具有可控性。尽管改进的SAPO-34是MTO工艺理想的催化材料，但对于流化床反应器来说仍不是最佳的选择。必须将SAPO-34与一系列专门选择的粘合剂结合起来。粘合剂的选择极其重要，它必须要能提高催化剂的活性，但又不能影响催化剂的选择性。美国Nexant化学系统公司认为采用处理过的氧化硅和氧化铝作粘合剂可达到一定的孔隙率、酸度以及强度。粘合剂的孔隙率很重要，它必须允许甲醇和MTO的产品快速地进出SAPO-34。该催化剂与FCC催化剂的制备方式相似，通过喷雾法干燥制备。 2 工艺进展 UOP/Hydro公司的MTO工艺设计与Mobil公司的工艺很相似，由于需要分离和处理的较重副产品很少，分离系统相对简单。该工艺采用的原料是粗甲醇，因此没必要通过蒸馏制取AA级的甲醇(纯度为99.85%)，减少了上游甲醇装置的资本投资。但粗甲醇不能出售用于其他方面，因此限制了甲醇设备的灵活性。为了较容易地保持稳定的温度和产量，MTO 工艺采用流化床反应器，操作温度为350-525℃，操作压力为0.1-0.3Mh。MTO工艺的苛刻度可以通过产量、温度、压力以及催化剂循环率来控制。温度决定热动力学操作，生产能力决定接触时间。同时，转化率和选择