新一代甲醇制取低碳烯烃(DMTO-II) 技术-十二五煤化工论坛

DMTO-II的技术特征
• DMTO-II是DMTO基础上的再发展，兼有DMTO的技术特征
– 连续反应－再生的密相循环流化反应 – 性能优异的DMTO工艺专用催化剂 – 乙烯/丙烯比例在适当的范围内可以调节 – 对原料和工艺设备无特殊要求 – 工艺无环境污染问题
•
DMTO-II还具有如下新的特征
– 甲醇转化反应与C4+转化反应采用同一种催化剂
技术许可授权代理：
新兴能源科技有限公司
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DMTO-II技术方案
技术方案 DMTO
流 化 反 应
3吨甲醇→1吨烯烃
中间产品
分离
甲醇
混合烯烃
C4+ + C2= + C3=
～80%
DMTO-II
流 化 反 应
2.6～2.7吨甲醇→1吨烯烃
中间产品
分离
甲醇
混合烯烃
C4+ + C2= + C3=
85-90% 12
甲醇 DMTO
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DMTO技术工业化进展
– 神华包头煤制烯烃项目（180万吨/年甲醇 → 60万吨/年聚烯烃，2006 年12月核准（发改工业[2006]2772号）） – 国内外首次采用流化床形式的甲醇制烯烃的大型化工业装置 – 2010年5月31日，装置全部建成中交，进入投料试车阶段 – 预计2010年8-10月甲醇投料
• 全国主要媒体进行了报道（人民日报、光明日 报、科技日报、化工报……)
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成就与挑战 —面向新世纪的DMTO技术
SYN Energy Technology
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专家组在DMTO-Ⅱ装置现场 进行72小时考核
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设计大型化DMTO-II装置的考虑
• 工艺方面
工业化装置中根据具体情况采用一个或两个再生器； 将根据具体情况采用不同的流化床型式或不同的催化剂连接关系，以进一步 降低副反应，提高目的产品的选择性； 合理的优化甲醇转化和C4+转化反应再生系统的能量关系，无需外部供热， 为C4+转化反应器提供热量； 合理利用装置各个温位的热能。
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DMTO-II工业性试验装置 工艺流程简图
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工业化试验装置的设计及建设
DMTO装置基础上改造建设，2009年7月12日 建成
DMTO DMTO-II
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DMTO-II工业性试验催化剂
• DMTO-II工业性试验所用为 工业化生产的DMTO专用催 化剂（D803C-II01） • 神华包头甲醇制烯烃项目 中工业催化剂的一部分 • 粒度分布与FCC催化剂相当
284
275
249
323
0
2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
研究队伍构成
研究生教育
3
化物所研究队伍
大连化学物理研究所概况
三个国家工程中心:
催化国家工程中心 膜技术国家工程中心 色谱研究和分析国家工程中心
正在建设：
洁净能源国家实验室 甲醇制烯烃国家工程实验室
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DMTO-II技术
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专利商介绍
DMTO技术推广、技术营销、技术服务
新兴能源科技有限公司 新兴能源科技有限公司
洛阳石化工程公司
中科院大 连化学物 理研究所
陕西煤业 集团有限 责任公司
正大能化集团
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新一代甲醇制低碳烯烃 (DMTO-II ) 技术 技术研发单位：
陕西煤化工技术工程中心有限公司 中国科学院大连化学物理研究所 中国石化集团洛阳石油化工工程公司
– 甲醇转化和C4+转化目的产物一致，产物分布类似，可以共用一套分离系统
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DMTO-II工业性试验
• 目的
– 通过工业性试验，验证DMTO –II工艺和效果，为工业化装置设计提供 技术基础
• 合作三方
– 陕西煤化工技术工程中心有限公司
• 投资建设、管理运行试验装置 • 股东：陕西煤业化工集团、大连化物所
1. 技术背景：DMTO技术 2. DMTO-II技术方案和技术特征 3. DMTO-II工业性试验
工业性试验装置的设计及建设 工业性试验结果
4. 设计大型化DMTO-II装置的考虑 5. 技术经济 6. 技术成果鉴定
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技术背景：DMTO技术
• 大连化物所、陕西新兴煤化工科技公司（现新兴能源科技公 司）、洛阳石化工程公司联合开发 • 2006年，完成了工业性试验
• DMTO-II技术的应用主要有三个方面：
（1）用于新建甲醇制烯烃或煤制烯烃项目； （2）用于DMTO工业装置的改造和技术升级换代； （3）与现有的石脑油制烯烃装置联合，用于增产扩能和降低能耗。
国家发改委和工业信息化部正在制定政策和烯烃产业布局规划，神华包 头项目成功后，将有计划地安排一批煤制烯烃或甲醇制烯烃项目
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DMTO-Ⅱ技术成果鉴定
• 2010年6月26日，中国石油和化学工业联合会在北 京组织并主持召开了“新一代甲醇制低碳烯烃 （DMTO-Ⅱ）技术”成果鉴定会。
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DMTO-Ⅱ技术成果鉴定
• 主要鉴定结论 （中石化协鉴字 [2010] 第 056 号）
– “DMTO-II工业性试验装置工艺合理，运行安全可靠， 技术指标先进，是DMTO技术的再创新。也是目前世界 上第一套新一代甲醇制低碳烯烃（DMTO-II）技术工业 化试验装置，与DMTO技术相比，DMTO-II技术吨烯烃 甲醇消耗降低10%以上，具有良好的应用前景。装置 规模和技术指标均处于国际领先水平。科技查新表明 该技术具有自主知识产权。 ”
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大连化学物理研究所概况
（截至2009年12月）
院士 正高职 副高职 中级 初级 博士后
硕士 博士 合计
644 600 476 400 200 390 498 520 476 515 465
66 98
12
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
107
1000 800
793 730
820 760
790 714
232
254
254
295
300
– 中国科学院大连化学物理研究所
• 提供中试工艺技术和催化剂
– 中国石化集团洛阳石油化工工程公司
• 工程放大、试验装置设计和工程化开发
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装置概况及主要工艺流程简述
• 试验装置概况
装置的组成 试验装置包括原有DMTO装置部分（包括：甲醇转化 制烯烃单元、空压机部分、动力站），以及为DMTOII试验增加的C4+分离单元和C4+转化单元。 催化剂 DMTO-II和DMTO均使用同一种DMTO专用催化剂。
• 设备方面问题
装置大型化后设备设计可能预料到的问题均可得到有效的解决。
• 设备国产化问题
除部分仪表需引进外，均可实现国内制造。
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技术经济
• 与DMTO技术相比，DMTO-II技术吨烯烃甲醇消耗降低 10%以上，具有显著技术经济优势和应用前景。
– DMTO的技术经济指标近期将在神华包头60万吨/年烯烃装置上得到
新一代甲醇制取低碳烯烃 (DMTO-II) 技术
中国科学院大连化学物理研究所 新兴能源科技有限公司
2010年8月7日
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大连化学物理研究所概况
集基础、应用及开发研究、以承担国家 重大项目为主的综合性化学化工研究所 主要代表成果
五十年代 六十年代 七十年代 八十年代 九十年代 本世纪初 合成液体燃料 航空煤油、合成氨原料净化新工艺 卫星姿态控制肼分解催化剂 膜分离技术、高效农药 催化裂化干气制乙苯、化学激光 燃料电池、氢能、太阳能、储能、 生物技术、C1化学、化学动力学
• 在保障甲醇转化效果的同时，实现C4+的高选择性催化转化，显著提高低碳烯烃选择性
– 甲醇转化和C4+转化均采用流化反应方式，分别在不同的反应区进行，可以共用再生 器，耦合构成相互联系的完整系统
• 利用C4+转化反应强吸热的特点，在高温区进行C4+转化反应，既符合该反应的转化要求，也 能实现热量的耦合；
72 96 120 144 168 192 216 240 264
转化率或选择性，wt%
80 乙烯＋丙烯
70
60
50 乙烯 40 丙烯 30 0 24 48
运行时间（h）
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“石油替代”战略
>800oC，+H2O， 乙烯＋丙烯 收率～45%
石脑油
>800oC，+H2O
乙烷
乙烯 丙烯
煤 天然气
合成气
成熟技术
– 世界第一次万吨级工业性试验 – 2006年8月，专家鉴定会结论：“技术指标和试验规模达国际领先水 平”
100 转化率 乙烯＋丙烯＋C4 90
72小时考核标定结果
甲醇转化率 99.18% 选择性： 乙烯 39.81% 丙烯 38.90% 乙烯＋丙烯 78.71% 乙烯＋丙烯＋C4 89.15% 吨烯烃甲醇消耗 2.96 吨
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DMTO-II工业性试验结果
• 历程
– 工艺全流程打通阶段（2009.7.15－2009.9.20.） – 条件试验和考核运行阶段（2010.4.30-5.20） – 累计813小时运行
• 考核运行阶段主要历程
时 4月30日 5月1日-5月3日 5月4日 5月5日-5月15日 5月16日8:00-5月19日8:00 5月19日-5月20日 间 主要内容 甲醇转化系统反应器进甲醇原料 调整系统，C4+转化系统升温、加剂 C4+转化系统反应器进C4+ 装置平稳运行 现场专家考核，72小时标定 补充试验，装置停车