60万吨煤制烯烃项目可研2(1)

第三章产品方案和生产规模

3.1 产品方案

新疆库车广汇新能源开发有限公司拟充分利用新疆南部阿克苏地区丰富的天然气和煤炭资源，在库车石化工业园规划建设年产60万吨烯烃项目。

本项目的终端产品为：聚乙烯和聚丙烯，聚乙烯和聚丙烯的生产能力分配可根据市场行情进行调节。

本项目的副产品为：丁烯和硫磺

3.2 生产规模

3.2.1 生产规模

本项目以天然气和煤为原料，采用一段蒸汽转化工艺、SHELL干煤粉气化工艺、LURGI甲醇合成、大连化物所DMTO工艺、BASELL的SPHERIPOL和DOW的UNIPOL工艺，装置的生产能力均可实现大型化生产，除煤气化及配套的空分、CO 变换按两个系列设计外，其它装置按一个系列设计。

本项目主导产品为聚乙烯和聚丙烯，生产规模总能力为60万吨/年，暂定聚乙烯和聚丙烯的产品比例为1：1，各30万吨/年，实际生产中将根据市场情况调整聚乙烯和聚丙烯的比例以及产品牌号。

本项目副产品规模：

丁烯：10万吨/年

硫磺：1.02万吨/年

3.2.2 操作制度

本项目建成后每天运行24小时，年操作8000小时。

第四章总工艺流程和装置组成

4.1 原料路线的选择

聚乙烯和聚丙烯是世界上重要的两个塑料产品，市场需求量大。由于当今聚乙烯和聚丙烯的生产主要由石油加工而来，因此其市场价格跟随石油价格而波动，其生产成本也在升高，市场价格高居不下，国内由于石油价格与国际接轨后生产成本也在升高。为了满足日益增长的市场需求，减少对石油的依赖，国际上开发出了由甲醇生产烯烃的工艺技术，从而使得天然气、煤或其它含有氢和一氧化碳的气体等作为原料生产甲醇进而生产出烯烃产品成为可能。由于以天然气和煤为原料生产甲醇的成本较低，甲醇生产烯烃的成本较当今由石油加工的烯烃产品在价格上有较大的成本优势。

由于以煤为原料流程比较复杂，投资较高，除南非等少数国家外，国外甲醇装置一般不以煤为原料。我国由于煤多、气少、缺油的能源结构及其它原因，先后建设了大批以煤为原料的甲醇装置，尤其近几年来采用先进的SHELL粉煤气化技术和TAXCO水煤浆技术建设了大批以煤为原料的大型甲醇装置。这类装置工艺流程较长，投资较高。

与煤、重油、石脑油相比，以天然气为原料具有流程短、投资省、能耗低、生产清洁的特点，目前全世界70%以上的甲醇装置以天然气或烃类加工尾气为原料。我国也先后建设了一批以天然气或烃类加工尾气为原料的甲醇装置，主要分布在油田或天然气产区，如川西北甲醇厂、川维甲醇厂、格尔木甲醇厂、大庆甲醇厂、长庆甲醇厂、中海油60万吨甲醇装置等，少数几个利用西气东输的天然气装置如中海油天野化工20万吨甲醇装置和河南驻马店30万吨甲醇装置等。

国内外甲醇原料路线的主流是天然气，总的趋势是生产装置不断向天然气丰富、廉价的国家和地区转移。由于我国特殊的能源结构、能源分布的不平衡、市场分布的不平衡，同时以天然气和煤为原料的局面将长期共存，预计今后新建的甲醇装置原料路线的主流是天然气或煤。

单纯以天然气为原料生产甲醇的装置一般在补碳前生产的甲醇合成气f=(H2-CO2)/(CO+CO2)≈2.9，与甲醇合成要求的合成气最佳f值2.05相差很大，因此补碳是必须的，一般将甲醇合成气补碳达到f值2.25。而单纯以煤为原料的甲醇装置因煤中氢碳比约0.8，为满足甲醇生产合成气要求的合成气最佳f值2.05，煤气化粗煤气中的CO需转化为H2，CO变换深度约60%，然后再脱除CO2，粗煤气中只有

约43%的碳源被利用，多余CO2直接放空。因此将一种生产甲醇合成气时氢多碳少与另一种生产甲醇合成气时碳多氢少的两种原料结合来生产甲醇是十分合理的选择。

本项目建设地库车县所在区域天然气和煤炭资源都很丰富，结合两种原料的特点，本项目生产烯烃原料拟以天然气和煤为原料生产甲醇。

本项目以天然气和煤为原料生产甲醇合成气，实现了两种原料的优势互补，不需从天然气转化炉的烟道气中回收CO2，而是通过降低粗煤气中CO变换深度，以更适合甲醇合成的CO气体来实现补碳，因此节省了烟道气回收CO2、粗煤气CO变换和脱除CO2过程中消耗的额外能量，降低了单位产品能耗，真正意义上实现了多种能源的综合利用，达到了循环经济的目的，也减少了温室气体CO2的排放。根据初步计算，与天然气和煤独立两条线的非碳氢互补方案相比，本项目每年可直接减少温室气体CO2排放量约9.5万吨。

由于将天然气和煤为原料结合生产甲醇合成气的组合工艺能量利用合理，既符合循环经济的特点又能大幅降低温室气体的排放，因此这种原料组合一直是甲醇研究专家极力推荐的。

4.2 全厂装置组成

本项目以天然气和煤为原料生产聚丙烯，全厂包括天然气转化、煤制合成气、甲醇合成、甲醇制烯烃和烯烃聚合五大部分工艺装置，以及配套的公用工程和辅助设施。（1）天然气转化部分

本部分的功能是将原料天然气通过蒸汽转化，生产出甲醇合成气。

天然气转化部分装置构成如下：

（2）煤制合成气部分

本部分的功能是将原料煤制备成合格合成气。

煤制合成气部分装置构成如下：

（3）甲醇合成部分

本部分的功能是将合格合成气在甲醇合成塔合成甲醇，为丙烯生产装置提供原料。

甲醇合成部分装置构成如下：

（4）甲醇制烯烃部分

（5）烯烃聚合部分

（6）公用工程和辅助设施部分

4.3 工艺技术及来源

本项目采用先进可靠的技术，确保生产操作长期、稳定、安全地运行，符合国家劳动保护和安全卫生各项规定。

各主要装置采用的技术如下：

4.4 总工艺流程说明

4.4.1 天然气转化装置

（1）天然气压缩

来自界区外５公里的原料天然气７MPa（G）、25℃进入天然气压缩机，经压缩后约2.9 MPa（G）、97℃去天然气转化工序。

（2）天然气脱硫

来自天然气转化工序的370℃天然气先进入钴钼加氢反应器将有机硫转化为无机硫，然后再进入氧化锌脱硫槽将总硫脱除至0.1PPm，脱硫后的天然气返回天然气转化工序。

（3）天然气转化

来自天然气压缩工序的原料气在一段炉对流段经两次预热温度达到370℃后去天然气脱硫工序，脱硫后的天然气与4.2 MPa（G）、400℃过热蒸汽按一定比列混合，混合气经对流段进一步预热到550℃进一段转化炉转化管，在转化管内发生烃类的蒸汽转化反应，出转化管的转化气温度约860℃。

高温转化气先经转化气废热锅炉冷却副产高压蒸汽，再经锅炉给水预热器降温至约180℃，然后去除盐水预热器、水冷器冷却至40℃后进入分离器，将转化气和工艺冷凝液分离开，转化气2.0MPa（G）、40℃去甲醇装置压缩工序。

4.4.2 空分装置

以空气为原料，通过离心式空气压缩、分子筛空气净化、两级空气精馏的方法将空气分离为氧气和氮气，同时联产工厂空气。氧气送煤气化装置用于煤气化，氮气作全厂公用工程氮气，工厂空气供全厂有关装置使用。

4.4.3 煤气化装置

（1）煤碳预干燥

合格粒度的原料煤（包括细渣和褐煤）(粒度≤50mm)由原料煤贮运系统送入管式干燥机前碎煤仓临时贮存，碎煤仓中的一定量的褐煤通过称重给煤机给到双辊式破碎机中破碎至合格的粒度(粒度≤6mm)，然后送入管式干燥机中干燥。在干燥管外部