煤制烯烃研究报告

煤制烯烃研究报告

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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，所以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：首先通过煤气化制合成气，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。目前，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2０１0年最先实现工业化。

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2006年已实现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工艺可以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。

UOP／Hｙdｒo公司的甲醇制烯烃（ＭＴO）工艺流程示意图该项目于２013年9月下旬开车成功,产出合格产品，乙烯、丙烯全部达到并超过聚合级产品要求。另外,久泰能源年产６0万吨甲

醇制烯烃项目、江苏斯尔邦石化有限公司年产83万吨甲醇制烯烃项目都采用霍尼韦尔技术进行项目建设。

三、国内煤制烯烃情况

1、煤基甲醇制烯烃(MTO）

（1）中科院大连化物技术（DMTＯ)

DMＴO是大连化物所的甲醇制烯烃专利技术。2005年由中科院大连化物所、陕西新兴煤化工科技发展有限责任公司和中国石化集团洛阳石化工程公司合作在陕西建设了生产规模以原料甲醇计为15000吨／年的ＤMＴO工业化试验装置。该装置于2０06年2月一次投料试车成功，实现了近１0０%甲醇转化率、低碳烯烃（乙烯、丙烯、丁烯）选择性达9０%以上的结果。此外，陕西煤化集团目前正采用ＤMTO－Ⅱ技术在陕西蒲城建设70万吨/年的煤制烯烃项目。

ＤMＴO技术应用情况

宁波禾元化学有限公司投资约6０亿元,通过外购甲醇,采用DＭTＯ工艺技术建设的180万吨/年甲醇制烯烃装置（含烯烃分离)、４０万吨/年聚丙烯装置、50万吨/年乙二醇装置,于20１3年1月投料试车成功，并生产出合格烯烃（乙烯、丙烯)。

神华集团采用DMTO技术，投资1７0亿，于2010年5月在内蒙古包头建成１８０万吨/年甲醇、60万吨／年甲醇制烯烃项目,是世界首套百万吨级煤基甲醇制烯烃大型工业化示范装置。自2011年１月正式投入商业运营以来，在产品方向、工艺路线、技术可靠性、工程放大、技术装备、水资源、环境影响、经济可行性、运营管理等方面形成了一系列具有示范及推广意义的工程化技术,并攻克了世界首套煤制低碳烯烃工艺技术工程化及实现长周期稳定运转等世界性难题，甲醇转化率达到９9.9５%以上,烯烃（乙烯+丙烯)选择性达78%

以上。

神华集团煤制烯烃工艺流程图

神华包头煤基甲醇制烯烃项目气化装置主要工艺技术：

①气化:采用美国GE公司的水煤浆气化技术,共七台单炉投煤量为１50０吨/天的气化炉，由中国天辰工程公司详细设计。

②空分:采用杭州杭氧股份有限公司4套单套规模为6000０立方米/小时(氧气）规模的空分设备。空气压缩机采用德国MＡN透平公司设备。

③耐硫变换:采用青岛庄信恒瑞的K８-11HR 催化剂,合成气净化采用德国林德公司低温甲醇洗工艺包。

④硫回收:采用山东三维石化工程股份公司的SSR工艺技术。设计规模为22000吨/年硫磺产品。

⑤甲醇合成:采用英国庄信万丰公司下属DAＶY工艺技术公司的甲醇合成技术，庄信万丰公司的甲醇合成催化剂。

⑥甲醇制烯烃：采用中国科学院大连化物所的甲醇制烯烃（DMTO)技术。反应器和工艺设计单位是中石化洛阳工程公司,DMＴＯ催化剂由正大集团正大能源材料有限公司提供。烯烃分离回收采用美国鲁姆斯公司（Lummus）技术。聚丙烯装置采用美国陶氏化学公司(DOW）的

ＵNIPOLPP技术;聚乙烯装置采用陶氏化学公司Ｕnipol工艺。

(2）上海石化院技术（ＳＭTＯ）

SMTO技术是中石化上海石化研究院开发的甲醇制烯烃技术，SＭTO反应系统由流化床反应器和催化剂再生器组成。20０5年建立一套12t/年的循环流化床热模试验装置，实现甲醇转化率大于99.８%,乙烯和丙烯选择性大于８0%,乙烯、丙烯和C４选择性超过90％。

2００7年１１月，100t／ｄ甲醇制烯烃(SMTＯ）工业试验装置成功投产运行。2０11年1０月采用SMTO技术在中原石化建成60万吨/年甲醇制２0万吨／年烯烃装置,并投入正常运行,并于２014年１月通过竣工验收。

2013年获得发改委“路条”的中石化贵州项目（投资约200亿元,１80万吨甲醇、6０万吨烯烃、30万吨聚乙烯和３0万吨聚丙烯等）与河南项目（投资1７0亿元,１8０万吨甲醇、６0万吨烯烃),均采用SMTO技术。

2、煤基甲醇制丙烯(MTＰ)

(1)采用国外技术建设的MTP装置

德国鲁奇公司是世界上最早开发成功MTP技术的公司,该公司还拥有大型甲醇(ｍega methanｏl）低压合成技术,大型甲醇技术与ＭＴＰ技术两者结合,可以建设大型ＭTP工业装置。当前国内用于生产的煤基甲醇制丙烯都采用该技术。

采用GＳP气化技术的神华宁煤年产52万吨的ＭTP项目,总投资约195亿元,于201０年10月投料试车成功，产出合格丙烯产品，目前生产平稳,取得了较好的经济效益。该项目采用德国西门子GSＰ干煤粉气化工艺，四合一装置采用德国鲁奇公司变换、低温甲醇洗、硫回收、大甲醇合成技术,MTP装置采用德国鲁奇公司MTP技术,聚丙烯