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甲醇制烯烃工艺
前言
• 乙烯、丙烯等低碳烯烃是化学工业重要的基本有 机化工原料，目前国内外乙烯和丙烯的来源主要 依靠石脑油裂解。近10年来，国际形势动荡不安， 不稳定因素继续增加，世界和平还面临许多问题， 影响石油生产的因素远未消除，国际原油价格逐 年上涨，烯烃的生产成本不断升高，极大地影响 了烯烃工业的发展。国内外的一些大型科研机构 努力寻求以非石油资源为原料生产烯烃的新途径。 随着甲醇装置大型化生产技术的日臻成熟，煤或 天然气经由甲醇制取低碳烯烃成为备受关注的生 产路线。
中国甲醇制Βιβλιοθήκη Baidu烃
• 随着原油价格的攀升，煤炭将逐渐代替石油成为 化工行业的基础原料。中国缺少乙烯和丙烯,而甲 醇产能过剩，甲醇制烯烃装置的前景一片光明。 • 低碳烯烃是重要的基本有机化工原料，以甲醇为 原料生产低碳烯烃的技术，是发展新型煤化工产 业的必由之路。不仅能减轻和缓解对石油的需求 和依赖，保障国家能源安全，也为我国实施石油 替代战略提供了一条切实可行的新技术途径。
•
• 原料及水资源的可获得性是项目成功的必要条件
原料天然气、煤炭及水资源的可供应量是项目得以持 续的关键环节。从理论上讲，天然气和煤均可作为甲醇制 烯烃的初级原料。从规模上看，150万吨／年的甲醇装置 需要天然气150000万Nm3／a，按装置生产30年计算的话， 则需要天然气450亿Nm3／a；每年需要煤390万吨，30年 则需要11700万吨煤，如果没有中石油、中石化这样大的 天然气供应商或大型煤矿支持的话，无异于是一种神话。 • 化工项目是一个需水量较大的项目，以天然气为原料 的甲醇制烯烃项目年需冷却水45000万m3，如果年运行时 45000 m3 间按8000小时计算的话，则需冷却水56000m3／小时， 要求建一个供水量为5000m3／小时的供水装置，要求修 建一个1000～4000万立方的中型水库来支撑，以煤为原 料的生产装置需水量更大。另一方面，以天然气为原料的 生产废水回收利用成本较低，以煤为原料的生产废水回收 利用成本较高，需要的水资源更多。因此，项目所在地必 须要有丰富的水资源作为支撑。而我国产煤地大多数为缺 水的西部地区，水资源的可得性是项目必须首先考虑的问 题。 •
发展建议
• 1甲醇制烯烃项目是一种新的低碳烯烃生产工艺， 国家正在有计划地推进国产技术工业化进程，将 为甲醇制烯烃技术提供更宝贵的经验，使国内技 术不断成熟、提高。 • 2无论是国外的，还是国内的技术，在工业应用方 面均不成熟，各地切忌一蜂而上。 • 3甲醇制烯烃项目投资高，风险大，项目单位要认 真分析项目风险，将各种可能的因素均考虑进去， 避免因各种原因而中途下马，减少资源、资金浪 费。
•
投资高限制了技术的应用和推广 同规模相比，甲醇制烯烃项目的投资比石脑油制 烯烃的投资高出43％。从目前国家批准建设的神 华甲醇制烯烃项目来看，建设一套30万吨／年的 甲醇制烯烃装置及其配套装置的投资估算为120 亿。以天然气为原料的装置投资可能要便宜些， 谢光全先生1997年估计在86.95亿左右，按目前 的物价水平估计，建一套50万吨／年的甲醇制烯 烃项目的总投资不会低于100亿。甲醇制烯烃项 目主要产品是低碳的乙烯、丙烯，均为气体产品， 不易对外销售，需要配套建设聚乙烯／聚丙烯等 配套装置，使项目的总投资变得很高。项目投资 高，增加了项目融资难度，也限制了甲醇制烯烃 技术的应用和推广。
• 中国化工信息中心有关专家认为，未来中国传统 煤化工行业将实行严格的准入制度，限制煤炭调 入地区发展煤化工，在煤炭资源丰富的西部地区 适度发展煤化工。新工艺新技术将成为中国未来 煤化工发展的关键动力。 • 目前，中国已经有3个甲醇制烯烃项目建设完成， 并正处于商业启动阶段中，分别是中国神华的60 60 万吨装置、大唐多伦的47万吨装置以及神华宁夏 煤业集团的47万吨装置。其中，中国神华的60万 吨装置已经于今年8月份开始运行。
未完待续。。。 未完待续。。。 thank you!
MTO技术应用情况 技术应用情况
• 技术成熟性有待进一步验证 甲醇制烯烃技术包括合成气生产、甲醇生产和烯 烃生产三个环节，从现有的技术水平来看，前两 个环节无论是从技术的角度，还是从经济的角度 来评价都是可行的成熟技术。不成熟的是甲醇制 烯烃的环节，虽然国内从中试的角度验证了MTO 技术的可能性，但工业化应用的可靠性还未得到 充分验证。从国内的陕西试验装置来看，日处理 甲醇量50吨规模只接近规模化装置的百分之一， 规模放大以后还有许多技术问题需要解决。
甲醇制烯烃的工艺
• 甲醇制烯烃的工艺在研究初期使用的是固定床反 应器，反应条件在温度300℃，压力0.11～ 0.14Mpa下进行。催化剂使用的是HZSM-5，甲醇 的转化率为100％，乙烯加丙烯的选择性为60％， 固定床反应器的优点是，反应器结构比较简单， 容易制作，设备造价低，但不能利用反应器撤除 的热量，催化剂不能再生。后来UOP／Hydro改 用流化床在温度350～500℃，压力0.1～0.5Mpa 下进行0.75t／d的中试试验。流程床最大特点就 是能使催化剂再生连续化，大大提高了MTO的反 应效率。
甲醇制烯烃的主要反应
• MTO的主要反应是在催化作用下甲醇先脱水生成二甲醚 (DME),然后DME和原理甲醇的平衡混合物脱水继续转化 为以乙烯，丙烯为主的低碳烯烃。少量低碳烯烃进一步由 于环化、脱氢、氢转移、缩合、烷基化等反应生成分子量 不同的饱和烃、芳烃、C6+烯烃及焦炭。 • 主反应为： • 2 CH3OH------CH3OCH3(DME) +H2O • n CH3OCH3 ------- 2 CnH2n + n H2O (n=2-8) • 甲醇制烯烃的关键技术是：催化剂的活性和选择性以及相 应的工艺流程设计。
前言
• 乙烯、丙烯等低碳烯烃是化学工业重要的基本有 机化工原料，目前国内外乙烯和丙烯的来源主要 依靠石脑油裂解。近10年来，国际形势动荡不安， 不稳定因素继续增加，世界和平还面临许多问题， 影响石油生产的因素远未消除，国际原油价格逐 年上涨，烯烃的生产成本不断升高，极大地影响 了烯烃工业的发展。国内外的一些大型科研机构 努力寻求以非石油资源为原料生产烯烃的新途径。 随着甲醇装置大型化生产技术的日臻成熟，煤或 天然气经由甲醇制取低碳烯烃成为备受关注的生 产路线。
中国甲醇制Βιβλιοθήκη Baidu烃
• 随着原油价格的攀升，煤炭将逐渐代替石油成为 化工行业的基础原料。中国缺少乙烯和丙烯,而甲 醇产能过剩，甲醇制烯烃装置的前景一片光明。 • 低碳烯烃是重要的基本有机化工原料，以甲醇为 原料生产低碳烯烃的技术，是发展新型煤化工产 业的必由之路。不仅能减轻和缓解对石油的需求 和依赖，保障国家能源安全，也为我国实施石油 替代战略提供了一条切实可行的新技术途径。
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• 原料及水资源的可获得性是项目成功的必要条件
原料天然气、煤炭及水资源的可供应量是项目得以持 续的关键环节。从理论上讲，天然气和煤均可作为甲醇制 烯烃的初级原料。从规模上看，150万吨／年的甲醇装置 需要天然气150000万Nm3／a，按装置生产30年计算的话， 则需要天然气450亿Nm3／a；每年需要煤390万吨，30年 则需要11700万吨煤，如果没有中石油、中石化这样大的 天然气供应商或大型煤矿支持的话，无异于是一种神话。 • 化工项目是一个需水量较大的项目，以天然气为原料 的甲醇制烯烃项目年需冷却水45000万m3，如果年运行时 45000 m3 间按8000小时计算的话，则需冷却水56000m3／小时， 要求建一个供水量为5000m3／小时的供水装置，要求修 建一个1000～4000万立方的中型水库来支撑，以煤为原 料的生产装置需水量更大。另一方面，以天然气为原料的 生产废水回收利用成本较低，以煤为原料的生产废水回收 利用成本较高，需要的水资源更多。因此，项目所在地必 须要有丰富的水资源作为支撑。而我国产煤地大多数为缺 水的西部地区，水资源的可得性是项目必须首先考虑的问 题。 •
发展建议
• 1甲醇制烯烃项目是一种新的低碳烯烃生产工艺， 国家正在有计划地推进国产技术工业化进程，将 为甲醇制烯烃技术提供更宝贵的经验，使国内技 术不断成熟、提高。 • 2无论是国外的，还是国内的技术，在工业应用方 面均不成熟，各地切忌一蜂而上。 • 3甲醇制烯烃项目投资高，风险大，项目单位要认 真分析项目风险，将各种可能的因素均考虑进去， 避免因各种原因而中途下马，减少资源、资金浪 费。
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投资高限制了技术的应用和推广 同规模相比，甲醇制烯烃项目的投资比石脑油制 烯烃的投资高出43％。从目前国家批准建设的神 华甲醇制烯烃项目来看，建设一套30万吨／年的 甲醇制烯烃装置及其配套装置的投资估算为120 亿。以天然气为原料的装置投资可能要便宜些， 谢光全先生1997年估计在86.95亿左右，按目前 的物价水平估计，建一套50万吨／年的甲醇制烯 烃项目的总投资不会低于100亿。甲醇制烯烃项 目主要产品是低碳的乙烯、丙烯，均为气体产品， 不易对外销售，需要配套建设聚乙烯／聚丙烯等 配套装置，使项目的总投资变得很高。项目投资 高，增加了项目融资难度，也限制了甲醇制烯烃 技术的应用和推广。
• 中国化工信息中心有关专家认为，未来中国传统 煤化工行业将实行严格的准入制度，限制煤炭调 入地区发展煤化工，在煤炭资源丰富的西部地区 适度发展煤化工。新工艺新技术将成为中国未来 煤化工发展的关键动力。 • 目前，中国已经有3个甲醇制烯烃项目建设完成， 并正处于商业启动阶段中，分别是中国神华的60 60 万吨装置、大唐多伦的47万吨装置以及神华宁夏 煤业集团的47万吨装置。其中，中国神华的60万 吨装置已经于今年8月份开始运行。
未完待续。。。 未完待续。。。 thank you!
MTO技术应用情况 技术应用情况
• 技术成熟性有待进一步验证 甲醇制烯烃技术包括合成气生产、甲醇生产和烯 烃生产三个环节，从现有的技术水平来看，前两 个环节无论是从技术的角度，还是从经济的角度 来评价都是可行的成熟技术。不成熟的是甲醇制 烯烃的环节，虽然国内从中试的角度验证了MTO 技术的可能性，但工业化应用的可靠性还未得到 充分验证。从国内的陕西试验装置来看，日处理 甲醇量50吨规模只接近规模化装置的百分之一， 规模放大以后还有许多技术问题需要解决。
甲醇制烯烃的工艺
• 甲醇制烯烃的工艺在研究初期使用的是固定床反 应器，反应条件在温度300℃，压力0.11～ 0.14Mpa下进行。催化剂使用的是HZSM-5，甲醇 的转化率为100％，乙烯加丙烯的选择性为60％， 固定床反应器的优点是，反应器结构比较简单， 容易制作，设备造价低，但不能利用反应器撤除 的热量，催化剂不能再生。后来UOP／Hydro改 用流化床在温度350～500℃，压力0.1～0.5Mpa 下进行0.75t／d的中试试验。流程床最大特点就 是能使催化剂再生连续化，大大提高了MTO的反 应效率。
甲醇制烯烃的主要反应
• MTO的主要反应是在催化作用下甲醇先脱水生成二甲醚 (DME),然后DME和原理甲醇的平衡混合物脱水继续转化 为以乙烯，丙烯为主的低碳烯烃。少量低碳烯烃进一步由 于环化、脱氢、氢转移、缩合、烷基化等反应生成分子量 不同的饱和烃、芳烃、C6+烯烃及焦炭。 • 主反应为： • 2 CH3OH------CH3OCH3(DME) +H2O • n CH3OCH3 ------- 2 CnH2n + n H2O (n=2-8) • 甲醇制烯烃的关键技术是：催化剂的活性和选择性以及相 应的工艺流程设计。