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煤制烯烃


目录
简介 工艺流程 发展现状及投产应用 经济效益

存在问题
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一、简介

1、煤化工
焦炭 煤焦化 煤焦油 焦炉气 电石 粗苯精制 制氢 乙炔 BDO 二甲醚 烯烃 煤化工 产业链 煤气化 合成气 合成氨 烯烃 直接液化 汽柴油 间接液化 甲醇 醋酸 车用燃料 氮肥 各类油品 烯烃 醇、醛、 酮、酸
传统煤化工 现代煤化工

2015年
2015年
?

1.16亿吨

Step 2

2009年

年均增长率约为 4% ?1.12亿吨
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我国聚烯烃(PE/PP)产能与需求展望
产能 5000 4000 3000 2000 1000 0 2009年 2012年 2015年 需求

关于煤制烯烃
中国石油和化学工业协会预计,“十二五 ”和“十三五”期间中国乙烯产能的增速将分 别达到 4.9%和 5.6%,尽管如此,乙烯仍然无 法满足下游市场的需求,2010年和 2020 年的 自给率只有 56.4%和 62.1%。 以“煤”代“ 油”生产低碳烯烃,是实现中国以“煤代油” 能源战略,保证国家能源安全的重要途径之一 。

2、概念

煤制烯烃即煤基甲醇制烯 烃,是指以煤为原料合成甲醇 后再通过甲醇制取乙烯、丙烯 等烯烃的技术.

3、五大工艺单元

煤气化

合成气净化

甲醇合成

甲醇转化烯烃

烯烃回收

煤代油战略

二、工艺流程

一、煤制甲醇

二、甲醇制烯烃技术
世界现行的 有两种

1、MTO
合成气
甲醇
乙烯、 丙烯

2、MTP
合成气 甲醇
丙烯

2.2.1 主要反应
MTO:(甲醇制烯烃)
2CH3OH = C2H4+2H2O 3CH3OH = C3H6+3H2O

MTP:(甲醇制丙烯) 3CH3OH = C3H6+3H2O

MTO反应过程
1.ONE 2.TWO 3.THREE

甲醇脱水生 成二甲醚, 在分子筛表 面生成甲氧 基

生成第 一个C-C键

生成C3 及C4

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2.2.3 MTO单元组成

甲醇蒸发

工艺前部分类似炼油 工业中的催化裂化装 置反应再生单元,后 反应和再生工序 部分类似石脑油裂解 气体分离单元 产品激冷和脱水
压缩、氧化回收

除杂,蒸馏及净化

2.2.2工艺进展
1 2 3 4 美孚(Mobil)公司的MTO技术 UOP公司的MTO工艺 UOP/Hydro公司的MTO技术 大连化物所的DMTO、SDTO技术 德国Lurgi公司的MTP技术

5

美孚MTO

UOP的MTO

二、技术进展
反应器 列管式反应器 流化床 SAPO-34分子 筛催化剂 (硅铝磷酸 盐)但对流化 床来说不坚 固耐用

SDTO(合成 UOP/Hydro的 气经二甲醚 MTO 制烯烃)

DMTO

流化床

流化床

流化床

催化剂 ZSM-5

以SAPO-34为 主要成分的 基于SAPO-34 MTO-100型催 的DO123催化 DMTO催化剂 化剂 剂

产物

乙烯、丙烯、 乙烯、丙烯 高级烯烃 乙烯质量回收 率达60%;烯 点 烃总质量收率 标 达80%

乙烯、丙烯

乙烯、丙烯 合成气制二 甲醚比合成 气制甲醇在 热力学上更 有利

乙烯、丙烯

特 指

乙烯、丙烯 乙烯、丙烯 总产率稳定 的选择性提 (80%),纯 高 度在99.6%以 上

甲醇转化率 >99%,乙烯、 丙烯选择性 >78%

2.2.4工艺流程

反应部分

反 应 器

再 生 器

分 离 器

碱 洗 塔

干 燥 塔

脱 乙
脱 甲 烷 塔

烷 塔

乙 烯 分 离 塔

丙 烯 分 离 塔

脱 丙 烷 塔

产品回收部分

DMTO 反应工艺简图

DMTO反应特点

三、发展现状 及投产应用

甲醇制烯烃研究、生产状况

?大连化物所 SDTO、DMTO ?C清华大学 FMTP ?中石化SMTO

?巴斯夫公司 ?UOP/Hydro

?鲁奇(Lurgi) 公司(MTP)

投产使用 目前正式批复和正在建设的只有三个:
1 大唐电力46万吨/年甲醇制丙烯 (MTP)

2

神华宁煤集团52万吨/年甲醇制丙烯 (MTP)

3

神华包头的60万吨/年甲醇制烯烃 (DMTO)

我国投产使用 将要实施的MTO/MTP项目主要有 安徽淮化集团170万吨甲醇及转化烯烃项目 ? 兖矿陕西榆林80万吨/年煤基烯烃项目 ? 陕西新兴煤烯烃100万吨/年煤基烯烃项目 ? 陕西彬长60万吨/年甲醇制烯烃项目 ? 中煤集团鸡西60万吨/年烯烃项目 ? 新疆广汇60万吨/年煤基烯烃项目

神华包头煤化工有限公司

神华包头
神华集团包头煤化工分公司60万吨煤制烯烃 工业示范项目

? 进展情况:2011年1月1日正式开始商业化运 营 ? 该项目是世界上对煤制烯烃工艺路线进行工 业化、商业化运营的首次成功实践,核心技术采 用具有中国自主知识产权的DMTO(中国科学院 大连化学物理研究所甲醇制烯烃工艺)工艺及催 化剂。

神华包头DMTO商业工厂

神华宁煤

? 神华宁煤集团煤基烯烃项目鸟瞰图

神华宁煤
神华宁煤集团煤基烯烃项目,是目前世界上 规模最大的以煤为原料,采用德国鲁奇公司 先进的煤基烯烃工艺制取丙烯,最终产品为 聚丙烯的煤化工项目

?核心技术采用了MTP技术
UOP 4673-28

? 神华宁煤集团日前成功研制出符合进口甲 醇/二甲醚高选择性制丙烯 (MTP)装置 要求的国产催化剂.该项目填补了我国在煤 制丙烯技术领域的又一空白,打破了国外 企业对煤制烯烃关键技术的垄断。经过3 年攻坚克难,日前,完全符合进口MTP装 置要求的国产催化剂研制成功,为实现 MTP催化剂国产化、高效清洁利用煤炭资 源、推动我国煤基烯烃产业发展奠定了坚 实的技术基础。

神华宁煤 装置生产能力

甲醇装置
167万吨/ 年甲醇

MTP装置
50万吨/年 丙烯

PP装置
50 万吨/年 聚 丙烯

神华宁煤

汽油18万吨 液态燃料3.9万吨 副产品

硫磺1.4万吨

经济效益
2010年8月8日全流程投料 开始到9月25日计划停车

首次投料试车就连续稳定 运行54天计1250小时

经过当年10月和11月的整改 12月又连续生产一个月。

全年累计生产 MTO 级甲醇39万吨、 聚烯烃8.1万 吨, 实现销售收入 约9亿元

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大唐国际

大唐国际



需煤炭620万吨 原料煤 380万吨 燃料煤 240万吨

年产聚丙烯46万吨


副产 精甲醇24万吨 汽油12.95万吨 液化气6.66万吨

? 区别:

煤质不同,决定了两个项目的 难度和意义完全不同。

煤质

设备

大唐多伦 神华包头

褐煤

壳牌气化炉

无烟煤 德士古气化炉

大唐国际
? 褐煤 褐煤是煤炭资源中煤化程度最低的矿产煤
高挥发分(50%) 高水分(30%) 低热值(14MG/kg左右) 低灰熔点

坑口燃烧发电

我国大规模利用褐煤发电不太现实。 褐煤气化利用是一个好途径。

四、经济效益与 及市场前景

MTO经济性分析

?在原油价格高位运行的背景 下,煤制烯烃的工艺路线显 示出其竞争力,成本优势明 显,经济上有竞争力
原油 价格 煤炭 价格

煤制烯烃技术的发展潜力究竟如何?

石油 可采储量为67.3 亿t,按年均加工 2.7亿t记

煤 按可直接利用的 煤炭资源和年产 20亿吨煤记 使用年限为 90-100年

使用年限为25年

煤制烯烃技术的发展潜力究竟如何?

1000万 吨/年的原 油加工能力 年产300万 吨石脑油


100万吨 /年乙烯

就我国煤炭和石油的 储量对比关系看求, 在资源的有效利用方 面具有明显的优势

如果以煤炭为原料,一 个100万吨/年规模 的乙烯工厂,每年所需 的煤炭量为1000万 吨。

轻柴油 口,并且配备经济型的大规 模装置,煤制甲醇的成本完 原油价格35 5300元/吨 美元/桶 全可以做到更低

石油

除非煤价超过513 元/吨,否则煤制 烯烃成本不会超过 如果项目建设在煤炭基地坑 三吨石脑油/ 5300元/t 一吨烯烃



三吨甲醇

一吨烯烃

2200元/吨 以优质煤为例

神华煤制烯烃项目

5.5吨煤

1吨聚烯烃产品

按保守价格7000元/ 在煤矿坑口 1吨煤的价格 附近建设煤 吨计算,发展煤制烯烃项 500元以内 制烯烃工厂 目可以实现较大增值
国内聚烯烃产品 的市场价格

1万元/吨上下

比较
褐煤 优质煤 煤成本在 1200元左右
每生产 一吨甲醇

煤成本仅为 672元/吨

很显然,使用褐煤作原料,其经济性和 价格的竞争力要优于其他煤种

工业化DMTO经济性分析

五、存在问题

存在问题

虽然前景看好,但化工易贸 的人士认为,受制于种种 因素,短时间内煤制烯烃 很难成为主流

存在问题
水耗高,污染重
B

有关专家指出,目前中国SAPO分子筛催化 剂尚不够成熟。在烯烃回收分离方面,虽与 传统的石脑油裂解制烯烃工艺中的裂解气分 C 融资难度大 A 交通运输 离单元相似,但煤制烯烃产物中含有微量含氧 化合物,对烯烃分离系统有影响,在实践时 成本较高 问题 还有待研究

E

D

技术方面

需经较高的技 术检验

其中

环境问题

环境问题
一.二氧化碳的排放 二.工艺废气 煤气化排污水, 气化 灰渣 三.变换 变换工艺冷凝液 四.催化剂 变换的催化剂 甲醇合成催化剂
变换的催化剂,甲醇合成催 化剂

一.甲醇转化催化剂 二.再生烟气 三.急冷废水 四.加氢脱炔催化剂 五.干燥分子筛等


必须执行严格 的节水制度
煤制烯烃装 置位于煤炭 丰富的地区

这些地区水 资源匮乏

过程中需要 大量水资源

因此

加强行业管理、坚持科学发展

“十二五”初期,国家有必要从我国煤炭 资源、水资源、生态环境等方面研究 我国煤制烯烃产业的发展规模、产业布局、 经济可行性等关键问题, 提出适合国情的煤制烯烃产业布局建设, 加强煤制烯烃行业管理, 引导煤制烯烃产业科学,健康发展
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重视资源综合利用和生 态保护工作
废弃物减 量化 资源化

采用废水制浆 废水闭路循环
副产炉渣、粉煤 灰制水泥

再利用
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结论
煤制烯烃竞争 力不仅仅是资 源和价格,更 重要的是技术、 研发、质量、 管理、服务 与销售网络等 要素

在今后相当时 期内,石油路 线烯烃仍将处 于主导地位, 而煤制烯烃主 要起补充作用, 处于辅助地位。

应综合考虑 自身综合 实力、建设 条件和现有 产业基础 加以合理 选择。

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