【正文】 796104t/a上升到了1424104t/a，%，超過了乙烯年均增長速度。第二章 建設(shè)規(guī)模 市場需求20052010年，我國的乙烯的產(chǎn)量從755104t/a，上升到1209104t/a，%，其中2008年由于受全球金融危機(jī)的影響，較前一年產(chǎn)量略有下降，但產(chǎn)量仍高于2005年和2006年。 項目投資及資金來源本項目總投資額約為1027466萬元，其中從 銀行貸款500000萬元，貸款利率為 %，其余由企業(yè)自有資金注入。 研究結(jié)論 項目產(chǎn)品及生產(chǎn)規(guī)模本項目是為某祿恒能源化工有限公司建造的一套甲醇制烯烴（MTO）工藝系統(tǒng)，年處理甲醇300萬噸，并可利用江蘇省某市便捷的水路交通，利用海外甲醇發(fā)展烯烴項目。2011年1月1日正式進(jìn)入商業(yè)化運(yùn)行以來，連續(xù)高負(fù)荷（裝置負(fù)荷達(dá)到95%以上）安全穩(wěn)定運(yùn)行，各項技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到或接近設(shè)計值，產(chǎn)品質(zhì)量合格。項目建設(shè)者采取逐臺氣化爐投料的方式，穩(wěn)步推進(jìn)空分裝置、煤氣化裝置、凈化裝置和甲醇裝置的投料試車工作，在7月3日一次成功生產(chǎn)出MTO級甲醇。2009 年1 月，內(nèi)蒙古包頭神華煤化工有限公司600 kt/a 煤經(jīng)甲醇制烯烴項目開工，建設(shè)內(nèi)容包括1800 kt 甲醇裝置、600 kt 甲醇制烯烴（MTO）裝置、300 kt 聚乙烯裝置、300 kt聚丙烯裝置。2007年，大連化物所同神華集團(tuán)簽訂60萬噸/年甲醇制取低碳烯烴技術(shù)許可合同，這也是世界首套煤制烯烴技術(shù)許可合同。并在2005年l2月成功投料試車，2006年8月23日通過了國家級鑒定。2008年1月歐洲化學(xué)技術(shù)公司、新加坡Eurochem技術(shù)公司旗下的Viva公司在尼日利亞的Lekki建設(shè)330萬t／a甲醇裝置．下游配套建設(shè)MTO裝置。新加坡的歐洲化學(xué)公司正在尼日利亞建設(shè)1 萬噸甲醇/ 天的MTO 裝置（包括OCP單元），目前已完成基礎(chǔ)設(shè)計。SDTO 工藝與MTO工藝差別很小，也采用流化床的反應(yīng)再生形式，其催化劑同樣可以用于MTO工藝。為了降低甲醇原料消耗，在甲醇進(jìn)料量不變的情況下，增產(chǎn)更多的烯烴。取得突破性進(jìn)展的是Norsk t/ d 的MTO工藝演示裝置，裝置連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)了90d ，各系統(tǒng)操作正常、穩(wěn)定甲醇的轉(zhuǎn)化率接近100％，乙烯+丙烯的產(chǎn)率穩(wěn)定在80%左右， %以上，可直接滿足聚合級丙烯和乙烯的要求。 MTO的國內(nèi)外研究美國Mobil提出一種使用ZSM5催化劑，在列管式反應(yīng)器中進(jìn)行甲醇轉(zhuǎn)化制烯烴的工藝流程，并于1984年進(jìn)行過9個月的中試試驗，試驗規(guī)模為100桶/d。但在世界范圍內(nèi)對于石油而言，短期有價格上漲、供應(yīng)不穩(wěn)定的問題；長期有資源儲藏量有限，石油價格上漲的問題。同時，我們將廠址選在某，當(dāng)?shù)卣疄榇颂峁┑恼咧С挚蔀楸卷椖康捻樌_工帶來諸多便利。在反應(yīng)器設(shè)計時，我們參考了大連化物所的相關(guān)數(shù)據(jù)及文獻(xiàn)，通過討論和修改最終定稿。年處理300萬噸甲醇制烯烴可行性研究報告年處理300萬噸甲醇制烯烴可行性研究報告目錄第一章 總論 1 項目概況 1 設(shè)計依據(jù) 1 項目背景 1 MTO的國內(nèi)外研究 2 MTO的工業(yè)展望 4 研究結(jié)論 6 項目產(chǎn)品及生產(chǎn)規(guī)模 6 工藝路線簡介 6 建設(shè)周期 7 項目投資及資金來源 7 項目結(jié)論 7第二章 建設(shè)規(guī)模 7 7 市場需求 7 產(chǎn)品描述 8 原料來源 10 建廠規(guī)模 12 12第三章 MTO技術(shù) 13 13 催化劑的研究 17 催化劑的發(fā)展 17 催化劑的使用 20 催化劑的再生 23 MTO工藝的優(yōu)點(diǎn) 23 甲醇制烯烴工藝條件 24 反應(yīng)溫度 24 反應(yīng)壓力 24 甲醇制烯烴工藝流程及主要設(shè)備 25 MTO工藝流程 25 MTO主要設(shè)備 30第四章 C4的綜合利用 30 C4餾分的利用現(xiàn)狀 30 綜述 30 工業(yè)利用途徑 31 C4餾分的分離及化工利用 33 提高C4資源利用價值 37 加氫精制，作乙烯裂解原料 37 C4烯烴歧化制丙烯 38 C4烴類回?zé)捲霎a(chǎn)乙烯、丙烯 38 異丁烷氧化法生產(chǎn)環(huán)氧丙烷，聯(lián)產(chǎn)叔丁醇 38 MTBE烷基化油聯(lián)合裝置 39 本廠C4情況 40 方案設(shè)計 40 C4裂解增產(chǎn)丙烯 40 烯烴歧化制丙烯 41第五章 廠址選擇 42 廠區(qū)選擇基本原則 42 廠址選定 44 概況 44 選址優(yōu)勢 45 政府政策 47 總結(jié) 49第六章 組織機(jī)構(gòu)與系統(tǒng)集成方案 50 組織結(jié)構(gòu) 50 機(jī)構(gòu)職權(quán) 51 股東會 51 董事會 51 監(jiān)事會 52 總經(jīng)理 52 53 管理機(jī)制 55 公司管理策略 55 公司激勵策略 55 企業(yè)文化 57 生產(chǎn)班制 58 員工培訓(xùn) 58 工人、技術(shù)人員和生產(chǎn)管理人員來源 58 人員培訓(xùn)規(guī)劃 58 系統(tǒng)集成方案 59第七章 經(jīng)濟(jì)效益分析 61 甲醇交易 61 甲醇交易簡介 61 中國甲醇交易市場 62 甲醇對本廠建設(shè)的意義 63 乙烯、丙烯交易 63 經(jīng)濟(jì)分析 64 工藝裝置及單元裝置資產(chǎn)估算 64 成本費(fèi)用估算 65 公用工程費(fèi) 66 資金來源及籌措方式 70 盈利分析 71 不確定性分析 76第八章 社會效益分析 78 對能源緊缺的影響 78 對當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的影響 79 對推廣科技進(jìn)步的影響 79 對當(dāng)?shù)丨h(huán)境的影響 79 項目對當(dāng)?shù)丨h(huán)境的影響 79 生產(chǎn)過程對當(dāng)?shù)丨h(huán)境的影響 79 對長遠(yuǎn)發(fā)展的影響 80第九章 可行性研究結(jié)論與建議 80第一章 總論 項目概況本項目是為某化工有限公司建設(shè)的一套甲醇制烯烴（MTO）工藝，年處理甲醇300萬噸。工藝中產(chǎn)生大量的廢水，經(jīng)處理后作為冷凝水循環(huán)使用，基本達(dá)到了零排放。 設(shè)計依據(jù)1. 2010“三井化學(xué)杯”第四屆大學(xué)生化工設(shè)計競賽指導(dǎo)書；2. 化工工程設(shè)計相關(guān)準(zhǔn)則及規(guī)定；3. 化工部規(guī)劃院編制的《化工建設(shè)項目可行性研究內(nèi)容和深度的規(guī)定》。倘若能在非石油的乙烯、丙烯制取路線取得工業(yè)化進(jìn)展，可以使國家不僅可以避免石油儲量有限帶來的“石油危機(jī)”，而且可以據(jù)此有效抑制石油及石油產(chǎn)品價格的快速上漲。以碳選擇性為基礎(chǔ)，乙烯質(zhì)量收率可達(dá)60%，烯烴總質(zhì)量收率可達(dá)80%，大體相當(dāng)于采用常規(guī)石腦油/粗柴油管式爐裂解法收率的2倍，但催化劑的壽命尚不理想。在90d運(yùn)轉(zhuǎn)中催化劑經(jīng)過450次反應(yīng)再生循環(huán)，其性能仍然非常穩(wěn)定，反應(yīng)后通過取樣分析，催化劑的強(qiáng)度也滿足要求，而且可以改變操作條件可以使m (乙烯)∶m(丙烯)~。UOP將MTO技術(shù)與道達(dá)爾的OCP進(jìn)行組合，OCP 是固定床的C4+ 催化裂解反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物主要是丙烯，這樣大大提高了乙烯與丙烯的收率。該工藝首先使合成氣在固定床反應(yīng)器中在金屬沸石雙功能催化劑的作用下，一步轉(zhuǎn)化制得二甲醚，然后在流化床反應(yīng)器中以小孔徑硅鋁磷分子篩催化劑DO123將二甲醚轉(zhuǎn)化為以乙烯為主的低碳烯烴。采用UOP／Hydro工藝的20萬t／a乙烯工業(yè)裝置已建設(shè)成功。采用UOP／Hydro的MTO技術(shù)和UOP烯烴裂解工藝技術(shù)(OCP)，組成MTO—OCP加工技術(shù)方案，計劃2012年建成投產(chǎn)。經(jīng)國家科技成果鑒定，認(rèn)定此項目自主創(chuàng)新的工業(yè)化技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平。它主要以煤為原料，通過煤氣化生產(chǎn)甲醇、甲醇轉(zhuǎn)化制烯烴、烯烴聚合工藝路線生產(chǎn)聚乙烯和聚丙烯。這是該項目是DMTO 技術(shù)首次應(yīng)用于百萬噸級工業(yè)化裝置，它標(biāo)志著具有自主知識產(chǎn)權(quán)的DMTO 技術(shù)在走向大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的道路上邁出關(guān)鍵一步。8月8日，采用中國自主知識產(chǎn)權(quán)甲醇制烯烴技術(shù)的世界首套甲醇制烯烴工業(yè)裝置在包頭投料試車一次成功，甲醇制烯烴裝置進(jìn)行惰性催化劑流化試驗。進(jìn)入3月份后，甲醇制烯烴裝置一直都在接近滿負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)。同時，結(jié)合市場需求、發(fā)展前景，確定確定乙烯與丙烯的產(chǎn)量之比。 本項目建設(shè)期按一年考慮，建設(shè)期貸款利息為2880萬元，項目生產(chǎn)期為 10 年，建設(shè)投資在建設(shè)期內(nèi)全部投入。至于20092010年，隨著中國經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇，乙烯的產(chǎn)量也隨之增長，尤其是2010年，%，達(dá)到了歷史新高。而丙烯的當(dāng)量消費(fèi)量更是從1322104t/a上升到1947104t/a，%，由于丙烯巨大的需求量，導(dǎo)致丙烯的需求缺口越來越大。而MTO工藝剛好具備這種調(diào)節(jié)能力。根據(jù)分子結(jié)構(gòu)和密度的不同，聚乙烯產(chǎn)品主要可分為低密度聚乙烯，線性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯低密度聚乙烯可以采用注塑、擠塑、吹塑等加工方法，用作農(nóng)膜、工業(yè)用包裝膜、藥品與食品包裝薄膜、機(jī)械零件、日用品、建筑材料、電線、電纜絕緣、涂層和合成紙等。是砂漿/混凝土工程抗裂，防滲，耐磨，保溫的新型理想材料。因此，改性PP用作汽車配件具有十分廣闊的開發(fā)前景。聚丙烯還用于管材，塑料管材是我國化學(xué)建材推廣應(yīng)用的重點(diǎn)產(chǎn)品之一。我國的煤炭資源相對豐富，保有儲量超過1 萬億噸 ，利用豐富的煤炭替代石油是一條適合我國國情的化工產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展道路，是國家能源安全的一個重大戰(zhàn)略課題。豐富而且低附加值的天然氣資源為MTO提供了堅實的原料基礎(chǔ)。當(dāng)然，隨石油價格的波動，這兩種路線的差距大小也會有所波動。而甲醇消費(fèi)主要集中在亞洲、西歐和北美地區(qū)， 這些地區(qū)的消費(fèi)量占全球總消費(fèi)量的 80%以上。從 2003 年至 2009 年我國甲醇的進(jìn)口情況的列表中可以看出，在 2008年前甲醇進(jìn)口量總體保持在非常穩(wěn)定的狀態(tài)，年進(jìn)口量在 140萬噸上下浮動。可以預(yù)期，未來全球甲醇的過剩狀態(tài)將更加嚴(yán)重。本廠生產(chǎn)乙烯、丙烯。2)本標(biāo)準(zhǔn)修訂時，GB/T 3727 1983正在修訂中，待該國家標(biāo)準(zhǔn)新版本實施之日起本標(biāo)準(zhǔn)的附錄A 即停止執(zhí)行本廠的產(chǎn)品主要是乙烯、丙烯，比例為1:1，具體見下表表 產(chǎn)品名稱本廠規(guī)格國家規(guī)定產(chǎn)量（萬噸/年）單價（元/噸）乙烯%優(yōu)等品507390丙烯%優(yōu)等品5011250第三章 MTO技術(shù)在一定條件（溫度、壓強(qiáng)和催化劑）下，甲醇蒸汽先脫水生成二甲醚，然后二甲醚與原料甲醇的平衡混合物氣體脫水繼續(xù)轉(zhuǎn)化為以乙烯、丙烯為主的低碳烯烴；少量 C2～ C5的低碳烯烴由于環(huán)化、脫氫、氫轉(zhuǎn)移、縮合、烷基化等反應(yīng)進(jìn)一步生成分子量不同的飽和烴、芳烴、C6＋ 烯烴及焦炭。接著， 脫質(zhì)子形成與催化劑表面相聚合的二甲基氧合內(nèi)合鹽物種。l 平行型機(jī)理該機(jī)理是以SAPO34 為催化劑， 以甲醇進(jìn)料的C13標(biāo)記和來自乙醇的乙烯C12標(biāo)記跟蹤而提出的，其機(jī)理見下圖。此外，生成有機(jī)物分子的碳數(shù)越高，產(chǎn)物水就越多，相應(yīng)反應(yīng)放出的熱量也就越大。(4) MTO反應(yīng)的化學(xué)平衡l 所有主、副反應(yīng)均有水蒸汽生成根據(jù)化學(xué)熱力學(xué)平衡移動原理，由于上述反應(yīng)均有水蒸汽生成，特別是考慮到副反應(yīng)生成水蒸汽對副反應(yīng)的抑制作用，因而在反應(yīng)物（即原料甲醇）中加入適量的水或在反應(yīng)器中引入適量的水蒸汽，均可使化學(xué)平衡向左移動。(5) MTO反應(yīng)動力學(xué)動力學(xué)研究證明，MTO反應(yīng)中所有主、副反應(yīng)均為快速反應(yīng)，因而，甲醇、二甲醚生成低碳烯烴的化學(xué)反應(yīng)速率不是反應(yīng)的控制步驟，而關(guān)鍵操作參數(shù)的控制則是應(yīng)該極為關(guān)注的問題。以此為基礎(chǔ)發(fā)展了以Lurgi公司為主的甲醇制丙烯的MTP工藝。SAP034分子篩屬于立方晶系，結(jié)構(gòu)類似于菱沸石，具有三維交叉孔道， nm。1988年UCC歸屬UOP之后，鑒于SAPO34催化劑在流化床反應(yīng)中磨損得厲害，UOP公司開發(fā)出了在SAPO34基礎(chǔ)上改性的具有高抗磨性能的MTO100催化劑。在操作壓力(～)MPa和反應(yīng)溫度(350～550)℃條件下，％，烯烴選擇性大于90％，～，乙烷、丙烷、二烯烴和炔烴生成的數(shù)量少。將含硅的活性前體、水和模板劑配制成溶液，填充于上述多孔含磷鋁物質(zhì)的孔中，然后在水熱條件下進(jìn)行結(jié)晶，得到SAPO 系列分子篩。因此得到的分子篩的粒徑小， ~(~ )。CaO等避開高毒性的HF，用可以在系統(tǒng)中釋放出F的化合物(如NH4PF6和NaPF6 等)作為輔助模板劑也成功地合成了硅含量低的SAPO 系列分子篩。如將硅溶膠(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的水溶液)先與四乙基氫氧化銨(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%的水溶液)混合，加熱到100 ℃保持12 h形成溶液，然后再加入鋁源、磷酸、二丙胺(DPA)等，在175℃晶化96h，得到的SA PO 分子篩50%粒子的粒徑小于700 nm，只有10%。在這方面，CaO等合成了具有AEI結(jié)構(gòu)的硅鋁分子篩、具有CHA 結(jié)構(gòu)的硅鋁分子篩、同時含有AEI和CHA結(jié)構(gòu)的分子篩，并將其用于甲醇轉(zhuǎn)化制低碳烯烴的催化劑，均取得了一定的結(jié)果。最近Exxon公司發(fā)表的專利是在SAPO34分子中引入堿土金屬，使催化劑性能得到進(jìn)一步改善。目前MTO反應(yīng)性性能最好的催化劑是MTO100。因此如何更有效地使用分子篩催化劑是近期的一個研究熱點(diǎn)。%。Martens等采取用一定的物質(zhì)覆蓋催化劑活性中心的方法保存催化劑。實驗結(jié)果表明，在溫度450℃、甲醇質(zhì)量空速25h1的條件下反應(yīng)5min，甲醇的轉(zhuǎn)化率分別為：試樣127%，試樣2 0，試樣3100%而不脫除模板劑、濕濾餅形式和僅脫除一定水分的干濾餅形式保存的分子篩催化劑，自然環(huán)境下保存132d，催化活性無顯著變化。誘導(dǎo)期過后，催化劑在一定時間內(nèi)保持高的催化活性(高選擇性和高活性區(qū)域)，隨時間的延長，催化劑的活性迅速下降。同時實驗結(jié)果還表明，在相同條件下對SAPO34分子篩催化劑進(jìn)行預(yù)處理， 醛預(yù)處理的效果優(yōu)于丁烯預(yù)處理的效果。 徐騰等預(yù)先將至少一個單環(huán)芳烴植入SAPO34分子篩的孔道中。甲醇與這種先形成的芳烴進(jìn)行烷基化反應(yīng)，形成甲苯和二甲苯等，并進(jìn)一步形成乙基苯等較長鏈烷基苯， 最后側(cè)鏈斷裂形成乙烯和丙烯等。在再生過程中:先用460～500℃的氮?dú)獯祾呤Щ畲呋瘎┍砻鏆堄嗟目蓳]發(fā)性烴類物質(zhì)， 然后在氮?dú)饬鲃酉陆禍氐?20～460℃，再通入用氮?dú)庀♂尩目諝猓苊鈩×曳磻?yīng)造成溫度過高，然后逐漸升溫到460～500 ℃并維持一定時間，完成燒焦，并在氮?dú)獯祾呦陆抵练磻?yīng)溫度。但在反應(yīng)溫度高于 7