【正文】 氣候資源較為優(yōu)越，有利于農(nóng)作物生長。丘陵海撥一般在00－200米左右，%。同時徐州離山東較近，2010年中國甲醇產(chǎn)量最大的省份為山東，較09年相比有一定變化，完全足以滿足本廠的生產(chǎn)需要。坑口電廠4座，總裝機(jī)容量60萬千瓦，年發(fā)電量40億度。 上述原則的指導(dǎo)下，根據(jù)我廠具體情況，綜合各方面的要求，我們初步篩選了3個廠址方案進(jìn)行比較分析。 (6) 選址時注意節(jié)約用地，不占用或少占用良田。 烯烴歧化制丙烯烯烴歧化制丙烯技術(shù)流程見下圖通過引用國外的技術(shù)設(shè)備，預(yù)計增產(chǎn)丙烯7%左右，帶來可觀收益，同時設(shè)備投入大，沒有核心技術(shù)，受到一定的制約。 據(jù)專家論證，如果將現(xiàn)有的MTBE裝置改造為間接烷基化MTBE兩用裝置，比建設(shè)單一的烷基化裝置或MTBE裝置，更有利于解決我國當(dāng)前和今后汽油清潔化進(jìn)程中出現(xiàn)的問題。其中異丁烷法可以聯(lián)產(chǎn)大量的叔丁醇，美國叔丁醇的大宗產(chǎn)量就是來自環(huán)氧丙烷生產(chǎn)裝置。 C4烯烴歧化制丙烯解決C4餾分出路的一個重要途徑就是采用歧化工藝生產(chǎn)丙烯。氧化脫氫技術(shù)仍處于研究階段，由于受到催化劑選擇性的制約沒有突破性的進(jìn)展。1丁烯二聚體及三聚體的主要產(chǎn)物為1辛烯和十二碳烯，近年來國內(nèi)也開始進(jìn)行這方面的研究，但總的來說與國外仍有一定的差距。另外，我國蘭州化學(xué)工業(yè)公司研究院在20世紀(jì)60年代開始研究樹脂法工藝，并于1973年在上海高橋化工廠和天津石化二廠實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。國內(nèi)其他幾套DMF裝置根據(jù)各自的特點也進(jìn)行了改造和提高。 C4餾分的分離及化工利用（4）MTBEMTBE是甲醇和含有異丁烯的混合C4在大孔強(qiáng)酸陽離子樹脂為催化劑的作用下制得，裂解C4餾分經(jīng)萃取蒸餾分離丁二烯后異丁烯含量高達(dá)35%50%，以往這一餾分除掉丁二烯后大多作為氣體燃料使用，現(xiàn)將其中近半數(shù)含量的異丁烯轉(zhuǎn)化為高辛烷值汽油組分，提高了燃料的使用價值和汽油的辛烷值。由于C4餾分中各組分的沸點十分相近，有些組分的相對揮發(fā)度差別極小，采用簡單蒸餾方法難以有效分離；還由于C4餾分中各組分的凝點較接近，低溫結(jié)晶分離能量消耗極為可觀，而且這兩種分離方法都難以保證分離組分的純度，因此還要進(jìn)行后續(xù)的精制處理，使得加工成本大大增加。 （3）重要泵類、壓縮機(jī)及其他機(jī)械設(shè)備 本項目涉及的泵類、壓縮機(jī)及其他機(jī)械設(shè)備，能國內(nèi)采購的，盡量國內(nèi)采購，不能國內(nèi)采購的，從國外引進(jìn)。綜合考慮，我們認(rèn)為這套方案為最優(yōu)。塔底物進(jìn)入丙烯精餾塔。在壓縮，氧化物回收，堿洗和干燥之后，MTO 產(chǎn)品氣冷卻后進(jìn)入脫C4+塔。再生設(shè)備由再生加熱器，再生冷卻器和再生分離罐組成。堿洗塔有三股堿液回流和一股水回流來脫除殘余的堿。因此將二甲醚從輕烴中回收。 MTO 產(chǎn)品壓縮機(jī)是多級離心壓縮機(jī)。來自再生器的煙氣在煙氣冷卻器發(fā)生高壓蒸汽，回收熱量。 ③再生空氣和廢氣區(qū) 再生空氣區(qū)由主風(fēng)機(jī)、直接燃燒空氣加熱器和提升風(fēng)機(jī)組成。反應(yīng)溫度通過中間取熱器將熱量帶走。兩級急冷過程中被換出的熱量對原料進(jìn)行預(yù)熱，循環(huán)的冷凝水通過一個蓄水池進(jìn)行循環(huán)使用，大大減少了對水的需求量，可以說這一部分可以達(dá)到零排放。MTO工藝是將甲醇轉(zhuǎn)化為輕烯烴(主要是乙烯和丙烯)的氣相流化床催化工藝。此外，從機(jī)理角度出發(fā) ，在較低的溫度下(T≤523K)，主要發(fā)生甲醇脫水至DME的反應(yīng)。 催化劑的再生不管是ZSM5還是SAPO系列分子篩催化劑，在使用一定時間后催化劑由于結(jié)焦而失活，需要進(jìn)行燒焦再生，使焦性物質(zhì)生成CO或CO2，這方面的技術(shù)已經(jīng)比較成熟。Xu等直接用二甲醚對SAPO34分子篩催化劑進(jìn)行預(yù)處理；Vallghn等用MTO工藝中分離出的C4+組分對新鮮或再生的SAPO34分子篩催化劑進(jìn)行預(yù)處理。SAPO34分子篩催化劑催化甲醇轉(zhuǎn)化制烯烴時，一般新鮮催化劑或再生后的催化劑與反應(yīng)物料接觸后表現(xiàn)出一個誘導(dǎo)期， 約為1 h左右。采用不同水含量的甲醇對催化劑進(jìn)行浸泡保護(hù)實驗，實驗結(jié)果表明， 當(dāng)甲醇中水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%左右時，可以有效地保護(hù)催化劑。MTO100催化劑是UOP專有，不僅專利使用費高，而且由于催化劑可能采用四乙基氫氧化銨為導(dǎo)向劑，催化成本過高。以一種具有CHA 結(jié)構(gòu)、硅與鋁摩爾比為350 的分子篩為催化劑(反應(yīng)條件同上) ，%%。Machteld等報道了一種專門制備小粒徑SAPO分子篩的方法。水的用量少， 因此反應(yīng)器體積小， 合成效率高，產(chǎn)物可以通過過濾的方法回收和洗滌。MTO100催化劑不僅耐磨損性相似于或超過其他流化床催化劑，而且可以在小型流化床裝置上完成反應(yīng)，再生450次以上仍然能夠維持甲醇轉(zhuǎn)化的高活性和乙烯、丙烯的高選擇性。這類分子篩的孔徑比ZSM5分子篩更小( nm 左右)，用于甲醇轉(zhuǎn)化制烯烴，產(chǎn)物中乙烯、丙烯等低碳烯烴的含量顯著增加， C5+ 組分的含量顯著減少，且?guī)缀鯖]有芳烴生成。l 所有主、副反應(yīng)均為分子數(shù)增加的反應(yīng)從化學(xué)熱力學(xué)平衡角度來考慮，對兩個主反應(yīng)而言，低壓操作對反應(yīng)有利。(3) 反應(yīng)熱效應(yīng)由反應(yīng)方程式和熱效應(yīng)數(shù)據(jù)可看出，所有主、副反應(yīng)均為放熱反應(yīng)。副反應(yīng)（生成烷烴、芳烴、碳氧化物并結(jié)焦）（n＋1）CH3OH → CnH2n＋2＋C＋（n＋1）H2O ＋Q（2n＋1）CH3OH → 2CnH2n＋2＋CO＋2nH2O ＋Q（3 n＋1）CH3OH →3CnH2n＋2＋CO2＋(3n－1)H2O ＋Q n ＝ 1 ，2 ，3 ，4 ，5………n CH3OCH3 → CnH2n6＋3 H2＋n H2O ＋Qn ＝ 6 ，7 ， 8………以上產(chǎn)物有氣態(tài)（CO 、H2 、H2O 、CO2 、CH4等烷烴、芳烴等）和固態(tài)（大分子量烴和焦炭）之分。因此發(fā)展以煤、氣資源為源頭的烴原料生產(chǎn)技術(shù)成為我國科技界的一個熱點研究領(lǐng)域。 全球甲醇的貿(mào)易流向大致是從中南美、中東及非洲流向亞洲、北美和西歐地區(qū)。目前包括丹麥托普索在內(nèi)的多家國外公司已開發(fā)了單套裝置生產(chǎn)能力達(dá)500010000t/d的大型甲醇生產(chǎn)技術(shù)，這些即將工業(yè)化的技術(shù)可大幅度降低甲醇裝置投資和生產(chǎn)成本。 原料來源甲醇可以從天然氣，煤中產(chǎn)生。我國雙向拉伸聚丙烯（BOPP）薄膜是PP樹脂消費量最大的領(lǐng)域之一。其中聚乙烯為其主要產(chǎn)品。預(yù)計到2015年，我國的乙烯年產(chǎn)量將上升到1343104t/a，相較于2010年，%，而與此相對應(yīng)的卻是乙烯的當(dāng)量需求量將高達(dá)3455104t/a，%，可以預(yù)想未來幾年我國的乙烯缺口將更大。 建設(shè)周期從建設(shè)進(jìn)度及建設(shè)過程中各個環(huán)節(jié)時間安排及干擾因素影響，本項目建設(shè)周期為3年。9月實現(xiàn)煤制烯烴項目“打通全流程、投料試車一次成功生產(chǎn)出合格聚烯烴產(chǎn)品”的目標(biāo)。核心技術(shù)為中科院大連化學(xué)物理研究所具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的甲醇制烯烴技術(shù)。在國內(nèi)，2004 年大連化物所、陜西新興煤化工科技發(fā)展有限責(zé)任公司和中國石化集團(tuán)洛陽石化工程公司合作，進(jìn)行DMTO 成套工業(yè)技術(shù)開發(fā)，建成了世界第一套萬噸級（甲醇處理量50 t/d）甲醇制烯烴工業(yè)性試驗裝置。 MTO的工業(yè)展望目前道達(dá)爾石化在比利時Feluy 建設(shè)的10 噸/ 天的MTO 示范裝置（包括OCP（烯烴裂解）單元）已于2009年建成開車。試驗結(jié)果表明，工藝流程完善，催化劑性能穩(wěn)定，初步具備工業(yè)放大條件，有良好的工業(yè)應(yīng)用前景?？紤]到我國的能源結(jié)構(gòu)為“多煤，缺油，少氣”，所以開發(fā)以天然氣或煤為原料取代以石油為原料制取低碳烯烴工業(yè)化應(yīng)用方案意義尤為重大，這關(guān)系到我國的能源安全問題。乙烯、丙烯產(chǎn)品市場需求量大，是重要的化工原料，本項目采用目前較為成熟MTO工藝技術(shù)，每年將300萬噸甲醇轉(zhuǎn)化為乙烯、丙烯，社會效益與經(jīng)濟(jì)效益顯著。 “三井化學(xué)杯”第五屆大學(xué)生 化工設(shè)計大賽300萬噸MTO項目項目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 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 成本費用估算 65 公用工程費 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常州大學(xué)Eamp。同時，我們將廠址選在徐州，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。 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。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。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。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。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。2011年1月1日正式進(jìn)入商業(yè)化運行以來，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。20052010年，由于丙烯下游產(chǎn)品的迅猛發(fā)展，我國的丙烯產(chǎn)量從796104t/a上升到了1424104t/a，%，超過了乙烯年均增長速度。聚乙烯用途十分廣泛，主要用來制造薄膜、容器、管道、單絲、電線電纜、日用品等，并可作為電視、雷達(dá)等的高頻絕緣材料。改性聚丙烯PP用于汽車工業(yè)具有較強(qiáng)的競爭力，其耐熱性可達(dá)到145℃~150℃，并能承受高溫750~1000h后不老化，不龜裂。由于世界煤儲藏量遠(yuǎn)比石油和天然氣多得多，因此從煤出發(fā)制合成氣、甲醇，最后制低碳烯烴的是符合可持續(xù)發(fā)展需要新舉措，而且滿足經(jīng)濟(jì)規(guī)模甲醇制烯烴裝置所需的大型煤氣化技術(shù)、百萬噸級甲醇生產(chǎn)技術(shù)均成熟可靠。UOP 曾經(jīng)對天然氣為原料經(jīng)合成氣、甲醇制乙烯的過程和石腦油裂解制乙烯過程進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較，以50萬噸/年乙烯為基準(zhǔn)，他們的結(jié)果表明，前一種路線的投資回報率遠(yuǎn)高于后者。（2）國內(nèi)甲醇資源我國甲醇生產(chǎn)以煤炭為主要原料，但產(chǎn)能不足以滿足國內(nèi)的需求。烯烴市場需求很大，但國內(nèi)生產(chǎn)不能滿足內(nèi)需，本廠利用MTO技術(shù)實現(xiàn)300wt甲醇制100wt烯烴項目。(2) 反應(yīng)機(jī)理有關(guān)反應(yīng)機(jī)理研究已有專著論述， 其中代表性的理論如下:l 氧合內(nèi)合鹽機(jī)理該機(jī)理認(rèn)為， 甲醇脫水后得到的二甲醚與固體酸表面的質(zhì)子酸作用形成二甲基氧合離子， 之后又與另一個二甲醚反應(yīng)生成三甲基氧合內(nèi)　氧鹽。由于大量放熱使反應(yīng)器溫度劇升，導(dǎo)致甲醇結(jié)焦加劇，并有可能引起甲醇的分解反應(yīng)發(fā)生，故及時取熱并綜合利用反應(yīng)熱顯得十分必要。所以，該工藝采取低壓操作，目的是使化學(xué)平衡向右移動，進(jìn)而提高原料甲醇的單程轉(zhuǎn)化率和低碳烯烴的質(zhì)量收率。其中一種命名為SAPO34的分子篩，作為甲醇轉(zhuǎn)化為乙烯和丙烯的催化劑。MTO100催化甲醇反應(yīng)時，乙烯選擇性比ZSM5提高3倍。液體在多孔物質(zhì)的孔中，接觸面積大、充分，結(jié)晶快且不用攪拌。采用傳統(tǒng)水熱法合成分子篩:先將硅源溶于有機(jī)堿形成溶液，然后再與其他物料混合。這些反應(yīng)結(jié)果已經(jīng)基本達(dá)到了SAPO34分子篩催化劑的催化水平，而且這些分子篩是純硅鋁分子篩，克服了SAPO 分子篩的一些缺點。 催化劑的使用經(jīng)過20世紀(jì)80年代和90年代的大規(guī)模研究，催化劑體系已基本定型， SAPO分子篩催化劑對乙烯、丙烯的選擇性也已經(jīng)達(dá)到80%以上， 甚至達(dá)到90