甲醇制烯烴技術(shù)分析-資料下載頁
2025-10-28 01:03本頁面
【導讀】公司共同開發(fā)的UOP／HYDROMTO工藝，中國科學院大連化學物理研究所的DMTO工藝，中國石化上海石油化工研究院的S—MTO工藝以及清華大學的FMTP工藝等也各有長處。美孚石油公司，隨后巴斯夫、?？松凸?、環(huán)球石油公司。及海德魯公司等相繼投入開發(fā)。具有代表性的MTO工藝技術(shù)主要是：UOP、UOP. ／Hydro、ExxonMobil和國內(nèi)中國大連化學物理研究所的DMTO、DMTO--II工藝技術(shù)。低碳烯烴進一步由環(huán)化、甲醇和水的質(zhì)量分數(shù)約為80％和20％。產(chǎn)品激冷工序、反應(yīng)和再生工序、空氣系統(tǒng)和煙道氣排放系統(tǒng)等。該MTO示范項目由道達爾比利時費盧依研發(fā)中心開發(fā)運營，投資金額達4500萬歐元，年生產(chǎn)出乙烯和丙烯，并于今年成功生產(chǎn)出聚丙烯。丙烯占60%，乙烯占40%。據(jù)悉，道達爾目前正在和潛在的合作伙伴進行磋商。和350～550℃下進行反應(yīng)，可使乙烯、丙烯的選擇性達到80％。反應(yīng)，有效抑制了二次反應(yīng)的發(fā)生拶J。
【正文】 甲醇制烯烴專用催化劑基于小孔 SAPO 分子篩的酸催化特點，由于利用了該分子篩的酸性和較小的孔口直徑的形狀選擇性作用，可以高選擇性地將甲醇轉(zhuǎn)化為乙烯、丙烯，同時 SAPO 分子篩結(jié)構(gòu)中的“籠”的存在和酸催化的固有性質(zhì)也使得該催化劑因結(jié)焦而失活較快。流化床是與催化劑和反應(yīng)特征相適應(yīng)的反應(yīng)方式，在中試放大中和工業(yè)性試驗中得到了驗證。 DMTO 工藝采用循環(huán)流化反應(yīng)方式具有工藝的特點： －再生過程； ，很好地解決反應(yīng) 床層溫度分布均勻性的問題； ，通過合理的取熱，可實現(xiàn)反應(yīng)的熱量平衡； ； 。 （ 2） DMTO 專用催化劑 甲醇制烯烴專用催化劑專門針對 DMTO 工藝所發(fā)展，不僅具有優(yōu)異的催化性能，高的熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性，適用于甲醇和二甲醚及其化合物等多種原料，也具有合適的物理性能。特別是其物理性能和粒度分布與工業(yè)催化裂化催化劑相似，流態(tài)化性能也相近，是DMTO 工藝可以借鑒已有的流態(tài)化研究 成果和成熟流化反應(yīng)（如 FCC）經(jīng)驗的基礎(chǔ)。 需要指出的是， DMTO畢竟是不同于現(xiàn)有任何工藝的新技術(shù)，在借鑒 FCC 技術(shù)的成功經(jīng)驗方面應(yīng)以催化劑物理性質(zhì)相似為基礎(chǔ)，但不應(yīng)不加分析地照搬套用。 （ 3） DMTO 工藝對原料和工藝設(shè)備的特殊要求 DMTO 工藝技術(shù)采用酸性分子篩催化劑，為了保證催化劑性能的長期穩(wěn)定性，對原料甲醇中的雜質(zhì)含量有特別的指標要求，以防止催化劑的中毒性永久失活。 另外，鑒于 DMTO 工藝生產(chǎn)的低碳烯烴只是中間產(chǎn)品，需要進一步加工才能成為最終產(chǎn)品，應(yīng)盡可能控制低碳烯烴產(chǎn)品中 的雜質(zhì)（尤其是重要的雜質(zhì)）含量，以降低下游加工前的凈化成本。因此， DMTO 工藝對循環(huán)催化劑的脫氣效率有較高的要求，需要汽提裝置對特殊設(shè)計。 DMTO 工藝要求較低的再生溫度，以避免氮氧化物的生成。 DMTO 催化劑的性能可以使得低溫再生成為可能，推薦的再生溫度為 550700oC。 5. DMTO 工藝流程描述 DMTO 反應(yīng)工藝流程框圖由原料氣化部分、反應(yīng) 再生部分、產(chǎn)品急冷及預(yù)分離部分、污水汽 提部分、主風機組部分、蒸汽發(fā)生部分六部分組成。 （ 1）原料氣化部分 原 料氣化部分的主要作用是將液體甲醇原料按要求加熱到進料要求溫度，以汽相形式進入反應(yīng)器。 （ 2）反應(yīng) 再生部分 該部分是 DMTO 技術(shù)的核心，采用循環(huán)流化床的反應(yīng) 再生型式，兩器內(nèi)需設(shè)置催化 劑回收系統(tǒng)、原料及主風分配設(shè)施、取熱設(shè)施、催化劑汽提設(shè)施，能夠滿足反應(yīng)操作條 件要求的催化劑輸送系統(tǒng)。 （ 3）產(chǎn)品急冷及預(yù)分離部分 產(chǎn)品急冷及預(yù)分離部分的主要作用是將產(chǎn)生的反應(yīng)混合氣體在該部分進行冷卻。 通過急冷進一步洗滌反應(yīng)氣中攜帶的催化劑細粉，通過水洗 將反應(yīng)氣中的大部分水進行分離。 （ 4）污水汽提部分 由產(chǎn)品急冷及預(yù)分離部分分離出的水，含有少量甲醇、二甲醚等物質(zhì)，由該部分提濃回用，并使排放水合格。 （ 5）主風機組部分 該部分是為再生器燒焦提供必要的空氣而設(shè)置的。 （ 6）蒸汽發(fā)生部分 裝置內(nèi)所有可發(fā)生蒸汽的熱能應(yīng)盡量發(fā)生蒸汽。 下圖給出了典型的 DMTO 工業(yè)裝置流程圖和物料平衡（包括 DMTO 反應(yīng)再生工段和烯烴分離回收工段）： 圖 2 MTO 工業(yè)裝置（ DMTO 工藝）流程圖 6. DMTO 裝置投資 以 180 萬噸 /年甲醇制 60 萬噸 /年烯烴為例，整套裝置包括 DMTO 反應(yīng)裝置和烯烴聚合裝置以及相關(guān)的公用工程建設(shè)，主要產(chǎn)品為 30 萬噸 /年聚合級乙烯和 30 萬噸 /年聚合級丙烯，裝置的總投資為 2225 億元。 DMTO 裝置占地面積為 200m 115m=23000m2。 以 60 萬噸 /年甲醇制 20 萬噸 /年烯烴為例，整套裝置包括 DMTO 反應(yīng)裝置和烯烴聚合裝置以及相關(guān)的公用工程建設(shè)，主要產(chǎn)品為 10萬噸 /年聚合級乙烯和 10 萬噸 /年聚合級丙烯，裝置的總投資約為 10 億元。 DMTO 裝置占地面積為 150m 90m=13500m2。 7. 經(jīng)濟性分析 圖 3 不同工藝路線生產(chǎn)烯烴的經(jīng)濟性比較 從初步的技術(shù)經(jīng)濟計算可以看出，在國際原油高于 50 美元 /桶 (FOB 離岸油價 )下，對應(yīng)的石腦油不含稅價格在 4000元 /噸以上，導致石腦油管式裂解爐制混合烯烴的稅前銷售成本可在 8300 元 /噸以上。與此對應(yīng)的 MTO 制混合烯烴的甲醇不含稅價可在 2300 元 /噸左右，對應(yīng)的由煤制甲醇的原料煤可在 550 元 /噸左右價位，對應(yīng)的由天然氣制甲醇的原料天然氣價在 元 /m3。使低于此原料價位的煤基和天然氣基 MTO 工藝有技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)勢。 下圖為 DMTO 技術(shù)制烯烴與傳統(tǒng)的石腦油制烯烴技術(shù)成本對比圖?？梢钥闯?，固定聚烯烴平均價格為 11000 元 /噸，當石腦油價格為 4400 元 /噸時 ,傳統(tǒng)的石腦油制烯烴項目其內(nèi)部投資收益率（ IRR）為 10％；此時通過 DMTO 技術(shù)生產(chǎn)烯烴，如果甲醇的成本能夠控制在 2300元 /噸，則 DMTO 項目的 IRR 為 14％左右；如果自有煤炭資源，通過煤制甲醇經(jīng)DMTO 生產(chǎn)烯烴，則該項目的 IRR 可以達到 16－ 18％。 圖 4 不同工藝路線生產(chǎn)烯烴的內(nèi)部收益率
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