【正文】 .................................................. 61 中國(guó)甲醇交易市場(chǎng) .................................................................... 62 甲醇對(duì)本廠(chǎng)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(lái)源及籌措方式 ................................................................ 70 盈利分析 .................................................................................... 71 不確定性分析 ............................................................................ 76 第八章 社會(huì)效益分析 .............................................. 78 對(duì)能源緊缺的影響 .............................................................................. 78 對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的影響 ...................................................................... 79 對(duì)推廣科技進(jìn)步的影響 ...................................................................... 79 對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的影響 .............................................................................. 79 項(xiàng)目對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的影響 ............................................................ 79 300 萬(wàn)噸甲醇制烯烴 (MTO)項(xiàng)目?可 行性研究報(bào)告 常州大學(xué) Eamp。P 1 第 一 章 總論 項(xiàng)目 概況 本 項(xiàng)目是為徐州 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(wàn)噸。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(guó)科技界的一個(gè)熱點(diǎn)研究領(lǐng)域。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。乙烯、丙烯產(chǎn)品市場(chǎng)需求量大，是重要的化工原料 ， 本項(xiàng)目采用目前較為成熟 MTO 工藝技術(shù)，每年將 300 萬(wàn)噸甲醇轉(zhuǎn)化為乙烯、丙烯，社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益顯著。 設(shè)計(jì)依據(jù) 1. 2020“三井化學(xué)杯”第四屆大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽 指導(dǎo)書(shū)； 2. 化工工程設(shè)計(jì)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(xiàng)目可行性研究?jī)?nèi)容和深度的規(guī)定》 ?，F(xiàn)有的低碳烯烴生產(chǎn)技300 萬(wàn)噸甲醇制烯烴 (MTO)項(xiàng)目?可 行性研究報(bào)告 常州大學(xué) Eamp。但在世界范圍內(nèi)對(duì)于石油而言，短期有價(jià)格上漲、供應(yīng)不穩(wěn)定的問(wèn)題；長(zhǎng)期有資源儲(chǔ)藏 量有限，石油價(jià)格上漲的問(wèn)題。 因此 世界各國(guó)開(kāi)始致力于非石油路線(xiàn)制乙烯和丙烯等低碳烯烴的技術(shù)開(kāi)發(fā)，其中以天然氣或煤為原料經(jīng)甲醇制取低碳烯烴的技術(shù)逐漸成為研究開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。 MTO 的國(guó)內(nèi)外研究 美國(guó) 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(guò) 9 個(gè)月的中試試驗(yàn)，試驗(yàn)規(guī)模為 100 桶/d。 1980 年德國(guó) BASF 采用沸石催化劑 ， 在德國(guó)路德維希港建立了一套消耗甲醇 30 t/ d 的中試裝置 。 取得突破 性進(jìn)展的是 Norsk Hydro 與 UOP 于 1995 年 6 月在挪威合作建設(shè)的一套加工粗甲醇能力為 t/ d 的 MTO 工藝演示裝置 ， 裝置連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)了 90d ，300 萬(wàn)噸甲醇制烯烴 (MTO)項(xiàng)目?可 行性研究報(bào)告 常州大學(xué) Eamp。 在 90d 運(yùn)轉(zhuǎn)中催化劑經(jīng)過(guò) 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(guò)取樣分析 ， 催化劑的強(qiáng)度也滿(mǎn)足要求 ， 而且可以改變操作條件可以使 m (乙烯 )∶ m(丙烯 )在 ~ 之間調(diào)節(jié)。 試驗(yàn)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。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。 國(guó)內(nèi)在 20 世紀(jì) 80 年代 ， 中科院大連化物所已 開(kāi)始對(duì) MTO 工藝的硅鋁磷酸鹽分子篩的研究 ， 國(guó)內(nèi)其它科研機(jī)構(gòu)石油大學(xué) 、 中石化石科院也進(jìn)行了多年的MTO 催化劑的研究 ， 得到了與 UOP 接近的結(jié)果 ， 尤其中科院大連化物所的開(kāi)發(fā)與研究工作進(jìn)展迅速，在 1993 年完成了以 ZSM5 為催化劑 ， 甲醇處理量為1 t/ d 的固定床 MTO 工藝中試研究 ， 20 世紀(jì) 90 年代提出了由合成氣制二甲醚進(jìn)而制取烯烴的 SDTO 工藝 。 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 。P 4 工向石油化工延伸發(fā)展的有效途徑。 新加坡的歐洲化學(xué)公司正在尼日利亞建設(shè) 1 萬(wàn)噸甲醇 / 天的 MTO 裝置（包括 OCP 單元） ， 目前已完成基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。目前 UOP／ Hydro 公司已實(shí)現(xiàn) 500 kt/ a 乙烯裝置的工業(yè)設(shè)計(jì) ， 并表示可對(duì)設(shè)計(jì)的 500 kt/ a 大型乙烯裝置做出承諾和保證。 2020 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(wàn) t／ a 甲醇裝置．下游配套建設(shè) MTO 裝置。 Viva 甲醇公司表示，尼日利亞 1 萬(wàn) t/d甲醇生產(chǎn)裝置將是世界上最大的甲醇生產(chǎn)裝置 ， 甲醇用作 MTO 裝置進(jìn)料， MTO裝置乙烯和丙烯設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力均為 40 萬(wàn)噸 /年， 這是 UOP/Hrdro 的 MTO 工藝在世界上第一次大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。并 在 2020年 l2 月 成功 投料試車(chē)， 2020 年 8 月 23 日通過(guò)了國(guó)家級(jí)鑒定。 現(xiàn)場(chǎng)考核組專(zhuān)家認(rèn)為 ， 該工業(yè)化試驗(yàn)裝置是具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新技術(shù) ， 裝置運(yùn)行穩(wěn)定、300 萬(wàn)噸甲醇制烯烴 (MTO)項(xiàng)目?可 行性研究報(bào)告 常州大學(xué) Eamp。 通過(guò)催化劑工業(yè)放大試驗(yàn)和工藝的工業(yè)性試驗(yàn)，取得了專(zhuān)用分子篩合 成及催化劑制備、工業(yè)化 DMTO 工藝包設(shè)計(jì)基礎(chǔ)條件、工業(yè)化裝置開(kāi)停工和運(yùn)行控制方案等系列技術(shù)成果。它主要以煤為原料，通過(guò)煤氣化生產(chǎn)甲醇、甲醇轉(zhuǎn)化制烯烴、烯烴聚合工藝路線(xiàn)生產(chǎn)聚乙烯和聚丙烯。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(shí)產(chǎn) 權(quán)的甲醇制烯烴技術(shù)。 這是該項(xiàng)目是 DMTO 技術(shù)首次應(yīng)用于百萬(wàn)噸級(jí)工業(yè)化裝置，它標(biāo)志著具有自主知識(shí)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。 2020 年 5 月 30 日，煤氣化裝置第一臺(tái)氣化爐順利投煤，拉開(kāi)了聯(lián)合化工裝置 投料試車(chē)的序幕。 8 月 8 日，采用中國(guó)自主知識(shí)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(chē)一次成功，甲醇制烯烴裝置進(jìn)行惰性催化劑流化試驗(yàn)。 9 月實(shí)現(xiàn)煤制烯烴項(xiàng)目“打通全流程、投料試車(chē)一次成功生產(chǎn)出合格聚烯烴產(chǎn)品”的目標(biāo)。P 6 產(chǎn)品質(zhì)量合格。 此外，據(jù)陜西省的有關(guān)報(bào)道，由正大能源化工集團(tuán)、陜西煤業(yè)化工集團(tuán)、陜西省投資集團(tuán)合資進(jìn)行的年加工 300 萬(wàn)噸甲醇及烯烴項(xiàng)目落戶(hù)榆林，項(xiàng)目的前期工作已全面展開(kāi)。 研究結(jié)論 項(xiàng)目產(chǎn)品及生產(chǎn)規(guī)模 本項(xiàng)目是為 徐州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(wàn)噸，并 可 利用 江蘇 省 徐州 市 便捷的水路交通 ， 利用海外甲醇發(fā)展烯烴項(xiàng)目。 工藝路線(xiàn) 簡(jiǎn)介 工藝路線(xiàn)如下圖所示： 采用 流化床反應(yīng)器和流化床再生器，反應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，催化劑不斷再生，產(chǎn)品出反應(yīng)器后，經(jīng)過(guò)急冷、水洗、壓縮、堿洗、干燥后，冷卻為液態(tài)，進(jìn)入 烯烴回300 萬(wàn)噸甲醇制烯烴 (MTO)項(xiàng)目?可 行性研究報(bào)告 常州大學(xué) Eamp。 建設(shè)周期 從建設(shè)進(jìn)度及建設(shè)過(guò)程中各個(gè) 環(huán)節(jié)時(shí)間安排及干擾因素影響，本項(xiàng)目建設(shè)周期為 3 年。 本項(xiàng)目建設(shè)期按一年考慮，建設(shè)期貸款利息為 2880萬(wàn)元，項(xiàng)目生產(chǎn)期為 10 年，建設(shè)投資在建設(shè)期內(nèi)全部投入?？傊卷?xiàng)目是可行的。P 8 均增長(zhǎng)率為 %，其中 2020 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 2020 年和 2020 年。而 20202020 年我國(guó)的乙烯當(dāng)量需求量卻從 1861 104t/a 上升到了 2724 104t/a，年均增長(zhǎng)速度為 %，雖然增速有些不及產(chǎn)量增速，但是由于巨大的需求總量，致使乙烯的年產(chǎn)量遠(yuǎn)低于乙烯和其下游制品的總需求，年均自給率在 40%左右，因此乙烯的產(chǎn)量還存在一個(gè)很大的缺口。 20202020 年，由于丙烯下游產(chǎn)品的迅猛發(fā)展，我國(guó)的丙烯產(chǎn)量從 796 104t/a上升到了 1424 104t/a，年均增速為 %，超過(guò)了乙烯年均增長(zhǎng)速度。 預(yù)計(jì)到 2020 年，我國(guó)的丙烯產(chǎn)量可以達(dá)到 2204 104t/a，較 2020 年，年均增速為 %。 由以上分析可知，我們最好可以根據(jù)市場(chǎng)對(duì)于乙烯和丙烯的需求而調(diào)節(jié)乙烯和丙烯的產(chǎn)量，以此來(lái)調(diào)節(jié)市場(chǎng)的平橫。 產(chǎn)品描述 乙烯的用途 乙烯是合成纖維、合成橡膠、合成塑料的基本化工原料，也用于制造氯乙烯、300 萬(wàn)噸甲醇制烯烴 (MTO)項(xiàng)目?可 行性研究報(bào)告 常州大學(xué) Eamp。其中聚乙烯為其主要產(chǎn)品。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(xiàn)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(xiàn)、電纜絕緣、涂層和合成紙等。 丙烯的用途 丙烯是三大合成材料的基本原料，用量最大的用途是生產(chǎn)聚丙烯，此外還可制丙烯腈、異丙醇、苯酚和丙酮、丁醇和辛醇、丙烯酸及其脂類(lèi)以及制環(huán)氧丙烷和丙二醇、環(huán)氧氯丙烷和合成甘油等。是砂漿 /混凝土工程抗裂，防滲，耐磨，保溫的新型理想材料 。 我國(guó)雙向拉伸聚丙烯（ BOPP）薄膜是 PP 樹(shù)脂消費(fèi)量最大的領(lǐng)域之一 。 因此， 改性 PP 用作汽車(chē)300 萬(wàn)噸甲醇制烯烴 (MTO)項(xiàng)目?可 行性研究報(bào)告 常州大學(xué) Eamp。最近幾年來(lái)，汽車(chē)工業(yè)在我國(guó)飛速發(fā)展，并保持著良好的增長(zhǎng)勢(shì)頭，預(yù)計(jì)未來(lái)幾年對(duì)于改性聚丙烯 PP 還有更大的需求 聚丙烯 還用于家電產(chǎn)品。 目前，我國(guó)一些塑料原料廠(chǎng)商已經(jīng)開(kāi)發(fā)出洗衣機(jī)專(zhuān)用料如 PP 1947 系列、 K7726 系列等，受到了洗 衣機(jī)制造廠(chǎng)商的歡迎。 早期 PP 管材主要用作農(nóng)用輸水管 ， 近年來(lái) 采用進(jìn)口 PPR 料生產(chǎn)的輸送冷、熱水用的管材 已經(jīng)得到 市場(chǎng)認(rèn)可 。由于世界煤儲(chǔ)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(mǎn)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(wàn)噸級(jí)甲醇生產(chǎn)技術(shù)均成熟可靠。近年來(lái)我國(guó)以煤為主的甲醇生產(chǎn)有著巨大的增長(zhǎng)，據(jù)市場(chǎng)報(bào)道，中國(guó)已延后 2200 萬(wàn)噸的甲醇產(chǎn)能擴(kuò)張。另外我國(guó)還在積極引進(jìn)周邊國(guó)家的天然氣資源。 而且天然氣經(jīng)由合成氣制備甲醇的工藝已經(jīng)相當(dāng)成熟，單套生成能力為80100 萬(wàn)噸 /年 的裝置已經(jīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。P 11 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。當(dāng)然，隨石油價(jià)格的波動(dòng) ，這兩種路線(xiàn)的差距大小也會(huì)有所波動(dòng)。到 2020 年，全球甲醇生產(chǎn)能力已達(dá) 6859 萬(wàn)噸 /年 ， 而當(dāng)年實(shí)際生產(chǎn)量為 4126 萬(wàn)噸，裝置平均開(kāi)工率為 %，全球甲醇供應(yīng)已呈過(guò)剩狀態(tài)。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 。 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) 。從 2020 年至 2020 年