煤经甲醇制烯烃

置一次试车成功，项目顺利投产。这　

是赛鼎运用与中科院山西煤化所合作　

开发的“一种甲醇一步法制取烃类产　

品的工艺”专利技术设计的我国第一　

套甲醇制芳烃装置。　

２０１２年７月５目，庆华集团５Ｏ万吨　

煤焦油轻质化、ｌＯ万吨甲醇制芳烃暨　

１０００万吨物流二期项目，在内蒙古阿　

拉善盟开发区开工建设。庆华集团年　产５０万吨煤焦油轻质化项目总投资　

４２．８亿元，建设内容包括原料预分馏　装置、脱水和切尾装置、反应装置和　

分馏装置，配套焦炉煤气制氢装置、　

储运系统装置、２×７５￣Ｅ／ｈ循环流化　

床锅炉装置及供电、供水、环保等配　

套设施。该项目建成后可年产ｌ号轻质　

煤焦油ｌ　２．２２万吨，２号轻质煤焦油２８．５　

万吨，煤沥青８．０３８万吨。年产ｌ０万吨　

甲醇制芳烃项目投产后，可年产芳烃　

７．５万吨、液化气２．２５万吨、干气（２３４万　

吨。该项目具有原料来源丰富、技术　成熟、产品中乙烯丙烯比例可调、三　

废排放较少等优点。　

清华大学的循环流化床甲醇制芳　

烃技术（ＦＭＴＡ）　大唐国际在内蒙古多伦建设１００　

万吨／年精对苯二甲酸（ＰＴＡ）项目。该　

项目的核心技术是清华大学的甲醇　

制芳烃（ＦＭＴＡ）技术，采用流化床　反应器，规模为ｌ万吨／年芳烃（二甲　

苯）的中试装置利用多伦煤化工一期　

工程生产的甲醇原料生产芳烃。　

清华大学也与华陆公司联手建　

设３万吨／年甲醇制芳烃的工业化试验　

装置。中国华电集团公司在陕北能源　

化工基地榆横煤化学工业区拟建设酋　

套煤制芳烃中试装置和工业化项目，　

从而开辟生产芳烃的全新技术路线。　

按照项目建设计划，中国华电将先行　

建设万吨级煤制芳烃中试装置，同时　启动百万吨级工业示范项目，规模为　

３００万吨／年煤制甲醇和１００万吨／年芳　烃装置。清华大学研发成功的具有自　

主知识产权的循环流化床煤制芳烃　

（ＦＭＴＡ）技术，生产原料为甲醇，　

１００吨／年的实验装置已连续稳定运行　

上千小时，具备了工业化中试条件。　

２０１　１年３月底，华电榆横煤制芳烃示范　

1 煤制甲醇工艺

1)气化

a）煤浆制备

由煤运系统送来的原料煤干基（<25mm）或焦送至煤贮斗，经称重给料机控制输送量送入棒磨机，加入一定量的水，物料在棒磨机中进行湿法磨煤。为了控制煤浆粘度及保持煤浆的稳定性加入添加剂，为了调整煤浆的PH值，加入碱液。出棒磨机的煤浆浓度约65%，排入磨煤机出口槽，经出口槽泵加压后送至气化工段煤浆槽。煤浆制备首先要将煤焦磨细，再制备成约65%的煤浆。磨煤采用湿法，可防止粉尘飞扬，环境好。用于煤浆气化的磨机现在有两种，棒磨机与球磨机；棒磨机与球磨机相比，棒磨机磨出的煤浆粒度均匀，筛下物少。煤浆制备能力需和气化炉相匹配，本项目拟选用三台棒磨机，单台磨机处理干煤量43～53t/h，可满足60万t/a甲醇的需要。

为了降低煤浆粘度，使煤浆具有良好的流动性，需加入添加剂，初步选择木质磺酸类添加剂。

煤浆气化需调整浆的PH值在6～8，可用稀氨水或碱液，稀氨水易挥发出氨，氨气对人体有害，污染空气，故本项目拟采用碱液调整煤浆的PH值，碱液初步采用42％的浓度。

为了节约水源，净化排出的含少量甲醇的废水及甲醇精馏废水均可作为磨浆水。

b）气化

在本工段，煤浆与氧进行部分氧化反应制得粗合成气。

煤浆由煤浆槽经煤浆加压泵加压后连同空分送来的高压氧通过烧咀进入气化炉，在气化炉中煤浆与氧发生如下主要反应：

CmHnSr+m/2O2—→mCO+（n/2-r）H2+rH2S

CO+H2O—→H2+CO2

反应在6.5MPa（G）、1350～1400℃下进行。 2 气化反应在气化炉反应段瞬间完成，生成CO、H2、CO2、H2O和少量CH4、H2S等气体。

离开气化炉反应段的热气体和熔渣进入激冷室水浴，被水淬冷后温度降低并被水蒸汽饱和后出气化炉；气体经文丘里洗涤器、碳洗塔洗涤除尘冷却后送至变换工段。

气化炉反应中生成的熔渣进入激冷室水浴后被分离出来，排入锁斗，定时排入渣池，由扒渣机捞出后装车外运。

以甲醇为原料制备烯烃项目

项目背景相对于石油资源的紧缺我国的煤炭和天然气资源相对丰富特别是煤炭其储量为世界第三位但煤炭毕竟是不可再生资源，相对煤炭而言甲醇这种可再生资源就显示出了巨大优势。甲醇合成二甲醚再由，之后二甲醚进一步转变成乙烯和丙烯等低碳烯烃可以开拓以甲醇为原料生产各种有机化工原材料的新路线从而减少目前化工产品对不可再生资源的高度依赖。烯烃是甲醇到汽油的中间产物通过控制反应条件可以高选择性地得到低碳烯烃由此开始了对甲醇制烯烃的研究。甲醇制烯烃（，）和甲醇制丙烯（）是两个重要的化工新工艺，是指以煤或天然气合成的甲醇为原料，借助类似催化裂化装置的流化床反应形式，生产低碳烯烃的化工技术。乙烯、丙烯是重要的化工平台化合物下游很多有机化工产品的合成都需要以乙烯和丙烯为基础原料。现有的烯烃生产技术对石油资源依赖严重在石油日益紧缺的今天烯烃的需求量却一直快速不依赖于石油资源的低碳烯烃制备工艺技术尤其是丙烯生产新工艺。甲醇制烯烃的反应具有以下特点反应为强放热过程工艺设计需要考虑移热问题为了抑制高碳数烃类和芳烃的形成提高烯烃的选择性具有择形功能的分子筛是常用的催化材料但是分子筛易积炭失活需要进行再生目标产物烯烃为中间产物需要抑制烯烃二次反应如氢转移、烯烃聚合等的进行。从前两个特点出发流化床是该过程的理想反应器但是流化床返混严重会增加二次反应。针对以上问题国内外学者对此过程进行了深入研究但是至今尚未实现工业化生产。上所述甲醇制烯烃技术开发了从煤或天然气制备基础化工原料的新路线特别是甲醇制烯烃技术可以改变目前烯烃生产工艺的制约调节烯烃产能结构满足烯烃快速增长的需求。这不仅具有非常重要的战略意义而且在石油价格居高不下的今天也将具有十分显著的经济效益。但是该技术仍存在学术和工程上的难点近几十年来一直是学术界和企业界的研究热点。我们针对甲醇制烯烃过程的催化剂制备、反应机理研究以及工艺流程开发等方面进行了改进。广义的，指的是经由甲醇路线制取烯烃的一种工艺。近年来，我国上马大量非原油路线的烯烃装置，例如装置，为烯烃市场多元化结构做出了贡献。甲醇生产低碳稀烃和甲醇制丙稀拥有下面几大优点：大围清洁应用煤和天然气由于基本设备建设的花费太高，工业应用范围过窄，以及不少然气和煤地处偏远等，制约了其大范围应用，大量资源被搁置或甚至被当作燃料，造成严重浪费。把天然气制备成稀烃是碳一原料大范围应用并达到碳交易全球化的主要方式。甲醇成本低且易获得起初因为天然气生产甲醇的成本较高，很大程度上制约了甲醇作为制各丙稀的原材料；而现在通过煤和天然气变换制备气进而生产甲醇的工艺获得了飞速有效的进步，同时设备和生产规模日益扩大，制备成本得到了有效的控制，让由甲醇生产丙稀的工艺竞争力与日俱增。甲醇生产规模扩大化和衍生品需求高速发展这几年来，百万吨级天然气生产甲醇装置已相继在中东、南美建设，大大促进了甲醇衍生品消费市场的扩大。甲醇除了可以制备甲醛、醋酸、二甲醚等，其制备稀径变成甲醇制备衍生品的新方向。催化反应机理及的反应历程主反应为：2CH3OH2CH3OCH3H2O2CH3OCH32CH3OH+C2H4C2H4CH3OCH3C3H6CH3OH++C3H6CH3OCH3CH3OHC4H8++CH3OHCO2H2+甲醇首先脱水为二甲醚（，形成的平衡混合物包括甲醇、二甲醚和水，然后转化为低碳烯烃，低碳烯烃通过氢转移、烷基化和缩聚反应生成烷烃、芳烃、环烷烃和较高级烯烃。（）我们采用齐鲁研究院催化蒸馏技术。甲醇在固体酸催化剂作用下脱水生成二甲醚，其中间体是质子化的表面甲氧基。与国内现有催化蒸馏技术相比，齐鲁研究院催化蒸馏技术具有以下优点反应温度低，选择性好。由于采用的催化剂不同，树脂催化剂与分子筛催化剂相比，低温下反应活性高，副反应少，且催化蒸馏塔操作压力低，约，设备投资省流程合理。催化蒸馏技术将部分反应放在固定床预反应器中进行，减少了催化蒸馏塔的催化剂装填量，降低了催化蒸馏塔的投资。国内现有的甲醇脱水反应在个催化蒸馏塔中进行，产物分离却用了个蒸馏塔，催化蒸馏技术将反应和分离集中于一体的技术特点未充分体现，增加了能耗和装置投资散装式催化剂装填结构属自主开发，技术成熟。项目气相法液相法国内催化蒸馏技新催化蒸馏技反应条件及结果温度/℃230 ～400130 ～180160 ～180130 ～150压力/MPa0. 5 ～1. 50. 1 ～0. 22. 41. 2 ～2. 9催化剂氧化铝或分子筛硫酸 + 磷酸分子筛阳离子交换树脂单程转化率，%70. 0 ～86.095. 095. 099. 5二甲醚选择性，%约 99. 0099. 0099. 98约 100主要消耗( 1 tDME)水蒸气(≥1. 0MPa) /t循环水/t70 ～8060 ～7024电/( kW·h)6. 0 ～15. 0﹤ 50. 06. 9总能耗(标油)/kg112 ～12648371. 05 ～1.25﹤ 0. 800. 40表 1 不同二甲醚生产技术主要指标以上比较结果表明，齐鲁研究院采用新型催化剂以及先进的催化蒸馏工艺，反应温度低、转化率高、选择性好，流程简化、合理，投资少，能耗降低～，二甲醚生产成本大幅度降低，原料适用范围广，可采用纯度为～的甲醇原料，工艺环保，既克服了液相法的污染和腐蚀问题，又克服了气相法生产成本高的缺点，技术水平国内领先。由二甲醚转化为低碳烯烃再转化为烷烃、芳烃、环烷烃和较高级烯烃，其历程为通过带有氢转移反应的典型的正碳离子机理；二甲醚转化为低碳烯烃有多种机理论述，一直还没有统一认识。我们采纳了用作为催化剂，它不需要与接触，便可显著延长的反应寿命，并与比例越大，的反应寿命越长。当和的质量比为时，寿命提高了倍。进一步的研究表明，只有当层夹在层中间时，才能提高的寿命，无论是处于上游还是下游，均不能提高的寿命。动力学和催化剂的积炭量研究表明，是通过降低的积炭速度提高其反应寿命的。我们初步提出了提高寿命的机理：在反应过程中，二甲醚在分子筛上形成一种积炭前驱体，这种积炭前驱体转移到的表面上，反应生成不能积炭的化合物（，和等），从而降低了的积炭失活速度，提高了其寿命。环境安全论述 甲醇危险性类别根据化学品分类和标签规范系列标准（参阅第十五部分），该产品分类如下：易燃液体，类别；急毒性口服，类别；急毒性皮肤，类别；急毒性吸入，类别；特定目标器官毒性单次接触，类别。危险运输编码：危险品标志：易燃有毒迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入，切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防静电工作服，不要直接接触泄漏物，尽可能切断泄漏源。防止流入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏：用砂土或其它不燃材料吸附或吸收，也可以用大量水冲洗，洗水稀释后放入废水系统。大量泄漏：构筑围堤或挖坑收容，用泡沫覆盖，降低蒸气灾害。用防爆泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置。紧急情况概述液体。高度易燃，其蒸气与空气混合，能形成爆炸性混合物。吞食后有毒。跟皮肤接触有毒。吸入有毒。短期暴露有严重损伤健康的危险。储存注意事项储存于阴凉、通风良好的专用库房内，远离火种、热源。库温不宜超过，保持容器密封。应与氧化剂、酸类、碱金属等分开存放，切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。国内甲醇制烯烃市场趋势分析年月，世界第一套以煤为原料，经由甲醇制取烯烃的装置在内蒙古包头市试车成功。这套神华集团承担的国家煤制烯烃示范化项目，正式开启了煤制烯烃的元年。也正是这套装置，让国人第一次认识到煤经由甲醇，还可以生产乙烯、丙烯等烯烃产品。截至年月，我国已经建成、投产甲醇制烯烃装置套，总产能万吨年，理论上消耗甲醇万吨年。这其中，完全或部分自产甲醇的装置有套，甲醇产能为万吨年。这些自产甲醇的烯烃装置，通常称为装置，也就是煤制烯烃装置。因原料为煤炭，产品为烯烃，甲醇对其而言只是中间体，所以甲醇价格的涨跌并不会对生产利润产生影响。真正的外采型装置，才是对甲醇市场产生影响的主力。截至年月，我国总计建成投产套外采型装置，产能万吨年。其中，仅有中原乙烯吨年、神华榆林万吨年、中煤蒙大万吨年位于中西部地区，其余套装置全部位于沿海地区。上述装置理论上消耗甲醇万吨年。其中，沿海地区消耗甲醇万吨年。这些外采型装置的存在，使得东西部甲醇供需不均衡的传统格局加剧，并且促使我国甲醇市场逐步形成多个以甲醇制烯烃企业集结地为中心的区域性市场。预计到年，我国规划和批准的甲醇制烯烃产能会达到万吨年。其中，完全外采型的甲醇制烯烃装置约占三分之一。不过，近年来原油价格走低，甲醇由完全过剩产业变成了相对过剩产业。从下游产业结构来看，西北地区一体化装置多数选择、为产品，而沿海地区的装置多数以甲醇制烯烃装置的乙烯、丙烯产品为原料，其下游复杂，目前已知的产品就包含、、、、、环氧乙烷、环氧丙烷、聚醚、乙二醇、丙烯腈、丁辛醇等十几种。沿海地区甲醇制、的产能仅有万吨年，不到总产能的三分之一。从原材料来看，西北地区装置是煤炭到聚烯烃的产业链条，甲醇与乙烯、丙烯一样仅为中间体，而沿海地区装置是甲醇至十几个下游的产业链条，甲醇是原材料，乙烯、丙烯为中间体。所以，能对甲醇贸易造成更大影响的，是沿海装置的运行情况。影响甲醇制烯烃成为甲醇市场第一下游就我国装置的构成来看，完全自产甲醇的装置占到甲醇制烯烃总产能的一半以上，这既是我国煤炭清洁利用市场化的重要体现，也是西北地区拉长煤炭产业链条的成果。我国富煤、贫油、少气的能源格局决定了在未来相当长一段时间内，要加大对煤炭的利用，而煤制烯烃的发展，既满足了日益增长的烯烃产业需求，又实现了煤炭的综合清洁利用。我国拥有万吨年的甲醇产能，其中万吨年为煤制甲醇，而我国甲醇的第一大下游已经变成甲醇制烯烃，甲醇制烯烃的发展直接影响着甲醇产业的发展。从地域分布来看，超过的甲醇产能位于西北地区。以黄河河套地区为中心的煤化工分布带，是世界上最大的煤制甲醇、煤制烯烃集结地。神华、中煤、大唐等一批煤化工领先企业均坐落于此。整体来看，单纯的装置，也就是完全外采型的装置，其原材料有一半依靠进口。其中，西北、华中、山东等地区的装置，完全使用国产煤制甲醇，而华东地区的装置，以上的原材料为进口货物。就价格而言，鲁南、苏北地区因三套外采型装置的存在，已经完全自成体系，成为可以与江浙沪长三角地区分庭抗礼的甲醇需求区，而常州、嘉兴、南京、宁波的四套装置因外盘长约货物的大量存在而对甲醇贸易市场的影响趋弱，其在市场上散式外采的时间不长，量也有限，更多的是对市场心态的影响。工艺流程图（）

1 神华包头煤化工分公司甲醇中心考察报告

2010年5月22～24日，根据安排赴中国神华煤制油化工有限公司包头煤化工分公司，考察了甲醇中心的甲醇和硫回收装置，着重了解甲醇装置的开车准备情况和关键设备参数及制造厂家。下面将考察情况汇报如下：

1 装置介绍

1.1 甲醇装置

甲醇中心共有气化、净化、甲醇和硫回收四套装置。其中甲醇装置引进英国Johnson Matthey/Davy公司的大规模甲醇合成专利技术，包括合成气压缩、甲醇合成、甲醇精馏、氢回收和甲醇罐区单元，占地面积60285m2，概算投资8.4亿元，由华陆工程科技有限责任公司完成详细设计。

甲醇装置设计规模为180 万吨/年(日产5500 吨)甲醇，装置为单系列。设计时考虑两种产品方案工况。

工况一：日产5500 吨MTO 级甲醇（折180 万吨/年）。

工况二：日产3667 吨MTO 级甲醇（折120 万吨/年）及日产1833吨AA 级甲醇（折60 万吨/年）。AA 级甲醇规格同时符合美国联邦AA 级甲醇标准（O-M-232K）和中国工业用甲醇标准（GB338-2004）优等品。

工况一时，粗甲醇全部通过稳定塔脱除溶解气体和轻组份后，生产MTO 级甲醇。工况二时，2/3粗甲醇通过稳定塔生产MTO 级甲醇，1/3粗甲醇送精馏单元生产AA 级甲醇。甲醇精馏采用双塔精馏工艺。

甲醇合成采用了两台串并联在一起的径向产汽式反应器，径向产汽式反应器内工艺气走壳程，径向流动，压降较小。两台径向产汽式反应器内反应热副产～2.1MPa（g）的中压饱和蒸汽，经各自汽包分离后进入装置内副产蒸汽总管，一部分用来预热合成气，其余经蒸汽过热炉加热至315℃后送出管网。甲醇合成蒸汽过热炉为圆筒形辐射对流式加热炉，加热炉烧嘴可同时满足两种工况的要求：工况一时的燃料为稳定塔塔顶气和解析气；工况2 时的燃料为预塔气、稳定塔塔顶气和解析气，两种工况下装置产的燃料不足时由管网的燃料气补充。两台甲醇合成反应器和净化槽均采用Johnson Matthey催化剂，甲醇合成催化剂的型号为Katalco 51-9，装量189m3；净化剂的型号为Puraspec2084（含铜脱硫剂），装量52 m3。