甲醇制丙烯(MTP)工艺的工业应用进展及其经济性的分析
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第46卷第1期2008年2月化肥设计ChemicalFertilizerDesignFeb. 2008专题综论MTO /MTP技术的研发现状及应用前景陈腊山(中国五环化学工程公司,湖北武汉430223)摘要:介绍了由甲醇制取低碳烯烃的工艺技术(MTO/MTP);从催化剂的活性、选择性方面论述了MTO/MTP工艺催化剂的碳基收率和使用寿命;介绍了国内外该工艺技术的研发进展、工艺流程和使用现状;分析了由甲醇制取烯烃在中国的生产应用前景;指出在开发出烯烃收率高、抗积炭能力强、耐磨损的催化剂后,我国MTO/MTP催化反应工艺将有望实现工业化。
关键词:MTO(methanol to olefin) /MTP(methanol to propylene)催化反应工艺;甲醇;烯烃;制取;催化剂;碳基收率中图分类号:TQ221. 2 文献标识码: A 文章编号:1004-8901(2008)01-0003-04 Present Situation ofMTO /MTP Technology Development and ItsApplication Perspective CHEN La-shan(ChinaWuhuan ChemicalEngineering Corporation, Wuhan 430223 China)Abstract:Author has introduced the process technology of low carbon olefin hydrocarbon and propylene (MTO/MTP) made ofmethano;l discussedthe carbon base absorption rate and service life forMTO/MTP process catalyst from aspects of catalystactivity and selectivity; also introduced the develo-ping process, process flow and present service situation for this process technology athome and abroad; analyzed the production service prospective of theolefin hydrocarbonmade ofmethanol inChina; indicated thatafter the catalysthavinghigh absorption rate ofolefin hydrocarbon and having strong capabil- ity againstcarbon deposition and anti-wearing capability hasbeen developed, the industrialization ofMTO/MTP catalysis reaction processwould be possi-ble to be realized.Key words:MTO/MTP catalysis reaction process; methano;l olefin hydrocarbon; preparing; catalyst; carbon base absorption rate我国的能源结构特点是多煤、贫油、少气。
丙烯生产技术发展及经济性分析专家论坛当代石油石化 PETR0LEUM&PETR0CHEMICAL T0DAY V01.13 No.10 0ct.20o5丙烯生产技术发展及经济性分析(中国石油化工集团公司,北京100029)摘要:分析了丙烯生产技术的进展情况及发展趋势,对不同丙烯生产路线的技术经济性进行了对比分析关键词:丙烯工艺技术技术经济发展趋势丙烯是仅次于乙烯的一种重要基本有机原料近年来,世界丙烯需求增长率一直高于乙烯,预计这种发展趋势仍将持续下去。
为了满足快速增长的丙烯需求,国内外一方面通过对烃类蒸汽裂解和催化裂化两大传统的丙烯来源进行催化剂、工艺条件和装置结构的改进,大幅增产丙烯;另一方面不断研究开发新的增产丙烯技术,以扩大丙烯新的原料来源1 世界丙烯供需前景分析丙烯是乙烯蒸汽裂解装置联产品和催化裂化(FCC)装置的副产品。
据美国SRI咨询公司报道,2004年世界丙烯总产量超过6 500万吨,其中约61%来自乙烯蒸汽裂解装置,约34%来自FCC装置,约3%来自丙烷脱氢装置,约2%来自其他装置另据美国化学市场咨询公司(CMAI)报道,2004年世界丙烯需求量达到6 510万吨,其中60.7%用于生产聚丙烯,9.0%用于生产丙烯腈,7.1%用于生产环氧丙烷,5.9%用于生产异丙苯,3.5%用于生产丙烯酸,13.8%用于其他方面多年来,在聚丙烯需求快速增长的带动下,世界丙烯需求增长速度一直快于乙烯。
美国丙烯与乙烯的需求比率1992年为0.43,2004年已升至0.54西欧、亚太地区的情况也是如此,2004年亚太地区丙烯与乙烯需求比率甚至高达0.77。
而中东地区由于近些年新增的乙烯能力主要是以乙烷裂解为主,因此自1996年以来丙烯与乙烯需求比率一直变化不大。
由于世界丙烯产量增速明显低于乙烯,使丙烯供应出现紧张,导致丙烯与乙烯价格比增加,由进入2005年,世界丙烯价格已开始高于乙烯价格,5月份丙烯与乙烯价格比曾达到1.22:1。
45国际石油经济 2005年9 月第13卷第9期炼化广角REFINING & PETROCHEMISTRY一、甲醇制丙烯技术应用现状由于受石油资源持续短缺、边远地区天然气不易运输的影响,自20世纪 80年代以来,世界上许多著名的石油和化学公司,包括埃克森美孚公司(Exxon-Mobil)、美国环球石油公司(UOP)和挪威海德鲁公司(Norsk Hydro)等,纷纷致力于非石油资源合成低碳烯烃的技术路线研究,例如以天然气为原料生产甲醇直至乙烯和丙烯的研究,并取得相当进展,目前,许多工业化装置正在建设或正在拟建之中。
世界上现行的由甲醇制丙烯的方法主要有两种。
一是MTO技术(Methanol to Olefin,甲醇制烯烃),即由甲醇首甲醇制丙烯技术应用前景及装置建设相关问题探讨胡玉梅(中国石化集团公司经济技术研究院)摘要随着我国国民经济的持续、快速发展,我国对丙烯及其下游产品的需求呈大幅度上升趋势,丙烯短缺的问题日益突出。
目前我国丙烯全部来源于石油,现有丙烯生产路线已最大程度地提供了丙烯资源,丙烯新来源与应用技术问题受到日益广泛的关注。
从战略的角度考虑,采用天然气甲醇制丙烯(MTP 技术)可以拓宽原料渠道,调整丙烯原料结构,减少对石油资源的依赖并规避价格风险。
针对我国未来开展的甲醇制丙烯装置的建设,建议在资源的利用方面不仅要立足国内,同时可以考虑利用中东等地的天然气资源。
关键词甲醇制丙烯 MTO技术 MTP技术装置建设前景工用于出产高性能沥青等产品,总体资源配置向靠近主要消费市场的加工基地倾斜。
做好整体和区域的资源优化利用,是节约资源的关键。
技术的进步是节约资源的最重要手段。
能源化工是资源消耗大户,也是能源消耗大户。
节约能源和资源,不仅仅限于现有石油化工过程采用新技术、新设备、新材料,降低现有过程能源和资源的消耗,更重要的是能源化工工艺路线的革新。
能源化工的发展,从技术角度,必须采取能源和资源消耗少的工艺路线。
煤化工工艺-------煤制烯烃(MTO)煤制丙烯(MTP)技术的探讨与分析MTO及MTG的反应历程主反应为:2CH3OH→C2H4+2H2O 3CH3OH→C3H6+3H2O甲醇首先脱水为二甲醚(DME),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。
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;低碳烯烃转化为烷烃、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,目前还没有统一认识。
Mobil公司最初开发的MTO催化剂为ZSM-5,其乙烯收率仅为5%。
改进后的工艺名称MTE,即甲醇转化为乙烯,最初为固定床反应器,后改为流化床反应器,乙烯和丙烯的选择性分别为45%和25%。
UOP开发的以SAPO-34为活性组分的MTO-100催化剂,其乙烯选择性明显优于ZSM-5,使MTO工艺取得突破性进展。
其乙烯和丙烯的选择性分别为43%~61.1%和27.4%~41.8%。
从近期国外发表的专利看,MTO研究开发的重点仍是催化剂的改进,以提高低碳烯烃的选择性。
将各种金属元素引入SAPO-34骨架上,得到称为MAPSO或ELPSO的分子筛,这是催化剂改型的重要手段之一。
金属离子的引入会引起分子筛酸性及孔口大小的变化,孔口变小限制了大分子的扩散,有利于小分子烯烃选择性的提高,形成中等强度的酸中心,也将有利于烯烃的生成。
MTO工艺技术介绍目前国外具有代表性的MTO工艺技术主要是:UOP/Hydro、ExxonMobil的技术,以及鲁奇(Lurgi)的MTP技术。
ExxonMobil和UOP/Hydro的工艺流程区别不大,均采用流化床反应器,甲醇在反应器中反应,生成的产物经分离和提纯后得到乙烯、丙烯和轻质燃料等。
目前UOP/Hydro工艺已在挪威国家石油公司的甲醇装置上进行运行,效果达到甲醇转化率99.8%,丙烯产率45%,乙烯产率34%,丁烯产率13%。
关于甲醇制烯烃工艺及工业化进展研究发布时间:2021-12-24T12:48:32.796Z 来源:《中国科技人才》2021年第24期作者:刘冰[导读] 如今甲醇制烯烃技术越来越受到人们关注,为此本文着重研究了国内外较为常见的甲醇制烯烃工艺,深入探究了各个工艺的特点和工业化进展,希望给甲醇制烯烃工艺未来发展带来积极的作用。
刘冰天津大沽化工股份有限公司天津市滨海新区 300455摘要:如今甲醇制烯烃技术越来越受到人们关注,为此本文着重研究了国内外较为常见的甲醇制烯烃工艺,深入探究了各个工艺的特点和工业化进展,希望给甲醇制烯烃工艺未来发展带来积极的作用。
关键词:甲醇制烯烃;工艺技术;工业化进程低碳烯烃属于经济发展极为关键的一项原料,但是由于低碳烯烃生产会消耗大量的石油,而我国石油资源又非常稀缺,需要大量进口,过大的进口不仅会引发我国能源安全风险问题,而且还会加大经济压力,所以为了有效解决我国石油资源短缺问题,便研究出了煤经甲醇制烯烃的工艺,此工艺受到了人们广泛的关注。
一、甲醇制烯烃工艺及工业化进展(一)UOP/HydroMTO工艺MTO工艺始于二十世纪的七十年代,早期的MTO工艺主要运用的催化剂就是ZSM-5分子筛,不过由于ZSM-5分子筛的孔径很大,就造成了烯烃的选择性很差。
为解决此问题,人们研制出了一种SAPO-34分子筛催化剂,此催化剂的孔径很小,水热稳定性和热稳定性很强,同时具有良好的烯烃选择性,较长的使用寿命,由此被广泛使用。
后来人们又研制出了一套甲醇日进料量是0.75t的MTO工艺装置,此装置能够连续稳定运行90多天,甲醇转化率可达100%,乙烯和丙烯的选择性可达80%。
在2000年的时候,又研究出了MTO工艺反应器,此工艺反应器由三个阶段组成,分别为:反应段、过渡段和分离段。
预热好的甲醇以及二甲醚会进到反应段,和催化剂产生放热反应,以产生低碳烯烃气,而没有发生反应的原料会在过渡段展开反应,以转成产品气,此产品气会进到带有多组两级旋风分离器的分离段,以完成催化剂和产品气的初分离,分离以后的产品气会离开反应器,进到下游单元中。
国内外MTO、MTP技术进展1 能源形势分析能源是经济和社会发展的基础,能源的生产与供应一直受到各国政府的高度重视,而石油更是能源中各国关注的焦点,为争夺石油资源而发动战争的时有发生。
石油化工主要产品烯烃(乙烯、丙烯)的发展与石油密切相关,因此,能源形势分析一直是各国经济研究权威机构研究的重点。
1.1 国际能源状况世界能源委员会(WEC)研究结果认为,2020年前世界一次能源供应仍将以化石能源为主,在今后20年内,世界能源需求估计会增长50%以上,达到28000万桶油当量/d,煤炭将占消费总量的24%-25%:石油生产因受资源缺乏的困扰,估计只能开采40年左右,石油生产与消费面临严峻的形势。
表1 2001年1月1日世界化石能源剩余可采储量、储采比由上表可见,世界化石能源按目前的开采量计算,石油可采40年,天然气可开采61年,而煤炭可开采227年。
预测煤炭将重新成为世界主要能源而受到普遍重视。
1.2 中国能源状况(1)中国一次能源生产和消费一直以煤炭为主,煤炭生产在能源中占的比重为70%-75%,这种状况在今后较长的时间内不会有大的变化。
表2 中国历年一次能源产量及结构由表2可见,煤炭对中国经济可持续发展具有十分重要的意义,煤炭和洁净煤技术是通向能源可持续发展的桥梁。
中国能源以煤炭为主的形势不会有大的变化。
(2)由表1可见,中国石油资源人均占有量很少,按目前开采量计算仅能开采20年,煤炭则可开采100年以上。
我国解决能源供应的立足点主要是煤炭,这是由能源资源所决定的无可争议的事实。
因此,国家提出“节能优先、效率为本、煤为基础、多元发展”的能源战略方针。
(3)中国石油消费增长很快,原油生产增长缓慢,石油供应面临严峻形势。
我国从1993年由石油出口国变为石油净进口国以来,石油进口量增长很快,2003年进口原油9112万t,出口813.33万t,净进口量8298.67万t;比2002年增长33.4%;2004年原油进口量为12281.54万t,比上年增长34.8%,成品油净进口量为3054.5万t,比上年增长1倍多。
mtp反应机理MTP反应机理引言:MTP(Methanol-to-propylene)反应是一种重要的催化转化过程,用于将甲醇转化为丙烯。
丙烯是一种广泛应用于塑料、化纤等行业的重要化工原料,因此MTP反应具有重要的经济和工业价值。
本文将介绍MTP反应的机理及其关键步骤。
反应机理:MTP反应的机理主要包括甲醇的脱氢、碳链扩散、丙烯生成等关键步骤。
1. 甲醇的脱氢:在MTP反应中,甲醇首先经过脱氢生成甲醛。
这一步骤通常在酸性催化剂的作用下进行,常用的催化剂包括氧化钒、磷钼酸盐等。
甲醇在酸性环境下失去一个氢原子,形成甲醛,并释放出一个氢离子。
2. 甲醛的脱氢:甲醛继续经过脱氢反应生成甲烯。
这一步骤通常需要较高的温度和压力,并在催化剂的催化下进行。
常用的催化剂包括氧化铝、硅铝酸盐等。
甲醛在高温条件下失去一个氢原子,形成甲烯,并释放出一个氢离子。
3. 甲烯的碳链扩散:甲烯是MTP反应的关键中间体,需要在催化剂的作用下发生碳链扩散。
常用的催化剂包括大孔分子筛等。
甲烯在催化剂表面发生分子扩散,形成更长的碳链结构,同时释放出一个氢离子。
4. 丙烯的生成:碳链扩散后的中间体继续经过一系列的反应,最终生成丙烯。
这一过程涉及多个催化剂和反应步骤,其中包括分子裂解、异构化、骨架重排等。
通过调节反应条件和催化剂的选择,可以控制丙烯的选择性和产率。
结论:MTP反应是一种将甲醇转化为丙烯的重要催化转化过程。
该反应的机理主要包括甲醇的脱氢、碳链扩散和丙烯的生成等关键步骤。
通过调节反应条件和催化剂的选择,可以实现对丙烯的高效转化和选择性控制。
MTP反应具有重要的经济和工业价值,在化工领域具有广阔的应用前景。
参考文献:1. Zhang, Y., Wei, Y., & Liu, Z. (2016). Review of recent progress in methanol-to-propylene (MTP) reaction over zeolite catalysts. Catalysts, 6(4), 56.2. Li, J., & Wang, Y. (2015). Methanol-to-olefins (MTO): from fundamentals to commercialization. ACS Catalysis, 5(3), 1922-1938.3. Miao, S., Xie, Z., Liu, H., & Xu, L. (2019). Recent advances in the methanol-to-olefins (MTO) reaction over zeolite catalysts. Green Chemistry, 21(3), 570-600.。
第"期聂晓明,等:甲醇制烯烃(MTO )的生产技术现状及发展趋势• 99 •氮气g 圍淖生烟气滑阀主风蒸汽图3 D M T O 技术工艺流程图大连化学物理研究所在D M T O -I 技术工业运行的基础上 加了 C 4以上重组分回 元,可将乙烯、丙烯收 80%提高到85%左右, 烯的 耗由3 t (D M T O -I )降至2.6~2.7 t (D M T O -II ),消耗 , 减少。
1.4 S M T O 工艺S M T O 技术由上海石油化工研究院与中国石化工程建设公司合作 。
该工艺流程图如图4所[5]。
1.3 D M T O 技术D M T O 技术 国科学院大连化学物理研究所研 。
技术在2004-2006年, 了 首例 级M T O 工业试 验。
神华包头煤化工分公司2010年 实现了 首套百万级D M T O 商业工厂的运营。
该工原则流程[4]如 3所。
原以汽 态通过分布器进人 密相床层,在内流化状态下的催化剂存在下 ,部分转化为二 ,甲与二 继转化为低碳烯烃。
工气进人 上部扩 大的稀,流 ,大部分催化 重力的作用下沉进人密相床层继续参与化学反应,小部分催化剂通过旋风 分离器进行 回收 回。
内设 的 t的 ,再生配备 。
D M T O -I 工业化运行 为: 化 99%,产气中乙烯质量选择性为39.84%,丙烯 性为39.40%,生焦率2)0%[2]。
甲醇制乙烯、丙烯的M T O 工艺(Methanol to Olefins ,M T O )国 代表性的M T O 工艺技术主要有:霍尼韦尔U O P /H y dro 技术、森美孚M o b i 的技术、鲁奇Lurgl M T P 的技术。
国内代表性的M T O 工艺技术主要有:大化物所D M T O 技术、 石化的S M T O 技术。
1各自技术特点及优势 1.1 UOP 公司的MTO工艺2000年U O P 公司公开的M T O 工艺的 设计[1],流化床 如图1所。
根据大量的实际案例显示,MTP与MTO技术在石油化工领域的生产中较之传统的蒸汽热裂解工艺,在生产成本上要低很多,因此加大对MTP与MTO技术的研究和应用,对于传统的煤化工业产品格局改善,具有十分重要的意义。
基于此,文章主要对MTP与MTO技术的最新进展以及MTP与MTO技术在石油化工领域上的应用进展展开了细致的分析探讨,旨在提供一些MTP与MTO技术方面的理论参考,以下是具体内容。
1 MTP与MTO工艺技术的研究进展在传统的烯烃生产工艺中,石油是最为主要的原料,而随着科学技术的整体提升,煤炭制备烯烃已经逐渐代替石油制备烯烃。
在技术类别上,已经划分出了合成气净化、煤气化、甲醇制洗净以及甲醇合成四项最为核心的技术。
在此四项技术中,甲醇合成技术以及合成气净化技术已经十分成熟,目前在市场上的商业化运作也已经超过十年。
长期以来,MTP与MTO技术都是煤制烯烃技术的一个瓶颈所在,而该瓶颈的突破的关键所在即整体制备工艺的优化以及反应催化剂的开发。
而近年来国内外在MTP与MTO技术上均取得了一定的突破,文章主要对国内在MTP 与MTO技术上相关研究进展进行分析。
上海石化院,从2000开始便对MTO技术进行了研究和开发,在2005年创建了一个一整套12t/a的循环流化床热模型的实验装置。
并依托于该装置,研究出了SMTO技术。
通过该工艺在甲醇的转化率上突破了99.8%,丙烯和乙烯的碳基选择性也第一次突破了80%,丙烯及乙烯及碳四在碳基的选择性上则整体突破了90%。
于2007年,中国石化工程建设有限公式和中国石化北京燕山石化公司与上海石化院一起在河北燕山建立了整体规模达到100t/d的SMTO 生产试验装置。
同时该装置在技术指标方面和模式装置十分接近,当时该技术在整体指标上便已经达到了世界上的领先地位。
在MTP技术方面,清华大学的研究最为成功,尤其是其独立自主研究的采用流化床反应器的MTP技术至今在煤制烯烃上仍然在进行广泛的应用。
mtp 甲醇制丙烯的工艺
1 甲醇制丙烯的工艺
甲醇制丙烯是石化行业中的重要装置,产物用于制造多种烯烃,
制冷剂、橡胶、涂料等,其中,以聚丙烯、有机合成树脂等烯烃的占
有率最高。
此外,丙烯也是重要的化工原料,可用于合成苯乙烯、柠
檬酸、苯甲酸等。
甲醇制丙烯是一种化学反应,通过添加溶剂催化剂和氢气,把甲
醇强氢分解为丙烯和水,它们可用于制备一些有价值的中间体物质和
最终产品。
丙烯有宝贵的工业应用,因此,甲醇制丙烯将成为全球化工巨头
争夺的焦点。
甲醇转化制备丙烯,不仅可以成本价更低,而且,会使
甲醇的经济价值大大提升。
甲醇制丙烯的工艺流程,基本上可以分为两个阶段:一是前处理
阶段,主要由甲醇,空气,氢气和催化剂构成,通过精细的控制调节,达到平衡状态;二是制备阶段,主要由甲醇、水和氮构成,经过反应
得到丙烯气体,并加以合成并冷却成液态产品。
此外,甲醇制丙烯工艺中,还可以采用微电极催化反应,在维持
合适温度的条件下,实现甲醇到丙烯的直接转换。
这种工艺技术的特
点为:催化剂的耗用量低,反应速度快,生产效率更高,在来历容易
制得纯度更高的产品,优点有助于节能环保。
甲醇制丙烯虽然有很多好处,但同时还需要注意操作安全等问题,要建立完善的安全措施,以期产生更多的价值。
2024年甲醇制烯烃市场发展现状一、引言甲醇制烯烃是一种重要的化工技术,通过将甲醇转化为烯烃产品,可以广泛应用于塑料、橡胶、油品等行业。
随着全球对环境友好型燃料的需求增加,甲醇制烯烃市场潜力巨大。
本文将对甲醇制烯烃市场的发展现状进行分析。
二、甲醇制烯烃技术的发展甲醇制烯烃技术是将甲醇通过催化剂转化为烯烃产品的过程。
目前,常见的甲醇制烯烃技术有MTO(甲醇转化为烯烃)和MTP(甲醇转化为丙烯)两种。
1. MTO技术的发展MTO技术是将甲醇转化为低碳烯烃产品的过程。
该技术具有高转化率、低能耗、资源利用率高等优点,已成为甲醇制烯烃领域的主流技术。
随着固定床催化剂和流化床催化剂等新技术的不断发展,MTO技术的转化率和选择性得到了显著提高。
2. MTP技术的发展MTP技术是将甲醇转化为丙烯等高碳烯烃产品的过程。
丙烯是合成塑料和合成橡胶等行业的重要原料,因此MTP技术一直备受关注。
近年来,通过优化催化剂和反应条件,MTP技术的选择性得到了改善,丙烯产率大幅提高。
三、甲醇制烯烃市场的现状1. 全球市场概况全球甲醇制烯烃市场规模不断扩大,主要受益于下游塑料和橡胶行业的快速增长。
亚太地区是全球甲醇制烯烃市场的主要消费地区,其中中国是最大的市场。
欧洲和北美地区也有较高的市场需求。
2. 中国市场现状中国是全球甲醇制烯烃市场最大的消费国,其市场规模不断扩大。
随着国内新能源汽车和塑料制造业的快速发展,对甲醇制烯烃产品的需求也相应增加。
此外,政府对环保产业的大力支持也促使甲醇制烯烃市场的进一步发展。
3. 未来市场趋势未来甲醇制烯烃市场的发展将受到多种因素的影响。
首先,环保压力将进一步推动市场向低碳环保型产品转型。
其次,新能源汽车行业的快速发展将提高对甲醇制烯烃产品的需求。
此外,技术创新和催化剂的不断改进也将推动市场的发展。
四、总结甲醇制烯烃市场具有巨大的发展潜力,随着全球对环境友好型产品的需求增加,市场规模不断扩大。
在中国市场尤其如此,政府对环保产业的支持以及新能源汽车行业的快速发展将进一步推动市场的发展。
甲醇制烯烃相关材料甲醇制烯烃工艺的主要产品是乙烯(C2H4)、丙烯(C3H6),传统上乙烯和丙烯的来源主要是石油烃类蒸汽裂解,其原料主要是石脑油。
近年来随着国际原油价格上涨,烯烃的生产成本不断攀升。
在此背景下,促使人们去寻求进一步开发非石油资源的新途径,极大地推动了煤化工发展。
随着煤经合成气生产甲醇的技术日臻成熟,煤经由甲醇制取低碳烯烃成为备受关注的一条生产路线。
一、概况1、用途乙烯工业是石油化工的龙头,其发展水平已成为衡量一个国家经济实力的重要标志之一,在石化工业乃至国民经济发展中占有重要地位。
聚乙烯得到了广泛应用,如粘合剂、农膜、电线和电缆、包装(食品软包装、拉伸膜、收缩膜、垃圾袋、手提袋、重型包装袋、挤出涂覆)、聚合物加工(旋转成型、注射成型、吹塑成型)。
丙烯是仅次于乙烯的一种重要有机石油化工基本原料,主要用于生产聚丙烯、苯酚、丙酮、丁醇、辛醇、丙烯腈、环氧丙烷、丙二醇、环氧氯丙烷、合成甘油、丙烯酸以及异丙醇等,其他用途还包括烷基化油、高辛烷值汽油调合料等。
例如:(1)丙烯制成聚丙烯,聚丙烯应用在塑制品、薄膜制品、纤维制品。
(2)丙烯制成苯酚,苯酚制成木材防腐剂、皮肤科常用的治疗药物、面部美容治疗药物。
2、市场前景2006年聚烯烃的产量和表观消费量相差甚多,自给率仅为50%-70%,依乙烯为例:2007年我国乙烯生产能力约为966.5万吨/年,中国乙烯工业将迅速发展,预计2010年乙烯产能将达1784万吨/年,比2006年的966.5万吨/年增加817.5万吨/年。
据有关部门预测,2010年我国乙烯需求量将达到2500万~2600万吨,生产能力将达到1400万吨/ 年,只能满足国内需求的55%。
2020年我国乙烯需求量将达到3700万~4100万吨,生产能力将达到2300万吨/年,只能满足国内需求的60%左右。
上数据表明我国烯烃市场缺口巨大,具有良好的发展前景。
煤制烯烃和石脑油裂解制烯烃技术路线相比较,在经济上的竞争力取决于甲醇的成本。
甲醇工业的发展方向及应用前景一、简介甲醇是一种重要的有机化工原料,应用广泛,可以用来生产甲醛、合成橡胶、甲胺、对苯二甲酸二甲脂、甲基丙烯酸甲脂、氯甲烷、醋酸、甲基叔丁基醚等一系列有机化工产品,而且还可以加入汽油掺烧或代替汽油作为动力燃料以及用来合成甲醇蛋白。
随着当今世界石油资源的日益减少和甲醇单位成本的降低,用甲醇作为新的石化原料来源已经成为一种趋势。
尽管目前全球甲醇生产能力相对过剩,并且不排除由于某种原因而引起甲醇市场的波动,但是对于有着丰富的煤、石油、天然气资源的地区,除了研究开发新技术降低成本,还要不断开拓甲醇应用领域,大力生产和发展甲醇下游产品,从而促进整个甲醇工业的发展。
二、甲醇下游产品甲醇下游产品种类很多,结合市场需求,发展国内市场紧缺,特别是可以替代石油化工产品的甲醇下游产品,是未来大规模发展甲醇生产,提高市场竞争能力的重要方向。
1、甲醛甲醛是甲醇最重要的下游产品之一,也是最重要的基本有机化工原料之一。
它最大的用途是生产酚醛树脂、黏合剂及其它有机化学晶。
近年来,随着我国经济建设的迅速发展,甲醛产量每年以 4.5%的速度增长,年需原料甲醇100万吨以上。
为满足化工市场的需求,应大力开发以甲醇为原料的生产甲醛的新工艺,以满足优质工程塑料(酚醛树脂)和乌洛托品等合成的需要。
2、甲酸甲酯甲酸甲酯(MF)被誉为万能的中间体,由它衍生出的化学品达几十种。
它是当前C1化学发展的热点,目前国内外广泛采用的大规模生产方法是甲醇羰基化法租甲醇脱氢法。
甲醇羰基化法制甲酸甲酯成本仅为传统酯化法的1/3。
甲酸甲酯可用于生产甲酸、甲酰胺和其他精细化工产品,还可直接用作杀虫剂、杀菌剂、熏蒸剂、烟草处理剂和汽油添加剂,它的需求量将以每年10%的速度递增。
随着环保要求的不断提高,由甲醇、C02和H2合成工艺甲酸甲酯值得关注。
3、甲胺甲胺是一种重要的脂肪胺,以液氨和甲醇为原料,在催化条件下,通过加压精馏分离不同结构的系列产品(一甲胺、二甲胺、三甲胺),是基本的有机化工原料之一,目前全世界年生产能力为112万吨,国内年生产能力为25万吨,全球年消费量为165万吨,年消费递增率为12%。
甲醇制丙烯(MTP)工艺的工业应用进展及其经济性分析摘要:为应对当前石油资源紧缺以及丙烯需求量高速增长等问题,加速推进我国甲醇制丙烯(MTP)工艺的必要性和必然性。
综述了国内具有代表性的MTP工艺以及工业应用进展情况。
从国内外供求关系以及设备的生产运行情况论证了其经济性,并对于推进我国MTP工艺的自主化道路提出了自己的一点建议。
关键词:甲醇丙烯MTP工艺工业化进展经济性随着国际石油价格的不断飙升,烯烃,尤其是丙烯的需求量持续增长,甲醇转化制烯烃技术引起世人的高度关注[1]。
目前,烯烃的生产大多源于石油,随着石油资源日益紧缺,烯烃的生产成本越来越高,特别是丙烯。
随着全球甲醇工业化产量的急速增长,以煤和天然气为原料生成甲醇,再以甲醇制取丙烯的生产路线成为国内外技术研究的重要热点[2]。
【胡思1、沈雪松1】1 MTP工艺简介甲醇制丙烯技术过程主要由两步法组成,即先生成甲醇,再生成中间产物二甲醚,最后利用催化转化法将二者的混合物转化为丙烯等烯烃类产品。
该工艺会副产出多种含碳量比较低的烯烃,由于在催化剂的作用下又会发生一系列连续反应,诸如环化、脱氢、烷基化等,从而导致烷烃和芳烃等副产物的生成[3]。
【雍晓静2】2 MTP工艺国内的发展现状现今阶段世界上的丙烯生产工艺总体上有炼油厂催化裂化(FCC)技术和烃类蒸汽裂解技术,但是由于这两种工艺的丙烯均是获得的副产物,所以单纯的增加裂解和裂化设备的总体数量,很显然不能填补丙烯需求的巨大缺口。
所以提高丙烯的产量就必须提高它的选择性,就目前而言,拥有较高选择性的方法主要有两种,第一个是以丙烷为原料进行脱氢,从而制得丙烯。
第二个就是通过歧化反应,将乙烯和丁烯反应而生成丙烯,但是脱氢制丙烯这种方法的天然气原料是富含丙烷的,这就违背了我国天然气富甲烷的实际情况,歧化反应生成丙烯的同时也反应掉了大量的乙烯,但是乙烯也是极其重要的化工原料,因此上述两种方法均存在缺陷,不能大规模在我国应用建设。
现今的甲醇装置已日趋大型化,原料也主要集中于煤和天然气,因此这就为甲醇制丙烯(MTP)工艺的顺利实施提供了前所未有的便利条件,同时也使得所需的原料变得更加低廉。
【雍晓静1】2.1清华大学的FMTP工艺早在2006年7月,清华大学就和中国化学工程集团公司达成合作,共同开发了FMTP工业化技术,完成了从理论推理到工业化试验的全部过程[4]。
【朱伟平3】FMTP工艺是用气固并流下行式流化床短接触反应器,将甲醇通过中间产物转化为丙烯产品的技术。
该工艺的催化剂是清华大学自行研制的具有CHA和AEI混合结构的交生相SAPO分子筛。
2.2大连化物所的DMTP工艺中科院大连化学物理研究所在研究甲醇经二甲醚制烯烃(DMTO)工艺的基础上,也致力于开发研究甲醇转化制丙烯(DMTP)工艺的工作。
大连化物所的DMTP工艺也采用流化床技术,同时回炼碳四,区别在于DMTO的系列催化剂。
DMTP工艺由三个反应组成:甲醇或二甲醚转化反应、乙烯和甲醇烷基化反应以及碳四以上重组分催化裂解反应[5]。
【张卿2.2.3】2.3国内MTP工艺的工业化进程随着我国经济的飞速发展,国内市场对化工原料及能源的需求与日俱增,由于产能需求之间的巨大矛盾引发了了聚乙烯、聚丙烯等化工原料急剧缺乏,市场价格暴涨,利润空间迅速拉大,又鉴于国内富煤少气的资源结构,因此鲁奇公司的MTP工业化技术在中国得到了快速的推进。
【张卿2.1.2】2011年1月,大唐多伦煤化工的MTP反应器A套装置试车成功,甲醇转化率为99.8%,产物中丙烯含量达到31.9%, 9月份,煤基烯烃项目整套装置实现全线流程贯通,产出终端合格产品聚丙烯。
【胡思3.2】2010年9月,年产46万吨煤基烯烃的MTP(甲醇制丙烯)项目在内蒙古多伦投入运行,这标志着我国煤基烯烃工业化迈出了重要步伐。
2009年,在安徽淮南建成了一套甲醇加工能力3万t/a的FMTP工业试验装置,此工业装置的建成是清华大学与中国化学工程集团公司、安徽淮化集团共同合作的结果,该装置已于2009年10月进行了流态化试车,经过长时间满负荷诈纯测试,该设备已平稳运行,达到了设计的满负荷操作。
【胡思2.2】神华宁煤集团的MTP项目己于2010年试运行,其单程丙烯选择性大于40%,丙烯碳基收率71.2%,生产出了合格的丙烯。
大唐多伦煤化工公司MTP装置反应系统(反应器A)计划2011年底前实现投产。
其反应器A填装MTP催化剂150t,反应温度480摄氏度,MTP反应器A一次投料试车成功,甲醇转化率达99.8%,丙烯含量达到31.9%,实现了最优转化率。
中国大唐国际发电股份有限公司和神华宁夏煤业集团先后于2008年引进鲁奇技术,分别在内蒙古多伦和宁夏宁东建设了世界上规模最大的两套煤制丙烯装置(年耗甲醇167万吨,可年产聚合级丙烯47万吨)。
2010年9月6日,神华宁煤的整套煤制丙烯装置正式全面试车,10月4日成功产出纯度99.69%的丙烯产品,这表明全球首套甲醇制丙烯工业化核心技术在我国成功应用。
【张卿2.1.2】3 制约MTP技术工业化进程的因素甲醇制烯烃是个比较成熟的技术,除过烯烃生产外,合成气和甲醇的生产已经相当成熟。
从投资金额方面来看,在规模相等的情况下,比起以石脑油等轻质油为原料制取烯烃的投资,以甲醇为原料制取烯烃的技术投资金额明显要高出很多,项目的投资太高,导致该项目资金周转难度加大,直接牵制了MTP技术工业化进展的步伐,因此项目设备的投资有有赖于国家财政的大力支持。
近几年来,国家重点强调环保措施,实施了一系列环保政策,如提高废水回收利用率、节能减排及增产不增污等。
这些措施或多或少的也影响了甲醇制烯烃技术工业化的发展。
以天然气为原料生产的废水回收利用,成本低而且节约了化学工业用水,而以煤为原料的生产废水回收利用成本较高且需要消耗的水资源多,因此,丰富的水资源是项目顺利实施的保障,但我国产煤地大多数为缺水的中西部地区,所以找到大量的水或许是项目实施的重中之重。
【沈雪松4】4 MTP技术的经济分析我国矿产资源的特征是富煤贫油少气。
据中国煤炭工业协会发布的数据表明,2011年比2010年的煤炭消耗总量同期上涨了12.5%,由于我国的原油产出率大大下跌,因此只能对外依赖进口的原油,特别是近几年对国外原油的依存度已接近50%的警戒线水平。
因而大力发展煤化工代替石油能源短缺是符合我国对于矿产资源的国情的 。
【姚本镇2】4.1 甲醇的产能及丙烯的下游产品需求大型甲醇装置的平稳运行极大的延长了甲醇向下游较大消费市场的发展。
在当前的形势下,国内外双重压力制约着甲醇市场。
国内因素主要是指甲醇产销矛盾,导致产能过剩,过剩的产能又不能让下游产品充分消化,加之近几年的金融危机,导致甲醛、乙酸等基础工业装置的开工率大大下降,这种现象无疑深化了甲醇市场的持续低迷;国外因素就是来自于中东等地区廉价甲醇的持续冲击。
国内外的双重压力迫使国内甲醇必须找寻一条新出路,鉴于全球市场对于烯烃的需求大大超过甲醇,因此过剩的甲醇制烯烃便成为甲醇转化的一条新的出路。
【姚本镇2.2】在全球范围内,受上游丙烯消费指数增长的影响,丙烯下游产品的消费也与日俱增。
为了加大丙烯的产量,乙烯设备处理量将进一步增大,并且全面释放设备的生产力。
联产法制得的丙烯将占丙烯总量的很大部分。
但下游装置需求的丙烯量增速将达到6%,这样丙烯资源供应就略显紧张。
况且单从供求关系来看,丙烯产销矛盾特别突出。
到2010年,丙烯需求的增速将达到8.1%,因此我国丙烯的开发利用前景非常好4.2 MTP的经济性比对业内有关人士对煤基甲醇制烯烃技术进行了经济性分析,分析表明:如果项目在煤矿基地大规模建设,煤制烯烃的产品始终是有利可图的,即使原油售价高于35美元/桶,煤制烯烃产品也能从中获益。
当前国际油价在80美元/桶以上,因此煤基甲醇制烯烃产品具有巨大的利润空间。
【沈雪松4】鲁奇公司对进料甲醇MTP装置进行了技术经济评估,如果以总投资1.85亿美元计,丙烯价格在380美元/t以及甲醇价格在90美元/t时,所获得的收益将会以每年15.6%的增速增长,增速惊人,同时受供求关系的影响,聚丙烯等产品的价格会稳中有增,由此所带来的实际经济效益会更好。
【姚本镇2.3】总结近几年化工产品的市场行情可以得出结论:甲醇和聚丙烯产品之间存在巨大的经济落差,甚至超过了甲醇自身价值的三到四倍,可见MTP具有巨大的经济效益,当甲醇价格从2263﹣2903元/t时,聚丙烯的价格却已经增加了两千元,因此增加产量所带来的利润是非常丰厚的。
4.3 前景预测现今市场上的甲醛、甲基叔丁基醚(MTBE),醋酸、甲基丙烯酸甲酯(MMA)等诸多化工产品,它们绝大多数都来源于甲醇。
由于甲醇生产能力的增长远远高于对甲醇的需求增长,因此大批量的甲醇生产装置需要寻求更大的销售出路,鉴于世界各国对于烯烃的需求远远大于甲醇,因此将甲醇用于生产烯烃将是一个非常拥有市场的生产方向。
现今全球市场的总体方向是甲醇的产能大,丙烯的产能小,但是丙烯的需求增长又大大超过了乙烯,因此对于如此庞大的丙烯需求量和现今的丙烯产能之间便产生了巨大的落差,故此迫切需要找到丙烯增产的新工艺、新方法。
在大规模甲醇装置的高速建设中,必须找寻产品的出路。
在甲醇上游供应压缩及丙烯下游需求拉动的双重作用下,甲醇制丙烯技术的未来发展形势可观。
此外以天然气为原料的甲醇制丙烯技术应从烯烃的结构上找出实施调整的方法,增加丙烯原料的来源途径,从根本上降低石油资源紧张从而导致油价上涨带来的风险。
【沈雪松4】5 建议鉴于我国的煤炭资源丰富,大力发展煤基甲醇制丙烯工业,对于缓解化学工业对石油资源的过度依赖具有非常重大的意义。
针对近年来我国对石油进口依赖程度不断提高而造成的油价持续上涨的问题,发展MTP技术具有特殊的时代意义和经济意义。
但是人们普遍关注的问题却是:如何推动国内MTP技术产业化的顺利进行,使之为传统丙烯路线带来巨大增益?为此,我提出了以下几点看法。
【张卿3】(1)神华宁煤集团及大唐多伦煤化工MTP装置的成功开车,表明中国在世界上率先开创了一条煤经甲醇生产丙烯的全新技术路线。
但是MTP装置的工业化应用毕竟属于世界首次,没有现成的经验值得借鉴,因此在设备运行期间必然会遇到各种各样的问题,希望参与者能冷静分析,沉着应对,找出问题的解决办法,保证设备的平稳运行,不要让国家利益蒙受损失。
【胡思4.1】(2)甲醇制烯烃技术在现今国内很多科研院所均有涉及,但是都不甚完美,因国家财政补贴及科研费用投入等诸多因素,一直都限制着技术研发的深度。
于此同时,人力、物力的过度分散,加大了我国对甲醇制烯烃技术集体开发的难度。
建议对国内的各种甲醇制烯烃技术进行整合,形成具有自主知识产权的核心技术。