煤制烯烴
關注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2021-07-29
煤制烯烴的實例教程
經(jīng)本文作者測算，在低原油價格（30美元/桶）條件下，典型外購甲醇制烯烴裝置烯烴生產(chǎn)成本與煤制烯烴成本（約6000元/噸）相當，但高于石腦油制烯烴成本（約4500元/噸）；在50美元/桶油價下，外購甲醇制烯烴成本約7500元/噸，高于煤制烯烴成本（約7000元/噸）及石腦油制烯烴成本（約6000元/噸）；油價上漲到70美元/桶時，外購甲醇制烯烴成本上升到8500元/噸，而此油價下煤制烯烴與石腦油制烯烴成本相當（約7000元/噸）；油價上漲到100美元/桶時，外購甲醇制烯烴成本上升到約9500元/噸，與石腦油制烯烴成本相當，已經(jīng)高于煤制烯烴成本（7500元/噸）約26%。可見外購甲醇制烯烴能否盈利，其關鍵取決于穩(wěn)定、低價的甲醇來源。
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煤制烯烴技術發(fā)展趨勢分析
經(jīng)過多年快速發(fā)展，目前煤制烯烴技術已全面實現(xiàn)工業(yè)化應用，但技術水平仍有進一步提升的空間，未來煤制烯烴技術發(fā)展趨勢主要包括以下幾個方面。
①提升全流程技術自主化水平，盡快擺脫國外技術制約
根據(jù)工業(yè)與信息化部2015年8月公布的《煤制烯烴行業(yè)規(guī)范條件》，新建和改擴建的煤制烯烴項目鼓勵采用具有我國自有知識產(chǎn)權、先進可靠的潔凈煤氣化、空分、凈化、硫回收、甲醇合成、甲醇制烯烴、烯烴分離等系列工藝技術。
展開 煤制烯烴生產(chǎn)過程需通過煤氣化在高溫、高壓下將煤炭大分子結構打斷為單分子，然后催化劑作用下又重新將單分子排列組合為低碳烯烴產(chǎn)品，經(jīng)歷了“重-輕-重”的工藝過程；此外，煤制烯烴生產(chǎn)過程中經(jīng)歷多個“冷-熱”的過程，制冷和冷卻能耗、水耗要求較高，也在定程度導致煤制烯烴能源消耗較高。
算新建60 萬噸規(guī)模煤制烯烴投資170億元，150萬噸規(guī)模石油制烯烴投資160 億元。煤制烯烴單位烯烴投資是石油制烯烴的2.7 倍。
中國石化上海石油化工研究院楊學萍等對石腦油蒸汽裂解制烯烴（150 萬噸烯烴規(guī)模）和煤經(jīng)甲醇制烯烴（60 萬噸烯烴規(guī)模）進行了經(jīng)濟分析，在石油價格110 $/bbl （美元/桶，下同）和煤炭價格500 RMB/t 的情況下，石油路線和煤路線制烯烴的生產(chǎn)成本分別為7600 RMB/t 和5200 RMB/t。石油和化學工業(yè)規(guī)劃院韓紅梅等對石腦油蒸汽裂解制烯烴（120 萬噸烯烴規(guī)模）和煤經(jīng)甲醇制烯烴（80 萬噸烯烴規(guī)模）進行了經(jīng)濟分析并得到雙烯平均生產(chǎn)成本與企業(yè)可承受原料價格的對應關系，以此類推在石油價格110 $/bbl 和煤炭價格500 RMB/t的情況下石油路線和煤路線制烯烴的生產(chǎn)成本分別為11 200 RMB/t 和5100 RMB/t。石油和化學工業(yè)規(guī)劃院龔華俊提出在石油價格110 $/bbl 和煤炭價格500 RMB/t 的情況下石油路線和煤路線制烯烴的生產(chǎn)成本分別為10500 RMB/t 和5200 RMB/t。陳香生等對煤基甲醇制烯烴進行了投資分析得到甲醇價格在1000～1600 RMB/t 變化，烯烴成本為3800～5500 RMB/t。
展開 目前專利商的輕油催化裂解技術多用于在增產(chǎn)丙烯，KBR在這個基礎上更近了一步，相繼開發(fā)了Superflex技術、ACO技術，現(xiàn)在力推催化烯烴技術（K-COT?）技術。筆者觀察這三個技術大同小異，其中Superflex有成功運行的商業(yè)裝置，ACO在韓國有中試裝置，K-COT是最近這兩年冒出來的，可能就是換一種姿勢繼續(xù)推廣。裝置的核心都一樣，由KBR的Orthoflow?流化催化裂解反應器系統(tǒng)與專有催化劑相結合而來。K-COT反應器系統(tǒng)由Orthoflow配置、封閉式旋風分離器、第三級分離器、連續(xù)燃料燃燒專利催化劑井，以及專利催化劑脫除系統(tǒng)組成。
在美國，發(fā)展輕油裂解制烯烴效益并不好。美國有豐富的濕性天然氣資源，富含輕質(zhì)烷烴，同時又有豐富的頁巖氣，一般以輕質(zhì)烴類作為生產(chǎn)乙烯的原料。不需要用很復雜的工藝就能得到相對價友的烯烴產(chǎn)品。所以美國專利商跑到中國、東南亞推廣烯烴技術。
煤制烯烴技術
中國的石油資源緊缺，需要大量海外進口。乙烯原料的多元化不僅僅從重質(zhì)油入手，也積極發(fā)展煤/甲醇制烯烴技術（CTO/MTO）。由于我國煤炭資源豐富，這幾年乙烯產(chǎn)能的增加多源于CTO/MTO技術的大力推廣。煤制烯烴/甲醇制烯烴技術在中國能推廣是有國情的。一般來說，煤制烯烴裝置要是建在產(chǎn)地，原料價格低但遠離消費市場。如果建在消費市場，原料費用高，流程也很長。任何技術憑的是相對優(yōu)勢，這個優(yōu)勢除了在中國之外，恐怕也很難找到。CTO/MTO有三個核心技術：煤氣化技術、甲醇合成技術和甲醇制烯烴技術。煤氣化是個熱化學過程，以煤為原料，以氧氣（空氣、富氧或純氧）、水蒸汽等做氣化劑，在高溫條件下通過化學反應將煤中的可燃成分轉化成一氧化碳、二氧化碳和氫氣等氣體產(chǎn)品。甲醇合成的主要反應為一氧化碳與氫氣反應生成甲醇，在CO2存在時，也發(fā)生二氧化碳和氫氣合成甲醇反應。
展開 甲醇制烯烴的基本反應過程是甲醇首先脫水為二甲醚（DME），二甲醚再脫水生成低碳烯烴（乙烯、丙烯、丁烯），少量低碳烯烴以縮聚、環(huán)化、 烷基化、氫轉移等反應生成飽和烴、芳烴及高級烯烴等，大部分低碳烯烴轉化生產(chǎn)聚烯烴（聚乙烯、聚丙烯） 等下游產(chǎn)品。
目前甲醇制烯烴主要有MTO技術和MTP技術兩種。MTO技術是將甲醇轉化為乙烯和丙烯混合物的工藝，除了生成乙烯、丙烯外，還有丁烯等副產(chǎn)物；MTP 技術是將甲醇主要轉化成丙烯的工藝，除了生成丙烯外，還有乙烯、液化石油氣（LPG）、石腦油等產(chǎn)物。
從目前煤制烯烴全生產(chǎn)流程所采用的技術來看，甲醇制烯烴環(huán)節(jié)都是采用國產(chǎn)化DMTO技術， 而煤氣化技術部分采用國內(nèi)多噴嘴水煤漿氣化技術、加壓粉煤氣化技術等，部分采用美國GE公司水煤漿氣化技術，粗煤氣凈化技術采用德國林德公司低溫甲醇洗，甲醇合成工段采用英國戴維公司技術， 烯烴分離采用美國 ABB 魯姆斯和 Univation公司技術，HDPE采用英力士淤漿環(huán)管技術，LLDPE 采用美國 Univation 氣相流化床聚合工藝，聚丙烯采用美國陶氏公司技術或英力士氣相法聚合工藝。
幾種典型甲醇制烯烴技術
1、中國科學院大連化學物理研究所 DMTO 工藝
中國科學院大連化學物理研究所（簡稱大連化物所）在20世紀80年代開始進行 MTO 研究工作，90 年代初在國際上首創(chuàng)“合成氣經(jīng)二甲醚制取低碳烯烴新工藝方法（簡稱 SDTO 法）”。
展開 甲醇制烯烴的基本反應過程是甲醇首先脫水為二甲醚（DME），二甲醚再脫水生成低碳烯烴（乙烯、丙烯、丁烯），少量低碳烯烴以縮聚、環(huán)化、 烷基化、氫轉移等反應生成飽和烴、芳烴及高級烯烴等，大部分低碳烯烴轉化生產(chǎn)聚烯烴（聚乙烯、聚丙烯） 等下游產(chǎn)品。
目前甲醇制烯烴主要有MTO技術和MTP技術兩種。MTO技術是將甲醇轉化為乙烯和丙烯混合物的工藝，除了生成乙烯、丙烯外，還有丁烯等副產(chǎn)物；MTP 技術是將甲醇主要轉化成丙烯的工藝，除了生成丙烯外，還有乙烯、液化石油氣（LPG）、石腦油等產(chǎn)物。
從目前煤制烯烴全生產(chǎn)流程所采用的技術來看，甲醇制烯烴環(huán)節(jié)都是采用國產(chǎn)化DMTO技術， 而煤氣化技術部分采用國內(nèi)多噴嘴水煤漿氣化技術、加壓粉煤氣化技術等，部分采用美國GE公司水煤漿氣化技術，粗煤氣凈化技術采用德國林德公司低溫甲醇洗，甲醇合成工段采用英國戴維公司技術， 烯烴分離采用美國 ABB 魯姆斯和 Univation公司技術，HDPE采用英力士淤漿環(huán)管技術，LLDPE 采用美國 Univation 氣相流化床聚合工藝，聚丙烯采用美國陶氏公司技術或英力士氣相法聚合工藝。
幾種典型甲醇制烯烴技術
1、中國科學院大連化學物理研究所 DMTO 工藝
中國科學院大連化學物理研究所（簡稱大連化物所）在20世紀80年代開始進行 MTO 研究工作，90 年代初在國際上首創(chuàng)“合成氣經(jīng)二甲醚制取低碳烯烴新工藝方法（簡稱 SDTO 法）”。
展開 
煤制烯烴的最新內(nèi)容
轉型成效初見
仲夏的內(nèi)蒙古鄂爾多斯，煤制氣和煤制烯烴等煤基產(chǎn)業(yè)與光伏發(fā)電、電解水制氫的新產(chǎn)業(yè)正緊鑼密鼓地推進與運行
2010年甲醇制烯烴國家工程實驗室與合作單位研發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權的DMTO技術成功應用于世界首套煤制烯烴工業(yè)項目、國家示范工程神華包頭年產(chǎn)180萬噸甲醇制取年產(chǎn)60萬噸烯烴裝置，技術指標達到國際領先水平。目前DMTO技術已實現(xiàn)技術實施許可1313萬噸烯烴/年，已投產(chǎn)646萬噸烯烴/年。相關介紹的鏈接：http://www.dmto.dicp.ac.cn/doshow1.php?
企業(yè)產(chǎn)能布局情況
目前國內(nèi)擬建設丙烯產(chǎn)能共計1602萬噸，以PDH產(chǎn)能為主，共規(guī)劃了877萬噸，占比54.74%；煤制烯烴路線規(guī)劃產(chǎn)能240萬噸，占比14.98%；傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝常規(guī)精餾、蒸汽裂解規(guī)劃產(chǎn)能占比分別為15.29%、14.98%，在“雙碳”背景下，丙烯規(guī)劃生產(chǎn)裝置中油制烯烴路線、煤制烯烴路線明顯減少，未來丙烯產(chǎn)能增量主要來自PDH裝置，說明該生產(chǎn)路線在國內(nèi)能源結構和環(huán)保政策背景下具有更強競爭力
其中蒸汽裂解制乙烯（含重油催化熱裂解）裝置41套，生產(chǎn)能力2948萬噸/年；煤/甲醇制烯烴（CTO/MTO）裝置27套，乙烯生產(chǎn)能力715萬噸/年；乙烷裂解制乙烯（含混合烷烴裂解）裝置6套，生產(chǎn)能力490萬噸/年。
煤氣化產(chǎn)業(yè)市場布局方面，干粉煤/水煤漿氣流床煤氣化技術一直踐行“高壓化、大型化”發(fā)展理念，將目標客戶瞄準在化肥/甲醇傳統(tǒng)煤化工、煤制油、煤制烯烴、煤制乙二醇、煤制氫等多個應用場景的大型煤化工、大型石油化工領域；近年來，由于不同應用領域適用壓力等級不同，本著搶占市場份額的目的，部分氣流床氣化技術也有朝低壓化研發(fā)的趨勢，意圖搶占工業(yè)燃氣領域市場。
，也是煤制烯烴的核心技術環(huán)節(jié)。
編 輯 | 化工活動家
來 源 | 煉油技術與工程 鎮(zhèn)海煉化
作 者 | 劉曉成等
關鍵詞 | 丙烷脫氫 空氣系統(tǒng)
共 2135 字 | 建議閱讀時間 10分鐘
導 讀
丙烷脫氫工藝以丙烷為原料制丙烯，是實現(xiàn)高附加值最有效的途徑，經(jīng)過不斷完善，該工藝的能耗和收率遠優(yōu)于煤制烯烴工藝
2017 年 1 月，位于安徽淮南的中安聯(lián)合煤化一體化項目復工，該項目采用中國石化單噴嘴干粉煤氣化爐（SE 爐）及SMTO技術，分兩期進行，一期工程建設170萬噸/年煤制甲醇及轉化烯烴和衍生產(chǎn)品。
此外，采用 SMTO 工藝的還有河南鶴壁 60 萬噸/年、貴州織金60萬噸/年煤制烯烴等項目。
近十年來，國內(nèi)大力發(fā)展煤化工，包括煤制烯烴、煤制油、煤制天然氣等項目。目前煤制烯烴技術已經(jīng)完全實現(xiàn)國產(chǎn)化，但仍存在投資強度大，高度依賴水、煤資源等問題。PDH生產(chǎn)工藝將丙烷經(jīng)過脫氫催化反應制丙烯，副產(chǎn)氫氣，該反應是可逆的強吸熱過程，可在高溫和低壓時獲得合理的丙烯收率，一般其原料丙烷與產(chǎn)出丙烯比例為1.2∶1[4]。PDH裝置比其他路線具有一定的成本優(yōu)勢。
2017 年 1 月，位于安徽淮南的中安聯(lián)合煤化一體化項目復工，該項目采用中國石化單噴嘴干粉煤氣化爐（SE 爐）及SMTO技術，分兩期進行，一期工程建設170萬噸/年煤制甲醇及轉化烯烴和衍生產(chǎn)品。
此外，采用 SMTO 工藝的還有河南鶴壁 60 萬噸/年、貴州織金60萬噸/年煤制烯烴等項目。
