甲醇制烯烴
關注創建者：匿名 創建時間：2022-01-04
甲醇制烯烴的實例教程
經本文作者測算，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，其關鍵取決于穩定、低價的甲醇來源。
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煤制烯烴技術發展趨勢分析
經過多年快速發展，目前煤制烯烴技術已全面實現工業化應用，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
根據工業與信息化部2015年8月公布的《煤制烯烴行業規范條件》，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 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聚烯烴（聚乙烯、聚丙烯） 等下游產品。
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）、石腦油等產物。
從目前煤制烯烴全生產流程所采用的技術來看，甲醇制烯烴環節都是采用國產化DMTO技術， 而煤氣化技術部分采用國內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“合成氣經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聚烯烴（聚乙烯、聚丙烯） 等下游產品。
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）、石腦油等產物。
從目前煤制烯烴全生產流程所采用的技術來看，甲醇制烯烴環節都是采用國產化DMTO技術， 而煤氣化技術部分采用國內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“合成氣經二甲醚制取低碳烯烴新工藝方法（簡稱 SDTO 法）”。
展開 陳俊武院士根據中國石化集團洛陽化工工程公司所做的技術經濟分析得出，在石油價格80 $/bbl 以上時，如果煤制甲醇的成本能低于2000 RMB/t，甲醇制烯烴的成本要比石腦油裂解制烯烴的成本低1000 RMB/t。
目前專利商的輕油催化裂解技術多用于在增產丙烯，KBR在這個基礎上更近了一步，相繼開發了Superflex技術、ACO技術，現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與專有催化劑相結合而來。K-COT反應器系統由Orthoflow配置、封閉式旋風分離器、第三級分離器、連續燃料燃燒專利催化劑井，以及專利催化劑脫除系統組成。
在美國，發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，富含輕質烷烴，同時又有豐富的頁巖氣，一般以輕質烴類作為生產乙烯的原料。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油入手，也積極發展煤/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勢，這個優勢除了在中國之外，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，也發生二氧化碳和氫氣合成甲醇反應。
展開 
甲醇制烯烴的最新內容
近日，
中科院生態環境研究中心賀泓院士、濰坊學院姜在勇教授、浙江大學孫威研究員、多倫多大學Geoffery A. Ozin院士合作在Cell Press細胞出版社期刊Chem Catalysis發表了題為“A living photocatalyst derived from CaCu3Ti4O12
該技術將COx加氫制甲醇和甲醇制烯烴兩步反應耦聯起來，使C—O活化和C—C耦合分別控制在不同的活性位點，實現了一步法由合成氣到低碳烯烴的高選擇性轉化，其示意圖見圖1。在OX-ZEO雙功能催化劑中，COx首先在金屬氧化物上活化并形成乙烯酮、甲氧基、甲醇等活潑含氧中間體，含氧中間體迅速擴散進入酸性分子篩（SAPO-34、MOR、SAPO-18、SSZ-13、RUB-13等）生成低碳烯烴。
備注：國內，由劉中民院士等領導的甲醇制烯烴國家工程實驗室在甲醇制烯烴領域取得了一系列成果，開發了DMTO工藝，并成功投產。DMTO工業化技術研發成功，對于減少我國石油進口、開辟我國烯烴產業新途徑具有重要意義。同時，這也標志著我國甲醇加工能力將由萬噸級裝置一舉跨越到百萬噸級大型裝置。
甲醇制烯烴MTO、煤制烯烴CTO
以甲醇為原料，或煤經過甲醇；其中乙烯/丙烯收率比可在0.77 - 1.33間調節；也有以魯奇公司為代表的MTP專門生產丙烯的工藝。典型的MTO裝置分為甲醇轉化和輕烯烴回收兩部分，甲醇轉化包括：反應-再生單元、進料汽化和產品急冷單元；輕烴回收包括：產品氣壓縮及堿洗、冷分離、熱分離、丙烯制冷和烯烴催化裂解（OCC）單元。
其中蒸汽裂解制乙烯（含重油催化熱裂解）裝置41套，生產能力2948萬噸/年；煤/甲醇制烯烴（CTO/MTO）裝置27套，乙烯生產能力715萬噸/年；乙烷裂解制乙烯（含混合烷烴裂解）裝置6套，生產能力490萬噸/年。
新興下游是從2010年以后出現的，比如甲醇制烯烴，甲醇鍋爐燃料、甲醇汽油等，它們對甲醇的消費占比逐年提升，目前僅甲醇制烯烴的消費量已經超過45%。傳統下游包括醋酸、甲醛和二甲醚等，目前普遍存在的問題是產能過剩，開工負荷偏低，對甲醇的消費占比也是逐漸下滑。
新興下游是從2010年以后出現的，比如甲醇制烯烴，甲醇鍋爐燃料、甲醇汽油等，它們對甲醇的消費占比逐年提升，目前僅甲醇制烯烴的消費量已經超過45%。傳統下游包括醋酸、甲醛和二甲醚等，目前普遍存在的問題是產能過剩，開工負荷偏低，對甲醇的消費占比也是逐漸下滑。
編 輯 | 化工活動家
來 源 | UOP
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②甲醇制烯烴經濟性
外購甲醇制烯烴工藝烯烴消耗甲醇約2.7t/t，水耗約3t/t。在外購甲醇制烯烴成本構成中，甲醇原料成本占比在70%以上，其成本變化與原油價格變化有較大關聯。油價上升，外購甲醇制烯烴成本增加、利潤縮減。
甲醇制烯烴、煤制乙二醇、煤制乙醇等新興煤化工技術不斷取得突破，開始進入化工大宗品市場，對單臺反應器的產能擴大的需求尤為強烈，如單系列60萬t/a甲醇制烯烴裝置需配套180萬t/a甲醇產能，至少需要3臺列管式合成塔；30萬t/a煤制乙二醇裝置加氫工序需設計4~6臺列管式反應器。
