开题报告主要内容项目28408

开题报告主要内容项目生产背景，产品的性质，生产意义，存在的问题，解决方案，国内外发展状况，发展前景，生产方法以及方法的确定。(每一项作为一个标题)工作进度安排文献格式，注意标注出处和顺序。自己可以按照自己的思路增加或减少标题内容。煤制烯烃开题报告报告人：金星彤煤制烯烃生产背景：根据石油和化学工业协会的统计，2008年中国\o"石油"石油原油产量为1.79亿吨，中国\o"乙烯"乙烯的产量为1026万吨。另据海关总署的数据，2008年中国石油产品进口总量为2.18亿吨，2008年乙烯当量进口量近1000万吨。中国石油和乙烯的对外依存度分别超过和接近50%。中国石油和化学工业协会预计，“十二五”和“十三五”期间中国乙烯产能的增速将分别达到4.9%和5.6%，尽管如此，乙烯仍然无法满足下游市场的需求，2010年和2020年的自给率只有56.4%和62.1%。以“煤”代“油”生产低碳烯烃，是实现中国以“煤代油”能源战略，保证国家能源安全的重要途径之一。烯烃的性质：二.1、典型反应：加成反应－－在反应中，p键断开，两个不饱和原子和其它原子或原子团结合，形成两个s键，这种反应称为加成反应。烯烃的催化加氢：催化氢化的用途：A、提高汽油的品质；B、改良油脂的性能；C、推测结构烯烃的亲电加成：1、与HX加成：2、与卤素（X2）加成：3、与H2SO4加成4、与卤素水溶液的反应5、水加成6、硼氢化—氧化反应二.2、烯烃的自由基加成：二.3、氧化反应；1、用KMnO4或OsO4氧化；2、臭氧化反应（用含有臭氧6~8%的氧气作氧化剂；3、催化氧化；4、有机过酸的氧化：5、α-氢取代反应：6、聚合反应：煤制烯烃核心技术：煤制烯烃包括煤气化、合成气净化、甲醇合成及甲醇制烯烃四项核心技术。四、煤制烯烃工艺：截止2008年底，煤气化、合成气净化和\o"甲醇"甲醇合成技术均已实现商业化，有多套大规模装置在运行，\o"甲醇制烯烃技术"甲醇制烯烃技术已日趋成熟，具备工业化条件。甲醇转化制烯烃单元除反应段的热传递方向不同之外，其他都与目前炼油过程中成熟的\o"催化裂化工艺过程"催化裂化工艺过程非常类似，且由于原料是单一组分，更易把握物性，具有操作条件更温和、产物分布窄等特点，更有利于实现过程化。轻烯烃回收单元与传统的石脑油裂解制烯烃工艺中的裂解气分离单元基本相同，且产物组成更为简单，杂质种类和含量更少，更易于实现产品的分离回收。因此在工程实施上都可以借鉴现有的成熟工艺，技术风险处于可控范围。在工艺技术路线上，煤制烯烃与炼油行业的催化裂化差不多，中国国内是有把握解决的。煤制烯烃问题不在工艺上，而在催化剂上。目前催化剂的长周期运转的数据并没有出来，催化剂的\o"单程转化率"单程转化率、收率、副产物的组成，\o"催化剂"催化剂、原材料和公用工程的消耗定额、催化剂衰减的特性曲线、废催化剂的毒性和处理、催化剂制备的污水组成和数量、整个装置单程和年连续运行的时间、废液废气的排放等多项重要数据目前没有公布，因此，大规模工业化可能还要过段时间。（1）、工艺路线

：制备丙烯的传统方法是采用轻油（石脑油、轻柴油）裂解工艺，但石油储量有限，所以世界各国开始致力于非石油路线制乙烯和丙烯类低碳烯烃的开发。其中，以煤或天然气为原料制甲醇，再由甲醇制低碳烯烃的工艺受到重视。

目前，国际上有几种领先的甲醇制烯烃工艺，如美国UOP公司与挪威海德鲁（Lydro）公司的甲醇制烯烃工艺（MTO）、德国鲁奇（Lurgi）公司的甲醇制丙烯工艺（MTP）、美国AtoFina与UOP公司的烯烃裂解工艺等，其中Lurgi公司的MTP工艺已经在国内的生产装置上应用，将在2010年最先实现工业化。

MTO工艺

甲醇制烯烃（Methanol

to

Olefins，MTO）是由合成气经过甲醇转化为低碳烯烃的工艺，国际上一些著名的石化公司，如埃克森美孚公司（Exxon-Mobil）、巴斯夫公司（BASF）、环球石油公司（UOP）和海德鲁公司（Norsk

Hydro）都投入大量资金和人员，进行了多年的研究。1995年，UOP与挪威Norsk

Hydro公司合作建成一套甲醇加工能力0.75t/d的示范装置，连续运转90天，甲醇转化率接近100%，乙烯和丙烯的碳基质量收率达到80%。

UOP/Hydro公司MTO工艺采用流化床反应器和再生器设计，反应热通过产生的蒸汽带出并回收，失活的催化剂被送到流化床再生器中烧炭再生，然后返回流化床反应器继续反应。在整个产物气流混合物分离之前，需要通过一个特制的进料气流换热器，其中大部分的水分和惰性物质被清除，然后气体产物经气液分离塔进一步脱水、碱洗塔脱CO2、干燥后进入产品回收段。该工段流经脱甲烷塔、脱乙烷塔、乙炔饱和塔、乙烯分离塔、丙烯分离塔、脱丙烷塔和脱丁烷塔。含氧化合物也在压缩工段中被除去。

该工艺除反应段（反应-再生系统）的热传递不同之外，其它都非常类似于炼油工业中成熟的催化裂化技术，且操作条件的苛刻度更低，技术风险处于可控之内。而其产品分离段与传统石脑油裂解制烯烃工艺类似，且产物组成更为简单，杂质种类和含量更少，更易实现产品的分离回收。UOP/Hydro的MTO工艺可以在比较宽的范围内调整反应产物中C2=与C3=烯烃的产出比，各生产商可根据市场需求生产适销对路的产品，以获取最大的收益。

UOP/Hydro公司SAPO-34催化剂具有适宜的内孔道结构尺寸和固体酸性强度，能够减少低碳烯烃齐聚，提高生成烯烃的选择性。UOP/Hydro公司在SAPO-34催化剂基础上开发了新型催化剂MTO-100，新型催化剂MTO-100可使乙烯、丙烯的选择性达到80%。

1998年建成投产采用UOP/Hydro工艺的20万吨/年工业装置（按乙烯产出计）。目前，欧洲化学技术公司采用UOP/Hydro公司的MTO技术正在尼日利亚建设7500t/d生产装置（按原料甲醇计），甲醇用作MTO装置进料，MTO装置乙烯和丙烯设计生产能力均为40万吨/年。

中科院大连化学物理研究所在“八五”期间开始了“甲醇制取低碳烯烃（DMTO）工艺”研究。2005年由中科院大连化物所、陕西新兴煤化工科技发展有限责任公司和中国石化集团洛阳石化工程公司合作在陕西建设了生产规模以原料甲醇计为1.5万吨/年的DMTO工业化试验装置。该装置2005年12月投料试车，2006年8月23日通过了国家级鉴定。经国家科技成果鉴定，认定此项目自主创新的工业化技术处于国际领先水平。在日处理甲醇50t的工业化试验装置上实现了近100%甲醇转化率，低碳烯烃（乙烯、丙烯、丁烯）选择性达90%以上。

MTP工艺

甲醇制丙烯（Methanol

to

Propylene，MTP）工艺是在MTO工艺的基础上发展而来的，丙烯收率在70%以上。Lurgi公司基于由德国南方化学公司提供的改性ZSM-5分子筛催化剂，开发了转化甲醇成丙烯的工艺（MTP）。该工艺采用固定床反应器，制得的烯烃可以全部为丙烯，也可以有一定量的乙烯。其ZSM-5催化剂中Si/Al的原子比至少为5%、碱质量分数小于380×10-6、BET比表面积为300~600m2/g、孔容积为0.3~0.8m3/g。在100%甲醇转化率下，对乙烯的选择性不小于5%，对丙烯的选择性为不小于35%。由于C2和C4馏分循环回反应系统，MTP基于碳的丙烯收率可以达到或超过70%，所产丙烯质量可以达到聚合级。

Lurgi公司MTP工艺路线如下：原料甲醇预热到260℃后进入固定床绝热式DME预反应器，采用高活性、高选择性的催化剂将75%甲醇转化为二甲醚和水。然后反应物流继续预热到470℃后进入第一级MTP反应器，并加入少量蒸汽（0.3-0.8kg甲醇制丙烯工艺所用催化剂已经实现工业化生产，并且积炭量小（<0.01%的甲醇原料转化成焦炭），可进行原位间歇再生，再生温度较低（在反应温度下再生），对催化剂要求低。

目前已经采用Lurgi公司MTP技术的PP项目统计

Lurgi公司MTP工艺路线如下：原料甲醇预热到260℃后进入固定床绝热式DME预反应器，采用高活性、高选择性的催化剂将75%甲醇转化为二甲醚和水。然后反应物流继续预热到470℃后进入第一级MTP反应器，并加入少量蒸汽（0.3-0.8kg甲醇制丙烯工艺所用催化剂已经实现工业化生产，并且积炭量小（<0.01%的甲醇原料转化成焦炭），可进行原位间歇再生，再生温度较低（在反应温度下再生），对催化剂要求低五、煤制烯烃-中国可行性：甲醇是煤制烯烃工艺的中间产品，如果甲醇成本过高，将导致煤制烯烃路线在经济上与石脑油路线和\o"天然气"天然气路线缺乏竞争力，此外，MTO需要有数量巨大且供应稳定的甲醇原料，只有煤制甲醇装置与甲醇制烯烃装置一体化建设才能规避原料风险。因此，在煤炭产地附近建设工厂，以廉价的煤炭为原料，通过大规模装置生产低成本的甲醇，使煤制烯烃工艺路线具有了经济上的可行性。目前中国煤气化技术和合成气制甲醇技术的应用都已经比较成熟，而甲醇制烯烃技术经过多年的发展在理论上和实验装置上也已经比较完善。

最早提出MTO工艺的是\o"美孚石油公司"美孚石油公司（Mobil），随后巴斯夫（BASF）、埃克森石油公司（Exxon）、环球石油公司（UOP）及海德鲁公司（Hydro）等相继投入开发，在很大程度上推进了MTO的工业化。1998年建成投产采用UOP/Hydro工艺的20万吨/年乙烯工业装置，截止2006年已实现50万吨/年乙烯装置的工业设计，并表示可对设计的50万吨/年大型乙烯装置做出承诺和保证。

截止2006年已经获得批准，在建和将要建设的甲醇能力超过500万吨/年，处于规划中的项目能力接近3000万吨/年。发展甲醇制烯烃，可以延伸甲醇下游深加工，提高产品竞争力和持续发展能力，为甲醇产业的健康发展作出贡献。\o"阿里巴巴：煤制烯烃将成我国烯烃来源重要补充，2006年06月30日"[3]2009年2月，神华包头180万吨/年煤基甲醇制60万吨/年烯烃项目被列入中国石化振兴规划。神华包头、大唐多伦和神华宁煤的煤制烯烃项目预计将于2009和2010年相继建成试车。煤制烯烃同样吸引了跨国石化企业的关注，陶氏与神华共同推进的陕西榆林煤制烯烃项目将在2009年完成调研，道达尔宣布将成为中国煤制聚烯烃项目的长期合作伙伴。煤制烯烃因其技术较为成熟(MTO,DMTO,以及FMTP技术等)、下游需求旺盛（烯烃自给率低，需求较大）、经济效益较好，是现代煤化工中具有较好发展前景的方向之一。

正因如此，各地烯烃项目纷纷上马，希望能够在行业趋势中捞到一杯羹，这也导致了2011年国家发改委发文《关于规范煤化工产业有序发展的通知》，控制规模以下烯烃发展，规定规模以上烯烃需要由发改委审批。

根据产业信息网初步统计，2012年我国煤制烯烃产能240万吨/年。其中神华包头、神华宁煤全年负荷在90%左右；大唐多伦2013年3月转入试生产，去年负荷不高；宁波禾元刚刚投产。\o"2013年中国煤制烯烃项目建设概况"[4]

六、面临问题：1.传统的乙烯、丙烯单体的制取路线主要是通过石脑油裂解生产，其缺点是过分依赖石油。2008年下半年，美国金融危机引发了世界经济大衰退，导致石油及石化产品价格大幅下滑。虽然2009年上半年，价格所有反弹，但部分国家正积极研究电、天然气等新能源，试图摆脱或减少对石油的依赖。替代由石油生产烯烃的“煤基甲醇制烯烃”产业