02煤经甲醇制烯烃技术（DMTO）的发展及产业化进程-12届聚烯烃年会.ppt

中国科学院大连化学物理研究所新兴能源科技有限公司甲醇制烯烃国家工程实验室 煤经甲醇制烯烃技术 DMTO 发展及产业化进程 1 2012 03三亚12届聚烯烃年会 甲醇制烯烃 DMTO 技术概况不同烯烃生产路线的经济性分析煤制烯烃项目对聚烯烃行业发展的影响国内煤制烯烃行业发展现状未来煤制烯烃的产业布局及思考 内容 2 甲醇制烯烃 DMTO 技术概况不同烯烃生产路线的经济性分析煤制烯烃项目对聚烯烃行业发展的影响国内煤制烯烃行业发展现状未来煤制烯烃的产业布局及思考 内容 3 烯烃生产技术路线 800oC H2O 乙烯 丙烯收率 45 800oC H2O 石脑油 乙烷 乙烯丙烯 煤天然气 4 大连化学物理研究所概况 三个国家工程中心 催化国家工程中心膜技术国家工程中心色谱研究和分析国家工程中心 正在建设 洁净能源国家实验室甲醇制烯烃国家工程实验室 5 实验室小试地点 大连化物所前期 乙烯 丙烯 80 后期 乙烯 丙烯90 中试 八五 上海青浦化工厂 流化床 乙烯 丙烯 80 中科院科技进步特等奖 工业性试验陕西 华县乙烯 丙烯 80 大连化物所新兴公司洛阳石化工程公司 2004 08 2006 08国家发改委 1980年代初期 七五 八五 973 中试 七五 大连化物所 固定床 乙烯 丙烯 丁烯85 商业化装置神华60万吨 年烯烃延长60万吨 年烯烃 30万吨 年烯烃 33万吨 年烯烃 60万吨 年烯烃 20万吨 年烯烃 60万吨 年烯烃 60万吨 年烯烃 2006 08 国家发改委 新一代技术工业性试验陕西 华县乙烯 丙烯 86 2009 04 2010 06国家发改委 大连化物所陕西煤化工技术工程中心洛阳石化工程公司 DMTO技术研发历程 大连化物所连续进行了近30年的甲醇制烯烃研究 始终处于国际领先地位在国际上最早将SAPO 34用于MTO反应 AppliedCatalysis Vol 40 No1 2 p316 1988 AppliedCatalysis vol 64 p31 40 1990 6 技术依托 工业性试验 催化剂 成熟的工程设计理念 DMTO产业化过程 甲醇制烯烃国家工程实验室陕西煤化工技术工程中心有限公司洛阳石油化工工程公司 反 再流化工艺与成熟的FCC工艺相似LPEC有40多年的FCC工程实践经验 世界首套万吨级工业化试验 2008年投产 2000吨 年产量 DICP LPEC SYN 正大能源材料 大连 有限公司 7 技术推广和商业许可 DMTO技术推广 技术营销 技术服务 新兴能源科技有限公司 陕西煤业化工集团有限责任公司 中科院大连化学物理研究所 正大能化集团 洛阳石油化工工程公司 8 9 DMTO反应特征 酸性催化特征高转化率 400 近100 转化 低压反应0 1 0 3MPa强放热 400 500oC 22 4 22 1kJ mol甲醇 167 3 164 8kcal kg甲醇 快速反应分子筛催化的形状选择性效应 DMTO反应工艺简图 反应器 再生器 烟气 甲醇 空气 烯烃分离单元 产品水 急冷 水洗塔 10 11 反应 再生连续的密相循环流化反应实现催化剂的连续反应 再生过程 有利于过剩热量的及时导出 很好地解决床层温度分布均匀性的问题 方便地控制反应条件和再生条件 实现较大的反应空速 缩小反应器体积 方便地设定物料线速度 有效控制接触时间 DMTO的反应温度为400 550oC 再生温度为550 700oC 对反应 再生设备材质要求适中 DMTO专用催化剂丙烯 乙烯比例可以在适当的范围内调节 0 8 1 2 DMTO工艺特点 12 DMTO工业装置工艺流程图 工艺流程前部分使甲醇转化为低碳烯烃 总体流程与催化裂化装置相似 包括反应 再生 急冷水洗 烟气能量利用和回收 反应取热 再生取热等部分 精制分离部分 与石脑油热裂解工艺的精制分离部分相似 包括碱洗 干燥 压缩 制冷 脱C2塔 炔烃前加氢 脱C1塔 C2分馏塔 脱C3塔 C3分馏塔 脱C4塔等 12 甲醇制烯烃 DMTO 技术的概况不同烯烃生产路线的经济性分析煤制烯烃项目对聚烯烃行业发展的影响国内煤制烯烃行业发展现状未来煤制烯烃的产业布局及思考 内容 13 甲醇制烯烃工艺技术经济性分析 装置规模为180万吨 年甲醇takingthe1 800KTAmethanolasanexample 内部收益率为12 IRR 12 单位 元 吨Unit RMB ton 表A 不同煤价时甲醇的生产成本及销售成本TableAInfluenceofCoalPriceonProductionCostandSellingCostofMethanol 14 表B 不同甲醇价格下混合烯烃生产成本及销售成本TableBInfluenceofMethanolPriceonProductionCostandSellingCostofOlefins 单位 元 吨Unit RMB ton 甲醇制烯烃工艺技术经济性分析 内部收益率为12 IRR 12 15 表C 不同石脑油价格下混合烯烃生产成本及销售成本TableCInfluenceofNaphthaPriceonProductionCostandSellingCostofOlefins 扣除副产品后 石脑油在成本中的费用Correctedbybyproductrecoveries 内部收益率为12 IRR 12 单位 元 吨Unit RMB ton 甲醇制烯烃工艺技术经济性分析 16 两种烯烃生产路线经济性比较 石脑油 甲醇 4000元 吨 2300元 吨 DMTO 煤 550元 吨 甲醇 2300元 吨 据上述测算数据可以明显看出 1 当原油处于低价位时 石脑油水蒸汽裂解制取烯烃的成本优势明显 2 当国际原油离岸价 FOB 高于50美元 桶时 对应的石脑油不含税价在4000 吨以上 石脑油裂解制取混合烯烃的税前销售成本在8300元 吨 3 在目前世界石油价格70 100美元下 MTO的经济优势明显 17 甲醇制烯烃 DMTO 技术概况不同烯烃生产路线的经济性分析煤制烯烃项目对聚烯烃行业发展的影响国内煤制烯烃行业发展现状未来煤制烯烃的产业布局及思考 内容 18 中国石化工业的高速发展 19 20 国内乙烯供需平衡情况 注 新产能统计不包括未获批或未确认产能的项目 2005 2006年 PE生产出现一次扩能高峰 2006年底PE产能达到673万吨 年2009 2010年 新扩产能349万吨 年2011 2014年 中国PE产能年均增长率预计6 88 每年约100万吨PE增长 国内PE产能及产量 21 国内PE进口情况 2010进口同比再现负增长 但进口水平仍居于高位 超过700万吨2011 2014年 预计进口量将继续维持较高水平 年增幅4 左右 十二五 计划后期待国产扩能基本结束 需求稳定发展 进口增速有望出现反弹 22 国内PP需求 2011年 国内PP的需求量超过1600万吨预计2014年 PP的表观需求量将超过2000万吨 23 国内PP产能及产量 2005 2010年 PP产能产量高速发展 年均增幅分别高达16 39 和11 59 远高于世界多数国家和地区产能主要集中在PP粒料生产预计2012 2014年 PP产能产量的增长速度将同步放缓趋于温和 但总体供应水平仍将继续增长 24 2010年国产PP占供应比重的约65 未来受国内扩产影响 2014年国产比重将提高至79 7 同时进口依存度随之下降2010年PP进口量高达480万吨 预计2011 2014年 年均进口量约420万吨左右 国内PP供应格局 25 2008年中国乙烯原料构成 烯烃来源受限于石油资源 26 中国石油供应情况 27 预计到2020年原油的对外依存度 60 世界步入高油价时代 28 实现烯烃原料生产多元化煤制烯烃 CTO 和甲醇制烯烃 MTO 项目 有利于实施石油替代战略 缓解石油供求矛盾高油价下 采用开发成功并实施商业化工厂运行的甲醇制烯烃 DMTO 技术 具有巨大的经济利益和战略意义 对聚烯烃行业的影响 29 甲醇制烯烃 DMTO 技术概况不同烯烃生产路线的经济性分析煤制烯烃项目对聚烯烃行业发展的影响国内煤制烯烃行业发展现状未来煤制烯烃的产业布局及思考 内容 30 31 神华包头煤制烯烃工厂 设计范围 甲醇装置 甲醇制烯烃单元 PP PE装置 烯烃分离单元 上游装置 180万吨 年煤制甲醇装置下游装置 30万吨 年聚乙烯装置30万吨 年聚丙烯装置副产 C49 9万吨 C5 2 6万吨 燃料气4 9万吨 美国LUMMUS公司中标承揽甲醇制烯烃分离单元工艺包设计LPEC设计范围为MTO装置甲醇制烯烃单元界区的全部工程 以神华集团生产的煤为原料生产甲醇 通过MTO装置转化为烯烃 经聚合装置生产出聚乙烯和聚丙烯 同时副产硫磺 丁烯 丙烷和乙烷以及C5 等副产品 32 甲醇合成装置 DMTO装置 聚烯烃装置 2010年5月31日 装置全部建成中交 进入投料试车阶段 备煤装置 神华包头煤制烯烃工厂 33 2010年8月8日甲醇投料 8月15日 生产出合格聚丙烯 8月21日生产出合格聚乙烯 DMTO结果 甲醇转化率100 乙烯 丙烯选择性大于80 2011年1月1日 装置正式商业化运行 2011年3月26日 装置通过了性能考核 各项技术指标均圆满达到了合同要求 据包头日报报道 截至2011年6月30日 神华包头煤制烯烃项目累计生产聚烯烃产品27 3万吨 累计实现销售收入31亿元 实现利润8 75亿元 神华包头煤制烯烃工厂 34 神华宁煤煤制丙烯项目 项目名称 神华宁煤52万吨 年MTP项目MeOH 167万吨 年MTP 52万吨 年总投资 185亿元进度 2010年10月4日建成 目前正在进行装置调试 预计2012年正式投产地点 宁夏宁东基地 本信息来自2012 第六届 中国聚烯烃市场高峰论坛 35 大唐多伦煤制丙烯项目 项目名称 大唐多伦46万吨 年MTP项目MeOH 169万吨 年MTP 46万吨 年总投资 180亿元进度 2010年11月全部建成中交 目前正在进行装置调试 预计2012年全面投产地点 内蒙古多伦县 本信息来自2012 第六届 中国聚烯烃市场高峰论坛 36 中原石化煤制烯烃项目 项目名称 中原石化20万吨 年SMTO项目MeOH 就近采购SMTO 20万吨 年产品方案 PP PE总投资 15亿元进度 2010年10月10日一次开车成功地点 河南省濮阳市 本信息来自2012 第六届 中国聚烯烃市场高峰论坛 甲醇制烯烃 DMTO 技术概况不同烯烃生产路线的经济性分析煤制烯烃项目对聚烯烃行业发展的影响国内煤制烯烃行业发展现状未来煤制烯烃的产业布局及思考 内容 37 煤制烯烃 国家发改委发改产业 2011 635号文件 年产50万吨及以下煤经甲醇制烯烃项目 禁止建设 煤制烯烃项目以国家产业政策为主导 带动区域煤化工产业园的发展 国务院 工业转型升级规划 2011 2015年 国发 2011 47号 有序推进煤制烯烃产业化项目 中国的能源消费结构具备建设煤基DMTO的资源条件 38 煤制烯烃市场分析 自然资源 煤 水资源逆向分布 煤 北多南少 西多东少 水 淡水资源集中南方 CO2排放 京都协议 哥本哈根协议 CO2的捕集和封存 CCS 越来越受到重视 人力资源资金 受限因素 新型煤化工产业是密集型产业 资源 技术 人才 资金 在条件具备的地方 根据国家产业结构政策 在指定区域合理布局 以聚烯烃为产品 带动煤化工产业园的发展 39 外购甲醇建设甲醇制烯烃工厂 风险提示 甲醇产能和价格是敏感因素 如何解决甲醇来源是关键 在发达地区 特别是东南沿海城市 港口城市 从海外外购甲醇 生产乙烯丙烯 发展下游产品 优势明显 摆脱对煤 水等资源的依赖市场决定厂址 整合人才 资金 收益最大化保护环境 无CO2排放 避免了甲醇合成中高污染 高能耗的化工过程节约资源 甲醇是与石油 天然气 煤同样重要的资源 40 2020 3 13 世界甲醇产能分析 资料来源 IMPCA亚洲甲醇会议2011年11月 中国甲醇生产和消费情况 目前中国甲醇生产企业270余家 其中产能在20万吨 年以下的装置占有很大比重 产能分散 十二五 中期 甲醇产能将超过5000万吨 年 将严重超出市场需求 42 43 烯烃产业的发展格局 石油路线制烯烃产业链成熟 但严重受限于石油资源煤