甲醇制烯烃技术 发展、经济性及产业化前景-ppt课件

1、1甲醇制烯烃技术甲醇制烯烃技术(DMTO) (DMTO) 开展、经济性及产业化前景开展、经济性及产业化前景2019.03.112019.03.11集基础、应用及开发研究、以承担国家集基础、应用及开发研究、以承担国家重大项目为主的综合性化学化工研究所重大项目为主的综合性化学化工研究所主要代表成果主要代表成果五十年代五十年代合成液体燃料合成液体燃料六十年代六十年代航空煤油、合成氨原料净化新工艺航空煤油、合成氨原料净化新工艺七十年代七十年代卫星姿态控制肼分解催化剂卫星姿态控制肼分解催化剂八十年代八十年代膜分离技术、高效农药膜分离技术、高效农药九十年代九十年代催化裂化干气制乙苯、化学激光催化裂化干气制

2、乙苯、化学激光本世纪初本世纪初燃料电池、氢能、太阳能、储能、燃料电池、氢能、太阳能、储能、生物技术、生物技术、C1C1化学、化学动力学化学、化学动力学大连化学物理研究所概况大连化学物理研究所概况研究队伍构成研究队伍构成研究生教育研究生教育化物所研究队伍化物所研究队伍（截至（截至2019年年12月）月）大连化学物理研究所概况大连化学物理研究所概况大连化学物理研究所概况大连化学物理研究所概况洁净能源国家实验室洁净能源国家实验室能源转化中试总面积：37800平方米内内 容容 DMTO技术背景和意义技术背景和意义 DMTO技术工艺、工程特点技术工艺、工程特点 DMTO万吨级工业性试验万吨级工业性试验

3、DMTO百万吨级商业化实践百万吨级商业化实践 DMTO技术的产业化前景和技术经济性技术的产业化前景和技术经济性内内 容容 DMTO技术背景和意义技术背景和意义 DMTO技术工艺、工程特点技术工艺、工程特点 DMTO万吨级工业性试验万吨级工业性试验 DMTO百万吨级商业化实践百万吨级商业化实践 DMTO技术的产业化前景和技术经济性技术的产业化前景和技术经济性 乙烯、丙烯等低碳烯烃是现代化学工业的基础，传统的生产方法是轻烃和石脑油热裂解法 10吨原油约 3吨石脑油1吨乙烯(20世纪90年代);2009年我国生产的近1070万吨乙烯原料约来自于1亿吨原油。按目前炼油经济性数据：按欧、欧标准生产及芳烃

4、原料要求， 20吨原油 约3吨石脑油1吨乙烯. 乙烯生产消耗大量石油资源，资源短缺日益紧张我国基本国情是缺油少气，石油资源相对匮乏，国家的能源安全受到威胁。目前我国石油及石化产品的需求矛盾日益突出。背景和意义背景和意义背景和意义背景和意义n2019年，我国生产原油2.03亿吨，进口原油2.39亿吨，对外依存度54%;n2009年乙烯产量1070万吨，当量需求量达到2400万吨，对外依存度达55%；n2019年乙烯产量1418.9万吨，对外依存度50%;n2020年乙烯当量需求量预计为3800万吨左右。开发新的煤制烯烃开发新的煤制烯烃(CTO)、甲醇制烯、甲醇制烯烃烃(MTO)技术，有利于实施石

5、油替代战技术，有利于实施石油替代战略，缓解石油供求矛盾略，缓解石油供求矛盾高油价下，采用开发成功并实施商高油价下，采用开发成功并实施商业化工厂运行的甲醇制烯烃业化工厂运行的甲醇制烯烃MTO技技术，具有巨大的经济利益和战略意义术，具有巨大的经济利益和战略意义烯烃生产技术路线烯烃生产技术路线研发历程研发历程大连化物所连续进行了近大连化物所连续进行了近3030年的甲醇制烯烃研究，始终处于国际领先地位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在国际上最早将SAPO-34SAPO-34用于用于MTOMTO反应反应（Applied CatalysisApplied Catalysis，Vol.

6、40, No1-2Vol.40, No1-2，p316p316，1988 1988 ；Applied Catalysis, Applied Catalysis, vol.64vol.64，p31-40, 1990 p31-40, 1990 ）技术依托技术依托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世界首套万吨级工业化试验 2019年投产，年投产，2000吨吨/年产量年产量DICP&LPEC&SYN正大能源材料大连正大能源材料大连技术推广和商业许可技

7、术推广和商业许可DMTO技术推广、技术营销、技术服务技术推广、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DMTO工业性试验工业性试验n大连化物所、陕西新兴煤化工科技有限公司现新兴能源科技有限公司）、大连化物所、陕西新兴煤化工科技有限公司现新兴能源科技有限公司）、洛阳石化工程公司联合开发洛阳石化工程公司联合开发n20192019年，完成了工业性试验年，完成了工业性试验n世界第一次万吨级工业性试验世界第一次万吨级工业性试验n20192019年年8 8月，专家鉴定会结论：月，专家鉴定会结论：“技术指标和试验规模达国际领先

8、水平技术指标和试验规模达国际领先水平”内内 容容 DMTO技术背景和意义技术背景和意义 DMTO技术工艺、工程特点技术工艺、工程特点 DMTO万吨级工业性试验万吨级工业性试验 DMTO百万吨级商业化实践百万吨级商业化实践 DMTO技术的产业化前景和技术经济性技术的产业化前景和技术经济性DMTODMTO反应特征反应特征0.43nmC2H40.39nmC3H60.43nmC6H60.58nmn酸性催化特征酸性催化特征n高转化率高转化率 (400 (400 近近100%100%转化转化) )n低压反应低压反应0.10.3MPa0.10.3MPan强放热强放热 (400-500oC, (400-500

9、oC, 22.422.422.1kJ/mol22.1kJ/mol甲醇甲醇 ; ; 167.3167.3164.8kcal/kg164.8kcal/kg甲醇甲醇) )n快速反应快速反应n分子筛催化的形状选择性效应分子筛催化的形状选择性效应DMTODMTO工业装置工艺流程图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、枯燥、紧缩、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。DMTODMTO技

10、术开发项目鉴定会技术开发项目鉴定会 袁啨棠、倪维斗、谢 克 昌 三 位 院 士 主持鉴定会内内 容容 DMTO技术背景和意义技术背景和意义 DMTO技术工艺、工程特点技术工艺、工程特点 DMTO万吨级工业性试验万吨级工业性试验 DMTO百万吨级商业化实践百万吨级商业化实践 DMTO技术的产业化前景和技术经济性技术的产业化前景和技术经济性DMTODMTO工业性试验工业性试验2019年6月完成DMTO工业性试验2019年5月完成DMTO-II 工业性试验技术方案和技术特征技术方案和技术特征DMTO-IIDMTO-II的技术特征的技术特征nDMTO-IIDMTO-II是是DMTODMTO基础上的再发

11、展，兼有基础上的再发展，兼有DMTODMTO的技术特征的技术特征n连续反应再生的密相循环流化反应连续反应再生的密相循环流化反应n乙烯乙烯/ /丙烯比例在适当的范围内可以调节丙烯比例在适当的范围内可以调节n对原料和工艺设备无特殊要求对原料和工艺设备无特殊要求n工艺无环境污染问题工艺无环境污染问题nDMTO-IIDMTO-II还具有如下新的特征还具有如下新的特征n甲醇转化反应与甲醇转化反应与C4+C4+转化反应采用同一种催化剂转化反应采用同一种催化剂n在保障甲醇转化效果的同时，实现在保障甲醇转化效果的同时，实现C4+C4+的高选择性催化转化，显著提高低碳烯烃的高选择性催化转化，显著提高低碳烯烃选择

12、性选择性n甲醇转化和甲醇转化和C4+C4+转化均采用流化反应方式，分别在不同的反应区进行，可以共用转化均采用流化反应方式，分别在不同的反应区进行，可以共用再生器，耦合构成相互联系的完整系统再生器，耦合构成相互联系的完整系统n利用利用C4+C4+转化反应强吸热的特点，在高温区进行转化反应强吸热的特点，在高温区进行C4+C4+转化反应，既符合该反应的转化反应，既符合该反应的转化要求，也能实现热量的耦合；转化要求，也能实现热量的耦合；n甲醇转化和甲醇转化和C4+C4+转化目的产物一致，产物分布类似，可以共用一套分离系统转化目的产物一致，产物分布类似，可以共用一套分离系统DMTO-DMTO-工业化试验

13、装置工艺流程简图工业化试验装置工艺流程简图甲醇空气CO、CO2等水C4+再生器再生器再生器裂解反应器乙烯丙烯 甲甲 醇醇反应器反应器空气急冷水洗塔脱丙烷塔压缩机分离精制装置预热器技术成果鉴定技术成果鉴定n2019年6月26日，中国石油和化学工业联合会在北京组织并主持召开了“新一代甲醇制低碳烯烃DMTO-）技术成果鉴定会。内内 容容 DMTO技术背景和意义技术背景和意义 DMTO技术工艺、工程特点技术工艺、工程特点 DMTO万吨级工业性试验万吨级工业性试验 DMTO百万吨级商业化实践百万吨级商业化实践 DMTO技术的产业化前景和技术经济性技术的产业化前景和技术经济性 神华包头神华包头DMTO商业

14、工厂商业工厂设设 计计 范范 围围甲醇甲醇安装安装甲醇制甲醇制烯烃烯烃单元单元PP/PE安装安装烯烃分烯烃分离离单元单元r 上游装置：180万吨/年煤制甲醇装置r 下游装置：30万吨/年聚乙烯装置r 30万吨/年聚丙烯装置r 副产：C4+12.5万吨；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DMTO技术工业化进展技术工业化进展n神华包头煤制烯烃项目神华包头煤制烯烃项目180180万吨万吨/ /年甲醇年甲醇 60 60万吨万吨/ /年聚烯烃，年聚烯烃，20192019年年1212月核准发改工月核准发改工业业2

15、019277220192772号）号）n国内外首次采用流化床形式的甲醇制烯烃的大型化工业装置国内外首次采用流化床形式的甲醇制烯烃的大型化工业装置 n20192019年年5 5月月2828日，装置全部建成。日，装置全部建成。5 5月月3030日，年产日，年产180180万吨煤基甲醇联合化工装置投煤，万吨煤基甲醇联合化工装置投煤，7 7月月3 3日生产出合格的日生产出合格的MTOMTO级甲醇。级甲醇。神华包头煤制烯烃进展神华包头煤制烯烃进展n20192019年年8 8月月8 8日日10:4810:48甲醇投料，当天甲醇负荷即达到甲醇投料，当天甲醇负荷即达到90%90%n8 8月月1515日产出合格

16、聚丙烯，日产出合格聚丙烯， 8 8月月2121日产出合格聚乙烯日产出合格聚乙烯n甲醇转化率甲醇转化率100%100%，非水产物中乙烯丙烯选择性大于，非水产物中乙烯丙烯选择性大于80%80%n如今：正稳定运行如今：正稳定运行神华包头神华包头DMTODMTO装置产品装置产品内内 容容 DMTO技术背景和意义技术背景和意义 DMTO技术工艺、工程特点技术工艺、工程特点 DMTO万吨级工业性试验万吨级工业性试验 DMTO百万吨级商业化实践百万吨级商业化实践 DMTO技术的产业化前景和技术经济性技术的产业化前景和技术经济性市场应用前景市场应用前景乙烯厂改造乙烯厂改造PVC行业行业焦化行业焦化行业 发展精

17、细化学品发展精细化学品配套原料配套原料煤制烯烃煤制烯烃2022-1-30煤制烯烃煤制烯烃DMTO煤煤气化变换低温甲醇洗硫回收硫磺甲醇合成丙烯聚合乙烯聚合PPPE发改工业20191350号文件：煤基甲醇DMTO项目规模为60万吨/年烯烃规模；以聚烯烃为产品，以国家产业政策为主导，带动区域煤化工产业园的发展。中国的能源消费结构具备建设煤基DMTO的资源条件；2022-1-30煤制烯烃市场分析煤制烯烃市场分析n自然资源自然资源-煤、水资源逆向分布煤煤、水资源逆向分布煤北多南少、西多东少；水北多南少、西多东少；水淡水淡水资源集中南方。）资源集中南方。）nCO2CO2排放排放-京都协议、哥本哈根协议京都

18、协议、哥本哈根协议n - CO2- CO2的捕集和封存的捕集和封存CCSCCS越来越受到重视！越来越受到重视！n人力资源人力资源n资金资金受限因素新型煤化工产业是密集型产业：资源新型煤化工产业是密集型产业：资源+ +技术技术+ +人才人才+ +资金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。PVCPVC行业行业氯气氯气乙炔乙炔氯化氢氯化氢煤煤+石石灰石灰石电石电石乙烯乙烯氯气氯气PVC单体单体VCMPVC甲醇甲醇DMTO电石乙炔法乙烯法优势：路线先进、合理；全世界80%的PVC生产方法； 产品质量高、能耗低、污染小;经济竞争力强。乙炔

19、乙炔天然气天然气天然气乙炔法2022-1-30焦化行业焦化行业优势：加长产业链； 增强企业抗风险能力； 符合国家“节能减排政策。DMTO高附加值产品高附加值产品乙烯厂改造乙烯厂改造乙烯厂改造方案对比原料100% 石脑油83% 石脑油17% 甲醇75% 石脑油25% 甲醇改造（万吨）909098利润增加1+ 4.5%+ 15.1%石脑油价格 甲醇价格以亚洲市场2019年价格作参照$800/MT $370/MT甲醇的最低价格为$310/MT$975/MT $471/MT甲醇的平均价格为$419/MT$1250/MT $725/MT甲醇的最高价格为$935/MT2022-1-30外购甲醇外购甲醇DM

20、TODMTO市场分析市场分析甲醇市场价格稳定合适，产能趋于过剩，急于寻找出路？生产规模：60万吨/年 DMTO乙烯乙烯丙烯丙烯精细化学品产品附加值高，市场需求量大，下游生产受原料限制！20万吨/年烯烃已具备发展精细化工品的条件在甲醇生产相对集中地区，外购甲醇在甲醇生产相对集中地区，外购甲醇DMTODMTO市场时机成熟市场时机成熟2022-1-30外购甲醇外购甲醇DMTODMTO市场分析市场分析风险提示甲醇产能和价格是敏感因素，外购甲醇条件成熟，认为风险可控！甲醇产能和价格是敏感因素，外购甲醇条件成熟，认为风险可控！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，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。生产乙烯丙烯，发展下游产品，优势明显。n摆脱对煤、水等资源的依赖摆脱对煤、水等资源的依