甲醇制烯烃技术(DMTO)_发展、经济性及产业化前景-马行美

1、甲醇制烯怪技术(DMTO)发展、经济性及产业化前景中国科学院大连化学物理研究所新兴能源科技有限公司马行美2011.03.11大连化学物理研究所概况am5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主要代表成果五十年代合成液体燃料六十年代航空煤油、合成氨原料净化新工艺七十年代八十年代九十年代本世纪初卫星姿态控制腓分解催化剂膜分离技术、高效农药催化裂化干气制乙苯、化学激光燃料电池、氢能、太阳能、储能、生物技术、C1化学、化学动力学x院士正高职副高职中级初级博士后大连化学物理研究所概况M（截至2010年12月）353研究队伍构成研究生教育化物所研究队伍大连化学物理研究所概况M

2、-仪器分析化学研究室_催化基础国家重点实验室-分子反应动力学国家重点实验室三个国家工程中心；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-低碳催化与工程研究部精细化工研究室-应用催化研究室现代化工研究室-生物技术研究部燃料电池研究室化学激光中科院重点实验室-航天催化与新材料研究室正在建设：洁净能源国家实验室甲醇制烯炷国家工程实验室洁净能源国家实验室总面积：37800平方米am13> DMTO技术背景和意义> DMTO技术工艺、工程特点>DMTO万吨级工业性试验DMTO百万吨级商业化实践>DMTO技术的产业化前景和技术经济性am> DMTO技术背景和

3、意义> DMTO技术工艺、工程特点>DMTO万吨级工业性试验DMTO百万吨级商业化实践>DMTO技术的产业化前景和技术经济性背景和意义15>乙烯、丙烯等低碳烯炷是现代化学工业的基础，传统的生产方法是轻炷和石脑油热裂解法>10吨原油T约3吨石脑油T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。A按目前炼油经济性数据：按欧IV、欧V标准生产及芳桂原料要求，20吨原油T约3吨石脑油T吨乙烯.乙烯生产消耗大量石油资源，资源短缺日益紧张A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

4、矛盾日益突出。背景和意义am2010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%;2009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%；2010年乙烯产量1418.9万吨，对外依存度50%;2020年乙烯当量需求量预计为3800万吨左右。1000开发新的煤制烯婭(CT0)、甲醇制烯婭(MT0)技术，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婭(MT0)技术,具有巨大的经济利益和战略意义100035003000250020001500100050002002年2005年2010年2015年国内乙烯

5、供需平衡情况3500300025002000150010005003609厶烯产能口净进口量片虽消费267922578805581850112211711201349858662002年2005年2010年2015年国内乙烯供需平衡情况17烯桂生产技术路线am石脑油乙烷>800°C>+H2O,乙烯+丙烯破率45%>800°C,+H2O煤天然气V丿MTO乙烯丙烯<7成熟技术MTP4中试（七五大连化物所（固定床）乙烯+丙烯+丁烯85%研发历程A大连化物所连续进行了近30年的甲醇制烯婭研究，始终处于国际领先地位A在国际上最早将SAP0-34用于MT0反应商

6、业化装置29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I乙烯+丙烯：-80%神华他万吨/年烯绘延长蚀万吨/年烯炬处卅30万吨/年烯炷*33万吨/年烯婭*60万吨/年烯炷*20万吨/年烯炷60万吨/年烯炷IB1980年代初期“七五”、“八五”、“973”2004.08-2006.08国家发改委2006.08-国家发改委新一代技术工业性试验丿陕西，华县乙烯+丙烯-86%2009.04-2010.06国家发改委方连化物所离兴公司诸阳石化工程公司大连化物所陕西煤化工技术工程

7、中暑洛阳石化工程公司I亍技术依托FCC工艺相似正大能源材料（大连）有限公司LPEC有40多年的FCC工程实践经验甲醇制烯炷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技术推广和商业许可DMTO技术推广、技术营销、技术服务!中科院大1连化学物L理研究所陕西煤业1化工集团有限L责任公司1DMTO工业性试验am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2006年，完成了工业性试验世界第一次万吨级工业性试验2006年8月，专家鉴定会结论：“技术指标和试验规模达国际领先水平”2448120168216240264729614400908

8、070605040H运行时间（h）甲醇转化率99.18%选择性：乙烯39.81%丙烯38.90%乙烯+丙烯78.71%72小时考核标定结果乙烯+丙烯+C489.15%吨烯桂甲醇消耗2.96吨am> DMTO技术背景和意义> DMTO技术工艺、工程特点>DMTO万吨级工业性试验DMTO百万吨级商业化实践>DMTO技术的产业化前景和技术经济性DMTO反应特征am酸性催化特征高转化率（400°C近100%转化）低压反应0.T0.3MPa强放热（400-500°C,一224一22.1kJ/mol甲醇；一167.31648kcal/kg甲醇）快速反应分子筛催化

9、的形状选择性效应反应器本心h忽站一再生器急枣塔來洗塔maw干鵜精制分离部分，与石脑油热裂解工艺的精制工艺流程前部分使甲醇转化为低碳烯炷,分离部分相似，包括碱洗、干燥、压缩、制总体流程与催化裂化装置相似，包括反应冷、脱C2塔、快坯前加氢、脱&塔、C2分f留塔、再生、急冷水洗、烟气能量利用和回收、高压脱丙烷塩低压脱丙熾現甲烷塔曲乙赠乙烯槨鷄爾烯精饵塔制丙熾懿塔川脱丁般DMTO技术开发项目鉴定会处袁晴棠、倪维斗卜谢克昌三位院士主持鉴定会y甲醇制取低碳烯愿DMTO）技术开发项目和仅秋am#> DMTO技术背景和意义> DMTO技术工艺、工程特点>DMTO万吨级工业性试验DMT

10、O百万吨级商业化实践>DMTO技术的产业化前景和技术经济性DMTO工业性试验am2006年6月完成DMTO工业性试验2010年5月完成DMTO-II工业性试验35am技术方案和技术特征37技术方案2.9-3吨甲醇1吨烯炷中间产品80%DMTODMTO-II2.62.7吨甲醇T吨烯炷甲醇流化反应混合烯桂中间产品分离85-90%DMTO-11的技术特征DMTO-11是DMTO基础上的再发展，兼有DMTO的技术特征连续反应一再生的密相循环流化反应乙烯/丙烯比例在适当的范围内可以调节对原料和工艺设备无特殊要求工艺无环境污染问题DMTO-II还具有如下新的特征甲醇转化反应与Cf转化反应釆用同一种催

11、化剂在保障甲醇转化效果的同时，实现CJ的高选择性催化转化，显著提高低碳烯坯选择性甲醇转化和Cf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利用C4+转化反应强吸热的特点，在高温区进行Cf转化反应，既符合该反应的转化要求，也能实现热量的耦合；甲醇转化和Cf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-II工业化试验装置工艺流程简图*1预热器等C、OC2am技术成果鉴定2010年6月26H,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炷(DMTO-II)技术”成果鉴定会。43am> DMTO技术背景和意义&g

12、t; DMTO技术工艺、工程特点> DMTO万吨级工业性试验DMTO百万吨级商业化实践>DMTO技术的产业化前景和技术经济性神华包头DMTO商业工厂*1l¥il¥l以神华集团生产的煤为原料生产甲醇，通过MTO装置转化为烯桂，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。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:C4+12.5万吨；燃料气4.9万吨甲醇装置单元>美国LUMMUS公司中标承揽甲醇制烯坯分离单元工艺包设计>LPEC设计范围为MTO装置甲醇制烯桂单元界区

13、的全部工程DMTO技术工业化进展泗神华包头煤制烯婭项目（180万吨/年甲醇T60万吨/年聚烯婭，2006年12月核准（发改工业20062772号）国内外首次采用流化床形式的甲醇制烯婭的大型化工业装置2010年5月28S,装置全部建成。5月300,年产180万吨煤基甲醇联合化工装置投煤.7月3日生产出合格的MTO级甲醇。神华包头煤制烯炷进展2010年8月8010:48甲醇投料，当天甲醇负荷即达到90%8月15日产出合格聚丙烯,8月21日产出合格聚乙烯甲醇转化率100%,非水产物中乙烯+丙烯选择性大于80%现在：正稳定运行吨slsB;0土化-r神华包头DMTO装置产品49am51> DMTO

14、技术背景和意义> DMTO技术工艺、工程特点> DMTO万吨级工业性试验DMTO百万吨级商业化实践>DMTO技术的产业化前景和技术经济性市场应用前景煤制烯桂缶迴收硫磺乙烯聚合PEPP>>59中国的能源消费结构具备建设煤基DMTO的资源条件；发改工业20061350号文件：煤基甲醇DMTO项目规模为60万吨/年烯桂规模;以聚烯姪为产品，以国家产业政策为主导，带动区域煤化工产业园的发展。煤制烯炷市场分析am©新型煤化工产业是密集型产业：资源+技术+人才+资金自然资源一煤、水资源逆向分布（匸北多南少'西多东少；水一淡水资源集中南方。）t/JCO2排放一

15、京都协议、哥本哈根协议一C02的捕集和封存（CCS）越来越受到重视!人力资源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，以聚烯炷为产品，带动煤化工产业园的发展。PVC行业am氯气一氯化氢煤+石灰石电尹乙字法!电石!乙烘天辱气匚怏法天然气甲醇DMTOPVC单体VCMPVC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。焦化行业高附加值产品优势：加长产业链；增强企业抗风险能力；符合国家“节能减排“政策。乙烯厂改造am61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

16、增加1+4.5%+15.1%石脑油价格甲醇价格以亚洲市场2008年价格作参照$800/MT<$370/MT甲醇的最低价格为S310/MT$975/MT<$471/MT甲醇的平均价格为$419/MT$1250/MTv$725/MT甲醇的最高价格为$935/MT外购甲醇DMTO市场分析处甲醇市场J2016/5/2365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/年烯怪已具备发展精细化工品的条件外购甲醇DMTO市场分析处摆脱对煤、水等资源的依赖市场决定厂址，整合人才、资金，收益最大化-保护环境一无C02排放-虫免了甲醇合成中高污染、高能耗的化工过程节约资源一甲醇是与石油、天然气、煤同样重要的资源!(E)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!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