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中国化学中国化学工程集团（股份）公司二○一○年十一月北京甲醇制丙烯FMTP工艺技术开发简介汪寿建中国化学目录一、甲醇制丙烯开发背景二、工业试验装置介绍三、工艺技术说明中国化学一、甲醇制丙烯开发背景开发FMTP基于六个方面的因素考虑1、国家战略发展的因素2、甲醇市场需求饱和的因素3、丙烯市场需求的因素4、自身企业发展和技术创新需要的因素5、将煤转化为原料和产品更具有现实意义的因素6、甲醇制丙烯是唯一尚无实现工业化的因素中国化学国家在“十一五”规划纲要中明确要求和鼓励振兴“大型煤化工成套设备—煤炭液化和气化、煤制烯烃等”。从而实现由煤炭资源转化生产能源和石化产品为代表的新型煤化工产业。其中煤制低碳烯烃是新型煤化工产业发展的一个重要方向，通过生产低碳烯烃，可以进而生产多种石油化工产品，产品市场容量较大。①国家战略发展的因素中国化学甲醇是生产低碳烯烃的主要原料。截至2009年底，我国甲醇生产企业约213家，甲醇产能约2735万吨/年，目前在建甲醇产能约为1100万吨/年（其中为煤制烯烃配套的甲醇产能为540万吨/年），预计到2010年甲醇产能将达到3800万吨/年。②甲醇市场需求饱和的因素2009年国内甲醇产量约1133.4万吨，开工率仅41.4%，进口量高达528.8万吨，同比增长了2.7倍，出口量1.4万吨，表观消费量为1660.8万吨。大量低成本进口产品对国内甲醇市场和生产企业造成了巨大冲击。另外，国内现有和在建甲醇装置中有较大比例的产能位于西部地区，远离东部和南部沿海地区主要消费市场，削弱了产品竞争力。中国化学甲醇传统消费领域以甲醛、醋酸、二甲醚三大下游产品领域为主，占总消费量的64%。另外，在MTBE（甲基叔丁基醚）、二甲基甲酰胺（DMF）、甲烷氯化物、溶剂、农药、医药以及其他有机合成等领域也有所应用。近年来，有一定量的甲醇作为汽油的掺烧燃料，2010年之后，将有一部分甲醇用于低碳烯烃的生产。根据各消费领域的发展需求预测，到2015年国内甲醇量将达到3100万吨（其中甲醇制烯烃消耗约900万吨）。根据国内产能的发展情况，即使未来几年没有新建装置，到2015年国内甲醇产能仍将过剩700万吨左右，产能过剩的态势将保持较长一段时期。中国化学2010年，随着神华包头、神华宁煤、大唐多伦三大项目陆续投产，中国将成为世界煤制烯烃的中心。据有关方面预测，2010年底，中国煤制聚烯烃产能将达到158万吨，其中聚乙烯30万吨，聚丙烯128万吨。煤制聚烯烃产能将占聚烯烃总产能7%左右。③丙烯市场需求的因素截至2009年底，国内聚丙烯生产企业超过80家，产能达到925万吨/年左右，下游需求旺盛、市场缺口大；聚丙烯装置平均开工率约88.7%，总产量为820.5万吨，同比增长10.5%；聚丙烯表观消费量为1232.3万吨，同比增长21.2%，是世界最大的聚丙烯消费国；全年进口量达到416.3万吨，同比增长49.2%，出口量较少，为4.5万吨。中国化学④自身企业发展和技术创新需要的因素在国家能源战略调整背景下，中国化学工程集团（股份）公司成立了“新一代煤化工（能源）产学研战略联盟”，应该在新型煤化工方面有所作为，从自身企业发展和技术创新的角度必须开发MFTP技术。⑤将煤转化为原料和产品更具有现实意义的因素煤的清洁高效利用中，将煤（固体碳氢化合物）转化为原料（用于生产各种有机材料－碳氢化合物）比将煤转化为液体燃料（煤制油和醇醚燃料－最终转化为二氧化碳）更具有现实意义。中国化学气化甲醇合成丙烯⑥甲醇制丙烯是唯一尚无实现工业化的因素以煤为原料清洁生产基础化工原料——丙烯的三大关键技术（气化、甲醇合成、甲醇制丙烯）中，甲醇制丙烯是唯一国内外尚无实现工业化的技术.中国化学甲醇制烯烃国外此前尚属空白。国内工业装置正在调试；国外UOP：中试；国内大化所：工业装置国内神华投产。甲醇制混合烯烃（MTO）甲醇制丙烯（MTP）中国化学二、工业试验装置介绍中国化学2008.3-2009.4装置建设2009.5-8进行了反再系统三次流态化试验2009.9.19-23MTO（甲醇转化烯烃）试验2009.9.24-25ETP（乙烯转化丙烯）试验2009.9.26-29MTO+ETP试验及标定2009.9.29-30MTO+EBTP（乙烯和丁烯转化丙烯）试验及标定2009.10.1-9各种工况试验,开发运行结束（一）FMTP技术开发历程中国化学2009.11.27FMTP工业技术开发成果通过了中国石油和化学工业协会组织的由11名业内著名专家组成的鉴定委员会鉴定。鉴定委员会一致认为:该工业试验装置工艺科学、合理，运行安全、可靠，技术创新性强，主要技术指标和总体技术处于国际领先水平，同意通过鉴定。建议进一步优化工艺工程设计，减少催化剂损耗，尽快推动FMTP工业装置建设，加快该技术的工业推广应用。FMTP技术开发成果中国化学（二）技术合作方式（产学研技术创新模式）①中国化学工程股份有限公司：工业技术开发的牵头单位，负责资金投入（目前已实际投入1.6亿）、工程设计、装置建设，分享技术成果的60％；②清华大学：提供基础研究和小试成果，对技术总负责，并分享技术成果的30％；③淮化集团：提供建设场地、公用工程和操作人员，分享技术成果的10％；以上三家单位的责任和权利通过签订合同给予规定。④天津大学：分离流程的化工模拟计算。中国化学2008.3－72008.9－10进行了六釜试验，开发成功，生产出合格的原粉2008.7－82008.10－2009.82008.8－9装置整改装置建设试验五釜，未获成功，但找到了问题所在共生产27.5吨干基原粉,供催化剂造粒装置生产催化剂（三）催化剂原粉开发中国化学在安徽淮南淮化集团有限公司现有厂区内建设33吨/年（干基）催化剂原粉装置。催化剂原粉装置中国化学催化剂原粉1微米中国化学2008.7－82008.11-12进行了11批次试验，开发成功，生产出合格的催化剂2008.12-2009.92008.7-11装置建设生产70吨合格催化剂，供FMTP装置使用（四）催化剂造粒开发中国化学在天津中国天辰工程公司研发中心建设300吨/年催化剂造粒试验装置。催化剂造粒装置中国化学成型催化剂10微米中国化学原粉及成型催化剂的放大生产质量稳定；催化剂物理性能和反应性能均优于小试成果；催化剂各项指标可以满足工业试验运行要求。催化剂开发成果中国化学在安徽淮南淮化集团有限公司现有厂区内建设3万吨甲醇/年生产丙烯装置。（五）3万吨甲醇/年生产丙烯装置中国化学年3万吨甲醇生产丙烯装置中国化学安徽淮化集团有限公司内蒙古博源投资有限公司中国华能集团公司（六）计划承接技术开发成果的单位中国化学三、开发工艺技术说明中国化学①开发了SAPO-18/34交生相混晶催化材料，该催化剂不仅三烯选择性高，而且使甲醇制烯烃的反应产物中丙烯与乙烯的含量比达到1.20，这对实现甲醇制丙烯是十分有利的，单产丙烯时总收率可达77%；原料甲醇消耗小于3吨/丙烯。在甲醇制丙烯中使用上述催化剂使副产物中不含高碳烷烃和异构芳烃，为提高丙烯的总收率创造了条件。（一）FMTP主要技术创新点中国化学②把与目的产物丙烯分离后的C2、C4以及C4+的烯烃组分，进入一个独立的烯烃转化反应器，在同一催化剂下进行烯烃转化，丙烯、乙烯生产量可调节范围大，乙烯/丙烯可在0.02～0.85范围内调节。随着规模不同，可以单独生产丙烯，或者以生产丙烯为主，适当生产乙烯，产双烯时总收率可达88%。原料甲醇消耗小于2.62吨/双烯，还可通过控制操作条件，高选择性地生产丙烯，以提高丙烯的收率。中国化学③采用独特的双层气固逆流接触的流化床反应器，降低物料的返混，抑制了氢转移、烯烃聚合等副反应，反应温度易于控制，包括反应温度、反应压力、空速等的调节，使各反应器均处于最佳的工作状态，有利于提高原料转化率及目的产物丙烯的选择性，有利于提高目的产物丙烯的总收率。中国化学①采用SAPO-18/34交生相混晶分子筛使反应的低碳烯烃收率提高，为提高丙烯的总收率创造了条件；②丙烯、乙烯生产量可调节范围大，乙烯/丙烯可在0.02～0.85范围内调节；③可以使用粗甲醇、二甲醚等多种进料，有利于降低成本；④减少了高碳烃的副产物，为通过低碳烷烃的转化进一步提高丙烯收率创造了条件；⑤采用流化床反应器，使装置易于放大。（二）FMTP主要技术特点中国化学（三）FMTP工艺流程简图C404C402R103C303C302C301C304C201C401R104R102R101甲醇AirC2=+干气C3=+C30C40C5=C4=混合工艺气烟气反再工段急冷压缩工段吸收稳定工段丙烯分离工段图1FMTP工艺流程简图中国化学甲醇图2反再系统工艺流程示意图C2、C4、C5组分混合气MCR反应器EBTP反应器轻质混合气体丙烯、乙烯等混合气体空气烟气再生器汽提器中国化学结语综上所述，中国是以煤为主要能源的国家，煤炭在能源结构中占70%左右，实现煤炭洁净、高效、经济合理的利用，具有重要的现实意义和深远的战略意义。而代替石油路线的煤制烯烃示范工程在很大程度上决定了新型煤化工产品的发展趋势。因此选择一种先进、可靠、适用、安全环保和知识产权明晰的煤制烯烃技术是至关重要的。中国化学谢谢