MTO项目产品方案及副产品高附加值利用

MTO项目产品方案及副产品高附加值利用2014年11月（亚化咨询—嘉兴）目录1、煤（甲醇）制烯烃项目建设情况2、在建MTO项目的产品方案和副产品利用3、MTO项目副产品的高附加值利用路线目录1、煤（甲醇）制烯烃项目建设进展2、在建MTO项目的产品方案和副产品利用3、MTO项目副产品的高附加值利用路线煤（甲醇）制烯烃项目建设进展为规范煤化工项目健康有序发展，“十一五”期间国家发改委规划了五类煤化工示范项目，这些项目都取得了不同程度的进展,关键技术采用DMTO技术的神华包头煤制烯烃项目成功运行，圆满完成了示范任务。自从采用DMTO技术建设的180万吨/年甲醇制烯烃项目成功运营以来，煤（甲醇）制烯烃类项目成为目前煤化工最热门的项目，煤制烯烃产业获得了高速发展。煤（甲醇）制烯烃项目建设进展神华包头煤制烯烃项目的良好示范作用极大地推动了煤制烯烃项目的建设高潮。到2013年底，DMTO技术已经转让了20套装置。西部煤炭资源富集地区以煤为原料开始生产烯烃，目标产品为聚烯烃。东部沿海地区以甲醇为原料生产烯烃，以烯烃下游衍生物为目标产品。煤（甲醇）制烯烃项目建设进展已经建成投产：MTO项目：6套，烯烃产能301万吨/年。其中DMTO技术4套：神华、禾元、延长、中煤SMTO技术1套：河南濮阳MTO技术1套：惠生南京MTP项目：3套（宁煤宁东2套、大唐多伦），烯烃产能150万吨/年。烯烃总产能：451万吨/年煤（甲醇）制烯烃项目建设进展在建项目：MTO项目：15套，烯烃产能934万吨/年。其中DMTO技术12套；SMTO技术1套（内蒙中天合创）；UOPMTO技术2套（斯尔邦、久泰）。FMTP项目：1套（华能平凉）烯烃产能20万吨/年烯烃总产能：956万吨/年煤(甲醇）制烯烃项目建设进展上述项目将在2016年前后基本建成，届时由甲醇转化的烯烃产能将达1400多万吨/年。此外，还有30多套煤（甲醇）制烯烃项目处于项目建设规划和前期准备阶段，其中也会有一部分项目会得以实施。煤（甲醇）制烯烃项目建设进展2013年，获得国家路条的项目有4个，产能240万吨/年，这些项目是：中石化集团贵州织金60万吨煤制烯烃项目；中石化与河南煤业集团合作的河南60万吨煤制烯烃项目；中煤在陕西榆林60万吨煤制烯烃二期项目；甘肃华鸿汇金公司平凉60万吨煤制烯烃项目。煤（甲醇）制烯烃项目建设进展根据目前煤化工项目的建设和规划情况预计到2018年:煤（甲醇）制烯烃项目的总烯烃产能将达到1600—1800万吨/年;PDH项目的烯烃产能将达到800万吨/年左右;届时，上述非石油路线的烯烃总产能将达2500万吨左右（2013年我国总的烯烃产能为3954万吨，产量3525万吨）。目录1、煤（甲醇）制烯烃项目建设进展2、在建MTO项目的产品方案和副产品利用3、MTO项目副产品的高附加值利用路线MTO下游主要产品丙烯乙烯聚乙烯、环氧乙烷/乙二醇、苯乙烯/聚苯乙烯、聚氯乙烯、醋酸乙烯、乙丙橡胶、EVA树脂等。聚丙烯、环氧丙烷/丙二醇、聚醚多元醇、苯酚丙酮、丁辛醇、丙烯酸及酯、乙丙橡胶、异丙醇、丙烯腈、丙烯酰胺等。MTO甲醇碳四乙烯、丙烯、丁烯-1、甲乙酮、2-丙基庚醇等。乙烯下游主要产品丙烯下游主要产品C4下游主要产品歧化裂解乙烯、丙烯丙烯C4分离丁烯-1、正丁烯等醚化MTBE脱氢丁二烯MTO项目的产品方案和副产品利用目前投产的几套装置中：丙烯全部用于生产聚丙烯（惠生南京MTO丙烯用于生产丁辛醇）；乙烯的利用分为两类：西部地区的企业全部用于生产聚乙烯，东部沿海企业主要用于生产下游产品，如环氧乙烷，进而生产乙二醇，EVA等。MTO项目的产品方案和副产品利用神华包头煤制烯烃项目：聚乙烯产量30万吨/年，可生产17个牌号产品；聚丙烯产量30万吨/年，可生产均聚物、无规共聚物、抗冲共聚物共121个牌号产品。为了高附加值利用C4副产品，2011年开始建设2-PH项目，利用MTO装置副产的C4资源生产MTBE、丁烯-1和2-PH。MTO项目的产品方案和副产品利用中煤榆林煤制烯烃项目：乙烯和丙烯的利用方案与神华包头相同，在二期规划中，考虑了两期的C4综合利用。延长靖边项目：乙烯和丙烯均用于生产聚烯烃。C4利用和炼厂轻烃利用统筹考虑。MTO项目的产品方案和副产品利用宁波富德MTO项目以甲醇为原料通过DMTO技术生产烯烃，DMTO副产的C4通过OCU技术进一步转换成丙烯。该项目所产乙烯通过环氧乙烷生产乙二醇，装置能力产品为50万吨/年乙二醇、5万吨/年环氧乙烷；所产丙烯全部用于生产聚丙烯，产量为38万吨/年聚丙烯。MTO项目的产品方案和副产品利用除上述项目外，其他在建项目中，乙烯除用于聚乙烯外，大多是生产EVA或通过环氧乙烷路线向下游延伸；丙烯除用于生产聚丙烯外，也有部分直接销售或向下游延伸的，如生产丁辛醇、环氧丙烷及下游产品等。副产品C4及C5利用也在考虑之中。目录1、煤（甲醇）制烯烃项目建设进展2、在建MTO项目的产品方案和副产品利用3、MTO项目副产品的高附加值利用路线MTO项目副产品的高附加值利用路线MTO副产品主要是混合C4组分以及少量的C5+组分等。MTO产生的混合C4组分约占烯烃产品总量的15%左右，且该组分中90%以上是烯烃；C5+组分约占烯烃产品总量的4%左右。副产品中可进一步提高附加值的主要是混合C4组分，以下主要介绍混合C4组分的高附加值利用途径。MTO混合C4典型组份组份典型指标(wt%)某项目数据(wt%)丙烯＜1.50.11丙烷顺-丁烯-20.21环丙烷23.4～28.2/乙炔/0.11正丁烷4.7～5.14.73异丁烷0.1～0.20.8丁烯-121.9～26.822.09异丁烯6.5～8.36.16C5+组份＜50.9427.22反-丁烯-234.6～37.336.471,3-丁二烯0.7～1.90.771,2-丁二烯/0.42丁炔＜0.2/混合C4高附加值利用路线（1）MTBE/丁烯-1生产技术（2）丁烯-2异构为丁烯-1技术正丁烯生产甲乙酮技术（3）（5）正丁烯生产2-丙基庚醇（2-PH）技术混合C4回炼增产乙烯、丙烯技术（6）（4）正丁烯生产丁二烯技术（1）MTBE/丁烯-1生产技术MTO副产C4中丁烯-1含量在21.9%～26.8%，非常适合进行丁烯-1的分离。由于混合C4中的异丁烯、丁二烯含量较少，利用价值不大，可通过选择性加氢方法脱除丁二烯，利用MTBE装置除去异丁烯，剩余组分通过精馏得到丁烯-1产品；因MTO副产的混合C4中异丁烯含量偏低，目前所有MTO项目配套的MTBE装置均采用预反应器+催化蒸馏组合工艺技术。（1）MTBE/丁烯-1生产技术通常利用各组分相对挥发度不同进行组分分离碳四组分沸点及相对挥发度0.8000.8300.8630.9751.0001.0051.130相对挥发度3.740.88-0.5-4.41-6.26-6.9-11.73沸点(℃)顺丁烯-2反丁烯-2正丁烷1,3丁二烯1-丁烯异丁烯异丁烷组分（1）MTBE/丁烯-1生产技术MTO碳四综合利用目标之一是从MTO副产C4中分离出高附加值1-丁烯产品，1-丁烯用作聚乙烯共聚单体。异丁烯相对于1-丁烯的相对挥发度非常小，普通精馏无法完成分离，通常通过醚化反应脱除异丁烯。在C4与甲醇合成MTBE的过程中，异丁烯转化率可达99.8wt%，即通过醚化反应，C4中异丁烯可基本脱除，从而有利于剩余C4中1-丁烯的分离。（2）丁烯-2异构为丁烯-1技术提取丁烯-1后的混合C4中90%以上组分为丁烯-2，可作为异构化原料，在催化剂作用下进行异构化反应，通过丁烯-1装置分离精制得到高纯度丁烯-1产品。（3）正丁烯生产甲乙酮技术MTO副产混合C4中正丁烯含量达到90%左右，比较适合作为生产甲乙酮的原料。分为提取丁烯-1和不提取丁烯-1两种工艺。国内新建甲乙酮装置生产工艺全部采用正丁烯水合法，但该法甲乙酮选择性较低，反应条件苛刻，能耗较高。（4)正丁烯生产丁二烯丁二烯是重要的化工原料，下游产业链比较长，如生产顺丁橡胶、丁苯橡胶、尼龙、ABS等。丁二烯可通过正丁烯（正丁烷）脱氢方法来获得（5）正丁烯生产2-PH技术•MTO副产混合C4脱除异丁烯和丁二烯的剩余组分后（可提取丁烯-1），正丁烯含量达到90%以上，主要为顺丁烯-2、反丁烯-2、正丁烷及少量的异丁烯，适合用作生产2-PH的原料。•经过羰基合成工艺，得到以正戊醛为主的混合戊醛。在氢氧化钠水溶液的存在下，混合戊醛进行醇醛缩合反应得到混合癸醛（PBA：2-丙基-3-丁基丙烯醛）；在镍催化剂存在下，混合癸醛加氢得到粗醇，再经精馏，得到2-丙基-l-庚醇为主的混合癸醇。（5）正丁烯生产2-PH技术2-PH为高附加值精细化工产品，目前国内只有中石化扬子公司生产，神华包头及延长石油正在建设混合C4生产2-丙基庚醇的装置。目前2-丙基庚醇经济效益较好，但其市场容量较小，随着未来多套装置的投产，经济效益会受到巨大冲击。（6）混合C4回炼生产乙烯、丙烯技术KBR公司Superflex工艺UOP公司开发的OCP工艺DMTO二代技术鲁玛斯公司烯烃转化技术(OCT)裂解技术转化技术Lumms烯烃转化技术（OCT）OCT技术通过过渡金属化合物催化剂使乙烯和丁烯歧化生成丙烯。MTO副产混合C4中丁烯-2含量达到60%左右，提取丁烯-1后丁烯-2含量达到90%以上，两种组分均是易位转化的优质原料。MTO副产C5中约80%组分为正戊烯，采用该技术可同时对MTO副产的混合C5进行利用。Lumms烯烃转化技术（OCT）Lumms采用OCT技术在全球设计和建设了近40套C4烯烃易位转换装置，装置总产能达到770万吨/年，占全球丙烯产能约10%，国内典型代表为上海赛科90万吨／年石脑油裂解制乙烯装置组合采用易位反应烯烃转化装置，可增产丙烯16万吨/年，装置运行稳定。宁波富德的项目中，C4转化采用Lumms的OCT技术。此外，目前在DMTO装置中还有五套采用该技术。烯烃裂解技术•UOP开发的烯烃裂解(OCP)工艺UOP和TOTAL联合开发的烯烃裂解工艺(OCP)可使C4～C8烯烃转化成丙烯和乙烯，该工艺和UOP公司的MTO技术组合为UOP+OCP技术。•DMTO二代技术该技术采用与反应过程相同的催化剂对副产C4进行裂解，该技术第一套工业装置今年12月投产。•KBR公司Superflex工艺“Superflex工艺”将轻质烃进料(C4～C8馏分)转化成丙烯，丙烯和乙烯合计收率为50％～70%。目前MTO项目副产C4利用模式MTBE/丁烯-1分离神华包头、中煤鄂尔多斯MTO、山西焦化项目采用该模式。混合C4烯烃歧化或催化裂解方法生产乙烯和丙烯•陕西蒲城采用DMTO二代技术；•宁波禾元、浙江兴兴、山西焦化、青海大美、青海矿业、山西焦化采用OCT技术。目前MTO项目副产C4利用模式混合C4生产2-丙基庚醇（2-PH）神华包头MTO项目采用该模式。神华包头将混合C4中的丁烯-1提取后剩余组分生产2-丙基庚醇（2-PH）。西部矿业、延长富平项目也采用此模式。MTBE/丁烯-1分离+烯烃转化（OCT）组合技术中煤榆林MTO项目采用该模式。结束语与石油基烯烃一样，MTO烯烃产品有着广泛的用途，其副产品C4烯烃的高附加利用途径很多。结合项目的实际情况和拟定的目标市场，在进行技术经济统筹分析研究的基础上确定项目的具体产品方案。