【知识课堂】煤制烯烃技术分类简介

中国煤化工产业网 2018-11-11 11:32:03

 目前,具有代表性的甲醇制烯烃生产技术分为MTO(甲醇制乙烯和丙烯)和MTP(甲醇制丙烯)两类。MTO主要供应商有UOP/Hydro MTO工艺、大连化物所的DMTO工艺、中石化的SMTO工艺,采用流化床反应器和SAPO类催化剂,主要生产乙烯、丙烯和混合C4。MTP主要供应商有清华大学的FMTP工艺、 Lurgi的MTP工艺,主要生产丙烯,副产液化气、汽油等。当前,国际国内甲醇制烯烃技术发展已较为成熟,在国内已有多套甲醇制烯烃工业化装置稳定运行。下面我们将对以上主要的工艺介绍以及发展情况做简要介绍。

UOP/Hydro MTO工艺

  MTO技术是由美国UOP公司和挪威Hydro公司共同开发的甲醇制取低碳烯烃的技术,以SAPO-34作催化剂、采用类似于流化催化裂化流程的工艺。在稀释气体存在的情况下,甲醇或二甲醚等原料进入催化剂密相床层,实现部分转化,再进入过渡段,实现完全转化,乙烯和丙烯选择性可达80%,低碳烯烃选择性超过90%。根据生产需求,MTO 技术目标产物范围较宽,操作灵活,m(乙烯):m(丙烯)为1.53-0.76。例如,在最大量生产丙烯的时,产品中乙烯占34%,丙烯占45%,m(乙烯):m(丙烯)为0.76。该技术如果和C4、C5 组分裂解反应器耦合,则可有效提高低碳烯烃的收率,乙烯和丙烯的总收率可达85%-90%。

  目前该工艺也在国内进行积极的推广,惠生南京采用了该技术。

大连化物所的DMTO技术

大连化物所是我国甲醇制烯烃走在最前沿的技术提供商。2005 年,大连化物所与企业合作,在陕西华县建设50吨/天 DMTO 的工业化试验装置,于2006 年2月20日一次投料试车成功。后期在DMTO技术基础上,提出了将产物中的C4进一步转化为乙烯丙烯等目标产品。新一代DMTO-II技术的特点是将甲醇转化为和其他产物中的C4以上组分的再转化进行耦合,2个反应采用同一种催化剂,且均用流化床技术,耦合后热量利用更合理,烯烃收率更高,大幅度降低了烯烃生产的原料成本。

  2010年5月,由陕西煤业化工集团、大连化物所和中国石化洛阳石油化工工程公司联合开发的DMTO-II技术在陕西华县陕西煤化工技术工程中心甲醇制烯烃试验基地进行了工业化试验,并通过了由中国石油和化学工业联合会组织的成果鉴定。神华包头180万吨/年的甲醇制烯烃大型工业化装置也采用DMTO-I技术。甲醇单程转化率99.8%,乙烯+丙烯选择性约为80%。

中石化的SMTO技术

  SMTO技术是中石化上海石化研究院开发的甲醇制烯烃技术。中石化上海石油化工研究院于2000年开始进行MTO的技术开发。其在MTO催化剂和工艺方面已申请多项专利,为了加快自主新能源技术的开发,上海石油化工研究院与中国石化工程建设公司合作,开发SMTO成套技术,在燕山石化建成了一套甲醇进100 吨/天的SMTO工业化示范装置,2007年11月已成功投产,并实现连续运行。

  2011年9月中旬,中石化催化剂上海分公司向中原石化运送甲醇制烯烃(SMTO)催化剂170吨,顺利完成首批SMTO催化剂的生产任务。中原石化为60万吨甲醇,20万吨烯烃的规模,60万吨/年MTO装置目前已能实现高负荷运行。

  后期规划的安徽淮化、中天合创等都采用SMTO技术。

Lurgi 公司的MTP 技术

  德国Lurgi公司在90 年代开始研究MTP工艺,并与德国南方化学公司合作开发成功了甲醇制丙烯工艺所需的催化剂ZSM-5,反应器为固定床。MTP工艺以煤或天然气为原料经过甲醇转制丙烯的工艺过程,副产物主要是汽油、液化石油气(LPG)以及燃料气等。反应在0.13-0.16 MPa、420-490℃下进行,产物收率中,丙烯为65%-67%,汽油为24%。

  2006 年鲁奇公司在伊朗建设1吨/天丙烯生产能力MTP商业化示范厂建成开车。目前,鲁奇MTP技术已经向世界多国转让,如国内神华宁煤50万吨/年烯烃项目和大唐多伦46万吨/年烯烃项目应用该技术已相继成功投产。神华宁煤在建的二期50万吨/年烯烃项目仍采用鲁奇的MTP工艺。

  MTP催化剂被国外垄断,独家供货。催化剂作为MTP的核心技术,一直是研究的热点和难点。神华宁煤通过消化吸收再创新,开发出与之相适应的国产催化剂,形成了一整套MTP催化剂开发技术。

清华大学的FMTP技术

  流化床甲醇制烯烃(FMTP)技术由中国化学工程集团、清华大学合作开发,又与安徽淮化集团有限公司签约合作建设“甲醇处理量3万吨/年的流化床甲醇制丙烯工业试验装置”,形成产学研的三方合作关系。FMTP技术权益中,清华大学占30%;中国化学工程集团占24%;中国天辰化学工程公司占18%;东华科技占18%(天辰和东华科技都是中国化学工程的子公司);安徽淮化集团占有10%。

  三方建设的流化床甲醇制丙烯(FMTP)工业试验装置于2008年底建成。2009年11月通过了专家组的验收鉴定,甲醇转化率为99.5%,丙烯总收率可达67.3%,原料消耗为3吨甲醇产1吨丙烯。该技术采用SAPO-34催化剂和流化床反应器,与MTO工艺一样。但是通过把生成物中的丙烯分离出之后,使C2 组分和C4 以上组分进入一个独立的烯烃转化反应器使其转化成丙烯。

  目前,已有4家企业计划采用FMTP技术建设工业装置,但均没有开工建设。2014年5月中国天辰工程有限公司与华亭煤业集团有限责任公司签署了年处理60万吨甲醇制20万吨聚丙烯(FMTP)科技示范项目工程总承包合同。


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