甲醇制取低碳烯烃(DMTO)工艺及工程技术(ppt文档).ppt

中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所甲醇制取低碳烯烃甲醇制取低碳烯烃(DMTO)工艺及工程技术工艺及工程技术甲醇制烯烃国家工程实验室甲醇制烯烃国家工程实验室 2008.07.26(内蒙)DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所目目 录录n前言（大连化物所和前言（大连化物所和DMTODMTO基本背景）基本背景）nDMTODMTO工艺及工程技术简介工艺及工程技术简介nDMTODMTO工业试验工业试验nMTPMTP技术发展现状技术发展现状2DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所194919491949194919491949年建所年建所年建所年建所年建所年建所195219521952195219521952中科院工业化学研究所中科院工业化学研究所中科院工业化学研究所中科院工业化学研究所中科院工业化学研究所中科院工业化学研究所195419541954195419541954中科院石油研究所中科院石油研究所中科院石油研究所中科院石油研究所中科院石油研究所中科院石油研究所196219621962196219621962中科院大连化物所中科院大连化物所中科院大连化物所中科院大连化物所中科院大连化物所中科院大连化物所分建：分建：分建：分建：分建：分建：兰州化物所兰州化物所兰州化物所兰州化物所兰州化物所兰州化物所山西煤化所山西煤化所山西煤化所山西煤化所山西煤化所山西煤化所七机部七机部七机部七机部七机部七机部424242424242所所所所所所中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所Dalian Institute of Chemical Physics,CASDalian Institute of Chemical Physics,CAS3DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所研究所对国家的贡献研究所对国家的贡献集基础、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l五十年代五十年代合成液体燃料合成液体燃料l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l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l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l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乙苯、化学激光l2121世纪初世纪初燃料电池、氢能、生物技术、燃料电池、氢能、生物技术、C1C1化学化学(DMTO(DMTO、合成气化学等、合成气化学等)、分子、分子反应动力学反应动力学4DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所化物所研究系统设置基础研究催化基础国家重点实验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分子反应动力学国家重点实验室燃料电池研究室化学激光研究室航天催化与新材料研究室仪器分析化学研究室仪器分析化学研究室精细化工研究室精细化工研究室应用催化研究室应用催化研究室现代化工研究室现代化工研究室生物技术研究部生物技术研究部重大项目应用研究5DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所三个国家工程中心:n n催化国家工程中心催化国家工程中心n n膜技术国家工程中心膜技术国家工程中心 n n色谱研究和分析国家工程中心色谱研究和分析国家工程中心 化物所研究系统设置已批准，正在建设的国家实验室：n n洁净能源国家实验室洁净能源国家实验室 n n甲醇制烯烃国家工程实验室 6DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所清洁油品清洁油品替代燃料替代燃料氢能、燃料电池氢能、燃料电池生物质能生物质能太阳能太阳能国家实验室能源研究路线图国家实验室能源研究路线图汽油芳构化、烯烃歧化、深度脱硫汽油芳构化、烯烃歧化、深度脱硫汽油芳构化、烯烃歧化、深度脱硫汽油芳构化、烯烃歧化、深度脱硫甲醇烯烃、重油烯烃、汽油烯烃甲醇烯烃、重油烯烃、汽油烯烃甲醇烯烃、重油烯烃、汽油烯烃甲醇烯烃、重油烯烃、汽油烯烃合成柴油、合成柴油、合成柴油、合成柴油、DMEDMEDMEDME、低碳醇、低碳醇、低碳醇、低碳醇天然气氢站、醇重整、高效储氢天然气氢站、醇重整、高效储氢天然气氢站、醇重整、高效储氢天然气氢站、醇重整、高效储氢PEFCPEFCPEFCPEFC发动机、发动机、发动机、发动机、AIPAIPAIPAIP电源、分布式电源、分布式电源、分布式电源、分布式电站、电站、电站、电站、SOFCSOFCSOFCSOFC透平联合、透平联合、透平联合、透平联合、COCOCOCO2 2 2 2生物柴油、生物制氢、转基因植物生物柴油、生物制氢、转基因植物生物柴油、生物制氢、转基因植物生物柴油、生物制氢、转基因植物光解水、高效太阳能转换材料光解水、高效太阳能转换材料光解水、高效太阳能转换材料光解水、高效太阳能转换材料7DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所研究队伍构成研究队伍构成研究生教育研究生教育研究队伍（截至（截至2008.2.26）8DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所技术背景技术背景n n世界石油资源日趋紧张，世界石油资源日趋紧张，世界石油资源日趋紧张，世界石油资源日趋紧张，中中中中国基本国情是缺油少国基本国情是缺油少国基本国情是缺油少国基本国情是缺油少气，使国家的能源安全受到一定气，使国家的能源安全受到一定气，使国家的能源安全受到一定气，使国家的能源安全受到一定的的的的威胁。威胁。威胁。威胁。n n低碳烯烃市场广阔，需求量大，但长期以来国内低碳烯烃市场广阔，需求量大，但长期以来国内低碳烯烃市场广阔，需求量大，但长期以来国内低碳烯烃市场广阔，需求量大，但长期以来国内自给率只有自给率只有自给率只有自给率只有50%50%50%50%左右，需要进口大量的石油作为原左右，需要进口大量的石油作为原左右，需要进口大量的石油作为原左右，需要进口大量的石油作为原料用于制取低碳烯烃。料用于制取低碳烯烃。料用于制取低碳烯烃。料用于制取低碳烯烃。n n近年来国际石油价格飞涨，为以煤代油制取低碳近年来国际石油价格飞涨，为以煤代油制取低碳近年来国际石油价格飞涨，为以煤代油制取低碳近年来国际石油价格飞涨，为以煤代油制取低碳烯烃技术的发展提供了千载难逢的大好机遇。烯烃技术的发展提供了千载难逢的大好机遇。烯烃技术的发展提供了千载难逢的大好机遇。烯烃技术的发展提供了千载难逢的大好机遇。n n中国作为煤炭资源大国，中国政府十分重视开发中国作为煤炭资源大国，中国政府十分重视开发中国作为煤炭资源大国，中国政府十分重视开发中国作为煤炭资源大国，中国政府十分重视开发煤代石油制取低碳烯烃的煤代石油制取低碳烯烃的煤代石油制取低碳烯烃的煤代石油制取低碳烯烃的DMTODMTODMTODMTO工业化技术。工业化技术。工业化技术。工业化技术。9DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所据资料石油化工产品链,分四部分展开,内层是天然原料:煤、天然气、石油;第二层9个基础原料,乙烯、丙烯、甲烷、丁烷、丁烯、丁二烯、苯、甲苯和二甲苯;第三层90个衍生物;最外层是几百种最终用途10DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所技术路线技术路线乙烯乙烯丙烯丙烯DMTODMTO(MTO)(MTO)石脑油石脑油石脑油石脑油乙烷乙烷乙烷乙烷800800o oC C，+H+H2 2OO，乙烯，乙烯，乙烯，乙烯丙烯收率丙烯收率丙烯收率丙烯收率45%45%800800o oC C，+H+H2 2OOChina US JapanChina US Japan67%39%93%67%39%93%煤煤煤煤天然气天然气天然气天然气合成气合成气合成气合成气甲醇甲醇甲醇甲醇成熟技术成熟技术大连化物所已经完成大连化物所已经完成大连化物所已经完成大连化物所已经完成DMTODMTO工业性试验工业性试验工业性试验工业性试验11DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所甲醇转化是联系煤化工和石油化工的桥梁甲醇转化是联系煤化工和石油化工的桥梁甲醇甲醇甲醇甲醇丙烯丙烯丙烯丙烯二甲醚二甲醚二甲醚二甲醚柴油柴油柴油柴油汽油汽油汽油汽油MTGMTGMTPMTPMTOMTO石油石油石油石油乙烯乙烯乙烯乙烯烯烃烯烃烯烃烯烃液化气液化气液化气液化气合成气合成气合成气合成气煤煤煤煤成熟工业过程成熟工业过程成熟工业过程成熟工业过程间接替代石油间接替代石油间接替代石油间接替代石油直接替代石油直接替代石油直接替代石油直接替代石油n n技术瓶颈：甲醇转化，催化剂和过程放大技术瓶颈：甲醇转化，催化剂和过程放大n n我国在甲醇制烯烃技术开发和工业化方面均处于国际领先地位我国在甲醇制烯烃技术开发和工业化方面均处于国际领先地位 12DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所n n国际上甲醇制烯烃研究开始于上世纪的石油危机时期国际上甲醇制烯烃研究开始于上世纪的石油危机时期n n过去由于石油价格偏低，国外的大公司和国内的大连过去由于石油价格偏低，国外的大公司和国内的大连化物所一直停留在实验室的小试或中试阶段。化物所一直停留在实验室的小试或中试阶段。n n原油价格处于高位的情况下，与以石脑油为原料的管原油价格处于高位的情况下，与以石脑油为原料的管式裂解炉工艺相比，式裂解炉工艺相比，DMTODMTO工艺显现出有明显的技术工艺显现出有明显的技术经济优势。经济优势。n n我国是属于石油资源紧缺、天然气资源不足、煤炭资我国是属于石油资源紧缺、天然气资源不足、煤炭资源相对丰富的国家源相对丰富的国家 ，甲醇制低碳烯烃工艺可缓解我国，甲醇制低碳烯烃工艺可缓解我国石脑油资源的不足，使低碳烯烃生产原料多元化。石脑油资源的不足，使低碳烯烃生产原料多元化。13DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所中国的能源储量和能源消费结构中国的能源储量和能源消费结构（以热值计算）（以热值计算）14DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所中国的能源储量是以煤炭为主中国的能源储量是以煤炭为主15DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所中国对进口原油依存度逐年上升中国对进口原油依存度逐年上升16DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所目前已经具备了发展目前已经具备了发展DMTO的技术条件和经济环境的技术条件和经济环境n n20102010年年和和20202020年年生生产产乙乙烯烯的的石石脑脑油油仍仍将将分分别别缺缺口口500500万万吨吨和和14001400万万吨吨左左右右，缺缺口口的的石石脑脑油油约约需需70007000万万吨吨和和2000020000万万吨原油来提供。吨原油来提供。n n2010202020102020年年，预预计计形形成成800800万万吨吨煤煤经经甲甲醇醇制制低低碳碳烯烯烃烃规规模，如果从原油生产，约需要原油模，如果从原油生产，约需要原油1.21.2亿吨。亿吨。n n目前已经具备了建设大型化煤基或天然气基甲醇装置的工目前已经具备了建设大型化煤基或天然气基甲醇装置的工业化技术。业化技术。n n中国的能源消费结构具备开发和建设煤基中国的能源消费结构具备开发和建设煤基DMTODMTO工艺的资源工艺的资源条件条件 。n n剩余石油探明可采储量的储采比是剩余石油探明可采储量的储采比是13.7 13.7 n n剩余天然气可采储量的储采比是剩余天然气可采储量的储采比是47.6 47.6 n n剩余煤炭可采储量的储采比是剩余煤炭可采储量的储采比是51.251.217DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所发展煤化工的有利条件发展煤化工的有利条件n n中国的石化产品中，乙烯、丙烯及其衍生物自给率一直在中国的石化产品中，乙烯、丙烯及其衍生物自给率一直在5050上下徘徊，供需矛盾长期存在，市场发展空间巨大。上下徘徊，供需矛盾长期存在，市场发展空间巨大。n n国际油价持续高位运行，石化原料成本大幅上涨，赢利空国际油价持续高位运行，石化原料成本大幅上涨，赢利空间受挤压；发展替代生产路线的经济拉动力增强。间受挤压；发展替代生产路线的经济拉动力增强。n n中国的甲醇生产能力快速增长，市场出现过剩局面，为以中国的甲醇生产能力快速增长，市场出现过剩局面，为以甲醇为中间体的甲醇为中间体的C1C1化工的发展提供可靠的原料来源。化工的发展提供可靠的原料来源。n n单系列甲醇装置规模大型化，使单位生产能力的投资和成单系列甲醇装置规模大型化，使单位生产能力的投资和成本大幅降低，有利于提高下游产品的经济竞争力。本大幅降低，有利于提高下游产品的经济竞争力。综上因素，在今后十数年内，将给以煤炭（或天然气）综上因素，在今后十数年内，将给以煤炭（或天然气）为原料、经由甲醇生产低碳烯烃产业的快速发展带来前所为原料、经由甲醇生产低碳烯烃产业的快速发展带来前所未有的机遇。未有的机遇。18DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所DMTO技术依托技术依托大连化物所具有二十多年的研究成果。大连化物所具有二十多年的研究成果。n n“合成气经由二甲醚制取低碳烯烃新工艺方法”n n国家国家“八五八五”重点科技攻关项目（重点科技攻关项目（85-513-02)85-513-02)成果，中国科学院鉴定成果（中科院成鉴字第成果，中国科学院鉴定成果（中科院成鉴字第052052号），获中国科学院号），获中国科学院19961996年科技进步特等年科技进步特等奖和国家奖和国家“八五八五”重大科技成果奖重大科技成果奖n n“甲醇（二甲醚）制烯烃催化剂改进”n n中科院中科院“九五九五”重大项目（重大项目（KY951-A1-201-09KY951-A1-201-09，1998-19991998-1999）19DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所DMTO技术依托技术依托n n20062006年年8 8月，由月，由DICPDICP、LPECLPEC和和陕西新兴煤化陕西新兴煤化工公司工公司合作的陕西华县万吨级工业化试验已经合作的陕西华县万吨级工业化试验已经结束，并通过了国家级鉴定。在工程设计方面结束，并通过了国家级鉴定。在工程设计方面对对DMTODMTO工艺技术有了更深入的理解。工艺技术有了更深入的理解。n nDMTODMTO工艺和催化剂技术已基本成熟。工艺和催化剂技术已基本成熟。n nDMTODMTO的核心技术反应再生部分应用的流化的核心技术反应再生部分应用的流化工程技术与已成熟的工程技术与已成熟的FCCFCC流化工程技术类似。流化工程技术类似。n n我们的合作方我们的合作方LPECLPEC具有具有4040多年的多年的FCCFCC工程工程设计和运行经验，针对设计和运行经验，针对DMTODMTO的工程技术特点的工程技术特点可借鉴可借鉴FCCFCC工程设计经验。工程设计经验。20DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所DMTO工艺及工程技术简介工艺及工程技术简介21DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所大连化物所大连化物所DMTO研发历程研发历程实验室小试实验室小试实验室小试实验室小试地点：大连化物所地点：大连化物所地点：大连化物所地点：大连化物所前期：乙烯丙烯前期：乙烯丙烯前期：乙烯丙烯前期：乙烯丙烯80%80%后期：乙烯丙烯后期：乙烯丙烯后期：乙烯丙烯后期：乙烯丙烯 90%90%中试（八五）中试（八五）中试（八五）中试（八五）上海青浦化工厂上海青浦化工厂上海青浦化工厂上海青浦化工厂(流化床流化床流化床流化床)乙烯丙烯乙烯丙烯乙烯丙烯乙烯丙烯80%80%中科院科技进步特等奖中科院科技进步特等奖中科院科技进步特等奖中科院科技进步特等奖工业性试验工业性试验工业性试验工业性试验陕西，华县陕西，华县陕西，华县陕西，华县乙烯丙烯乙烯丙烯乙烯丙烯乙烯丙烯:80%:80%大连化物所大连化物所大连化物所大连化物所陕西新兴公司陕西新兴公司陕西新兴公司陕西新兴公司洛阳石化工程公司洛阳石化工程公司洛阳石化工程公司洛阳石化工程公司2004.08-2006.082004.08-2006.08国家发改委国家发改委国家发改委国家发改委19801980年代初期至今年代初期至今年代初期至今年代初期至今“七五七五七五七五”、“八五八五八五八五”“”“973”973”大连化物所连续进行了大连化物所连续进行了2020多年的甲醇制烯烃研究，多年的甲醇制烯烃研究，始终处于国际领先地位始终处于国际领先地位 大连化物所在国际上最早将大连化物所在国际上最早将SAPO-34SAPO-34用于用于MTOMTO反应反应（Applied CatalysisApplied Catalysis，Vol.40,No1-2Vol.40,No1-2，p316p316，1988 1988；Applied Catalysis,vol.64Applied Catalysis,vol.64，p31-40,1990 p31-40,1990）中试（七五）中试（七五）中试（七五）中试（七五）大连化物所大连化物所大连化物所大连化物所(固定床固定床固定床固定床)乙烯丙烯丁烯乙烯丙烯丁烯乙烯丙烯丁烯乙烯丙烯丁烯85%85%工业化工业化工业化工业化神华神华神华神华60606060万吨万吨万吨万吨/烯烃烯烃烯烃烯烃新兴新兴新兴新兴20202020万吨万吨万吨万吨/烯烃烯烃烯烃烯烃2006.082006.08国家发改委国家发改委国家发改委国家发改委22DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所DMTO工艺及工程技术简介工艺及工程技术简介研究历程研究历程n n围绕围绕C1C1资源制烯烃技术路线，大连化物所连续进资源制烯烃技术路线，大连化物所连续进行了行了2020多年的努力多年的努力n n19801980年代年代n n固定床固定床n nZSM-5 ZSM-5 和改性和改性 ZSM-5 ZSM-5 催化剂催化剂n n19901990年代年代n n流化床流化床n n小孔小孔SAPOSAPO分子筛催化剂（国际上第一次报道了分子筛催化剂（国际上第一次报道了SAPO-34SAPO-34分子分子筛的反应效果）筛的反应效果）n n19901990年代后期年代后期n nMTOMTO基础研究基础研究n n新一代新一代MTOMTO催化剂的发展催化剂的发展n n20042004年，进入工业性试验阶段，于年，进入工业性试验阶段，于20062006年年8 8月完成。月完成。23DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所反反 应应 特特 征征 DMTO工艺及工程技术简介工艺及工程技术简介n n酸性催化特征酸性催化特征n n高转化率高转化率n n低压反应低压反应n n强放热强放热n n快速反应快速反应n 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24DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所 DMTODMTO工艺及工程技术简介工艺及工程技术简介l l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可以实现催化剂的连续反应再生过程；可以实现催化剂的连续反应再生过程；有利于过剩热量的及时导出，很好地解决反应床层温度分布均有利于过剩热量的及时导出，很好地解决反应床层温度分布均匀性的问题；匀性的问题；合理地控制反应条件和再生条件；合理地控制反应条件和再生条件；可以实现较大的反应空速，缩小反应器体积；可以实现较大的反应空速，缩小反应器体积；合适地设定物料线速度，可以有效控制反应接触；合适地设定物料线速度，可以有效控制反应接触；反应原料可以是粗甲醇或精甲醇；反应原料可以是粗甲醇或精甲醇；DMTODMTO的反应温度为的反应温度为400-550400-550，再生温度为，再生温度为550-700550-700，对反，对反应、再生设备材质要求适中。应、再生设备材质要求适中。l lDMTODMTO专用催化剂专用催化剂专用催化剂专用催化剂l l乙烯乙烯乙烯乙烯/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l lDMTODMTO工艺对原料和工艺设备的特殊要求工艺对原料和工艺设备的特殊要求工艺对原料和工艺设备的特殊要求工艺对原料和工艺设备的特殊要求l lDMTODMTO装置的副产水装置的副产水装置的副产水装置的副产水回收利用回收利用回收利用回收利用工工艺艺特特点点25DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所l l工工艺艺流流程程前前部部分分使使甲甲醇醇转转化化为为低低碳碳烯烯烃烃，总总体体流流程程与与催催化化裂裂化化装装置置相相似似，包包括括反反应应再再生生、急急冷冷水水洗洗、气气体体压压缩缩、烟烟气气能能量量利利用用和和回回收收、反反应应取取热热、再再生生取热等部分。取热等部分。l l后后部部系系统统为为烯烯烃烃的的精精制制分分离离部部分分，与与管管式式裂裂解解炉炉工工艺艺的的精精制制分分离离部部分分相相似似，包包括括碱碱洗洗、干干燥燥、压压缩缩、制制冷冷、脱脱碳碳2 2塔塔、炔炔烃烃前前加加氢氢、脱脱C1C1塔塔、C2C2分分馏馏塔塔、脱脱C3C3塔塔、C3C3分分馏馏塔塔、脱脱C4C4塔塔等等。根根据据对对目目的的低低碳碳烯烯烃烃产产品品是是化化学学级级还还是是聚聚合合级级的的不不同同，流流程程可可以以有有适当改变。适当改变。工工艺艺流流程程 DMTODMTO工艺及工程技术简介工艺及工程技术简介26DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所国内外技术现状国内外技术现状l l国外国外国外国外UOP/UOP/HrdroHrdro 的的的的MTOMTO技术技术技术技术 0.75t/d 0.75t/d 甲醇进料，流化床中试甲醇进料，流化床中试唯一一家宣称可以工业化的技术唯一一家宣称可以工业化的技术 Exxon-MobilExxon-Mobil公司的公司的公司的公司的MTOMTO技术技术技术技术 0.55t/h0.55t/h（13.2t/d13.2t/d）甲醇进料，提升管（甲醇进料，提升管（US6673978 US6673978）没有宣传，不对外技术转让没有宣传，不对外技术转让德国德国德国德国LurgiLurgi公司公司公司公司MTPMTP工艺技术工艺技术工艺技术工艺技术 固定床，改性固定床，改性ZSM-5ZSM-5催化剂，传统催化剂，传统MTOMTOC C4 4+循环，副产汽油循环，副产汽油中试阶段，正在进行工业性试验，对外转让技术中试阶段，正在进行工业性试验，对外转让技术l l国内国内国内国内大连化物所大连化物所大连化物所大连化物所DMTODMTO技术技术技术技术27DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所DICP（DMTO）工业试验装置工业试验装置DMTO工业试验装置工业试验装置28DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所大连化物所目前试验数据大连化物所目前试验数据项目项目实验室中试技术水平实验室中试技术水平工业化装置技术水平工业化装置技术水平UOP公司公司大连化物所大连化物所DMTO技术技术UOP公司公司 原料原料甲醇甲醇二甲醚二甲醚甲醇甲醇甲醇甲醇 规模规模0.75吨吨/天天相当甲醇相当甲醇0.10吨吨/天天 50吨吨/天天 分子筛类型分子筛类型SAPO34SAPO34SAPO34 反应器类型反应器类型流化床流化床流化床流化床流化床流化床 原料单程转化率原料单程转化率大于大于99%大于大于99%大于大于99%选择性选择性wt乙烯乙烯+丙烯丙烯76-79 大于大于8079.1乙烯乙烯+丙烯丙烯+丁烯丁烯85-90约约90 90.2原料消耗原料消耗/单位质单位质量烯烃量烯烃乙烯乙烯+丙烯丙烯3.002.96乙烯乙烯+丙烯丙烯+丁烯丁烯2.659相当相当2.567甲醇甲醇2.63已运行反应已运行反应再生次数再生次数4501500完成工业性试完成工业性试验验 催化剂牌号催化剂牌号MTO-100DO123D803C-II01MTO-10029DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所大型工业化大型工业化DMTO项目经济性分析项目经济性分析生产方法单位烯烃（乙烯+丙烯）成本 单位：元/吨烯烃成本烯烃成本316031603780378044004400532053206250625068606860748074807790779081008100甲醇烯烃甲醇价格甲醇价格（元（元/吨）吨）8008001000100012001200150015001800180020002000220022002300230024002400对应对应60万万吨煤制甲吨煤制甲醇装置生醇装置生产成本的产成本的原料煤市原料煤市场价格场价格（元（元/吨）吨）100100185185275275405405535535625625700700755755800800石脑油制烯烃对应石脑油对应石脑油价格（元价格（元/吨）吨）240024002740274030803080359035904100410044404440478047804950495051205120对应国际原油对应国际原油离岸价格离岸价格（美元（美元/桶）桶）25252828303035354242505055556060636330DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所DMTO与石脑油制烯烃成本对比与石脑油制烯烃成本对比31DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所甲醇价格是影响甲醇价格是影响DMTODMTO烯烃生产成本的关键烯烃生产成本的关键 DMTODMTO制低碳烯烃生产成本中原料甲醇费用占到制低碳烯烃生产成本中原料甲醇费用占到76%76%以上，因此甲醇价格是制约因素。要降低甲醇以上，因此甲醇价格是制约因素。要降低甲醇的原料费用：的原料费用：1 1、煤制甲醇装置的大型化、煤制甲醇装置的大型化2 2、煤炭的价格：对于煤基、煤炭的价格：对于煤基DMTODMTO工艺，煤炭原料价格工艺，煤炭原料价格每增加每增加5050元元/吨，甲醇生产成本将增加吨，甲醇生产成本将增加100100元元/吨左吨左右，低碳烯烃的生产成本就将增加右，低碳烯烃的生产成本就将增加300300元元/吨。吨。大型工业化大型工业化DMTO项目经济性分析项目经济性分析32DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所n nDMTO装置系统为常压放热反应能耗低、设备全部为国产、设备材质几乎全部是普通钢材，因此装置的建设费用和运行费用都比较经济。大型工业化大型工业化DMTO项目经济性分析项目经济性分析33DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所DMTO工业试验34DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所万吨级甲醇进料规模（万吨级甲醇进料规模（50t/d50t/d，1.67x101.67x104 4t/a)t/a)的工程技术开发和工的工程技术开发和工业化试验业化试验DMTO工业试验工业试验35DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所工业化试验装置建设工业化试验装置建设及试验及试验n n20042004年年年年8 8月月月月2 2日正式签订三方合作合同日正式签订三方合作合同日正式签订三方合作合同日正式签订三方合作合同n n20042004年年年年8 8月月月月8 8日项目正式启动日项目正式启动日项目正式启动日项目正式启动n n20042004年年年年1010月月月月1111日项目可行性研究报告日项目可行性研究报告日项目可行性研究报告日项目可行性研究报告通过审查通过审查通过审查通过审查n n20052005年年年年2 2月月月月2727日基础设计通过审查日基础设计通过审查日基础设计通过审查日基础设计通过审查n n20052005年年年年1212月份装置建设竣工月份装置建设竣工月份装置建设竣工月份装置建设竣工n n20062006年年年年6 6月完成试验月完成试验月完成试验月完成试验n n20062006年年年年8 8月技术成果鉴定月技术成果鉴定月技术成果鉴定月技术成果鉴定36DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所DMTO工业试验工业试验n n试验装置概况试验装置概况试验装置概况试验装置概况n n原料：可以是粗甲醇也可以是精甲醇原料：可以是粗甲醇也可以是精甲醇原料：可以是粗甲醇也可以是精甲醇原料：可以是粗甲醇也可以是精甲醇 n n产品产品产品产品 ：主要产物为富含乙烯、丙烯等烯烃的混合气。：主要产物为富含乙烯、丙烯等烯烃的混合气。：主要产物为富含乙烯、丙烯等烯烃的混合气。：主要产物为富含乙烯、丙烯等烯烃的混合气。由于装置规模小，后部系统未配置精制分离系统，反由于装置规模小，后部系统未配置精制分离系统，反由于装置规模小，后部系统未配置精制分离系统，反由于装置规模小，后部系统未配置精制分离系统，反应混合气送火炬焚烧后排入大气应混合气送火炬焚烧后排入大气应混合气送火炬焚烧后排入大气应混合气送火炬焚烧后排入大气n n装置规模：公称原料处理能力为装置规模：公称原料处理能力为装置规模：公称原料处理能力为装置规模：公称原料处理能力为50 50 t/dt/d，试验期最大进，试验期最大进，试验期最大进，试验期最大进料为料为料为料为75 75 t/dt/d37DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所装置的组成装置的组成 v试试验验装装置置包包括括反反应应-再再生生部部分分、取取热热部部分分、急急冷冷汽汽提提部部分分、空空压压机机部部分分、动力站部分动力站部分 催化剂催化剂 v使用使用DMTODMTO专用催化剂。专用催化剂。DMTO工业试验工业试验38DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所 工业性试验历工业性试验历程程冷模冷模试验试验惰性剂流惰性剂流化试验化试验条件试条件试验阶段验阶段2006.01.14242006.02.0206 洛阳洛阳投料试车投料试车阶段阶段16天天 2006.02.2003.02228小时小时 考核运考核运行阶段行阶段2006.04.2405.20614小时小时 2006.06.0906.21现场现场255小时小时 39DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所l考核运行阶段连续考核运行阶段连续241小时运行的平均结果小时运行的平均结果(包括个别波动结果）包括个别波动结果）包括个别波动结果）包括个别波动结果）甲醇转化率甲醇转化率99.83%99.83%乙烯选择性乙烯选择性40.07%40.07%丙烯选择性丙烯选择性39.06%39.06%乙烯丙烯选择性乙烯丙烯选择性79.13%79.13%乙烯丙烯乙烯丙烯C C4 4选择性选择性90.21%90.21%考核运行阶段平均结果考核运行阶段平均结果40DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所现场考核结论现场考核结论现场考核专家组认为：现场考核专家组认为：该该工工业业化化试试验验装装置置是是具具有有自自主主知知识识产产权权的的创创新新技技术术，装装置置运运行行稳稳定定、安安全全可可靠靠，技技术术指指标标先先进进，是是目目前前世世界界上上唯唯一一的的万万吨吨级级甲甲醇醇制制取取低低碳碳烯烯烃烃的的工工业化试验装置。业化试验装置。41DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所通过为期三个阶段的工业性试验证明通过为期三个阶段的工业性试验证明通过为期三个阶段的工业性试验证明通过为期三个阶段的工业性试验证明:50505050吨吨吨吨/天天天天甲甲甲甲醇醇醇醇进进进进料料料料规规规规模模模模的的的的工工工工业业业业化化化化试试试试验验验验装装装装置置置置达达达达到到到到了了了了设设设设计计计计预预预预定定定定参参参参数数数数和和和和目目目目标标标标，能能能能够够够够满满满满足足足足反反反反应应应应-再再再再生生生生系系系系统统统统温温温温度度度度、压压压压力力力力、循循循循环环环环量量量量、取取取取热热热热和和和和烧烧烧烧焦焦焦焦的的的的要要要要求求求求，仪仪仪仪表表表表控控控控制制制制和和和和DCSDCSDCSDCS系系系系统统统统工工工工作作作作正正正正常常常常，数数数数据据据据采集及时、准确、可靠。采集及时、准确、可靠。采集及时、准确、可靠。采集及时、准确、可靠。装置处理能力保持了足够的操作弹性装置处理能力保持了足够的操作弹性装置处理能力保持了足够的操作弹性装置处理能力保持了足够的操作弹性 反应再生部分工艺参数可灵活控制，且操作平稳反应再生部分工艺参数可灵活控制，且操作平稳反应再生部分工艺参数可灵活控制，且操作平稳反应再生部分工艺参数可灵活控制，且操作平稳反应反应反应反应再生设备再生设备再生设备再生设备设计合理设计合理设计合理设计合理DMTO工业试验工业试验42DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所DMTO工业试验工业试验l主要试验结论主要试验结论主要试验结论主要试验结论：通过通过通过通过DMTODMTODMTODMTO工业性试验，确认了中试试验装置和工业化试验工业性试验，确认了中试试验装置和工业化试验工业性试验，确认了中试试验装置和工业化试验工业性试验，确认了中试试验装置和工业化试验装置之间的内在联系和差异装置之间的内在联系和差异装置之间的内在联系和差异装置之间的内在联系和差异.进一步认识到进行工业性试验的必要性，考核了进一步认识到进行工业性试验的必要性，考核了进一步认识到进行工业性试验的必要性，考核了进一步认识到进行工业性试验的必要性，考核了DMTODMTODMTODMTO工艺工艺工艺工艺和工程技术和工程技术和工程技术和工程技术.对对对对DMTODMTODMTODMTO反应的各影响因素反应的各影响因素反应的各影响因素反应的各影响因素(温度温度温度温度,空速空速空速空速,定碳定碳定碳定碳,循环量循环量循环量循环量,停留停留停留停留时间等时间等时间等时间等)有了进一步的理解有了进一步的理解有了进一步的理解有了进一步的理解.获得了开发大型获得了开发大型获得了开发大型获得了开发大型DMTODMTODMTODMTO工业装置设计工艺包的工业装置设计工艺包的工业装置设计工艺包的工业装置设计工艺包的全部全部全部全部基础数据，基础数据，基础数据，基础数据，为建设为建设为建设为建设DMTODMTODMTODMTO大型工业生产装置奠定了基础。大型工业生产装置奠定了基础。大型工业生产装置奠定了基础。大型工业生产装置奠定了基础。在工业试验结果基础上进行优化在工业试验结果基础上进行优化在工业试验结果基础上进行优化在工业试验结果基础上进行优化设计，设计，设计，设计，百万吨级工业装置百万吨级工业装置百万吨级工业装置百万吨级工业装置的工程设计可以达到预期目的。的工程设计可以达到预期目的。的工程设计可以达到预期目的。的工程设计可以达到预期目的。43DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所DMTO技术开发项目鉴定会（技术开发项目鉴定会（8月月23日日)袁袁啨啨棠棠、倪倪维维斗斗、谢谢克克昌昌三三位位院院士士主主持持鉴定会鉴定会 现现 场场考考核核组组长长王王贤贤清清教教授授宣宣布布考考核结果核结果44DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所DMTO工业化试验项目成果鉴定意见工业化试验项目成果鉴定意见n nDMTODMTO工业性试验完成了具有自主知识产权的新型专用催工业性