煤制烯烃示范工程项目石化装置的技术选择和优化方案.docx
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1、煤制烯燃示范工程项目石化装置的技术选择和优化方案1、MTO技术选择与优化MTO工艺是由甲醇制取乙烯、丙烯的工艺。其工业化研究已进行了多年,国际上一些着名的石油和化学公司如美孚公司(Mobi1)、巴斯夫公司(BASF)、埃克森石油公司(EXXOn)、环球油品公司(UoP)、海德鲁公司(NOrSkHydrO)等都投入了大量的人力和资金来研究和开发甲醇制烯煌的技术。MTO技术开发已趋于成熟。美孚公司(MObiI)采用ZSM-5催化剂,在列管式反应器中进行甲醇转化制烯燃的工艺,已于1984年进行过9个月的中试实验,其结果表明:以碳选择性为基础,乙烯收率可达60%(重量比),烯煌总收率可达80%(重量比
2、),大体相当于采用常规石脑油/粗柴油管式炉裂解法收率的两倍,但催化剂的寿命不理想。巴斯夫公司(BASF)采用沸石催化剂,1980年夏季在德国路德维希港建立了一套日消耗30吨甲醇的中试装置,C2-C4烯燃的重量收率为50-60%,收率太低。UOP公司和NorskHydro公司于1992年开始联合开发由甲醇转化为轻烯烟主要是乙烯和丙烯)的MTO工艺。该工艺采用气相流化床,MTO-IOO催化剂。这种催化剂既有SAPO-34的特点,又坚固耐用,适于流化床操作,其选择性高于ZSM-5类催化剂。1995年6月,两公司合作建成了MTO中试装置,并连续运转了90天,产品乙烯和丙烯的纯度均在99.6%以上,可直
3、接满足聚合级丙烯和乙烯的要求。在项目可研可行性研究、项目环评和项目核准报批阶段拟采用UOPZHydro公司MTO工艺技术,建设60万吨的MTO装置。在20世纪80年代,中科院大连化物所开始对MTO工艺的硅铝磷酸盐分子筛的研究,国内其它科研机构石油大学、中石化石科院也进行了多年的MTO催化剂的研究,得到了与UOP接近的结果,尤其中科院大连化物所的开发与研究工作进展迅速,在20世纪90年代发明了用三乙胺(TEA)和二乙胺(DEA)为模板剂及用TEADEA)加四乙基氢氧化胺(TEAoH)为双模板剂制备硅铝磷酸盐分子筛的经济实用方法,同时还研制了专用的MTO催化剂DO123。大连化物所的中试研究水平已
4、经与国际水平相当,而DO123催化剂的价格却低得多。2004年8月2日,陕西省投资集团有限公司、洛阳石化工程公司、大连化学物理研究所就甲醇制烯煌工业化试验合作项目进行了签约,合力开发我国自主的甲醇制烯煌项目,中试装置于2005年12月建成,于2006年2月17日投料开车,2006年6月20日完成中试装置的运行考核。三方合作开发的“甲醇制取低碳烯烽(DMT0)”工业性试验项目取得重大突破,世界首套万吨级甲醇制烯燃工业化装置试验成功,2006年8月23日该工业性试验项目通过国家级鉴定。鉴定专家组认为,该项具有自主知识产权的创新技术处于国际领先水平,它奠定了由万吨级甲醇加工能力的工业化试验装置一步放
5、大到百万吨级大型MTO生产装置的技术基础,使我国在这一重大科技创新领域走在了世界前沿,为我国煤化工产业发展开辟了新的广阔空间。2006年4月,国家发改委对神华包头煤制烯烧项目进行了批示,要求神华集团尽快与大连化物所接洽,开展DMTo技术转让洽谈工作;神华集团根据国家发改委的要求,停止了从国外引进MTo技术的洽谈,即与大连化物所及其合作伙伴接洽DMTO技术转让事宜。双方进行了长达一年零两个月的技术转让合同谈判工作,共进行了14轮合同谈判,于2007年9月17日正式签订了DMTO技术许可合同。2、烯煌分离技术选择与优化全球有5个应用比较广泛、技术先进的乙烯分离技术,分别是美国SW公司的乙烯技术、美
6、国ABB1UmmUS公司乙烯技术、美国K&BR公司乙烯技术、德国1inde公司乙烯技术和法国Technip公司乙烯技术。由于MTO技术工业化尚属首次,与MTO技术相对应的烯燃分离技术还没有成熟应用先例,神华包头煤制烯煌项目选择烯煌分离专利商时,向这五家专利商均发出了邀请报价,但最后只有ABB1ummus按照招标要求正式报价,其他均表示放弃应标。因此烯煌分离装置采用美国ABB1ummus公司的前脱丙烷后加氢烯烧分离技术。在工艺包设计过程中1UmmUS公司与神华包头煤化工公司的技术人员密切合作,听取神华方面技术人员的建议,在原技术报价基础上进行了大量的流程优化和完善工作,其中包括:乙烯深冷分离改为
7、浅冷分离技术,乙焕前加氢改为后加氢技术,在酸性气碱洗前增设水洗塔技术,丙烯采出流程增设产品保护床等多项技术。本项目烯煌分离技术是全新烯煌分离工艺流程的开发过程,为装置建成后一次投料开车成功打下了坚实的基础。3、聚丙烯技术选择与优化聚丙烯技术比较成熟,目前被广泛采用的有SpheripokUnipo1Innovene和Novo1en四种工艺,九十年代崛起的Borea1is工艺也有很大的发展前途。五种技术的主要特点简述如下:Spheripo1工艺。该工艺是一种液相预聚合同液相均聚和气相共聚相结合的聚合工艺。均聚反应器为两个串联的环管反应器,体积小、产品切换快,可以生产全范围、多用途的各种产品。其均聚
8、产品和无规共聚产品的特点是净度高,光学性能好,挥发物含量低、无异味。抗冲共聚产品具有高刚性、高抗冲和高结晶度的特点。Spheripo1第二代工艺与第一代技术相比,操作压力和操作温度都明显提高,增加了操作灵活性,提高了效率。原料单体和各项公用工程消耗也显着下降。Unipo1工艺。该工艺是一种气相流化床工艺,具有简单、灵活、经济和安全的特点,该工艺只用很少的设备就能生产出包括均聚物、无规共聚物和抗冲共聚物在内的全范围产品,可在较大操作范围内调节操作条件而使产品性能保持均-O因为使用的设备数量少而使维修工作量小,装置的可靠性提高。该工艺的另一显着特点是可以配合超冷凝态操作,由于超冷凝态操作能够最有效
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