開地的題目報告材料主要內容項目的

1、開題報告主要內容項目1、生產背景，產品的性質，生產意義，存在的問題，解決方案，國內外發(fā)展狀況，發(fā)展前景，生產方法以及方法的確定。（每一項作為一個標題）2、工作進度安排3、文獻格式，注意標注出處和順序。4、自己可以按照自己的思路增加或減少標題內容。煤制烯烴開題報告一、煤制烯烴生產背景：根據(jù)石油和化學工業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計，2008年中國石油原油產量為1.79億噸，中 國乙烯的產量為1026萬噸。另據(jù)海關總署的數(shù)據(jù)，2008年中國石油產品進 口總量為2.18億噸，2008年乙烯當量進口量近 1000萬噸。中國石油和乙 烯的 對外依存度分別超過和接近 50%。中國石油和化學工業(yè)協(xié)會預計，“十二五”和“十三五

2、”期間中國乙烯產能的增速將分別達到4.9%和5.6%，盡管如此，乙烯仍然無法滿足下游市場的需求，2010年和2020年的自給率只有56.4%和 62.1% o以“煤”代“油”生產低碳烯烴，是實現(xiàn)中國以“煤代油”能源戰(zhàn)略， 保證國家能源安全的重要途徑之一。二、煤制烯烴核心技術：煤制烯烴包括煤氣化、合成氣凈化、甲醇合成及甲醇制烯烴四項核心技術。三、煤制烯烴工藝：截止2008年底，煤氣化、合成氣凈化和 甲醇合成技術均已實現(xiàn)商業(yè)化，有多套大規(guī)模裝置在運行，甲醇制烯烴技術已日趨成熟，具備工業(yè)化條件。甲醇轉化制烯烴單元除反應段的熱 傳遞方向不同之外，其他都與目前煉油過程中成熟的 催化裂化工藝過程 非常類似

3、，且由于原 料是單一組分，更易把握物性，具有操作條件更溫和、產物分布窄等特點，更有利于實現(xiàn)過程化。輕烯烴回收單元與傳統(tǒng)的石腦油裂解制烯烴工藝中的裂解氣分離單元基本相同，且產物組成更為簡單，雜質種類和含量更少，更易于實現(xiàn)產品的分離回收。因此在工程實施上都可以借鑒現(xiàn)有的成熟工藝，技術風險處于可控范圍。在工藝技術路線上，煤制烯烴與煉油行業(yè)的催化裂化差不多，中國國內是有把握解決的。煤制烯烴問題不在工藝上，而在催化劑上。目前催化劑的長周期運轉的數(shù)據(jù)并沒有出來，催化劑的單程轉化率、收率、副產物的組成，催化劑、原材料和公用工程的消耗定額、催化劑衰減的特性曲線、廢催化劑的毒性和處理、催化劑制備的污水組成和數(shù)量

4、、整個裝置單程和年連續(xù)運行的時間、廢液廢氣的排放等多項重要數(shù)據(jù)目前沒有公布，因此，大規(guī)模工業(yè)化可能還要過段時間。工藝路線制備丙烯的傳統(tǒng)方法是采用輕油（石腦油、輕柴油）裂解工藝，但石油儲量有限，所以世界各國開始致力于非石油路線制乙烯和丙烯類低碳烯烴的開發(fā)。其中，以煤或天然氣為原料制甲醇，再由甲醇制低碳烯烴的工藝受到重視。目前，國際上有幾種領先的甲醇制烯烴工藝，如美國UOP公司與挪威海德魯（Lydro ）公司的甲醇制烯烴工藝（MTO ）、德國魯奇（Lurgi ）公司的甲醇制丙烯工藝（MTP ）、美國 AtoFina與UOP公司的烯烴裂解工藝等，其中Lurgi公司的MTP工藝已經(jīng)在國內的生產裝置上應

5、用，將在 2010年最先實現(xiàn)工業(yè)化。MTO工藝甲醇制烯烴（Methanol to Olefins，MTO ）是由合成氣經(jīng)過甲醇轉化為低碳烯烴的工藝，國際上一些著名的石化公司，如?？松梨诠荆‥xxon-Mobil ）、巴斯夫公司（BASF ）、環(huán)球石油公司（UOP ）和海德魯公司（Norsk Hydro ）都投入大量資金和人員，進行了多 年的研究。1995年，UOP與挪威Norsk Hydro 公司合作建成一套甲醇加工能力0.75t/d的示范裝置，連續(xù)運轉 90天，甲醇轉化率接近 100%，乙烯和丙烯的碳基質量收率達到80%。UOP/Hydro 公司MTO工藝采用流化床反應器和再生器設計，反

6、應熱通過產生的蒸汽帶出并回收，失活的催化劑被送到流化床再生器中燒炭再生，然后返回流化床反應器繼續(xù)反應。在整個產物氣流混合物分離之前，需要通過一個特制的進料氣流換熱器，其中大部分的水分和惰性物質被清除，然后氣體產物經(jīng)氣液分離塔進一步脫水、堿洗塔脫CO2、干燥后進入產品回收段。該工段流經(jīng)脫甲烷塔、脫乙烷塔、乙炔飽和塔、乙烯分離塔、丙烯分離塔、脫 丙烷塔和脫丁烷塔。含氧化合物也在壓縮工段中被除去。該工藝除反應段（反應-再生系統(tǒng)）的熱傳遞不同之外，其它都非常類似于煉油工業(yè)中成熟 的催化裂化技術，且操作條件的苛刻度更低，技術風險處于可控之內。而其產品分離段與傳 統(tǒng)石腦油裂解制烯烴工藝類似，且產物組成更為

7、簡單，雜質種類和含量更少，更易實現(xiàn)產品的分離回收。UOP/Hydro 的MTO工藝可以在比較寬的范圍內調整反應產物中C2=與C3=烯烴的產出比，各生產商可根據(jù)市場需求生產適銷對路的產品，以獲取最大的收益。UOP/Hydro 公司SAPO-34催化劑具有適宜的內孔道結構尺寸和固體酸性強度，能夠減少 低碳烯烴齊聚，提高生成烯烴的選擇性。UOP/Hydro 公司在SAPO-34催化劑基礎上開發(fā)了新型催化劑MTO-1OO ，新型催化劑MTO-1OO 可使乙烯、丙烯的選擇性達到80%。1998年建成投產采用 UOP/Hydro 工藝的20萬噸/年工業(yè)裝置（按乙烯產出計）。目前， 歐洲化學技術公司采用UO

8、P/Hydro 公司的MTO技術正在尼日利亞建設 7500t/d 生產裝置（按原料甲醇計），甲醇用作MTO裝置進料，MTO裝置乙烯和丙烯設計生產能力均為40萬噸/年。中科院大連化學物理研究所在“八五”期間開始了 “甲醇制取低碳烯烴（DMTO ）工藝”研究。2005年由中科院大連化物所、陜西新興煤化工科技發(fā)展有限責任 公司和中國石化集團洛陽石化工程公司合作在陜西建設了生產規(guī)模以原料甲醇計為1.5萬噸/年的DMTO 工業(yè)化試驗裝置。 該裝置2005年12月投料試車，2006年8月23日通過 了國家級鑒定。經(jīng)國家科技成果鑒定，認定此項目自主創(chuàng)新的工業(yè)化技術處于國際領先水平。在日處理甲醇50t的工業(yè)化

9、試驗裝置上實現(xiàn)了近100%甲醇轉化率，低碳烯烴（乙烯、丙烯、丁烯）選擇性達90%以上。MTP工藝甲醇制丙烯（Methanol to Propylene，MTP ）工藝是在 MTO 工藝的基礎上發(fā)展而來的，丙烯收率在70%以上。Lurgi公司基于由德國南方化學公司提供的改性ZSM-5分子篩催化劑，開發(fā)了轉化甲醇成丙烯的工藝(MTP )。該工藝采用固定床反應器，制得的烯烴可以全部為丙烯，也可以有一定量的乙烯。其ZSM-5催化劑中Si/AI的原子比至少為5%、堿質量分數(shù)小于 380 X10-6、BET比表面積為300600m2/g 、孔容積為0.30.8m3/g 。在 100%甲醇轉化率下，對乙烯的

10、選擇性不小于5%，對丙烯的選擇性為不小于35%。由于C2和C4餾分循環(huán)回反應系統(tǒng)，MTP基于碳的丙烯收率可以達到或超過70%，所產丙烯質量可以達到聚合級。Lurgi公司MTP工藝路線如下：原料甲醇預熱到260 C后進入固定床絕熱式 DME預反應器，采用高活性、高選擇性的催化劑將75%甲醇轉化為二甲醚和水。然后反應物流繼續(xù)預熱到470 C后進入第一級 MTP反應器，并加入少量蒸汽(0.3-0.8kg/kg ), 99%以上的甲 醇和二甲醚得到轉化。反應物流通過第二和第三MTP反應器繼續(xù)反應，最后反應混合物冷凝，并分離氣體產物、液體有機物和水。氣體產物經(jīng)壓縮、移出痕量的水、CO2和二甲醚后，進一步

11、精制分離出產品丙烯、汽油組分和燃料氣。分離出的含烯烴物流返回至MTP反MTP反應器，另一部分去發(fā)生蒸汽。應器，以增加丙烯產量。生成的水一部分循環(huán)到甲醇制丙烯工藝所用催化劑已經(jīng)實現(xiàn)工業(yè)化生產，并且積炭量小（<0.01%的甲醇原料轉化成焦炭），可進行原位間歇再生，再生溫度較低（在反應溫度下再生），對催化劑要求低。目前已經(jīng)采用Lurgi公司MTP技術的PP項目統(tǒng)計Lurgi公司MTP工藝路線如下：原料甲醇預熱到260 C后進入固定床絕熱式 DME預反應器，采用高活性、高選擇性的催化劑將75%甲醇轉化為二甲醚和水。然后反應物流繼續(xù)預熱到470 C后進入第一級 MTP反應器，并加入少量蒸汽（0.3

12、-0.8kg/kg）, 99%以上的甲醇和二甲醚得到轉化。反應物流通過第二和第三MTP反應器繼續(xù)反應，最后反應混合物冷凝，并分離氣體產物、液體有機物和水。氣體產物經(jīng)壓縮、移出痕量的水、CO2和二甲醚后，進一步精制分離出產品丙烯、汽油組分和燃料氣。分離出的含烯烴物流返回至MTP反應器，以增加丙烯產量。生成的水一部分循環(huán)到MTP反應器，另一部分去發(fā)生蒸汽。甲醇制丙烯工藝所用催化劑已經(jīng)實現(xiàn)工業(yè)化生產，并且積炭量?。?lt;0.01%的甲醇原料轉化成焦炭），可進行原位間歇再生，再生溫度較低（在反應溫度下再生），對催化劑要求低四、煤制烯烴-中國可行性：甲醇是煤制烯烴工藝的中間產品，如果甲醇成本過高， 將

13、導致煤制烯烴路線在經(jīng)濟上與石腦油路線和 天然氣路線缺乏競爭力，此外， MTO需要有數(shù)量巨大且供應穩(wěn)定的甲醇原料，只 有煤制甲醇裝置與甲醇制烯烴裝置一體化建設才能規(guī)避原料風險。因此，在煤炭產地附近建設工廠，以廉價的煤炭為原料，通過大規(guī)模裝置生產低成本的甲醇，使煤制烯烴工藝路線具有了經(jīng)濟上的可行性。目前中國煤氣化技術和合成氣制甲醇技術的應用都已經(jīng)比較成熟，而甲醇制烯烴技術經(jīng)過多年的發(fā)展在理論上和實驗裝置上也已經(jīng)比較完善。最早提出MTO工藝的是 美孚石油公司（Mobil ），隨后巴斯夫（BASF ）、?？松凸?司（Exxon ）、環(huán)球石油公司（UOP ）及海德魯公司（Hydro ）等相繼投入開發(fā)

14、，在很大程 度上推進了 MTO的工業(yè)化。1998年建成投產采用 UOP/Hydro 工藝的20萬噸/年乙烯工 業(yè)裝置，截止2006年已實現(xiàn)50萬噸/年乙烯裝置的工業(yè)設計，并表示可對設計的50萬噸/年大型乙烯裝置做出承諾和保證。截止2006年已經(jīng)獲得批準，在建和將要建設的甲醇能力超過500萬噸/年，處于規(guī)劃中的項目能力接近3000萬噸/年。發(fā)展甲醇制烯烴，可以延伸甲醇下游深加工，提高產品競爭 力和持續(xù)發(fā)展能力，為甲醇產業(yè)的健康發(fā)展作出貢獻。32009年2月，神華包頭180萬噸/年煤基甲醇制 60萬噸/年烯烴項目被列入中國石化振興 規(guī)劃。神華包頭、大唐多倫和神華寧煤的煤制烯烴項目預計將于2009和

15、2010年相繼建成試車。煤制烯烴同樣吸引了跨國石化企業(yè)的關注，陶氏與神華共同推進的陜西榆林煤制烯烴項目將在2009年完成調研，道達爾宣布將成為中國煤制聚烯烴項目的長期合作伙伴。煤制烯烴因其技術較為成熟 （MTOQMTO,以及FMTP技術等卜下游需求旺盛（烯烴自給率 低，需求較大）、經(jīng)濟效益較好，是現(xiàn)代煤化工中具有較好發(fā)展前景的方向之一。正因如此，各地烯烴項目紛紛上馬，希望能夠在行業(yè)趨勢中撈到一杯羹，這也導致了2011年國家發(fā)改委發(fā)文關于規(guī)范煤化工產業(yè)有序發(fā)展的通知，控制規(guī)模以下烯烴發(fā)展， 規(guī)定規(guī)模以上烯烴需要由發(fā)改委審批。根據(jù)產業(yè)信息網(wǎng)初步統(tǒng)計，2012年我國煤制烯烴產能 240萬噸/年。其中

16、神華包頭、神 華寧煤全年負荷在 90%左右；大唐多倫2013年3月轉入試生產，去年負荷不高；寧波禾 元剛剛投產。五、面臨問題：1傳統(tǒng)的乙烯、丙烯單體的制取路線主要是通過石腦油裂解生產，其缺點是過分依賴石油。2008年下半年，美國金融危機引發(fā)了世界經(jīng)濟大衰退，導致石油及石化產品價格大幅下滑。雖然2009年上半年，價格所有反彈，但部分國家正積極研究電、天然氣等新能源，試圖擺 脫或減少對石油的依賴。替代由石油生產烯烴的“煤基甲醇制烯烴”產業(yè)，剛剛興起也受到了質疑，其經(jīng)濟性因為相對性存在波動。2. 煤制烯烴投資大，融資難度大。3. 原材料及能耗大，水耗高，污染重，三廢綜合利用和環(huán)境治理要求嚴，新興行業(yè)的扶持和政府的環(huán)境保護行政管理可能形成矛盾。4. 煤化工產業(yè)一般都將依礦而建，一般都遠離市場，交通運輸成本較高。5. 煤制烯烴屬新型產業(yè)，幾乎無現(xiàn)成經(jīng)驗可借鑒，穩(wěn)定運轉需經(jīng)較高的技術檢驗。技術方面，有關專家指出，目前中國SAPO分子篩催化劑尚不夠成熟。在烯烴回收分