煤制聚丙烯工業(yè)發(fā)展論文范文

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1MTO技術(shù)

1984年美國(guó)聯(lián)碳公司(UCC)成功開(kāi)發(fā)出磷酸硅鋁分子篩催化劑SAPO－34，利用該催化劑可將甲醇轉(zhuǎn)化成乙烯和丙烯［1］。美國(guó)環(huán)球油品公司(UOP)與挪威海德魯公司(Hydro)合作，利用分子篩催化劑SAPO－34于1995年建成了第1套UOP/HydroMTO示范裝置。該裝置負(fù)荷為0．75t/d，產(chǎn)物乙烯/丙烯配比可調(diào)。2008年，UOP公司與法國(guó)道達(dá)爾公司(Total)合作，在比利時(shí)建設(shè)了1套10t/d的MTO示范裝置［1］。UOP公司基于上述示范裝置，開(kāi)發(fā)了MTO工業(yè)化工藝包，向全球推廣其技術(shù)，但目前尚未見(jiàn)項(xiàng)目建設(shè)報(bào)道。國(guó)內(nèi)開(kāi)展MTO研究的單位主要有中科院大連化物所，其開(kāi)發(fā)的甲醇制取低碳烯烴(DMTO)技術(shù)已經(jīng)成功商業(yè)化運(yùn)行，分別建成了包頭60萬(wàn)t/a煤制烯烴項(xiàng)目和寧波禾元60萬(wàn)t/aMTO項(xiàng)目，另有多個(gè)項(xiàng)目在建。另外，中國(guó)石化開(kāi)發(fā)的SMTO技術(shù)在燕山石化建有1萬(wàn)t/a的中試裝置，在中原石化建成20萬(wàn)t/a的工業(yè)裝置，并規(guī)劃多個(gè)項(xiàng)目［5］。

2煤制PP裝置運(yùn)行及建設(shè)情況

2．1運(yùn)行情況目前國(guó)內(nèi)建成的以煤、甲醇為初始原料制備PP的項(xiàng)目主要有:2010年8月投產(chǎn)的神華包頭MTO項(xiàng)目，產(chǎn)能為30萬(wàn)t/a;2011年4月投產(chǎn)的神華寧煤MTP項(xiàng)目，產(chǎn)能為50萬(wàn)t/a;2012年3月投產(chǎn)的大唐多倫MTP項(xiàng)目，產(chǎn)能為46萬(wàn)t/a;2013年2月試車的寧波禾元MTO項(xiàng)目，產(chǎn)能為30萬(wàn)t/a。其中神華包頭MTO項(xiàng)目和神寧集團(tuán)MTP運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)，目前已經(jīng)穩(wěn)定化運(yùn)行，大唐多倫MTP項(xiàng)目尚未達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行的程度，寧波禾元的MTO項(xiàng)目完成試車運(yùn)行。

2．1．1神華包頭煤制PP裝置神華包頭60萬(wàn)t/a煤制烯烴項(xiàng)目于2011年1月商業(yè)化運(yùn)行，其中PP，聚乙烯產(chǎn)能各為30萬(wàn)t/a。該項(xiàng)目氣化裝置采用德士古水煤漿加壓氣化技術(shù)，氣化爐為7臺(tái)，生產(chǎn)階段為5開(kāi)2備，氣化煤種采用包頭礦區(qū)和鄂爾多斯礦區(qū)出產(chǎn)的煤按一定比例摻混;MTO裝置采用大連化物所技術(shù)，流化床反應(yīng)器由中國(guó)石化洛陽(yáng)工程公司設(shè)計(jì);PP裝置采用Dow化學(xué)的Unipol氣相流化床生產(chǎn)工藝［6］。

2．1．2寧波禾元甲醇制PP裝置寧波禾元60萬(wàn)t/a甲醇制烯烴項(xiàng)目于2013年2月試車，現(xiàn)已進(jìn)入商業(yè)化試生產(chǎn)階段，其中PP產(chǎn)能30萬(wàn)t/a，乙二醇產(chǎn)能50萬(wàn)t/a。甲醇原料主要進(jìn)口自中東等國(guó)外地區(qū)。該項(xiàng)目PP裝置采用Basell公司Spheripol液相雙環(huán)管生產(chǎn)工藝，產(chǎn)品牌號(hào)為均聚拉絲料T30S。

2．1．3神華寧煤煤制PP裝置神華寧煤50萬(wàn)t/a煤制烯烴項(xiàng)目于2011年4月試車，2012年1月商業(yè)化運(yùn)行。該項(xiàng)目氣化裝置采用德國(guó)西門子GSP干煤粉加壓氣化技術(shù)，氣化爐為5臺(tái)，生產(chǎn)階段采用4開(kāi)1備，氣化煤種采用寧東各礦區(qū)的精洗煤和塊煤按一定比例摻混;MTP裝置采用德國(guó)魯奇固定床甲醇制丙烯技術(shù);PP裝置采用ABB公司的Novolen氣相工藝［7］，產(chǎn)品牌號(hào)有均聚拉絲料1102K、均聚注塑料1100N、共聚注塑料2440K及2500H。

2．1．4大唐多倫煤制PP裝置大唐多倫46萬(wàn)t/a煤制烯烴項(xiàng)目氣化裝置采用殼牌干煤粉加壓氣化技術(shù)，氣化爐為3臺(tái)，生產(chǎn)階段采用2開(kāi)1備，氣化煤種采用多倫礦區(qū)的褐煤;MTP裝置采用德國(guó)魯奇固定床甲醇制丙烯技術(shù);PP裝置采用Daw化學(xué)的Unipol氣相流化床生產(chǎn)工藝［8］，裝置于2009年11月開(kāi)車。

2．1．5中原石化甲醇制PP裝置中原石化20萬(wàn)t/a甲醇制烯烴(乙烯/丙烯配比可調(diào))項(xiàng)目于2011年10月建成，PP裝置產(chǎn)能為14萬(wàn)t/a，采用中國(guó)石化自行設(shè)計(jì)的液相環(huán)管工藝，現(xiàn)生產(chǎn)牌號(hào)為T30S，裝置生產(chǎn)用甲醇購(gòu)自河南煤業(yè)化工集團(tuán)。

2．1．6煤制烯烴裝置運(yùn)行效益我國(guó)現(xiàn)有的3套神華包頭、神華寧煤、大唐多倫煤制烯烴項(xiàng)目投資分別為170億元，178億元，180億元。與石油路線相比，用煤生產(chǎn)PP具有很大的成本優(yōu)勢(shì)。以均聚拉絲料為例，市場(chǎng)價(jià)在11000～12000元/t，石腦油裂解的丙烯單價(jià)接近10000元/t，加上聚合階段的生產(chǎn)成本，石油路線的PP生產(chǎn)裝置效益很低;而以煤為原料時(shí)，PP生產(chǎn)成本在6000～7000元/t。可見(jiàn)，相比傳統(tǒng)石油路線，煤制烯烴生產(chǎn)成本較低，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。

2．2建設(shè)情況

2．2．1在建及規(guī)劃項(xiàng)目與傳統(tǒng)的石油路線相比，以煤為原料制備烯烴在生產(chǎn)成本和原料來(lái)源上具有很大優(yōu)勢(shì)。因此國(guó)內(nèi)很多富煤地區(qū)在建及規(guī)劃煤制烯烴項(xiàng)目，以發(fā)展煤化工來(lái)帶動(dòng)地區(qū)工業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。表1和表2分別列出了現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)在建、規(guī)劃的煤經(jīng)甲醇制烯烴項(xiàng)目的烯烴生產(chǎn)技術(shù)來(lái)源和PP設(shè)計(jì)產(chǎn)能情況。

2．2．2項(xiàng)目建設(shè)考慮因素發(fā)展煤制烯烴項(xiàng)目必須謹(jǐn)慎，不是所有富煤地區(qū)都適合發(fā)展煤制烯烴項(xiàng)目，需要綜合考慮以下方面的因素:(1)煤中氫碳質(zhì)量比在0．2～0．8，而石油中氫碳比在1．0～2．0，因此煤制烯烴相比石油制烯烴需要大量的水作為原料，例如在煤氣化制備合成氣和合成變換階段(將H2和CO摩爾比調(diào)整為約2∶1)都需要水參與反應(yīng);另一方面，氣化和變換階段都產(chǎn)生CO2，其中大部分直接排放至大氣中，在煤制烯烴過(guò)程中，生產(chǎn)1t甲醇產(chǎn)生2tCO2，生產(chǎn)1t烯烴要產(chǎn)生6t的CO2氣體。(2)煤制烯烴項(xiàng)目投資巨大、風(fēng)險(xiǎn)高。60萬(wàn)t/a的煤制烯烴項(xiàng)目從最初的氣化到最終的聚合總投資接近200億元，而采用石油路線的千萬(wàn)噸煉油及百萬(wàn)噸乙烯項(xiàng)目投資約300億元，因此就投資成本而言，煤制烯烴項(xiàng)目與石油路線相比投資過(guò)高;另一方面，煤制烯烴項(xiàng)目中的氣化及烯烴制備技術(shù)在工業(yè)化大規(guī)模應(yīng)用方面仍有待提高，運(yùn)行過(guò)程存在一定風(fēng)險(xiǎn)。(3)國(guó)內(nèi)PP產(chǎn)能的增長(zhǎng)速度大于市場(chǎng)需求的增長(zhǎng)。2010年國(guó)內(nèi)PP產(chǎn)能為969萬(wàn)t，到2012年增長(zhǎng)至1388萬(wàn)t，2014年將達(dá)到1897萬(wàn)t，年均增長(zhǎng)232萬(wàn)t;而2010年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)PP的表觀需求量為1510萬(wàn)t，到2012年增長(zhǎng)至1740萬(wàn)t，年均增長(zhǎng)115萬(wàn)t。近幾年富煤省份紛紛規(guī)劃煤制烯烴項(xiàng)目，如果不進(jìn)行合理規(guī)劃而任其盲目發(fā)展，可能會(huì)造成供大于求的局面。

3結(jié)束語(yǔ)

近幾年隨著石油資源的日益匱乏，新型煤化工工業(yè)得到快速發(fā)展。隨著大連化學(xué)物理研究所開(kāi)發(fā)的DMTO技術(shù)在包頭烯烴項(xiàng)目的成功應(yīng)用及神華寧煤集團(tuán)成功消化吸收德國(guó)魯奇的MTP工藝，驗(yàn)證了煤制烯烴技術(shù)日趨成熟，商業(yè)化生產(chǎn)可行，這就導(dǎo)致了國(guó)內(nèi)富煤省區(qū)紛紛規(guī)劃煤制烯烴項(xiàng)目，將煤轉(zhuǎn)化為聚乙烯，PP以提高產(chǎn)品附加值。但發(fā)展煤經(jīng)甲醇制PP項(xiàng)目應(yīng)該統(tǒng)籌規(guī)劃、合理布局，要全面考慮地方能源、水源分布及對(duì)環(huán)境的影響、選用技術(shù)的可靠性和穩(wěn)定性、PP產(chǎn)品市場(chǎng)的供需關(guān)系等，才能使煤制PP這一新型化工工業(yè)走上良性發(fā)展的道路。

作者：方偉李鋒張維申宏鵬單位：神寧集團(tuán)煤化工分公司研發(fā)中心神寧集團(tuán)煤化工分公司聚甲醛廠