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DMTO技术
DMTO技术
 
DMTO工艺与工程
rhx.nsb2222.com     发布时间:2011-07-20 14:45    栏目类别:DMTO技术

      1. 概况
      中国科学院大连化学物理研究所DMTO技术是以甲醇和/二甲醚为原料,经催化转化制取基本化工原料乙烯、丙烯等低碳烯烃,最终生产聚烯烃等高附加值化工品。新兴能源科技有限公司(简称新兴公司,或SYN)是由中国科学院大连化学物理研究所(以下简称“大连化学物理研究所”,或“大连化物所”)控股、与陕西煤业集团及泰国正大能源化工集团共同出资组建的一家中外合资企业。新兴公司与中国石化集团洛阳石油化工工程公司(简称洛阳石化工程公司,或LPEC)合作形成了完整的具有商业化能力的DMTO技术,是目前国内外在煤制烯烃及其相关专业领域的权威的专利技术供应商之一。

      中国的石化产品中,乙烯、丙烯及其衍生物自给率一直在50%上下徘徊,供需矛盾长期存在,市场发展空间巨大。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。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C1化工的发展提供可靠的原料来源。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。综上因素,在今后十数年内,将给以煤炭(或天然气)为原料、经由甲醇生产低炭烯烃产业的快速发展带来前所未有的机遇。

      DMTO技术的研发具有很长的历史。七十年代石油危机的冲击,引发了利用非石油资源生产低碳烯烃的技术研究。国家有关部委和中科院立足于对国情的深刻认识,早在“六五”期间就把非石油路线制取低碳烯烃列为重大项目,给予了重点和连续的支持。中科院大连化学物理研究所于八十年代初在国内外率先开展了天然气(或煤)制取低碳烯烃的研究工作,主要围绕其关键的中间反应环节甲醇制烯烃过程(MTO)进行了连续攻关。在“六五”期间完成了实验室小试,在此基础上,“七五”期间,采用中孔ZSM-5沸石催化剂、固定床工艺完成了300吨/年(甲醇处理量)的中试,其结果达到了同期国际先进水平。

      随着新型合成材料SAPO分子筛的发明,中国科学院大连化学物理研究所基于对SAPO-34分子筛结构的深刻认识,开展了用SAPO-34分子筛为催化剂进行甲醇制烯烃的探索研究,并在世界上首次报道了以小孔SAPO分子筛为催化剂的MTO试验结果。上世纪九十年代初大连化学物理研究所对以小孔SAPO分子筛为催化剂的流化反应技术进行了重点研究与开发,被列为国家“八五”重点科技攻关课题(85-513-02)。这期间完成了流化反应工艺的中试放大试验。于1995年底在北京通过了国家计委的项目验收和由中科院主持的技术鉴定,确认在总体上达到了国际领先水平,并于1996年获得中国科学院科技进步特等奖。

      DMTO工业化技术开发项目是在大连化学物理研究所达到世界先进水平并拥有自主知识产权的MTO技术研究成果的基础上,利用国内一流的“流化催化裂化”工程技术,建设一套年加工1.5万吨甲醇的工业化试验装置,为在我国建设百万吨级/年的甲醇加工能力的大型DMTO工业化示范项目奠定坚实的工业技术基础。2004年,中国科学院大连化学物理研究所与陕西新兴煤化工科技发展有限责任公司、中国石化集团洛阳石油化工工程公司(LPEC)三方合作,利用中国科学院大连化学物理研究所的前期研究成果,建成了世界上第一套万吨级工业性试验装置。项目总投资8610万元。2005年7月,完成试验装置的建设、安装工作,2005年底完成了试验设备的调整工作,2005年12月正式投入试验运行。2006年6月完成了50吨甲醇/天的工业性试验。2006年8月通过了由国家发展改革委委托中国石油和化学工业协会组织的技术鉴定。

      DMTO工业性试验,利用大型的试验装置,不仅验证了批量生产的催化剂的优异性能,验证和优化了甲醇制低碳烯烃工艺技术,为大型化工业装置的设计、建设和运行奠定了技术基础;同时也发现,工业性试验结果与实验室中试结果存在着一定的差异,验证了这样一个原则,即甲醇制烯烃低碳技术大型化的过程中,一定规模的工业性试验是必须的或不可缺少的。通过工业性试验,验证了DMTO工艺和催化剂技术已基本成熟。在工程技术方面,DMTO的核心技术-反应再生部分应用的流化工程技术可借鉴已很成熟的FCC流化工程技术。大连化学物理研究所的合作伙伴LPEC具有40多年的FCC工程设计和运行经验,关键的工程技术可针对DMTO的工程技术特点借鉴FCC工程设计经验。

      DMTO过程的研究与发展经历了漫长的过程,大连化学物理研究所从研究的初期就注重知识产权的保护,在今后的工作中将持续加强这方面的工作。目前,DMTO已经申请和被授权了60余件专利,其中包括7国际专利。在DMTO技术方面,已经构成了完整的知识产权保护体系。

      DMTO成套技术的开发与应用对我国发展新型煤化工产业,实现 “以煤代油”的能源战略,无论从经济上还是战略上都具有极高的意义,也是保证我国二十一世纪能源安全的必由之路。

      2. 已许可项目
      目前已经签订的技术许可合同已超过10家,总烯烃生产规模超过600万吨。其中神华煤制油化工有限公司包头煤化工分公司头60万吨烯烃/年甲醇制取低碳烯烃项目已经投产并正式商业化运营。该项目于2010年5月31日中交,2010年7月DMTO装置惰性剂流化试运工作顺利完成,2010年8月8日10时48分,神华集团包头煤化工分公司甲醇制烯烃装置顺利投料试车,至12时生产出乙烯、丙烯和C4+产品混合气。神华包头甲醇制烯烃装置一次投料试车成功,中央电视台、新华社、人民日报、经济日报、中央人民广播电台、人民网、中国能源报、中国煤炭报、内蒙古电视台、包头电视台、包头日报、华夏能源报等12家新闻媒体在神华包头现场共同见证了这一激动人心的时刻。至8月16日生产出聚丙烯粒料,8月21日生产出聚乙烯粒料,目前装置正处于满负荷平稳运行中。

图4 不同工艺路线生产烯烃的内部收益率

(完)

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