煤基化学品创新成果及展望

1、2016.11.23u背景背景u石油替代的定位石油替代的定位u我国炼油化工的结构性缺陷我国炼油化工的结构性缺陷u石油替代的产品定位与技术路线石油替代的产品定位与技术路线u我国煤化工进展和技术方向我国煤化工进展和技术方向u甲醇转化技术进展甲醇转化技术进展u展望展望u结语结语2探明常规能源探明常规能源资源结构资源结构能源消费结构能源消费结构u石油供应已经成为制约我国经济社石油供应已经成为制约我国经济社会健康发展的重大战略问题会健康发展的重大战略问题u发展洁净煤技术是实现石油替代的发展洁净煤技术是实现石油替代的必然选择必然选择u国家中长期科学和技术发展规划纲国家中长期科学和技术发展规划纲要要( (2

2、006200620202020年年) )重点领域及其优重点领域及其优先主题先主题34我国煤炭资源“井”字形分布格局“井”字形区划格局示意图彭苏萍等，煤炭资源与水资源，科学出版社，2014567我国路上油气供应管线8数据来源：国家统计局数据来源：国家统计局9u背景背景u石油替代的定位石油替代的定位u我国炼油化工的结构性缺陷我国炼油化工的结构性缺陷u石油替代的产品定位与技术路线石油替代的产品定位与技术路线u我国煤化工进展和技术方向我国煤化工进展和技术方向u甲醇转化技术进展甲醇转化技术进展u展望展望u结语结语10常压蒸馏常压蒸馏减压蒸馏减压蒸馏原油原油催化裂化催化裂化减压馏份减压馏份减压渣油减压渣油

3、重柴油重柴油焦化焦化直馏煤油直馏煤油直馏轻柴油直馏轻柴油液化气液化气醚化醚化催化汽油催化汽油催化柴油催化柴油焦化汽油焦化汽油焦化柴油焦化柴油石油焦石油焦MTBE直馏汽油直馏汽油烯烃烯烃石脑油石脑油蒸蒸汽汽裂裂解解汽油汽油芳烃芳烃重整重整油品油品化工原料化工原料中间馏份中间馏份问题问题u原油重质化原油重质化u催化裂化占二次加工比催化裂化占二次加工比重重80%80%不合格汽油不合格汽油劣质柴油劣质柴油u不能为下游化工提供充不能为下游化工提供充足原料（石脑油）足原料（石脑油）石脑油石脑油加氢加氢裂化裂化柴油、石柴油、石脑油脑油11常压蒸馏常压蒸馏减压蒸馏减压蒸馏原油原油催化裂化催化裂化减压馏份减压馏

4、份减压渣油减压渣油重柴油重柴油焦化焦化直馏煤油直馏煤油直馏轻柴油直馏轻柴油液化气液化气醚化醚化催化汽油催化汽油催化柴油催化柴油焦化汽油焦化汽油焦化柴油焦化柴油石油焦石油焦MTBE直馏汽油直馏汽油烯烃烯烃蒸蒸汽汽裂裂解解汽油汽油芳烃芳烃重整重整油品油品化工原料化工原料中间馏份中间馏份石脑油石脑油中间馏份中间馏份加氢加氢裂化裂化柴油、石柴油、石脑油脑油12万吨万吨/年年100乙烯乙烯4.0油田轻烃油田轻烃60.0外供石脑油外供石脑油氢气氢气 3.4甲烷气甲烷气 46.9乙烯乙烯 100.6丙烯丙烯 48.1裂解碳四裂解碳四30.0碳五碳五 10.1C6-C8 38.6C9 5.0燃料油燃料油 25

5、.358.0%1.炼油与乙烯规模匹配炼油与乙烯规模匹配2.成品油量与质的影响成品油量与质的影响3.优质乙烯原料利用率优质乙烯原料利用率1314n勉勉强强维维持持供供应应n质质量量有有待待提提高高n提提供供石石油油化化工工基基本本原原料料（烯烯烃、烃、芳芳烃）烃）n没没有有满满足足需需求求n严严重重制制约约下下游游精精细细化化工工发发展展n主主要要原原因：因：石石油油资资源源不不足，足，重重质质化化严严重重n石石油油化化工工技技术术仍仍需需更更新新n蒸蒸汽汽裂裂解解催催化化裂裂解解n联联合合芳芳烃烃装装置置制制PX甲甲醇醇甲甲苯苯15化化工工的的结结构构性性缺缺陷陷n现现代代煤煤化化工工与与石石

6、油油化化工工协协调调发发展，展，形形成成新新的的更更合合理理的的产产业业结结构构n绿绿色色可可持持续续n本本质质上上在在于于过过程程的的简简化化和和效效率率的的提提高高n创创新新驱驱动动1617n造气投资大，能耗高，原料应尽可能全部利用造气投资大，能耗高，原料应尽可能全部利用n理想的产品理想的产品n产品中尽量不含氢或少含氢，减少造气的负荷：芳烃、烯烃、炔烃产品中尽量不含氢或少含氢，减少造气的负荷：芳烃、烯烃、炔烃n产品含氧，以提高产品重量产品含氧，以提高产品重量n市场容量大市场容量大n醇、醚、醛、酸、芳烃及烯烃下游含氧物等（有机化工基本醇、醚、醛、酸、芳烃及烯烃下游含氧物等（有机化工基本原料或

7、下游产品）原料或下游产品）18u背景背景u石油替代的定位石油替代的定位u我国炼油化工的结构性缺陷我国炼油化工的结构性缺陷u石油替代的产品定位与技术路线石油替代的产品定位与技术路线u我国煤化工进展和技术方向我国煤化工进展和技术方向u甲醇转化技术进展甲醇转化技术进展u展望展望u结语结语19 煤煤 合成气合成气FTFT合成柴油：南非早已工业化，国内合成柴油：南非早已工业化，国内正在大型工业化正在大型工业化汽油汽油甲醇甲醇烯烃（国内完成首次工业化）烯烃（国内完成首次工业化）混合醇醚（汽油添加剂）混合醇醚（汽油添加剂）二甲醚二甲醚工业化工业化甲醛甲醛汽油汽油天然气天然气乙二醇（国内完成首次工业化）乙二醇

8、（国内完成首次工业化）乙醇乙醇芳烃，芳烃，DMMnDMMn（柴油添加剂）（柴油添加剂）NH3l 中国煤化工技术已经走在世界前列中国煤化工技术已经走在世界前列l 仍处于技术快速发展期仍处于技术快速发展期20甲醇甲醇丙烯二甲醚DMMn柴油汽油乙烯合成气合成气煤煤乙醇乙二醇二甲醚DMM芳烃（PX）混合醇醚乙二醇柴油合成气、甲醇两个转化平台合成气、甲醇两个转化平台21甲醇甲醇丙烯二甲醚DMMn柴油汽油乙烯合成气合成气煤煤乙醇乙二醇二甲醚DMM芳烃（PX）混合醇醚乙二醇柴油芳烃芳烃2223化化n合合成成气、气、甲甲醇醇转转化化反反应应几几乎乎均均为为强强放放热热反反应应nF-T合合成成中中的的气气液液固

9、固三三相相并并存存n针针对对新新反反应应体体系系的的工工程程科科学学基基础础研研究究n过过程程实实时时在在线线检检测测新新方方法、法、新新技技术术n过过程程的的多多尺尺度度模模拟拟24u背景背景u石油替代的定位石油替代的定位u我国炼油化工的结构性缺陷我国炼油化工的结构性缺陷u石油替代的产品定位与技术路线石油替代的产品定位与技术路线u我国煤化工进展和技术方向我国煤化工进展和技术方向u甲醇转化技术进展甲醇转化技术进展u展望展望u结语结语25技技术术n甲甲醇醇经经二二甲甲醚醚制制乙乙醇醇n甲甲醇、醇、甲甲苯苯制制对对二二甲甲苯苯联联产产烯烯烃烃n甲甲醇醇与与烃烃类类耦耦合合制制烯烯烃烃26低碳烯烃低

10、碳烯烃丙烯丙烯PX烯烃烯烃乙醇乙醇27烃类烃类甲醇甲醇甲苯甲苯二甲醚二甲醚乙酸甲酯乙酸甲酯28其其工工业业化化nDMTO-II工工业业性性试试验验及及其其工工业业化化nDMTO-IIInDMTP293031 微型反应器 中试反应器 工业性试验反应器 工业装置反应器甲醇进料规模 1.2 kg/d 120 kg/d 50,000 kg/d 5500,000 kg/d藏量 0.01 kg 1 kg 300 kg 45,000 kg气体速度 525 cm/s 25 cm/s 1 m/s 1-1.5 m/s流化床床型 鼓泡床 鼓泡床 湍流床 湍流床3233工业反应器投料升温曲线时间温度（C）35分钟34

11、35甲醇转化为低碳烯烃，总体流程与催化裂化装置相似。精制分离部分，与石脑油热裂解工艺的精制分离部分相似。36C2H4C3H6373839404142甘肃平凉60万吨/年山东神达33万吨/年富德常州33万吨/年宁波富德60万吨/年浙江兴兴新能源60万吨/年宁夏宝丰能源60万吨/年宝丰内蒙60万吨/年神华包头60万吨/年陕西：神华榆60万吨/年中煤榆林60万吨/年x 2延长靖边 60万吨/年延长延安60万吨/年蒲城能化68万吨/年中国DMTO装置布局图（20套装置、1126万吨烯烃产能）中煤蒙大60万吨/年青海大美60万吨/年青海盐湖33万吨/年青海矿业60万吨/年山西焦化60万吨/年河南中科 6

12、0万吨/年434445甲醇甲醇混合烯烃混合烯烃C C2 2= = + C+ C3 3= =C C4 4+ + +分离分离流化反应流化反应100%100%DMTO-II2.62.62.72.7吨甲醇吨甲醇1 1吨烯烃吨烯烃技术特点技术特点DMTO-III46一个催化剂、一套反应一个催化剂、一套反应-再生装置再生装置技术方案和技术特征技术方案和技术特征4748（甲醇转化率（甲醇转化率100%）49(n-4) CH3OHCH3OHCH3OHHCP speciesC4H8CnH2nC3H6C2H4CH3OHCokeCokeAromaticsThree stages was observed Initi

13、al stage (first C-C and first olefin formation)HPC formation and accumulation to a critical valueAuto-catalysis stage Cavity (size and environment) controls the selectivity Acidity changes the balance between the mechanisms50 AlPO-1851技技术术n甲甲醇醇经经二二甲甲醚醚制制乙乙醇醇n甲甲醇、醇、甲甲苯苯制制对对二二甲甲苯苯联联产产烯烯烃烃n甲甲醇醇与与烃烃类类耦耦

14、合合制制烯烯烃烃522CH3OH = CH3OCH3 +H2O净反应：CH3OCH3 + 2CO + 4H2 = 2CH3CH2OH + H2O合成气原料计： 2CO + 4H2 = CH3CH2OH + H2O53题题n二二甲甲醚醚羰羰基基化化不不用用贵贵金金属属催催化化剂剂n分分子子筛筛类类催催化化剂剂n可可以以临临氢氢羰羰基基化化（合合成成气气不不必必分分离）离）n反反应应条条件件相相对对温温和和54羰基化催化剂的反应结果羰基化催化剂的反应结果中试结果：反应中DME转化率60%，乙酸甲脂选择性98%，时空产率0.24 g/gcath。催化剂寿命超过5500小时。551010万吨万吨/ /

15、年合成气制乙醇装置年合成气制乙醇装置 建设建设1010万吨万吨/ /年工业示范装置年工业示范装置 20142014年已完成工艺包编制年已完成工艺包编制 计划计划20162016年年装置投料开车装置投料开车56技技术术n甲甲醇醇经经二二甲甲醚醚制制乙乙醇醇n甲甲醇、醇、甲甲苯苯制制对对二二甲甲苯苯联联产产烯烯烃烃n甲甲醇醇与与烃烃类类耦耦合合制制烯烯烃烃5758聚酯生产的原料聚酯生产的原料CH3OH C2H4 C3H6CnHm + C1-C5 + H2O甲苯甲苯转转化化率率 99 芳芳烃烃收收率率 50 wtPX选选择择性性（三三个个异异构构体体中）中）99 wt乙乙烯烯+丙丙烯烯（C1-C5 中）中）70 wtu正正在在进进行行300吨吨/年年试试验验u结结合合冷冷模模和和DMTO经经验，验，编编制制