MTO工艺介绍-UOP1课件(PPT 50页)

1、甲醇制备烯烃（MTO）讲述UOP公司 美国DesPlaines，IL，U.S.A. 第1页，共50页。概要市场分析UOP/HYDRO MTO 工艺MTO应用MTO经济分析MTO竞争性第2页，共50页。概要市场分析甲醇烯烃UOP/HYDRO MTO 工艺MTO应用MTO经济分析 第3页，共50页。MTO脱氢蒸汽裂解催化裂化天然气甲烷甲醇乙烷丙烷丁烷原油石脑油催化裂化油乙烯丙烯丁二烯丁烯烯烃价值链 第4页，共50页。其他 22氯甲烷 5甲醛 34二甲基对苯二甲酸酯1甲基叔丁基醚 26乙酸7甲胺 3甲基丙烯酸甲酯 2终端用户的甲醇需求第5页，共50页。甲醇生产成本实例 工业化厂址标准天然气厂址超大规

2、模甲醇“工业化厂址”是基于1500吨/天，2.5美元/mm Btu天然气“标准天然气厂址”是基于3000吨/天，0.75美元/mm Btu天然气“超大规模甲醇”是基于7500吨/天，0.50美元/mm Btu天然气 费用，美元/吨甲醇运输15ROC折旧固定费用消耗品天然气第6页，共50页。甲醇价格相对于燃料价值 1990到2000年平均价（美元/百万Btu）液化天然气：3.05美元4.72美元（CIF日本）液化气：1.494.23美元，（USA Henry 中心） 原油：2.164.81美元（OECD国家CIF） 来源：BP对世界能源的统计 2001年六月 甲醇价格美元/吨热值，美元/mm B

3、tu(HHV)第7页，共50页。世界需求 甲醇乙烯丙烯需求，百万吨第8页，共50页。甲醇的理论潜在消费量 甲醇消耗，百万吨假设烯烃需求量的增加是将甲醇转化为烯烃供给的第9页，共50页。理论等价超大规模甲醇装置 2百万吨甲醇装置等价量一个超大规模甲醇装置相当于： 大约占传统的甲醇市场的7 占轻烯烃市场的的份额小于0.07 “理论的MTO”假定国际轻烯烃需求是由甲醇转化为烯烃提供的 第10页，共50页。PG 乙烯需求9400万吨PG/CG丙烯需求5340万吨EO/EG 13聚乙烯 57EDC 14EB 7其他 9ACN10Oxo 8PO 8其他8聚丙烯62异丙基苯4“PG”聚合级“CG”化学级数据

4、来源：CMAI第11页，共50页。2002年轻烯烃来源 PG乙烯供应 （100来自裂解）PG/CG丙烯供应 石脑油53丁烷 4丙烷 6乙烷 30汽油 6其他 1炼油厂 30裂解 68脱氢 1其他 1“PG”聚合级“CG”化学级数据来源：CMAI第12页，共50页。烯烃市场战略事务中东建造的乙烷裂解装置造成的冲击在美国更高的天然气价格丙烯与乙烯的相对价值 超大规模甲醇装置的冲击 第13页，共50页。世界上的蒸汽裂解原料 乙烯供应比例，汽油石脑油丁烷丙烷乙烷数据来源：CMAI 2002第14页，共50页。丙烯/乙烯（吨/吨）数据来源：CMAI 2002世界上丙稀/乙烯比例 总需求用蒸汽裂解制备对于

5、取代蒸汽裂解的烯烃制备方法的需求日益迫切第15页，共50页。市场价格天然气US合同价， 美元/mm Btu第16页，共50页。丙烯/乙烯价格比平均价格比C3/C2美国/西欧/东南亚 美元/吨第17页，共50页。蒸汽裂解产丙烯工艺的替代工艺 催化裂化丙烷脱氢 天然气或者甲醇制备烯烃烯烃转化 置换 烯烃裂解第18页，共50页。概要市场概况UOP/HYDRO MTO 工艺发展历史工艺概况关键的成功因素商业状态附带烯烃裂解的MTO工艺MTO应用MTO经济分析第19页，共50页。 催化剂甲醇CH3OH乙烯&丙烯C2H4&C3H6反应副产物丁烯混合物C5，C1-C4，水，氧化物，焦炭，氢气&碳的氧化物第2

6、0页，共50页。什么是MTO？ 联合碳SAPO 催化剂研制成功基本的MTO转化测试 由Hydro进行的SAPO测试证实了UCC测定由UOP进行的SAPO测试证实了UCC测定建立合作开发关系工艺参数实验室测试催化剂长期使用性能测试反应釜/UOP催化剂的动力学测试工艺参数实验室测试催化剂配方催化剂再生催化剂的工业化制备0.75吨/天验证装置裂解知识热量/回收终端的设计工程/工业化的设计MTO工艺达到转让和工业化的要求第21页，共50页。UOP和HYDROUOP 总部设在Des Plaines，Illinois，美国，UOP是一个工艺技术和工程产品的世界级供应商。主要服务的领域是石油，石油化工和化学

7、工业。DYDRO总部设在挪威的Oslo，NORSK HYDRO 不仅是世界上最大的化肥生产商，还是欧洲乙烯和丙烯的主要供应商。1992年，两个公司同意共同开发并工业化UOP/HYDRO MTO 工艺。1995年 MTO在挪威NORSK HYDRO的验证装置建成开车。第22页，共50页。UOP/Hydro MTO工艺反应釜 再生器 急冷塔 洗涤器 碱洗塔 脱C2 脱C1 C2分离器 脱C3 C3分离器 脱C4再生器空气水甲醇水干燥器乙烯反应釜尾气乙烯丙烯混合C4丙烷乙烷DEM和含氧化合物回收第23页，共50页。UOP/HYDRO MTO工艺特点催化裂化反应釜和再生器连续稳态的操作专有技术的UOP

8、 SAPO34为基底的催化剂低反应压力（在13公斤之间）反应釜温度在4005000C不需要添加稀释剂丙稀/乙烯的比例可以在比较宽泛的范围内调整可以生产聚合级的乙烯和丙稀第24页，共50页。MTO 技术关键的成功因素催化剂形状选择性来自验证设备何实验工厂的性能数据设备设计，建造，操作的经验催化裂化装置脱氧化物单元轻烯烃的回收和纯化UOP 技术商业化运走经验第25页，共50页。SAPO34结构和MTO产率3.8独特的孔径使得原料选择性的转化呈烯烃，排除了生成更重化合物的可能性乙烯/丙烯 比例重量产率（碳基）第26页，共50页。催化剂的研发UOP和NorskHydro 完成了大量的MTO100催化剂

9、研究工作甲醇转化，选择性，结焦性再生性和长期操作稳定性UOP已经对多个催化剂进行了工业化试生产UOP和Norsk Hydro对催化剂的强度和摩擦系数做了研究，确认工业化试生产的催化剂满足使用要求物理强度和耐磨性等同或者由于催化裂化催化剂 第27页，共50页。流化床反应器结果运行时间，天转化率或者选择性第28页，共50页。MTO工艺流程图类似于炼油/FCC装置类似于石脑油裂解装置第29页，共50页。UOPFCC：工业化经验UOP在FCC技术方面在工业界享有盛誉从20世纪70年代至今，已经授权建造了215套装置目前仍然有150多套正在运行新装置的平均大小在47万BPEBPD（7万BPD大约350万

10、公吨/年）UOP每年维修几套装置 第30页，共50页。原料和产品的特性甲醇 粗甲醇 精甲醇烯烃 在不是用C2和C3分离器的情况下可以得到纯度可达97 使用C2和C3分离器可以得到聚合级的产品第31页，共50页。产品质生产聚合级烯烃需要传统工艺实验工厂中清除的污染物已经得到验证在反应釜的产物中没有发现任何异常的污染物已经证实产物对于聚合工艺的适应性第32页，共50页。MTO和蒸汽裂解工艺中产生的含氧化合物MTO 设计中使用已经工业化的技术回收并脱除含氧化合物第33页，共50页。含氧化合物由ORU脱除 无ORU有ORU第34页，共50页。工艺设计的研发工艺中引进的改进设计使得资金的投入和操作成本降

11、低驱除了乙烯深冷装置两级急冷塔设计改进的反应釜设计减少催化剂储存单级反应釜具有更大的处理能力反应釜和再生器的详细机械设计第35页，共50页。MTO项目设计发展已经完成了多个详细的可行性研究单独的MTO工厂整合的GTP 工厂包括反应釜截面和正面图，总体规划，初级，详细的费用估计。对于MTO项目已经完成了 “计划时间表A” 第36页，共50页。MTO工业化状态MTO验证装置1995年在挪威NorskHydero的装置开车用商品甲醇作为原料第一套工业化装置基本的工程在2003年完工气体聚合物的项目由Axinova Polyolefins 建在尼日利亚第37页，共50页。MTO设计的弹性基于35万吨/

12、年的丙烯 MTO 设计弹性基于35万吨丙烯千吨第38页，共50页。MTO C4MTO C5丁烯1,3丁二烯丁烷线性烯烃支化烯烃二烯烃环状化合物烷烃MTO 副产物组成0.13-0.21/吨轻烯烃0.06-0.07/吨轻烯烃第39页，共50页。MTO中C4升级选择燃料用于生产机动车燃料的烷基化工艺生产增塑剂的耦合发应用于烯烃生产的蒸汽裂解用于生产辅助单体的丁烯回收用于生产丙烯的置换反应选择性的烯烃裂解以生产更多的丙烯和乙烯第40页，共50页。什么是OCP第41页，共50页。烯烃裂解合作历史ATOFINA与20世纪90年代中期开始开发烯烃裂解技术UOP和ATOFINA 同意在2000年后半年合作UO

13、P和ATOFINA合作开发包括：实验工厂的催化剂的性能测定验证工厂的长期操作的影响原料价格和产量的确定催化剂的大规模生产工艺设计的开发ATOFINA/UOP于2003年宣布烯烃裂解工艺问世 第42页，共50页。ATOFINA/UOP烯烃裂解工艺流程图OCP反应釜工段C4C8烯烃C4 副产物C5副产物脱丁烷塔脱丙烷塔轻烯烃产物第43页，共50页。1998年开车整合进一个工业装置使用工业品做为原料包括原料预处理反应釜工段内部循环能力ATOFINA 验证装置第44页，共50页。烯烃裂解工艺特点固定床技术高LHSV低反应压力（15公斤之间）反应釜内部的温度5006000CUOP专有技术的分子筛催化剂不需稀释添加剂C3产物中有大约95丙烯回转再生系统第45页，共50页。应用：MTO工厂 增加20轻烯烃产率降低约80C4副产物丙烯/乙烯产品比例可高达1.75优良的整合潜力MTO单元OCP单元C4-C5烯烃轻烯烃甲醇第46页，共50页。轻烯烃产领（以碳数为准