MTO工艺介绍UOP课件

甲醇制备烯烃（MTO）讲述UOP公司美国DesPlaines，IL，U.S.A.

甲醇制备烯烃（MTO）1概要市场分析UOP/HYDROMTO工艺MTO应用MTO经济分析MTO竞争性概要2概要市场分析 －甲醇 －烯烃UOP/HYDROMTO工艺MTO应用MTO经济分析

概要3MTO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

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4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其他氯甲烷5％甲醛34％二甲基对苯二甲酸酯甲基叔丁5甲醇生产成本实例

工业化厂址标准天然气厂址超大规模甲醇“工业化厂址”是基于1500吨/天，2.5美元/mmBtu天然气

“标准天然气厂址”是基于3000吨/天，0.75美元/mmBtu天然气“超大规模甲醇”是基于7500吨/天，0.50美元/mmBtu天然气

费用，美元/吨甲醇运输15％ROC折旧固定费用消耗品天然气甲醇生产成本实例工业化厂址标准天然气厂址超大规模甲醇“工业6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：1.49－4.23美元，（USAHenry中心）

原油：2.16－4.81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/mmBtu(HHV)甲醇价格相对于燃料价值1990到2000年平均价（美元/百7世界需求

甲醇乙烯丙烯需求，百万吨世界需求甲醇乙烯丙烯需求，百万吨8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9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

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10PG乙烯需求9400万吨PG/CG丙烯需求5340万吨EO/EG13％聚乙烯57％EDC14％EB7％其他9％ACN10％Oxo8％PO8％其他8％聚丙烯62％异丙基苯4％“PG”＝聚合级“CG”＝化学级数据来源：CMAIPG乙烯需求PG/CG丙烯需求5340万吨EO/EG13112002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：CMAI2002年轻烯烃来源PG乙烯供应PG/CG丙烯供应石脑12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

烯烃市场战略事务13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：CMAI2002世界上的蒸汽裂解原料乙烯供应比例，％汽油数据来源：CMAI14丙烯/乙烯（吨/吨）数据来源：CMAI2002世界上丙稀/乙烯比例

总需求用蒸汽裂解制备对于取代蒸汽裂解的烯烃制备方法的需求日益迫切丙烯/乙烯（吨/吨）数据来源：CMAI2002世界上丙稀/15市场价格天然气US合同价，美元/mmBtu市场价格天然气US合同价，美元/mmBtu16丙烯/乙烯价格比平均价格比C3＝/C2＝美国/西欧/东南亚美元/吨丙烯/乙烯价格比平均价格比C3＝/C2＝17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MTO工艺介绍UOP课件18概要市场概况UOP/HYDROMTO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经济分析概要19

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&碳的氧化物催化剂甲醇乙烯&丙烯反应副产物20什么是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什么是MTO？联合碳SAPO催化剂研制成功由Hydro进21UOP和HYDROUOP

总部设在DesPlaines，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，石油化工和化学工业。DYDRO总部设在挪威的Oslo，NORSKHYDRO

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/HYDROMTO

工艺。1995年MTO在挪威NORSKHYDRO的验证装置建成开车。UOP和HYDRO22UOP/HydroMTO工艺反应釜再生器急冷塔洗涤器碱洗塔脱C2脱C1C2分离器脱C3C3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UOP/HydroMTO工艺反应釜再生器23UOP/HYDROMTO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UOPSAPO－34为基底的催化剂低反应压力（在1－3公斤之间）反应釜温度在400－5000C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UOP/HYDROMTO工艺特点24MTO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MTO技术关键的成功因素25SAPO－34结构和MTO产率3.8Å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）SAPO－34结构和MTO产率3.8Å独特的孔径使得原料选择26催化剂的研发UOP和NorskHydro完成了大量的MTO－100催化剂研究工作－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NorskHydro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

催化剂的研发27流化床反应器结果运行时间，天转化率或者选择性％流化床反应器结果运行时间，天转化率或者选择性％28MTO工艺流程图类似于炼油/FCC装置类似于石脑油裂解装置MTO工艺流程图类似于炼油/FCC装置类似于石脑油裂解装置29UOPFCC：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4－7万BPEBPD（7万BPD＝大约350万公吨/年）UOP每年维修几套装置

UOPFCC：工业化经验30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原料和产品的特性31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产品质32MTO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33含氧化合物由ORU脱除无ORU有ORU含氧化合物由ORU脱除无ORU有ORU34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工艺设计的研发35MTO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”

MTO项目设计发展36MTO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AxinovaPolyolefins建在尼日利亚MTO工业化状态37MTO设计的弹性基于35万吨/年的丙烯

MTO设计弹性基于35万吨丙烯千吨MTO设计的弹性MTO设计弹性千吨38MTOC4MTOC5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MTOC4MTOC5丁烯1,3－丁二烯丁烷线性烯烃支化烯39MTO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MTO中C4＋升级选择40什么是OCP什么是OCP41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UOP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

烯烃裂解合作历史42ATOFINA/UOP烯烃裂解工艺流程图OCP反应釜工段C4－C8烯烃C4副产物C5＋副产物脱丁烷塔脱丙烷塔轻烯烃产物ATOFINA/UOP烯烃裂解工艺流程图OCPC4－C8C4431998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ATOFINA验证装置44烯烃裂解工艺特点固定床技术高LHSV低反应压力（1－5公斤之间）反应釜内部的温度500－6000CUOP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％丙烯回转再生系统烯烃裂解工艺特点45应用：MTO工厂

增加20％轻烯烃产率降低约80％C4＋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烯烃轻烯烃甲醇应用：MTO工厂增加20％轻烯烃产率MTOOCPC4-C546轻烯烃产领（以碳数为准）轻烯烃产量（以碳为基础）MTOMTO/OCP轻烯烃产领轻烯烃产量MTOMTO/OCP47ATOFINA/UOP烯烃裂解工艺满足对轻烯烃生产替代工艺的需求增长开发的OCP工艺可以将副产品转化为乙烯和丙烯UOP也可以转让OCP工艺

ATOFINA/UOP烯烃裂解工艺48概要市场分析UOP/HYDROMTO工艺MTO应用－规模－地点MTO经济分析MTO竞争性概要49GTO链－世界规模产能天然气合成气乙烯丙烯甲醇甲醇工厂MTO工厂生产GTO链－世界规模产能天然气合成气乙烯丙烯甲醇甲醇工厂MTO50甲醇制备烯烃（MTO）讲述UOP公司美国DesPlaines，IL，U.S.A.

甲醇制备烯烃（MTO）51概要市场分析UOP/HYDROMTO工艺MTO应用MTO经济分析MTO竞争性概要52概要市场分析 －甲醇 －烯烃UOP/HYDROMTO工艺MTO应用MTO经济分析

概要53MTO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

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54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其他氯甲烷5％甲醛34％二甲基对苯二甲酸酯甲基叔丁55甲醇生产成本实例

工业化厂址标准天然气厂址超大规模甲醇“工业化厂址”是基于1500吨/天，2.5美元/mmBtu天然气

“标准天然气厂址”是基于3000吨/天，0.75美元/mmBtu天然气“超大规模甲醇”是基于7500吨/天，0.50美元/mmBtu天然气

费用，美元/吨甲醇运输15％ROC折旧固定费用消耗品天然气甲醇生产成本实例工业化厂址标准天然气厂址超大规模甲醇“工业56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：1.49－4.23美元，（USAHenry中心）

原油：2.16－4.81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/mmBtu(HHV)甲醇价格相对于燃料价值1990到2000年平均价（美元/百57世界需求

甲醇乙烯丙烯需求，百万吨世界需求甲醇乙烯丙烯需求，百万吨58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59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

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60PG乙烯需求9400万吨PG/CG丙烯需求5340万吨EO/EG13％聚乙烯57％EDC14％EB7％其他9％ACN10％Oxo8％PO8％其他8％聚丙烯62％异丙基苯4％“PG”＝聚合级“CG”＝化学级数据来源：CMAIPG乙烯需求PG/CG丙烯需求5340万吨EO/EG13612002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：CMAI2002年轻烯烃来源PG乙烯供应PG/CG丙烯供应石脑62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

烯烃市场战略事务63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：CMAI2002世界上的蒸汽裂解原料乙烯供应比例，％汽油数据来源：CMAI64丙烯/乙烯（吨/吨）数据来源：CMAI2002世界上丙稀/乙烯比例

总需求用蒸汽裂解制备对于取代蒸汽裂解的烯烃制备方法的需求日益迫切丙烯/乙烯（吨/吨）数据来源：CMAI2002世界上丙稀/65市场价格天然气US合同价，美元/mmBtu市场价格天然气US合同价，美元/mmBtu66丙烯/乙烯价格比平均价格比C3＝/C2＝美国/西欧/东南亚美元/吨丙烯/乙烯价格比平均价格比C3＝/C2＝67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MTO工艺介绍UOP课件68概要市场概况UOP/HYDROMTO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经济分析概要69

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&碳的氧化物催化剂甲醇乙烯&丙烯反应副产物70什么是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什么是MTO？联合碳SAPO催化剂研制成功由Hydro进71UOP和HYDROUOP

总部设在DesPlaines，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，石油化工和化学工业。DYDRO总部设在挪威的Oslo，NORSKHYDRO

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/HYDROMTO

工艺。1995年MTO在挪威NORSKHYDRO的验证装置建成开车。UOP和HYDRO72UOP/HydroMTO工艺反应釜再生器急冷塔洗涤器碱洗塔脱C2脱C1C2分离器脱C3C3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UOP/HydroMTO工艺反应釜再生器73UOP/HYDROMTO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UOPSAPO－34为基底的催化剂低反应压力（在1－3公斤之间）反应釜温度在400－5000C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UOP/HYDROMTO工艺特点74MTO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MTO技术关键的成功因素75SAPO－34结构和MTO产率3.8Å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）SAPO－34结构和MTO产率3.8Å独特的孔径使得原料选择76催化剂的研发UOP和NorskHydro完成了大量的MTO－100催化剂研究工作－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NorskHydro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

催化剂的研发77流化床反应器结果运行时间，天转化率或者选择性％流化床反应器结果运行时间，天转化率或者选择性％78MTO工艺流程图类似于炼油/FCC装置类似于石脑油裂解装置MTO工艺流程图类似于炼油/FCC装置类似于石脑油裂解装置79UOPFCC：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4－7万BPEBPD（7万BPD＝大约350万公吨/年）UOP每年维修几套装置

UOPFCC：工业化经验80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原料和产品的特性81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产品质82MTO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83含氧化合物由ORU脱除无ORU有ORU含氧化合物由ORU脱除无ORU有ORU84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工艺设计的研发85MTO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”

MTO项目设计发展86MTO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AxinovaPolyolefins建在尼日利亚MTO工业化状态87MTO设计的弹性基于35万吨/年的丙烯

MTO设计弹性基于35万吨丙烯千吨MTO设计的弹性MTO设计弹性千吨88MTOC4MTOC5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0.1