甲醇制取低碳烯烃(DMTO)工艺及工程技术(ppt文档).ppt
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1、 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所甲醇制取低碳烯烃甲醇制取低碳烯烃(DMTO)工艺及工程技术工艺及工程技术甲醇制烯烃国家工程实验室甲醇制烯烃国家工程实验室 2008.07.26(内蒙)DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所目目 录录n前言(大连化物所和前言(大连化物所和DMTODMTO基本背景)基本背景)nDMTODMTO工艺及工程技术简介工艺及工程技术简介nDMTODMTO工业试验工业试验nMTPMTP技术发展现状技术发展现状2DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所194919491949194919491949
2、年建所年建所年建所年建所年建所年建所195219521952195219521952中科院工业化学研究所中科院工业化学研究所中科院工业化学研究所中科院工业化学研究所中科院工业化学研究所中科院工业化学研究所195419541954195419541954中科院石油研究所中科院石油研究所中科院石油研究所中科院石油研究所中科院石油研究所中科院石油研究所196219621962196219621962中科院大连化物所中科院大连化物所中科院大连化物所中科院大连化物所中科院大连化物所中科院大连化物所分建:分建:分建:分建:分建:分建:兰州化物所兰州化物所兰州化物所兰州化物所兰州化物所兰州化物所山西煤化所山
3、西煤化所山西煤化所山西煤化所山西煤化所山西煤化所七机部七机部七机部七机部七机部七机部424242424242所所所所所所中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所Dalian Institute of Chemical Physics,CASDalian Institute of Chemical Physics,CAS3DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所研究所对国家的贡献研究所对国家的贡献集基础、应用及开发研究、以承担国家集基础、应用及开发研究、以承担国家重大项目为主的综合性化学化工研究所重
4、大项目为主的综合性化学化工研究所主要代表成果主要代表成果l五十年代五十年代合成液体燃料合成液体燃料l六十年代六十年代航空煤油、合成氨原料净化新工艺航空煤油、合成氨原料净化新工艺l七十年代七十年代卫星姿态控制肼分解催化剂卫星姿态控制肼分解催化剂l八十年代八十年代膜分离技术、高效农药膜分离技术、高效农药l九十年代九十年代催化裂化干气制乙苯、化学激光催化裂化干气制乙苯、化学激光l2121世纪初世纪初燃料电池、氢能、生物技术、燃料电池、氢能、生物技术、C1C1化学化学(DMTO(DMTO、合成气化学等、合成气化学等)、分子、分子反应动力学反应动力学4DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连
5、化学物理研究所化物所研究系统设置基础研究催化基础国家重点实验室催化基础国家重点实验室分子反应动力学国家重点实验室分子反应动力学国家重点实验室燃料电池研究室化学激光研究室航天催化与新材料研究室仪器分析化学研究室仪器分析化学研究室精细化工研究室精细化工研究室应用催化研究室应用催化研究室现代化工研究室现代化工研究室生物技术研究部生物技术研究部重大项目应用研究5DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所三个国家工程中心:n n催化国家工程中心催化国家工程中心n n膜技术国家工程中心膜技术国家工程中心 n n色谱研究和分析国家工程中心色谱研究和分析国家工程中心 化物所研究系统设置
6、已批准,正在建设的国家实验室:n n洁净能源国家实验室洁净能源国家实验室 n n甲醇制烯烃国家工程实验室 6DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所清洁油品清洁油品替代燃料替代燃料氢能、燃料电池氢能、燃料电池生物质能生物质能太阳能太阳能国家实验室能源研究路线图国家实验室能源研究路线图汽油芳构化、烯烃歧化、深度脱硫汽油芳构化、烯烃歧化、深度脱硫汽油芳构化、烯烃歧化、深度脱硫汽油芳构化、烯烃歧化、深度脱硫甲醇烯烃、重油烯烃、汽油烯烃甲醇烯烃、重油烯烃、汽油烯烃甲醇烯烃、重油烯烃、汽油烯烃甲醇烯烃、重油烯烃、汽油烯烃合成柴油、合成柴油、合成柴油、合成柴油、DMEDMEDME
7、DME、低碳醇、低碳醇、低碳醇、低碳醇天然气氢站、醇重整、高效储氢天然气氢站、醇重整、高效储氢天然气氢站、醇重整、高效储氢天然气氢站、醇重整、高效储氢PEFCPEFCPEFCPEFC发动机、发动机、发动机、发动机、AIPAIPAIPAIP电源、分布式电源、分布式电源、分布式电源、分布式电站、电站、电站、电站、SOFCSOFCSOFCSOFC透平联合、透平联合、透平联合、透平联合、COCOCOCO2 2 2 2生物柴油、生物制氢、转基因植物生物柴油、生物制氢、转基因植物生物柴油、生物制氢、转基因植物生物柴油、生物制氢、转基因植物光解水、高效太阳能转换材料光解水、高效太阳能转换材料光解水、高效太阳
8、能转换材料光解水、高效太阳能转换材料7DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所研究队伍构成研究队伍构成研究生教育研究生教育研究队伍(截至(截至2008.2.26)8DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所技术背景技术背景n n世界石油资源日趋紧张,世界石油资源日趋紧张,世界石油资源日趋紧张,世界石油资源日趋紧张,中中中中国基本国情是缺油少国基本国情是缺油少国基本国情是缺油少国基本国情是缺油少气,使国家的能源安全受到一定气,使国家的能源安全受到一定气,使国家的能源安全受到一定气,使国家的能源安全受到一定的的的的威胁。威胁。威胁。威胁。n n低碳
9、烯烃市场广阔,需求量大,但长期以来国内低碳烯烃市场广阔,需求量大,但长期以来国内低碳烯烃市场广阔,需求量大,但长期以来国内低碳烯烃市场广阔,需求量大,但长期以来国内自给率只有自给率只有自给率只有自给率只有50%50%50%50%左右,需要进口大量的石油作为原左右,需要进口大量的石油作为原左右,需要进口大量的石油作为原左右,需要进口大量的石油作为原料用于制取低碳烯烃。料用于制取低碳烯烃。料用于制取低碳烯烃。料用于制取低碳烯烃。n n近年来国际石油价格飞涨,为以煤代油制取低碳近年来国际石油价格飞涨,为以煤代油制取低碳近年来国际石油价格飞涨,为以煤代油制取低碳近年来国际石油价格飞涨,为以煤代油制取低
10、碳烯烃技术的发展提供了千载难逢的大好机遇。烯烃技术的发展提供了千载难逢的大好机遇。烯烃技术的发展提供了千载难逢的大好机遇。烯烃技术的发展提供了千载难逢的大好机遇。n n中国作为煤炭资源大国,中国政府十分重视开发中国作为煤炭资源大国,中国政府十分重视开发中国作为煤炭资源大国,中国政府十分重视开发中国作为煤炭资源大国,中国政府十分重视开发煤代石油制取低碳烯烃的煤代石油制取低碳烯烃的煤代石油制取低碳烯烃的煤代石油制取低碳烯烃的DMTODMTODMTODMTO工业化技术。工业化技术。工业化技术。工业化技术。9DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所据资料石油化工产品链,分四部
11、分展开,内层是天然原料:煤、天然气、石油;第二层9个基础原料,乙烯、丙烯、甲烷、丁烷、丁烯、丁二烯、苯、甲苯和二甲苯;第三层90个衍生物;最外层是几百种最终用途10DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所技术路线技术路线乙烯乙烯丙烯丙烯DMTODMTO(MTO)(MTO)石脑油石脑油石脑油石脑油乙烷乙烷乙烷乙烷800800o oC C,+H+H2 2OO,乙烯,乙烯,乙烯,乙烯丙烯收率丙烯收率丙烯收率丙烯收率45%45%800800o oC C,+H+H2 2OOChina US JapanChina US Japan67%39%93%67%39%93%煤煤煤煤天然气
12、天然气天然气天然气合成气合成气合成气合成气甲醇甲醇甲醇甲醇成熟技术成熟技术大连化物所已经完成大连化物所已经完成大连化物所已经完成大连化物所已经完成DMTODMTO工业性试验工业性试验工业性试验工业性试验11DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所甲醇转化是联系煤化工和石油化工的桥梁甲醇转化是联系煤化工和石油化工的桥梁甲醇甲醇甲醇甲醇丙烯丙烯丙烯丙烯二甲醚二甲醚二甲醚二甲醚柴油柴油柴油柴油汽油汽油汽油汽油MTGMTGMTPMTPMTOMTO石油石油石油石油乙烯乙烯乙烯乙烯烯烃烯烃烯烃烯烃液化气液化气液化气液化气合成气合成气合成气合成气煤煤煤煤成熟工业过程成熟工业过程成熟
13、工业过程成熟工业过程间接替代石油间接替代石油间接替代石油间接替代石油直接替代石油直接替代石油直接替代石油直接替代石油n n技术瓶颈:甲醇转化,催化剂和过程放大技术瓶颈:甲醇转化,催化剂和过程放大n n我国在甲醇制烯烃技术开发和工业化方面均处于国际领先地位我国在甲醇制烯烃技术开发和工业化方面均处于国际领先地位 12DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所n n国际上甲醇制烯烃研究开始于上世纪的石油危机时期国际上甲醇制烯烃研究开始于上世纪的石油危机时期n n过去由于石油价格偏低,国外的大公司和国内的大连过去由于石油价格偏低,国外的大公司和国内的大连化物所一直停留在实验室的
14、小试或中试阶段。化物所一直停留在实验室的小试或中试阶段。n n原油价格处于高位的情况下,与以石脑油为原料的管原油价格处于高位的情况下,与以石脑油为原料的管式裂解炉工艺相比,式裂解炉工艺相比,DMTODMTO工艺显现出有明显的技术工艺显现出有明显的技术经济优势。经济优势。n n我国是属于石油资源紧缺、天然气资源不足、煤炭资我国是属于石油资源紧缺、天然气资源不足、煤炭资源相对丰富的国家源相对丰富的国家 ,甲醇制低碳烯烃工艺可缓解我国,甲醇制低碳烯烃工艺可缓解我国石脑油资源的不足,使低碳烯烃生产原料多元化。石脑油资源的不足,使低碳烯烃生产原料多元化。13DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学
15、院大连化学物理研究所中国的能源储量和能源消费结构中国的能源储量和能源消费结构(以热值计算)(以热值计算)14DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所中国的能源储量是以煤炭为主中国的能源储量是以煤炭为主15DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所中国对进口原油依存度逐年上升中国对进口原油依存度逐年上升16DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所目前已经具备了发展目前已经具备了发展DMTO的技术条件和经济环境的技术条件和经济环境n n20102010年年和和20202020年年生生产产乙乙烯烯的的石石脑脑油油仍仍将将分分
16、别别缺缺口口500500万万吨吨和和14001400万万吨吨左左右右,缺缺口口的的石石脑脑油油约约需需70007000万万吨吨和和2000020000万万吨原油来提供。吨原油来提供。n n2010202020102020年年,预预计计形形成成800800万万吨吨煤煤经经甲甲醇醇制制低低碳碳烯烯烃烃规规模,如果从原油生产,约需要原油模,如果从原油生产,约需要原油1.21.2亿吨。亿吨。n n目前已经具备了建设大型化煤基或天然气基甲醇装置的工目前已经具备了建设大型化煤基或天然气基甲醇装置的工业化技术。业化技术。n n中国的能源消费结构具备开发和建设煤基中国的能源消费结构具备开发和建设煤基DMTOD
17、MTO工艺的资源工艺的资源条件条件 。n n剩余石油探明可采储量的储采比是剩余石油探明可采储量的储采比是13.7 13.7 n n剩余天然气可采储量的储采比是剩余天然气可采储量的储采比是47.6 47.6 n n剩余煤炭可采储量的储采比是剩余煤炭可采储量的储采比是51.251.217DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所发展煤化工的有利条件发展煤化工的有利条件n n中国的石化产品中,乙烯、丙烯及其衍生物自给率一直在中国的石化产品中,乙烯、丙烯及其衍生物自给率一直在5050上下徘徊,供需矛盾长期存在,市场发展空间巨大。上下徘徊,供需矛盾长期存在,市场发展空间巨大。n
18、n国际油价持续高位运行,石化原料成本大幅上涨,赢利空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。间受挤压;发展替代生产路线的经济拉动力增强。n n中国的甲醇生产能力快速增长,市场出现过剩局面,为以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甲醇为中间体的C1C1化工的发展提供可靠的原料来源。化工的发展提供可靠的原料来源。n n单系列甲醇装置规模大型化,使单位生产能力的投资和成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。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
19、后十数年内,将给以煤炭(或天然气)综上因素,在今后十数年内,将给以煤炭(或天然气)为原料、经由甲醇生产低碳烯烃产业的快速发展带来前所为原料、经由甲醇生产低碳烯烃产业的快速发展带来前所未有的机遇。未有的机遇。18DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所DMTO技术依托技术依托大连化物所具有二十多年的研究成果。大连化物所具有二十多年的研究成果。n n“合成气经由二甲醚制取低碳烯烃新工艺方法”n n国家国家“八五八五”重点科技攻关项目(重点科技攻关项目(85-513-02)85-513-02)成果,中国科学院鉴定成果(中科院成鉴字第成果,中国科学院鉴定成果(中科院成鉴字第0
20、52052号),获中国科学院号),获中国科学院19961996年科技进步特等年科技进步特等奖和国家奖和国家“八五八五”重大科技成果奖重大科技成果奖n n“甲醇(二甲醚)制烯烃催化剂改进”n n中科院中科院“九五九五”重大项目(重大项目(KY951-A1-201-09KY951-A1-201-09,1998-19991998-1999)19DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所DMTO技术依托技术依托n n20062006年年8 8月,由月,由DICPDICP、LPECLPEC和和陕西新兴煤化陕西新兴煤化工公司工公司合作的陕西华县万吨级工业化试验已经合作的陕西华县万吨
21、级工业化试验已经结束,并通过了国家级鉴定。在工程设计方面结束,并通过了国家级鉴定。在工程设计方面对对DMTODMTO工艺技术有了更深入的理解。工艺技术有了更深入的理解。n nDMTODMTO工艺和催化剂技术已基本成熟。工艺和催化剂技术已基本成熟。n nDMTODMTO的核心技术反应再生部分应用的流化的核心技术反应再生部分应用的流化工程技术与已成熟的工程技术与已成熟的FCCFCC流化工程技术类似。流化工程技术类似。n n我们的合作方我们的合作方LPECLPEC具有具有4040多年的多年的FCCFCC工程工程设计和运行经验,针对设计和运行经验,针对DMTODMTO的工程技术特点的工程技术特点可借鉴
22、可借鉴FCCFCC工程设计经验。工程设计经验。20DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所DMTO工艺及工程技术简介工艺及工程技术简介21DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所大连化物所大连化物所DMTO研发历程研发历程实验室小试实验室小试实验室小试实验室小试地点:大连化物所地点:大连化物所地点:大连化物所地点:大连化物所前期:乙烯丙烯前期:乙烯丙烯前期:乙烯丙烯前期:乙烯丙烯80%80%后期:乙烯丙烯后期:乙烯丙烯后期:乙烯丙烯后期:乙烯丙烯 90%90%中试(八五)中试(八五)中试(八五)中试(八五)上海青浦化工厂上海青浦化工厂上海青浦
23、化工厂上海青浦化工厂(流化床流化床流化床流化床)乙烯丙烯乙烯丙烯乙烯丙烯乙烯丙烯80%80%中科院科技进步特等奖中科院科技进步特等奖中科院科技进步特等奖中科院科技进步特等奖工业性试验工业性试验工业性试验工业性试验陕西,华县陕西,华县陕西,华县陕西,华县乙烯丙烯乙烯丙烯乙烯丙烯乙烯丙烯:80%:80%大连化物所大连化物所大连化物所大连化物所陕西新兴公司陕西新兴公司陕西新兴公司陕西新兴公司洛阳石化工程公司洛阳石化工程公司洛阳石化工程公司洛阳石化工程公司2004.08-2006.082004.08-2006.08国家发改委国家发改委国家发改委国家发改委19801980年代初期至今年代初期至今年代初期
24、至今年代初期至今“七五七五七五七五”、“八五八五八五八五”“”“973”973”大连化物所连续进行了大连化物所连续进行了2020多年的甲醇制烯烃研究,多年的甲醇制烯烃研究,始终处于国际领先地位始终处于国际领先地位 大连化物所在国际上最早将大连化物所在国际上最早将SAPO-34SAPO-34用于用于MTOMTO反应反应(Applied CatalysisApplied Catalysis,Vol.40,No1-2Vol.40,No1-2,p316p316,1988 1988;Applied Catalysis,vol.64Applied Catalysis,vol.64,p31-40,1990
25、p31-40,1990)中试(七五)中试(七五)中试(七五)中试(七五)大连化物所大连化物所大连化物所大连化物所(固定床固定床固定床固定床)乙烯丙烯丁烯乙烯丙烯丁烯乙烯丙烯丁烯乙烯丙烯丁烯85%85%工业化工业化工业化工业化神华神华神华神华60606060万吨万吨万吨万吨/烯烃烯烃烯烃烯烃新兴新兴新兴新兴20202020万吨万吨万吨万吨/烯烃烯烃烯烃烯烃2006.082006.08国家发改委国家发改委国家发改委国家发改委22DICP 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所DMTO工艺及工程技术简介工艺及工程技术简介研究历程研究历程n n围绕围绕C1C1资源制烯烃技术路线,大连
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