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煤制芳烴技術(shù)簡介 已有4人參與
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煤制芳烴技術(shù)簡介 1、煤制芳烴：具有潛力的新興芳烴生產(chǎn)技術(shù) 1.1、甲醇制芳烴是煤制芳烴中相對成熟的技術(shù) 煤制芳烴是新興的芳烴生產(chǎn)技術(shù)。煤制芳烴是指以煤為原料，通過煤氣化(加入自選股,參加模擬炒股)技術(shù)進(jìn)行芳烴的合成。煤制芳烴作為新興的芳烴生產(chǎn)技術(shù)，近年來才受世人關(guān)注。以煤為原料生產(chǎn)芳烴技術(shù)可分兩大類：合成氣直接制芳烴技術(shù)；合成氣制甲醇后再生產(chǎn)芳烴的合成氣間接制芳烴技術(shù)。合成氣間接制芳烴技術(shù)又分為：1）從甲醇起步，以生產(chǎn)芳烴BTX為目的的甲醇芳構(gòu)化技術(shù)；2）以生產(chǎn)對二甲苯為目的的甲苯甲基化技術(shù)；3）以生產(chǎn)烯烴聯(lián)產(chǎn)芳烴的組合技術(shù)。 甲醇制芳烴是煤制芳烴中的相對成熟的路線。煤制芳烴由于發(fā)展時間較短，目前尚未有完全工業(yè)化生產(chǎn)的裝置。在一眾煤制芳烴的生產(chǎn)技術(shù)中，甲醇制芳烴是發(fā)展較早、技術(shù)相對成熟的生產(chǎn)路線，目前已有成功運行的中試裝置。甲醇芳構(gòu)化技術(shù)是在擇形分子篩催化劑的催化作用下進(jìn)行的，其反應(yīng)機(jī)理主要包括3個關(guān)鍵步驟：甲醇脫水生成二甲醚，甲醇或二甲醚脫水生成烯烴，烯烴最終經(jīng)過聚合、烷基化、裂解、異構(gòu)化、環(huán)化、氫轉(zhuǎn)移等過程轉(zhuǎn)化為芳烴和烷烴。 理論上若甲醇完全轉(zhuǎn)化為芳烴，則每生產(chǎn)1噸苯、甲苯或二甲苯分別需要消耗甲醇2.46噸、2.43噸、2.42噸，同時副產(chǎn)大量的氫氣和水。而實際過程中還伴有其他副反應(yīng)的發(fā)生，使得芳烴的總選擇性降低，通常需要3噸以上甲醇才能獲得1噸BTX. 1.2、甲醇制芳烴技術(shù)的前世今生 甲醇制芳烴的起源：Mobil甲醇芳構(gòu)化技術(shù)。甲醇芳構(gòu)化的研究起源于20世紀(jì)70年代美國Mobil石油公司開發(fā)的甲醇轉(zhuǎn)化為汽油的MTG路線。采用ZSM-5沸石分子篩擇形催化劑，可使甲醇全部轉(zhuǎn)化，生成豐富的烴類，尤其對高辛烷值汽油具有優(yōu)良的選擇性，同時也獲得了少量的芳烴產(chǎn)物。MTG是世界上甲醇制烴領(lǐng)域最早實現(xiàn)工業(yè)化的路線，以ZSM-5催化劑最為成熟。隨后Mobil公司在20世紀(jì)80年代的研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)改性的ZSM-5分子篩催化劑具有更高的芳烴選擇性，該研究停留在實驗階段，未進(jìn)行工業(yè)化。隨著石油能源的日漸緊缺，原作為石油化工產(chǎn)物的芳烴變得緊俏，使甲醇轉(zhuǎn)化為芳烴的產(chǎn)業(yè)應(yīng)運而生，從而形成了甲醇芳構(gòu)化制芳烴（MTA）這一概念。 甲醇制芳烴在我國的發(fā)展：FMTA技術(shù)與MTA技術(shù)。我國是較早研究甲醇制芳烴的國家之一，相關(guān)技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平。目前國內(nèi)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的相關(guān)技術(shù)主要有：中科院山西煤炭化學(xué)研究所與賽鼎工程有限公司（中國化學(xué)(加入自選股,參加模擬炒股)化二院，原化工部第二設(shè)計院）合作的固定床甲醇制芳烴技術(shù)（MTA）和清華大學(xué)的循環(huán)流化床甲醇制芳烴技術(shù)（FMTA），目前該兩項技術(shù)具有成功試產(chǎn)的裝置。此外，河南煤化集團(tuán)研究院與北京化工大學(xué)也在合作開展甲醇制芳烴技術(shù)研發(fā)。 1.3、甲醇制芳烴工業(yè)化進(jìn)展 山西煤化所的固定床甲醇制芳烴技術(shù)（MTA）工業(yè)化進(jìn)展。MTA技術(shù)由山西煤化所開發(fā)，2006年前后完成實驗室催化劑篩選評價和反復(fù)再生試驗，催化劑單程壽命大于20天，總壽命預(yù)計大于8000小時。于2007年前后開始與賽鼎工程有限公司合作開始工業(yè)化設(shè)計。 根據(jù)公開資料顯示，2012年2月由賽鼎公司設(shè)計的內(nèi)蒙慶華集團(tuán)10萬噸/年甲醇制芳烴裝置一次試產(chǎn)成功，這是賽鼎運用與中科院山西煤化所合作開發(fā)的“一種甲醇一步法制取烴類產(chǎn)品的工藝”專利技術(shù)設(shè)計的我國第一套甲醇制芳烴裝置。目前該裝置正在進(jìn)行各配套設(shè)施的建設(shè)，預(yù)計2013年3月20日具備開車條件。 清華大學(xué)的循環(huán)流化床甲醇制芳烴技術(shù)（FMTA）工業(yè)化進(jìn)展。清華大學(xué)的FMTA技術(shù)已在100噸/年的實驗裝置上獲得連續(xù)運行上千小時，甲醇轉(zhuǎn)化率近100%、芳烴總選擇性達(dá)90%以上的良好成果。目前FMTA技術(shù)已有大唐國際、陜西華電兩套成功運行的裝置。 大唐國際FMTA的1萬噸工業(yè)試驗裝置。大唐國際采用清華的FMTA技術(shù)于2008年6月開工建設(shè)的多倫煤化工二期甲醇制芳烴工程MTA（1萬噸/年）的工業(yè)試驗裝置，投資約1億元。 陜西華電FMTA裝置已成功完成中試。2013年1月，東華科技(加入自選股,參加模擬炒股)成功在利用該技術(shù)，在華電集團(tuán)的陜北能源化工基地成功建設(shè)的世界首套煤制芳烴中試裝置，實現(xiàn)了一次點火成功，一次投料試車成功，打通了全流程。同時陜西華電啟動百萬噸級煤制芳烴工業(yè)示范項目，規(guī)模為300萬噸煤制甲醇和100萬噸芳烴裝置，總投資285億元。 3、煤制芳烴經(jīng)濟(jì)性分析：具競爭力的芳烴制備路線 3.1、我國資源稟賦與原料成本為煤制芳烴提供現(xiàn)實基礎(chǔ) 資源稟賦與能源價格決定了煤制芳烴具有資源與成本優(yōu)勢。在我國煤礦資源豐富、石腦油供給受到約束的大背景下，煤制芳烴將是我國芳烴實現(xiàn)自給的最佳解決方案。 資源稟賦：我國是一個“富煤、少油、缺氣”的國家。在我全國已探明化石能源儲量中，石油和天然氣占6%,其余94%均為煤炭，煤炭在我國化石能源結(jié)構(gòu)中處于絕對主要位置。據(jù)BP統(tǒng)計，2011年我國煤炭儲量為1145億噸，可開采年限約33年。同時根據(jù)媒體報道，國土資源部表示2012年上半年全國新增煤炭資源儲量超過600億噸。與石油和天然氣相比，我國煤炭儲量尚有巨大的想象空間。 煤炭的價格優(yōu)勢使煤制芳烴具備成本競爭力。近年來國際石油價格不斷上漲為石油替代產(chǎn)品的發(fā)展提供了市場動力。在石油價格長期看漲的大環(huán)境下，煤炭的成本優(yōu)勢更為明顯，使煤制芳烴相對于傳統(tǒng)石油路線更具成本競爭力。 3.3、煤制芳烴領(lǐng)域2015年將具3000億元的投資空間 煤制芳烴技術(shù)二甲苯的含量較高，更能適應(yīng)市場對PX的需求。根據(jù)中石化研究院相關(guān)資料表明，甲醇生產(chǎn)芳烴所得的BTX中，苯產(chǎn)量少，二甲苯含量高。市場分析表明，我國PX供給缺口將不斷擴(kuò)大，因此甲醇生產(chǎn)芳烴路線，從產(chǎn)品分布上比石腦油制芳烴更能適應(yīng)市場需求的變化趨勢。 以2015年我國PX行業(yè)凈進(jìn)口量1000萬噸測算，煤制芳烴投資空間達(dá)3000億元。對于行業(yè)投資額的測算，我們基于以下數(shù)據(jù)或假設(shè)： 根據(jù)PCIXylenes&Polyesters公司預(yù)測，2015年我國PX凈進(jìn)口將達(dá)1000萬噸，我們假設(shè)利用煤制芳烴產(chǎn)能來填補(bǔ)1000萬噸的國內(nèi)供給缺口。 我們根據(jù)陜西華電FMTA裝置300萬噸煤制甲醇和100萬噸芳烴裝置總投資285億元估計，煤制芳烴每萬產(chǎn)能對應(yīng)投資強(qiáng)度為2.8~3億元。 根據(jù)PX凈進(jìn)口量與投資強(qiáng)度相結(jié)合，我們預(yù)計到2015年煤制芳烴行業(yè)投資空間可達(dá)3000億元。以新型煤化工投資的領(lǐng)域分配比例估計，對應(yīng)設(shè)計、建造和安裝的工程領(lǐng)域投資額有望達(dá)600億元以上。 |
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