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煤制芳烴技術(shù)簡(jiǎn)介 已有4人參與
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煤制芳烴技術(shù)簡(jiǎn)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(duì)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(guò)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(lái)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(lèi)：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(duì)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(duì)成熟的路線(xiàn)。煤制芳烴由于發(fā)展時(shí)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(duì)成熟的生產(chǎn)路線(xiàn)，目前已有成功運(yùn)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(gè)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(guò)聚合、烷基化、裂解、異構(gòu)化、環(huán)化、氫轉(zhuǎn)移等過(guò)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(shí)副產(chǎn)大量的氫氣和水。而實(shí)際過(guò)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(guó)Mobil石油公司開(kāi)發(fā)的甲醇轉(zhuǎn)化為汽油的MTG路線(xiàn)。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(lèi)，尤其對(duì)高辛烷值汽油具有優(yōu)良的選擇性，同時(shí)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(shí)現(xiàn)工業(yè)化的路線(xiàn)，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(shí)驗(yàn)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(yùn)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(guó)的發(fā)展：FMTA技術(shù)與MTA技術(shù)。我國(guó)是較早研究甲醇制芳烴的國(guó)家之一，相關(guān)技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平。目前國(guó)內(nèi)具有自主知識(shí)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(guó)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(jì)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(xiàng)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(kāi)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(kāi)發(fā)，2006年前后完成實(shí)驗(yàn)室催化劑篩選評(píng)價(jià)和反復(fù)再生試驗(yàn)，催化劑單程壽命大于20天，總壽命預(yù)計(jì)大于8000小時(shí)。于2007年前后開(kāi)始與賽鼎工程有限公司合作開(kāi)始工業(yè)化設(shè)計(jì)。 根據(jù)公開(kāi)資料顯示，2012年2月由賽鼎公司設(shè)計(jì)的內(nèi)蒙慶華集團(tuán)10萬(wàn)噸/年甲醇制芳烴裝置一次試產(chǎn)成功，這是賽鼎運(yùn)用與中科院山西煤化所合作開(kāi)發(fā)的“一種甲醇一步法制取烴類(lèi)產(chǎn)品的工藝”專(zhuān)利技術(shù)設(shè)計(jì)的我國(guó)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(jì)2013年3月20日具備開(kāi)車(chē)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(shí)驗(yàn)裝置上獲得連續(xù)運(yùn)行上千小時(shí)，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(guó)際、陜西華電兩套成功運(yùn)行的裝置。 大唐國(guó)際FMTA的1萬(wàn)噸工業(yè)試驗(yàn)裝置。大唐國(guó)際采用清華的FMTA技術(shù)于2008年6月開(kāi)工建設(shè)的多倫煤化工二期甲醇制芳烴工程MTA（1萬(wàn)噸/年）的工業(yè)試驗(yàn)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(shí)現(xiàn)了一次點(diǎn)火成功，一次投料試車(chē)成功，打通了全流程。同時(shí)陜西華電啟動(dòng)百萬(wàn)噸級(jí)煤制芳烴工業(yè)示范項(xiàng)目，規(guī)模為300萬(wàn)噸煤制甲醇和100萬(wàn)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(jìng)爭(zhēng)力的芳烴制備路線(xiàn) 3.1、我國(guó)資源稟賦與原料成本為煤制芳烴提供現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ) 資源稟賦與能源價(jià)格決定了煤制芳烴具有資源與成本優(yōu)勢(shì)。在我國(guó)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(guó)芳烴實(shí)現(xiàn)自給的最佳解決方案。 資源稟賦：我國(guó)是一個(gè)“富煤、少油、缺氣”的國(guó)家。在我全國(guó)已探明化石能源儲(chǔ)量中，石油和天然氣占6%,其余94%均為煤炭，煤炭在我國(guó)化石能源結(jié)構(gòu)中處于絕對(duì)主要位置。據(jù)BP統(tǒng)計(jì)，2011年我國(guó)煤炭?jī)?chǔ)量為1145億噸，可開(kāi)采年限約33年。同時(shí)根據(jù)媒體報(bào)道，國(guó)土資源部表示2012年上半年全國(guó)新增煤炭資源儲(chǔ)量超過(guò)600億噸。與石油和天然氣相比，我國(guó)煤炭?jī)?chǔ)量尚有巨大的想象空間。 煤炭的價(jià)格優(yōu)勢(shì)使煤制芳烴具備成本競(jìng)爭(zhēng)力。近年來(lái)國(guó)際石油價(jià)格不斷上漲為石油替代產(chǎn)品的發(fā)展提供了市場(chǎng)動(dòng)力。在石油價(jià)格長(zhǎng)期看漲的大環(huán)境下，煤炭的成本優(yōu)勢(shì)更為明顯，使煤制芳烴相對(duì)于傳統(tǒng)石油路線(xiàn)更具成本競(jìng)爭(zhēng)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(chǎng)對(duì)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(chǎng)分析表明，我國(guó)PX供給缺口將不斷擴(kuò)大，因此甲醇生產(chǎn)芳烴路線(xiàn)，從產(chǎn)品分布上比石腦油制芳烴更能適應(yīng)市場(chǎng)需求的變化趨勢(shì)。 以2015年我國(guó)PX行業(yè)凈進(jìn)口量1000萬(wàn)噸測(cè)算，煤制芳烴投資空間達(dá)3000億元。對(duì)于行業(yè)投資額的測(cè)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(cè)，2015年我國(guó)PX凈進(jìn)口將達(dá)1000萬(wàn)噸，我們假設(shè)利用煤制芳烴產(chǎn)能來(lái)填補(bǔ)1000萬(wàn)噸的國(guó)內(nèi)供給缺口。 我們根據(jù)陜西華電FMTA裝置300萬(wàn)噸煤制甲醇和100萬(wàn)噸芳烴裝置總投資285億元估計(jì)，煤制芳烴每萬(wàn)產(chǎn)能對(duì)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(jì)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(jì)，對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)、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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