問題探討蝶總第171期doi;10. 3969/j issn. 1005 - 2798.2013. 11. 020淺析煤制烯烴郭艷玲(潞安環(huán)能股份公司技術(shù)中心,山西長治046204)摘要:文章概述了煤制烯烴的重要性 、工藝流程、核心技術(shù)和催化劑等,并對我國煤制烯烴的現(xiàn)狀、面臨的問題及采取的相關(guān)措施等進(jìn)行了簡單介紹。關(guān)鍵詞:煤制烯烴;甲醇;烯烴;催化劑中圖分類號:F426.72;TQ221.2文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B文章編號:1005- 2798(2013)11- 0048-021我國能源現(xiàn)狀及煤 制烯烴的重要性制烯烴及烯烴回收分離五個流程,其中包括煤氣化、合成氣凈化甲醇合成和甲醇制烯烴四項(xiàng)核心技術(shù),我國的能源結(jié)構(gòu)是“富煤、缺油、少氣”,石油資煤制甲醇是煤制烯烴的核心。煤制甲醇的過程主要源儲量有限,開采難度大,已無法滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展有:首先將煤氣化制成合成氣,煤氣化是指煤與氣化的需求,而未來能源以煤為主的消費(fèi)格局,在相當(dāng)長劑在- -定的溫度、壓力等條件下,發(fā)生反應(yīng)而轉(zhuǎn)化為的一段時期內(nèi)不會有大的變化。據(jù)預(yù)測,2020年全煤氣的工藝過程,且一般是指煤的完全氣化,也就是國煤炭需求為21 ~29億t,在一次能源生產(chǎn)和消費(fèi)將煤中的有機(jī)質(zhì)最大限度地轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏玫臍鈶B(tài)產(chǎn)中仍占60%以上。盡管如此,國內(nèi)煤炭的利用仍以品;接著將合成氣變換,即將煤氣化后其中的CO部粗放為主,煤炭清潔利用技術(shù)發(fā)展水平要遠(yuǎn)低于石分轉(zhuǎn)變?yōu)镠;然后將轉(zhuǎn)換后的合成氣凈化;最后將油煉化技術(shù)。而煤炭作為最重要的含碳資源之- -，凈化合成氣制成粗甲醇并精餾,最終產(chǎn)出合格的甲其潛在價值未得到發(fā)掘。近年來,隨著能源和環(huán)境醇。煤制甲醇的工藝步驟都已經(jīng)十分成熟,有多年壓力的增大與技術(shù)自身的積累和進(jìn)步,新型煤化工的商業(yè)化生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。甲醇制烯烴是煤制烯烴的最重技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的興起使煤炭的潛在價值逐步顯現(xiàn),發(fā)要環(huán)節(jié),甲醇制烯烴即在一定條件(溫度、壓強(qiáng)和催展以煤炭節(jié)約型利用為主導(dǎo)的新型煤化工,已成為化劑)下,甲醇蒸汽先脫水生成二甲醚,然后二甲醚煤清潔利用和緩解經(jīng)濟(jì)發(fā)展對石油資源的過度依賴與原料甲醇的平衡混合物氣體脫水繼續(xù)轉(zhuǎn)化為以乙的重要舉措。烯和丙烯為主的低碳烯烴,再進(jìn)行輕烯烴回收,得到烯烴是現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)最基本的有機(jī)原料,下游乙烯和丙烯等。的產(chǎn)品被廣泛用于日常生活的各個領(lǐng)域。雖然我國2)煤制烯烴技術(shù)主要有兩種,中間都經(jīng)過甲的烯烴產(chǎn)量在逐年增加,但缺口仍然很大,無法滿足醇:一種是甲醇制乙烯和丙烯等低碳混合烯烴下游市場的需求。烯烴的巨大需求量、原油的高進(jìn)(MTO);另一種是甲醇制丙烯( MTP)。MTO\MTP口依存度以及煤炭的價格優(yōu)勢凸顯了煤制烯烴的重工藝由甲醇轉(zhuǎn)化烯烴單元和輕烯烴回收單元組成,要性。以“煤"代“油"的方式來生產(chǎn)低碳烯烴,是實(shí)在甲醇轉(zhuǎn)化單元中,通過流化床反應(yīng)器將甲醇轉(zhuǎn)化現(xiàn)我國“煤代油”能源戰(zhàn)略,保證國家能源安全的重為烯烴,再進(jìn)人烯烴回收單元中將輕烯烴回收,得到要途徑之一。主要產(chǎn)品乙烯和丙烯。3)甲醇制烯烴用的催化劑是以分子篩為主2煤制烯烴的工藝流程 、技術(shù)及催化劑要活性組分,一氧化鋁、氧化硅和硅藻土等為載體，1)煤制烯烴即煤基甲醇制烯烴,是指以煤為在加工助劑的協(xié)同作用下,經(jīng)加工成型、烘干和焙燒原料合成甲醇后再通過甲醇制取乙烯、丙烯等烯烴等工藝制成分子篩催化劑,分子篩的性質(zhì)和加工助的技術(shù)。主要反應(yīng)有:甲醇制烯烴( MTO) :2CHgOH劑的性質(zhì)等都會對分子篩催化劑的性能產(chǎn)生影響。= C2H4 + 2H2O,3CH,OH = CzH。=3H20;甲醇制丙最早甲醇制烯烴主要以ZSM -5等中孔分子篩作為烯( MTP) :3CH,OH =CzH6 +3H20。煤制烯烴工藝催化劑,這些分子篩的孔徑相對較大,產(chǎn)物以丙烯基流程包括煤氣化、合成氣凈化、甲醇合成、甲醇轉(zhuǎn)化.C +4烴類為主,同時還有較高含量的芳烴,其乙烯.收稿日期:2013-08-13作者簡介:郭艷玲(1977-),女,山西高平人,工程師,從事新型材料開發(fā)技術(shù)工作。482013年11月郭艷玲:淺析煤制烯烴第22叁第11期.收率僅為5%。隨后研發(fā)的硅磷鋁非沸石分子篩煤制烯烴面臨的問題:①經(jīng)濟(jì)性因?yàn)橄鄬π源?簡稱SAPO分子篩)的孔徑比ZSM -5的更小,其在波動。由于煤炭價格以及石油化工產(chǎn)品價格會隨中SAPO -34為活性組分的MTO- 100催化劑,其著市場行情浮動不穩(wěn)定,很容易引起質(zhì)疑。②煤制乙烯和丙烯的選擇性分別為43% ~61. 1%和烯烴項(xiàng)目由于從煤為原料到最后制成聚烯烴或烯烴27.4%~41.8%,產(chǎn)物中乙烯和丙烯等低碳烯烴含衍生物產(chǎn)品,涉及到的工藝流程比較長,因此具有經(jīng)量顯著增加,而且芳烴含量幾乎沒有。因此,分子篩濟(jì)規(guī)模的煤制烯烴項(xiàng)目投資較高。③原材料及能源的粒徑是合成分子篩催化劑的一個重要因素。消耗大,水資源損耗高,碳排放量高,污染嚴(yán)重,對環(huán)煤制烯烴的具有競爭力的條件是:必須建在煤境影響大。④我國的塑料生產(chǎn)廠大部分位于沿海地炭坑口,以廉價煤炭為原料，通過經(jīng)濟(jì)型的大規(guī)模裝區(qū),而計(jì)劃的煤制烯烴項(xiàng)目遠(yuǎn)在內(nèi)陸,如陜西、山西置生產(chǎn)低成本的甲醇,再有甲醇制備烯烴。專家預(yù)和內(nèi)蒙古。即使能夠解決烯烴的運(yùn)輸問題,煤制烯測:當(dāng)原油價格在35~40美元桶時,目前煤價不變烴的高附加值產(chǎn)物，如燃料氣、大分子烯烴和汽油的的背景~下,煤制烯烴項(xiàng)目有市場競爭力。按照目前產(chǎn)量較小,不能滿足建設(shè)相應(yīng)下游加工裝置的規(guī)模的工藝,甲醇是煤制烯烴的中間產(chǎn)品,如果甲醇成本需要,生產(chǎn)商只能以較低的價格在當(dāng)?shù)刂苯愉N售。過高,將導(dǎo)致煤制烯烴路線在經(jīng)濟(jì)上與石腦油路線⑤煤制烯烴屬新產(chǎn)業(yè),沒有現(xiàn)成經(jīng)驗(yàn)可參照，技術(shù)方和天然氣路線缺乏競爭力,此外，MTO需要有數(shù)量面，目前我國SAPO分子篩催化劑尚不夠成熟。巨大且供應(yīng)穩(wěn)定的甲醇原料,只有煤制甲醇裝置與要推進(jìn)我國的煤制烯烴項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)化發(fā)展需要采甲醇制烯烴裝置-體化建設(shè)才能規(guī)避原料風(fēng)險(xiǎn)。取的措施:我國煤制烯烴的現(xiàn)狀:中科院大連化物所是我1) 應(yīng)該重視煤制烯烴項(xiàng)目。煤制烯烴技術(shù).國最早從事MTO技術(shù)開發(fā)的研究單位。該所從成熟度高,乙烯丙烯作為化工行業(yè)的基礎(chǔ)原料應(yīng)用20世紀(jì)80年代便開展了由甲醇制烯烴的工作,已前景廣闊,供求缺口較大。煤制烯烴路線可部分替完成小試及中試,采用中孔ZSM -5沸石催化劑達(dá)代石油為原料制取乙烯和丙烯,降低石油的對外依到了當(dāng)時國際先進(jìn)水平。目前我國的煤制烯烴項(xiàng)存度,緩解壓力。目:2006年12月獲得國家發(fā)展和改革委員會核準(zhǔn),2)相關(guān)部門應(yīng)該制定相關(guān)的 發(fā)展規(guī)劃,努力總投資165億元的神華包頭60萬V/a 煤制烯烴促進(jìn)煤制烯烴項(xiàng)目示范升級。(DMTO)項(xiàng)目,示范工程于2011年1月1日年率先投3)要提升煤制烯烴節(jié)能減排效率,因?yàn)槊褐迫松虡I(yè)化運(yùn)營,全年累計(jì)生產(chǎn)聚烯烴產(chǎn)品約50萬t,烯烴中二氧化碳及污染物排放高于石油制烯烴給環(huán)該項(xiàng)目是世界上對煤制烯烴工藝路線進(jìn)行工業(yè)化、境造成很大污染,另外如果未來開征碳稅,也將增加商業(yè)化運(yùn)營的首次成功實(shí)踐;在建的還有神華寧煤煤制烯烴的成本,所以應(yīng)該進(jìn)-步優(yōu)化建設(shè)方案,簡52萬Va甲醇制丙烯(MTP)、大唐國際46萬Va甲化煤制烯烴工藝流程、開發(fā)新型催化劑,盡量減少該醇制丙烯( MTP)以及中原石化60萬ta烯烴裝置。過程中碳的排放、提高資源轉(zhuǎn)化和利用效率、加大三其中,神華寧煤示范工程于2011年生產(chǎn)聚丙烯產(chǎn)品廢的綜合治理;其次要大力發(fā)展二氧化碳捕集、利用約17萬t;2012年2月,大唐多倫MTP反應(yīng)器B在.和封存技術(shù),有效解決碳排放問題和環(huán)境污染問題。平穩(wěn)運(yùn)行4d后,首次產(chǎn)出純度為99. 9%和乙烯含量僅為34 ppm的聚合級丙烯產(chǎn)品。[責(zé)任編輯:路方](上接第5頁)[J].采礦與安全工程學(xué)報(bào),2013 ,30(2) :251 -255.[3]左字軍,唐春安. 深部巖巷在動力擾動下的破壞機(jī)理分[7] 張曉春 ,盧愛紅,王軍強(qiáng).動力擾動導(dǎo)致巷道圍巖層裂析[J].煤炭學(xué)報(bào),2006 ,31(6) :742 -746.結(jié)構(gòu)及沖擊礦壓的數(shù)值模擬[J].巖石力學(xué)與工程學(xué).[4]陳國祥 ,竇林名.動力擾動對回采巷道沖擊危險(xiǎn)的數(shù)值報(bào),2006 ,25(S1):3 111-3 114.模擬[J].采礦與安全工程學(xué)報(bào), 2009 ,26(2):154 -[8]牟宗龍,竇林名. 頂板巖層對沖擊礦壓的影響規(guī)律研究57.[J].中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2010,39(1):40 -44.[5]高明仕,張 農(nóng),竇林名 ,等.影響巷道沖擊礦壓破壞的[9] 牟宗龍 ,竇林名.頂板巖層特性對煤體沖擊影響的數(shù)值關(guān)鍵因素及破壞過程的模擬研究[ C]//煤炭開采新理模擬[J].采礦與安全工程學(xué)報(bào),2009 ,26(1):25 -30.論與新技術(shù)一中 國煤炭學(xué)會開采專業(yè)委員會2006年學(xué)術(shù)年會論文集,2006.[6]謝龍,竇林名. 不同側(cè)壓系數(shù)對動載誘板沖擊的影響49 ..