甲醇制烯烃项目建议

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1、甲醇制烯烃项目的建议甲醇制烯烃项目的建议朱伟 随着中东地区乙烷供应减少，以天然气为原料的甲醇制低碳烯烃（MTO/MTP）项目因为成本比较优势，日渐极具吸引力。特别是在天然气资源丰富的地区，建设甲醇制低碳烯烃项目不仅可以优化产品的机构，提高抵御市场风险的能力，还获取比直接销售甲醇更加可观的收益。通过比较现有技术和工业化装置运行的状况，中国科学院大连物化所的 DMTO 甲醇制低碳烯烃技术与美国 Lummus 公司的 OCT 烯烃歧化技术的技术组合在技术可靠性、产品多样性和经济效益等方面均具有综合优势。目前，全世界唯一成功商业化运行的煤制低碳烯烃项目-中国神华包头项目既是采用 DMTO 技术。该项目

2、的管理、设计、施工、开车和运营全部由中国的工程公司负责，是同类装置中建设质量最佳且建设效率最高的项目。综合分析技术和经济因素，以廉价天然气资源制取的甲醇为原料制低碳烯烃项目具有良好的市场前景。若由中国工程公司在承担本项目的建设工作，可以充分利用其在甲醇制烯烃领域一流的技术能力，丰富的工程经验。中国工程公司能够按照国际化标准为本项目提供高效、优质、经济且全方位的工程建设服务，并且可以满足项目所在国家的安全标准和规范的要求。一、一、世界现有主要世界现有主要 MTO/MTP 技术和相关建设项目简况技术和相关建设项目简况目前，世界上现有的甲醇制烯烃（MTO/MTP）技术主要有 5 种：1、中国科学院大

3、连物化所的 DMTO/DMTO-II 技术；2、美国 UOP 公司的 MTO+OCP技术（其中 MTO 技术为 UOP 和挪威 Hydro 公司共同开发，OCP 技术为 UOP和法国 Total 共同开发） ；3、中国石油化工集团的 SMTO 技术；4、德国 Lurgi公司的 MTP 技术；5、中国清华大学和中国化学总公司联合开发的 FMTP 技术。前 3 项为 MTO（甲醇制烯烃）技术，主要产品为乙烯、丙烯和混合 C4等；后 2 项为 MTP（甲醇制丙烯）技术，主要产品为丙烯、汽油和 LPG 等。这 5类技术都已经成功进行了中试（但规模相差较大） ，其中采用 DMTO、MTP 和SMTO 技

4、术的工业化装置已经开车，采用 DMTO-II、MTO/OTC 和 FMTP 的工业化装置目前在建。表 1 简要列举了 5 种煤制烯烃技术的主要技术参数和产品、中试和工业化装置的情况。据了解，截止 2011 年 12 月，在已经开车的 4 套煤制烯烃工业化装置中（1 套 DMTO、2 套 MTP、1 套 S-MTO，全部在中国） ，只有采用中国科学院大连物化所 DMTO 技术的中国神华包头装置（以下简称“神华包头 MTO 项目” ）已经进行了商业化运营，并连续稳定生产了近一年，完全达到了工业化装置设计的既定要求。神华包头 MTO 项目是世界首套煤制聚烯烃工业化工程，年产煤基甲醇 180 万吨，聚

5、乙烯 30 万吨，聚丙烯 30 万吨，总投资约 170 亿元人民币。神华包头 MTO 项目全部由中国公司负责项目建设指挥、管理、设计和施工，于2010 年 5 月全部建成中交，于 2010 年 8 月打通装置全流程，并投料一次成功生产出合格的聚烯烃产品，实际有效施工期仅为 29 个月。2011 年，神华包头MTO 项目进行了全厂检修，预计能完成 52 万吨聚烯烃的年产量。中国宁煤 MTP 项目总投资约 178 亿元，建设规模为 167 万吨甲醇生产 50万吨聚丙烯，副产汽油 18.48 万吨、液态燃料 4.12 万吨、硫磺 1.38 万吨。宁煤MTP 装置于 2010 年 9 月份中旬开甲醇制

6、丙烯装置，10 月出丙烯（99.69%） ，2010 年 MTP 全装置分段运行，各流程已经打通。在 2011 年 5 月份经过了全公司的检修和改造，净化、合成、MTP 再次全线贯通，生产出聚丙烯产品，全面进入试生产阶段。相同规模的中国大唐多伦 MTP 项目 2007 开始土建，2008-2009 年设备安装，2010 年进行了一年的设计变更和技术改造，实际累计投资已超过 200 亿元。2010 年 6 月贯通流程生产出甲醇产品，2010 年底 MTP 装置进行阶段性试车DME 反应器运行正常，2011 年 8 月生产出合格丙烯，纯度 99.1%。中国石化集团位于河南濮阳的采用 SMTO 技术

7、的甲醇制烯烃项目也于 2011年 10 月开车成功，产出合格乙烯、丙烯。该项目总投资预计为 15 亿元，包括新建 60 万吨/年甲醇制 20 万吨/年烯烃，新建 10 万吨/年聚丙烯装置，现有 20万吨/年石脑油裂解聚乙烯装置改造。项目于 2010 年 8 月开工建设，2011 年 8月完成装置建设。2004 年 UOP 公司称，新加坡 Eurochem 技术公司的子公司 Viva 甲醇公司将使用由 UOP 公司和 Norsk Hydro 公司联合开发的 MTO 技术，以及由 Total 石化公司和 UOP 公司开发的 OCP（烯烃裂解工艺）技术，将在尼日利亚 Lekki 建设石化综合装置。该

8、装置将是世界上首套采用该技术的工业规模装置，将年产80 万吨的乙烯和丙烯。项目原定于 2008 年投产，但是受到金融风暴的影响，项目建设进度很慢，预期该装置可能在 2012 年投产。此外，采用中国清华大学FMTP技术的中国华能集团投资60万吨甲醇制20万吨聚丙烯项目计划于2012年开始建设，该项目总投资约为25.4 亿元。在表 1 列举的 3 种 MTO 项目的 C2 和 C3 烯烃转化率约为 80，副产品中还有大部分 C4 和 C5 低附加值的烯烃。在神华包头 MTO 项目中，首先从 C4烯烃中分离丁烯-1 用于聚乙烯和聚丙烯装置，然后将剩余 C4烯烃转化为MTBE（甲基叔丁基醚，一种高辛烷

9、值的汽油添加剂） 。但丁烯-1/MTBE 分离和转化装置投资较高，MTBE 的市场容量也不如乙烯和丙烯，经济效益并不显著。过去几年里甲醇制烯烃技术和利用 C4增产丙烯技术取得了重大进展。目前，在 MTO 装置中利用 C4增产丙烯技术可达到更高的甲醇进料利用率，取得更大的经济效益，该类技术主要有 2 大类：C4烯烃裂解技术和 C4 烯烃歧化技术。这些技术各具特色，但也存在一些不足之处，为取长补短，这些技术出现了多种应用组合，导致了工艺性能的重大改进。技术组合主要有以下几种：（1）UOP MTO 技术与 OCP 技术的组合； （2）大连化学物理研究所的 DMTO 技术与 Lummus 的 OCT

10、技术的组合； （3）大连化学物理研究所的 DMTO技术； 表 2 简要列举了上述 3 种技术组合的主要技术参数和产品、中试和工业化装置的情况。表 2 技术 项目中国大连物化所DMTO-II美国 UOP/挪威 Hydro/法 国 TotalMTO+OCP中国大连物化所 /美国 LUMMUSDMTO+OCT工艺固定床甲醇转化工艺 烯烃裂解技术增产丙烯固定床甲醇转化工艺 烯烃裂解技术增产丙烯固定床甲醇转化工艺 烯烃歧化技术增产丙 烯（转换 C4+烯烃时需 要消耗少量乙烯）中试（示范） 装置情况2010 年 5 月在中国陕西 成功运行 投料量：50 吨甲醇/天2010 年在比利时费卢依 中心成功运行

11、投料量：不祥无联合中试装置 但 DMTO 装置和 OCT 装 置是相互独立的装置甲醇转换率99.97%100100C2 和 C3 烯烃 转化率85.68%85% （其中 60为丙烯）85%主要产品丙烯乙烯丙烯乙烯丙烯乙烯甲醇消耗约 2.67 吨甲醇/吨烯烃双烯产量提高15双烯产量提高 15工业化装置 情况无运行工业化装置 陕西蒲城项目 180 万吨 甲醇制 70 万吨烯烃项 目，计划在 2014 年底 投产。无运行工业化装置 尼日利亚 Lekki 装置在 建设中，可能 2012 年投 产DMTO 工业化装置：中 国神华包头 MTO 项目 成功商业化运行；OCT 工业化装置：全球有 18 套装置

12、已投产运营。特点甲醇转化和 C4+转化采 用相同的催化剂表 1 （供参考）技术 项目大连物化所DMTO美国 UOP/挪威 HydroMTO中石化SMTO德国 LurgyMTP清华大学FMTP工艺甲醇制烯烃技术 采用流化床工艺甲醇制烯烃技术 采用流化床工艺甲醇制烯烃技术 采用流化床工艺甲醇制丙烯技术 采用固定床工艺甲醇制丙烯技术 采用流化床工艺中试 （工业化试验） 装置情况2006 年 2 月在中国陕西 成功运行， 投料量：50 吨甲醇/天1995 年在挪威 成功运行， 投料量：0.75 吨甲醇/ 天2007 年 11 月在中国上 海成功运行， 投料量：100 吨甲醇/天2002 年 1 月在挪

13、威 成功运行， 投料量：8.64 吨/天2009 年 11 月在中国安 徽成功运行， 投料量：90 吨甲醇/天甲醇转换率99.1899999999C2 和 C3 烯烃 转化率78.7180788078.248071（丙烯）77（丙烯）主要产品乙烯和丙烯 乙烯/丙烯可调产量比: 0.81.5乙烯和丙烯 乙烯/丙烯可调产量比: 0.751.5乙烯和丙烯丙烯 汽油、液化气（副产品）丙烯 液化气（副产品）工业化装置情况神华包头 MTO 项目世界 首套成功商业化运营的 项目，年产聚乙烯 30 万 吨（Univation） ，聚丙 烯 30 万吨（陶氏） ， 另有 10 余套装置正在 设计或在建设中尼日利

14、亚 Lekki 装置， 将年产 80 万吨的乙烯和 丙烯，预期该装置可能 在 2012 年投产。河南濮阳项目也于 2011 年 10 月开车成功，产出 合格乙烯、丙烯。宁煤 MTP 项目（167 万 吨甲醇生产 50 万吨聚丙 烯，副产汽油 18.48 万 吨、液态燃料 4.12 万吨、 ）从 2011 年 5 月进入试 生产阶段。中国华能集团 60 万吨甲 醇制 20 万吨聚丙烯项目 计划于 2012 年开始建设。甲醇消耗3 吨甲醇/吨烯烃3 吨甲醇/吨烯烃3 吨甲醇/吨烯烃3.4 吨甲醇/吨丙烯3 吨甲醇/吨丙烯二、项目建议和评估二、项目建议和评估1、经济性、经济性以煤为原料的 MTO/M

15、TP 项目，烯烃产品的生产成本较高，与传统石脑油裂解制烯烃相比，在低油价体系下产品成本竞争力较差，当原油价格高于 60 美元/bbl 时，煤制烯烃产品才具备一定成本竞争力。中东地区采用廉价乙烷和丙烷为原料裂解制乙烯和丙烯，煤制烯烃产品无法与之竞争。中国大规模建设煤制烯烃项目，主要是由于中国资源具有“富煤、缺油、少气”的状况，且石油对外依存度已达到约 55，且乙烯和丙烯的刚性需求非常强劲。在油价高起的年代，煤制烯烃项目可以减少原油和石油制品的对外依存度，改变中国的能源利用结构，是符合中国国情的战略性措施。同时，在中国沿海地区也正在建设以廉价进口甲醇为原料的 MTO 项目。由于中东地区乙烷供应减少

16、，石脑油、轻柴油等乙烯原料资源也面临着越来越严重的短缺局面。这也使以天然气为初始原料的 MTO/MTP 项目在许多地区极具吸引力。现有的以天然气为原料的 200 万吨/年甲醇，较煤基甲醇具有明显的成本优势。据测算，200 万吨/年规模的甲醇工厂，甲醇成本价格约为 120 美元/吨。以此为基础的 MTO/MTP 项目，乙烯和丙烯的成本约为 420 美元/吨。2011 年亚洲市场甲醇、乙烯和丙烯的平均价约为 350 美元/吨、1150 美元/吨和1400 美元/吨（离岸价） 。显而易见，以上述数据推算，在甲醇工厂当地建设 1套 6070 万吨/年 MTO/MTP 装置经济效益很可观，其收益比直接销售甲醇要高出 30，且产品的结构得到了改善。当然上述分析仅供参考，项目决策还需要根据当地的实际情况和其辐射的市场竞争情况进行精确且详尽的经济分析。2、建议采用的技术、建议采用的技术根据实际运营情况和并尽可能降低投资风险，建议采用 DMTO+OCT 技术，即中国科学院大连物化所的 DMTO 煤制烯烃技术结合美