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措施等進行了簡單介紹。關鍵詞:煤制烯烴;甲醇;烯烴;催化劑中圖分類號:F426.72;TQ221.2文獻標識碼: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核心技術,我國的能源結構是“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,已無法滿足國民經濟發(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格局,在相當長劑在- -定的溫度、壓力等條件下,發(fā)生反應而轉化為的一段時期內不會有大的變化。據(jù)預測,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,在一次能源生產和消費將煤中的有機質最大限度地轉變?yōu)橛杏玫臍鈶B(tài)產中仍占60%以上。盡管如此,國內煤炭的利用仍以品;接著將合成氣變換,即將煤氣化后其中的CO部粗放為主,煤炭清潔利用技術發(fā)展水平要遠低于石分轉變?yōu)镠;然后將轉換后的合成氣凈化;最后將油煉化技術。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十分成熟,有多年壓力的增大與技術自身的積累和進步,新型煤化工的商業(yè)化生產經驗。甲醇制烯烴是煤制烯烴的最重技術與產業(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、壓強和催展以煤炭節(jié)約型利用為主導的新型煤化工,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濟發(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)轉化為以乙的重要舉措。烯和丙烯為主的低碳烯烴,再進行輕烯烴回收,得到烯烴是現(xiàn)代化學工業(yè)最基本的有機原料,下游乙烯和丙烯等。的產品被廣泛用于日常生活的各個領域。雖然我國2)煤制烯烴技術主要有兩種,中間都經過甲的烯烴產量在逐年增加,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(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"的方式來生產低碳烯烴,是實在甲醇轉化單元中,通過流化床反應器將甲醇轉化現(xiàn)我國“煤代油”能源戰(zhàn)略,保證國家能源安全的重為烯烴,再進人烯烴回收單元中將輕烯烴回收,得到要途徑之一。主要產品乙烯和丙烯。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,分子篩的性質和加工助的技術。主要反應有:甲醇制烯烴( MTO) :2CHgOH劑的性質等都會對分子篩催化劑的性能產生影響。= 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,產物以丙烯基流程包括煤氣化、合成氣凈化、甲醇合成、甲醇轉化.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經濟性因為相對性存(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,很容易引起質疑。②煤制乙烯和丙烯的選擇性分別為43% ~61. 1%和烯烴項目由于從煤為原料到最后制成聚烯烴或烯烴27.4%~41.8%,產物中乙烯和丙烯等低碳烯烴含衍生物產品,涉及到的工藝流程比較長,因此具有經量顯著增加,而且芳烴含量幾乎沒有。因此,分子篩濟規(guī)模的煤制烯烴項目投資較高。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我國的塑料生產廠大部分位于沿海地炭坑口,以廉價煤炭為原料，通過經濟型的大規(guī)模裝區(qū),而計劃的煤制烯烴項目遠在內陸,如陜西、山西置生產低成本的甲醇,再有甲醇制備烯烴。專家預和內蒙古。即使能夠解決烯烴的運輸問題,煤制烯測:當原油價格在35~40美元桶時,目前煤價不變烴的高附加值產物，如燃料氣、大分子烯烴和汽油的的背景~下,煤制烯烴項目有市場競爭力。按照目前產量較小,不能滿足建設相應下游加工裝置的規(guī)模的工藝,甲醇是煤制烯烴的中間產品,如果甲醇成本需要,生產商只能以較低的價格在當?shù)刂苯愉N售。過高,將導致煤制烯烴路線在經濟上與石腦油路線⑤煤制烯烴屬新產業(yè),沒有現(xiàn)成經驗可參照，技術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。巨大且供應穩(wěn)定的甲醇原料,只有煤制甲醇裝置與要推進我國的煤制烯烴項目產業(yè)化發(fā)展需要采甲醇制烯烴裝置-體化建設才能規(guī)避原料風險。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) 應該重視煤制烯烴項目。煤制烯烴技術.國最早從事MTO技術開發(fā)的研究單位。該所從成熟度高,乙烯丙烯作為化工行業(yè)的基礎原料應用20世紀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沸石催化劑達代石油為原料制取乙烯和丙烯,降低石油的對外依到了當時國際先進水平。目前我國的煤制烯烴項存度,緩解壓力。目:2006年12月獲得國家發(fā)展和改革委員會核準,2)相關部門應該制定相關的 發(fā)展規(guī)劃,努力總投資165億元的神華包頭60萬V/a 煤制烯烴促進煤制烯烴項目示范升級。(DMTO)項目,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,因為煤制人商業(yè)化運營,全年累計生產聚烯烴產品約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)該項目是世界上對煤制烯烴工藝路線進行工業(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)化運營的首次成功實踐;在建的還有神華寧煤煤制烯烴的成本,所以應該進-步優(yōu)化建設方案,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、提高資源轉化和利用效率、加大三其中,神華寧煤示范工程于2011年生產聚丙烯產品廢的綜合治理;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反應器B在.和封存技術,有效解決碳排放問題和環(huán)境污染問題。平穩(wěn)運行4d后,首次產出純度為99. 9%和乙烯含量僅為34 ppm的聚合級丙烯產品。[責任編輯:路方](上接第5頁)[J].采礦與安全工程學報,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理分[7] 張曉春 ,盧愛紅,王軍強.動力擾動導致巷道圍巖層裂析[J].煤炭學報,2006 ,31(6) :742 -746.結構及沖擊礦壓的數(shù)值模擬[J].巖石力學與工程學.[4]陳國祥 ,竇林名.動力擾動對回采巷道沖擊危險的數(shù)值報,2006 ,25(S1):3 111-3 114.模擬[J].采礦與安全工程學報, 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)大學學報,2010,39(1):40 -44.[5]高明仕,張 農,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].采礦與安全工程學報,2009 ,26(1):25 -30.論與新技術一中 國煤炭學會開采專業(yè)委員會2006年學術年會論文集,2006.[6]謝龍,竇林名. 不同側壓系數(shù)對動載誘板沖擊的影響49 ..