非石油原料生产烯烃技术现状分析与前景展望
- 期刊名字:石油化工
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- 论文作者:胡徐腾,李振宇,黄格省
- 作者单位:中国石油 石油化工研究院
- 更新时间:2020-03-23
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石化T2012年第41卷第8期PETROCHEMICAL TECHNOLOGY●869非石油原料生产烯烃技术现状分析与前景展望胡徐騰,李振宇,黄格省(中国石油石油化工研究院,北京100195 )[摘要]由于石油资源日益短缺,非石油原料生产低碳烯烃备受业内关注。简要介绍了非石油原料生产合成气的方法,重点对天然气直接制烯烃、合成气费托合成制烯烃、合成气经甲醇脱水制烯烃,合成气发酵经乙醇制烯烃、生物乙醇制烯烃等各种非石油基烯烃生产技术的发展现状进行了分析。在各种非石油原料生产烯烃的技术中,煤基合成气经甲醇制烯烃是发展最快的技术路线,具有广阔的发展前景,但需从环境容量和水资源等实际条件出发合理布局、科学决策;非石油基烯烃是对石油烯烃的重要补充,在目前技术尚未完全成熟的情况下,我国应针对不同原料、不同工艺开展全面研发工作,走烯烃原料多元化并重的路线,争取早日实现突破,为石油化工产业的可持续发展奠定基础。[关键词]非石油原料;低碳烯烃;合成气;煤;天然气;生物质;甲醇;乙醇[文章编号] 1000 - 8144 (2012)08 - 0869 - 07[中图分类号] TQ 424.3: 文献标识码] APresent Situation and Prospect of Olefin Production Technology fromNon-Petroleum Raw MaterialsHu Xuteng, Li Zhenyu, Huang Gesheng(Petrochemical Research Institute of PetroChina Company Limited, Bejing 100195,China)[Abstract ] The production methods for light olefins from non-petroleum raw materials werereviewed, including methane oxidative coupling,syngas Fischer-Tropsch synthesis,dehydration ofmethanol from syngas,dehydration of ethanol obtained by syngas fermentation or from biomass. Itis concluded that coal-based syngas to light olefins via methanol is the fastest growing technical routethat has broad prospects. But for the development of the technology, the situations of coal resources,environmental capacity,water resources etc. must be considered. The non-petroleum based olefins arean important complement for the petroleum based olefins,but the technology has not been mature.[ Keywords ] non petroleum raw materials; light olefins; syngas; coal; natural gas; biomass;methanol; ethanol长期以来,我国以石脑油制烯烃(乙烯和丙或乙醇脱水制烯烃,因此合成气是非石油路线生产烯)为主。由于石油资源短缺以及能源需求增长较烯烃产品的“桥梁”。鉴于合成气生产技术以及用快,201 1年我国原油对外依存度达56%。随着国际合成气生产甲醇的技术已经很成熟,因此目前非石原油价格的大幅上涨和国内供求矛盾的加剧,烯烃油基烯烃生产技术的研究重点在于合成气直接制烯原料供应紧张,制约了乙烯行业的发展,因此扩大烃、甲醇制烯烃、乙醇制烯烃等关键环节。烯烃原料种类、采用非石油原料生产烯烃成为业内本文对非石油原料生产合成气的方法进行了关注的热点。简要介绍,重点对各种非石油基烯烃生产技术的发非石油原料生产烯烃主要包括天然气直接制展现状进行了分析,并对这些技术路线的发展前景烯烃、天然气经合成气制烯烃、煤经合成气和甲醇制烯烃、生物质经合成气和乙醇制烯烃等。在这些[收稿日期] 2012-03-28; [修改稿日期] 2012-05-30。技术路线中,大多都是经合成气制甲醇或经合成气[作者简介]胡徐腾(1973-) .男,江苏省盐城市人,博士,教授级高级工程师。联系人:黄格省,电话010 - 5777206 - 3105.制乙醇(此技术尚处于研发阶段),然后再经甲醇电邮huanggeshengyx@ 163.com。石油七T●870.PETROCHEMICAL TECHNOLOGY2012年第41卷进行了展望。以合成气为原料制备甲醇、二甲醚、汽油和柴油等的技术; (2)生物质油气化制合成气,即生物质在1非石 油原料生产合成气的方法惰性气氛条件下发生快速热分解反应制得生物油,合成气可由煤、石油、天然气和生物质等多生物油再经气化制备合成气。这一技术目前尚未成种含碳原料转化而来,来源广泛,生产方法甚多。熟,仍在进一步的开发中。非石油原料生产合成气的方法主要有天然气转化、2非石 油原料生产烯烃技术发展现状煤气化及生物质气化等。1.1 天然气转化制合成气非石油原料(天然气、煤、生物质和城市垃圾目前天然气转化制合成气的工艺可分为3种:等)生产烯烃的方法主要有3种: (1)天然气直接制(1)蒸汽催化转化,包括传统蒸汽催化转化、将传烯烃,即甲烷催化氧化偶联法制乙烯; (2) 合成气统蒸汽催化转化与自热转化结合在一起的联合蒸汽制烯烃,包括合成气直接制烯烃、合成气间接制烯催化转化和预转化蒸汽转化等工艺; (2)以部分氧烃两种,后者又包括合成气经甲醇脱水制烯烃以及化为核心的自热转化工艺,包括非催化部分氧化和合成气发酵首先制乙醇、乙醇再经催化脱水制烯催化部分氧化; (3) 热交换器型转化工艺,这是目烃; (3) 生物乙醇制烯烃,即生物质原料先经发酵前国外竞相开发的工艺。在全世界所有以天然气为制乙醇,乙醇再经催化脱水制烯烃。原料生产合成气的工艺中,传统蒸汽催化转化工艺2.1天然 气直接制烯烃占80%以上。天然气直接制烯烃的热点研究技术是甲烷氧1.2 煤气化或煤与天然气/煤层气联合制合成气化偶联制乙烯,由美国联碳公司在1982年提出,立按照煤在气化炉中的流体行为,煤气化的方即引起了世界各国的关注。甲烷氧化偶联反应是指法可分为移动床(固定床)气化、流化床气化以及甲烷在催化剂和氧物种的作用下,形成甲基自由基气流床气化3种。国外的代表性技术主要有Shell粉(CH3. ),然后甲基自由基偶合形成乙烷,乙烷脱煤气化、GSP粉煤气化、Texaco水煤浆气化、Lurgi氢生成乙烯。迄今为止,国内外实验过的催化剂已加压气化和恩德气化工艺,我国开发了多喷嘴对置有2000种以上,几乎遍布了周期表中的大部分元式水煤浆气化和灰熔聚气化等技术。目前,这些气素,但甲烷转化率和乙烯选择性均较低,距离工业化技术在煤基合成氨、合成油、合成甲醇及其下游化还有很长的距离川。产品的生产中已广泛应用。此外,我国一些企业正2.2 合成气直接制烯烃在探索煤和天然气(来自油田气)/煤层气联合制甲合成气直接制烯烃即合成气通过费托合成直醇的工艺。在该工艺中煤和天然气以适宜的比例结接制取低碳烯烃(乙烯和丙烯)。合成气直接制低合,煤经磨碎后制成水煤浆再气化制得合成气(碳碳烯烃的关键是催化剂技术,要求催化剂能够限制氢摩尔比1 :0.6),然后与天然气/煤层气水蒸气转碳链增长、抑制甲烷生成、阻止反应生成的低碳烯化制得的合成气(碳氢摩尔比1 : 3)混合再生产甲烃发生二次反应,并具有较高的催化活性。目前,醇,这样以煤为原料制得的合成气中多余的碳和国内外在合成气直接制低碳烯烃催化剂及反应工艺以天然气为原料制得的合成气中多余的氢互为补方面开展了很多研究工作,但均停留在实验室研究充,可以达到合成甲醇所需要的合成气碳氢摩尔比阶段。((1 : 2.0)~(1 : 2.1))要求。2.3 合成气经甲醇脱水制烯烃1.3 生物质气化制合成气2.3.1几种 主要的甲醇制烯烃技术及其应用生物质气化制合成气主要有两条技术路线:由于合成气制甲醇技术已十分成熟,因此合(1)生物质气化气重整变换法制合成气,生物质成气经甲醇制烯烃技术的关键在于甲醇脱水制烯经定向气化(使木质纤维素尽可能多地转化为富含烃。具有代表性的技术有UOP公司、Lurgi公司和H2, CO,CO,的混合气体,其中无用气体和碳氢中国科学院大连化学物理研究所等开发的甲醇制烯化合物尽可能少)、气体重整(气体中的烃类、焦.烃技术(2-6]。油等催化裂解为有用气体)和变换制备合成气。对2.3.1.1 UOP/Hydro -MTO工艺这一技术的开发已取得较大进展,如美国国家可再1992年,UOP公司和海德鲁公司开始联合开生能源实验室已研发出通过生物质气化制合成气,发UOP/Hydro-MTO工艺,1995年 在挪威建成首第8期胡徐腾等.非石油原料生产烯烃技术现状分析与前景展望.871●套示范装置,运行成功后宣布对外转让该技术。时副产汽油180kt、LPG40kt、乙烯20kt。此外,UOP/Hydro- MTOI艺采用流化床反应器和再生大唐内蒙古多伦煤化工有限公司(简称大唐多伦)器,反应热通过产生的蒸汽带出并回收,失活的的460 kt/a煤制烯烃装置也采用了Lurgi公司的MTP催化剂被送到流化床再生器中烧碳再生,然后返技术,该项目于2009年11月建成投运,主产聚丙烯回流化床反应器继续反应。该装置采用以磷酸硅(460 kt/a),联产汽油(200 kt/a)和LPG(36 kt/a)等铝分子筛SAPO- -34为主要成分的MTO- 100型催化多种副产品,项目总投资180亿元。剂,在0.1~0.5 MPa、350~550 C下反应,反应2.3.1.3大连 化学物理研究所的DMTO工艺产物中乙烯和丙烯的比例可调(两者的摩尔比为中国科学院大连化学物理研究所经过多年的0.75~ 1.50),乙烷、丙烷、二烯烃和炔烃的生成研究,开发出具有自主知识产权的DMTO甲醇制量少。中国惠生(南京)清洁能源股份有限公司在烯烃技术。催化剂为SAPO- -34分子筛,采用流化201 1年8月宣布,将采用UOP/Hydro -MTO技术在南床反应器,乙烯+丙烯选择性约为80%, 2.96 t甲京建一套煤化工联合装置,每年生产295 kt乙烯和醇生产1 t烯烃。在DMTO工艺的基础上,大连化丙烯,预计201 3年建成投产。学物理研究所、陕西煤业化工集团、中国石化洛2.3.1.2 Lurgi公 司的MTP工艺阳石化工程公司共同开发出DMTO-I技术,将德国Lurgi公司的甲醇制丙烯(MTP)技术是甲醇转化与产物中C;组分的再转化进行耦合,通UOP/Hydro- -MTO工艺的新发展,甲醇先转化为二过C:组分回炼增产低碳烯烃,两种反应采用同一甲醚,然后二甲醚直接转化为丙烯,所用催化剂种催化剂,均采用流化床技术。DMTO- II技术的是改良的ZSM- 5沸石催化剂。该工艺的甲醇和二工业试验结果表明,甲醇转化率为99.97%,乙甲醚的转化率达99%以上,产物主要是丙烯,其次烯+丙烯选择性为85.68%,每吨乙烯+丙烯的甲是汽油、液化石油气(LPG)和乙烯。2011年6月,醇消耗为2.67 to DMTO- II技术已在神华包头600我国神华宁煤集团的MTP装置建成投产,采用了kt/a煤制烯烃装置上成功应用(原料煤4.1 Mt/a,Lurgi公司的MTP工艺(使用德国南方化学公司改性聚乙烯和聚丙烯的产能均为300 kt/a),总流程见ZSM-5沸石催化剂),年产470 kt聚合级丙烯,同图1。Coal- +DischargingEthylene厂lpolymerizationCoalMethanolL +DMTO| gasification ltransformationsynthesis厂100 kt/aSulfurOlefinseparationrecovery25 ktapolymerization20k/a→Sulphur图1神华包头煤制烯烃装 置流程Fig.l Unit process of coal to olefn in Shenbua Baotou Co.2.3.1.4中国石化的SMTO工艺化公司600 kt/a的SMTO装置产出合格乙烯和丙烯,SMTO工艺由中国石化上海石油化工研究院、实现装置开车-一次成功。工程建设公司和北京燕山石化公司合作开发。2007除上述代表性技术外,还有清华大学的循环年11月,中国石化在燕山石化公司建设的一套100流化床甲醇制丙烯工艺,采用SAPO-18/SAPO-t/d的SMTO中试装置投产,装置产出的乙烯和丙烯34混晶催化剂、气固并流下行式流化床短接触反直接送燕山石化现有装置,实现连续运行。该装置应器,甲醇转化率大于98%,低碳烯烃收率大于使用的催化剂是上海石油化工研究院提供的SAPO-93%。利用该技术,中国化学工程集团公司、清华34分子筛催化剂,甲醇转化率大于99.5%,乙烯+大学和安徽淮化集团有限公司3个单位合作,在安丙烯选择性大于81%,乙烯+丙烯+丁烯选择性大于徽淮化集团建成-套30 kt/a的工业试验装置,并取91%。2011年10月, 采用该技术的中国石化中原石得了理想的试验结果。石油七T.●872●PETROCHEMICAL TECHNOLOGY2012年第41卷2.3.2煤(甲醇)制烯烃技术经济分析的矛盾,因为煤、水资源均具备的地区少之又少;煤基甲醇制烯烃技术近年来发展很快,已在另外煤制烯烃的碳排放远大于石油基烯烃。从减少我国神华集团、大唐多伦等企业实现工业化应用,碳排放、保护环境的角度考虑,今后我国对CO,排该技术以煤为原料经气化制合成气和甲醇,然后甲放企业可能实施更加严厉的碳排放税收政策,煤制醇脱水制乙烯或丙烯。据统计,目前我国已建煤烯烃企业将受到环保和水资源方面的巨大压力。(甲醇)制烯烃装置4套(神华包头600 kt/a、神华宁2.4合成气发酵经乙醇制烯烃煤500 kta、中原石化600 kt/a、大唐多伦460 kt/a),该技术路线包括合成气发酵制乙醇、乙醇催烯烃总产能2.16 Mt/a;在建装置4套,总产能化脱 水制烯烃两个过程。2.2 Mt/a;拟建装置36套,总产能21 Mt/a。如果全2.4.1合成气发酵制乙醇部建成,我国煤基烯烃产能将达到约25 Mt/ao合成气发酵制乙醇是目前颇受关注并正在研国内相关煤化工装置运行结果显示(7-9,对于发的新技术,关键在于发酵工艺和提高合成气转化不同原料路线制烯烃,当原油价格为50美元/桶时,率及乙醇收率。美国可再生能源技术(Coskata)公石脑油价格为4 000元/t,则烯烃成本为8300元/t;司、英国英力士(INEOS)公司、新西兰朗泽技术与此对应的是,煤价格为550元/t时,甲醇成本(LanzaTech) 公司等均对该技术进行了研究并取得为2 300元/t,则烯烃成本也为8300元/t,内部收益一定进展011。率为10%~ 12%;天然气价格为1.7元/t时,甲醇成Coskata公司的工艺包括纤维素生物质原料气本为2 300元/t,则烯烃成本也为8300元/t,内部收化、合成气发酵生成乙醇及乙醇分离3个部分,建益率为10%~ 12%。有115 t/a中试装置,1干基纤维素原料可产300 kg对于煤(甲醇)制烯烃技术,原油价格在80美乙醇,该公司于2012年在美国宾夕法尼亚州建设元/桶以上时,它具有竞争力。15~ 1.7 t煤可生产1150 ~ 300 kt/a工业化装置。INEOS公 司称已经开发t甲醇,3.2 t甲醇可生产1 t聚丙烯;在煤价300 ~ 500出生物质合成气发酵制乙醇工艺(工艺流程见图元/t、水价2.7~ 2.8元/t、电价0.41元/(kW ●h)时,2),1 t城市垃圾可生产出400 L乙醇;该公司计划甲醇成本2 300元/t、丙烯成本8 200~ 9500元/t、聚2013年在英国Seal Sands建成150 kt/a乙醇装置并用丙烯售价10 500~ 12 000元/t,煤(甲醇)制烯烃装发酵废气联产43 MW电力,生产合成气的原料采用置有20%多的盈利空间。城市垃圾填埋物(处理量1 M/a)。2010年9月, 河随着我国煤(甲醇)制烯烃在技术和经济上的南煤业化工集团、中国科学院生物局和LanzaTech可行性得到验证,外购甲醇制烯烃项目成为沿海地公司计划利用煤炭气化合成气生物发酵法来生产区获得乙烯和丙烯,并进而生产下游产品的选择之乙醇燃料(300 t/a中试装置)及其他化工产品。2011一,例如宁波禾元化学有限公司外购I .80 Mta甲醇年3月,宝钢集团、LanzaTech技 术公司和中国科学制600 kta烯烃项目正在建设。外购甲醇制烯烃项目院合作的300 t/a尾气制乙醇示范工程在上海开工建的建设将缓解目前我国甲醇产能严重过剩的现状。设,该项目计划利用炼钢厂产生的尾气(主要为合从原煤供应、水资源需求及碳排放情况看,煤成气废气),采用LanzaTech公司的生物发酵技术制(甲醇)制烯烃装置必须建在煤碳资源富集区,使用乙醇,同时与中国科学院的膜分离技术和发酵工艺低成本的坑口煤,以降低运输增加的成本;同时煤等结合。此外,兖矿集团也在推进合成气生物法制制烯烃耗水量大,装置所在地必须具备丰富的水资乙醇技术的合作,准备建设300 t/a的煤制乙醇中试源,这与我国煤、水资源逆向分布的状况存在很大装置。+Power outputGeneration| equipmentExhaust gasr BiocthanolWood residuesb Vegetable waste+[ Gasification ]一 ++ Fermentation Ditilation: City gurbaged CoalPurifier图2 INEOS公 司生物质合成气发酵制乙醇工艺Fig.2 Production procss for ethanol through biosynthetic gas fermentation in INEOS Company,第8期胡徐腾等.非石油原料生产烯烃技术现状分析与前景展望合成气发酵制乙醇目前仍在实验室研究阶及近2年内计划建设的纤维素乙醇示范装置共40多段,实现工业化尚待时日,主要是因为合成气的生套, 产能总计500 kt/a左右,采用的生产技术主要物转化存在- -些缺陷:厌氧微生物的生长和产物生有: (1) Verenium公司开发的硫酸/酶水解-发酵技成速率较低;厌氧发酵要维持长时间,稳定操作较术; (2) Arkenol公司开发的硫酸水解-发酵技术;困难;发酵产物的某些成分对乙醇有- -定的抑制作(3) ZeaChem公司开发的酸水解-发酵酯化加氢用。为此,需要采用优良的发酵菌株以提高发酵产技术; (4) 杜邦Danisco纤维素乙醇公司开发的酶水率,同时改进反应器和发酵工艺。解-发酵技术; (5)Shell公 司旗下的logen公司开发2.4.2乙醇 催化脱水制乙烯的EcoEthanoITM纤维素乙醇技术。这几种技术虽乙醇催化脱水制乙烯过程的技术关键在于选然都通过了中试并建有示范装置,但生产成本普遍用合适的催化剂。从原理上讲,醇在酸碱催化剂作较高,还不能实现无补贴商业化。目前美国只有两用下通常发生脱氢、耦合、脱水3种类型的反应。座商业化规模的纤维素乙醇工厂处于规划阶段:一在酸催化剂作用下,低温(温度低于230 C)时乙醇是堪萨斯州的Abengoa生物能源集团的装置;另一脱水主要产物为乙醚;中温(温度高于300 C)时乙座是Poet公司在爱荷华州的传统乙醇装置的扩能。醇脱水主要产物为乙烯;高温(温度高于500C)时从技术角度看,用酶替代硫酸水解可在比较缓和或在碱性催化剂作用下,乙醇脱氢生成乙醛,进-的条件下操作,能减少糖的降解,提高乙醇收率,步耦合可生成醛醇和n-丁醇等。是纤维索乙醇生产的方向;而使用低成本的酶是降大部分固体酸催化剂和固体碱催化剂都可使低纤维素乙醇生产成本的关键,目前开发最为成醇类脱水生成烯烃或醚。通常固体酸比固体碱具有功的有两种纤维素糖化酶,- -种是Novozymes公司更高的催化活性,催化乙醇脱水制乙烯通常采用酸开发的Cellic Ctec2,另- -种 是Genencor公司开发的催化剂。目前已报道的乙醇脱水催化剂有多种,具Accellerse DUET,二者均已在实际生产中应用,但有工业应用价值的主要有活性氧化铝催化剂和分子其成本还有待进一-步降低[2。筛催化剂。纤维索乙醇的生产目前存在的主要技术障碍目前,乙醇脱水制乙烯催化剂还存在--些问是纤维素的预处理及水解技术、C/C。糖共发酵、题,主要表现为反应温度过高,催化剂易发生积碳高效酶技术等工艺环节,尤其是酶制剂和乙醇产品失活,使用寿命短,且对乙醇的浓度要求高。今后的成本有待降低。另外,如何大规模、低成本地获对该催化剂的研发有3个方向:一是开发适合低浓取纤维素原料也有诸多争议。美国虽然已经建有多度乙醇脱水的催化剂,以减轻乙醇浓缩的能量消耗套纤维素乙醇工业示范装置,但生产成本高,装置和设备投资;二是开发低温高效的乙醇脱水催化持续运行需要政府补贴,制约了乙醇产能的扩大。剂,提高催化活性,降低反应温度;三是开发适合据美国国家研究委员会报告,未来美国将不液相乙醇脱水的催化剂,以大幅度降低能耗。能实现包括纤维素乙醇在内的可再生燃料生产目2.5 生物乙醇制烯烃标,除非政府有更加优惠的补贴政策或开发出新技以生物乙醇为原料生产的生物乙烯,是石油术。该标准要求到2022年必须生产60.6 GL纤维索乙烯的重要补充。除采用与上述相同的乙醇催化脱乙醇,目前常规玉米乙醇产量已超过规定的生产指水制烯烃技术外,生物质发酵制乙醇是生物乙醇制标,但纤维素乙醇生产技术还不能进行商业化生烯烃过程中的另-项关键技术。目前生物质发酵法产,这主要是因为纤维素乙醇生产成本高,加上政生产乙醇主要以传统的玉米、甜高粱等粮食作物及策的不确定性,使得纤维素乙醇产量很低,难以达甘蔗、甜菜等糖料作物为原料,经葡萄糖发酵生到预定目标。据报道,201 1年美国纤维素乙醇产量成乙醇,即第一代生物乙醇技术。这一-技术已十仅为24.98 ML,远低于美国可再生燃料标准规定的分成熟,虽然曾引发- -些国家粮食供应紧张及糖201 1年产量达到0.95 GL的目标"31。价上涨(主要是巴西),但仍在美国、巴西等国家我国许多单位均对纤维素乙醇技术进行了开普遍采用。发,安徽丰原集团、河南天冠集团和中国科学院过为减少粮食消耗,近年来纤维素乙醇技术(第程工程研究所分别建成3 kt/a示范装置,并取得了二代生物乙醇技术)的开发受到世界各国的高度重-些进展,但总体来说我国纤维素乙醇技术的研究视。美国是纤维素乙醇技术发展最快的国家,已建步伐较为缓慢。值得关注的是,中国石化、中国在油化T●874●PETROCHEMICAL TECHNOLOGY2012年第41卷海油与美国Novozymes公司合作,正在我国建设首煤层气制甲醇时大量氢气的排空,也避免了单纯以套纤维素乙醇装置(产能50 kt/a),计划2012年建煤制甲醇过程中CO2的大量排放,实现了资源的最成投产。有效利用,同时减少了对环境的污染,还可以省掉:巴西是目前用乙醇生产乙烯发展最快的国或缩小变换工序的规模,节约投资,这一-工艺值得家。2010年9月,巴西Braskem石化公司的200 kt/a业内关注。另外,加快开发CH4 -CO,重整制合成气绿色乙烯装置建成投产,这是世界上第一套以甘蔗技术对于减少CO2排放、保护环境具有重要意义;乙醇(采用蔗糖发酵)为原料先生产乙烯再生产聚而生物质气化制合成气技术虽然发展较早,但目前乙烯的装置,其中80%聚乙烯产品出口供给欧洲、仍不成熟,需要进- -步开发。美国和亚洲的客户。Braskem公 司还与Novozymes甲烷(天然气)氧化偶联制乙烯、合成气直接公司合作,从2010年起开始研发甘蔗纤维素生产聚制烯烃技术工艺路线简单,是制取烯烃的理想途丙烯的工艺41。径,目前制约这两种工艺发展的瓶颈主要是催化剂目前我国乙醇制乙烯尚处于小规模生产阶技术不过关,因此需要深人开发。段,2009年总产能120 kt/a,预计到2013年将达到合成气发酵制乙醇受到许多公司的重视,但310kt/a。国内研究乙醇制烯烃的单位有南开大实现工业化有待时日,在合成气的生物转化方面仍学、上海石油化工研究院、南京工业大学、清华大需进一步研究;纤维素乙醇是目前公认的生物乙醇学、北京化工大学和大连化学物理研究所等。比较发展方向,但由于生物质原料来源的不确定性、产成功的是上海石油化工研究院,该院拥有以JT-1品成本高以及某些生产工艺环节存在技术障碍需要型催化剂为核心的6 kt/a乙醇脱水制乙烯成套技术进一步完善,实现大规模商业化也有待时日;而对工艺包,先后在四川维尼纶厂、广西维尼纶厂和山于乙醇催化脱水制Z烯技术,关键是要开发合适的西维尼纶厂等成功应用,共计有5套小规模生产装催化剂。置成功运行。总之,非石油基烯烃是对石油基烯烃的重要此外,生产乙醇的工艺还有醋酸加氢工艺。补充,其技术开发必将受到世界各国越来越多的重美国塞拉尼斯公司已经开发出醋酸加氢制乙醇的专视。在目前非石油基烯烃技术尚未完全成熟的情况利技术15-16]。该公司采用其成熟的煤基甲醇羰基化下,我国相关单位应结合自身实际情况对不同原法生产醋酸,但其醋酸加氢制乙醇技术尚有待工业料、不同工艺开展深入的研发工作,争取早日实现.试验的验证。突破,为石油化工产业的可持续发展奠定基础。3结语参考文献在目前各种非石油原料生产烯烃的工艺中,[1] 苏永庆,王萍,任年军.甲烷直接转化的研究现状与展望煤基合成气经由甲醇制烯烃是发展最快的技术路[J].云南化工,2009,36(4): 2-3.线,具有广阔的市场前景,但同时应注意到煤制烯[2] UOP LLC. Atrition Resistant Catalyst for Light Olefin Produc-烃装置投资高,生产过程中耗水量大、CO.排放量tion: wO. 205952 A2[P]. 2002-01-24.大,对水资源、环境容量、煤资源等条件均有很高[ 3] ChenJ Q, Bozzano A. Recent Advancements in Ethylene and的要求,因此发展煤制烯烃须谨慎、科学决策。Propylene Production Using the UOP/Hydro MTO Process[J].合成气是非石油基烯烃生产过程中的重要环Catal Today, 2005, 106(1/4): 103- 107.4] Koempel H, Liebner W. Lurgi's Methanol to Propylene Report节。在煤化工装置中,煤气化制合成气部分的投资on a Successful Commercialisation[J]. Stud Surf Sci Catal,约占装置总投资的70%,因此根据煤种条件,采用2007. 167; 261-267.合适的气化技术对于降低装置投资、提高合成气产[s]亚化咨 询煤制烯烃项目发展的新趋势[EB/OL]. (2011-10-率至关重要。在天然气转化制合成气技术中,结合31) [2011-12-05].中国煤化网http: /www.chinacoalchem.蒸汽转化和部分氧化形成的联合转化工艺是当前合com.成气制备的发展方向,此技术解决了能量平衡、H2[6]张惠明. 甲醇制低碳烯烃工艺技术新进展[J].化学反应工程与工艺,2008. 24(2): 178- 179.与CO摩尔比的调节及装置规模等一系列问题,尤[7] 亚化咨询.中国公司选用霍尼韦尔UOP的先进甲醇制烯烃技其适合2 kt/d以上的大型甲醇装置。煤与天然气/煤术生产化工产品[J].中国煤化T月报,2011(7): 16.层气联合经合成气制甲醇,避免了单纯以天然气/[8] 姚本镇,徐泽辉.甲醇制丙烯的技术进展及经济分析[J].石第8期胡徐腾等.非石油原料生产烯烃技术现状分析与前景展望.875●油化工技术与经济,2010, 26(2): 7-8.ChemB, 2006,110(43): 21816-21825.[9]邢爱华, 岳国,朱伟.甲醇制烯烃典型技术最新研究进展[13] 钱伯章译.美国纤维素乙醇生产滞后于原确定的目标[EB/(I):工艺开发进展[J].现代化工,2010. 30(10): 19.OL]. (2011-10-11) [2011-10-13].国际新能源网http: /e0.wenergyin-en.com/htm/.[10] 李振宇,黄格省,杨延翔.燃料乙醇生产技术路线分析及产[14]Braskem to Make Propylene from Ethanol[EB/OL].(2010-业发展建议[J].现代化工,2011, 31(8): 1-5.10-29) [2011-12-06]. http; /enblog .org/the-chemical-[11] EI-Katatny E A. Halawy s A. Mohamed MA. et al. Re-notebook.covery of Ethene -Selective FeO/Al2O; Ethanol Dehydration[ 15] Celanese Int Corp. Ethanol Production from Acetic Acid Utili-Catalyst from Industrial Chemical Wastes [J]. App! Catal, A.zing a Cobalt Catalys: Us, 7608744 BI[P]. 2009-10-27.2000,199(1): 83-92.[ 16 ] Celanese Corp. Production of Ethanol from Methanol: US.[ 12] Barthos R,Szechenyi A. Solymosi F. Decomposition and4168391 A[P]. 1979-09-18.Aromatization of Ethanol on ZSM-Based Catalysts[J].J Phys(编辑王萍)技术动态●中国石化北京化工研究院助力茂名石化新产品开发SABIC塑料公司扩增3种"Lexan" 薄膜系列产品中国石化北京化工研究院与茂名石化进行半年--次的石油化学新报(日),2012(4620): 10技术交流,在交流会上双方确定2012年的合作项目将达SABIC塑料公司扩充3种聚碳酸酯(PC)树脂“Lexan”10项以上,其中包括开发高熔体强度聚丙烯、丙丁共聚丙薄膜系列产品。新追加的产品具有降低成本、改善设计烯等新产品,以及用浅冷油吸收技术对炼厂干气回收装自由度、提高性能及遵循全球环保法则等特点。它们置进行改造等项目。茂名石化和北京化工研究院在新产分别是“Lexan HP92TTY”覆膜薄膜、“Lexan 6060"品开发方面有着良好的合作关系。在北京化工研究院的薄膜、"Lexan 0Q8DA”双面覆膜片状薄膜。"Lexan指导下,茂名石化开发出一系列受市场欢迎的高附加值HP92TTY”覆膜薄膜用于2.5维成型部件,具有良好的耐药新产品,如高速高挺度膜F280M、高结晶聚丙烯HC9012/性和耐磨耗性。可进行压花加工,不需要固化后的烘干工HC9006BM、超高抗冲聚丙烯HHP8等。此外,北京化工研序。主要用途是电子产品和汽车零部件的内装饰(IMD)覆究院还成功开发了适合茂名石化生产的汽车燃油箱专用料膜。“Lexan 6060”薄膜适用于三维零部件的IMD覆膜,C579、聚丙烯烟膜F300M等产品。它具有可印刷性,提供更高的光泽度、优良的透光性和更强的表面硬度。主要用途是生产便携式电子设备的外壳。中原油田空气泡沫/表面活性剂复合驱油技术投入使用"Lexan 0Q8DA"双面覆膜片状薄膜具有优良的抗冲性和中原油田采油工程技术研究院在空气泡沫驱油技术基可印刷性。主要用途是生产电子设备的视窗镜片和小型键础上研发的空气泡沫/表面活性剂复合驱油新技术投入现场盘。“Lexan” 薄膜单片厚度可达500 um,具有很好的光使用,预计可提高原油采收率8% ~ 10%。中原油田东濮凹学性能,在高温下具有良好的尺寸稳定性。部分产品适合陷地层三采开发难度大。为提高采收率,该院组织骨干力印刷,而且可以塑造成三维形状。“Lexan" 薄膜通过采用量研发不同区块的耐温抗盐表面活性剂,积极探索耐温抗PC树脂一步熔融挤出工艺,具有精密设计的表面纹理,进盐聚合物和黏弹性表面活性剂在驱油中的作用,并融合空而降低了产品的生产成本。气泡沫驱油技术优点,成功研发出空气泡沫/表面活性剂复合驱油技术,为东濮老区实现稳产增产开辟了一条新途中国石油石油化工研究院研发的介孔二氧化硅材料径。目前该驱油新技术在5口井上获得应用。合成方法获发明专利中国石油石油化工研究院开发完成的一种具有介 观结大庆油田新型油水分离剂完成在线应用试验构的大孔网状球形二氧化硅材料合成方法,获得国家发大庆油田化工有限公司技术开发研究院研发的新型油水明专利授权。科研人员采用非离子表面活性剂,在脱醇的分离剂完成现场应用试验。现场监测数据表明,外输原油和酸性体系中形成连续乳状液,一步法直接制备出具有高度出水指标均优于规定的质量标准,可满足现场使用要求。近有序介观结构的大孔网状球形二氧化硅材料。该技术实现年来,各种化学增油措施的实施使油田采出液成分越来越复了材料在大孔和介孔两个尺度上的精确控制,制备过程简杂,油水分离难度不断加大。该院科研人员以油水分离剂为便,可大量合成此类大孔/介孔复合材料,从而克服了层叠切入点,开展了联合站油水分离技术研究。在前期调研、实技术因聚苯乙烯乳胶离子密堆积体难以在大面积范围内得验室实验、中试放大试验的基础上,他们与采油厂密切合以实现、不适合大量制备大孔/介孔复合材料的缺点,也解作,根据采出液成分变化情况优化技术配方,完成了3个时决了以胶体微粒和嵌段共聚物为模板制备过程速率慢、溶段各10 d的新型油水分离剂现场应用试验。剂蒸发后材料收缩率大以及产生裂纹等问题。
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