打开甲醇下游市场的几种产业链方向

打开甲醇下游市场的几种产业链方向 编者按：今年以来，随着我国经济持续低位运行、市场需求萎缩，甲醇产能过剩问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 尤其突出。截至2012年底，我国甲醇生产企业达到300家以上。据统计，2012年，我国甲醇产量约3129万吨，产能达到5149.1万吨，其中新增产能566.5万吨，产能同比增长10.2%。其中，单醇产量约1516万吨，占总量的48.4%；联醇产量为451万吨，占总量的14.4%；焦炉气制甲醇产量为495万吨，占总量的15.8%。2012年，甲醇全行业开工率只有66.6%。 在甲醇产能过剩的一片愁云之中，一批科研和生产企业勇于探索创新，在延伸甲醇产业链方面取得了丰硕成果。为此，本刊特别组织了一组科技文章，重点介绍几种工艺相对成熟、市场前景看好、投资性价比高的甲醇下游技术，希望对饱受甲醇产能过剩之苦、正在为打开甲醇下游市场举棋不定的企业有所帮助。 推荐路径：甲醇制烯烃（DMTO） 关键词：技术成熟、经济性优势 推荐人：刘中民  中科院大连化物所副所长 技术及市场分析： 中国的烯烃和甲醇生产目前存在矛盾现象：一方面，由于石油资源的紧张导致了基础有机化工原料乙烯和丙烯市场供不应求；另一方面，煤化工生产的甲醇严重供过于求，急需扩大市场。中科院大连化学物理研究所和中石化洛阳 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 有限公司及新兴能源科技公司联合开发的甲醇制烯烃（DMTO）技术，恰好在两者之间架起了一座桥梁。DMTO技术可以利用过剩的甲醇来生产紧缺的烯烃，为我国石化产业结构调整提供了一条兼具经济价值和社会意义的新路径，成为实现能源替代战略的重要技术之一。 经过持续多年的研发和工程放大及工业化验证，DMTO技术已成为世界上最先进最成熟的甲醇制烯烃技术。 第一，逐级放大，工业化验证。基于大连化物所的先进研究成果，DMTO技术从实验室逐级放大至万吨级和百万吨级，已经在神华包头煤化工有限公司的煤制烯烃项目以及宁波禾元化学有限公司的甲醇制烯烃项目中实现了长周期工业化应用。 工业性试验及工程化放大是实验室技术成果走向工业化的重要中间环节。通过工业性试验，验证和优化催化剂规模化制备技术和反应工艺，建立实验室小试和放大之间的内在联系，掌握放大规律，获取必要的基础试验数据，为大型工业化装置提供设计基础。2004年，中国科学院大连化学物理研究所与新兴能源科技有限公司、中石化集团洛阳工程有限公司三方合作，建设万吨级工业性试验装置（甲醇处理量50～75吨/天），开展甲醇制烯烃技术工业性试验。2006年8月，该项目在北京通过中国石化协会组织的技术成果鉴定。现场考核专家组认为，该工业化试验成果是具有自主知识产权的创新技术，装置运行稳定、安全可靠，技术指标先进，处于国际领先水平，是当时世界上唯一的万吨级甲醇制取低碳烯烃工业化试验装置。 第二，先进成熟的生产工艺。DMTO技术采用连续反应-再生的密相循环流化床工艺，由原料气化、反应-再生、产品急冷及预分离、污水汽提、主风机组及能量回收等六部分组成。装置可在70～110%负荷操作弹性下稳定运行。甲醇单耗为3吨/吨烯烃，如采用新一代技术（DMTO-Ⅱ），甲醇单耗可进一步降低。 第三，高效的DMTO专有催化剂。随着新型合成材料SAPO分子筛的发明，中国科学院大连化学物理研究所基于对小孔SAPO分子筛结构、性质和性能的深刻认识，开展了用SAPO-34分子筛为催化剂进行甲醇制烯烃的探索研究，并首次报道了SAPO-34的优异催化效果。通过大量的基础研究，首次提出了SAPO-34分子筛晶化机理模型和分子筛晶粒中硅原子非均匀分布模型，对于理解SAPO分子筛晶体内外表面的活性中心形成，及其与甲醇转化反应选择性关系具有重要意义，对催化剂研制起到了重要的指导作用。DMTO技术采用的专有催化剂，由大连化物所授权专业厂家生产。该专有催化剂具有转化率高、烯烃选择性高、磨耗低和热稳定性高等优点。经工业装置验证，催化剂消耗低于0.3公斤/吨甲醇。 第四，不断创新，保持领先。为了进一步提高烯烃选择性，针对DMTO技术仍有一些C4以上（C4+）的烯烃类副产物，开发了甲醇转化与烃类裂解结合的DMTO-Ⅱ技术。该技术采用同一种催化剂（DMTO催化剂），同时进行甲醇转化反应与C4+转化反应，在保障甲醇转化效果的同时，实现C4+的高选择性催化裂解，可以显著提高低碳烯烃选择性。甲醇转化和C4+转化均采用流化反应方式，分别在不同的反应区进行，可以共用再生器，构成完整的系统。利用C4+转化反应强吸热的特点，在高温区进行C4+转化反应，既符合该反应的转化要求，也能实现热量的耦合；甲醇转化和C4+转化目的产物一致，产物分布类似，可以共用一套分离系统。2009年7月，基于DMTO工业性试验装置的改造，进行了DMTO-Ⅱ技术工业性试验。2010年6月26日通过了中国石油和化学工业联合会组织的专家鉴定。与第一代DMTO技术相比，DMTO-Ⅱ每吨烯烃甲醇消耗降低10%以上。一种催化剂同时催化两个性质截然不同的反应及DMTO-Ⅱ工艺为国际首创。大连化物所甲醇制烯烃国家工程实验室联合其他相关单位，对DMTO技术持续不断地进行技术改进和技术升级，从而保证DMTO技术在竞争中始终处于国际领先水平。 第五，专业的营销和服务团队。DMTO技术由中科院大连化物所及陕西煤业集团等单位参控股的新兴能源科技有限公司负责市场营销和技术服务，完全采用市场化运作模式，实行专业团队、专业化管理，以专业的营销模式进行DMTO技术的全球化推广。 截至2013年上半年，已经许可了20套DMTO商业装置，烯烃规模达到1126万吨/年，预计可拉动上下游投资超过2600亿元。预计在“十二五”期间，许可装置的烯烃产能将达到1200～1500万吨/年，占全国烯烃产量的30～50%。其中，除了配有煤炭资源的煤制烯烃项目以外，近30%的项目将采用在市场上采购甲醇的方式运作，对应于1200万吨/年的甲醇产能。可见，DMTO技术的推广对盘活整个甲醇行业将起到巨大的推动作用。 DMTO技术与传统的石脑油制烯烃技术相比，具有显著的经济优势。以60万吨/年烯烃项目为例进行的经济性分析表明，采用传统的石脑油制烯烃技术，当原油价格为50美元/桶，对应的石脑油价格为4000元/吨时，混合烯烃的生产成本为8300元/吨。当采用甲醇制烯烃技术时，如果达到与采用传统的石脑油制烯烃技术时相同的混合烯烃生产成本，对应的甲醇原料价格为2300元/吨；如果采用煤经甲醇制烯烃，煤的价格为550元/吨。在当前原油价格长期处于高位运行的情况下，甲醇制烯烃技术的经济优势显著，尤其适用于交通发达、附近有充足甲醇资源和烯烃原料需求的地区。需要指出的是，甲醇原料的价格对DMTO项目的经济性比较敏感；在某些地区，尤其是装置规模较小的甲醇企业，其原料价格和生产成本均较高，将削弱甲醇制烯烃项目的经济性。 目前已投产的甲醇制烯烃项目中，宁波禾元化学有限公司是一家以外购甲醇为原料运作DMTO项目的企业。该公司位于宁波化学工业园区，项目主体包括180万吨/年甲醇制60万吨烯烃装置和年产50万吨乙二醇、40万吨聚丙烯装置。2013年1月28日首次投料试车并一次开车成功，4月1日，装置达满负荷运行。宁波禾元甲醇制烯烃项目的成功，再一次证明了DMTO技术的可靠性和国际领先地位；同时也开创了一条以外购甲醇为原料生产低碳烯烃的新路线，具有鲜明的特色。对于需求旺盛的沿海发达地区的烯烃工业发展具有重要的借鉴意义。 DMTO技术的应用领域非常广阔，在煤化工、焦炭化工、PVC行业、精细化学品行业都大有作为。按照原料的配备情况可分为两类： 其一，自有资源型。 目前DMTO技术的主要应用集中在煤制烯烃领域，是实施我国“石油替代”战略的重要途径之一。另外，也可以利用焦炉煤气制取甲醇来运作DMTO项目，再进一步与焦化中生产的苯资源结合，生产具有高附加值的产品。对于自有资源建设DMTO的项目，都存在着产业链长、投资高、对资源严重依赖的问题，主要适用于煤炭资源和水资源均相对丰富的地区。 其二，外购甲醇型。 乙烯、丙烯作为基础化学品，其下游产品类别庞大，品种丰富，包括PP、PE、乙二醇、丙烯醇、聚苯乙烯、异丙醇等。很多中小企业生产精细化学品缺乏原料来源，发展受限。通过外购甲醇，利用DMTO技术可解决原料问题，实现石化原料来源的多元化。此外，采用外购甲醇建设DMTO项目，还可以为聚氯乙烯行业提供乙烯原料，有利于该行业逐步淘汰落后的电石法工艺，获得更高质量的产品，同时降低能耗、减小污染。采用外购甲醇的模式，DMTO项目的整体投资较小、工期短、占地面积小，还可以应用在对现有的乙烯厂进行扩能改造，使乙烯产能增加、操作费用降低，增加乙烯厂的盈利空间。 推荐路径：甲醇制芳烃（FMTA） 关键词：甲醇芳构化、多功能催化剂、市场需求大 推荐人：魏飞  清华大学化工系教授 技术及市场分析： 芳烃属大宗基础有机化工原料，与人们生活密切相关，广泛用于服装面料、航空航天、交通运输、装饰装修、电器产品、移动通讯等领域。小到矿泉水瓶，大到航空飞机，都离不开它。全世界的芳烃95%以上依赖于石油原料，而我国石油资源紧缺，2012年石油对外依存度高达56.4%，导致芳烃生产原料紧缺。目前，我国一半的芳烃需求量靠从国外进口来满足。 基于甲醇较活泼的化学特性，将其进行催化转化，制备附加值更高的烯烃、芳烃等石油化工平台化合物产品，不但有利于化解过剩的甲醇产能，而且有利于缓解我国最大的石油化工产业由于单一依赖石油所带来的中国制造战略性安全问题。 从化学计量上看，可由7个甲醇加1个二氧化碳生产1分子对二甲苯，即2.11吨甲醇/吨芳烃，或5吨 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 煤生产1吨芳烃，而利用石油方法则需8～12吨石油生产1吨芳烃，因而利用煤化工方法生产芳烃还是十分高效的。基于上述原因，清华大学历经十余年时间，发展了流化床甲醇制芳烃技术（FMTA）。 2012年9月，世界首套万吨级流化床甲醇制芳烃全流程工业试验装置建成。该装置2012年12月26日完成联动试车，2013年1月13日一次点火成功。连续运行443小时，圆满完成了各项工况标定与技术指标考核。2013年3月18日，流化床甲醇制芳烃的催化剂与成套工业技术两项成果通过了国家能源局委托、中国石油和化学工业联合会组织的技术鉴定。 这项技术开发最重要的工作之一就是针对性地开发多功能催化剂。 由甲醇生成芳烃属于一个高温催化剂过程（温度达450～500℃），经历二甲醚与低碳烯烃等中间体，在一次生成产物中，包括水，芳烃与C1～C5气态烃与氢气。在许多文献中，大多只关注甲醇转化生成芳烃的效率（包括甲醇的转化率、芳烃的选择性与收率、催化剂的失活与再生特性）。然而，要使甲醇制备芳烃过程具有经济可行性，注重环保性，在研究甲醇一次转化过程的效率的基础上，必须研究生成C1～C5烃的具体组成与其循环转化生成芳烃的特性。针对这个目标，清华大学有针对地提出了多功能催化剂的开发，以Zn/ZSM-5为基础催化剂体系，详细研究了其酸性与甲醇芳构化、轻烃芳构化，以及苯/甲苯与甲醇的烷基化反应的特性。同时，针对其温度高与水蒸汽分压高，对ZSM-5基催化剂的稳定性要求苛刻的特点，通过金属、稀土改性以及结构设计，较好解决了催化剂水热失活、积碳失活与金属迁移等问题，在国际首次开发成功以微纳米ZSM-5分子筛为基础的ZnxPyRemMnZSM-5(1-x-y-m-n)流化床催化剂（代号FloMAT-1）。该催化剂的流态化磨损指数小于3。该催化剂可同时完成甲醇芳构化、轻烃芳构化与苯/甲苯的甲醇烷基化功能、优异的机械强度、以及良好的再生特性，为流态化的连续操作提供了保障。清华大学进一步提出了“两反一再”的FMTA技术路线，即设置甲醇芳构化流化床反应器（FMTA）、轻烃芳构化流化床反应器（LHTA）与催化剂再生流化床反应器，控制同一种催化剂在不同反应器间流动，跨不同气氛及不同温域操作，达到连续化、高效率与低成本操作的目的。