石脑油裂解制烯烃与甲醇制烯烃对比分析

第33卷第6期山西化工Vol, 33 No. 62013年12月SHANXI CHEMICAL INDUSTRYDcc. 2013专题讨论石脑油裂解制烯烃与甲醇制烯烃对比分析杜彬(扬州工业职业技术学院化学工程系，江苏扬州225127)[摘要]从反应系统工艺设备、产品组成、工艺及经济性角度对传统石脑油裂解制烯烃和甲醇制烯烃进行了对比分析。结果发现.甲醇取代石脑油作为烯烃原料具有较好的经济性和发展前景。[关键词]石脑油;甲醇;烯烃;经济分析[中图分类号] TQ221.2[文献标识码]A [文 章编号] 1004-7050(2013)06-0028-02目前,世界上低碳烯烃的生产主要依赖石油资统类似于炼油厂催化裂化反应系统。由于DMTO源[ ,主要原料除石脑油外,还有烷烃、加氢柴油、部产品气与石脑油裂解气组成相似,所以DMTO工分重质油等。过去10年间,全球50%以上的乙烯艺采用类似成熟的石脑油裂解气分离烯烃技术处理是以石脑油为原料的裂解装置生产的,石脑油蒸汽DMTO产品气。裂解制乙烯装置的副产物丙烯占全部来源的50%石脑油蒸汽裂解工艺反应设备选用管式裂解左右。炉。管式裂解炉一般由对流段和辐射段构成,炉体目前，能源对外依存度上升较快是中国能源发内安装有原料预热管、蒸汽加热管、炉管、燃料烧嘴展面临的一个主要问题。为贯彻“原料多元化”的能等。对流段内设有原料预热换热管、炉管和工艺稀源发展方针,各方正积极探索石油(石脑油)路径以释水蒸气、急冷锅炉进水和过热高压蒸汽等。对流外的烯烃生产路径,研究重点主要包括煤制烯烃段炉管的前一部分称为对流管,也称预热管,辐射段(CTO)和甲醇制烯烃(MTO)。CTO过程中最关键由里层耐火砖和外层隔热砖砌成。在辐射段设置有的是MTO工艺。目前,国际上MTO工艺包括美底部燃烧器和侧壁燃烧器,燃料一般选用瓦斯或气孚公司和UOP公司的MTO工艺和鲁奇公司的化石油气,裂解炉管垂直放置在辐射室中央。油汽MtP工艺。一些中国科研院所,包括大连化物所、混合物经文丘里管流量分配器均匀分配到每组辐射中石化和清华大学已经在MTO技术研发中居于国炉管中进行裂解。燃料燃烧后产生的烟气用于对流际领先水平。其中,大连化物所的以二甲醚或甲醇段换热。为原料制备轻烯烃技术(DMTO)已在国内成功生DMTO工艺反应选用类似提升管催化裂化装产应用[2]。置。甲醇制烯烃单元,来自原料罐的甲醇经预热后，进人甲醇进料闪蒸罐,闪蒸罐出料,首先用中压蒸汽1反应系统工艺设备对比进一步加热，使之变为过热甲醇蒸气，然后进入DMTO所需反应温度为400 C左右,较传统石DMTO反应器进行反应。反应气经旋风分离器除脑油蒸气裂解制烯烃所需反应温度(850C左右)低去所夹带的催化剂后引出,经换热器降温后,送至急得多,所以两者反应系统差别较大。DMTO反应系冷塔。原料甲醇进人反应器底部时,反应就开始发生。反应器温度用反应器催化剂冷却器来控制,催收稿日期:2013-09-25作者简介:杜彬，男,1982年出生,2007 年毕业于南京工业大学化化剂冷却器移出的反应热量用以产生高压蒸汽。分学与化工学院，硕士研究生,现就职于扬州工业职业技术学院化学工离出来的失活催化剂通过失活催化剂输送系统进人程学院。讲师。.催化剂再生器,反应后积炭的待生催化剂在再生器.2013年12月杜彬:石脑油 裂解制烯烃与甲醇制烯烃对比分析29内烧焦后返回反应器。再生后的烟气经旋风分离器艺有煤矿作支撑,通过煤制甲醇再制烯烃,不但能降除去所夹带的催化剂后,送人再生器顶部烟囱,排入低成本,而且能大大降低甲醇制烯烃项目的风险。大气。60万t甲醇制烯烃装置与60万t石脑油蒸汽裂解制乙烯装置进行对比分析。烯烃生产成本对应2反应产品组成对比关系:60万t DMTO装置(包括分离部分):主要原石脑油裂解产品中轻组分较多,一般需要采用料甲醇(外购),主要产品有9.8万t乙烯.9.7万↑深冷工艺分离;DMTO产品中氢气、甲烷等轻组分丙烯、2.6万t混合丁烯和0.7万t液化气等;乙烯较少,一般不需要深冷。具体组成比较见表152。裂解装置和芳烃抽提装置主要原料是石脑油,主要表1 DMTO 与石脑油裂解产品气组成比较(摩尔分数)产品有60万t乙烯、30万↑丙烯、12.8万t苯、组分MTO 石脑油裂解 组分MTO 石脑油裂解9.9万t燃料油、6.4万t混合二甲苯以及7.6万↑H:1.7214. 13CHo 1. 64甲苯等。分析结果见表2。N0. 720C2H, 51. 1031. 69表2 60万 t甲醇制烯烃装置与60万t乙烯装置()2 0.01C.Hs 2. 060.23烯烃生产成本对应关系CO 0. 850.18CH。20. 919. 44生产生产成本对应比较C()20. 38Cs H,0. 46方法H2S 00.03Cs 4.492. 32烯烃成本/3 7804 4005 3206 2506 8607 4807 790 8 100CH 8. 0923. 68C% 0.321. 10甲醇价格/C2 H20. 45其他8.169. 83DMTO元.t-11000I2001500I8002000220023002400DMTO反应气中一般不含裂解气中普遍存在煤炭价格/293 381 513 644 732 820 863 907的含硫气体,分离容易,分离工艺简单。DMTO产元●t石脑油价格/,品中存在含氧化合物(包括氨氧化物),可能在后续石脑油~元。1 274030803 5904 1004 404 7804 9505120分离中产生危险,因此要先除去。DMTO反应器催裂解原油价格/2830354250556063美元.桶~ I化剂再生时引入的氮和氧会使在DMTO反应区或烯烃分离区产生各种氮氧化合物NO。这些氮氧由表2可见,当甲醇价格为2300元/t时,相对化物能和DMTO产品气中的烯烃、二烯烃反应形.应原油价格为60美元/桶,而目前原油价格稳定在成胶质,胶质不稳定,容易引发爆炸事故。只有在较100美元/桶左右,因此,甲醇制烯烃技术相对石脑高的温度下操作,才能确保回收工艺的操作安全性。油制烯烃技术具有极强经济竞争优势。3结垢与腐蚀问题5结论结垢与腐蚀是处理DMTO反应气和回收烯烃相比传统的石脑油裂解制烯烃路线,DMTO路时要考虑的问题(41。解决办法包括:1)严格控制操线具有一定成本优势。由于DMTO反应温度低，作温度,尽量减少结垢。2)在适当部位注人阻聚且不需深冷分离工艺,所以操作费用较低。同时,我剂,降低结垢速率,可同时注人洗油,及时去除结垢，国能源对外依存度较高,相较于贫乏的石油资源,我防止垢层累积。3)主要换热器可采用折流板换热国丰富的煤炭资源为DMTO工艺提供了低价稳定器。尽量消除流体死区,从而降低了局部结垢产生的原料保障。在石油价格高位运行下,采用DMTO的可能性。工艺替代传统的石脑油裂解工艺有利于实施石油资源替代战略,缓解石油供需矛盾,具有巨大的经济利4经济性分析益和战略意义。鉴于DMTO产品气与石脑油产品DMTO与石脑油裂解都属于催化反应工艺。气中成分的差异,在DMTO应用时需注意含氧化每产1 t烯烃,一般的石脑油蒸汽裂解工艺需约3↑合物带来的危险及结垢与腐蚀问题。石脑油,DMTO对甲醇的消耗量也大约为3t。目参考文献:前,国内石脑油价格为7000元/t左右,而甲醇的价格在2300元/1左右。所以,甲醇制低碳烯烃在我[1]张飞.刘莹莹 .张新元.等.甲醇与碳四烯烃共裂解制备国的发展已具备了十分重要的成本优势。并且,中乙烯和丙烯[J].石油炼制与化工.2010.41(1):11-15.(下转第66页)国是一个多煤少油贫气的国家,如果甲醇制烯烃工山西化工2013年12月生,只是在检修和超压情况下，会排放少量天然气，下2方面。因此可在设备采购时选用优质设备、阀门,除此之第一，施工期储气井建设对地下水环境的影响外,不必采取措施。评价。储气井钻井过程可能钻通隔水层,使隔水层2)对如厕污水,在加气站内设置生态环保厕上下2个含水层连通,一旦发生串层,对地下水环境所,定期清掏,用于周围农田施肥。会造成较大影响,因此地下水评价应作为评价重点3)为防止噪声影响周围居民正常生产生活,加之一。气站要选用低噪声设备,定期检查、维修,不合要求第二,运营期环境风险评价。运营期天然气泄的要及时更换;将压缩机设置在机房内,并采取基础漏或爆炸,不但直接造成环境污染.生态破坏,而且减振措施;在站内与站界周围空地进行绿化。会带来一系列次生环境问题,如燃烧废物的处理,消4)对危险废物,严格按照《危险废物贮存污染防废水对河流、水源地的污染等。因此环境风险评控制标准》(GB18597-2001)在站内设危险废物暂存价也应作为评价重点之一。库,危险废物在暂存库暂存后,定期送有相应危险废4结语物处置资质的单位处置;生活垃圾送环卫部门指定地点处理。加气站环境影响评价要结合实际,不仅要进行5)运营期必须采取的环境风险防范措施;施工气、水、声、固、生态的环境影响评价,而且要对地下过程加强监理,确保接口严密;制定严格的规章制度水环境影响和环境风险作重点评价,把地下水环境和质量保证体系,提高施工及检验人员水平;严格控影响和环境风险发生概率降到最低。制天然气气质;定期进行设备检修维护;制订环境风参考文献:险应急预案,定期进行演练,做到防患于未然。[1] 郭杏妹.张秋云.汽车加气站建设项目环境影响评价3加气站环境影响评 价应关注的重点[J].广东化工.2009(5):96-98.加气站建设项目环境影响评价的重点应放在以Analysis on environmental impact assessment of CNG vehicle LPG stationYUE Kan-kan(Shanxi Province Environmental Asessment and Counseling Association, Talyuan Shanxi 030024, China)Abstract:This paper analyzes the environmental impact of CNG vchicle LPG stations project and puts forward the correspondingmeasures about pollurtion control. ecological protection, environment risk prevention. Morcover, the emphases of environmentalimpact assessment on CNG vehicle LPG station are elaborated in this paper.Key words:CNG vehicle LPG stations; environmental impact assessment; main points of evaluation(上接第29页) .[J].煤化工.2006(4):7-13.[2]杜彬. 甲醇制轻烯烃技术研究进展[J].天津化工.20134]王皓.王建国.MTO烯烃分离回收技术与烯烃转化技(1):7-8.术[J].煤化工.2011(2):5-8.[3] 高晋生.张德祥.甲醇制低碳烯烃的原理和技术进展Analysis and comparison of naphtha-cracking-olefins and methanol-to-olefinsDU Bin(Department of Chemical Engineering. Yangzhou Polytechnic Institute, Yangzhou Jiangsu 225127. China)Abstract: This paper proposed the analysis and comparison of naphtha-cracking olefins and methanol-to olefins from the per-spective of equipment in reaction system. product composition. process and economy. It is found that methanol has a better e-conomic and developmental prospects instead ol naphtha as the raw material in the DMTO process.Key words : naphtha; methanol; olefins; economic analysis