煤制聚丙烯工业发展论文

1MTO技术

1984年美国联碳公司(UCC)成功开发出磷酸硅铝分子筛催化剂SAPO－34，利用该催化剂可将甲醇转化成乙烯和丙烯［1］。美国环球油品公司(UOP)与挪威海德鲁公司(Hydro)合作，利用分子筛催化剂SAPO－34于1995年建成了第1套UOP/HydroMTO示范装置。该装置负荷为0．75t/d，产物乙烯/丙烯配比可调。2008年，UOP公司与法国道达尔公司(Total)合作，在比利时建设了1套10t/d的MTO示范装置［1］。UOP公司基于上述示范装置，开发了MTO工业化工艺包，向全球推广其技术，但目前尚未见项目建设报道。国内开展MTO研究的单位主要有中科院大连化物所，其开发的甲醇制取低碳烯烃(DMTO)技术已经成功商业化运行，分别建成了包头60万t/a煤制烯烃项目和宁波禾元60万t/aMTO项目，另有多个项目在建。另外，中国石化开发的SMTO技术在燕山石化建有1万t/a的中试装置，在中原石化建成20万t/a的工业装置，并规划多个项目［5］。

2煤制PP装置运行及建设情况

2．1运行情况目前国内建成的以煤、甲醇为初始原料制备PP的项目主要有:2010年8月投产的神华包头MTO项目，产能为30万t/a;2011年4月投产的神华宁煤MTP项目，产能为50万t/a;2012年3月投产的大唐多伦MTP项目，产能为46万t/a;2013年2月试车的宁波禾元MTO项目，产能为30万t/a。其中神华包头MTO项目和神宁集团MTP运行时间最长，目前已经稳定化运行，大唐多伦MTP项目尚未达到稳定运行的程度，宁波禾元的MTO项目完成试车运行。

2．1．1神华包头煤制PP装置神华包头60万t/a煤制烯烃项目于2011年1月商业化运行，其中PP，聚乙烯产能各为30万t/a。该项目气化装置采用德士古水煤浆加压气化技术，气化炉为7台，生产阶段为5开2备，气化煤种采用包头矿区和鄂尔多斯矿区出产的煤按一定比例掺混;MTO装置采用大连化物所技术，流化床反应器由中国石化洛阳工程公司设计;PP装置采用Dow化学的Unipol气相流化床生产工艺［6］。

2．1．2宁波禾元甲醇制PP装置宁波禾元60万t/a甲醇制烯烃项目于2013年2月试车，现已进入商业化试生产阶段，其中PP产能30万t/a，乙二醇产能50万t/a。甲醇原料主要进口自中东等国外地区。该项目PP装置采用Basell公司Spheripol液相双环管生产工艺，产品牌号为均聚拉丝料T30S。

2．1．3神华宁煤煤制PP装置神华宁煤50万t/a煤制烯烃项目于2011年4月试车，2012年1月商业化运行。该项目气化装置采用德国西门子GSP干煤粉加压气化技术，气化炉为5台，生产阶段采用4开1备，气化煤种采用宁东各矿区的精洗煤和块煤按一定比例掺混;MTP装置采用德国鲁奇固定床甲醇制丙烯技术;PP装置采用ABB公司的Novolen气相工艺［7］，产品牌号有均聚拉丝料1102K、均聚注塑料1100N、共聚注塑料2440K及2500H。

2．1．4大唐多伦煤制PP装置大唐多伦46万t/a煤制烯烃项目气化装置采用壳牌干煤粉加压气化技术，气化炉为3台，生产阶段采用2开1备，气化煤种采用多伦矿区的褐煤;MTP装置采用德国鲁奇固定床甲醇制丙烯技术;PP装置采用Daw化学的Unipol气相流化床生产工艺［8］，装置于2009年11月开车。

2．1．5中原石化甲醇制PP装置中原石化20万t/a甲醇制烯烃(乙烯/丙烯配比可调)项目于2011年10月建成，PP装置产能为14万t/a，采用中国石化自行设计的液相环管工艺，现生产牌号为T30S，装置生产用甲醇购自河南煤业化工集团。

2．1．6煤制烯烃装置运行效益我国现有的3套神华包头、神华宁煤、大唐多伦煤制烯烃项目投资分别为170亿元，178亿元，180亿元。与石油路线相比，用煤生产PP具有很大的成本优势。以均聚拉丝料为例，市场价在11000～12000元/t，石脑油裂解的丙烯单价接近10000元/t，加上聚合阶段的生产成本，石油路线的PP生产装置效益很低;而以煤为原料时，PP生产成本在6000～7000元/t。可见，相比传统石油路线，煤制烯烃生产成本较低，具有很好的经济效益。

2．2建设情况

2．2．1在建及规划项目与传统的石油路线相比，以煤为原料制备烯烃在生产成本和原料来源上具有很大优势。因此国内很多富煤地区在建及规划煤制烯烃项目，以发展煤化工来带动地区工业和经济发展。表1和表2分别列出了现阶段国内在建、规划的煤经甲醇制烯烃项目的烯烃生产技术来源和PP设计产能情况。

2．2．2项目建设考虑因素发展煤制烯烃项目必须谨慎，不是所有富煤地区都适合发展煤制烯烃项目，需要综合考虑以下方面的因素:(1)煤中氢碳质量比在0．2～0．8，而石油中氢碳比在1．0～2．0，因此煤制烯烃相比石油制烯烃需要大量的水作为原料，例如在煤气化制备合成气和合成变换阶段(将H2和CO摩尔比调整为约2∶1)都需要水参与反应;另一方面，气化和变换阶段都产生CO2，其中大部分直接排放至大气中，在煤制烯烃过程中，生产1t甲醇产生2tCO2，生产1t烯烃要产生6t的CO2气体。(2)煤制烯烃项目投资巨大、风险高。60万t/a的煤制烯烃项目从最初的气化到最终的聚合总投资接近200亿元，而采用石油路线的千万吨炼油及百万吨乙烯项目投资约300亿元，因此就投资成本而言，煤制烯烃项目与石油路线相比投资过高;另一方面，煤制烯烃项目中的气化及烯烃制备技术在工业化大规模应用方面仍有待提高，运行过程存在一定风险。(3)国内PP产能的增长速度大于市场需求的增长。2010年国内PP产能为969万t，到2012年增长至1388万t，2014年将达到1897万t，年均增长232万t;而2010年国内市场PP的表观需求量为1510万t，到2012年增长至1740万t，年均增长115万t。近几年富煤省份纷纷规划煤制烯烃项目，如果不进行合理规划而任其盲目发展，可能会造成供大于求的局面。

3结束语

近几年随着石油资源的日益匮乏，新型煤化工工业得到快速发展。随着大连化学物理研究所开发的DMTO技术在包头烯烃项目的成功应用及神华宁煤集团成功消化吸收德国鲁奇的MTP工艺，验证了煤制烯烃技术日趋成熟，商业化生产可行，这就导致了国内富煤省区纷纷规划煤制烯烃项目，将煤转化为聚乙烯，PP以提高产品附加值。但发展煤经甲醇制PP项目应该统筹规划、合理布局，要全面考虑地方能源、水源分布及对环境的影响、选用技术的可靠性和稳定性、PP产品市场的供需关系等，才能使煤制PP这一新型化工工业走上良性发展的道路。

作者：方伟李锋张维申宏鹏单位：神宁集团煤化工分公司研发中心神宁集团煤化工分公司聚甲醛厂