石腦油裂解制烯烴與甲醇制烯烴對比分析

第33卷第6期山西化工Vol, 33 No. 62013年12月SHANXI CHEMICAL INDUSTRYDcc. 2013專(zhuān)題討論石腦油裂解制烯烴與甲醇制烯烴對比分析杜彬(揚州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院化學(xué)工程系，江蘇揚州225127)[摘要]從反應系統工藝設備、產(chǎn)品組成、工藝及經(jīng)濟性角度對傳統石腦油裂解制烯烴和甲醇制烯烴進(jìn)行了對比分析。結果發(fā)現.甲醇取代石腦油作為烯烴原料具有較好的經(jīng)濟性和發(fā)展前景。[關(guān)鍵詞]石腦油;甲醇;烯烴;經(jīng)濟分析[中圖分類(lèi)號] TQ221.2[文獻標識碼]A [文 章編號] 1004-7050(2013)06-0028-02目前,世界上低碳烯烴的生產(chǎn)主要依賴(lài)石油資統類(lèi)似于煉油廠(chǎng)催化裂化反應系統。由于DMTO源[ ,主要原料除石腦油外,還有烷烴、加氫柴油、部產(chǎn)品氣與石腦油裂解氣組成相似,所以DMTO工分重質(zhì)油等。過(guò)去10年間,全球50%以上的乙烯藝采用類(lèi)似成熟的石腦油裂解氣分離烯烴技術(shù)處理是以石腦油為原料的裂解裝置生產(chǎn)的,石腦油蒸汽DMTO產(chǎn)品氣。裂解制乙烯裝置的副產(chǎn)物丙烯占全部來(lái)源的50%石腦油蒸汽裂解工藝反應設備選用管式裂解左右。爐。管式裂解爐一般由對流段和輻射段構成,爐體目前，能源對外依存度上升較快是中國能源發(fā)內安裝有原料預熱管、蒸汽加熱管、爐管、燃料燒嘴展面臨的一個(gè)主要問(wèn)題。為貫徹“原料多元化”的能等。對流段內設有原料預熱換熱管、爐管和工藝稀源發(fā)展方針,各方正積極探索石油(石腦油)路徑以釋水蒸氣、急冷鍋爐進(jìn)水和過(guò)熱高壓蒸汽等。對流外的烯烴生產(chǎn)路徑,研究重點(diǎn)主要包括煤制烯烴段爐管的前一部分稱(chēng)為對流管,也稱(chēng)預熱管,輻射段(CTO)和甲醇制烯烴(MTO)。CTO過(guò)程中最關(guān)鍵由里層耐火磚和外層隔熱磚砌成。在輻射段設置有的是MTO工藝。目前,國際上MTO工藝包括美底部燃燒器和側壁燃燒器,燃料一般選用瓦斯或氣孚公司和UOP公司的MTO工藝和魯奇公司的化石油氣,裂解爐管垂直放置在輻射室中央。油汽MtP工藝。一些中國科研院所,包括大連化物所、混合物經(jīng)文丘里管流量分配器均勻分配到每組輻射中石化和清華大學(xué)已經(jīng)在MTO技術(shù)研發(fā)中居于國爐管中進(jìn)行裂解。燃料燃燒后產(chǎn)生的煙氣用于對流際領(lǐng)先水平。其中,大連化物所的以二甲醚或甲醇段換熱。為原料制備輕烯烴技術(shù)(DMTO)已在國內成功生DMTO工藝反應選用類(lèi)似提升管催化裂化裝產(chǎn)應用[2]。置。甲醇制烯烴單元,來(lái)自原料罐的甲醇經(jīng)預熱后，進(jìn)人甲醇進(jìn)料閃蒸罐,閃蒸罐出料,首先用中壓蒸汽1反應系統工藝設備對比進(jìn)一步加熱，使之變?yōu)檫^(guò)熱甲醇蒸氣，然后進(jìn)入DMTO所需反應溫度為400 C左右,較傳統石DMTO反應器進(jìn)行反應。反應氣經(jīng)旋風(fēng)分離器除腦油蒸氣裂解制烯烴所需反應溫度(850C左右)低去所夾帶的催化劑后引出,經(jīng)換熱器降溫后,送至急得多,所以?xún)烧叻磻到y差別較大。DMTO反應系冷塔。原料甲醇進(jìn)人反應器底部時(shí),反應就開(kāi)始發(fā)生。反應器溫度用反應器催化劑冷卻器來(lái)控制,催收稿日期:2013-09-25作者簡(jiǎn)介:杜彬，男,1982年出生,2007 年畢業(yè)于南京工業(yè)大學(xué)化化劑冷卻器移出的反應熱量用以產(chǎn)生高壓蒸汽。分學(xué)與化工學(xué)院，碩士研究生,現就職于揚州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院化學(xué)工離出來(lái)的失活催化劑通過(guò)失活催化劑輸送系統進(jìn)人程學(xué)院。講師。.催化劑再生器,反應后積炭的待生催化劑在再生器.2013年12月杜彬:石腦油 裂解制烯烴與甲醇制烯烴對比分析29內燒焦后返回反應器。再生后的煙氣經(jīng)旋風(fēng)分離器藝有煤礦作支撐,通過(guò)煤制甲醇再制烯烴,不但能降除去所夾帶的催化劑后,送人再生器頂部煙囪,排入低成本,而且能大大降低甲醇制烯烴項目的風(fēng)險。大氣。60萬(wàn)t甲醇制烯烴裝置與60萬(wàn)t石腦油蒸汽裂解制乙烯裝置進(jìn)行對比分析。烯烴生產(chǎn)成本對應2反應產(chǎn)品組成對比關(guān)系:60萬(wàn)t DMTO裝置(包括分離部分):主要原石腦油裂解產(chǎn)品中輕組分較多,一般需要采用料甲醇(外購),主要產(chǎn)品有9.8萬(wàn)t乙烯.9.7萬(wàn)↑深冷工藝分離;DMTO產(chǎn)品中氫氣、甲烷等輕組分丙烯、2.6萬(wàn)t混合丁烯和0.7萬(wàn)t液化氣等;乙烯較少,一般不需要深冷。具體組成比較見(jiàn)表152。裂解裝置和芳烴抽提裝置主要原料是石腦油,主要表1 DMTO 與石腦油裂解產(chǎn)品氣組成比較(摩爾分數)產(chǎn)品有60萬(wàn)t乙烯、30萬(wàn)↑丙烯、12.8萬(wàn)t苯、組分MTO 石腦油裂解 組分MTO 石腦油裂解9.9萬(wàn)t燃料油、6.4萬(wàn)t混合二甲苯以及7.6萬(wàn)↑H:1.7214. 13CHo 1. 64甲苯等。分析結果見(jiàn)表2。N0. 720C2H, 51. 1031. 69表2 60萬(wàn) t甲醇制烯烴裝置與60萬(wàn)t乙烯裝置()2 0.01C.Hs 2. 060.23烯烴生產(chǎn)成本對應關(guān)系CO 0. 850.18CH。20. 919. 44生產(chǎn)生產(chǎn)成本對應比較C()20. 38Cs H,0. 46方法H2S 00.03Cs 4.492. 32烯烴成本/3 7804 4005 3206 2506 8607 4807 790 8 100CH 8. 0923. 68C% 0.321. 10甲醇價(jià)格/C2 H20. 45其他8.169. 83DMTO元.t-11000I2001500I8002000220023002400DMTO反應氣中一般不含裂解氣中普遍存在煤炭?jì)r(jià)格/293 381 513 644 732 820 863 907的含硫氣體,分離容易,分離工藝簡(jiǎn)單。DMTO產(chǎn)元●t石腦油價(jià)格/,品中存在含氧化合物(包括氨氧化物),可能在后續石腦油~元。1 274030803 5904 1004 404 7804 9505120分離中產(chǎn)生危險,因此要先除去。DMTO反應器催裂解原油價(jià)格/2830354250556063美元.桶~ I化劑再生時(shí)引入的氮和氧會(huì )使在DMTO反應區或烯烴分離區產(chǎn)生各種氮氧化合物NO。這些氮氧由表2可見(jiàn),當甲醇價(jià)格為2300元/t時(shí),相對化物能和DMTO產(chǎn)品氣中的烯烴、二烯烴反應形.應原油價(jià)格為60美元/桶,而目前原油價(jià)格穩定在成膠質(zhì),膠質(zhì)不穩定,容易引發(fā)爆炸事故。只有在較100美元/桶左右,因此,甲醇制烯烴技術(shù)相對石腦高的溫度下操作,才能確?；厥展に嚨牟僮靼踩?。油制烯烴技術(shù)具有極強經(jīng)濟競爭優(yōu)勢。3結垢與腐蝕問(wèn)題5結論結垢與腐蝕是處理DMTO反應氣和回收烯烴相比傳統的石腦油裂解制烯烴路線(xiàn),DMTO路時(shí)要考慮的問(wèn)題(41。解決辦法包括:1)嚴格控制操線(xiàn)具有一定成本優(yōu)勢。由于DMTO反應溫度低，作溫度,盡量減少結垢。2)在適當部位注人阻聚且不需深冷分離工藝,所以操作費用較低。同時(shí),我劑,降低結垢速率,可同時(shí)注人洗油,及時(shí)去除結垢，國能源對外依存度較高,相較于貧乏的石油資源,我防止垢層累積。3)主要換熱器可采用折流板換熱國豐富的煤炭資源為DMTO工藝提供了低價(jià)穩定器。盡量消除流體死區,從而降低了局部結垢產(chǎn)生的原料保障。在石油價(jià)格高位運行下,采用DMTO的可能性。工藝替代傳統的石腦油裂解工藝有利于實(shí)施石油資源替代戰略,緩解石油供需矛盾,具有巨大的經(jīng)濟利4經(jīng)濟性分析益和戰略意義。鑒于DMTO產(chǎn)品氣與石腦油產(chǎn)品DMTO與石腦油裂解都屬于催化反應工藝。氣中成分的差異,在DMTO應用時(shí)需注意含氧化每產(chǎn)1 t烯烴,一般的石腦油蒸汽裂解工藝需約3↑合物帶來(lái)的危險及結垢與腐蝕問(wèn)題。石腦油,DMTO對甲醇的消耗量也大約為3t。目參考文獻:前,國內石腦油價(jià)格為7000元/t左右,而甲醇的價(jià)格在2300元/1左右。所以,甲醇制低碳烯烴在我[1]張飛.劉瑩瑩 .張新元.等.甲醇與碳四烯烴共裂解制備國的發(fā)展已具備了十分重要的成本優(yōu)勢。并且,中乙烯和丙烯[J].石油煉制與化工.2010.41(1):11-15.(下轉第66頁(yè))國是一個(gè)多煤少油貧氣的國家,如果甲醇制烯烴工山西化工2013年12月生,只是在檢修和超壓情況下，會(huì )排放少量天然氣，下2方面。因此可在設備采購時(shí)選用優(yōu)質(zhì)設備、閥門(mén),除此之第一，施工期儲氣井建設對地下水環(huán)境的影響外,不必采取措施。評價(jià)。儲氣井鉆井過(guò)程可能鉆通隔水層,使隔水層2)對如廁污水,在加氣站內設置生態(tài)環(huán)保廁上下2個(gè)含水層連通,一旦發(fā)生串層,對地下水環(huán)境所,定期清掏,用于周?chē)r田施肥。會(huì )造成較大影響,因此地下水評價(jià)應作為評價(jià)重點(diǎn)3)為防止噪聲影響周?chē)用裾Ｉa(chǎn)生活,加之一。氣站要選用低噪聲設備,定期檢查、維修,不合要求第二,運營(yíng)期環(huán)境風(fēng)險評價(jià)。運營(yíng)期天然氣泄的要及時(shí)更換;將壓縮機設置在機房?jì)?并采取基礎漏或爆炸,不但直接造成環(huán)境污染.生態(tài)破壞,而且減振措施;在站內與站界周?chē)盏剡M(jìn)行綠化。會(huì )帶來(lái)一系列次生環(huán)境問(wèn)題,如燃燒廢物的處理,消4)對危險廢物,嚴格按照《危險廢物貯存污染防廢水對河流、水源地的污染等。因此環(huán)境風(fēng)險評控制標準》(GB18597-2001)在站內設危險廢物暫存價(jià)也應作為評價(jià)重點(diǎn)之一。庫,危險廢物在暫存庫暫存后,定期送有相應危險廢4結語(yǔ)物處置資質(zhì)的單位處置;生活垃圾送環(huán)衛部門(mén)指定地點(diǎn)處理。加氣站環(huán)境影響評價(jià)要結合實(shí)際,不僅要進(jìn)行5)運營(yíng)期必須采取的環(huán)境風(fēng)險防范措施;施工氣、水、聲、固、生態(tài)的環(huán)境影響評價(jià),而且要對地下過(guò)程加強監理,確保接口嚴密;制定嚴格的規章制度水環(huán)境影響和環(huán)境風(fēng)險作重點(diǎn)評價(jià),把地下水環(huán)境和質(zhì)量保證體系,提高施工及檢驗人員水平;嚴格控影響和環(huán)境風(fēng)險發(fā)生概率降到最低。制天然氣氣質(zhì);定期進(jìn)行設備檢修維護;制訂環(huán)境風(fēng)參考文獻:險應急預案,定期進(jìn)行演練,做到防患于未然。[1] 郭杏妹.張秋云.汽車(chē)加氣站建設項目環(huán)境影響評價(jià)3加氣站環(huán)境影響評 價(jià)應關(guān)注的重點(diǎn)[J].廣東化工.2009(5):96-98.加氣站建設項目環(huán)境影響評價(jià)的重點(diǎn)應放在以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頁(yè)) .[J].煤化工.2006(4):7-13.[2]杜彬. 甲醇制輕烯烴技術(shù)研究進(jìn)展[J].天津化工.20134]王皓.王建國.MTO烯烴分離回收技術(shù)與烯烴轉化技(1):7-8.術(shù)[J].煤化工.2011(2):5-8.[3] 高晉生.張德祥.甲醇制低碳烯烴的原理和技術(shù)進(jìn)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