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煤制芳烃简介
一、产品市场情况
我国高质量芳烃产品的生产主要来自石油技术路线,由乙烯裂解生产芳烃产品。随着对芳烃需求的日益增长,作为芳烃生产原料的石油资源,面临着越来越严重的短缺局面,已成为制约我国芳烃发展的主要瓶颈之一。
芳烃为大宗基础有机化工原料,目前我国年消费量超过2000万吨。是化纤、工程塑料及高性能塑料等的关键原料,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。目前芳烃97%以上来源依赖于石油原料,由于受到产能影响,多年来对外依存都接近总需求量的50%。芳烃产品中产能最大、与国民经济密切相关的对二甲苯,2012年的产量是773万吨,表观消费量1382万吨,%。2012年,我国芳烃进口量达609万吨,对外依存度为44%。截止2013年国内PX产能仅896万吨,对外依存度达46%。预测2015PX进口1000万吨,投资空间3000亿元。同时,中国PX产能增长一直比较缓慢。一些拟建或建成的PX装臵因种种原因未能按计划投产,导致国内PX产不足需矛盾加剧。随着厦门、福州、大连、咸阳等PX项目因当地群众抗议而被迫搁浅。中国PX正遭遇后续项目断档的危机,这为煤制芳烃的成长与发展提供了巨大的空间。
?页岩气大规模开发,已经将石油化工领域‘三烯三苯’格局打破,将页岩气作为原料生产烯烃,产品大部分是乙烯,丙烯很少,几乎没有芳烃。造成了国际上芳烃价格的上涨。未来十年内芳烃还会处于紧缺状态,
5-6年内价格还会上涨。
与芳烃缺口形成鲜明对比的是甲醇的产能过剩。来自氮肥工业协
会统计数据显示,2012年我国甲醇产量为3164万吨,%,%。近年来,我国每年芳烃缺口约为600万至700万吨,如果按1吨芳烃消耗3吨甲醇计算,那么仅用来制芳烃的甲醇就将达到每年2000多万吨。
截止2013底,我国只建成陕西华电榆横煤化工有限公司万吨级中试装臵和内蒙庆华集团10 万吨甲醇制芳烃装臵,国内总产能达11万吨。陕西华电榆横煤制芳烃示范项目于2011年3月正式开工建设,先行建设万吨级煤制芳烃中试装臵,同时启动百万吨级工业示范项目,规模为300万吨煤制甲醇和100万吨芳烃装臵。2012年,万吨级甲醇制芳烃中试试验装臵在陕西榆林煤化工基地建成。2013年1月13日,%,油相产物中***苯(主要指甲苯、二甲苯和三甲苯)的含量达到90%以上。截止1月15日中午15时,原料甲醇累计进料约100吨,装臵平稳运转54小时,工业试验装臵实现了一次点火成功,一次投料试车成功,打通关键流程。2013年3月18日,该项中试技术通过了国家能源局委托和化学工业联合会组织的科技成果鉴定。中试结果显示, 吨甲醇就可以生产1吨芳烃,并副产大量氢气,工艺废水不含氨氮,废气不含硫氮。2013年3月,由赛鼎公司设计的内蒙庆华集团10 万吨甲醇制芳烃装臵一次试车成功,项目顺利投产。这是赛鼎运用与中科院山西煤化所合作开发的?一种甲醇一步法制取烃类产品的工艺?
专利技术设计的我国第一套甲醇制芳烃装臵。
另外,国内煤制芳烃新建拟建项目5个,总产能445万吨,在建产能165万吨。见表1。
表1 我国建成和在建煤制芳烃项目万吨
建成项目
新建拟建项目
二、生产技术
传统芳烃由石油路线制得,近来石油资源紧张造成了芳烃中苯
(B)、甲苯(T)、二甲苯(X)的价格居高不下。利用煤资源弥补石油资源的不足来生产基础化学品,是近年来煤化工发展迅速的主要因素之
一。其中,煤制芳烃就是一条被认为有前景的工艺路线。
煤制芳烃技术是最近几年才受世人关注的新技术,是煤化工的研究与开发的热点之一。但截至目前,多数处于中试阶段或实验室阶段,只有少数技术(如FMTA)进入工业化试验。
1、合成气直接制芳烃技术
以煤为原料生产芳烃技术可分两大类:一是合成气直接制芳烃技术,二是合成气经甲醇再制芳烃的间接制芳烃技术。其中,合成气经甲醇间接制芳烃技术又分为:从甲醇起步,以生产芳烃BTX为目的的甲醇芳构化技术、以生产对二甲苯为目的的甲苯***化技术以及以生产烯烃为主联产芳烃的组合技术等。
合成气直接制芳烃的催化剂大致可以分为两类:第一类为F-T合成催化剂组分与芳构化催化剂复合而成;第二类为合成甲醇/脱水催化剂与芳构化催化剂复合而成。
该技术还处于试验室的研究阶段,主要有:
Mobil公司技术
采用的是固定床,催化剂为Zn-Zr组分与微孔硅铝分子筛复合的催化剂,分子筛的硅铝比大于12。
BP公司技术
催化剂为含Ga2O3或In2O3的组分与微孔硅铝分子筛复合的催化剂。
南京大学技术
采用Fe-MnO-ZnZSM-5催化剂,F