设计初稿

新疆工业高等专科学校毕业论文（设计）2011届题目甲醇制烯烃工艺技术专业石油化工生产技术学生姓名朱桂琴学号091679小组成员柴双龙张文霖李迎岐李和鉴张生福曹晓阳指导教师仇鹏完成日期2012-4-8新疆工业高等专科学校教务处印制新疆工业高等专科学校毕业论文（设计）任务书班级石化09-4（1）班专业石油化工生产技术姓名朱桂琴日期2012-4-81、论文（设计）题目：甲醇制烯烃工艺设计2、论文（设计）要求：（1）学生应在教师指导下按时完成所规定的内容和工作量，最好是独立完成。（2）选题有一定的理论意义与实践价值，必须与所学专业相关。（3）主题明确，思路清晰。（4）文献工作扎实，能够较为全面地反映论文研究领域内的成果及其最新进展。（5）格式规范，严格按系部制定的论文格式模板调整格式。（6）所有学生必须在5月15日之前交论文初稿。3、论文（设计）日期：任务下达日期2012-3-1完成日期2012-4-104、指导教师签字：新疆工业高等专科学校毕业论文（设计）成绩评定报告序号评分指标具体要求分数范围得分1学习态度努力学习，遵守纪律，作风严谨务实，按期完成规定的任务。0—10分2能力与质量调研论证能独立查阅文献资料及从事其它形式的调研，能较好地理解课题任务并提出实施方案，有分析整理各类信息并从中获取新知识的能力。0—15分综合能力论文能运用所学知识和技能，有一定见解和实用价值。0—25分论文（设计）质量论证、分析逻辑清晰、正确合理，0—20分3工作量内容充实，工作饱满，符合规定字数要求。绘图(表)符合要求。0—15分4撰写质量结构严谨，文字通顺，用语符合技术规范，图表清楚，字迹工整，书写格式规范，0—15分合计0—100分评语：成绩：评阅人（签名）：日期：毕业论文答辩及综合成绩答辩情况自述情况清晰、完整流利简练清晰完整完整熟悉内容基本完整熟悉内容不熟悉内容提出问题回答问题正确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩小组评语及建议成绩：答辩委员会综合成绩：答辩委员会主任签字：年月日甲醇制烯烃工艺设计学号：091679姓名：朱桂琴(新疆工业高等专科学校,乌鲁木齐830091)摘要:甲醇制烯烃（MethanoltoOlefins，MTO）和甲醇制丙烯（MethanoltoPropylene）是两个重要的C1化工新工艺，是指以煤或天然气合成的甲醇为原料，借助类似催化裂化装置的流化床反应形式，生产低碳烯烃的化工技术。在一定条件（温度、压强和催化剂）下，甲醇蒸汽先脱水生成二甲醚，然后二甲醚与原料甲醇的平衡混合物气体脱水继续转化为以乙烯、丙烯为主的低碳烯烃；少量C2=～C5=的低碳烯烃由于环化、脱氢、氢转移、缩合、烷基化等反应进一步生成分子量不同的饱和烃、芳烃、C6＋烯烃及焦炭。煤基甲醇制低碳烯烃工艺无论从技术还是经济都具备了工业化应用的基础和条件，MTO工艺目前是将甲醇转变为乙烯丙烯为主低碳烯烃且最容易实现百万吨级大型化进料规模的工艺技术，工程方面虽然没有颠覆性的风险但还是需要经过万吨级工业化示范装置验证。通过对煤基甲醇技术及投资的分析得出：MTO工艺工业化应用的关键除催化剂和工艺技术本身外，没基甲醇装置的大型化合甲醇制造成本是否有竞争力是最关键的因素。在国内，对MTP工艺的开发研究也一直在进行。由新一代煤(能源)化工产业技术创新战略联盟成员—中国化学工程集团公司、清华大学、安徽淮化集团有限公司合作开发的流化床甲醇制丙烯（FMTP）工业化试验项目在淮化集团开工。该项目规模为年处理甲醇3万吨，年产丙烯近1万吨，副产液化石油气800吨，总投资约1.6亿元，计划2009年3月投料试车并运行。该项目是在清华大学小试研究工作的基础上，将小试成果放大到万吨级规模，通过工业试验装置的运行、工艺参数优化、催化剂寿命和工艺设备的可靠性考核，最终使该万吨级的工业试验装置技术和环境保护各项指标达到国内外先进水平，为下一步百万吨级工业化装置建设提供技术依据和培训平台。据悉，项目开发内容主要包括基础研究、工业放大及工业试验三部分。目前，中国化学工程集团公司所属中国天辰化学工程公司已完成了工业试验装置的工艺包设计，所属的东华工程科技股份有限公司正在开展工程设计。在地方政府的大力支持下，该项目的各项审批和备案手续也已完成，装置已具备开工建设条件。关键词：煤基甲醇,MTO技术,工程技术,投资分析目录第1章绪论1.1项目概述1.1.1项目名称设计一煤化工综合企业MTO／MTP分厂。1.1.2项目性质本项目的目标是为新疆广汇新能源公司100万吨粗甲醇厂设计一座MTO分厂，属于新建项目。1.1.3项目简介本项目以新疆广汇新能源公司甲醇分厂的粗甲醇作为主要原料，充分合理地利用伊吾工业园区内的各种公用设施及总厂的现有资源，针对新疆广汇新能源公司目前的生产状况，设计一座煤基甲醇制烯烃的分厂，并且结合本MTO分厂的设计任务及总厂的生产现状，对总厂的科学发展进行规划，扩大经济效益的同时，减少烃原料对石油资源的过度依赖，对优化资源利用有重要意义。1.2设计依据及原则1.2.1设计依据（1）《化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定》（化工部97年修订版）及有关专业的国家标准；（2）新疆哈密市相关资料，新疆广汇新能源有限公司和新疆哈密市伊吾淖毛湖镇工业园区相关资料，包括自然条件、交通条件和公用工程及配套设施条件等；（3）《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国劳动安全法》等相关的国家法律、法规。1.2.2设计原则（1）项目建设遵守国家的各项政策、法规和法令，符合国家的产业政策、投资方向及行业和地区的规划，贯彻有关部门的颁发标准和规范合理安排建设周期，严格控制工程建设项目的生产规模和投资；（2）采用成熟而先进可靠的工艺生产技术，确保操作运行稳定、能耗低、三废排放少、产品质量好；（3）在保证工艺生产安全、可靠的前提下，尽可能利用国产化的设备、材料，并控制投资在合理范围内；（4）充分依托新疆广汇新能源有限公司和新疆哈密市伊吾淖毛湖镇工业园区的现有条件和发展形势，有效地控制工程总投资，加快建设进度，降低产品的生产成本，以使本项目达到较好的经济效益。1.3工艺特点本分厂以新疆广汇新能源公司甲醇分厂的粗甲醇作为主要原料，辅助原料为伊吾工业园区内的伊吾河水、预热后的空气、外购烧碱制成的碱液等。产品为乙烯等，副产品为碳酸钠（供总厂使用）。粗甲醇在MTO反应器中反应后依次经过急冷分水、水洗、C4分离、碱洗、干燥加氢后进入深冷分离工序，烃类混合物经深冷分离后得到聚合级乙烯和聚合级丙烯。分离出的C4组分、乙烷、丙烷经催化裂化后返回分离系统，达到增加产品产量的目的。1.4产品方案本项目通过MTO工艺，利用新疆广汇新能源公司的煤基甲醇，生产聚合级乙烯、聚合级丙烯，副产碳酸钠。产品规格请见表1-1所示。产品名称试验方法国家规格/%本厂规格/%级别产量/（万吨/年）单价（元//吨）乙烯GB/T3391-2002≥99.90（体积分数）99.90（体积分数）一等品36.77757丙烯GB/T3392≥99.60（体积分数）99.80（体积分数）优等品24.411100碳酸钠GB/2101-2004---90（质量分数）指定1.111001.5原料及公用工程消耗本项目以新疆广汇新能源公司甲醇分厂的粗甲醇作为主要原料，并外购烧碱制成碱液。本项目的原料消耗量请见表1-2所示，辅助原料消耗请见表1-3所示，公用工程消耗请见表1-4所示。表1-2原料消耗原料名称规格/wt%级别消耗量/（万吨/年）甲醇86粗甲醇186氢氧化钠95合格品0.8496表1-3辅助原料消耗序号名称消耗量单位1MTO转化催化剂960吨/年2催化裂化催化剂150吨/年3加氢催化剂180吨/年4分子筛干燥剂242吨/年表1-4公用工程消耗序号名称消耗量单位1冷却水1659万吨/年2三元冷剂3008万吨/年3低压蒸汽99.1万吨/年1.6厂址概况本分厂位于新疆哈密市伊吾县淖毛湖镇，属温带大陆性干旱气候，具有丰富的煤炭资源、水资源，具有得天独厚地发展煤化工的自然资源优势和交通优势。伊吾县坚持以园区建设为依托，围绕淖毛湖煤田综合开发项目，通过积极引进以优势资源加工为重点的大企业、大集团，重点发展以电力、高耗能为主的重化工、煤化工、有色金属和矿产资源深加工等产业。1.7综合技术经济指标通过项目实施规划以及财务评价，本项目规划建设期为3年，投产期为2年。第一年完成项目全部投资的30%，第二年完成项目全部投资的60%，第三年完成项目全部投资的100%，生产能力分别为全负荷的60%和80%，全负荷生产期为7年，总工期为12年。本项目主要经济指标请见表1-5所示。表1-5综合技术经济指标序号指标名称单位数值1设计规模万吨/年802年操作时间小时/年72003分厂用地面积平方米2192004建筑面积平方米72137.15总定员人4276工程项目总投资万元556148.87固定资产投资万元337174.28直接材料费万元/年474943.2第二章工艺方案选择2.1概述美国Nexant公司发表评论认为：最近石油和天然气价格的上涨已使化学工业使用煤生产化学品推向了一个战略转折点。这一变化也由发展中国家，尤其是亚洲国家空前的能源需求增长，以及煤利用过程如气化和相关的环境技术进步所驱动。Nexant公司认为，这些因素相互关联，它们对全球化学工业将具有综合性影响。例如，在需求快速增长的地区，获取进口原料现已向利用当地煤炭资源的总体原料方向转变。甚至在发达的经济体如北美，生产大量通用化学品新的竞争性未来也在转向煤炭。尽管2004年煤价上涨了40％，但煤基石化的投资兴趣还在日益提高。因为如果把项目建在煤矿周围，那么煤还是很便宜。如果一个公司拥有自己的煤矿，那么煤的成本就只有每吨100元人民币（12美元）。中国用煤制烯烃具有较高的竞争力，就像中东用低成本原料天然气制甲醇，再制烯烃一样。中国石化工业又将恢复到以煤为基础原料。早在20世纪初石化业就首次用煤生产烯烃。但在20世纪40年代煤就逐渐退出石化业，生产商们开始使用更加便宜的原油和天然气作为原料。但如今原油供应吃紧加之价格暴涨，迫使生产商们再一次把目光又转向煤。尤其是在中国，现已有一些装置用煤生产甲醇、聚氯乙烯。低碳烯烃（乙烯、丙烯等）作为化学工业重要的基本有机化工原料，在现代石油和化学工业中起着举足轻重的作用，其产业发展水平和市场供需平衡情况直接影响着整个石化工业的发展水平和产业规模。随着我国国民经济整体水平的不断提高，特别是现代化学工业的迅猛发展对低碳烯烃的需求日渐攀升，供需矛盾也将日益突出。预计2015年我国乙烯需求量将达到3000-3300万吨/年，而丙烯的需求增长速度更快，据专家预计，我国对丙烯需求的年增长率约为6%，已经超过9年总成本费用万元/年584704.810全厂总产值万元/年878820.011年净利润总额万元年199575.112投资利润率%35.913静态投资效益率%41.514投资回收期年6.315内部收益率%21.316投资净现值（税后）万元494960.7了乙烯的需求增长率。2.2煤基甲醇制烯烃工艺对比2.2.1MTO反应工艺介绍目前国外具有代表性的MTO工艺技术主要是：UOP／Hydro、ExxonMobil的技术，以及鲁奇（Lurgi）的MTP技术。ExxonMobil和UOP/Hydro的工艺流程区别不大，均采用流化床反应器，甲醇在反应器中反应，生成的产物经分离和提纯后得到乙烯、丙烯和轻质燃料等。目前UOP/Hydro工艺已在挪威国家石油公司的甲醇装置上进行运行，效果达到甲醇转化率99.8%，丙烯产率45%，乙烯产率34%，丁烯产率13%。2.2.2MTO、MTP反应工艺对比1.甲醇制烯烃技术目前世界上现行的方法主要有两种：一是MTO技术（MethanoltoOlefin，甲醇制烯烃），即由合成气首先生产出甲醇，然后将甲醇转化为乙烯和丙烯混合物的工艺；二是MTP技术（MethanoltoPropylene，甲醇制丙烯），即由合成气首先生产出甲醇，然后将甲醇转化成丙烯的工艺。上述两种技术均是从