我國乙烯原料替代動向分析

中國產(chǎn)業(yè)研究報告網(wǎng)訊：

    內(nèi)容提要：原料替代已提上議事日程，甲醇制烯烴、重油催化熱裂解制乙烯、乙醇脫水制乙烯等工藝技術(shù)路線面臨發(fā)展機遇。

    2012-2016年中國醋酸乙烯行業(yè)市場調(diào)研及投資前景分析研究報告 

    我國在乙烯總產(chǎn)能取得長足進步的同時，乙烯生產(chǎn)技術(shù)及原料利用也發(fā)生了巨大變化，長期以來一直依靠單一石腦油裂解制乙烯的生產(chǎn)技術(shù)正在“被替代”，呈現(xiàn)出“多點開花”的格局。 

    甲醇制烯烴的原料———甲醇來源廣泛，可大量替代日益寶貴和稀缺的石油資源。2006 年，國家批準實施內(nèi)蒙古包頭神華煤化工有限公司煤經(jīng)甲醇制烯烴工程。該工程的建設(shè)規(guī)模為年產(chǎn)180×104t甲醇、60×104t烯烴， 采用大連化物所與陜西新興煤化工科技發(fā)展公司、中國石化洛陽工程公司合作開發(fā)的甲醇制低碳烯烴(DMTO) 技術(shù)， 裝置于2010 年8月一次開車成功， 實現(xiàn)了非油制烯烴技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。

    2010 年10 月26 日，新一代甲醇制烯烴(DMTO-Ⅱ)技術(shù)許可合同簽訂， 標志著DMTO-Ⅱ工業(yè)化示范項目———陜煤化集團與中國長江三峽集團公司合作建設(shè)的70×104t/a 煤制烯烴項目正式啟動。此外，由中國石化上海石油化工研究院和中國石化工程建設(shè)公司共同開發(fā)的100t/d 甲醇制乙烯技術(shù)(SMTO)已在燕山石化取得示范成功，采用該技術(shù)的首套60×104t/a甲醇制乙烯工業(yè)化裝置正在中原乙烯化工有限責(zé)任公司建設(shè)。由中國石化石油化工科學(xué)研究院開發(fā)的重油催化熱裂解制乙烯技術(shù)(CPP)已完成工業(yè)化試驗， 首套50×104t/a CPP 工業(yè)化裝置已于2009 年8 月在沈陽石蠟化工有限公司建成投產(chǎn)。上述這些新乙烯裝置為我國乙烯總產(chǎn)能的增加貢獻了4 個百分點。

    我國乙烯工業(yè)在快速發(fā)展的同時面臨著原料資源供應(yīng)日趨緊張的問題，對此，業(yè)界應(yīng)密切關(guān)注以煤作為替代原料采用MTO 技術(shù)的工業(yè)化進程，以此緩解乙烯擴能帶來的原料緊張問題。同時要加快開發(fā)新的乙烯生產(chǎn)技術(shù)路線， 盡可能以天然氣、干氣為原料，開發(fā)用甲烷、乙烷、丙烷和丁烷為主要原料的低成本乙烯生產(chǎn)技術(shù)路線，從而提高我國乙烯產(chǎn)品的國際競爭力。

    乙烯作為基本的有機化工原料和石油化工業(yè)的龍頭產(chǎn)品，被譽為“石油化工之母”。隨著化工、能源、材料等乙烯衍生物產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，乙烯的產(chǎn)需矛盾日益突出，這就給生物乙烯———以大宗生物質(zhì)為起始原料制造乙烯提供了難得的契機。發(fā)展生物乙烯已經(jīng)成為必然，作為石油替代戰(zhàn)略的重要方向和突破口，生物乙烯將給傳統(tǒng)的乙烯及其衍生物工業(yè)帶來持續(xù)發(fā)展的動力。 

    目前80%左右的乙醇以淀粉質(zhì)糧食為原料，約20%的乙醇以木質(zhì)纖維素為原料。糧食類淀粉質(zhì)原料的價格較高，因而抬高了乙醇的生產(chǎn)成本，因此，選擇低成本的原料路線是降低乙醇生產(chǎn)成本和提高市場競爭力的關(guān)鍵。利用秸稈類木質(zhì)纖維素原料生產(chǎn)乙醇是國際公認的技術(shù)難題，但也是最有前途的技術(shù)之一。我國急需建立高水準的、以木質(zhì)纖維素為原料的乙醇生產(chǎn)中試基地，并重點開展原料預(yù)處理、生物降解、可發(fā)酵糖的利用、秸稈類木質(zhì)纖維素綜合利用等方面的研究。

    據(jù)介紹，氧化鋁型催化劑是目前工業(yè)應(yīng)用相對成熟的催化劑，但是對反應(yīng)條件要求苛刻、反應(yīng)溫度高、乙醇原料濃度要求高，導(dǎo)致整體能耗高。因此，開發(fā)能夠在較低溫度下、將較低濃度的乙醇高選擇性和高轉(zhuǎn)化率地轉(zhuǎn)化為乙烯的長壽命催化劑，已成為生物質(zhì)由乙醇中間體制乙烯的關(guān)鍵。雜多酸催化劑雖然活性高，但是壽命和熱穩(wěn)定性問題沒能得到解決，限制了其在工業(yè)上的應(yīng)用。沸石分子篩催化劑的水熱穩(wěn)定性和壽命還需要進一步提高，對發(fā)酵乙醇雜質(zhì)的耐受性也值得深入研究。 

    目前我國現(xiàn)有的乙醇脫水制乙烯裝置是建立在燃料乙醇后繼生產(chǎn)線上的， 工藝路線比較陳舊，能耗過高。要提高生物乙烯的市場競爭力，就必須充分考慮生物乙烯的自身特點，將生物質(zhì)發(fā)酵生產(chǎn)乙醇和乙醇脫水制乙烯兩個過程有機融合。應(yīng)該對生物質(zhì)路線制乙烯的生產(chǎn)過程進行系統(tǒng)考慮，在能耗、催化效率及催化劑使用壽命等因素之間尋找一個最佳平衡點。通過對整個工藝進行一體化設(shè)計，將各工序中的熱能進行綜合利用，以減少能耗。甘蔗在巴西用于生產(chǎn)乙醇，并且可望成為未來乙醇項目的主要資源，其能量產(chǎn)出與能量供入之比為8.3∶1，生產(chǎn)乙醇的能效是谷物和甜菜的4 倍多。

    從甘蔗生產(chǎn)的乙醇已可轉(zhuǎn)化為乙烯，然后生產(chǎn)綠色聚乙烯。這種聚乙烯能采用現(xiàn)有設(shè)備加工，可減少新的基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)數(shù)量。綠色聚乙烯可100%循環(huán)利用，對二氧化碳平衡起積極作用。乙醇加工時抽出的水可循環(huán)利用，煉制過程產(chǎn)生的甘蔗渣可用于發(fā)電。雖然由乙醇生產(chǎn)乙烯的路線是可行的，但乙醇生產(chǎn)廠必須建在傳統(tǒng)石油化工廠的附近。

    結(jié)語：

    ① 我國乙烯工業(yè)發(fā)展迅猛，2009 年乙烯產(chǎn)能達到1279.9×104t/a， 占2009 年底世界產(chǎn)能1.328×108t/a 的9.6%；2010 年達到1494.9×104t/a； 在建乙烯產(chǎn)能達到300×104t/a。

    ② 我國乙烯原料供應(yīng)面臨緊張狀況，2010 年裂解原料需求量達到4356×104t，2015 年將達6484×104t。絕大多數(shù)乙烯生產(chǎn)能力都以石腦油作為原料，到2011 年中國將成為亞洲最大的石腦油消費國。

    原料替代已提上議事日程，甲醇制烯烴、重油催化熱裂解制乙烯、乙醇脫水制乙烯等工藝技術(shù)路線面臨發(fā)展機遇。