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典型180万吨/年甲醇制60万吨/年烯烃项目副产10万吨/年混合C4,主要成分为丁烯-1、顺丁烯-2、反丁烯-2和异丁烯,另有少量丁二烯、丁烷等。
对于不同的甲醇制烯烃技术——大化所DMTO、中石化SMTO或UOP MTO,以及不同的操作条件和工况,甲醇制烯烃混合C4的组分有所不同。但参考神华包头和中原石化的具体运行数据,混合C4组分大致范围是:丁烯-1含量22%~27%,顺丁烯-2含量21%~28%,反丁烯-2含量31%~37%。异丁烯含量6%~8%。
过去,对于以乙烯和丙烯为主要目标产物的煤(甲醇)制烯烃项目,采用烯烃转化技术(OCT)大量增产丙烯,或采用烯烃裂解技术(OCP/OCC)同时增产乙烯和丙烯是合理的选择。该方案不仅技术成熟,而且可以同时利用C4和C5资源。DMTO-II技术也是将甲醇制烯烃产物中的C4+组分回炼,和烯烃裂解工艺类似,实现增产乙烯和丙烯的效果,其C4+转化反应和甲醇转化反应使用同一催化剂。
然而,目前形式发生了变化。全球烯烃原料轻质化趋势明显,北美和中东新增乙烯和丙烯产能大部分以乙烷和丙烷为原料,将导致C4资源供应紧张,因此MTO混合C4长期来看将成为紧缺资源,值得认真研究其下游利用。
MTO混合C4中丁二烯含量极少(低于2%),利用价值不大,一般通过选择性加氢的方法脱除。而异丁烯则通过预反应器+催化精馏组合工艺,与甲醇反应生产MTBE。脱除丁二烯和异丁烯后的混合C4,主要成分就是正丁烯(丁烯-1、顺丁烯-2和反丁烯-2)。
丁烯-1是线性低密度聚乙烯(LLDPE)最常用的共聚单体,平均用量在7%左右,因此配套了LLDPE装置的煤(甲醇)制烯烃项目,一般会建设丁烯精馏装置生产聚合级丁烯-1,用于自有的LLDPE聚合单元。
提取丁烯-1后,顺丁烯-2和反丁烯-2有两大利用方向:生产2-丙基庚醇(2-PH),或生产丁二烯。2-PH为高附加值精细化工产品,主要用于生产新型增塑剂DPHP,由于传统增塑剂DOP使用受限,2-PH市场需求稳步增长,目前经济性较好。但2-PH工艺流程复杂,投资较高,并且2-PH市场容量较小,如果MTO行业大量建设将迅速产能过剩。
1,3-丁二烯是制造合成橡胶、合成树脂、尼龙等的重要原料,2013年中国进口1,3-丁二烯36.2万吨,比2012年增长18.7%,而且从2012年-2014年华东地区丁二烯平均价格高达1.22万元/吨,预计丁烯氧化脱氢生产丁二烯将具有良好的经济收益。为了延伸产业链,久泰鄂尔多斯MTO项目配套建设的8万吨/年顺丁橡胶装置于2014年9月开工建设,中煤榆林煤制烯烃二期项目也规划配套顺丁橡胶装置。
惠生工程自主研发的丁烯氧化脱氢生产丁二烯技术,能够在提升丁二烯产量的同时降低投资与能耗,提升企业的经济效益。该技术在传统的B-02铁系催化剂技术基础上采用惠生工程研发的性能更加优越的新型催化剂(已申请专利),单条丁二烯生产线规模可达10万吨/年。
其他可供考虑的MTO混合C4下游方案还包括:丁烯-2异构化多产丁烯-1、正丁烯制甲乙酮、正丁烯制己烯-1等。 |
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