【中国新闻网】第三代甲醇制烯烃(DMTO-Ⅲ)技术通过科技成果鉴定_华体会体育hth-华体会体育ios下载网页登录
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2021-11-28 02:12:07
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  作为国家在科学技术方面的最高学术机构和全国自然科学与高新技术的综合研究与发展中心,建院以来,中国科学院时刻牢记使命,与科学共进,与祖国同行,以国家富强、人民幸福为己任,人才辈出,硕果累累,为我国科技进步、经济社会发展和国家安全做出了不可替代的重要贡献。更多简介 +

  中国科学技术大学(简称“中科大”)于1958年由中国科学院创建于北京,1970年学校迁至安徽省合肥市。中科大坚持“全院办校、所系结合”的办学方针,是一所以前沿科学和高新技术为主、兼有特色管理与人文学科的研究型大学。

  中国科学院大学(简称“国科大”)始建于1978年,其前身为中国科学院研究生院,2012年更名为中国科学院大学。国科大实行“科教融合”的办学体制,与中国科学院直属研究机构在管理体制、师资队伍、培养体系、科研工作等方面共有、共治、共享、共赢,是一所以研究生教育为主的独具特色的研究型大学。

  上海科技大学(简称“上科大”),由上海市人民政府与中国科学院共同举办、共同建设,2013年经教育部正式批准。上科大秉持“服务国家发展战略,培养创新创业人才”的办学方针,实现科技与教育、科教与产业、科教与创业的融合,是一所小规模、高水平、国际化的研究型、创新型大学。

  11月9日,第三代甲醇制烯烃(DMTO-Ⅲ)技术在北京通过了中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定。

  鉴定专家一致认为:该成果创新性强,具有完全自主知识产权,成果处于国际领先水平,技术优势明显,引领行业技术进步,应用前景广阔;建议加快新一代催化剂推广应用,并早日建成DMTO-Ⅲ工业示范装置。

  2006年6月,第一代甲醇制烯烃(DMTO)技术完成万吨级工业性试验,于2010年8月在全球首次实现了煤基甲醇制取低碳烯烃的工业化。2010年5月,第二代甲醇制烯烃(DMTO-Ⅱ)技术完成万吨级工业性试验,于2014年12月实现首次工业化。

  此后,大连化物所对该技术进行持续创新,在对甲醇制烯烃反应机理和烯烃选择性控制原理进一步深入认识的基础上,研制了新一代甲醇制烯烃催化剂,开发了新型高效流化床反应器,完成了中试放大试验,研发了DMTO-Ⅲ技术。

  新一代催化剂的工业化和DMTO-Ⅲ技术的成功开发使我国在甲醇制烯烃技术领域保持了持续的国际领先地位。

  在催化剂方面,大连化物所团队通过创新分子筛合成方法,实现对SAPO分子筛晶相、酸性和形貌的协同调控,同时结合催化剂制备工艺的创新,开发出了烯烃收率高、焦炭产率低、操作窗口宽、微量杂质少的新一代甲醇制烯烃催化剂。目前已建成5000吨/年规模的催化剂生产线并成功实现工业化生产。新一代甲醇制烯烃催化剂兼顾已有工业装置和新技术开发需求,已在多套DMTO工业装置中实现应用。

  在DMTO-Ⅲ技术开发方面,大连化物所团队对甲醇制烯烃多尺度过程进行了深入研究,建立了从分子筛反应扩散到反应器内催化剂积碳分布的理论方法,发展了通过催化剂积碳调控烯烃选择性的技术路线。在此基础上,基于新一代甲醇制烯烃催化剂,开发了甲醇处理量大、副反应少、可灵活实现催化剂运行窗口优化的高效流化床反应器,完成了千吨级中试试验。9月26日,中国石化联合会组织专家对中试装置进行了72小时现场连续运行考核,结果为甲醇转化率99.06%,乙烯和丙烯的选择性85.90wt%,吨烯烃(乙烯+丙烯)甲醇单耗为2.66吨。

  DMTO和DMTO-Ⅱ技术的单套工业装置甲醇处理能力都为180万吨/年。DMTO技术吨烯烃(乙烯+丙烯)甲醇原料消耗为2.97吨,DMTO-Ⅱ技术是在DMTO技术基础上增加副产的碳四以上组分(C4+)裂解单元,其原料消耗较DMTO技术有所降低。DMTO-Ⅲ技术采用新一代催化剂,通过对反应器和工艺过程的创新,不需要设单独的副产的碳四以上组分裂解单元,可实现单套工业装置甲醇处理量达300万吨/年以上,流程模拟结果显示工业装置吨烯烃(乙烯+丙烯)甲醇消耗可降到2.62-2.66吨。

  与当前已经工业化的技术相比,DMTO-Ⅲ技术的经济性有显著提高,主要体现在两个方面:一是单套装置甲醇处理能力大幅度增加,即在流化床反应器尺寸基本不变的情况下,采用DMTO和DMTO-Ⅱ技术的工业装置甲醇处理量为180万吨/年,而DMTO-Ⅲ技术则可提高到300万吨/年,烯烃产量从60万吨/年增加到115万吨/年。据测算,DMTO-Ⅲ技术工业装置的单位烯烃成本较现有的DMTO装置下降10%左右;

  二是DMTO-Ⅲ技术由于不设碳四以上组分催化裂解反应器,且其甲醇原料单耗与DMTO-Ⅱ基本相同,单位烯烃产能的能耗可明显下降。

  新一代催化剂用于现有DMTO工业装置,吨烯烃(乙烯+丙烯)甲醇单耗较使用前的3.0吨左右有显著降低,达到2.85-2.90吨,刷新行业记录,每年可为用户企业增收上亿元。

  据了解,第一代甲醇制烯烃(DMTO)技术的首次工业化,引领了我国煤基烯烃战略新兴产业的快速发展,煤基烯烃技术正深刻影响着传统的石油化工和煤化工产业格局。甲醇制烯烃技术的持续创新,进一步支撑了我国煤基烯烃战略产业的技术上升和高质量健康发展。

  今年10月,大连化物所已与宁夏宝丰集团一次性签订了5套100万吨/年烯烃产能的DMTO-Ⅲ工业装置技术许可合同,总投资810亿元人民币,投产后可实现年产值约500亿元人民币。目前,DMTO系列技术已累计技术许可31套工业装置(投产14套),对应烯烃产能2025万吨/年,预计拉动投资超4000亿元人民币,全部投产后可实现年产值超2000亿元人民币。

  据介绍,以乙烯和丙烯为主的低碳烯烃是重要的基本有机化工原料,也是现代化学工业的基石。传统的低碳烯烃生产技术如石脑油蒸汽裂解等强烈地依赖于石油资源。一般来说,一个百万吨级的烯烃工厂需要有千万吨级的炼油厂配套提供石脑油原料。我国的石油资源短缺,原油主要依靠进口,2019年我国原油的对外依存度已经超过70%,严重影响了国家能源战略安全。

  大连化物所从20世纪80年代开始,围绕甲醇制烯烃催化剂和工艺技术进行了长达30多年的研发工作,在催化剂、反应工艺、工程化及工业化成套技术等方面取得了一系列发明和创新,最终形成了可采用非石油资源(如煤、天然气、生物质等)来生产低碳烯烃的DMTO技术。

  我国富煤、贫油、少气,业内认为,DMTO系列技术开辟了以非石油资源生产低碳烯烃的新路线,开创并引领了煤制烯烃战略性新兴产业,对实现煤炭资源清洁高效利用、缓解石油资源供应紧张局面、促进煤化工与石油化工协调发展、保障我国能源安全具有重大意义。

  中科院大连化物所所长、工程院院士刘中民介绍第三代甲醇制烯烃(DMTO-Ⅲ)技术成果情况 大连化物所供图

  11月9日,第三代甲醇制烯烃(DMTO-Ⅲ)技术在北京通过了中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定。

  该技术由中国科学院大连化学物理研究所(以下简称“大连化物所”)研发,具有完全自主知识产权。

  鉴定专家一致认为:该成果创新性强,具有完全自主知识产权,成果处于国际领先水平,技术优势明显,引领行业技术进步,应用前景广阔;建议加快新一代催化剂推广应用,并早日建成DMTO-Ⅲ工业示范装置。

  2006年6月,第一代甲醇制烯烃(DMTO)技术完成万吨级工业性试验,于2010年8月在全球首次实现了煤基甲醇制取低碳烯烃的工业化。2010年5月,第二代甲醇制烯烃(DMTO-Ⅱ)技术完成万吨级工业性试验,于2014年12月实现首次工业化。

  此后,大连化物所对该技术进行持续创新,在对甲醇制烯烃反应机理和烯烃选择性控制原理进一步深入认识的基础上,研制了新一代甲醇制烯烃催化剂,开发了新型高效流化床反应器,完成了中试放大试验,研发了DMTO-Ⅲ技术。

  新一代催化剂的工业化和DMTO-Ⅲ技术的成功开发使我国在甲醇制烯烃技术领域保持了持续的国际领先地位。

  在催化剂方面,大连化物所团队通过创新分子筛合成方法,实现对SAPO分子筛晶相、酸性和形貌的协同调控,同时结合催化剂制备工艺的创新,开发出了烯烃收率高、焦炭产率低、操作窗口宽、微量杂质少的新一代甲醇制烯烃催化剂。目前已建成5000吨/年规模的催化剂生产线并成功实现工业化生产。新一代甲醇制烯烃催化剂兼顾已有工业装置和新技术开发需求,已在多套DMTO工业装置中实现应用。

  在DMTO-Ⅲ技术开发方面,大连化物所团队对甲醇制烯烃多尺度过程进行了深入研究,建立了从分子筛反应扩散到反应器内催化剂积碳分布的理论方法,发展了通过催化剂积碳调控烯烃选择性的技术路线。在此基础上,基于新一代甲醇制烯烃催化剂,开发了甲醇处理量大、副反应少、可灵活实现催化剂运行窗口优化的高效流化床反应器,完成了千吨级中试试验。9月26日,中国石化联合会组织专家对中试装置进行了72小时现场连续运行考核,结果为甲醇转化率99.06%,乙烯和丙烯的选择性85.90wt%,吨烯烃(乙烯+丙烯)甲醇单耗为2.66吨。

  DMTO和DMTO-Ⅱ技术的单套工业装置甲醇处理能力都为180万吨/年。DMTO技术吨烯烃(乙烯+丙烯)甲醇原料消耗为2.97吨,DMTO-Ⅱ技术是在DMTO技术基础上增加副产的碳四以上组分(C4+)裂解单元,其原料消耗较DMTO技术有所降低。DMTO-Ⅲ技术采用新一代催化剂,通过对反应器和工艺过程的创新,不需要设单独的副产的碳四以上组分裂解单元,可实现单套工业装置甲醇处理量达300万吨/年以上,流程模拟结果显示工业装置吨烯烃(乙烯+丙烯)甲醇消耗可降到2.62-2.66吨。

  与当前已经工业化的技术相比,DMTO-Ⅲ技术的经济性有显著提高,主要体现在两个方面:一是单套装置甲醇处理能力大幅度增加,即在流化床反应器尺寸基本不变的情况下,采用DMTO和DMTO-Ⅱ技术的工业装置甲醇处理量为180万吨/年,而DMTO-Ⅲ技术则可提高到300万吨/年,烯烃产量从60万吨/年增加到115万吨/年。据测算,DMTO-Ⅲ技术工业装置的单位烯烃成本较现有的DMTO装置下降10%左右;

  二是DMTO-Ⅲ技术由于不设碳四以上组分催化裂解反应器,且其甲醇原料单耗与DMTO-Ⅱ基本相同,单位烯烃产能的能耗可明显下降。

  新一代催化剂用于现有DMTO工业装置,吨烯烃(乙烯+丙烯)甲醇单耗较使用前的3.0吨左右有显著降低,达到2.85-2.90吨,刷新行业记录,每年可为用户企业增收上亿元。

  据了解,第一代甲醇制烯烃(DMTO)技术的首次工业化,引领了我国煤基烯烃战略新兴产业的快速发展,煤基烯烃技术正深刻影响着传统的石油化工和煤化工产业格局。甲醇制烯烃技术的持续创新,进一步支撑了我国煤基烯烃战略产业的技术上升和高质量健康发展。

  今年10月,大连化物所已与宁夏宝丰集团一次性签订了5套100万吨/年烯烃产能的DMTO-Ⅲ工业装置技术许可合同,总投资810亿元人民币,投产后可实现年产值约500亿元人民币。目前,DMTO系列技术已累计技术许可31套工业装置(投产14套),对应烯烃产能2025万吨/年,预计拉动投资超4000亿元人民币,全部投产后可实现年产值超2000亿元人民币。

  据介绍,以乙烯和丙烯为主的低碳烯烃是重要的基本有机化工原料,也是现代化学工业的基石。传统的低碳烯烃生产技术如石脑油蒸汽裂解等强烈地依赖于石油资源。一般来说,一个百万吨级的烯烃工厂需要有千万吨级的炼油厂配套提供石脑油原料。我国的石油资源短缺,原油主要依靠进口,2019年我国原油的对外依存度已经超过70%,严重影响了国家能源战略安全。

  大连化物所从20世纪80年代开始,围绕甲醇制烯烃催化剂和工艺技术进行了长达30多年的研发工作,在催化剂、反应工艺、工程化及工业化成套技术等方面取得了一系列发明和创新,最终形成了可采用非石油资源(如煤、天然气、生物质等)来生产低碳烯烃的DMTO技术。

  我国富煤、贫油、少气,业内认为,DMTO系列技术开辟了以非石油资源生产低碳烯烃的新路线,开创并引领了煤制烯烃战略性新兴产业,对实现煤炭资源清洁高效利用、缓解石油资源供应紧张局面、促进煤化工与石油化工协调发展、保障我国能源安全具有重大意义。

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