最新甲醇制烯烃行业市场运行及未来发展深度分析报告内容Word文件下载.docx

1、Hydro公司现已有一套示范装置在挪威的生产基地内建成，采用的是流化床反应器和连续流化床再生器。自1995年以来该示范装置就周期性地运转，根据UOP公司提供的资料，这套装置实现了长期99%的甲醇转化率和稳定的产品选择性。迄今未见有大型工业化装置运行的报道。 在反应过程中会产生影响催化效果的积炭，必须通过燃烧除去。以空气作为燃烧介质，烧焦过程在催化剂流化床再生器中进行。在反应循环过程中，一些催化剂颗粒会破碎。通过一套合适的多级旋风分离器，可以把这些粉末从流化床的出口物料中除去。再生器排出的废气可以通过炉子回收热量，而废气中的催化剂微粒则通过静电沉降除去。离开反应器的混合物料通过一个专门设计的进料

2、出料换热器后进入分离器。在分离器内，绝大多数的水和未反应的甲醇被除去。烃类通过分馏从含氧化合物循环流中分离出来，含氧化合物在压缩段中被除去。采用多段压缩机液化烃类混合物，除去其中的催化剂残余粉末。含有50%乙烯的烃类物料被送至分离系统，由于物料中不含乙炔和其他较重的组分，分离系统比蒸汽裂解装置简单。通常分离系统有脱乙烷塔、脱甲烷塔、脱丙烷塔以及脱丁烷塔，而冷箱设计则被简化。精馏塔生产聚合级乙烯和丙烯。其他产品包括燃料气、含有乙烷和LPG的轻质燃料、C5以及含有少量1，3-丁二烯的C4。 虽然在理论上存在少量的乙炔，但在原始设计中并不包含脱乙炔反应器。因为少量的乙炔、甲基乙炔和丙二烯（MAPD）

3、在聚合级乙烯和丙烯的允许含量范围内。如果乙炔和MAPD的含量超过上限值，就需要进行选择性加氢，假若MTO装置中产氢量较低，需输入一定量的氢。第二节 烯烃的性质及用途一、主要烯烃的性质烯烃的化学性质和烷烃不同.它的分子中存在碳碳双键,化学活泼性大,烯烃的大部分反应发生在碳碳双键上,所以碳碳双键是烯烃的官能团.和双键碳原子直接相连的碳原子称为-碳原子,-碳原子上的-氢也容易发生取代反应。（1）加成反应.烯烃的加成反应,实质上是碳碳双键的加成反应,也就是打断一个键,两个一价原子或基团分别加到双键碳原子上,形成两个新的键,从而生成饱和化合物。从烯烃催化加氢生成烷烃的过程中可以看出,发生变化的不仅仅是键

4、,双键的两个碳原子的全部价键都发生了变化.碳原子的杂化轨道由sp2转变为sp3,分子的构型也从烯烃的平面排布结构变成四面体结构.所以,不要将复杂的化学变化简单地理解为一个价键的改变。烯烃的催化氢化是一个放热反应.一摩尔烯烃氢化时所放出的热量称为氢化热。不同烯烃的氢化热是不同的.根据氢化热的不同,可以分析不同烯烃的相对稳定性.一般氢化热愈小则烯烃愈稳定。二、主要烯烃的用途烯烃是指含有C=C键（碳-碳双键）（烯键）的碳氢化合物。属于不饱和烃，分为链烯烃与环烯烃。按含双键的多少分别称单烯烃、二烯烃等。双键中有一根易断，所以会发生加成反应。链单烯烃分子通式为CnH2n，常温下C2C4为气体,是非极性分

5、子，不溶或微溶于水。双键基团是烯烃分子中的功能基团，具有反应活性，可发生氢化、卤化、水合、卤氢化、次卤酸化、硫酸酯化、环氧化、聚合等加成反应，还可氧化发生双键的断裂，生成醛、羧酸等。 可由卤代烷与氢氧化钠反应制得：RCH2CH2X + NaOH RHC=CH2 + NaX + H2O （X为氯、溴、碘）也可由醇失水或由邻二卤代烷与锌反应制得。小分子烯烃主要来自石油裂解气。环烯烃在植物精油中存在较多，许多可用作香料。 烯类是有机合成中的重要基础原料，用于制聚烯烃和合成橡胶。第三节 甲醇制烯烃技术经济性分析近几年，国际市场石油、天然气价格居高不下，尽快解决能源短缺和寻找可靠、稳定、经济的替代石油能

6、源问题已经成为国内外石油化工行业关注的焦点。在促进经济结构调整和增长方式转变的同时，充分利用国内煤炭资源，发展煤化工将成为我国能源战略的重要支点。煤炭是生产甲醇的主要原料，我国的煤基甲醇产量约占甲醇总产量的70%以上。今后甲醇消费仍然以化工需求为主，尤其是甲醇制烯烃的需求潜力巨大。2007年我国甲醇产能为1100万t/a，产量为966万t，需求量为892万t。预计到2010年我国甲醇的产能将达到1350万t/a左右，需求量为1060万t，供需基本平衡。到2012年，我国甲醇的总需求量将达到2420万t，其中甲醇制烯烃（MTO）将消耗甲醇1000万t。国际甲醇制烯烃工艺成熟乙烯和丙烯传统生产方法

7、是采用轻烃（乙烷、石脑油、轻柴油）裂解工艺，但因世界石油储量有限，又是不可再生资源，世界各国开始致力于非石油路线制乙烯和丙烯类低碳烯烃的开发，其中以煤或天然气为原料制甲醇，再由甲醇制低碳烯烃工艺最具潜力。美国美孚石油公司对采用ZSM-5系列分子筛催化剂将甲醇转化为乙烯和较低级烃做了大量研究，其甲醇生产汽油（MTG）工艺已在新西兰Montonui公司实现工业化，美孚的MTO、烯烃制汽油和馏分油（MOGD）工艺都已取得实质进展。由于烯烃是甲醇制汽油反应的中间产物，所以MTG技术的成功推动了MTO、甲醇制丙烯（MTP）等工艺的开发。MTO工艺制得的烯烃主要是乙烯，其次是丙烯、丁烯等。MTP工艺则主要

8、制丙烯及少量的乙烯。目前国际领先的甲醇制烯烃工艺有美国UOP公司与挪威海德鲁公司的MTO、德国鲁奇公司的MTP工艺等。甲醇制烯烃所用的催化剂以分子筛为主要活性组分，以氧化铝、氧化硅、硅藻土、高岭土等为载体，在黏结剂等加工助剂的作用下经加工成型、烘干制得。分子筛、载体、加工助剂的性质及合成工艺等因素都会对分子筛催化剂的性能产生影响。我国大连化物所于20世纪80年代开发了ZSM-5及其改性催化剂，90年代开发了小孔径SAPO-34分子筛催化剂。1993年该所采用改性ZSM-5系列催化剂完成固定床（1t甲醇/d）中试，1995年在上海青浦化工厂完成SDTO流化床中试。通过鉴定甲醇进料60100kg/

9、d，甲醇转化率100%，采用SAPO34分子筛系列催化剂，烯烃选择性可达84%85%。MTP反应器是一种带盐浴冷却系统的管式反应器，反应管长度为15m，内径为2050mm。甲醇转化反应在0.130.16MPa、420490下进行，催化剂在反应400700 h后用氮气/空气混合气体烧焦再生。MTP反应产物的组成为：H2小于0.01%、CO为0.01%、甲烷0.9%、乙烷0.06%、乙烯0.85%、丙烯71.2%、丙烷0.98%、C4/C5 9.29%、C6 16.7%。鲁奇公司的MTP工艺的主要原材料及公用工程消耗见图表2。MTP工艺采用固定床反应器，具有易于放大、风险小、投资少、反应物停留时间

10、一致等特点，可以使产物选择性达到最大值。甲醇转化催化剂具有丙烯选择性高、结焦少、丙烷收率低等优点。MTP工艺副产液化气和汽油，这对于富煤缺油少气的地区缓解能源压力具有现实意义，但大量的液化气和汽油也阻碍了下游产品附加值的提高。MTP本身的意义在于通过甲醇生产丙烯，进而加工成众多的化工产品形成产品链全方位发展，因此MTP工艺更适合富煤缺油少气的地区，而对石油和天然气资源丰富地区项目的经济效益和竞争力产生较为不利的影响。原料结构多元化已经成为我国石化行业发展的必然选择，利用我国相对丰富的煤炭资源发展石化产业，进而带动地方经济发展，已经成为越来越多富煤地区发展重点。目前我国规划建设的MTP装置主要有

11、宁夏某大型煤化工基地，生产180万t/a甲醇、52万t/a MTP、52万t/a PP以及相关下游产品，预计投资122亿元；内蒙古某大型煤电公司拟以内蒙的褐煤为原料，采用先进的气化技术和MTP生产技术，形成46万t/a聚丙烯及其副产品；内蒙古呼伦贝尔大型煤化工基地（在建），依托资源优势拟选MTO/MTP工艺发展乙烯/丙烯下游产品。但煤气化制丙烯MTP反应器技术有待进一步提高，大型甲醇制丙烯项目资金需求量大，副产的多种化工产品要求有稳定且足够廉价的煤炭资源，系统配套庞大，进入门槛较高。目前国外正在建10万t/a MTP装置，工艺优化有待进一步研究，尤其反应器直径达5m，存在反应物分布不均匀等问题

12、，有待进一步完善。发展MTP产业是保障能源安全的重要途径从资源可供性、技术可行性、经济合理性和洁净煤技术有利环保等各方面综合考虑，我国应大力发展MTP产业。以建设煤基180万t/a甲醇装置为例，在生产丙烯同时可副产20万t/a汽油、52万t/a C3，可有效缓解油品矛盾。以50美元/桶原油价格计，投资160亿元生产180万t/a煤基甲醇，利润31亿元，投资收益率可达16%以上。从经济效益以及国家能源替代、能源安全等全方位上符合我国国情，是保持国民经济持续、稳定发展的重要途径。因此，大力发展MTP产业，促进我国以煤为原料替代石油生产石化产品这一新兴产业的发展，作为传统石化工艺路线的有益补充，以缓

13、解我国原油紧缺的压力，支撑国民经济持续、健康发展，具有广阔的市场前景和重要的现实意义。图表1MTO与MTP工艺比较项目MTOMTP反应器流化床固定床催化剂SAPO-34（磷酸硅铝分子筛）ZSM-5反应压力0.10.3MPa0.130.16MPa反应温度400450420490目标产品乙烯丙烯1.510.751丙烯工业化程度80万t/a在建，2007年投产10万t/a拟建原料单耗3.02t甲醇/t（乙烯丙烯）3.52t甲醇/t（丙烯）主要专利商UOP/Hydro公司鲁奇公司图表2 主要原材料及公用工程消耗表单耗/t年需求量/万t主要原材料甲醇3.52166.7催化剂及化学品/kg0.2913.5

14、6公用工程单位/时电/kWh19.50（kWh）1155.40（万kW蒸汽（4.2MPa）3.20189.60蒸汽（1.05MPa）0.6337.03冷却水33719967第四节 甲醇制烯烃市场状况分析2007年我国乙烯产量1,047.67万吨，同比增长12.56%。丙烯当量消费量为1384万吨，国内丙烯市场满足率为61.05%，供求矛盾较大。与此同时，我国甲醇工业发展迅猛，到2006年底，甲醇生产能力达1365万吨/年，占世界总产能的18.5%，平均每年增长22%，进口幅度下降。据石化协会的数据显示，2007年，我国共有甲醇生产企业177家，产能合计1639.4万吨/年，而同期我国甲醇表观消

15、费量为1104.6万吨。2007年全国甲醇实际产量为1076.4万吨。国家统计局数据显示，甲醇进出口情况表现良好，2007年我国甲醇进口量减至84.5万吨，同比减少25.1%，出口量为56.3万吨，比去年同期增长196.3%。甲醇产量的增加，可以推动甲醇制烯烃工艺的发展。预计到2010年和2015年，我国丙烯年需求量将分别达到2400万吨和3860万吨，其中甲醇制丙烯（MTP）产能将分别达到50万吨/年和150万吨/年，市场前景广阔。第二章 中国的能源结构分析第一节 中国能源产品结构分析一、中国能源消费的基本状况20052008年中国能源消费量的增长速度分别为12.7%、13.3%、13.8%

16、和13.4%，同期经济增长速度分别为9.5%、9.5%、8.3%和9.7%，中国近几年的经济又表现出以高能耗来支撑国民经济发展的不良态势。图表 1998-2008年中国经济总量与能源消费量（GDP：亿元；能源消费量：万吨标准煤；能耗强度：吨标准煤）年份能源消费量GDP能耗强度1998132 21441 9893.151999130 11944 9702.892000130 29748 5682.682001134 91452 2112.582002148 22256 5442.622003170 94361 9162.762004197 00067 7982.912005222 00074 5

17、102.982006234 57979 2353.012007235 33382 5632.692008269 84388 5123.51从行业上看，中国电力、钢铁、石化、轻丁、纺织、化工、有色金属等8个行业主要产品平均能耗比国际先进水平高40%；钢、水泥、纸和纸板的单位产品综合能耗比国际先进水平分别高21%、45%和120%；机动车油耗水平比欧洲高25%P2上，比日本高20%。这些指标反映了目前中国能源使用浪费、能源利用效率低的事实。与2007年相比，2008年中国主要原材料消费中，钢材5.12亿吨，增长20.32%；氧化铝2312万吨，增长22.02%；水泥13.58亿吨，增长11.1%。

18、万元GDP能耗3.21t标准煤比上年增加3.05%。 图表 中国能源消费结构 （单位：百万吨标准煤）煤石油天然气92028429885320861321338813283697235639115638846133444751147545762152347275172049879186250281二、中国能源消费结构中国是煤炭资源比较丰富的国家，从能源消费结构来看，煤炭依然在中国能源消费总量中占主导地位，如上图表所示。建国初期，中国煤炭消费量占一次能源消费总量的90%以上，随着中国石油天然气工业和水电事业的发展，煤炭消费比例有所下降。与2004年相比，2005年全国能源消费总量22.2亿吨，比上

19、年增长9.5%；其中，煤炭消费量21.4亿吨，增长10.6%；原油3.0亿吨，增长2.1%；天然气500亿立方米，增长20.6%；水电4 010亿千瓦小时，增长13.4%；核电523亿千瓦小时，增长3.7%。从整体上看，中国的能源消费基本形成以煤为基础、多元发展的能源消费结构。由于资源禀赋条件，煤炭依然在中国能源消费存量中占据绝对主导地位，在各种能源消费量的相对变化上，煤炭资源消费的绝对消费量不断上升，但其所占总能源消费量的比重呈现出缓慢下降趋势，2008年煤炭消费占比为68.32%。图 1998-2008中国能源消费构成石油消费比重总体上表现为上升的趋势。1998年到2008年，中国石油消费

20、所占比重平均为29.32%，2008年最高达到27.6%。1998年、2000年中国天然气消费比重分别为0.32%和0.53%，此后的年份其比重一直保持在2%3%之间。核电消费从无到有，目前占全部能源消费的1%。中国对地热、太阳能、风能等能源消费在整个能源消费结构中微乎其微。天然气消费比重呈稳步上升势头。煤炭消费比重先升后降，据推测，到2020年，煤炭在世界一次能源中的比例将增加到28.7%，比重变化不大。水电消费比重在世界能源结构中所占比重为67%，核电增长速度最快，由80年代初的不足3%上升到目前的6.5%o，地热、太阳能、风能等其它能源的开发利用在总能源消费中不足1%。中国的能源消费状况

21、和能源消费结构特征将使能源发展战略面临两难选择，如果中国继续以煤炭为主要能源资源，将会带来能源利用效率低下和严重的环境污染等问题。如果转而更多地消费石油、天然气，国内供给严重不足，若单纯依赖进口石油、天然气以弥补国内消费缺口，将会使中国能源进口的依存度不断提高，石油安全问题会日益严重。第二节 中国能源市场结构分析目前，我国煤炭市场集中度较低，行业内无序竞争激烈。煤炭工业发展“十一五”规划提出，“十一五”期间我国煤炭发展以“整合为主、新建为辅”，形成68个亿吨级和810个5000万吨级大型煤炭企业集团，煤炭产量占全国的50%以上。从国内各大集团的煤炭产量来看，2006年我国只有神华集团、中煤能源

22、集团、山西焦煤集团和黑龙江龙煤矿业集团4大集团的产量超过5000万吨，加上大同煤矿集团的前五大煤炭集团2006年总产量为451亿吨，占全国总产量的186%，与国家所定的50%的目标还有较大的距离。尽管未来预期煤炭行业的整合力度会逐渐加大，但在可预见的将来，中国煤炭市场仍在很大程度上趋近于完全竞争型的市场结构。中国具有石油开采权以及原油进出口权的企业，主要是中石油、中石化以及中海油这三家企业，尽管下游具有石油批发和零售经营权的企业逐渐增多，比如加油站对民资和外资已经放开，但总体而言，这三家企业仍然处于明显的垄断地位。中国天然气市场介乎石油市场与煤炭市场之间，上游为天然气勘探与开采、中游是骨干管网

23、建设运输 还包括（液化天然气）接收站、主干网的建设运输 、下游是城市管网建设运输及销售。上游和中游因国家的准入政策及高资金技术壁垒，只有中石化、中石油、中海油三家经营，所以呈垄断的竞争格局（不包括船舶运输）。中石油天然气探明储量2006年为1514 亿立方米，占全国天然气探明储量2264万亿立方米的67%，在三大集团中的比例占到855%。2006年其天然气产量在三大集团中占比785%，全国占比768%。中石油在天然气管道运输领域同样居于全国主导地位，拥有并经营的天然气主管道长度为20590 公里，占全国的778%。对下游国家是允许更多投资方介入的，并鼓励民营、外资投资，所以竞争相对充分些。20

24、02年开始，我国政府在天然气下游市场不仅放开投资主体，而且还未成文地限制了上中游三大巨头对下游市场的进入，从而避免了一体化垄断经营模式的形成，在天然气终端，西气东输等骨干管道的建成解决了天然气行业发展的瓶颈问题。因此，天然气终端运营商一直在“跑马圈地”、竞争激烈。截至2008年底，全国已经有60多家民营城市天然气运营企业。第三节 中国能源市场的消费结构分析经过几十年的努力，中国已经初步形成了煤炭为主体、电力为中心、石油天然气和可再生能源全面发展的能源供应格局，基本建立了较为完善的能源供应体系。建成了一批千万吨级的特大型煤矿。2006年一次能源生产总量22.1亿吨标准煤，列世界第二位。其中，原煤

25、产量23.7亿吨，列世界第一位。先后建成了大庆、胜利、辽河、塔里木等若干个大型石油生产基地，2008年原油产量2.01亿吨，实现稳步增长，列世界第五位。天然气产量迅速提高，从2005年的540亿立方米提高到2008年的700亿立方米。商品化可再生能源量在一次能源结构中的比例逐步提高。电力发展迅速，装机容量和发电量分别达到6.22亿千瓦和2.87万亿千瓦时，均列世界第二位。能源综合运输体系发展较快，运输能力显著增强，建设了西煤东运铁路专线及港口码头，形成了北油南运管网，建成了西气东输大干线，实现了西电东送和区域电网互联。中国能源消费已经位居世界第二。2006年，一次能源消费总量为24.6亿吨标准

26、煤。中国高度重视优化能源消费结构，煤炭在一次能源消费中的比重由2005年的70.05%下降到2008年的64.23%，其他能源比重由27.8%上升到30.6%。其中可再生能源和核电比重由4.0%提高到7.2%，石油和天然气有所增长。终端能源消费结构优化趋势明显，煤炭能源转化为电能的比重由20.7%提高到49.6%，商品能源和清洁能源在居民生活用能中的比重明显提高。中国能源市场环境逐步完善，能源工业改革稳步推进。能源企业重组取得突破，现代企业制度基本建立。投资主体实现多元化，能源投资快速增长，市场规模不断扩大。煤炭工业生产和流通基本实现了市场化。电力工业实现了政企分开、厂网分开，建立了监管机构。

27、石油天然气工业基本实现了上下游、内外贸一体化。能源价格改革不断深化，价格机制不断完善。第三章 甲醇制烯烃行业的发展状况分析第一节 甲醇制烯烃行业的发展现状一、我国甲醇制烯烃的发展前景甲醇制烯烃的MTO工艺和甲醇制丙烯的MTP工艺是目前重要的C1化工技术，是以煤基或天然气基合成的甲醇为原料，生产低碳烯烃的化工工艺技术，是以煤替代石油生产乙烯、丙烯等产品的核心技术。随着我国国民经济的发展及对低碳烯烃等烯烃的需求日渐攀升，作为乙烯生产原料的石脑油、轻柴油等原料资源，面临着越来越严重的短缺局面。因此，加快甲醇制烯烃工艺的工业应用问题引起了各方面的重视。石油资源短缺已成为我国乙烯工业发展的主要瓶颈之一，国民经济的持续健康发展要求我们必须依托自身的资源优势发展石化基础原料生产，国际油价的节节攀升使MTO/MTP项目的经济性更具竞争力。年利用1万吨甲醇制烯烃工业化试验装置于2004年8月初在陕西榆林能源化工