我国甲醇制芳烃行业的前景研究_李霞
综述
27（2）15～17乙烯工业2015，
ETHYLENEINDUSTＲY
我国甲醇制芳烃行业的前景研究
李
霞
（中国石化物资装备部（国际事业公司），北京100728）
摘
要：芳烃是重要的化工基础原料，当前我国煤制芳烃行业发展方兴未艾。首先介绍了行业发展
概况和几种煤基甲醇制芳烃的工艺技术，以当前较为成熟的甲醇制芳烃（MTA）技术入手，介绍该技术在国内发展的驱动力以及煤制化纤项目的工艺流程；其次通过成本加回报的分析方法选取煤基甲醇制芳烃、石脑油制芳烃两条路线进行技术经济分析，阐明了国际原油价格对煤基甲醇制芳烃项目的影响；最后建议根据国家产业布局规划健康、有序的发展该行业。
关键词：新型煤化工
甲醇制芳烃
技术经济性分析
芳烃中的三苯（BTX）作为重要的化学工业原料，从国内来看苯已经供需过剩，二甲苯供需趋对二甲苯（PX）产能长期不足。近年来随着我紧，
国聚酯行业快速发展，大量PET和PTA产能的释放，拉动我国PX市场需求的高速增长。与此同时，国内PX新增产能相对缓慢，导致市场缺口巨2013年我国PX净进口量高达8870kt，大，自给率仅为46．5%。
煤基甲醇制芳烃是继煤基甲醇制烯烃、煤制天然气、煤制油、煤制乙二醇等新型煤化工项目之后的第五大产品，目前国内万吨级中试装置已建设运行，煤基甲醇制芳烃技术基本成熟。受下游市场快速增长及北美和中东烯烃原料轻质化等因未来我国芳烃资源供应仍相对紧张，在我素影响，
国石油对外依存度持续攀升的大环境下，煤制芳烃技术有望成为我国芳烃实现原料多元化路线的有效途径。1
行业及技术发展概述
以煤或天然气为原料生产芳烃技术可分两大类：合成气直接制芳烃技术以及合成气制甲醇后再生产芳烃的间接制芳烃技术。前者还处于实验室的研究阶段，本文不做过多介绍。后者甲醇制芳烃技术又分为：以生产芳烃BTX为目的的甲醇制芳烃（MTA）技术、以生产对二甲苯为目的的甲
以生产烯烃联产芳烃的组苯甲基化（MTX）技术、合技术等
［1］
。
MTA技术研发已经有多年的历史，由于近年来以煤和天然气为原料制甲醇的大型工业化技术已经非常成熟，甲醇产能富余，因此MTA技术成为引人注目的焦点，研究的单位较多，这其中除清其它多处于中试阶段。华大学完成工业试验外，
清华大学在国际上首次开发了以流化床甲醇制芳烃（FMTA）工艺技术，包括连续两段流化床反应—再生、中低温冷却及变压吸附—轻烃回炼、液相芳烃非清晰分离—苯/甲苯回炼。目前应用该技术已经在陕西榆林建成了年处理甲醇30kt的FMTA全流程工业化试验装置，工业试验持续运行443h。甲醇到芳烃的烃基总收率74．47%（折合3．07t甲醇/t芳烃）。该项技术成果为甲醇制芳烃工业应用打下了良好的基础
［2］
。
MTX随着技术的不断发展以及芳烃市场的逐步演变，该工艺竞争优势也逐渐显现。越来越多的国内外公司和科研院所投入大量精力研究该课题。然而，目前绝大多数的甲苯甲基化技术开发仍处于实验室阶段，至今未有成功的中试经验，催
收稿日期：2015－01－05；修改稿收到日期：2015－03－20。2004年毕业于英国诺丁汉大学国际贸易作者简介：李霞，女，专业，硕士研究生，长期从事中国石化采购与国际贸易相关工经济师。作，
化剂稳定性差、转化率低、反应放热剧烈等均是制约该技术应用推广的难题。中国石化MTX技术在扬子石化进行侧线试验的基础上，放大设计的200kt/a甲苯甲基化制混合二甲苯工业装置2012年底开车成功，运转良好，对二甲苯选择性超过94%，而甲苯转化率接近20%。
此外，甲醇制汽油（MTG）技术也是生产芳烃的重要手段。MTG汽油中芳烃含量接近40%，如果催化剂进一步改性，提高芳烃选择性，芳烃产率还会进一步提高。目前利用甲醇制汽油的工业方法主要有：埃克森－美孚甲醇制汽油技术、托普索中科院山西煤化所一步法一体化汽油合成技术、
甲醇转化制汽油技术。目前投产和在建的MTG装置有十多套，但规模都比较小（50～100kt/a），形不成生产芳烃的规模。移动床、流化床MTG技术正处于开发阶段。
从以上介绍以及结合实际情况来看，目前在我国中西部地区以煤基甲醇为原料生产芳烃的项目一般选用较为成熟的MTA技术路线。主要因
为原油价格处于高位时，与石脑油制芳烃相比，MTA工艺显现出明显的技术经济优势。我国是一个富煤缺油少气的国家，采用石脑油和天然气制以煤为原芳烃势必会受到资源上的限制。因此，料，走煤—甲醇—芳烃工艺路线符合国家能源政策需要，应该成为非油基芳烃的主流路线。由于我国也成为该技术工业化示有较好的市场基础，
范应用的发源地，目前在建的华电榆横煤制芳烃示范项目以及盛润集团濮阳煤制芳烃示范项目均采用了FMTA专利技术。
此外由于MTA技术打通了煤到芳烃的技术因此让煤制化纤（PX/PTA/PET）成为可能，目链，
前在中西部地区已有多个煤制化纤项目正在前期规划中。一般典型的煤制PTA/PET项目主要工MTA、序包括煤气化制合成气、合成气制甲醇、芳二甲苯联合装置（包括岐化、异烃抽提以及精馏、
PTA/PET等生构化、吸附分离）、合成气制乙二醇、产装置，有关全厂流程见图1
。
图1煤制PTA/PET全厂流程示意
22．1
技术经济性分析分析评价方法
新型煤化工项目投资强度大幅高于炼油及石
油制芳烃2条路线，测算在等投资回报情况下分比较测算别对应的原料价格（含公用工程消耗），出原料价格与实际成本的差别，分析不同原料路线制芳烃的经济性。
评价范围仅考虑主要工艺装置，公用工程价格全部按外购考虑。MTA项目评价范围包括：煤MTA、气化、变换、空分、合成气制甲醇、芳烃抽提以及精馏等装置。石脑油制芳烃装置评价范围包括：石脑油预加氢、催化重整、芳烃抽提以及精馏
油化工项目，考虑到投资的机会成本，比较分析时采用成本加回报的方法（CostofProduction+Ｒe-turn），其中回报（Ｒeturn）是财务内部收益率
［3］（IＲＲ）为约13%时，吨目标产品的投资收益。
2．2分析评价条件
工艺路线选取煤基甲醇制芳烃（MTA）、石脑
等装置。
评价中，以我国东部沿海地区为目标市场，MTA产品以运输到目标市场的成本加回报值比较（包括运费）。石脑油价格根据近年原油与石脑油比价关系确定，其它相关数据参考近年同类装置。具体情况见表1。
表1
项目规模地点原料投资
单位产品投资
桶，约合3268元/t；MTA使用内蒙古劣质褐煤作为原料，成本按200元/t计。我国东部沿海地区石脑油制芳烃成本加回报值为6100元/t，对应MTA装置煤炭价格为300元/t，成本相差50%。因此，如果国际油价能够回到70～80美元/桶以上，内蒙古地区MTA装置的经济性便优于东部沿具有绝对的竞争力。海地区的石脑油制芳烃装置，3
行业发展前景分析
2013年底，国内腾龙芳烃、海南炼化以及青岛丽东、福建炼化扩能等累计2600kt产能释放，国当年PX产能增长率也内PX产能达到11740kt，
达到28．2%的7年来次高水平。在2013年底我2014年或是我国PX进口国PX产能集中释放后，
依存度的转折点，未来3年内进口依存度有减少PX的进口总量依但国内PX产能基数有限，趋势，
然将保持在9000kt/a高位水平，煤制芳烃产业仍有较大的发展空间。
能源替代、成本优势以及对煤的环保利用等因素是煤基甲醇制芳烃在国内快速发展的驱动力，在技术进步带动能源利用效率不断提高的条只要做好污染物处理使之与环境承载水平件下，
并由国家根据煤炭资源与水资源的分布相匹配，
统一进行产业布局规划，煤基甲醇制芳烃产业可健康、有以在未来相当长的一段时间内实现持续、序的发展。参考文献：
［1］朱伟平，李飞，薛云鹏，等．甲醇制芳烃技术研究进展
［J］．现代化工，2014，34（07）：36－40．
［2］清华大学等完成万吨级甲醇制芳烃工业应用试验
［J］．石油化工应用，2013，32（10）：127．
［3］刘媛，何祚云．煤基甲醇制烯烃技术进展及经济性分
J］．现代化工，2013，33（01）：13－18．析［
MTA
500kt/a（混合芳烃）内蒙古地区劣质褐煤
100亿元
石脑油制芳烃500kt/a（混合芳烃）东部沿海地区石脑油40亿元0．8亿元/万t60美元/桶0
经济性比较的基准条件
2亿元/万t
原料基准分析价格200元/t
350元/t运费及相关价格
2．32．3．1
经济性比较分析投资对比分析
500kt/aMTA项目的投资近100亿元，每万
吨混合芳烃产品投资2亿元。同样是500kt/a石脑油制芳烃项目每万吨混合芳烃产品投资约0．8亿元，其投资远低于煤基甲醇制芳烃装置。2．3．2
成本加回报比较分析
根据笔者测算，在相同的成本加回报值下，不同工艺路线的原料价格见表2。
表2
不同芳烃成本对应原料价格
石脑油制芳烃对应原料价格
（东部沿海地区）石脑油价格/（元·t－1）
[***********]00
对应原油价格/（美元·桶－1）
[1**********]0
MTA对应
混合芳烃成本+
原煤价格
回报值/
（内蒙古地区）/
（元·t－1）
（元·t－1）
[***********]00
[**************]
2014年末，2015国际原油价格出现大幅波动，上半年油价保持低位运行，根据研究机构的普遍2015年下半年有望小幅反弹，预测，预计2015年2016年均值布伦特油价均值为60～70美元/桶，
为70～85美元/桶。如果国际油价为80美元/
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ＲＲ
ETHYLENEINDUSTＲY
StartedPublicationin1989，Quarterly．Jun．2015Vol．27No．2Total102th
Keywords：Condensatesystem；Waterhammer；Ｒeason；SolutionDISCUSSIONONBLOCKAGEPＲOBLEMSINTHEGASO-LINEFＲACTIONATOＲOFETHYLENEPLANT［20］
WuJian．SINOPECZhenhaiＲefining＆ChemicalCompany，Ningbo，Zhejiang，P．C．315207
Abstract：Theblockageingasolinefractionatorsisalwaysabigproblemforthesafeandstableoperationofethyleneplant．ThisarticleintroducesthisproblemhappenedonthesiteofSINOPECZhenhaiＲefining＆ChemicalCompanyandanalysesthereasonsfromdifferentangles，suchaspolymergeneration，greaserecycle，cokepowder
burningarrangement．accumulation，oxygenatedrawmaterialandcoke-Italsogivessomedetailsonhowtopreciselylocatetheblockage
positionanddiscussessomemeasuresagainstthisproblemandtheireffect．Thesolutionofsolvingtheproblemonlineishighlighted．
Keywords：Ethylenecracking；Gasolinefractionator；Polymerization；Blocking
SUBSTITUTINGHEATSOUＲCEFOＲTHE2NDHYDＲOGEN-ATIONFUＲNACEINPYＲOLYSISGASOLINEHYDＲOGENA-TIONUNIT［25］
GaoJiayan．SINOPECZhenhaiＲefiningandChemicalCompany，Ningbo，Zhejiang，P．C．315207
Abstract：Takingintoconsiderationtheroutinesafetyoperationofapyrolysisgasolinehydrogenationunit，whichuses2ndhydrogenationprocessforC6～C8componentsandCo-Mo-Nitwo-stagecatalyst，as
wellastheperformance，regenerationandcokeburningrequirementsofthecatalyst，thisarticleoptimizestheenergyconfigurationinsidetheunitfromtheaspectofprocess，triestofindasubstituteheatsourceforthe2ndhydrogenationfurnace，usesASPENtoverifythefeasibilityofthissubstitutioninprocess，andsummarizessomesuggestions，restrictionsandrequirementsforthesubstitution．
Keywords：PyrolysisGasoline；Hydrogenation；Simulation；FurnaceEXPLOＲATIONINGＲEASEＲECOVEＲYFＲOMSPENT
29］CAUSTICSYSTEMOFCAUSTICSCＲUBBINGTOWEＲ［
YangXiaoyi，TangBaoping，XuJianwei，ZhangSanlin．SINOPECShanghaiPetrochemicalCo．，Ltd．，Shanghai，P．C．200540
Abstract：Theacidgascontentofcrackinggasisabout0．2%～0．4%（mol），andgenerallytheH2SandCO2contentsofcrackinggasarerequiredtobebelow1ppm．Ethyleneplantusuallyusescausticscrubbingmethodtoremovetheacidgasincrackinggas．Acausticscrubbingsystemisinstalledatthe3rdstageoutletofcrackinggascompressorintheethyleneplantatSINOPECShanghaiPetrochemicalCo．，Ltd．，andNaOHsolutionisusedtoscrubthecrackinggas，soastoremoveacidgassuchasH2SandCO2inthecrackinggasandtopreventthedownstreamcatalystsfrombeingpoisonedandtheethyleneproductsfrombeingpolluted．Thecausticscrubbingsystemcontinuouslydischargesspentcausticwhichcontainsalargeamountofgrease，resultingindifficultiesintheoperationofdownstreamtreatmentfacilities．Thegreasehastobedeliveredfordisposal，arousingconcernsoverenvironmentalprotection．Combinedwiththereasonsforgreaseformationincausticscrubbingtower，thegreaserecoverysystemismodifiedtorecoverthegreasetoquenchsystem．
Keywords：CausticScrubbingTower；Spentcaustic；Greaserecovery；Modification
INFLUENCEOFC5FEEDSTOCKCOMPOSITIONONTHEQUALITYOFC5PＲODUCTSOFTHEETHYLENEPLANTINWUHAN［32］
ZhouZhaofang．SINOPEC-SK（Wuhan）PetrochemicalCompanyLim-ited，Wuhan，Hubei，P．C．430082
Abstract：C5fractionscanbeusedtoproduceisoprene（polymergrade），1，3-pentadiene，dicyclopentadieneandraffinateC5productsviadistillation，extractivedistillationandazeotropicdistillationutilizingthedifferentboilingpointsofvarioushydrocarbonsortheirdifferentrelativevolatilitiesinsolvent．Inactualoperation，thecompositionofC5feedstocktotheethyleneplantinWuhandeviatedalotfromthedesignindicators，resultingindeviationsinthequalityof1，3-pentadieneproductfromthedesignindicators．On-spec1，3-pentadiene
wasproducedbymeansofprocessoptimization，andtheeconomicbenefitwasimproved．
Keywords：C5；Materialcomposition；Pyrolysisgasolinehydrogena-tion；Cyclopentaneseparation
FAULTANALYSISOFMEDIUM-PＲESSUＲECONDENSATE
IMPＲOVINGTHECOMPETITIVENESSOFUNITSBYSTＲENGTHENINGTHEMANAGEMENTANDOPTIMIZINGTHEPＲODUCTION［1］
ShiJunxue，LiuYudong．PetroChinaJilinPetrochemicalCompany，Ji-lin，Jilin，P．C．132022
Abstract：Thisarticlediscussestheprocessoptimization，technologyresearchandmanagementinnovationmeasurestakenbyPetroChinaJilinPetrochemicalCompanyinrecentyearstoimprovetheoperationandmanagementleveloftheNo．2ethyleneplant．
Keywords：Quality；Safety；Technology；Management；OptimizationCOMPAＲISONANDAPPLICATIONOFLIGHTHYDＲOCAＲ-BONAＲOMATIZATIONTECHNOLOGIES［5］
ZhaoJianguo，JinGuangxu，WuFei，NanShenglin．PetroChinaLiaoyangPetrochemicalCompany，Liaoyang，Liaoning，P．C．111003Abstract：Aromatizationtechnologyisanewoilprocessingtechnologyusinglow-carbonhydrocarbonssuchasliquefiedpetroleumgasand
raffinateoiltoproduceBTX（Benzene，TolueneandXylene）orgasoline．Itcanbroadenthewaysofaromaticsproduction，producecheaphydrogen，ethaneandpropaneastheby-products，andprovide
high-qualityrawmaterialsforethyleneplant．Thistechnologyisespeciallysuitableforenterprisesproducingbotharomaticsandolefins，foritconvertslow-valuelighthydrocarbonsintohigh-valueolefinsand
aromaticsandishelpfulforthehydrogenbalance．Lighthydrocarbonaromatizationtechnologiesathomeandabroadarecomparedwitheachotherinthispaper，anda10-million-tonrefineryandchemicalcomplexistakenasanexampletoexplaintheimportantroleofaromatizationtechnologyinstructuraladjustment．
Keywords：Lighthydrocarbonsaromatization；Comparison；ApplicationINFLUENCEOFSULFIDESINNAPHTHAONTHEＲMAL
11］CＲACKING［
ZhangYan．ChinaPetroleum＆ChemicalCorporation，Beijing，P．C．100728
Abstract：Thesulfidesinnaphthainfluencethecrackingperformanceofsteamcrackingprocess，especiallythecokingperformanceandthethermalcrackingreactions．Thispaperreviewstheinfluenceofsulfidesinnaphthaonproductyield，feedstockconversion，cokingrateandCOyieldfromtheaspectsofcategoryandcontent，andanalyzestheroleofsulfidesinthecrackingprocessaccordingtothethermaldecompositionofdifferentsulfides．Thecokinginhibitionperformanceofsulfidesisachievedbycontinuouslyinjectingcrackingmaterialorusingofflinemodetoformsulfurcompoundsontheinnersurfaceofcrackingfurnacetube．Keywords：Naphtha；Cracking；Coke；Sulfide
PＲOSPECTSOFMTAINDUSTＲYINCHINA［15］LiXia．SINOPECIntlCo．，Ltd，Beijing，P．C．100728
Abstract：Aromaticsisimportantfeedstockinchemicalindustry，andtheChinesecoaltoaromaticsindustryisgrowingfastcurrently．Thisarticleintroducestheoverviewoftheindustryandseveralkindsofmethanoltoaromaticstechnologies，anddiscussesthedrivingforceofdevelopmentofthemethanolaromatization（MTA）technologyinChina，whichisadvancedsofar，andtheprocessflowofcoaltochemicalfibers．Thenitmakesatechnicalandeconomicanalysisoftwodifferentmethods，MTAandnaphthatoaromatics，andexplainstheimpactofglobalcrudeoilpriceonMTAprojects．FinallyitsuggeststhattheMTAindustryshouldbedevelopedsoundlyandorderlyaccordingtothenationalindustriallayoutplanning．
Keywords：Newcoalchemical；Methanoltoaromatics（MTA）；Technicalandeconomicanalysis
ＲEASONSANDSOLUTIONSFOＲWATEＲHAMMEＲINCONDENSATEＲECYCLESYSTEMOFETHYLENEPLANT［18］
MaShaowei，HuDan，XiaWentao．PetroChinaSichuanPetrochemicalCo．，Ltd．，Pengzhou，Sichuan，P．C．611930
Abstract：ToreducethewaterhammerphenomenoninthesteamcondensatesystemoftheethyleneplantatPetroChinaSichuanPetrochemicalCompanyduringinitialstart-up，somemethodswere
reasonablyusedtofindthereasonsforwaterhammerbasedontheactualsituationsonsite．Timewassavedandstableoperationofthecondensatesystemwasguaranteed．Thesafeandsecuresolutionseffectivelysolvedtheproblemofwaterhammer，protectedthepipe，pipeaccessoriesandequipmentfrombeingdamagedbywaterhammer，andavoidedcasualties．