为源头烃原料生产技术成为我国科技界个热点研究领域。在反应器设计时，我们参考了大连化物所相关数据及文献，通过讨论和修改最终定稿。工艺中产生大量废水，经处理后作为冷凝水循环使用，基本达到了零排放。在利用上，我们设计了裂解增产乙烯和歧化制丙烯两套方案，各有优缺点。乙烯丙烯产品市场需求量大，是重要化工原料，本项目采用目前较为成熟工艺技术，每年将万吨甲醇转化为乙烯丙烯，社会效益与经济效益显著。同时，我们将厂址选在徐州，当地政府为此提供政策支持可为本项目顺利开工带来诸多便利。设计依据三井化学杯第四届大学生化工设计竞赛指导书化工工程设计相关准则及规定核准通过，归档资料。未经允许，请勿外传,化工部规划院编制化工建设项目可行性研究内容和深度规定。项目背景乙烯和丙烯是现代化学工业基础原料，近年来随着乙烯丙烯下游产品应用领域不断扩展，乙烯和丙烯需求量也在不断增加。现有低碳烯烃生产技术严重依赖石油资源，其中乙烯大部分来源于石脑油蒸汽裂解，丙烯大部分来自蒸汽裂解制乙烯副产，少部分来自炼油厂流化催化裂化副产，而以丙烯为目产物丙烷脱氢所占比例甚微。但在世界范围内对于石油而言，短期有价格上涨供应不稳定问题长期有资源储藏量有限，石油价格上涨问题。倘若能在非石油乙烯丙烯制取路线取得工业化进展，可以使国家不仅可以避免石油储量有限带来石油危机，而且可以据此有效抑制石油及石油产品价格快速上涨。因此世界各国开始致力于非石油路线制乙烯和丙烯等低碳烯烃技术开发，其中以天然气或煤为原料经甲醇制取低碳烯烃技术逐渐成为研究开发热点。考虑到我国能源结构为多煤，缺油，少气，所以开发以天然气或煤为原料取代以石油为原料制取低碳烯烃工业化应用方案意义尤为重大，这关系到我国能源安全问题。国内外研究美国提出种使用催化剂，在列管式反应器中进行甲醇转化制烯烃工艺流程，并于年进行过个月中试试验，试验规模为桶。以碳选择性为基础，乙烯质量收率可达，烯烃总质量收率可达，大体相当于采用常规石脑油粗柴油管式炉裂解法收率倍，但催化剂寿命尚不理想。年德国采用沸石催化剂，在德国路德维希港建立了套消耗甲醇中试装置。其反应温为，压力为，用各种沸石做催化剂，初步试验结果是烯烃质量收率为，收率低。取得突破性进展是与于年月在挪威合作建设套加工粗甲醇能力为工艺演示装置，装置连续运转了，各系统操作正常稳定甲醇转化率接近，乙烯丙烯产率稳定在左右，而且乙烯和丙烯纯度均在以上，可直接满足聚合级丙烯和乙烯要求。在运转中催化剂经过次反应再生循环，其性能仍然非常稳定，反应后通过取样分析，催化剂强度也满足要求，而且可以改变操作条件可以使乙烯∶丙烯在之间调节。自工业演示装置建立以来，公司和公司又合作进行了多项试验工作，包括进料变化，乙烯丙烯质量比调整，质量稳定性，工艺放大可靠性等。试验结果表明，工艺流程完善，催化剂性能稳定，初步具备工业放大条件，有良好工业应用前景。为了降低甲醇原料消耗，在甲醇进料量不变情况下，增产更多烯烃。将技术与道达尔进行组合，是固定床催化裂解反应，反应产物主要是丙烯，这样大大提高了乙烯与丙烯收率。比例可以在更大范围内调整。国内在世纪年代，中科院大连化物所已开始对工艺硅铝磷酸盐分子筛研究，国内其它科研机构石油大学中石化石科院也进行了多年催化剂研究，得到了与接近结果，尤其中科院大连化物所开发与研究工作进展迅速，在年完成了以为催化剂，甲醇处理量为固定床工艺中试研究，世纪年代提出了由合成气制二甲醚进而制取烯烃工艺。工艺与工艺差别很小，也采用流化床反应再生形式，其催化剂同样可以用于工艺。该工艺首先使合成气在固定床反应器中在金属沸石双功能催化剂作用下，步转化制得二甲醚，然后在流化床反应器中以小孔径硅铝磷分子筛催化剂将二甲醚转化为以乙烯为主低碳烯烃。综上所述，工艺开辟了由煤炭或天然气生产基本有机化工原料新工艺路线，是最有希望取代传统以石脑油为原料制取烯烃路线，也是实现煤化工向石油化工延伸发展有效途径。工业展望目前道达尔石化在比利时建设吨天示范装置包括烯烃裂解单元已于年建成开车。新加坡欧洲化学公司正在尼日利亚建设万吨甲醇天装置包括单元，目前已完成基础设计。采用工艺万乙烯工业装置已建设成功。目前公司已实现乙烯装置工业设计，并表示可对设计大型乙烯装置做出承诺和保证。此外，咨询公司还对工艺通用乙烯生产工艺进行了技术经济分析比较，确立工艺技术可行性。年月欧洲化学技术公司新加坡技术公司旗下公司在尼日利亚建设万甲醇装置下游配套建设装置。采用技术和烯烃裂解工艺技术，组成加工技术方案，计划年建成投产。甲醇公司表示，尼日利亚万甲醇生产装置将是世界上最大甲醇生产装置，甲醇用作装置进料，装置乙烯和丙烯设计生产能力均为万吨年，这是工艺在世界上第次大规模商业化应用。在国内，年大连化物所陕西新兴煤化工科技发展有限责任公司和中国石化集团洛阳石化工程公司合作，进行成套工业技术开发，建成了世界第套万吨级甲醇处理量甲醇制烯烃工业性试验装置。并在年月成功投料试车，年月日通过了国家级鉴定。经国家科技成果鉴定，认定此项目自主创新工业化技术处于国际领先水平。现场考核组专家认为，该工业化试验装置是具有自主知识产权创新技术，装置运行稳定安全可靠，技术指标先进，在日处理甲醇工业化试验装置上实现了近甲醇转化率，低碳烯烃乙烯丙烯丁烯选择性达以上。通过催化剂工业放大试验和工艺工业性试验，取得了专用分子筛合成及催化剂制备工业化工艺包设计基础条件工业化装置开停工和运行控制方案等系列技术成果。年，大连化物所同神华集团签订万吨年甲醇制取低碳烯烃技术许可合同，这也是世界首套煤制烯烃技术许可合同。它主要以煤为原料，通过煤气化生产甲醇甲醇转化制烯烃烯烃聚合工艺路线生产聚乙烯和聚丙烯。总体工程包括万吨年煤基甲醇装置万吨年甲醇制烯烃装置万吨年聚乙烯装置万吨年聚丙烯装置万标准立方米氧气小时空分装置等。核心技术为中科院大连化学物理研究所具有完全自主知识产权甲醇制烯烃技术。年月，内蒙古包头神华煤化工有限公司煤经甲醇制烯烃项目开工，建设内容包括甲醇装置甲醇制烯烃装置聚乙烯装置聚丙烯装置。这是该项目是技术首次应用于百万吨级工业化装置，它标志着具有自主知识产权技术在走向大规模产业化道路上迈出关键步。年月日万吨年煤基甲醇联合化工装置联合中交。年月日，煤气化装置第台气化炉顺利投煤，拉开了联合化工装置投料试车序幕。项目建设者采取逐台气化炉投料方式，稳步推进空分装置煤气化装置净化装置和甲醇装置投料试车工作，在月日次成功生产出级甲醇。月日，采用中国自主知识产权甲醇制烯烃技术世界首套甲醇制烯烃工业装置在包头投料试车次成功，甲醇制烯烃装置进行惰性催化剂流化试验。聚乙烯装置和聚丙烯装置挤压造粒机带料试车已产出合格聚烯烃颗粒。月实现煤制烯烃项目打通全流程投料试车次成功生产出合格聚烯烃产品目标。年月日正式进入商业化运行以来，连续高负荷装置负荷达到以上安全稳定运行，各项技术指标均达到或接近设计值，产品质量合格。进入月份后，甲醇制烯烃装置直都在接近满负荷状态下运转。此外，据陕西省有关报道，由正大能源化工集团陕西煤业化工集团陕西省投资集团合资进行年加工万吨甲醇及烯烃项目落户榆林，项目前期工作已全面展开。试验装置成功运转及下步大型化工业装置建设，对我国综合利用能源拓展低碳烯烃原料多样化具有重大经济意义和战略意义。研究结论项目产品及生产规模本项目是为徐州禄恒能源化工有限公司建造套甲醇制烯烃工艺系统，年处理甲醇万吨，并可利用江苏省徐州市便捷水路交通，利用海外甲醇发展烯烃项目。同时，结合市场需求发展前景，确定确定乙烯与丙烯产量之比。工艺路线简介工艺路线如下图所示采用流化床反应器和流化床再生器，反应连续进行，催化剂不断再生，产品出反应器后，经过急冷水洗压缩碱洗干燥后，冷却为液态，进入烯烃回收工段，先后经过脱塔，脱甲烷塔，分离塔，乙烯精馏塔，丙烯精馏塔，最终得到产品聚合级乙烯，聚合级丙烯。建设周期从建设进度及建设过程中各个环节时间安排及干扰因素影响，本项目建设周期为年。项目投资及资金来源本项目总投资额约为万元，其中从银行贷款万元，贷款利率为，其余由企业自有资金注入。本项目建设期按年考虑，建设期贷款利息为万元，项目生产期为年，建设投资在建设期内全部投入。项目结论经工艺方案论证产品市场分析建厂地址选择及经济分析，最后得出本设计方案能耗较低，产品生产工艺流程简单，经济效益好，原料来源便捷，产品销售渠道广阔绿色环保市场需求量大，生产过程中三废排放少，符合原子经济型绿色化学发展道路碳四综合利用分析全面。总之，本项目是可行。第二章建设规模规模确定市场需求年，我国乙烯产量从，上升到，年均增长率为，其中年由于受全球金融危机影响，较前年产量略有下降，但产量仍高于年和年。至于年，随着中国经济复苏，乙烯产量也随之增长，尤其是年，相比前年增长率高达，达到了历史新高。而年我国乙烯当量需求量却从上升到了，年均增长速度为，虽然增速有些不及产量增速，但是由于巨大需求总量，致使乙烯年产量远低于乙烯和其下游制品总需求，年均自给率在左右，因此乙烯产量还存在个很大缺口。预计到年，我国乙烯年产量将上升到，相较于年，年均增长速度仅为，而与此相对应却是乙烯当量需求量将高达，年均增速为，可以预想未来几年我国乙烯缺口将更大。年，由于丙烯下游产品迅猛发展，我国丙烯产量从上升到了，年均增速为，超过了乙烯年均增长速度。而丙烯当量消费量更是从上升到，年均增速为，由于丙烯巨大需求量，导致丙烯需求缺口越来越大。预计到年，我国丙烯产量可以达到，较年，年均增速为。而丙烯需求更是高达，年均增速为，虽然丙烯产量在未来几年将得到迅速发展，但是由于越往后总量值就越大，则必然导致丙烯缺口总量仍然将维持在个很大值。由以上分析可知，我们最好可以根据市场对于乙烯和丙烯需求而调节乙烯和丙烯产量，以此来调节市场平横。而工艺刚好具备这种调节能力。产品描述乙烯用途乙烯是合成纤维合成橡胶合成塑料基本化工原料，也用于制造氯乙烯苯乙烯环氧乙烷醋酸乙醛乙醇和炸药等，还可用作水果和蔬菜催熟剂。其中聚乙烯为其主要产品。聚乙烯用途十分广泛，主要用来制造薄膜容器管道单丝电线电缆日用品等，并可作为电视雷达等高频绝缘材料。根据分子结构和密度不同，聚乙烯产品主要可分为低密度聚乙烯，线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯低密度聚乙烯可以采用注塑挤塑吹塑等加工方法，用作农膜工业用包装膜药品与食品包装薄膜机械零件日用品建筑材料电线电缆绝缘涂层和合成纸等。线性低密度聚乙烯可以通过注塑挤出吹塑等成型方法，用于生产薄膜日用品管材电线电缆等高密度聚乙烯采用注塑吹塑挤塑滚塑等成型方法，生产薄膜制品日用品及工业用各种大小中空容器管材包装用压延带和结扎带，绳缆鱼网和编织用纤维电线电缆等。丙烯用途丙烯是三大合成材料基本原料，用量最大用途是生产聚丙烯，此外还可制丙烯腈异丙醇苯酚和丙酮丁醇和辛醇丙烯酸及其脂类以及制环氧丙烷和丙二醇环氧氯丙烷和合成甘油等。工程用聚丙烯纤维以改性聚