煤基混合碳四深加工方案的探讨

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1、万方数据综逮乙烯工业2011，23(1)12—16ETHYI．ENEINDUSTRY煤基混合碳四深加工方案的探讨兰秀菊，李海宾，姜涛(中国神华煤制油化工有限公司包头煤化工分公司，内蒙古包头，014010)摘要：通过对煤基混合碳四的组成分析，提出3种适合该原料的深加工方案，分别阐述3种方案的工艺技术、工艺原理、生产规模和产品方案。通过对投资、经济收益、生产和市场需求等方面进行分析和对比，得出初步结论：认为第3种方案经济效益好，第1种方案可以解决聚乙烯装置的原料供应问题。关键词：煤基混合碳四煤制烯烃l一丁烯2一丙基庚醇乙烯丙烯神华包头煤制烯烃项目是世界首套特大

2、型煤制烯烃工程，项目包括2400kt煤制l800kt／a甲醇、600kt／a甲醇制烯烃。该项目于2010年5月28日建成，5月30日开始投料试车，8月21日打通全流程生产出合格的聚乙烯和聚丙烯产品，投料试车一次成功。DMTO工艺技术生产乙烯和丙烯的同时，副产混合碳四。随着投料试车成功并生产平稳，为提高企业的经济效益，有必要进行碳四的进一步加工利用，以提高煤制烯烃项目的整体经济效益。1煤基混合碳四的组成煤基混合碳四是指以煤为原料生产甲醇，经由国内研发的DMTO工艺技术将甲醇转化成乙烯和丙烯，同时副产碳四组分。通过气相色谱分析仪分析煤基混合碳四的组分见表1。表

3、1煤基混合碳四的主要成分"．％目前装置年产煤基混合碳四约93kt／a，除部分做燃料外，大部分外售。由表l可看出，煤基混合碳四主要以丁烯为主，其中1一丁烯、2一丁烯含量分别为22％、63．5％，二者均为重要的化工原料。因此，对煤基混合碳四进行深加工，生产具有更高附加值的化工产品，是提高煤制烯烃项目经济效益的一项重要措施。2煤基混合碳四深加工方案2．1方案一(生产1一丁烯／1一己烯方案)2．1．1工艺技术选择由于煤基混合碳四主要成分为2一丁烯(占63．5％)，仅采用传统的混合碳四分离技术得到的1一丁烯量(22％)过少，均需要结合异构化技术提高l一丁烯的产量才有

4、工业化生产的价值。目前通过高2一丁烯含量混合碳四生产1一丁烯／l一己烯技术有美国Lummus公司开发的共聚单体生产技术(CPT)和中国石化开发的碳四异构化生产l一丁烯技术。这两种技术均较为成熟，可进行工业化生产。1一丁彬1一己烯是生产聚乙烯的共聚单体，采用该方案可为煤制烯烃项目聚乙烯装置提供原料。收稿日期：20lO一10一14。作者简介：兰秀菊，女，1997年毕业于中国石油大学石油加工专业，2006年获中国石油大学工程硕士学位，多年从事炼油和石油化工的生产和技术管理工作，现从事煤制烯烃技术和煤基碳四综合利用项目的技术工作，工程师。万方数据第23卷兰秀菊等．

5、煤基混合碳四深加工方案的探讨·13·2．1．2工艺原理该方案以烯烃分离装置副产的煤基混合碳四为原料，采用碳四异构化及分离技术生产聚乙烃装置需要的共聚单体l一丁烯，通过转位和异构化技术将l一丁烯、2一丁烯转变为1一己烯。其反应的化学方程式如下：CH3CH--一CHCH3型骂cH3cH2CH一-CH2(1)CH3CH2cH—cH2+cH3cH2CH=CH2型■CH2一CH2+CH3CH2CH—CHCH2CH3(2)CH3CH2cH—CH2+CH3CH=CHCH3』生CH3CH—CH2+CH3CH2CH—CHCH3(3)CH3cH2cH—cHcH3+CH3cH2

6、cHCH2驾CH3CH—CH2+CH3CH2CH—CHCH2CH3(4)CH，CH：cH=CHCH2cH，型生CH，CH：CH2CH2CH—CH2(5)异丁2．1．3工艺流程混合碳四首先脱除二甲醚和碳五重组分，吸附脱除氧化物，再通过选择性加氢去除1，3一丁二烯，送入CD—DIB(催化精馏)单元脱除异丁烯和异丁烷；经过脱除1，3一丁二烯、异丁烯和异丁烷的物料送入丁烯精馏系统，在丁烯精馏系统中分离出l一丁烯(聚合级)、2一丁烯和丁烷；2一丁烯送人异构化单元，通过异构化将2一丁烯转化为1一丁烯并再送回丁烯精馏系统分离出l一丁烯。也可以将丁烯精馏系统得到的1一丁烯

7、、2一丁烯按比例送入丁烯转位单元。经过转位处理得到的组分有乙烯、丙烯、3一己烯，并通过分离系统将乙烯、丙烯与3一己烯分开；3一己烯经异构化转变为1一己烯，利用精馏的方法得到聚合级1一己烯和部分尾气(见图1)。图1生产1一丁烯(1一己烯)流程示意2．1．4生产规模及产品方案本方案利用烯烃分离装置提供的混合碳四原料93kt／a、氢气O．4kt／a生产聚合级l一丁烯产品约31kt／a，聚合级1一己烯产品21kt／a，同时副产C2／c3馏分9kt／a，含DME尾气lkt／a，C4／C5馏分14kt／a，丁烷16kt／a，C6馏分1．4kt／a。1一丁烯和1一己烯作

8、为聚乙烯装置的共聚单体使用，c：／c，馏分送烯烃分离装置回收乙烯和