超大型甲醇制二甲醚催化剂开发与应用
成果类型:: 实用新型专利
发布时间: 2023-08-25 16:55:03
醇醚清洁能源与煤制烯烃是符合中国国情的能源与资源替代技术。二甲醚主要用作清洁能源、煤制烯烃/乙醇的中间产物。 中国已建和拟建的煤制烯烃项目都向大型化发展(配套单套规模100~200万吨/年甲醇制二甲醚工段),超大规模二甲醚装置的高热负荷特性对催化剂提出了高强度、高活性、高选择性等技术难题。
国内甲醇制丙烯工业装置(神华宁煤、大唐多伦)在引进技术的同时进口国外的催化剂,迫切需要开发国产化超大型二甲醚催化剂。 西南化工研究设计院有限公司面向百万吨级超大型甲醇制二甲醚的技术需求,依托既有的二甲醚技术基础,自2006年开展大型化二甲醚催化剂研发,完成实验室研究(新型助剂筛选和配方优化,成型、焙烧工艺研究)、扩大制备,成功开发出国产化、超大型的CNM-3型二甲醚催化剂新产品。
该催化剂自2012年以来在神华宁煤甲醇制丙烯(MTP)装置的百万吨级甲醇(183万吨/年)制二甲醚工段成功实现对进口催化剂的全面替代,技术指标优于进口催化剂;还在国内外68套中小型二甲醚装置上应用推广(包括出口土耳其、蒙古等国),市场占有率达到75%以上。 CNM-3型甲醇制二甲醚催化剂被评为“国家重点新产品”;该成果于2016年12月通过第三方评价,整体技术达到“国际先进”水平。催化剂满足甲醇制二甲醚装置的宽范围使用要求:入口温度220~280℃,床层压力0.1~2.0MPa,甲醇进料液空速0.1~3.0h-1;甲醇单程转化率≥84%,二甲醚选择性≥99.7%;催化剂强度达300N/cm,比表面积达300m<sup>2</sup>/g,使用寿命2-3年。 该项目催化剂的配方与制备技术创新,提高了催化剂的强度、比表面积、催化活性、选择性、稳定性(寿命),从而适用于大型化、宽工艺条件范围的二甲醚生产。催化剂配方优化(γ-Al2O3为主活性组分,添加柠檬酸、硅藻土等助剂),实现简单组分制备高性能催化剂。催化剂制备工艺优化(压片成型、分步升温煅烧),实现催化剂的高强度(径向300N/cm)、高比表面积、高活性、高选择性。催化剂配方与制备工艺集成,确保催化剂综合性能优,适用于宽工艺条件范围、大规模甲醇(100-200万吨/年)制二甲醚。知识产权该成果已授权1项发明专利,制定1项企业标准。发明专利“一种用于甲醇脱水制二甲醚的催化剂及其制备方法”(ZL200610022256.8)获中国化工专利优秀奖。另外,发明专利“由甲醇生产二甲醚的方法发明专利”(ZL95113028.5)获中国专利优秀奖。
入选“中西部基础能力建设工程”高校、国家“特色重点学科项目”建设高校、教育部“卓越工程师教育培养计划高校”、教育部“国家大学生创新性实验计划”实施高校、中国政府奖学金来华留学生接收院校、国家级新工科研究与实践项目、黑龙江省国内“双一流”建设高校、黑龙江省首批高等学校课程思政建设示范高校,为CDIO工程教育联盟成员。
工业应用西南化工研究设计院有限公司在国内率先开展二甲醚技术研发与应用,于1994年在广东建成首套2500吨/年二甲醚工业装置。2006年起开展超大型二甲醚催化剂研发。自2012年以来在神华宁煤的两套甲醇制丙烯(MTP)装置的百万吨级甲醇(183万吨/年)制二甲醚工段实现对进口催化剂的国产化替代(单套装置装填115吨二甲醚催化剂),运行结果优于进口催化剂。该催化剂还在国内外68套中小型二甲醚装置上应用(包括出口土耳其、蒙古等国)。二甲醚设计总产能797万吨/年,催化剂市场占有率达到75%以上。 该项目成果源自国家科技支撑计划“非石油路线制备大宗化学品关键技术开发”项目的“非石油路线含氧化合物制备关键技术”课题(编号:2006BAE02B02)。 直接经济效益:累计生产销售1595吨CNM-3型甲醇制二甲醚催化剂,新增销售额17424万元,新增利润5227万元。其中,2014-2016年生产销售623吨,新增销售额3692万元,新增利润1108万元。 该催化剂在国内外70套二甲醚装置上实现应用,二甲醚设计总产能797万吨/年。按二甲醚行业平均开工率38%~45%和二甲醚产品均价3565元/吨、利润率8.87%(依据河南龙宇的应用证明)计算,近三年累计生产二甲醚977.6万吨,新增销售额3485143万元,新增利润309131万元。
本项目可以采用技术转让、技术合作等多种形式进行对接,欢迎有需求的企业单位联系洽谈。