2022年7月11日,河南中科濮原新材料有限公司2×5万吨/年(一期5万吨/年)乙烯法制甲基丙烯酸甲酯(MMA)项目进行环评受理。
项目基本情况
1、工程基本情况
河南中科濮原新材料有限公司(以下简称中科濮原)成立于 2022 年,由河南省中原大化集团有限责任公司、濮阳市金融控股有限公司、濮阳经济技术开发区城市建设投资有限公司拟共同控股成立;为提升集团企业产品产业链,合理有效利用区域资源,中科濮原拟在中原大化公司 1000 吨MMA 中试项目的基础上,投资建设 2×5 万吨/年(一期 5 万吨/年)乙烯法制甲基丙烯酸甲酯(MMA)项目,项目以乙烯、H2、CO、甲醇、甲醛等为原料,经过氢甲酰化反应、羟醛缩合反应、氧化反应、酯化反应四步反应及一系列精馏提纯生产 MMA。
2、工程主要建设内容
工程主要建设内容为 1 套 12 万吨/年 37%甲醛装置和 1 套 5 万吨/年甲基丙烯酸甲酯(MMA)装置,其中甲醛装置为本项目提供 51%甲醛(36755.6t/a),其余甲醛近期配置成 37%甲醛外售(69336.8t/a),远期部分供给 MMA 二期工程,部分外售。本次工程具体建设内容见下表。
3、产品方案及生产规模
项目最终产品为甲基丙烯酸甲酯(MMA),年产约 5 万吨;配套建设12 万吨甲醛(37%)装置,项目甲醛合成装置产品为 51%甲醛,除一期工程工艺自用外,其余产品配置 37%甲醛外售;同时 MMA 生产装置中氢甲酰化单元副产一定量的丙醛外售。项目产品产量见下图及下表。
图 本项目产品流向示意图
4、原辅料消耗量
甲醛装置主要原料是甲醇和空气,MMA 装置的主要原料是乙烯、CO、H2、甲醇及空气,项目主要原辅料消耗情况见下表。
5、本项目经济技术指标
本项目主要经济技术指标参数见下表。
表 本项目主要经济技术指标参数一览表
6、生产工艺
本项目主体装置为 1 套 5 万吨 MMA 生产装置,配套 1 套 12 万吨(37%)甲醛装置;其中甲醛装置区主要是甲醇氧化单元,MMA 生产装置区由乙烯氢甲酰化单元、羟醛缩合单元、氧化单元和酯化单元四个单元组成,各工序主要流程及目的见下表,项目工艺流程概略见下图。
建设项目特点
对照《产业结构调整指导目录(2019 年)》,项目不属于限制类、淘汰类,为允许类项目,符合国家当前产业政策要求;
项目由来
目前MMA的工业生产方法主要有丙酮氰醇法(ACH法)、改进丙酮氰醇法(MGC法)、异丁烯法、乙烯法(BASF法)工艺等;我国MMA的生产路线集中在丙酮氰醇法,该法的主要缺点是原料氢氰酸为剧毒物质,硫酸对设备的耐腐蚀要求高,且根据《产业结构调整指导目录(2019年本)》,丙酮氰醇法甲基丙烯酸甲酯列入限制类;国内异丁烯资源相对较为丰富,异丁烯法生产MMA是一条比较优异和清洁的路线,但我国异丁烯氧化法生产装置主要由外资企业控制,且大都不对国内技术转让,生产技术还有待进一步优化改进;随着我国煤化工的快速发展,开发基于煤化工的MMA生产技术对于拥有丰富煤炭资源的中国来说具有十分重要的意义,采用乙烯、CO、H2、甲醇、甲醛生产MMA具有不受原料供应限制的优点,且采用联产MMA的工艺路线将会大幅降低原料成本,同样具有较好的竞争力。
中国科学院过程工程研究所自 2010 年开始研究乙烯-煤制合成气法(CO、H2)制 MMA 的技术路线,2017 年在河南省中原大化集团有限责任公司煤化工厂区开始建设千吨级工业试验装置;该中试装置 2018 年 12月成功实现试运行,产出合格产品;2019 年 3 月 6 日,中试装置通过中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定。
在中试装置实验数据的基础上,河南省中原大化集团有限责任公司拟投资建设 2×5 万吨/年(一期 5 万吨/年)乙烯法制甲基丙烯酸甲酯(MMA)项目,并在 2020 年 4 月通过河南省安全科学技术研究院的国内首次使用的化工工艺安全可靠性论证;2021 年 3 月取得河南省发展和改革委员会节能报告审查意见(豫发改能评[2021]19 号)。后经友好协商,河南省中原大化集团有限责任公司、濮阳市金融控股有限公司、濮阳经济技术开发区城市建设投资有限公司拟共同控股成立河南中科濮原新材料有限公司(以下简称中科濮原),由中科濮原继续承建 2×5 万吨/年(一期 5 万吨/年)乙烯法制甲基丙烯酸甲酯(MMA)项目。
项目以乙烯、CO、氢气、空气、甲醛、甲醇为原料,经过氢甲酰化反应、羟醛缩合反应、氧化反应、酯化反应四步反应及精制过程,制得 MMA产品。工程主要建设内容为 1 套 5 万吨/年甲基丙烯酸甲酯(MMA)装置,配套建设 1 套 12 万吨/年 37%甲醛装置。
河南省中原大化集团有限责任公司拥有年产30万吨甲醇装置,且其控股管理的濮阳永金化工有限公司具有变压吸附(PSA)装置,可以制取较纯净的CO和H2,同时周边中原乙烯厂具有一定的乙烯产品,可合理有效利用区域资源。
中试装置情况
1、基本情况
2、成果验收
MMA 中试装置于 2018 年 12 月成功实现试运行,产出合格产品,甲基丙烯酸甲酯达到聚合级要求,满足有机玻璃及抗冲改性剂 ACR/MBS 应用要求。
2019 年 3 月 6 日,中国石油和化学工业联合会组织专家对该项工艺技术进行了科技成果鉴定(见附件 8),认为该工艺的主要创新点如下:
(1)开发了离子液体络合铑的新型催化体系和新型管式反应器,解决了乙烯氢甲酰化合成丙醛工艺中铑催化剂聚集和夹带的难题,提高了催化剂的活性和稳定性,降低了催化剂的消耗;
(2)研发了离子液体体温和催化的丙醛和甲醛合成甲基丙烯醛(MAL)的清洁工艺,离子液体催化剂稳定、腐蚀性低、选择性和转化率高;
(3)发展了多级结构的杂多酸 MAL 氧化催化剂,提高了反应转化率和选择性,提出了催化剂梯级填装方法,解决了氧化反应强放热温升的难题;
(4)开发了甲基丙烯酸(MAA)新型酯化反应-精馏耦合强化技术,能耗低,经济性好。
经现场考核,氢甲酰化单元中乙烯单程转化率 48.4%,总转化率99.0%,丙醛选择性99.0%;羟醛缩合单元中丙醛转化率99.0%,MAL选择性99.0%;醛氧化单元中 MAL 单程转化率 75%,MAA 选择性 85.5%;酯化单元中MAA单程转化率86.9%,MMA选择性99.2%。全流程MMA总收率81.5%。
2019 年 3 月通过成果鉴定后,中试装置设施处于闲置状态,未进行环保验收。
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近日,河南中科濮原新材料有限公司甲基丙烯酸甲酯(MMA)新项目落地开工建设。项目总投资19.32亿元,一期建设5万吨/年装置,同时建设二期部分公用工程;二期建设5万吨/年装置。两期项目建成后最终达到10万吨/年产能。项目采用国内首套乙烯法工艺技术,开辟了煤化工原料气与石油化工制乙烯合成MMA的新路径。
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工业是节能降碳的重点领域,也是实现“3060”碳达峰碳中和目标的关键。党的二十大报告明确提出,积极稳妥推进碳达峰碳中和,推进降碳、减污、扩绿、增长,完善能源消耗总量和强度调控,重点控制化石能源消费,逐步转向碳排放总量和强度“双控”制度。为了回顾 2023 年工业企业在节能降碳、绿色可持续发展方面的成就,了解当下的创新技术和应用,《流程工业》编辑部在 2024 年第一期特别策划了“工业碳中和”专题,邀请了一批国内外优秀的工业企业分享观点和产业实践,为广大的流程工业企业提供绿色可持续发展的启迪和借鉴。
作者:本刊编辑部
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