国内“以煤代油”产业化再次取得突破

2007-11-09 中国能源投资网

中科院大连化物所与神华集团在北京举行了其60万吨／年甲醇制取低碳烯烃DMTO技术许可合同签订仪式。这是继今年8月“陕西榆林20万吨／年煤基烯烃工业化示范项目”技术许可合同签订后，大连化物所与企业签订的又一个DMTO工业生产技术许可合同。根据国家发改委的批复，神华集团在包头市的煤经甲醇制烯烃项目将投资120余亿元建设，这标志着中国具有自主知识产权的DMTO技术在走向工业化的道路上又迈出了关键一步。

煤代油比例高达3：1

“‘以煤代油’的主要原理是从煤出发经合成气生产甲醇，再由甲醇转化为低碳烯烃（主要成分为乙烯和丙烯），然后应用于其他化学用品和工业用品。”在接受中国知识产权报记者采访时，中科院大连化物所副所长刘中民表示，目前，从煤出发生产甲醇各国已经有成熟的技术，但是把甲醇转化为低碳烯烃，许多国家还停留在实验室阶段，而在我国，这一项目已经完成工业实验，3吨甲醇可以生产1吨乙烯和丙烯，技术水平国际领先。

早在上世纪80年代开始，在国家有关部委的支持下，大连化物所看到国际的发展趋势和我国未来能源的需求，就成立了甲醇制取低碳烯烃课题组。进入90年代，刘中民带领课题组，对甲醇制取低碳烯烃开展更加深入的研究，丰富了对甲醇制取低碳烯烃（MTO）工艺过程的认知，并在此基础上，形成了具有自主知识产权的一整套专利和技术。1995年，大连化物所完成了流化床MTO过程的中试运转，发展的催化剂及流化反应工艺达到国际先进水平。1996年，这一成果获中科院科技进步奖特等奖和国家“八五”重大科技成果奖。

创新：从MTO到DMTO

中科院大连化物所在加强MTO技术推广的同时，又积极探索和发展新一代催化剂，申请了专利，并将这一具有自主知识产权的甲醇或二甲醚转化制取低碳烯烃技术命名为DMTO技术。
甲醇转化制烯烃的核心技术之一是催化剂，催化剂的性质和性能将主要决定着MTO新工艺技术的发展方向。因此，要发展就要解决催化剂的更新换代问题。而探索和应用新型小孔分子筛催化剂，是实现MTO技术总体上再突破的关键。

1982年，美国联合碳化物公司发现了新一类分子筛（SAPO），并申请了专利。受此启发，大连化物所的研究人员认为，小孔SAPO分子筛作为新催化材料对甲醇转化具有特殊意义。于是，以蔡光宇研究员为组长、刘中民博士为副组长的研究小组将MTO催化剂的研制集中在小孔SAPO分子筛上。经过不懈努力，大连化物所终于发明了“合成气经由二甲醚制取低碳烯烃”新工艺方法。之后，大连化物所又研制出了具有我国特色的、廉价的新一代微球小孔磷硅铝分子筛型催化剂。在实验室和常压反应条件下，取得二甲醚转化率接近100％，乙烯、丙烯和丁烯选择性85％至90％，乙烯选择性50％至60％和乙烯、丙烯选择性接近 80％的优异结果。

“从MTO到DMTO，一是从化学原理上，甲醇变成二甲醚用的是同一个催化剂，我们的工艺设计已经有了创新，DMTO同时含有甲醇和二甲醚两个技术。二是出于商业和知识产权保护的考虑，我们希望有自己的特色，所以起了个工艺代号，加上的这个‘D’，本身是二甲醚的英文前字母的缩写，我们称之为二甲醚或者甲醇制烯烃。”刘中民表示。

“以煤代油” 实现工业化

目前，在世界上，还没有以甲醇制烯烃实现“煤代油”工业化的例子。刘中民表示，试验规模是考量技术成熟度的关键，我们目前的试验规模为一天转化50吨甲醇，属于工业试验性质，是世界上第一套万吨级装置，在此基础上可以直接设计百万吨级的工业装置；并且该工业项目投资很高，达120亿至150亿，如果试验规模太小，工业放大生产的风险很大。从这一点上来看，中国在这方面的技术更成熟。

中科院大连化物所在完成“八五”攻关任务后，向有关产业部门通报了MTO的中试结果，并进行了技术交流。一些长期从事催化裂化工艺和装置设计的专家认为，虽然中科院大连化物所进行MTO工艺所用的分子筛的研究开发工作已有20多年历史，拥有国内外24项专利技术，其试验结果主要技术指标也优于外国同行，但将中试技术直接用于建设工业规模的装置存在很大风险，于是提出了进行中间级的工业性试验的建议。由此，大连化物所加紧与有关企业联系，着手准备进行工业性试验。

2004年，由陕西新兴公司、大连化物所、洛阳石化工程公司三方合作，共同开发DMTO工业化成套技术正式启动。在大连化物所MTO技术中试研究成果的基础上，利用洛阳公司国内一流的“流化催化裂化”工程技术经验，建设一套年加工1．67万吨甲醇的工业化试验装置，新兴公司负责全部投资和试验装置的建设运行管理作。