烯烴是一種應(yīng)用廣泛的化學原料，衣服、裝修材料、口罩等的制造都需要烯烴。傳統(tǒng)烯烴的生產(chǎn)主要靠石油，但我國石油依賴進口，煤制烯烴就成了一種我國科學家一直在攻關(guān)的技術(shù)路線。
9日，由中國科學院大連化學物理研究所研發(fā)的第三代甲醇制烯烴(DMTO-Ⅲ)技術(shù)在北京通過了中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會組織的科技成果鑒定。鑒定專家一致認為：該成果創(chuàng)新性強，具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，成果處于國際領(lǐng)先水平，技術(shù)優(yōu)勢明顯，引領(lǐng)行業(yè)技術(shù)進步，應(yīng)用前景廣闊;建議加快新一代催化劑推廣應(yīng)用，并早日建成DMTO-Ⅲ工業(yè)示范裝置。
該技術(shù)的主要研發(fā)人、該所劉中民院士介紹，這項技術(shù)已經(jīng)研發(fā)了三代。2006年6月，第一代甲醇制烯烴(DMTO)技術(shù)完成萬噸級工業(yè)性試驗，于2010年8月在全球首次實現(xiàn)了煤基甲醇制取低碳烯烴的工業(yè)化。2010年5月，第二代甲醇制烯烴(DMTO-Ⅱ)技術(shù)完成萬噸級工業(yè)性試驗，于2014年12月實現(xiàn)首次工業(yè)化。
DMTO-Ⅲ技術(shù)是一個包括新型高效流化床反應(yīng)器、新一代催化劑等在內(nèi)的完整技術(shù)方案。在DMTO-Ⅲ技術(shù)開發(fā)方面，大連化物所團隊對甲醇制烯烴多尺度過程進行了深入研究，建立了從分子篩反應(yīng)擴散到反應(yīng)器內(nèi)催化劑積碳分布的理論方法，發(fā)展了通過催化劑積碳調(diào)控烯烴選擇性的技術(shù)路線。在此基礎(chǔ)上，基于新一代甲醇制烯烴催化劑，開發(fā)了甲醇處理量大、副反應(yīng)少、可靈活實現(xiàn)催化劑運行窗口優(yōu)化的高效流化床反應(yīng)器，完成了千噸級中試試驗。
與之前的技術(shù)相比，DMTO-Ⅲ技術(shù)的經(jīng)濟性有顯著提高。據(jù)測算，DMTO-Ⅲ技術(shù)工業(yè)裝置的單位烯烴成本較現(xiàn)有的DMTO裝置下降10%左右，單位烯烴產(chǎn)能的能耗可明顯下降。
這項技術(shù)受到了市場的歡迎。今年10月，大連化物所已與寧夏寶豐集團一次性簽訂了5套100萬噸/年烯烴產(chǎn)能的DMTO-Ⅲ工業(yè)裝置技術(shù)許可合同，總投資810億元人民幣，投產(chǎn)后可實現(xiàn)年產(chǎn)值約500億元人民幣。目前，DMTO系列技術(shù)已累計技術(shù)許可31套工業(yè)裝置(投產(chǎn)14 套)，對應(yīng)烯烴產(chǎn)能2025萬噸/年，預(yù)計拉動投資超4000億元人民幣，全部投產(chǎn)后可實現(xiàn)年產(chǎn)值超2000億元人民幣。
劉中民表示，新一代催化劑的工業(yè)化和DMTO-Ⅲ技術(shù)的成功開發(fā)使我國在甲醇制烯烴技術(shù)領(lǐng)域保持了持續(xù)的國際領(lǐng)先地位。這項技術(shù)對于保障能源安全，推動煤炭清潔高效利用也將發(fā)揮重要作用。(記者齊芳)
技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新
2006年6月，第一代甲醇制烯烴(DMTO)技術(shù)完成萬噸級工業(yè)性試驗，于2010年8月在全球首次實現(xiàn)了煤基甲醇制取低碳烯烴的工業(yè)化。2010年5月，第二代甲醇制烯烴(DMTO-Ⅱ)技術(shù)完成萬噸級工業(yè)性試驗，于2014年12月實現(xiàn)首次工業(yè)化。
此后，大連化物所對該技術(shù)進行持續(xù)創(chuàng)新，在對甲醇制烯烴反應(yīng)機理和烯烴選擇性控制原理進一步深入認識的基礎(chǔ)上，研制了新一代甲醇制烯烴催化劑，開發(fā)了新型高效流化床反應(yīng)器，完成了中試放大試驗，研發(fā)了DMTO-Ⅲ技術(shù)。
新一代催化劑的工業(yè)化和DMTO-Ⅲ技術(shù)的成功開發(fā)使我國在甲醇制烯烴技術(shù)領(lǐng)域保持了持續(xù)的國際領(lǐng)先地位。
在催化劑方面，大連化物所團隊通過創(chuàng)新分子篩合成方法，實現(xiàn)對SAPO分子篩晶相、酸性和形貌的協(xié)同調(diào)控，同時結(jié)合催化劑制備工藝的創(chuàng)新，開發(fā)出了烯烴收率高、焦炭產(chǎn)率低、操作窗口寬、微量雜質(zhì)少的新一代甲醇制烯烴催化劑。目前已建成5000噸/年規(guī)模的催化劑生產(chǎn)線并成功實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。新一代甲醇制烯烴催化劑兼顧已有工業(yè)裝置和新技術(shù)開發(fā)需求，已在多套DMTO工業(yè)裝置中實現(xiàn)應(yīng)用。
在DMTO-Ⅲ技術(shù)開發(fā)方面，大連化物所團隊對甲醇制烯烴多尺度過程進行了深入研究，建立了從分子篩反應(yīng)擴散到反應(yīng)器內(nèi)催化劑積碳分布的理論方法，發(fā)展了通過催化劑積碳調(diào)控烯烴選擇性的技術(shù)路線。在此基礎(chǔ)上，基于新一代甲醇制烯烴催化劑，開發(fā)了甲醇處理量大、副反應(yīng)少、可靈活實現(xiàn)催化劑運行窗口優(yōu)化的高效流化床反應(yīng)器，完成了千噸級中試試驗。9月26日，中國石化(4.060, 0.05, 1.25%)聯(lián)合會組織專家對中試裝置進行了72小時現(xiàn)場連續(xù)運行考核，結(jié)果為甲醇轉(zhuǎn)化率99.06%，乙烯和丙烯的選擇性85.90wt%，噸烯烴(乙烯+丙烯)甲醇單耗為2.66噸。
DMTO和DMTO-Ⅱ技術(shù)的單套工業(yè)裝置甲醇處理能力都為180萬噸/年。DMTO技術(shù)噸烯烴(乙烯+丙烯)甲醇原料消耗為2.97噸，DMTO-Ⅱ技術(shù)是在DMTO技術(shù)基礎(chǔ)上增加副產(chǎn)的碳四以上組分(C4+)裂解單元，其原料消耗較DMTO技術(shù)有所降低。DMTO-Ⅲ技術(shù)采用新一代催化劑，通過對反應(yīng)器和工藝過程的創(chuàng)新，不需要設(shè)單獨的副產(chǎn)的碳四以上組分裂解單元，可實現(xiàn)單套工業(yè)裝置甲醇處理量達300萬噸/年以上，流程模擬結(jié)果顯示工業(yè)裝置噸烯烴(乙烯+丙烯)甲醇消耗可降到2.62-2.66噸。
